降水對(duì)阜新細(xì)河水質(zhì)考核監(jiān)測結(jié)果影響分析

魏建勛

（遼寧省阜新生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧阜新 123000）

1 引言

細(xì)河是大凌河左側(cè)最大支流，包括伊嗎圖河、湯頭河、清河等10條主要支流，多數(shù)為季節(jié)性河流，常年水量偏少甚至出現(xiàn)斷流。細(xì)河作為阜新市區(qū)、阜蒙縣城區(qū)和沿河鄉(xiāng)鎮(zhèn)的納污河，天然生態(tài)水極度缺乏，城鎮(zhèn)和園區(qū)污水處理廠排水量占出市斷面總水量的2/3以上，曾長年處于劣Ⅴ和Ⅴ類水質(zhì)狀態(tài)。近10年來，阜新市通過提升污水集中收集治理能力、污染源排放提標(biāo)改造和強(qiáng)化環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管等綜合治理措施，使細(xì)河水質(zhì)2020年改善為Ⅳ類，達(dá)到有監(jiān)測數(shù)據(jù)以來歷史最好水平。細(xì)河是“十三五”期間國家對(duì)阜新市城市地表水水質(zhì)考核的惟一水體，通過對(duì)考核優(yōu)先采用的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)降水后水體濁度升高導(dǎo)致的總磷等污染物數(shù)據(jù)超標(biāo)問題對(duì)國家考核結(jié)果存在較大影響。

2 降水對(duì)細(xì)河水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)影響統(tǒng)計(jì)

2020年阜新地區(qū)降水總體偏多，比歷年增加10.5%，且時(shí)空分布不均。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2020年7—9月細(xì)河流域中雨以上甚至大暴雨發(fā)生5次，11月還發(fā)生了有記錄以來同期最強(qiáng)降雨雪過程。上述降水過程因濁度超過500 NTU，導(dǎo)致水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測站2次停運(yùn)，共計(jì)7 d，歷次降水后對(duì)細(xì)河下游出市斷面水質(zhì)總磷、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮等監(jiān)測結(jié)果均產(chǎn)生影響，并且持續(xù)時(shí)間平均超過4 d，尤其是總磷濃度增高幅度大，成為當(dāng)年細(xì)河水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測日均值超標(biāo)的主要原因。

2020年細(xì)河出市斷面水質(zhì)日均值超標(biāo)天數(shù)統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 2020年細(xì)河出市斷面水質(zhì)日均值超標(biāo)天數(shù)統(tǒng)計(jì) d

2020年細(xì)河出市斷面降水過程水質(zhì)變化統(tǒng)計(jì)見表2。

表2 2020年細(xì)河出市斷面降水過程水質(zhì)變化統(tǒng)計(jì)

降水后細(xì)河水質(zhì)濁度、總磷增幅對(duì)比見圖1。

圖1 降水后細(xì)河水質(zhì)濁度、總磷增幅對(duì)比

3 降水對(duì)細(xì)河水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果影響原因分析

3.1 種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)等陸源污染物入河影響

阜蒙縣為全國農(nóng)業(yè)大縣，土地總面積為621789hm2，其中，農(nóng)用地為493 272 hm2，占土地總面積的79.33%，2019年糧食產(chǎn)量突破17億kg。由于東北地區(qū)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)人口的大量流出，綠色生態(tài)和精細(xì)化耕種方式難以有效推廣，化肥農(nóng)藥施用量大。根據(jù)全國污染源普查結(jié)果，阜蒙縣化肥施用量為22.61萬t/a，約占遼寧省化肥年總施用量的16.2%，采用系數(shù)法計(jì)算，水污染物流失入河量分別為氨氮43.34 t/a、總氮259.94 t/a、總磷20.96 t/a。同時(shí)，阜蒙縣畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)，現(xiàn)有規(guī)模畜禽飼養(yǎng)場466個(gè)，糞便污染物部分通過干清工藝去除或生產(chǎn)有機(jī)肥，多數(shù)發(fā)酵后直接施入農(nóng)田，污染物流失入河排放量分別為氨氮225.93 t/a、總氮1 767.10 t/a、總磷202.87 t/a。細(xì)河流域干支流主要分布在阜蒙縣西部19個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)210個(gè)村，全長113 km，總流域面積2 932 km2，占阜蒙縣總面積的46.8%，因此，可以估算阜蒙縣種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)排放水污染物最終可近半數(shù)進(jìn)入細(xì)河水體。

實(shí)驗(yàn)表明，遼寧地區(qū)農(nóng)業(yè)面源和畜禽養(yǎng)殖業(yè)的水體污染豐水年高于平水年，并主要集中發(fā)生在中雨以上較大降水期間，旱作玉米農(nóng)田徑流實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，總磷、總氮輸出系數(shù)可達(dá)0.27 kg/hm2和3.14 kg/hm2［1］。尤其是阜新這類干旱少雨地區(qū)，豐水年連續(xù)降水導(dǎo)致土壤含水率增加、徑流產(chǎn)生量大，對(duì)水體污染明顯增加，這從2020年降水期間細(xì)河斷面自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化也得到驗(yàn)證。

3.2 水體濁度對(duì)總磷監(jiān)測結(jié)果的影響

阜新屬國家水土流失重點(diǎn)防治地區(qū)，水力、風(fēng)力等作用導(dǎo)致水土流失嚴(yán)重。細(xì)河水量偏小，流量常年維持在0.3～0.4 m3/s，發(fā)生大到暴雨時(shí)泥沙入河量大，水體異常渾濁。

大量研究發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)實(shí)驗(yàn)室普遍使用的鉬酸銨分光光度法檢測分析中，水中泥沙懸浮物含量與總磷測定結(jié)果有較高相關(guān)性［2-3］。為此，2019年12月，中國環(huán)境監(jiān)測總站印發(fā)《地表水總磷現(xiàn)場前處理技術(shù)規(guī)定（試行）》，要求手工監(jiān)測采集水樣后需進(jìn)行原水濁度測試，并采取自然沉降或離心方式消除濁度干擾。經(jīng)試驗(yàn)，濁度＜200 NTU的地表水樣泥沙在30 min內(nèi)基本得到沉降［4］，總磷測定值可降低4.9%～12.3%。目前普遍使用的分光光度法水質(zhì)總磷自動(dòng)監(jiān)測儀器，多數(shù)不具備完善的水樣前處理能力，懸浮物對(duì)檢測波長的光強(qiáng)有一定程度吸收。根據(jù)國內(nèi)有關(guān)文獻(xiàn)研究顯示，不同品牌自動(dòng)監(jiān)測儀器總磷的分析結(jié)果與濁度值存在顯著相關(guān)性，濁度較低時(shí)，總磷自動(dòng)監(jiān)測儀與實(shí)驗(yàn)室的分析結(jié)果一致性較好；濁度值越高，自動(dòng)監(jiān)測結(jié)果越高，與實(shí)驗(yàn)室的分析結(jié)果偏差越嚴(yán)重。在水質(zhì)濁度值大于80～100 NTU時(shí)，不同品牌總磷自動(dòng)監(jiān)測儀誤差可達(dá)16%～135%。對(duì)異常渾濁水樣，包括國外主流自動(dòng)監(jiān)測儀雖采取了色度補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)，但也與實(shí)驗(yàn)室手工測定數(shù)據(jù)存在較大差異。

目前國家在對(duì)河流水質(zhì)考核時(shí)，pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷5項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)先采用當(dāng)月自動(dòng)監(jiān)測結(jié)果，雖在數(shù)據(jù)審核時(shí)對(duì)因暴雨、臺(tái)風(fēng)等因素導(dǎo)致濁度高的相關(guān)數(shù)據(jù)酌情從數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)整體剔除，但尚未徹底解決濁度干擾導(dǎo)致的總磷監(jiān)測結(jié)果失真問題。

4 結(jié)語

分析結(jié)果表明，面對(duì)達(dá)到Ⅲ類優(yōu)良水體的目標(biāo)任務(wù)，阜新細(xì)河要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)水質(zhì)改善必須重點(diǎn)關(guān)注農(nóng)業(yè)農(nóng)村種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)污染的影響，加大農(nóng)業(yè)面源和畜禽養(yǎng)殖業(yè)的污染源頭治理力度，并采取河岸攔蓄和生態(tài)護(hù)岸等措施減緩泥沙和污染物進(jìn)入水環(huán)境。同時(shí)，也需要設(shè)備廠商與技術(shù)部門積極開展總磷自動(dòng)監(jiān)測新技術(shù)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)，提高高濁度水樣監(jiān)測數(shù)據(jù)真實(shí)性、準(zhǔn)確性。現(xiàn)階段，也建議國家完善河流斷面水質(zhì)“采測分離”和自動(dòng)監(jiān)測有關(guān)數(shù)據(jù)綜合考核規(guī)則，確保如實(shí)評(píng)價(jià)各流域河流水質(zhì)狀況。