赤水河流域典型支流的水質(zhì)特征分析研究

劉亞曦*，曲樂(lè)鑫

（茅臺(tái)學(xué)院，貴州 遵義）

1 研究背景

赤水河是長(zhǎng)江上游右岸沒(méi)有梯級(jí)水庫(kù)的重要一級(jí)支流，發(fā)源于云南省鎮(zhèn)雄縣，流經(jīng)云貴川三省[1]。赤水河流域是醬香白酒之源，其水質(zhì)狀況對(duì)于醬酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有重要影響[2-4]。

五馬河是赤水河的重要支流，處于赤水河的上游，五馬河的水質(zhì)情況對(duì)赤水河的水質(zhì)情況也起著極關(guān)重要的影響。五馬河位于仁懷縣之南部，河水由東往西流至五馬口轉(zhuǎn)向北流注赤水河[5-6]。主河長(zhǎng)39.3 km，縣內(nèi)流域面積385 km2。高寨以下河段，河床寬1 544 m，平均29 m，常水深為20～60 cm。

本文研究赤水河流域的主要上游支流五馬河的水質(zhì)狀況，分析赤水河的基本水質(zhì)情況，分析目前造成五馬河水質(zhì)污染的潛在原因，在一定程度上可以為五馬河的治理和赤水河的保護(hù)提供依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)概況

五馬鎮(zhèn)境內(nèi)地勢(shì)東部高、西部低，為喀斯特地貌，五馬鎮(zhèn)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，其特征為四季分明，主要風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，年室內(nèi)平均溫度18 ℃，極端最高溫度39 ℃，極端最低氣溫為-4 ℃，多年平均降雨量為951 mm，主要降水集中于每年的4～6 月。

五馬鎮(zhèn)境內(nèi)河道屬長(zhǎng)江上游赤水河水系，主要河流有五馬河、小根溝、魚箐溝，五馬河全長(zhǎng)39.3 km，集水面積435.8 km2，年均流量4.9 立方m/s[7]。五馬河源頭為井壩鎮(zhèn)的一條出水溶洞, 自東向西流至五馬口轉(zhuǎn)北流注貴州赤水河。流經(jīng)井壩、堰頭等八個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn)),在沙壩河處注入赤水河。主河道全長(zhǎng)39.3 km，多年平均流速為4.98 m/s[8]。

2.2 樣品采集與數(shù)據(jù)分析

2.2.1 采樣點(diǎn)位置

本研究選取五馬河上中下游三個(gè)代表性點(diǎn)位進(jìn)行采樣研究，分別為上游A 點(diǎn)、中游B 點(diǎn)以及下游C點(diǎn)，具體點(diǎn)位見(jiàn)圖1。

圖1 五馬河采樣點(diǎn)的位置

2.2.2 采樣及測(cè)定方法

在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)pH、DO、ORP、EC、TDS、溫度和氣壓現(xiàn)場(chǎng)用HANNA 多參數(shù)水質(zhì)分析儀進(jìn)行測(cè)試。采集的水樣通過(guò)0.22 um 濾膜，采用6 mol/L 的HNO3將其酸化至pH＜2.0，置于50 ml 的高聚四氟乙烯瓶中，用于檢測(cè)常量陽(yáng)離子和微量元素，陰離子的檢測(cè)無(wú)需酸化。水樣置于4 ℃密封保存，盡快去往實(shí)驗(yàn)室分析，陽(yáng)離子用ICP-AES (iCAP 630,Thermo)測(cè)試，分析精度3.0%，微量元素用ICP-MS (750C，Agilent)測(cè)試，分析精度3.0%。陰離子(Cl-、Br、SO42-、NO3-等) 采用離子色譜(DionexDX-120)進(jìn)行測(cè)定，分析精度5.0%。陰陽(yáng)離子誤差絕對(duì)值小于5%。

2.3 水質(zhì)評(píng)價(jià)方法

水質(zhì)評(píng)價(jià)是對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析之后，對(duì)水體進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，結(jié)合水環(huán)境質(zhì)量變化發(fā)展的規(guī)律，從而為水體功能分區(qū)、規(guī)劃管理以及污染治理提供科學(xué)合理的依據(jù)[9-10]。單因子評(píng)估法具有簡(jiǎn)便、容易使用的優(yōu)勢(shì),而綜合污染指數(shù)可以更全面，更具體的反映出水質(zhì)狀況[11-12]。所以本研究選擇了單因子評(píng)價(jià)法和綜合污染指數(shù)法。

3 水化學(xué)指標(biāo)空間分布特征

3.1 水化學(xué)組分?jǐn)?shù)理統(tǒng)計(jì)

五馬河河水理化指標(biāo)數(shù)理統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 五馬河河水理化指標(biāo)數(shù)理統(tǒng)計(jì)

3.2 水化學(xué)指標(biāo)空間分布特征

研究表明，五馬河段自上游到下游pH 變化量不大，pH 在8 左右浮動(dòng)，相對(duì)比較穩(wěn)定，總體來(lái)說(shuō)水質(zhì)相對(duì)偏向弱堿性，DO 沿河段逐漸下降，最大值在B點(diǎn)。ORP 先上升后降低，但是變化的量較小，相對(duì)比較穩(wěn)定，EC、TDS 逐漸降低但是變化量相對(duì)叫小，也相對(duì)穩(wěn)定。

五馬河流域的陽(yáng)離子空間變化范圍較小，Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Fe、Mn 含量總體比較穩(wěn)定。五馬河流域的總磷（TP）濃度比較高，由上游至下游變化比較明顯，但是最小值也比較高，超過(guò)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)圖2。

圖2 五馬河河水水樣陰陽(yáng)離子空間分布特征

總體來(lái)說(shuō)，五馬河流域的NO3-、Cl-比較穩(wěn)定。五馬河流域的SO42-由上游至下游逐漸降低，但是變化量非常小。SO42-主要受巖石風(fēng)化、燃煤燃燒、大氣酸沉降、汽車尾氣的影響，該地地表水SO42-變化的主要影響因素可能為巖石風(fēng)化、汽車尾氣。五馬河流域的HCO3-由上游至下游逐漸升高，但是波動(dòng)范圍較小。HCO3-主要受巖石風(fēng)化的影響，該地HCO3-空間分布特征也受巖石風(fēng)化的影響。

4 水環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

4.1 單因子評(píng)價(jià)法

由于五馬河是飲用水的取水地，根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838-2002，將本研究的項(xiàng)目進(jìn)行計(jì)算比對(duì)，DO、TP 是按照地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行分析計(jì)算，NO3-，SO42-，Cl-，TP，F(xiàn)e，Mn是執(zhí)行集中式生活飲用水地表水源地標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行分析比對(duì)，上中下游的三個(gè)采樣點(diǎn)的NO3-，SO42-，Cl-，TP，F(xiàn)e，Mn 均 遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于集中式生活飲用水地表水源地標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值標(biāo)準(zhǔn)。

DO 和TP 采用單因子評(píng)價(jià)法，A點(diǎn)的DO 達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，B 點(diǎn)的DO 達(dá)到Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，C 點(diǎn)的DO達(dá)到Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。TP 在五馬河三個(gè)采樣點(diǎn)均超出Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，存在嚴(yán)重的污染。

4.2 綜合污染指數(shù)法

由表2 可知，五馬河流域水質(zhì)問(wèn)題主要是因?yàn)門P的超標(biāo)導(dǎo)致。五馬河流域的水質(zhì)出現(xiàn)污染，輻射至流域周圍的生態(tài)，可能影響到赤水河流域的水質(zhì)，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。

表2 五馬河各采樣點(diǎn)綜合污染指數(shù)

5 污染源分析

五馬鎮(zhèn)內(nèi)河道屬長(zhǎng)江上游赤水河水系，主要河流有五馬河、小根溝、魚箐溝。河流水質(zhì)污染的污染源一般為生活污染源、畜禽養(yǎng)殖污染、化肥農(nóng)藥排放等原因。

五馬河作為五馬鎮(zhèn)中主要的河流，承載著大量的生活需求，五馬河貫穿五馬鎮(zhèn)全境，與當(dāng)?shù)鼐用竦纳钕⑾⑾嚓P(guān)。由于農(nóng)村沒(méi)有健全的污水管道和污水處理系統(tǒng)，生活污水只能隨著地勢(shì)差流入河流，這就造成了河流水質(zhì)的污染，這也是五馬河流域中的TP 嚴(yán)重超標(biāo)的原因。同時(shí)，五馬河流域沿岸有大量的農(nóng)家樂(lè)，餐飲行業(yè)比較發(fā)達(dá)，餐飲行業(yè)產(chǎn)生的廢水也會(huì)對(duì)五馬河的TP 造成影響。

五馬鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)以種植業(yè)為主，畜牧業(yè)以飼養(yǎng)生豬、牛、羊、馬為主。畜牧業(yè)產(chǎn)生的大量禽畜糞便廢水通過(guò)地表徑流流入河流中，河流中積累大量的N、P 會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，藻類大量繁殖，魚蝦大量死亡，DO 降低，水體發(fā)臭，水生生物也會(huì)大量死亡，影響河流水域的生態(tài)環(huán)境，影響周圍的環(huán)境健康。N、P 隨著地表水徑流會(huì)進(jìn)入地下水，人若長(zhǎng)期或大量飲用，可能誘發(fā)癌癥的發(fā)生。

五馬鎮(zhèn)種植業(yè)的大力發(fā)展離不開化肥農(nóng)藥使用。大量含磷的化肥農(nóng)藥溶于水，隨地表徑流進(jìn)入五馬河流域，造成水質(zhì)污染。

6 結(jié)論

綜上所述，五馬河流域地表水水質(zhì)除TP 外均符合標(biāo)準(zhǔn)，甚至符合飲用水源的標(biāo)準(zhǔn)。TP 嚴(yán)重超標(biāo)的原因經(jīng)過(guò)分析確定為生活污水、畜禽養(yǎng)殖以及化肥農(nóng)藥的污染，導(dǎo)致五馬河流域水質(zhì)變差。

TP 含量超標(biāo)的狀況是可以控制的。通過(guò)規(guī)范處理居民產(chǎn)生的生活污水，集中處理處置生活污水就能有效調(diào)節(jié)控制生活污水排入五馬河流域。同時(shí)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)宣傳，加強(qiáng)對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裆鷳B(tài)農(nóng)業(yè)的普及和當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，減少有機(jī)化肥的使用以及農(nóng)藥的使用可以進(jìn)一步的防治有機(jī)物隨著地表徑流進(jìn)入到五馬河流域當(dāng)中。