長江干流南京段石化廠下游水質評價與變化趨勢分析

張晨晨，劉 飛

（長江水利委員會水文局長江下游水文水資源勘測局，江蘇 南京 210000）

0 引言

長江作為我們的“母親河”，對流域內經濟發展有重要作用。然而隨著經濟社會發展，長江流域各種問題都隨之出現，再加上水資源配置不合理，污染問題突出，長江水生態受損嚴重。

安堃達[1]等人對長江干流湖北段2016—2019 年間水質變化規律進行了總結；婁保鋒[2]等人針對長江干流從源區到入?？诘妮^大時空角度對污染物通量的變化規律進行了闡述；陳善榮[3]等人分析了長江上游、中游和下游不同斷面近40 年來的水質變化特征；譚凌智[4]等人研究了長江干流上海段水體中溶解氧、高錳酸鹽指數、氨氮以及重金屬含量在豐水期和枯水期兩季的變化規律；王小煥[5]等人運用基于灰色關聯系數矩陣的TOPSIS 法評價入出三峽水庫水質，運用R/S 法查明入出庫水質的未來變化趨勢。但未見對長江干流南京段水質變化趨勢的分析結果。

鑒于此，本文針對長江干流南京段石化廠下游監測點（國家終點監測點）2010—2020 年11 年間的水質監測數據，在進行水質評價的基礎上，采用Mann-Kendall 趨勢檢驗法對水質變化趨勢進行分析，通過客觀評價長江干流南京段石化廠下游水質狀況，以期為長江干流南京段水質監測、保護和利用提供科學依據。

1 研究方法

1.1 水質評價標準

南京石化廠下游監測斷面，2020 年水質目標為Ⅱ類，監測頻次為每年12 次，每月監測一次。石化廠下游監測點位置見圖1。

圖1 監測點位位置圖

根據《水和廢水監測分析方法》，結合南京市地表水污染特征，選取氨氮、總磷及化學需氧量等22 項指標進行監測。同時，根據國家質量監督總局與國家環?？偩致摵习l布的GB 3838—2002《地表水環境質量標準》中的評價標準對長江干流南京段監測斷面水質結果進行評價。

1.2 Mann-Kendall 趨勢檢驗法

Mann-Kendall 趨勢檢驗法是非參數檢驗法最為有效的工具，被廣泛應用于水文序列變化趨勢分析中[6-7]，不需要樣本遵從分布，不受異常值影響。最終的檢驗結果可根據Z 值的大小判斷序列變化趨勢，Z值大于0 說明存在上升趨勢，反之存在下降趨勢。

2 評價結果

將所收集的水質監測數據進行水質評價，評價結果見表1。

表1 水質評價結果

2.1 年內變化

按照汛期（汛期為5—9 月）、非汛期（1—4 月、10—12 月）及全年評價斷面水質2015、2017 年水質評價結果表明，同一年度汛期水質優于非汛期。

2.2 年際變化

從表1 中的評價結果來看，斷面水質在2010—2018 年間基本穩定在Ⅲ類水，2019 年以后基本達到Ⅱ類水，說明長江干流南京段石化廠下游水質整體狀況趨于好轉。

3 水質變化趨勢分析

3.1 特征污染物

根據《江蘇省地表水（環境）功能區劃》，2010 及2020 年水質目標為Ⅱ類。2019 年以后基本穩定達標，2019 年以前主要污染物為總磷及氨氮。

3.2 水質變化趨勢

采用2010—2020 年11 年間水質監測數據中的氨氮和總磷兩個指標進行水質變化趨勢分析。趨勢檢驗結果如表2 所示。在置信度95%水平上，|Z|＞3.25時，具有顯著的上升或下降趨勢。對于氨氮，石化廠下游監測點具有顯著下降趨勢。從整體上看，氨氮和總磷均呈下降趨勢。

表2 水質趨勢分析結果

3.3 水質變化原因分析

2008 年及以前，長江干流南京段沿線污染物的大量排放造成了水環境的惡化。其中，右岸匯入長江干流的通江河道污染比左岸嚴重，很多企業和單位不直接排向長江，而是先排入城市內河，最終再匯入長江[8]，也間接造成長江干流污染。

通過對設置在石化廠下游監測點位上游的南京煉油廠排口水質進行監測分析（圖2）發現，排口和干流監測斷面污染物濃度基本呈下降趨勢，排口水質逐漸向好，與長江干流水質差異越來越小。

圖2 上游排口及石化廠下游水質變化圖

從2000 年開始，隨著工業化的快速發展，政府對水污染的控制也越來越重視?！度珖h境容量核定和總量分配工作方案》和《排污許可證工作指南》等文件在全國推行容量總量控制，同時，水污染防治工作特別是“十三五”以來“水十條”的實施有效促進了地表水環境質量的改善。在國家和政府采取一系列非工程措施的基礎上，長江流域也采取一些工程措施有效控制了氮磷的污染。

一系列的研究表明[9]，氨氮與生活污染源排放、城鎮基礎設施等情況有較強的相關性，總磷通常與涉磷企業、農業面源等情況有關。針對上述情況，主要采取了以下工程措施：

1）截污納管，封堵污水排口，對污水排口上游管道進行雨污分流。

2）黑臭水體治理，對匯入長江的黑臭支流進行治理。

3）加強農田地表徑流控制，降低氨氮、總磷對水質的影響。

4）加強對初期雨水徑流控制，降低SS 對水質的影響。

4 結論

通過對長江干流南京段石化廠下游2010—2020 年11 年間水質監測數據進行評價，分析水質變化趨勢及原因，得到如下結論：

1）長江干流南京段石化廠下游總體水質較好，汛期水質優于非汛期，并且在2019 年基本穩定達到Ⅱ類水標準，主要影響因子是總磷和氨氮。

2）通過水質變化趨勢分析發現氨氮和總磷均呈下降趨勢，其中氨氮有具有顯著下降趨勢。

3）通過對比上游排口和長江干流監測斷面的數據發現，隨著一系列工程的實施，降低了長江干流南京段石化廠下游河道的污染物濃度，排口和斷面水質差異越來越小，水質逐漸向好。