蘇南某市通江河道水質現狀及變化趨勢分析

鄒士倩 張念辰

（江蘇省蘇州環境監測中心 江蘇 蘇州 215011）

引言

長江是我國第一大河，自西而東流經青海、四川、西藏、云南、重慶、湖北、湖南、江西、安徽、江蘇、上海等11 個省（自治區、直轄市）注入東海。長江流域面積約180 萬km2，約占我國國土面積的18.8%。長江經濟帶覆蓋上海、江蘇、浙江、安徽等11 個省市，生產總值及總人口占全國40%以上[1]。長期粗放的發展模式導致長江生態系統功能性退化、水資源安全風險凸顯，生態環境面臨嚴峻挑戰，因而黨中央作出“共抓長江大保護”的重大決策。

保護長江是一項偉大事業，關系到國家發展、民族復興和子孫后代[2]。江蘇省蘇南某市位于長江三角洲中部，北面依臨長江，境內長江干流全長約158km。根據2022 年統計年鑒，沿江土地面積約1797km2，地區生產總值7276.3 億元，總人口為251.6 萬人。蘇南某市共有26 條主要通江河道，均設有閘控，主要承擔行洪排澇、用水調節及船舶通航等功能，一部分河道以引江為主，一部分河道以排江為主或引排兼有。由于目前對通江河道水質系統性研究還存在不充分、不深入的問題，因而本文統計分析了2022 年蘇南某市主要通江河道的水質時空變化特征，聚焦水質提升的瓶頸環節，以期為該市長江段水環境質量提升提供依據。

1 研究方法

1.1 研究對象

蘇南某市26 條主要通江河道分布于長江南側區域，水質監測斷面設置于河道與長江干流交匯前，監控河道的水質變化情況。

1.2 數據來源

環境監測部門根據《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）對蘇南某市通江河道水質進行定期監測。監測項目包括GB3838-2002 表1 中除水溫、糞大腸菌群與總氮外的21 項水質指標歷史監測數據。

表1 2022 年蘇南某市通江河道主要指標水質類別情況

1.3 評價方法

水質評價按照《地表水環境質量評價辦法（試行）》（環辦[2011] 22 號）執行，以GB 3838-2002 表1 中21 項指標來判定斷面水質類別。選擇高錳酸鹽指數、氨氮和總磷等主要指標，采用ArcGIS 10.8 對通江河道斷面水質進行聚類分析。

2 結果與分析

2.1 總體情況

2022 年，蘇南某市長江段2 個斷面年度水質類別為Ⅱ類，與2021 年持平，達到了“長江干流水質達Ⅱ類”的要求。2022 年，蘇南某市26個主要通江河道斷面年度水質均達到Ⅲ類，其中23 個斷面水質達到Ⅱ類。與2021 年相比，5 個通江河道斷面年度水質由Ⅲ類提升至Ⅱ類。從平均濃度來看，常規指標中高錳酸鹽指數、氨氮和總磷水質類別為Ⅱ類，溶解氧、化學需氧量和五日生化需氧量為Ⅰ類；GB3838-2002 表1 中其他指標平均值均滿足Ⅱ類及以上。 2022 年蘇南某市通江河道主要指標水質類別詳情如表1 所示。

2.2 時間變化

2.2.1 年度水質變化趨勢

2022 年蘇南某市通江河道水質發生全方位好轉，單月水質呈現“好水增多，差水減少，劣水清零”的變化。與上年同期相比，2022 年通江河道單月水質Ⅱ類水比例從57.5%上升至63%，提升了5.5個百分點；Ⅲ類水比例基本持平，均為34%左右；Ⅳ類水比例從7.5%下降至3%，降低了4.5 個百分點；Ⅴ類水與劣Ⅴ類水實現“清零”，詳見圖1。

圖1 2021～2022 年蘇南某市通江河道單月水質類別變化情況

2.2.2 單月水質變化趨勢

2022 年1～12 月，蘇南某市通江河道的水質存在一定的波動，6～10 月水質低于全年平均水平，優Ⅲ比例未達到100%，優Ⅱ比例為37%～70.4%，均為全年相對較低水平，其中9月優Ⅱ比例全年最低，詳見圖2。

圖2 2022 年蘇南某市通江河道單月水質變化情況

結合氣象信息分析，6～10 月蘇南某市通江河道水質出現波動可能與汛期降水增多，部分污染物隨地表徑流進入水體有關。2022 年6 月與9 月，蘇南某市降水量分別為1140.7mm 和1021.8mm，為全年最高水平，水質優Ⅱ比例分別為48.1%和37%，為全年最低水平，說明夏季汛期通江河道水質出現波動。

2022 年6 月5～6 日，蘇南某市發生一輪降水過程，累計降水量為116.9mm。選取地理位置相對均勻的4 個通江河道斷面分析降水對斷面污染物濃度的影響。降水發生后，通江河道高錳酸鹽指數、氨氮和總磷等污染物濃度上升，其中高錳酸鹽指數濃度上升幅度較大，氨氮次之，總磷相對較穩定，詳見圖3。因分散性、不確定性以及影響滯后性等特點，非點源污染逐漸成為水污染防治的重點和難點。一般認為，非點源污染是導致降雨徑流污染的主要因素[3]。有研究指出，影響城市地表徑流污染的因素主要包括降雨特征（降雨量、降雨強度等）、土地利用方式、地表清掃狀況和下水道狀況等[4]。

圖3 一次典型降水過程中部分通江河道斷面污染物濃度變化情況

2.3 空間分布

2.3.1 主要污染物濃度空間分布

選取高錳酸鹽指數、氨氮和總磷共3 種主要污染物指標，采用ArcGIS 10.8 軟件對主要通江河道斷面進行聚類分析。綜合考慮3 種主要污染物指標呈現的不同特點，將26 條主要通江河道分為3 組，即組1（藍點）、組2（紅點）和組3（綠點），詳見圖4。組1（藍點）包括10 個斷面，分布在蘇南某市長江段全段，其高錳酸鹽指數、氨氮和總磷濃度接近平均水平，水質狀況處于該市通江河道中等水平；組2（紅點）包括13個斷面，主要分布于該市長江段上段和中段區域，其高錳酸鹽指數、氨氮和總磷處于較低水平，水質狀況相對較好；組3（綠點）包括3 個斷面，分別為A、B 和C，其高錳酸鹽指數、氨氮和總磷的濃度均處于相對稍高水平。

圖4 2022 年蘇南某市通江河道斷面水質聚類分析情況

三維熒光光譜，也被稱為“熒光指紋”，其與熒光物質具有一一對應的關系。通過算法比對污染水體的三維熒光光譜，計算其與典型行業的相似度。王英俊等[5]研究表明，2020 年，在我國北方某河流跨界斷面水質異常事件中，水質熒光指紋溯源技術為鎖定重點排查對象，追溯源頭發揮了重要作用。

利用水質熒光指紋溯源技術對A、B、C 斷面進一步分析，結果顯示A 斷面水質指紋信號較強，高于B、C 斷面；與典型行業污染源數據庫進行比對分析發現，A、B 和C 斷面水樣與行業庫相似度未達到90%，說明其可能受多種污染因素的綜合影響。從地圖上看，A 斷面上游主要分布農田，B 和C 斷面上游主要分布集鎮、居民區或工業區等，詳見圖5。一般而言，水質情況可能與通江河道流經的區域有關，河道流經大面積農田時易受農業面源影響，流經集鎮、居民區或工業區，則易受生活污水或工業廢水影響。

圖5 A、B、C 斷面水質指紋檢測結果

2.3.2 同比變化幅度空間分布

對通江河道斷面污染物年均濃度進行調查分析發現，2022 年高錳酸鹽指數、氨氮和總磷的濃度水平同比有所降低，波動幅度保持平穩或收窄，說明通江河道水質同比穩中向好，詳見圖6。對比2021 年和2022 年各通江河道的高錳酸鹽指數、氨氮和總磷的年均濃度，變化幅度在±10%以內視為基本持平，大于10%視為污染物濃度升高，小于-10%視為污染物濃度降低。其中，高錳酸鹽指數與2021 年相比，11 個斷面年均濃度基本持平，13 個斷面的濃度降低（最大降幅為20%），2 個斷面濃度升高，分布在該市長江段中部和下段沿江區域；氨氮與2021 年相比，3 個斷面年均濃度基本持平，13 個斷面濃度降低（最大降幅為65.6%），10 個斷面濃度升高，在蘇南某市長江段全段區域均有分布；總磷與2021 年相比，14 個斷面年均濃度基本持平，10 個斷面濃度降低（最大降幅為25.2%），2 個斷面濃度升高，分別分布在該市長江段上段和下段沿江區域。

3 建議與展望

3.1 持續推進區域面源治理降低入江污染物總量

通過高標準生態化改造，降低農田退水和養殖塘排水等污染物含量，推動水污染防治基礎設施建設，提升城鎮污水處理能力，提高污水處理率。

3.2 加強降水污染強度研究和預測預報

加強水質自動監測系統與網絡的建設和維護，為計算降水污染強度提供及時準確的基礎數據；加強降水污染強度的研究工作，為精準追溯污染源頭提供理論研究支持；探索水質波動預測預報，對降水污染情況及時預警。

結語

保護長江是關系到中華民族永續發展的大計，長江流域水污染防治問題關系重大，管好通江河道的水質對長江干流的水環境保護意義重大。近年來，蘇南某市長江段的通江河道水質穩中有升，反映了該市社會各界保護長江的成果。因此，應進一步降低入江污染物通量，突破降雨期間面源污染的瓶頸，為長江大保護貢獻新的力量，推動長江水生態環境全面持續提升。