摘要" 以蘇中地區某通江河道為研究對象,基于其2021—2023年河道考核斷面的水質數據,以總磷、氨氮和高錳酸鹽指數為研究因子,結合區域氣象數據,探討因子濃度與降水量的關系,分析通江河道汛期水質的變化特征及其原因,為保障汛期通江河道水質提供科學支撐。結果表明,2021—2023年該河道斷面水質月均達標率分別為83.3%、72.7%和58.3%,超標月份主要集中在汛期(7、8月)和枯水期(1、2和12月)。考核斷面在汛期的水質指標濃度升高明顯,其中總磷、氨氮濃度增幅較大,2023年尤為突出,總磷、氨氮和高錳酸鹽指數濃度較汛前分別提高2.92倍、17.33倍和0.94倍。究其原因,主要受污水管網、農業面源污染及生活污水地表徑流等影響。為保障汛期通江河道水生態環境質量,建議從加強水質加密監測,強化攔蓄污水排查整治,推進農業污染治理,推動鄉鎮污水處理提質增效,深化工業企業執法監管,以及強化船舶港口污染監管等方面加強管控。
關鍵詞" 考核斷面;汛期;水質指標;生態環境
中圖分類號" X522 """文獻標識碼" A """文章編號" 1007-7731(2024)24-0064-05
DOI號" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.24.015
Research on water quality assurance countermeasures during the flood season of a branch of Yangtze River in Central Jiangsu Province
ZHANG Lei LING Hong JIANG Yeli LI Wanyi TAN Dongxuan DONG Yue LIU Yuan
(Jiangsu Environmental Engineering Technology Co., Ltd., Nanjing 210036, China)
Abstract" A branch of Yangtze River in Central Jiangsu Province was taken as the research object, based on the water quality data of inspection section from 2021 to 2023, the relationship between factor concentration and rainfall was discussed by taking total phosphorus, ammonia nitrogen, and permanganate index as the research factors and combining with regional meteorological data. To provide scientific support for guaranteeing the water quality of the branch of Yangtze River in flood season, the characteristics and causes of water quality in flood season were analyzed. The results showed that from 2021 to 2023, the average monthly water quality of the river section reached the standard at 83.3%, 72.7%, and 58.3%, respectively. The months exceeding the standard were mainly concentrated in flood season (July and August) and dry season (January, February, and December). The concentration of water quality index in the examination section increased significantly during flood season, and the concentration of total phosphorus and ammonia nitrogen increased significantly, especially in 2023. The concentration of total phosphorus, ammonia nitrogen and permanganate index increased by 2.92, 17.33, and 0.94 times, respectively, compared with the pre-flood concentration. The main reasons are sewage network, agricultural non-point source pollution, and surface runoff of domestic sewage. In order to ensure the quality of the water ecological environment of the branch of Yangtze River in flood season, it is suggested to strengthen the monitoring of water quality encryption, strengthen the investigation and regulation of stored sewage, promote the control of agricultural pollution, promote the quality and efficiency of township sewage treatment, deepen the law enforcement supervision of industrial enterprises, and strengthen the pollution supervision of ships and ports.
Keywords" inspection section; flood season; water quality index; ecological environment
隨著長江流域經濟的飛速發展,開發建設及人口產業布局對長江流域的水環境產生了一定影響[1-2]。點源(工業、城鎮生活等)和面源(畜禽散養、農田退水和水產養殖等)污染是水體水質的重要影響因素[3]。隨著水污染防治工作的深入推進,點源污染輸入逐漸減少,面源污染逐漸成為河流污染的主要來源[4]。Wei等[5]和Jiang等[6]研究表明,降水徑流是面源污染物的主要運輸途徑之一,污染物濃度受降水量、降水強度、降水持續時間和不透水面等因素影響。徐海波等[7]研究表明,降水對大氣污染物的淋洗和對地表污染物的沖刷,使得大量生物可降解及非生物降解的耗氧物質流入水體,可能攜帶部分污染物,導致降水期水質較差。目前,有關汛期時段河道水質變化影響的研究還有待進一步深入。本研究以蘇中地區某通江河道為研究對象,通過分析河道2021—2023年水質與降水量的關系,探討汛期降水對河道水質的影響,并提出河道水質保障策略,為保障汛期通江河道水質提供參考。
1 材料與方法
1.1 研究對象
以蘇中地區某通江河道(以下簡稱“G河道”)為研究對象。該河道為區域性骨干河道之一,全長約10.5 km,主要用于排澇、航運和農田灌溉,建有節制閘1座,常年處于關閘狀態,僅在汛期等特殊時期開閘排澇。G河道設有考核斷面1個,水質考核目標為Ⅱ類。
1.2 數據來源
本研究涉及的降水量數據來源于G河道所在地市的氣象局官方網站。考核斷面的水質數據來源于環境監測部門對斷面進行定期監測的結果。監測項目為GB 3838—2002《地表水環境質量標準》中除水溫、糞大腸菌群與總氮外的21項水質指標,包括總磷、氨氮和高錳酸鹽指數等。
1.3 評價方法
水質評價按照GB 3838—2002標準和《地表水環境質量評價方法(試行)》的要求執行。以GB 3838—2002標準中的21項指標來判斷斷面水質類別。選擇總磷、氨氮和高錳酸鹽指數等主要水質指標對該河道考核斷面水質變化特征進行分析。對比考核斷面2021—2023年逐月污染物濃度與降水量的關系,對汛期影響河道水質變化的因素進行分析。
2 結果與分析
2.1 斷面水質變化特征分析
G河道考核斷面2021、2022年水質均達到Ⅱ類考核標準,2023年為Ⅲ類,未達標,主要超標因子為總磷。2021—2023年主要水質指標月均濃度和降水量數據對比分析結果見圖1~3。由月均水質指標分析得出,2021—2023年斷面水質月均達標率分別為83.3%、72.7%和58.3%,超標月份主要集中在汛期(7、8月)和枯水期(1、2和12月),平水期主要水質指標月均濃度達標。
2.2 汛期降水對斷面水質的影響及主要原因
枯水期為全年各水質指標濃度較高的時段,汛期相較于汛前(6月)水中總磷、氨氮和高錳酸鹽指數濃度均出現了明顯提高,其中總磷、氨氮濃度增幅較大,2023年尤為突出,總磷、氨氮和高錳酸鹽指數濃度較汛前分別提高2.92倍、17.33倍和0.94倍,汛期后斷面水質呈明顯回落趨勢。G河道常年處于關閘狀態,在汛期等特殊時段,河道節制閘適時開啟排澇。結合氣象信息可知,2023年該區域7月降水量603.7 mm,是常年同期的3倍;汛期斷面總磷、氨氮和高錳酸鹽指數等指標濃度較汛前變化幅度較大,可能與期間降水量增多有關,部分污染物隨地表徑流進入河道,對斷面水質造成影響。
基于以上數據,分析降水時期河道斷面水質下滑程度較明顯的原因,主要有以下方面。(1)根據監測數據,G河道沿線支浜水質整體由北向南波動下降,沿線存在部分關閘水質不佳的支浜,汛期排澇開閘時,攔蓄污水可能會對河道水質造成不利影響,水質監測溯源有待進一步加強;(2)該河道沿岸村鎮均以農業種植為主,農田退水生態化改造工作尚需加快推進,田間未被作物吸收利用的化肥、農藥成分可能隨農田退水或雨后徑流進入河道,進一步影響水質[8];(3)該河道沿線1 km范圍內尚存個別村鎮生活污水治理改造未全面覆蓋;(4)該河道沿線及支流附近存在若干船舶制造、化工機械和采砂等經營單位,污染物隨雨水沖刷進入水體,是造成河道污染的潛在因素[9];(5)該河道考核斷面附近沿岸停靠較多船舶,船舶產生的生活污水以及船舶含油污廢水需加強監管,以防污水入河。部分區域水流擴散條件較差,導致局部污染物濃度較高,汛期開閘可能會帶來斷面水質下降的隱患。
2.3 保障汛期江河道水質的策略分析
G河道考核斷面水質變化特征顯示,河道考核斷面在汛期的水質指標濃度升高明顯,其中總磷、氨氮濃度增幅較大。究其原因,主要受污水管網、農業面源污染及生活污水地表徑流等影響。為保障汛期河道水生態環境,提升汛期水環境抗風險能力,建議從以下幾個方面加強管控。
2.3.1 加強水質加密監測溯源 徐海波等[7]研究提出,密切關注氣象水文信息,結合汛期預警預測做好分析研判,建立穩定汛期水質的保障機制,加強溯源應急處置。對G河道考核斷面上下游及入河主要支流水質進行加密監測,針對水質異常情況啟動應急響應、妥善處置,及時開展問題精準溯源排查。在汛期前,將各類污染源安全處置到位。深入推進排污口排查、監測、溯源和整治工作,重點整治晴天溢流、雨天直排,管網錯接、混接及漏損的排污口,逐步實現“晴天污水零入河”。
2.3.2 強化攔蓄污水排查整治 堅持“先監測、后引排,先治污、后調水”原則,汛前因地制宜開展分類整治。通過開展攔蓄污水水質監測,核實黑臭、死水等問題。根據汛期水情、排澇泵站和閘口分布進行科學調度,排查摸清河道考核斷面匯水范圍排澇泵站(閘)污水蓄積情況,對淤積嚴重的閘壩蓄積污水開展專項治理。李聰聰等[10]研究提出,河道沿線鄉鎮需因地制宜采取農田回灌、建設分布式污水治理設施等措施,對河道沿線攔蓄污水進行處理。
2.3.3 推進農業面源污染治理 周冏等[11]研究提出,優先在農業面源污染高風險區域,加強對暴雨、汛期等重點時段的水質監測。督促河道考核斷面匯水范圍內種植戶、養殖戶在發生強降水前避免施用化學肥料、控制畜禽糞污還田,汛前合理降低農田溝渠和水塘水位,以減緩暴雨沖擊帶來的影響。有序推進河道沿線農田退水治理項目,結合高標準農田建設,實施農田退水治理工程。
2.3.4 提升生活污水收集處理質效 多渠道爭取資金,逐步補齊環境基礎設施短板[12]。全面排查河道考核斷面周邊污水管網覆蓋、錯接、混接及漏損情況,測繪并繪制河道流域雨污水管網圖,列出管網空白和管網運行質態問題清單。李卿等[13]針對污水收集處理提出相應措施,如完善支管網、接戶管網建設,逐步實現匯水范圍內排水用戶應接盡接。排查污水處理廠進水濃度是否存在偏低或汛期處理水量劇增等情況,對于高負荷甚至超負荷運行的管網于汛前降低水位。
2.3.5 深化工業污染防治 徐海波等[7]針對河道汛期水質變化提出加強對上游水質的檢測與監管,對重點企業進行污染監測等對策。針對G河道,全面排查上游及周邊涉水工業企業污水處理設施的運行情況,確保廠區雨污分流到位,初期雨水收集池、應急池在無降水或無事故時為常空狀態。推動涉磷企業排查整治,實施“一企一策”整治。督促河道沿線企業按照環評要求,實施內部雨污分流改造和管網錯混接整治,排查工業企業廢水進入市政管網前預處理達標和工業廢水集中處理設施運行情況,杜絕汛期降水偷排、直排等現象出現。
2.3.6 強化船舶港口污染監管 柯高峰等[14]研究認為,河道保護需進一步明確水上和岸上及相關部門的職責歸屬,加強協同治理。持續推動未落實船舶水污染物聯合監管與服務信息系統安裝的轉運處置單位完成安裝并落地使用,進一步加強船舶水污染物接收轉運處置全過程監管。持續推動港口碼頭整治,落實港口碼頭環境保護長效監管機制。
3 結論
以蘇中地區某通江河道為研究對象,基于2021—2023年河道考核斷面的水質數據,以總磷、氨氮和高錳酸鹽指數為研究因子,結合區域氣象數據,探討了污染物濃度與降水量變化趨勢的關系,分析通江河道汛期水質的變化特征及其原因,得出以下結論。
(1)G河道考核斷面2021、2022年水質均達到Ⅱ類考核目標,2023年未達Ⅱ類考核目標,主要超標因子為總磷;超標月份主要集中在汛期、枯水期,平水期主要水質指標月均濃度達標。
(2)2021—2023年,G河道考核斷面汛期相較于汛前水質各指標濃度均出現了明顯提升,總磷、氨氮濃度增幅較大,其中2023年尤為突出,分別上升2.92倍和17.33倍;水質在汛期后呈明顯回落趨勢。
(3)通過對比分析2021—2023年污染物濃度和降水量變化情況得出,汛期斷面水質各指標濃度較汛前變化幅度較大,可能與期間降水量增多有關,汛期降水對河道考核斷面水質產生負面影響。
(4)為減少汛期降水對G河道考核斷面水質的影響,切實提升汛期水環境抗風險能力,建議從加強水質加密監測,強化攔蓄污水排查整治,推進農業面源污染治理,推動鄉鎮污水處理提質增效,深化工業企業執法監管,以及強化船舶港口污染監管等方面進行管控。
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(責任編輯:何" 艷)