王曉晴，秦　帥，周長行

(新泰市環(huán)境保護局，山東 新泰 271200)

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柴汶河水質變化研究及污染控制對策

王曉晴，秦帥，周長行

(新泰市環(huán)境保護局，山東 新泰 271200)

摘要：以新泰市柴汶河各監(jiān)測斷面2012—2014年的水質監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎，研究了該河流水質污染狀況，利用單因子污染指數(shù)法、平均值法、超標率和分擔率對水中化學需氧量、氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、陰離子表面活性劑、氟化物、糞大腸菌群及揮發(fā)酚等8項污染物質進行評價，得出該河流水質主要污染物質是氨氮和化學需氧量，河流水質受污染狀況隨季節(jié)性和河流沿程變化明顯：枯水期>平水期>豐水期，中游>下游>上游；同時對造成該河流污染的主要原因進行分析并提出相應污染控制對策。

關鍵詞：河流水質監(jiān)測；水質變化研究；水污染控制；單因子污染指數(shù)法；柴汶河

水資源質量隨著經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步和人口的劇增日益下降。隨著工業(yè)化進程的推進，環(huán)境污染越來越嚴重，尤其是水資源遭受了前所未有的破壞。保護水資源已刻不容緩[1-3]。

本文以新泰市柴汶河各監(jiān)測斷面2012—2014年的水質監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎，研究了該河流水質污染狀況；同時對造成該河流污染的主要原因進行分析，并提出相應污染控制對策。

1評價方法及評價標準

1.1評價方法

新泰市為了監(jiān)控地表水柴汶河水質，特在該河流上設置沙坡大橋、平陽河入汶處、西周河入汶處、翟良橋、谷里大橋和南宋大橋等6處監(jiān)測斷面，每月對各監(jiān)測斷面水樣進行一次全分析。本文主要選取柴汶河6個監(jiān)測斷面的化學需氧量、氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、陰離子表面活性劑、氟化物、糞大腸菌群和揮發(fā)酚等8種污染物質分析其對河水水質的影響[4-5]。

單因子指數(shù)法[6]計算公式如下：

式中：Pi為第i項污染物單因子污染指數(shù)；Ci為第i項污染物實測值；Si為第i項污染物的標準值。

當Pi>1時，說明該污染物超標；當Pi=1時，說明該污染物達到臨界值；當Pi<1時，說明該污染物未超標，水質清潔。

斷面超標率計算公式如下：

斷面超標率=

綜合污染指數(shù)計算公式如下：

分擔率計算公式如下：

1.2評價標準

GB3838-2002地表水環(huán)境質量標準[7]。

2數(shù)據(jù)分析與討論

2.1化學需氧量(COD)

圖1中，每年的12月、1月和2月的COD值相對其他時間段較高。該時間段為冬季，河水為枯水期，造成河水主要以排放的各類污水為主，污染物質監(jiān)測值偏高；6月、7月、8月及9月因雨水豐富，河水為豐水期，天氣炎熱，COD值相對較低。2014年2月平陽河入汶處和西周河入汶處兩斷面COD值超高，直接影響了柴汶河該時間段的均值。新泰市環(huán)保局查處了幾家違規(guī)排放企業(yè)造成河流污染的事件。大體來看，2012年的COD值要比2013年的高，2013年的COD值要比2014年的高。這也證明了近年來國家、政府對環(huán)保的重視及治理力度加大，人們對環(huán)保法的遵循和對環(huán)境的保護意識增強，使新泰市境內(nèi)柴汶河水質有一定的改善。

2.2氨氮(NH3-N)

如圖2所示，柴汶河水質在冬季和枯水期受氨氮污染指數(shù)影響嚴重。9月份河流水量開始減少，氨氮值開始增加，基本上呈逐月增加趨勢，12月份和次年的1月份氨氮值為一年內(nèi)最高值。2月份氨氮污染指數(shù)開始下降，主要原因是自然界動植物開始復蘇，能夠消耗有機肥料氮元素。隨著季節(jié)的推移，雨水增加，河流水量增加，氨氮值大幅度降低。每年的5、6、7、8月氨氮值均是較低值時期。再次證明在污染源排放量基本不變的情況下，地表水中氨氮污染指數(shù)受季節(jié)和河水水量影響嚴重。但還是應該從根本上治理河流中的氨氮污染，切斷污染途徑，排除污染源，使其水質不受污染。

2.3總磷(T-P)

圖3可以反映出柴汶河水質受總磷污染指數(shù)影響變化趨勢：2012年<2013年<2014年，即有逐年遞增趨勢；2012年和2013年總磷污染指數(shù)變化不大，且每一年內(nèi)的月份之間也趨于平穩(wěn)，峰值均出現(xiàn)在12月份；2014年月份之間有小幅度的波動，峰值出現(xiàn)在4月份；3年內(nèi)柴汶河水質總磷影響沒有明顯變化，水質總體趨勢均滿足地表水Ⅴ類水質要求。

2.4高錳酸鹽指數(shù)

圖4可以反映出柴汶河水質受高錳酸鹽污染指數(shù)影響變化趨勢：1—4月份，2013年<2012年<2014年；5—12月份，2014年<2013年<2012年，即基本上變化趨勢為逐年遞減。高錳酸鹽高濃度在每年的春季(2、3、4月份)，6、7、8月份開始呈下降趨勢，這也正好為河道的豐水期和雨水期，也能表明年內(nèi)高錳酸鹽污染物進入河道的量基本上不變。即3年中柴汶河水質基本上不受高錳酸鹽污染影響，且高錳酸鹽污染物呈逐年下降趨勢，水質總體趨勢均滿足地表水Ⅴ類水質要求。

2.5陰離子表面活性劑

圖5反映出柴汶河水質受陰離子表面活性劑染指數(shù)影響變化趨勢。2012年和2013年水中陰離子表面活性劑濃度差不多，春季濃度較高；2014年河水水質明顯優(yōu)于前兩年。最高值出現(xiàn)在2013年3月份達到0.174mg/L，也能滿足地表水Ⅰ類水質要求，所以柴汶河水質基本上不受陰離子表面活性劑的污染。

2.6氟化物(F-)

從圖6可以看出，柴汶河河水中氟化物濃度分布均勻，變化不大。每年的2月份均出現(xiàn)當年的最低值，該時間河水枯竭，水從中心河床流過，該處自然界中礦物質含氟已相對很低，水中溶解量也較低；隨著豐水期和雨水期的到來，河流面積增大，沖擊河兩岸自然界中的礦物質，氟化物溶解量增加，河水中相對濃度增高。雖然水中含氟量并不高，但數(shù)值很好地反映了河水中氟化物濃度的變化趨勢：總體來看，水中氟化物濃度是2013年>2012年>2014年，柴汶河河流水質受氟化物污染有好轉趨勢，且水質達到地表水Ⅰ類水質要求。

2.7糞大腸菌群

柴汶河3年內(nèi)6斷面統(tǒng)計糞大腸菌群污染數(shù)據(jù)共計216個。根據(jù)單因子污染指數(shù)法計算，糞大腸菌群污染物標準值Si取值2000(Ⅱ類水質要求)，監(jiān)測污染超標數(shù)據(jù)共有0個，超標率為0%。說明柴汶河河流水質基本不受糞大腸菌群污染指數(shù)的影響，且水質達到環(huán)境地表水Ⅱ類水質要求。柴汶河上游的沙坡大橋斷面糞大腸菌群監(jiān)測數(shù)值基本上在80左右，最高出現(xiàn)在2014年的9月份，糞大腸菌群污染實際監(jiān)測數(shù)值達到430，超過環(huán)境地表水Ⅰ類水質要求。除2012年1月份(210)外，其他均達到Ⅰ類水質要求，Ⅰ類水質超標率僅占5.6%；糞大腸菌群污染指數(shù)相對較高值出現(xiàn)在2012年的6月份和2012年的9月份，實際監(jiān)測數(shù)值均值分別達到1150和1160，表明該兩個時間段柴汶河略受糞大腸菌群污染指數(shù)的影響?？傊?，柴汶河水質3年內(nèi)糞大腸菌群污染指數(shù)相對較低，水質良好，各個斷面監(jiān)測數(shù)值均未超過環(huán)境地表水Ⅱ類水質要求。

2.8揮發(fā)酚

近3年監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，共計216個數(shù)據(jù)，其中198個監(jiān)測點位未檢測出該污染物質，占91.7%；有18個點位數(shù)據(jù)檢測出揮發(fā)酚，地表水Ⅴ類標準值Si為0.1，有10個數(shù)據(jù)顯示超過Ⅴ類水質標準要求，占總監(jiān)測點位的4.6%。超標現(xiàn)象主要集中在2012年1月份和9月份，且柴汶河上游各斷面均未檢出(沙坡大橋斷面和平陽河入汶處斷面)。能夠檢測出揮發(fā)酚的斷面從西周河入汶處斷面出現(xiàn)，該河兩岸有生物、化工企業(yè)，主要污染物質應來源于此，該兩個時間段的斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)均超標。2013年度全年所有斷面均未檢出揮發(fā)酚，表示該年河水水質不受揮發(fā)酚物質的污染；2014年度也只有12月份西周河入汶處斷面監(jiān)測出，為0.096，符合地表水Ⅴ類水質要求，表明該年度河水水質基本上不受揮發(fā)酚物質的污染?？傮w來說，2012年1月和9月河水受揮發(fā)酚污染嚴重；10月份也受到一定的污染，但污染狀況不嚴重；2013年和2014年柴汶河水質基本上不受揮發(fā)酚物質的污染。

2.9污染物質分擔率

柴汶河受到各類污染物質污染程度不同，為尋求各污染物質對柴汶河污染分擔率，需對數(shù)據(jù)再次進行處理，尋求綜合污染指數(shù)，進而計算各污染物質的分擔率。

將柴汶河上各監(jiān)測斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)進行匯總，根據(jù)單因子污染指數(shù)計算公式計算出Pi，求出綜合污染指數(shù)P，進而求得污染物質的分擔率，具體數(shù)據(jù)見表1。

從表1可以看出，柴汶河水質污染狀況基本穩(wěn)定，3年內(nèi)污染分擔率最高的均是氨氮，陰離子表面活性劑和氟化物對柴汶河河水污染分擔率相對較小，糞大腸菌群和揮發(fā)酚基本上不存在對水質污染的影響。排在前三的污染物質分別是氨氮(NH3-N)、化學需氧量(COD)和總磷(T-P)。根據(jù)單因子污染指數(shù)法判斷，只有氨氮超標，其他指標均能符合地表水Ⅴ類水質要求。

表1　2012-2014年柴汶河水質中各污染物質的分擔率

3結論和對策

3.1結論

(1)從單因子污染指數(shù)法來評價柴汶河河水水質受到各污染物質污染程度，河水受NH3-N和COD污染物質污染嚴重，3年內(nèi)各監(jiān)測斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示該兩種污染物質的總體超標率分別是45.4%和18.1%；河水受總磷值、高錳酸鹽指數(shù)值、陰離子表面活性劑、氟化物、糞大腸菌群及揮發(fā)酚等污染物質影響較小。

(2)從時間分布上看，季節(jié)性變化明顯，各項數(shù)值冬季要比其他季節(jié)明顯偏高，枯水期>平水期>豐水期，尤其是氨氮和化學需氧量；3年內(nèi)污染物質氨氮、總磷濃度值有遞增趨勢，COD、高錳酸鹽指數(shù)值、陰離子表面活性劑、氟化物、糞大腸菌群值及揮發(fā)酚等均呈下降趨勢。

(3)從空間分布上看，各污染物質隨河流沿程變化明顯，各污染物質濃度變化為：中游>下游>上游。上游污染源頭少，水源發(fā)源地多數(shù)泉水清澈潔凈，很多污染物質來自自然界自有；中游河流兩岸分布大量工廠、村莊以及城鎮(zhèn)，人為污染嚴重；下游出境流域相對而言污染源頭少，加之人工濕地等凈化作用，使河水水質好轉。

(4)根據(jù)污染物質分擔率得出柴汶河主要受NH3-N、COD兩種物質污染，其他6項污染物質對河水水質影響較小，水質滿足地表水Ⅴ類水質要求。

3.2污染控制對策

(1)控制污染源頭，治標更要治本。柴汶河河水受到污染，從空間分布情況和各個斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)可以分析得到，污染物質主要來自人為因素，包括生活用水、工業(yè)企業(yè)排污。所以必須加大污染源頭的控制，排除工業(yè)企業(yè)和生活污水的直接排放，嚴防污染物質濃度超過河流的自凈能力。增加治污能力，污水達標排放。工業(yè)企業(yè)污水首先要有自己的處理設施，經(jīng)初步處理達到國家規(guī)定標準方可排放或進入污水處理廠再進一步處理。同樣，城市污水也要全部進入污水處理廠處理，直至處理達到國家或地方排放標準方可排放到河流。

(2)增加人工濕地，保護自然凈化能力。從監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，谷里大橋斷面的人工濕地對河流水質有巨大的凈化能力，很好地消耗了水中的NH3-N、T-P等物質。該斷面下游南宋大橋斷面水質好轉，所以政府應該繼續(xù)擴大濕地面積，保護濕地，使河流流域濕地進一步增加對水質的凈化作用。

(3)增強人們環(huán)保意識，加大懲罰力度。環(huán)境保護人人有責，要讓更多的人們投入到環(huán)保事業(yè)中來，從自身做起，從點滴做起，自覺遵守環(huán)保法，保護身邊的環(huán)境。對破壞環(huán)境違法行為堅決打擊，加大懲罰力度。尤其是對工業(yè)企業(yè)偷排污水行為，要加大其違法成本，讓其不敢再次觸及環(huán)保法底線。人們發(fā)現(xiàn)有環(huán)保違法行為，要及時向環(huán)保部門舉報，環(huán)保部門要查處一起處理一起，做到執(zhí)法必嚴，違法必究。

參考文獻：

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[7] GB3838-2002,地表水環(huán)境質量標準[S].

Study on Water Quality Changes and Pollution Control of Chaiwen River

WANG Xiao-qing,QIN Shuai,ZHOU Chang-xing

(Xintai Environmental Protection Bureau, Xintai Shantong 271200,China)

Abstract：The water quality of Chaiwen River was examined based on the water quality monitoring data of the river from 2012 to 2014. The single factor pollution index, average concentration, exceed standard rate and the share rate were applied to evaluate the COD, NH3-N, total phosphorus, permanganate index, anionic surface-active agent, fluoride, class of Escherichia coli, and volatile phenol. The evaluation results showed that the major pollutants in the river were ammonia nitrogen and COD. The water quality changed in different seasons and sections. The water was more polluted in dry season, followed by normal river flow period and wet season. The water quality was worse in the up-stream than the down-stream. The water quality was the best in the middle-stream. The corresponding pollution control measures were put forward.

Key words：water quality monitoring; study on water quality changes; water pollution control; single factor pollution index; Chaiwen River

收稿日期：2015-07-30

作者簡介：王曉晴(1986-)，女，山東新泰人，本科，助工，主要從事環(huán)境監(jiān)測工作。通訊作者：周長行(1981-)，男，山東費縣人，碩士，工程師，主要從事廢水、廢氣監(jiān)測工作。

中圖分類號：X52

文獻標志碼：A

文章編號：1673-9655(2016)02-0045-05