張 鑫

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2015年九龍江水質(zhì)自動監(jiān)測預(yù)警分析

張 鑫

福建省環(huán)境監(jiān)測中心站

水質(zhì)自動監(jiān)測能夠?qū)崟r監(jiān)控水質(zhì)情況，自動監(jiān)測預(yù)警是防止污染事故發(fā)生的重要手段。該文根據(jù)2015年九龍江流域8座水質(zhì)自動監(jiān)測站點的預(yù)警情況，分析了氨氮、總磷與溶解氧等預(yù)警主要指標(biāo)的時間和空間分布以及濃度變化趨勢。根據(jù)當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生活情況，探討了污染的主要來源，進(jìn)而為環(huán)境管理與環(huán)境執(zhí)法提供依據(jù)。

九龍江 預(yù)警 水質(zhì)監(jiān)測

九龍江是福建省第二大河，地處經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的東南沿海，流經(jīng)農(nóng)業(yè)集約化水平較高的漳州平原。轄區(qū)內(nèi)國內(nèi)生產(chǎn)總值約占全省的25%，是龍巖、漳州、廈門的主要飲用水源，也是重要的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水源。九龍江水資源和生態(tài)環(huán)境保護(hù)是該流域可持續(xù)發(fā)展的重要保障[1]。

自20世紀(jì)90年代起，隨著工業(yè)的發(fā)展、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，大量廢水排入九龍江水體，造成氮、磷污染。加上生活污水、垃圾污染、水土流失等因素，九龍江的水質(zhì)不斷惡化。近年來，隨著各級政府的高度重視，當(dāng)?shù)卮罅φ喂I(yè)排放、畜禽養(yǎng)殖業(yè)，水質(zhì)已經(jīng)有所改善，但是總體仍然較差。2009年以來，九龍江北溪中下游梯級電站庫區(qū)多次發(fā)生擬多甲藻水華[2]，對當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)和生活產(chǎn)生了一定的影響。為實時掌握九龍江水質(zhì)信息，對重大污染事故進(jìn)行預(yù)警預(yù)報，福建省自2002年起逐步在九龍江沿岸建設(shè)地表水自動監(jiān)測站。水站的建設(shè)對防止污染事故發(fā)生產(chǎn)生了積極的作用，2012年后，九龍江未再發(fā)生大的污染事故。

1 水站簡況

目前九龍江流域有8座水站投入運行，有6座水站正在建設(shè)，已建水站地理位置如圖1所示。其中龍巖雁石橋、漳平頂坊、華安西陂、北溪浦南、長泰洛濱和廈門江東位于北溪支流；洪瀨湯坑橋、南靖靖城橋位于西溪支流。北溪長泰洛濱位于龍溪河匯入北溪河口之上，其余各站點位于北溪支流主干上，具有上下游的關(guān)系。各站點監(jiān)測項目8～12項，包括溫度、pH、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、氨氮、總磷、總氮以及特征污染物葉綠素、藻青蛋白、氰化物、六價鉻等常規(guī)監(jiān)測項目。特征污染物根據(jù)流域工業(yè)企業(yè)、面源污染情況以及河流富營養(yǎng)化的程度設(shè)置。監(jiān)測頻次為1次/3h。

圖1 九龍江流域已建水站地理位置

2 預(yù)警系統(tǒng)簡況

福建省地表水環(huán)境自動監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)集成了預(yù)設(shè)的預(yù)警指標(biāo)與預(yù)警值，能夠自動實現(xiàn)預(yù)警預(yù)報功能。預(yù)警指標(biāo)的選取與數(shù)值的設(shè)定需要綜合分析九龍江流域的水環(huán)境狀況，收集流域水質(zhì)歷史數(shù)據(jù)，包括各水質(zhì)指標(biāo)波動范圍、變化規(guī)律以及超標(biāo)情況，結(jié)合水站上游污染物排放性質(zhì)和特點以及水動力情況等。預(yù)警值分三級設(shè)定：預(yù)警指標(biāo)按多年平均值的1.2倍設(shè)定為第一級，水質(zhì)實時數(shù)據(jù)連續(xù)三次超過該值，平臺自動發(fā)出預(yù)警；按多年平均值的1.5倍設(shè)定為第二級，連續(xù)兩次超過該值，平臺自動發(fā)出預(yù)警；按多年平均值的2倍設(shè)定為第三級，水質(zhì)實時數(shù)據(jù)超過該值，平臺自動發(fā)出預(yù)警。發(fā)出預(yù)警時自動通過短信通知水站運維公司與當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)主管部門接警人員，運維商排出儀器故障后，當(dāng)?shù)啬軌蚣皶r排查污染，查找原因，快速進(jìn)行處理處置。

3 2015年預(yù)警情況

2015年，九龍江流域8座水站預(yù)警338次，比2014年（為392次）減少了13.8%；但次數(shù)仍為最多，占全省36座水站預(yù)警總數(shù)的61%。其中，漳平頂坊預(yù)警80次，南靖靖城橋預(yù)警80次，長泰洛濱預(yù)警54次，洪賴湯坑橋預(yù)警49次，華安西陂預(yù)警39次，龍巖雁石橋預(yù)警27次，廈門江東預(yù)警6次，北溪浦南預(yù)警3次。預(yù)警指標(biāo)主要為總磷（155次）、氨氮（98次）、溶解氧（81次）、高錳酸鹽指數(shù)（4次）。詳細(xì)預(yù)警情況見表1。

表1 2015年九龍江水質(zhì)自動站預(yù)警情況

3.1 預(yù)警的時空分布

從時空分布來看，2015年西溪洪瀨湯坑橋、南靖靖城橋全年每月均產(chǎn)生數(shù)次總磷預(yù)警，北溪的長泰洛濱多數(shù)月份均產(chǎn)生總磷預(yù)警，北溪的龍巖雁石橋、漳平頂坊的總磷預(yù)警主要在1月～5月以及11月～12月產(chǎn)生。

漳平頂坊多數(shù)月份均產(chǎn)生氨氮預(yù)警；龍巖雁石橋、華安西陂、洪瀨湯坑橋與南靖靖城橋氨氮預(yù)警主要在1月～5月以及11月～12月產(chǎn)生。

溶解氧預(yù)警主要由漳平頂坊、華安西陂、長泰洛濱與南靖靖城橋產(chǎn)生。漳平頂坊與南靖靖城橋全年多數(shù)月份產(chǎn)生了溶解氧預(yù)警；長泰洛濱與南靖靖城橋溶解氧預(yù)警主要在3月～7月以及11月～12月產(chǎn)生。

3.2 預(yù)警指標(biāo)分析

3.2.1 總磷與氨氮

九龍江北溪氨氮與總磷濃度表現(xiàn)出相似的規(guī)律（2011年～2015年周均值趨勢見圖2、圖3），即：在每年2月濃度達(dá)到最高，其后逐漸下降，在5月濃度達(dá)到最低，隨后不斷升高至來年2月達(dá)到新的高點。2013年以前自上游至下游濃度逐漸降低，2013年以后上游龍巖雁石橋得益于畜禽養(yǎng)殖業(yè)整治，氨氮與總磷濃度大幅下降，而漳平頂坊氨氮與總磷濃度反而升高，這與當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門和省監(jiān)察總隊排查發(fā)現(xiàn)部分畜禽養(yǎng)殖業(yè)由龍巖雁石橋上游轉(zhuǎn)移至龍巖雁石橋與漳平頂坊之間的情況一致。

圖2 九龍江北溪總磷濃度變化趨勢

（實線與虛線分別為地表水Ⅲ類與Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)總磷上限值）

圖3 九龍江北溪氨氮濃度變化趨勢

（實線與虛線分別為地表水Ⅲ類與Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)氨氮上限值）

長泰洛濱位于北溪支流龍津河河口之上，總磷2011年起上升明顯，到下半年超過Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，2012年后多數(shù)情況下保持在Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)值以上，頻繁超標(biāo)；其中2015年波動較大，總磷濃度上半年較高，其中5月達(dá)到最高值，在下半年下降（圖4），水質(zhì)情況主要受長泰生活廢水和養(yǎng)殖廢水影響。

圖4 長泰洛濱總磷濃度變化趨勢圖

（實線與虛線分別為地表水Ⅲ類與Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)總磷上限值）

九龍江西溪2個水站（南靖靖城橋、洪瀨湯坑橋）總磷預(yù)警更為突出（濃度趨勢見圖5）。上游洪瀨湯坑橋與下游南靖靖城橋的總磷濃度呈現(xiàn)明顯的上下游關(guān)系，具體表現(xiàn)在下游濃度跟隨上游滯后波動，濃度有所降低，從時間變化來看，兩斷面在每年3月～5月達(dá)到濃度最高值，隨后不斷降低，在每年6月～9月達(dá)到濃度最低值，接著又不斷升高至來年3月～5月，達(dá)到濃度最高值。洪瀨湯坑橋總磷超標(biāo)主要與平和境內(nèi)農(nóng)業(yè)面源污染和上游工業(yè)園排放有關(guān)，南靖靖城橋與南靖界內(nèi)工業(yè)廢水和生活廢水排放有關(guān)。

圖5 九龍江西溪總磷濃度變化趨勢

（實線與虛線分別為地表水Ⅲ類與Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)總磷上限值）

3.2.2 溶解氧

漳平頂坊與南靖靖城橋2015年產(chǎn)生較多溶解氧預(yù)警。溶解氧的濃度受到上游來水溶解氧濃度、污染物濃度、大氣復(fù)氧條件以及水動力學(xué)因素影響。九龍江梯級電站（130座以上）使河流“湖庫化”，水流流速減慢，大氣復(fù)氧能力減弱，延長了有機(jī)物以及還原性無機(jī)物氧化反應(yīng)消耗氧氣的時間，導(dǎo)致溶解氧降低。從兩者五年間的溶解氧濃度變化情況來看（圖6），南靖靖城橋變化較為平穩(wěn)，而漳平頂坊溶解氧有小幅下降的趨勢，建議當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門予以關(guān)注。

圖6 漳平頂坊與南靖靖城橋溶解氧濃度變化趨勢

（實線為地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)溶解氧下限值）

4 結(jié)論

（1）九龍江水質(zhì)較往年有所改善，但水質(zhì)在全省中仍最差，亟待進(jìn)一步改善。

（2）九龍江流域治理要點為控制總磷、氨氮污染物濃度。北溪上游重點控制畜禽養(yǎng)殖業(yè)，西溪要控制好工業(yè)區(qū)廢水治理和控制，以及農(nóng)業(yè)農(nóng)藥化肥施用量。同時各地還要做好生活源的治理和控制。

[1] 洪華生,黃金良,曹文志. 九龍江流域農(nóng)業(yè)非點源污染機(jī)理與控制研究[M].北京:科學(xué)出版社, 2008.

[2] Li Y, Cao W Z, Su C X, et al. Nutrient sources and composition of recent algal blooms and eutrophication in the northern Jiulong river, southeast China[J]. Marine Pollution Bulletin, 2011, 63(5):249-254.