吳瑞紅，任悅玲

（1.晉中市水資辦，山西 晉中 030600；2.山西財(cái)經(jīng)大學(xué)環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)院，山西 太原 030006）

汾河太原段COD、氨氮特征分布和污染防治

吳瑞紅1，任悅玲2

（1.晉中市水資辦，山西 晉中 030600；2.山西財(cái)經(jīng)大學(xué)環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)院，山西 太原 030006）

本文主要研究汾河太原段化學(xué)需氧量和氨氮的濃度的特征分布，通過(guò)對(duì)汾河太原段的5個(gè)監(jiān)測(cè)斷面2016年3月—2017年3月的化學(xué)需氧量和氨氮的濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，運(yùn)用單因子評(píng)價(jià)法，分析其水質(zhì)等別，進(jìn)而根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況分析污染來(lái)源。針對(duì)不同監(jiān)測(cè)斷面提出了針對(duì)性的污染防治建議，為汾河太原段的化學(xué)需氧量和氨氮污染防治提供一定的借鑒。

汾河太原段；化學(xué)需氧量；氨氮；污染防治

1 前言

汾河是黃河的第二大支流，是唯一全部流經(jīng)山西的最大河流，但是汾河水質(zhì)狀況不容樂(lè)觀，污染嚴(yán)重，主要污染指標(biāo)是化學(xué)需氧量（COD）、氨氮等，有機(jī)物和氨氮超標(biāo)則會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致水中溶解氧下降，致使水生生物大量死亡、水體發(fā)黑發(fā)臭，嚴(yán)重影響環(huán)境和居民身體健康。而城市生活污水和工業(yè)廢水是其主要來(lái)源，因此對(duì)流經(jīng)太原市的汾河水質(zhì)進(jìn)行污染分析和防治研究具有十分重要的意義。

2008年以來(lái)，多位學(xué)者應(yīng)用汾河水庫(kù)河段水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)汾河水庫(kù)及其上游河段進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)，并對(duì)污染的成因從點(diǎn)源和面源兩個(gè)方面進(jìn)行分析，提出污染防治措施。

通過(guò)對(duì)汾河太原段2016年3月—2017年3月5個(gè)監(jiān)測(cè)斷面的化學(xué)需氧量和氨氮的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，運(yùn)用單因子評(píng)價(jià)法進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比研究，在此基礎(chǔ)上分析了引起化學(xué)需氧量和氨氮指標(biāo)超標(biāo)的原因，并針對(duì)污染來(lái)源提出具有征對(duì)性的污染防治措施。

2 汾河太原段化學(xué)需氧量、氨氮特征現(xiàn)狀

汾河是山西省的第一大河流，汾河太原段是太原市最大的地表水源，汾河太原段的水質(zhì)對(duì)于太原市的環(huán)境質(zhì)量和人民生活有至關(guān)重要的影響。本文選取了具體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的5個(gè)監(jiān)測(cè)斷面進(jìn)行化學(xué)需氧量和氨氮的特征分析，分別是汾河水庫(kù)出口、寨上水文站、上蘭、小店橋和溫南社監(jiān)測(cè)斷面。

2.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）和《山西省地表水水環(huán)境功能區(qū)劃》（DB14/67-2014）的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)化學(xué)需氧量和氨氮兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表1。

表1 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值 單位：mg/L

采用單因子評(píng)價(jià)方法對(duì)化學(xué)需氧量和氨氮的超達(dá)標(biāo)情況進(jìn)行分析，由于化學(xué)需氧量和氨氮屬于一般水質(zhì)因子，即隨污染物本身濃度增加而式水質(zhì)變差的水質(zhì)因子。則其使用的公式為：

式中，Sij為單因子水質(zhì)參數(shù)i在第j點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)；Cij為i污染物在第j點(diǎn)的濃度，mg/L；Csi為i污染物的水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，mg/L。即，Cij為化學(xué)需氧量或氨氮的實(shí)測(cè)濃度，Csi為化學(xué)需氧量或氨氮的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)濃度，Sij為衡量標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)Sij≤1時(shí)，則說(shuō)明該因子未超標(biāo)；當(dāng)Sij>1時(shí)，則說(shuō)明該因子超標(biāo)。比較不同的Sij的值，以最大的Sij值來(lái)判斷最終是否超標(biāo)。

2.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

2.2.1 汾河水庫(kù)出口

根據(jù)汾河水庫(kù)出口監(jiān)測(cè)斷面2016年3月—3017年3月的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)走勢(shì)如圖，并查詢《山西省地表水水環(huán)境功能區(qū)劃》可知，汾河水庫(kù)出口應(yīng)執(zhí)行GB3838-2002中的Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，具體見(jiàn)下表2。

根據(jù)表2可以看出，汾河水庫(kù)出口的化學(xué)需氧量和氨氮均滿足Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，化學(xué)需氧量和氨氮均不屬于超標(biāo)污染物。

2.2.2 寨上水文站

根據(jù)寨上水文站監(jiān)測(cè)斷面2016年3月—2017年3月的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)走勢(shì)圖。結(jié)合《山西省地表水水環(huán)境功能區(qū)劃》可知，寨上水文站應(yīng)執(zhí)行Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。由表3可以看出寨上水文站除2016年5月、6月、9月、11月以及2017年1—2月外，其余月滿足Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。2016年5—6月及2017年1—2月氨氮是超標(biāo)污染物，超標(biāo)倍數(shù)均超過(guò)3倍，最高達(dá)到5.06倍，根據(jù)單因子評(píng)價(jià)法，水質(zhì)均為劣Ⅴ類水質(zhì)。2016年9月、11月COD是超標(biāo)污染物，超標(biāo)倍數(shù)均為1.14及以上，最大超標(biāo)倍數(shù)為1.47，按照單因子評(píng)價(jià)法，由化學(xué)需氧量超標(biāo)引起的水質(zhì)均為Ⅳ類水質(zhì)。2017年1—2月的氨氮和化學(xué)需氧量均是超標(biāo)污染物，按照單因子評(píng)價(jià)法，水質(zhì)為劣Ⅴ類水質(zhì)。

表2 汾河水庫(kù)出口化學(xué)需氧量、氨氮特征現(xiàn)狀 單位：mg/L

表3 寨上水文站化學(xué)需氧量、氨氮特征分析 單位：mg/L

2.2.3 上蘭

根據(jù)上蘭監(jiān)測(cè)斷面2016年3月—2017年3月的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)走勢(shì)圖，查閱評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可知，上蘭監(jiān)測(cè)斷面應(yīng)滿足Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，具體見(jiàn)下表4。根據(jù)表4可以看出，上蘭監(jiān)測(cè)斷面的化學(xué)需氧量和氨氮均滿足并優(yōu)于Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，化學(xué)需氧量和氨氮均不屬于超標(biāo)污染物。

表4 上蘭化學(xué)需氧量、氨氮特征分析 單位：mg/L

2.2.4 小店橋

根據(jù)小店橋監(jiān)測(cè)斷面2016年3月—2017年3月的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)走勢(shì)圖，結(jié)合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可知，小店橋水質(zhì)應(yīng)滿足GB 3838-2002水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中的Ⅴ類水。

表5 小店橋化學(xué)需氧量、氨氮特征分析 單位：mg/L

由表5可以看出，只有2016年4月的化學(xué)需氧量和氨氮濃度沒(méi)有超標(biāo)，其余月份均有濃度超標(biāo)。其中，2016年12月和2017年1—3月的化學(xué)需氧量超標(biāo)。在2016年3月，2016年5月—2017年3月中，每個(gè)月氨氮均超標(biāo)，最高超標(biāo)倍數(shù)達(dá)到12.95。根據(jù)單因子評(píng)價(jià)法，小店橋除2016年4月以外的所有月份水質(zhì)均屬于劣Ⅴ類水質(zhì)。

2.2.5 溫南社

根據(jù)溫南社監(jiān)測(cè)斷面2016年3月—2017年3月的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)走勢(shì)圖，結(jié)合《山西省地表水水環(huán)境功能區(qū)劃》可知評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，溫南社水質(zhì)應(yīng)滿足Ⅴ類水質(zhì)要求。由表6可知，只有2016年11月溫南社的化學(xué)需氧量濃度未超標(biāo)外，其余月份化學(xué)需氧量和氨氮濃度均嚴(yán)重超標(biāo)。化學(xué)需氧量最高超標(biāo)倍數(shù)為2.305，平均超標(biāo)倍數(shù)為1.481；氨氮最高超標(biāo)倍數(shù)為12.45，平均超標(biāo)倍數(shù)達(dá)到8.457。根據(jù)單因子評(píng)價(jià)方法，由溫南社的數(shù)據(jù)可知，溫南社自2016年3月—2017年3月的所有月水質(zhì)均為劣Ⅴ類水質(zhì)。

表6 溫南社化學(xué)需氧量、氨氮特征分析 單位：mg/L

綜上所述，在汾河太原段的5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，只有汾河水庫(kù)出口和上蘭的化學(xué)需氧量和氨氮的濃度控制在水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)；寨上水文站除個(gè)別月份的化學(xué)需氧量和氨氮的濃度未達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)外，其余月份均保持在水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)；而小店橋和溫南社的化學(xué)需氧量和氨氮的濃度超標(biāo)較嚴(yán)重，水質(zhì)長(zhǎng)期處于劣Ⅴ類水質(zhì)。

3 汾河太原段化學(xué)需氧量、氨氮污染來(lái)源及防治

3.1 汾河水庫(kù)出口和上蘭污染來(lái)源及防治

汾河水庫(kù)出口和上蘭的化學(xué)需氧量和氨氮的濃度均達(dá)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。汾河水庫(kù)出口的水環(huán)境功能是地表飲用水源補(bǔ)給區(qū)與飲用水源一級(jí)保護(hù)區(qū)水源保護(hù)，執(zhí)行Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，必須保證飲用水源一級(jí)保護(hù)區(qū)；上蘭的水環(huán)境功能是地下水水質(zhì)重點(diǎn)保護(hù)河段、工業(yè)及景觀娛樂(lè)用水保護(hù)，執(zhí)行Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，必須保證蘭村、晉祠泉城與太原地下水水質(zhì)飲用水源的水質(zhì)。兩個(gè)監(jiān)測(cè)斷面均是與飲用水源相關(guān)的省控?cái)嗝?，所以在水質(zhì)污染監(jiān)控工作上，務(wù)必嚴(yán)格把關(guān)，保證滿足水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 寨上水文站污染來(lái)源及防治

古交市的污水會(huì)流過(guò)寨上水文站監(jiān)測(cè)斷面。古交市農(nóng)業(yè)發(fā)展較為突出，非集中式的散養(yǎng)牧業(yè)是主要的畜牧業(yè)面源污染，此外，農(nóng)耕過(guò)程中化肥等很容易由于水土流失或隨雨水沖入河道進(jìn)入河流，農(nóng)村的廢水也通常不經(jīng)任何處理，直接排入河道，造成水質(zhì)面源污染加重。

3.2.1 加強(qiáng)散戶禁牧管理，增設(shè)污水處理設(shè)施

治理寨上水文站主要是由于散戶養(yǎng)殖所造成的面源污染帶來(lái)的化學(xué)需氧量和氨氮濃度超標(biāo)問(wèn)題，所以必須對(duì)散戶養(yǎng)殖進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定和管理。盡量做到流域內(nèi)的散戶發(fā)展模式逐步走向集約化、規(guī)?；娜︷B(yǎng)發(fā)展模式。嚴(yán)格按照山西省頒發(fā)的治理文件，積極開(kāi)展封山禁牧的工作，汾河流域要盡可能快地劃分出禽畜禁養(yǎng)區(qū)和限養(yǎng)區(qū)，一定要禁止在這些區(qū)域中建造大型、中型和小型的禽畜養(yǎng)殖場(chǎng)。在限制養(yǎng)殖區(qū)域內(nèi)，原已經(jīng)存在的養(yǎng)殖場(chǎng)可以繼續(xù)養(yǎng)殖，但必須增加禽畜排放物的處理裝置，盡可能的全部經(jīng)處理后再排放。

3.2.2 指引農(nóng)民科學(xué)種田，開(kāi)展綠色農(nóng)業(yè)

為解決水質(zhì)污染物超標(biāo)問(wèn)題，并保證和提高作物產(chǎn)量，政府應(yīng)派出專業(yè)的指導(dǎo)人員，克服由于農(nóng)民自身的專業(yè)知識(shí)不足所導(dǎo)致的水土流失、水體富營(yíng)養(yǎng)化等問(wèn)題，為農(nóng)民積極開(kāi)展綠色種植課堂、講座等，積極地引導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民運(yùn)用科學(xué)的方法進(jìn)行種地，給農(nóng)民提供更加精準(zhǔn)的科學(xué)種田方法。規(guī)范農(nóng)民對(duì)肥料的使用量，減少肥料的使用，減少對(duì)土地的化肥污染，從而使由農(nóng)田帶來(lái)的農(nóng)業(yè)面源污染減小。

3.3 小店橋污染來(lái)源及防治

小店橋的水環(huán)境功能是農(nóng)業(yè)與一般景觀用水保護(hù)，主要監(jiān)控太原市區(qū)及榆次區(qū)排污及出境水質(zhì)，執(zhí)行Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。近些年來(lái)，隨著太原市發(fā)展中心的“南移”，一大批重點(diǎn)項(xiàng)目落戶南城，雖然太原市已有污水處理廠，并在不斷新建更多升級(jí)版的污水處理廠，但是仍有大量污水在未經(jīng)處理的情況下直接排入了河道，太原市進(jìn)入枯水期后自凈能力變?nèi)酰廴疚餄舛纫搽S之變大。而太原市的部分企業(yè)存在偷排現(xiàn)象，以致于化學(xué)需氧量和氨氮濃度嚴(yán)重超標(biāo)。

3.3.1 加大城市污水管網(wǎng)波及面，嚴(yán)格控制污水處理廠出廠水質(zhì)

首先應(yīng)嚴(yán)格控制污水處理廠的出廠水質(zhì)，對(duì)污水處理廠進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督管理控制，通過(guò)法律等強(qiáng)制手段來(lái)監(jiān)督太原市污水處理廠的達(dá)標(biāo)排放，并通過(guò)升級(jí)污水處理廠內(nèi)的污水處理設(shè)備來(lái)提高污水處理廠對(duì)污水的處理數(shù)量和質(zhì)量，此外擴(kuò)充城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)，減少并徹底擺脫個(gè)別地區(qū)未經(jīng)污水處理而直接排放。

3.3.2 嚴(yán)格控制企業(yè)違規(guī)偷排

2015年12月29日山西省物價(jià)局、山西省財(cái)政廳和山西省環(huán)保廳印發(fā)了《關(guān)于調(diào)整太原市排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)等有關(guān)問(wèn)題的通知》，文件里特別針對(duì)超標(biāo)排放的企業(yè)進(jìn)行了嚴(yán)格的懲罰制度，對(duì)排放過(guò)量的企業(yè)不斷增加企業(yè)排污成本。對(duì)于污染物排放低于政府規(guī)定的排污量標(biāo)準(zhǔn)50%以上的企業(yè)，當(dāng)?shù)卣o予一定的優(yōu)惠支持。采取誰(shuí)污染誰(shuí)治理原則，對(duì)重點(diǎn)排污企業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)控，一經(jīng)超標(biāo)立即停產(chǎn)，這樣一來(lái)大大增加了企業(yè)的排污成本，以達(dá)到控制重點(diǎn)排污企業(yè)的排污量的目的。

3.4 溫南社污染來(lái)源及防治

溫南社的水環(huán)境功能為農(nóng)業(yè)用水保護(hù)，執(zhí)行Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，主要監(jiān)控榆次區(qū)排污，以及壽陽(yáng)地區(qū)的排污狀況。造成汾河溫南社斷面水質(zhì)污染的原因主要是清徐縣有大量蔬菜水果種植基地，不是集約式生產(chǎn)管理，致使種植基地的土地里肥料隨著水土流失、雨水沖刷等原因直接進(jìn)入河道。同時(shí)，在生產(chǎn)生活過(guò)程中產(chǎn)生的廢水沒(méi)有相應(yīng)的污水處理系統(tǒng)，直接排入河道使得汾河水污染更為嚴(yán)重。

3.4.1 嚴(yán)格監(jiān)管太原市、晉中市榆次區(qū)的污水處理廠出廠水質(zhì)

對(duì)于太原市、晉中市榆次區(qū)的城市生活污水，應(yīng)由當(dāng)?shù)卣畬?duì)其進(jìn)行治理，興建污水處理廠、鋪設(shè)全面的城市污水管網(wǎng)、嚴(yán)格監(jiān)控污水處理廠的出廠水質(zhì)，對(duì)已建成污水處理廠的設(shè)備進(jìn)行及時(shí)維修與更換，嚴(yán)格控制城市生活污水，嚴(yán)格禁止未經(jīng)處理的城市生活污水直接排入河流。對(duì)于太原市、晉中市榆次區(qū)的企業(yè)排污，也應(yīng)由當(dāng)?shù)卣铜h(huán)保機(jī)構(gòu)人員對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格管理，控制企業(yè)超標(biāo)排放。

3.4.2 科學(xué)灌溉，綠色種植

清徐縣的種植基地比散戶種植更集中些，但也同樣存在土地利用率不高、有機(jī)肥料使用過(guò)多導(dǎo)致的嚴(yán)重水質(zhì)污染問(wèn)題。清徐縣政府應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)當(dāng)?shù)爻闪⒓s式的種植公司，在肥料的用量上更加科學(xué)，不斷學(xué)習(xí)增加自動(dòng)化、智能化的田間檢測(cè)體系，也應(yīng)多對(duì)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)企業(yè)提供更多的科學(xué)種植方法，此外應(yīng)不斷加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉水質(zhì)的監(jiān)測(cè)和管理，嚴(yán)禁某些排污企業(yè)為躲避排污監(jiān)管，將企業(yè)廢水排入農(nóng)田，對(duì)于被發(fā)現(xiàn)的企業(yè)應(yīng)對(duì)其采取嚴(yán)格的懲罰措施，遏制企業(yè)的亂排污水問(wèn)題。

X52

C

1004-7042（2017）06-0017-03

吳瑞紅（1969-），女，2009年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)水文地質(zhì)與工程地質(zhì)專業(yè)，工程師。

2017-04-19；

2017-05-28