王 娜，劉國山，李文雯，吳 寧，孟一耕，谷德賢

（天津市水產(chǎn)研究所，天津 300221）

大沽排污河入海口及其鄰近海域水污染狀況分析

王 娜，劉國山，李文雯，吳 寧，孟一耕，谷德賢

（天津市水產(chǎn)研究所，天津 300221）

通過對2014—2016年大沽排污河入?？诩捌溧徑Ｓ蛩h(huán)境的連續(xù)監(jiān)測，分析了入?？诩捌溧徑Ｓ虻乃廴緺顩r，結(jié)果顯示：水環(huán)境呈現(xiàn)逐年改善的趨勢；大沽排污河入?？谥饕芑瘜W(xué)需氧量和五日生化需氧量的影響，化學(xué)需氧量3月開始逐漸上升至7月達(dá)到最高值，而后逐漸降低；鄰近海域主要受到無機(jī)氮的影響。水環(huán)境的變化規(guī)律與陸地農(nóng)田、工廠、生活污水等排放量密切相關(guān)，同時(shí)它們也是一個(gè)復(fù)雜的污染綜合體，受到來自不同污染源、各類污染因子的影響。

大沽排污河；鄰近海域；單因子污染指數(shù)；污染分擔(dān)率；綜合污染指數(shù)

天津是華北地區(qū)眾多河流入海的必經(jīng)之地，不僅承接了天津的工業(yè)、農(nóng)業(yè)廢水及生活污水，還接納了來自北京、河北等地區(qū)的大部分污水。天津海岸線有幾十個(gè)入海污染源對海域有一定的影響，按排放類型可分為市政排污口、入海河口、直排口和混排口。在眾多污染源中，北塘口和大沽排污口的入海污染物總量最多，其附近的海域污染程度也較高[1]。

大沽排污河是本市西南部地區(qū)重要的排水河道，全長80.5 km，包括上游排污河、排咸河、先鋒排污河及大沽排污河主河道[2]。主河道除接納市區(qū)、沿途郊區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的部分污水、雨水、農(nóng)田瀝水外，主要承接天津市中心城區(qū)西南部生活和工業(yè)污水，對天津市的污水排放起著至關(guān)重要的作用。

海洋和陸地的相互作用已漸漸成為全球環(huán)境變化研究的重點(diǎn)[3]，陸地對海洋影響的中心問題主要是入海河流的污染物情況和水質(zhì)狀況，而且已經(jīng)受到了廣泛的關(guān)注[4-5]。筆者根據(jù)2014—2016年大沽排污河入?？诩捌溧徑Ｓ虻沫h(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析其水污染特征，旨在探索天津入海排污口的主要水污染因子、變化趨勢及主要污染問題，以便更好地貫徹執(zhí)行國家“水十條”方針，為更好地環(huán)境保護(hù)提供決策支持。

1 材料與方法

1.1 監(jiān)測時(shí)間與站位

2014—2016年，每年3、5、7、8、10、11月于大沽排污河流入渤海灣的最后一個(gè)閘口上游處設(shè)置1個(gè)站位進(jìn)行水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測；同時(shí)，每年的5、8月對大沽排污河鄰近海域呈扇形布設(shè)8個(gè)站位進(jìn)行水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測，調(diào)查站位如圖1所示。

圖1 調(diào)查站位

1.2 監(jiān)測環(huán)境因子與檢測規(guī)范

大沽排污河入?？谒|(zhì)監(jiān)測環(huán)境因子為化學(xué)需氧量COD、氨氮、總磷、懸浮物、五日生化需氧量BOD5、石油類、鎘、汞、鉛、砷、六價(jià)鉻；鄰近海域水質(zhì)監(jiān)測環(huán)境因子為化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、懸浮物、無機(jī)氮、活性磷酸鹽、石油類、汞、鎘、六價(jià)鉻、鉛、砷。樣品的采集、保存、檢測參照《海洋監(jiān)測規(guī)范》（GB/T17378-2007）[6]、《海洋調(diào)查規(guī)范》（GB/T12763-2007）[7]、《水質(zhì)氨氮的測定納氏試劑分光光度法》（HJ 535-2009）[8]、《水質(zhì)總磷的測定鉬酸銨分光光度法》（GB11893-1989）[9]、《飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法》（GB/T 8538-2008）[10]、《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定重鉻酸鹽法》（GB11914-1989）[11]、《水質(zhì)銅、鋅、鉛、鎘的測定原子吸收分光光度法》（GB/T7475-1987）[12]、《水質(zhì)揮發(fā)酚的測定4-氨基安替比林分光光度法》（HJ 503-2009）[13]等有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

1.3 分析評(píng)價(jià)方法

1.3.1 污染指數(shù)

污染指數(shù)包括單因子污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)[14]。

單因子污染指數(shù)的計(jì)算公式為：

式中：Ci為污染物的平均濃度（mg/L）；Si為污染物的標(biāo)準(zhǔn)值（mg/L）。

綜合污染指數(shù)的計(jì)算公式為：

式中：n為參與評(píng)價(jià)的污染物數(shù)；Pi為某種污染物的污染指數(shù)。

1.3.2 污染分擔(dān)率

污染分擔(dān)率表示第i種污染物在諸污染物中的污染分擔(dān)情況，其計(jì)算公式為[14]：

1.3.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

水質(zhì)評(píng)價(jià)時(shí)要依據(jù)不同的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)來判別水質(zhì)的類別。筆者選取《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）[15]規(guī)定的二類標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)大沽排污河入?？谒|(zhì)環(huán)境；選取《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3097-1997）[16]的第二類標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)大沽排污河鄰近海域的水質(zhì)環(huán)境。

2 結(jié)果與分析

2.1 大沽排污河入?？?/p>

2.1.1 主要污染物單因子污染指數(shù)年變化

2014—2016年大沽排污河入?？诟鞅O(jiān)測水質(zhì)指標(biāo)的單因子污染指數(shù)及污染分擔(dān)率見表1及圖2。監(jiān)測結(jié)果表明：化學(xué)需氧量和五日生化需氧量在3 a中均超標(biāo)，為主要超標(biāo)污染因子。其中，化學(xué)需氧量單因子污染指數(shù)及污染分擔(dān)率最高，并表現(xiàn)出逐年下降的趨勢；五日生化需氧量單因子污染指數(shù)呈現(xiàn)出先增高后降低的趨勢，2015年最嚴(yán)重；總磷污染分擔(dān)率為第三位，呈現(xiàn)出2015年略增高、2016年明顯下降的趨勢；氨氮單因子污染指數(shù)2015年最低，呈現(xiàn)出先降低后增加的趨勢；懸浮物單因子污染指數(shù)呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢；石油類單因子污染指數(shù)逐年降低；鎘、汞、鉛、砷、六價(jià)鉻單因子污染指數(shù)低，比較穩(wěn)定。

表1 2014-2016年大沽排污河入?？谒|(zhì)單因子污染指數(shù)及污染分擔(dān)率

圖2 2014-2016年大沽排污河入?？谥饕廴疚飭我蜃游廴局笖?shù)的年變化

2.1.2 主要污染物單因子污染指數(shù)的月變化

平均計(jì)算2014—2016年每月化學(xué)需氧量、總磷和五日生化需氧量單因子污染指數(shù)，如圖3所示。其中，化學(xué)需氧量單因子污染指數(shù)由3月開始逐漸增高，7月達(dá)到最高，然后逐漸下降；五日生化需氧量單因子污染指數(shù)呈先降低后增加的趨勢，8月最低；總磷單因子污染指數(shù)變化不大，11月最高。

圖3 2014-2016年大沽排污河入?？谥饕廴疚飭我蜃游廴局笖?shù)的月變化

2.1.3 綜合污染指數(shù)變化

通過單因子污染指數(shù)的計(jì)算結(jié)果，將大沽排污河入?？诘木C合污染指數(shù)分為非重金屬的污染指數(shù)PNM和重金屬污染指數(shù)PM。由圖4可以看出，非重金屬指數(shù)的變化與綜合污染指數(shù)的變化趨勢相同。綜合污染指數(shù)2014年7、11月最高，呈波浪趨勢變化；2015年先降低，10月最高，然后再降低；2016年5月最高，然后呈現(xiàn)出逐步降低的趨勢。3 a18個(gè)航次的監(jiān)測中，2015年10月污染最嚴(yán)重。對比2014—2016年，全年綜合污染指數(shù)2016年最低，為0.493；其次為2014年，為0.633；2015年最高，為0.746。

圖4 2014-2016年大沽排污河入?？诰C合污染指數(shù)的變化

2.2 大沽排污河入海口鄰近海域

2.2.1 主要污染物單因子污染指數(shù)的年變化

由表2和圖5可以看出，大沽排污河鄰近海域的主要污染因子有無機(jī)氮、石油類、懸浮物、活性磷酸鹽。其中，無機(jī)氮為大沽排污河鄰近海域的最主要污染因子，3 a調(diào)查其污染指數(shù)均超過海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的第二類標(biāo)準(zhǔn)，其單因子污染指數(shù)2015年最高，污染分擔(dān)率呈現(xiàn)逐年下降的趨勢；懸浮物單因子污染指數(shù)2014、2015年超標(biāo)，單因子污染指數(shù)和污染分擔(dān)率呈現(xiàn)逐年下降的趨勢；石油類單因子污染指數(shù)2014年超標(biāo)，后逐年下降，其污染分擔(dān)率2014年最高，2015、2016年污染分擔(dān)率相同。活性磷酸鹽單因子污染指數(shù)和污染分擔(dān)率均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。

表2 2014-2016年大沽排污河入海口鄰近海域主要污染物單因子污染指數(shù)及污染分擔(dān)率

圖5 2014-2016年大沽排污河入?？卩徑Ｓ蛑饕廴疚飭我蜃游廴局笖?shù)及污染分擔(dān)率的變化

2.2.2 主要污染物單因子污染指數(shù)的月變化

平均計(jì)算2014—2016年每月監(jiān)測石油類、活性磷酸鹽、無機(jī)氮、懸浮物的單因子污染指數(shù)，其變化如圖6所示。其中，無機(jī)氮單因子污染指數(shù)2014、2015年5月、8月變化不大，2016年5月不超標(biāo)、8月超標(biāo)最嚴(yán)重；懸浮物單因子污染指數(shù)5月低，8月高；活性磷酸鹽單因子污染指數(shù)2014年變化不大，其它年份5月低、8月高；石油類單因子污染指數(shù)2014、2015年5月低、8月高，2016年5月高、8月低。

圖6 2014-2016年大沽排污河入?？卩徑Ｓ蛑饕廴疚飭我蜃游廴局笖?shù)月變化

2.2.3 綜合污染指數(shù)變化

2014—2016年大沽排污河入?？卩徑Ｓ虻木C合污染指數(shù)變化，如圖7所示。由圖7可以看出，綜合污染指數(shù)呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢，2016年最低，為0.555；其次為2015年，為0.584；2014年最高，為0.828。

圖7 2014-2016年大沽排污河入?？卩徑Ｓ蚓C合污染指數(shù)變化

3 討論

3.1 入海口的污染分析

大沽排污河入?？谑苤亟饘傥廴镜某潭容^小，主要受到有機(jī)物的污染。其綜合污染指數(shù)呈現(xiàn)降低趨勢，可能與近年來水務(wù)、環(huán)保等相關(guān)部門對大沽排污河的河道清理、污水治理及排污量的控制有關(guān)，使得水質(zhì)狀況逐年好轉(zhuǎn)。

大沽排污河入海口主要污染因子為化學(xué)需氧量和五日生化需氧量?；瘜W(xué)需氧量是反映有機(jī)物污染相對含量的一個(gè)綜合指標(biāo)[17]。大沽排污河每年3月因?yàn)榕湃牒拥赖乃啃。瘜W(xué)需氧量含量低；隨著雨季的到來，大量有機(jī)污染物排入河道，同時(shí)水溫升高，也促使底泥的有機(jī)物釋放，導(dǎo)致化學(xué)需氧量含量7月達(dá)到最高；伴隨水量的減少和水溫的降低，化學(xué)需氧量逐漸降低，因此化學(xué)需氧量呈現(xiàn)出3月開始升高至7月達(dá)到最高值而后逐漸降低的趨勢。五日生化需氧量是在一定條件下微生物分解水環(huán)境中可氧化物質(zhì)的過程中消耗溶解氧的量，它易受溫度、酸堿性以及菌種等因素的影響[18]。在實(shí)際測定中，由于不同時(shí)期水體變化較大，化學(xué)需氧量和五日生化需氧量的氧化率也不同，二者相關(guān)性不明顯[19]。大沽排污口五日生化需氧量的監(jiān)測值時(shí)高時(shí)低，沒有明顯的規(guī)律性，可能與相關(guān)化工企業(yè)的污水排污時(shí)間及排放量有關(guān)，有待進(jìn)一步分析。

3.2 鄰近海域的環(huán)境分析

鄰近海域的綜合污染指數(shù)表明，其水質(zhì)條件逐年變好，這與天津加強(qiáng)海洋、陸地等的環(huán)境治理密切相關(guān)，也與入?？诘谋O(jiān)測結(jié)果一致。鄰近海域受無機(jī)氮污染最大[20]，這與天津海域的調(diào)查結(jié)果一致。無機(jī)氮2014與2015年基本持平，2016年春季明顯好轉(zhuǎn)，到8月急劇升高，這可能與2016年8月天津出現(xiàn)特大暴雨天氣有關(guān)，大量的陸源污水急劇排入海域，導(dǎo)致無機(jī)氮急劇升高。懸浮物表現(xiàn)出每年5月低8月高的規(guī)律，基本與入海凈流量的變化相符，5月凈流量小，8月凈流量大，排入鄰近海域的物質(zhì)變多，導(dǎo)致鄰近海域懸浮物增加?；钚粤姿猁}的單因子污染指數(shù)基本處于低水平狀態(tài)。石油類的污染指數(shù)表現(xiàn)出逐年減小的趨勢，這與近年來海上船舶、石油平臺(tái)的嚴(yán)格管理密切相關(guān)。

3.3 綜合分析

綜合分析大沽排污河入?？诩捌溧徑Ｓ颍l(fā)現(xiàn)其水環(huán)境呈現(xiàn)逐年改善的趨勢。大沽排污河入?？谥饕芑瘜W(xué)需氧量的影響，鄰近海域主要受無機(jī)氮的影響。入?？诨瘜W(xué)需氧量與鄰近海域無機(jī)氮的變化規(guī)律均與陸地農(nóng)田、工廠、生活污水等排放量密切相關(guān)。其它指標(biāo)呈現(xiàn)出無規(guī)律的變化，這也說明入海排污口及鄰近海域是一個(gè)復(fù)雜的污染綜合體，受到來自不同污染源、各類污染因子的影響。

[1]章元，孔令輝.渤海海域環(huán)境現(xiàn)狀及保護(hù)對策[J].環(huán)境科學(xué)研究，2000，13（2）：23-27.

[2]李振川，薛楊，張悅，等.天津大沽排污河治理工程與綜合效益[J].城市道橋與防洪，2010（7）：64-65.

[3]盂憲偉，劉焱光，王湘芹.河流入海物質(zhì)通量對海、陸環(huán)境變化的響應(yīng)[J].海洋科學(xué)進(jìn)展，2005，23（4）：391—397.

[4]Zhou J L.Fluxes of organic contaminants from the river catch?ment into through and out of the Humber Estuary，UK[J].Ma?rine Pollution Bulletin，1998，37（3—7）：330-342.

[5]Grimvall A.Time scales of nutrient losses from land tosea——a european perspective[J].Ecological Engineering，2000，14（4）：363— 371.

[6]GB/T17378-2007，海洋監(jiān)測規(guī)范[S].

[7]GB/T12763-2007，海洋調(diào)查規(guī)范[S].

[8]HJ 535-2009，水質(zhì)氨氮的測定納氏試劑分光光度法[S].

[9]GB11893-1989，水質(zhì)總磷的測定鉬酸銨分光光度法[S].

[10]GB/T 8538-2008，飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法[S].

[11]GB11914-1989，水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定重鉻酸鹽法[S].

[12]GB/T7475-1987，水質(zhì)銅、鋅、鉛、鎘的測定原子吸收分光光度法[S].

[13]HJ 503-2009，水質(zhì)揮發(fā)酚的測定4-氨基安替比林分光光度法[S].

[14]馬興，胡萬里，邵德智，等.海河塘沽段水污染指數(shù)變化及其原因分析[J].水資源與水工程學(xué)報(bào)，2008，19（1）：69-76.

[15]GB8978-1996，污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

[16]GB 3097-1997，海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[17]王立柱，隋強(qiáng)，謝強(qiáng)，等.濟(jì)南市機(jī)動(dòng)車排放因子的確定[J].交通環(huán)保，2002，23（2）：18—20．

[18]王潔，張凱，許肖云，等.涪江流域遂寧段COD與BOD的相關(guān)性探討[J]，綠色科技，2016（10）：74-76.

[19]喬曉平，李娜娜.特定水體中CODmn與BOD5相關(guān)性研究[J].污染防治技術(shù)，2014，27（1）：36-39.

[20]崔健，張秋豐，牛福新，等.淺談天津近岸海域環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及管理措施建議[J].海洋開發(fā)與管理，2013（5）：65-68.

X824

A

1004-7328（2017）05-0016-04

10.3969/j.issn.1004-7328.2017.05.006

2017—05—18

天津市水產(chǎn)局青年科技創(chuàng)新項(xiàng)目（J2016-04青）

王娜（1981—），女，工程師，主要從事漁業(yè)資源研究工作。