張 俊 ，郭書英 ，孟憲智 ，張世祿 ，郭麗峰 ，許 維 ，郝光玲

（1.海河流域水環(huán)境監(jiān)測中心，300170，天津；2.海河流域水資源保護局，300170，天津）

一、研究背景

海河流域地跨北京、天津、河北、山西、河南、山東、內蒙古和遼寧等8個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市），面積約32萬km2，包括灤河、海河和徒駭馬頰河三個水系，其中，灤河水系包括灤河及冀東沿海諸河；海河水系包括北三河（薊運河、潮白河、北運河）、永定河、大清河、子牙河、黑龍港及運東地區(qū)、漳衛(wèi)南運河等；徒駭馬頰河水系包括徒駭河、馬頰河等。

海河流域雖然面積不大，但地跨8個省級行政區(qū)，加之河系呈扇形網狀分布、京津兩市被河北省包圍，使得海河流域河流省界斷面較多。根據(jù)《2016年海河流域水資源公報》數(shù)據(jù)，海河流域2016年工業(yè)廢水和城鎮(zhèn)生活污水排放總量為55.11億t，流域內70個省界斷面中，有2個斷面全年河干。參加水質監(jiān)測評價的68個省界斷面中，全年滿足Ⅰ～Ⅲ類水質標準的17個、Ⅳ～Ⅴ類的9個、劣Ⅴ類的42個，占總參與評價省界斷面的比例分別為25.0%、13.2%和61.8%；主要超標項目為化學需氧量、氨氮、總磷、總氮。而根據(jù)《2016年中國水資源公報》，2016年全國省界斷面水質為Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類、劣Ⅴ類的占比分別為67.1%、15.8%和17.1%，主要超標項目為化學需氧量、氨氮、總磷。與全國省界斷面水質情況相比，海河流域跨省河流污染情況更為嚴重，劣Ⅴ類水質的省界斷面占比是全國的3.61倍，而Ⅰ～Ⅲ類水質的省界斷面占比僅為全國的1/3左右。由此可見，海河流域水環(huán)境承載力形勢嚴峻。根據(jù) 《中華人民共和國水污染防治法》第二十六條中關于省界水體監(jiān)測機構職責的要求，對近年海河流域跨省界水體中的主要污染物分布特征開展了分析評價，以期為海河流域水資源保護管理，特別是京津冀協(xié)調發(fā)展戰(zhàn)略下的水資源保護提供重要基礎支撐。

二、省界斷面概況

以海河流域45條跨省河流的70個省界斷面水體為研究對象，地跨北京、天津、河北等7個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市），涉及灤河、北三河、永定河等8個河系，具體見表1、表2。70個省界水質監(jiān)測斷面位置分布如圖1所示。

三、主要污染物分布情況

本研究收集了海河流域45條跨省河流的70個省界斷面2013—2016年月水質監(jiān)測數(shù)據(jù)，主要包括化學需氧量、氨氮、總磷、總氮等4種主要污染物。分析了省界水體的污染狀況，研究了主要污染物分布規(guī)律。

1.化學需氧量

化學需氧量月平均監(jiān)測數(shù)據(jù)表明：70個省界斷面的化學需氧量濃度處于0～174.8 mg/L之間，最大濃度值超過地表水Ⅲ類質量標準7.74倍?？傮w上說，海河流域僅11個省界斷面的化學需氧量濃度月平均值達到地表水Ⅲ類質量標準要求，占比為15%。太行山山區(qū)省界斷面的化學需氧量濃度較低，主要涉及河流為濁漳河、漳河、松溪河、拒馬河等，而平原地區(qū)特別是環(huán)京、津省界斷面化學需氧量濃度相對偏高，主要涉及河流為北排河、子牙新河、薊運河、還鄉(xiāng)河、漳衛(wèi)新河等。

圖1 海河流域省界水質斷面分布圖

表1 海河流域省界水質監(jiān)測斷面區(qū)域統(tǒng)計表

表2 海河流域省界水質監(jiān)測斷面水系統(tǒng)計表

2.氨氮

氨氮月平均監(jiān)測數(shù)據(jù)表明：70個省界斷面的氨氮濃度處于0.05～17.99 mg/L之間，最大濃度值超過地表水Ⅲ類質量標準16.99倍?？傮w上說，海河流域有25個省界斷面氨氮濃度月平均值達到地表水Ⅲ類質量標準要求，占比為36%。燕山、太行山山區(qū)省界斷面的氨氮濃度較低，主要涉及河流為黑河、湯河、白河、唐河、松溪河等，而平原地區(qū)特別是環(huán)京、津省界斷面氨氮濃度相對偏高，主要涉及河流為子牙新河、北京港溝河、北運河等。

3.總磷

總磷月平均監(jiān)測數(shù)據(jù)表明：70個省界斷面總磷濃度處于0.02～6.22 mg/L之間，最大濃度值超過地表水Ⅲ類質量標準30.1倍?？傮w上說，海河流域有24個省界斷面的總磷濃度月平均值達到地表水Ⅲ類質量標準要求，占比為34%。燕山、太行山山區(qū)省界斷面的總磷濃度較低，主要涉及河流為松溪河、漳河、棉河、黑河、湯河等，而平原地區(qū)特別是環(huán)京、津省界斷面的總磷濃度相對偏高，主要涉及河流為潮白河、漳衛(wèi)新河、北運河、北京港溝河等。

4.總氮

總氮月平均監(jiān)測數(shù)據(jù)表明：70個省界斷面的總氮濃度處于0.85～26.58 mg/L之間，最大濃度值超過地表水Ⅲ類質量標準25.58倍。由于《地表水環(huán)境質量標準》未針對河流制定總氮標準，因此采用湖庫評價標準。按此標準，海河流域僅有1個省界斷面（閃電河中橋）的總氮濃度月平均值達到地表水Ⅲ類質量標準要求，占比僅為1.4%?？傮w上說，海河北部山區(qū)閃電河、二道河、灤河等省界斷面總氮濃度相對偏低，而環(huán)京、津省界斷面以及漳衛(wèi)南運河沿線省界濃度相對偏高，主要涉及河流為子牙新河、北運河、潮白河、漳衛(wèi)新河等。

四、污染特征分析

主要污染物分布分析結果表明，京津冀交匯區(qū) （廊坊市北三縣周邊）以及漳衛(wèi)南運河沿線省界水體質量相對較差，主要涉及河流為漳衛(wèi)新河、子牙新河、北排河、北京港溝河、北運河、薊運河等。導致這一現(xiàn)象的主要原因是該區(qū)域河流沿線人口相對密集，工業(yè)、農業(yè)污水排放量較大，雖然近年對小作坊開展了違法排污治理，但水質仍然相對較差。北部燕山及西部太行山山區(qū)省界水體水質相對較好，主要包括漳河、松溪河、白河、潮河、閃電河等河流。主要原因是該區(qū)域人口密度低，工業(yè)企業(yè)分布及農作物種植均較少，水體受污染程度低。從具體水質指標上看，化學需氧量、氨氮、總磷、總氮4個主要污染指標在省界斷面的月均最大值分別為174.8 mg/L、17.99mg/L、6.22mg/L、26.58mg/L，均超過《地表水環(huán)境質量標準》Ⅴ類水標準的上限值。從省界水體水質達標情況看，采用湖庫評價標準，海河流域僅1個省界斷面 （閃電河中橋）的總氮濃度月平均值達到Ⅲ類水標準要求，占所有省界斷面的1.4%；化學需氧量、氨氮、總磷達到Ⅲ類水質標準的斷面數(shù)量分別僅占15%、36%、34%。污染特征分析結果表明，海河流域省界水體環(huán)境質量問題比較嚴峻，與最嚴格水資源管理制度要求還有很大距離，需要進一步提高水體質量。

圖2 總氮與氨氮相關性

圖3 總氮與總磷相關性

圖4 總氮與化學需氧量相關性

五、污染物相關性分析

海河流域省界水體主要污染物總氮、氨氮、總磷、化學需氧量濃度分布圖表明：不同水體主要污染物分布之間有一定的相關性，以上4種污染物的濃度在京津冀交匯區(qū)以及漳衛(wèi)南運河沿線較高，在燕山、太行山山區(qū)省界斷面較低。以總氮作為參照因子，分析了70個省界斷面氨氮、總磷、化學需氧量濃度與總氮濃度的關系，如圖2～圖4所示。結果表明：作為總氮的重要貢獻源，氨氮與總氮的相關性相對較好，R2達0.730，特別是氨氮濃度較高時，氨氮濃度與總氮濃度表現(xiàn)出的相關性更為明顯。該結果與張琴等的研究結果一致。總磷濃度與總氮濃度也有一定的相關性，R2為0.630。氮、磷元素作為生物地球化學循環(huán)中物質流的基礎，是河流污染物排放總量控制的主要對象，兩者均主要通過地表徑流及生產、生活廢水等途徑流入地表水體，這也是兩者具有一定相關性的主要原因。但是，化學需氧量濃度與總氮濃度相關性不太明顯。海河流域幾乎所有省界斷面的總氮濃度均超標，而化學需氧量濃度的變化范圍較大。

六、結 論

對海河流域省界斷面水體主要污染物分布特征及相關性分析的結果表明：①海河流域省界水體質量總體較差，幾乎所有省界斷面的總氮濃度均超過Ⅲ類水質標準，省界斷面化學需氧量、氨氮、總磷濃度超過Ⅲ類水質標準的比例達85%、64%、66%。②海河流域省界水體質量在京津冀交匯區(qū)（廊坊市北三縣周邊）以及漳衛(wèi)南運河沿線相對較差，在北部燕山及西部太行山山區(qū)相對較好。③對海河流域省界水體主要污染物相關性分析結果表明，總氮與氨氮相關性最大，特別是高濃度范圍相關性更好；總氮與總磷在整體趨勢上也有一定相關性；總氮與化學需氧量的相關性不明顯。■