韓 輝 田曉楠 蘇 潔 祝 歡,*

（1 河北正潤(rùn)環(huán)境科技有限公司 河北石家莊 050000 2 張家口市生態(tài)環(huán)境局宣化區(qū)分局 河北張家口 075000）

引言

水資源，維持社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的主要基石，直接影響著地方或國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平[1]。近年來，地表水污染問題逐漸顯現(xiàn)出全球性、復(fù)合性、難恢復(fù)等特點(diǎn)[2]。據(jù)調(diào)查，海河流域已成為我國(guó)水質(zhì)污染較嚴(yán)重的流域，水環(huán)境不斷惡化。洋河作為海河水系永定河上游主要支流和官廳水庫入庫水源之一，是永定河主要污染物貢獻(xiàn)源（其中總磷貢獻(xiàn)率為74%、氟化物貢獻(xiàn)率為61%、氨氮貢獻(xiàn)率為67%、化學(xué)需氧量貢獻(xiàn)率為54%），也是影響京津冀發(fā)展的關(guān)鍵[3]。《河北省建設(shè)京津冀生態(tài)環(huán)境支撐區(qū)“十四五”規(guī)劃》中也提到，需推動(dòng)洋河河道的流域綜合治理、生態(tài)清潔小流域治理和生態(tài)修復(fù)工程。對(duì)農(nóng)村蓄水坑塘、農(nóng)村雨水排向等開展資源化利用工程。確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)。近年來，洋河流域雖已開展一系列治理工程，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率仍為25%。水質(zhì)超標(biāo)因子包括：化學(xué)需氧量、總磷、氨氮等[4]。目前，已有研究針對(duì)洋河流域水資源現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出建議和措施[5]。但研究尚未發(fā)現(xiàn)有學(xué)者針對(duì)洋河流域某區(qū)段水質(zhì)開展調(diào)查分析。因此，本文對(duì)洋河某區(qū)段進(jìn)行水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)，因地制宜提出治理措施與建議，以期為洋河流域地區(qū)水環(huán)境治理提供依據(jù)。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

洋河地理坐標(biāo)：113°29′32″E-115°43′40″E，39°59′42″N－41°15′30″N。洋河流域沿線1 公里范圍內(nèi)多以農(nóng)業(yè)種植為主，周邊環(huán)境以村莊、農(nóng)田和林地為主。洋河流域主要包括：東、西、南洋河。西洋河與南洋河在懷安縣附近匯合，稱為洋河。流域面積約1.5 萬平方公里，全長(zhǎng)約260 千米[4]。本文研究區(qū)屬半干旱大陸性季風(fēng)氣候，年降水量約380 毫米。境內(nèi)洋河長(zhǎng)約39 千米，洋河與各級(jí)支流形成的水系流域面積約1844.2 平方公里。根據(jù)《關(guān)于印發(fā)2021 年度河北省地表水考核斷面有關(guān)目標(biāo)的通知》（冀水領(lǐng)辦〔2021〕48 號(hào)）及《關(guān)于進(jìn)一步提升地表水及水功能區(qū)國(guó)控考核斷面水質(zhì)的通知（征求意見稿）》等文件要求，研究區(qū)內(nèi)洋河監(jiān)測(cè)斷面為國(guó)考斷面，水質(zhì)目標(biāo)執(zhí)行 《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）Ⅲ類。

圖1 洋河流域水系圖

1.2 取樣點(diǎn)位

結(jié)合研究區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀、地理位置、污染源等因素，共選取具有代表性的4 個(gè)地表水監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。分別為斷面1、斷面2、斷面3、斷面4、斷面5。分布圖見圖2。

圖2 采樣點(diǎn)分布示意圖

1.3 數(shù)據(jù)來源

水質(zhì)數(shù)據(jù)來自洋河流域2020-2021 年水質(zhì)監(jiān)測(cè)站檢測(cè)數(shù)據(jù)。根據(jù)研究區(qū)斷面水質(zhì)考核目標(biāo)，選擇5項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析，包括：氨氮（NH4+-N）、高錳酸鹽指數(shù)、總磷（TP）、化學(xué)需氧量（COD）和氟化物（F-）。

1.4 水質(zhì)評(píng)價(jià)方法

1.4.1 單因子指數(shù)評(píng)價(jià)

本文采用單因子指數(shù)評(píng)價(jià)法，按《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)。

公式為：

式中：Pi為第i 類指標(biāo)的水質(zhì)指數(shù)；Ci為i 類因子的濃度（mg/L）；Si為第Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)的i 類濃度（mg/L）。

綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)公式為：

式中：Pi為第i 類指標(biāo)的水質(zhì)指數(shù)；n 為參與評(píng)價(jià)的污染因子數(shù)量。單因子污染指數(shù)法環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[6]，見表1。

表1 單因子污染指數(shù)法

1.4.2 內(nèi)梅羅污染指數(shù)綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)5 項(xiàng)指標(biāo)的濃度和標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算內(nèi)梅羅污染指數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)，并得出評(píng)價(jià)等級(jí)。

評(píng)價(jià)等級(jí)計(jì)算公式為：

式中：Ci為i 類評(píng)價(jià)因子的實(shí)測(cè)值；Cij為第i 類評(píng)價(jià)因子的第Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量濃度值；P綜為斷面的內(nèi)梅羅污染指數(shù)；n 為參與評(píng)價(jià)污染物項(xiàng)數(shù)；max 為各項(xiàng)污染物中的最大分指數(shù)。表2 為內(nèi)梅羅污染指數(shù)法環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[6]。

表2 內(nèi)梅羅污染指數(shù)法

1.5 水質(zhì)時(shí)空變化評(píng)價(jià)方法

水質(zhì)隨時(shí)間的變化程度分別根據(jù)其時(shí)間變化率T和空間變化率S 來判斷，其計(jì)算公式如下[6]：

式中:Pt1、Pt2分別為比較時(shí)間內(nèi)起始時(shí)刻和終止時(shí)刻采樣斷面的內(nèi)梅羅污染指數(shù)。

式中:Ps1、Ps2分別為比較空間內(nèi)起始斷面和終止斷面采樣點(diǎn)的內(nèi)梅羅污染指數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 水質(zhì)污染評(píng)價(jià)分析

洋河某區(qū)段的5 個(gè)監(jiān)測(cè)斷面的5 項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果如表3 所示。由表3 可知，斷面4 和斷面5 水質(zhì)類別達(dá)到Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)最優(yōu)。其中，斷面4 處水體COD 存在輕度污染現(xiàn)象，斷面5 處水體F-存在輕度污染現(xiàn)象。其余斷面水質(zhì)類別均為Ⅲ類水。河流水體仍存在污染現(xiàn)象，這是由于斷面1 處水體TP 和斷面3處水體COD 濃度已達(dá)到Ⅳ類水濃度值。研究區(qū)段流域處水質(zhì)主要污染物為COD 和TP。

表3 斷面水質(zhì)污染評(píng)價(jià)結(jié)果—單因子污染指數(shù)法

表4 斷面水質(zhì)污染評(píng)價(jià)結(jié)果—內(nèi)梅羅污染指數(shù)法

內(nèi)梅羅污染指數(shù)法結(jié)果表明，各監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)級(jí)別均為輕度污染。從整體上來說，5 個(gè)監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)級(jí)別按評(píng)價(jià)指數(shù)排序：斷面5＜斷面4＜斷面2＜斷面3＜斷面1，水質(zhì)污染指數(shù)越小表示水質(zhì)越優(yōu)。其中，斷面1 水質(zhì)相對(duì)較差與斷面1 上游污水處理廠出水水質(zhì)有關(guān)。

2.2 水質(zhì)時(shí)空變化分析

2.2.1 水質(zhì)時(shí)間變化

各斷面不同季節(jié)的綜合污染指數(shù)及時(shí)間變化率見表5。不同季節(jié)的綜合污染指數(shù)表明，斷面1 在春夏季水質(zhì)污染評(píng)價(jià)分別為中污染和重污染，水質(zhì)較差，秋冬季水質(zhì)相對(duì)呈改善趨勢(shì)，水質(zhì)污染評(píng)價(jià)為輕污染。斷面2 在春夏季水質(zhì)污染評(píng)價(jià)分別為重污染和中污染，水質(zhì)較差，秋季水質(zhì)污染評(píng)價(jià)為輕污染，冬季水質(zhì)污染評(píng)價(jià)為尚清潔。斷面3 在秋季水質(zhì)污染評(píng)價(jià)為尚清潔，春季和冬季水質(zhì)污染評(píng)價(jià)為輕污染，夏季污染評(píng)價(jià)為中污染。斷面4 春秋季水質(zhì)污染評(píng)價(jià)為輕污染，夏冬季水質(zhì)污染評(píng)價(jià)為尚清潔。斷面5 僅在夏季水質(zhì)出現(xiàn)輕微波動(dòng)，其余季節(jié)均為尚清潔。整體來看，不同季節(jié)水質(zhì)污染評(píng)價(jià)均表現(xiàn)為，河流下游水質(zhì)優(yōu)于中游和上游，上游水質(zhì)相對(duì)較差，且春夏季水質(zhì)污染程度比秋冬季嚴(yán)重。由表5 可知，洋河冬季與春季相比，斷面5 處的水質(zhì)輕微惡化（時(shí)間變化率為-19.61%），斷面1、2、3、4 處的水質(zhì)改善（時(shí)間變化率平均值為35.56%）。

表5 各監(jiān)測(cè)斷面綜合污染指數(shù)及時(shí)間變化率

2.2.2 水質(zhì)空間變化

本文選擇斷面1 為基準(zhǔn)斷面分析河流水質(zhì)空間變化（表6）。四個(gè)季節(jié)監(jiān)測(cè)斷面3、4、5 處的水質(zhì)較斷面1 均有明顯改善。其中，斷面3 空間變化率平均值為22.32%，斷面4 空間變化率平均值為50.85%，斷面5空間變化率平均值為54.70%；監(jiān)測(cè)斷面2 處的水質(zhì)在春季較斷面1 處明顯惡化，空間變化率為-50.26%，該點(diǎn)位水質(zhì)受上游污水處理廠出水影響較大。

表6 各監(jiān)測(cè)斷面的空間變化率

3 討論

3.1 洋河水體污染來源分析

本文中洋河上、中游斷面水質(zhì)季節(jié)性變化較明顯，表現(xiàn)為：春秋季水質(zhì)較差，秋冬季相對(duì)改善（表5）。這可能與沿線城市發(fā)展（人類活動(dòng)頻繁、企業(yè)分布密集）及天氣變化有關(guān)。此外，冬季將水體部分污染物凍結(jié)在冰體中，春季消融時(shí)再釋放到水體中造成污染物濃度積累也可能會(huì)對(duì)春季水質(zhì)造成影響[3][7～9]。夏季水質(zhì)較差的原因可能與面源污染有關(guān)，研究區(qū)夏季降水較多，加之，上游河流兩岸為道路，降雨通過對(duì)道路的沖刷使大量污染物進(jìn)入洋河；沿線多為農(nóng)田，在雨水和徑流沖刷下，大量土粒、化肥、農(nóng)藥、重金屬等有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)，直接進(jìn)入河道水體[10]。

本研究發(fā)現(xiàn)洋河研究區(qū)段下游水質(zhì)優(yōu)于上、中游（表3）。河流主要污染集中在洋河上、中游段，污染物主要為COD 和TP。上、中游水質(zhì)污染主要原因有：（1）入河排污口方面：研究區(qū)內(nèi)排污口出水水質(zhì)存在超標(biāo)排放現(xiàn)象；初期雨水直排如何；尚未納入監(jiān)管的排污口污水直接排入河。加之排口周邊垃圾遍地，存在沖刷入河的風(fēng)險(xiǎn)。（2）工業(yè)方面：涉水企業(yè)密布，涉及黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、食品制造業(yè)、飲料制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)等多個(gè)行業(yè)，廢水中污染物濃度高，加之廢水排放總量所占比例達(dá)到研究區(qū)水污染物排放總量50%以上[11～14]。（3）生活污水方面：研究區(qū)內(nèi)污水管網(wǎng)設(shè)施不完善、覆蓋率低，仍存在生活廢水偷排漏排現(xiàn)象[3]。（4）挺水植物方面：上、中游部分河段河道內(nèi)挺水植物生長(zhǎng)快速、密度過大，易形成通風(fēng)條件差、光照不能進(jìn)入水體的環(huán)境，抑制其他浮游植物光合作用，進(jìn)而影響水質(zhì)[15]。加之河道內(nèi)水量分布不均，水流緩慢，富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重。（5）農(nóng)業(yè)方面：沿線多為農(nóng)田，大面積開墾農(nóng)田及大量使用化肥、農(nóng)藥在一定程度上影響水質(zhì)[14]。

3.2 洋河流域管理對(duì)策

本文主要針對(duì)污染比較嚴(yán)重的洋河研究區(qū)段上、中游斷面，提出如下河流水污染防治對(duì)策：（1）對(duì)于入河排污口、挺水植物方面的治理，一是完善對(duì)排污口的監(jiān)管機(jī)制、加大監(jiān)管力度，并加密監(jiān)察和監(jiān)測(cè)頻次。同時(shí)，依據(jù)相關(guān)法律政策，嚴(yán)格控制污染物總量，加快污水處理設(shè)施建設(shè)，補(bǔ)齊污水處理設(shè)施短板，提高廢水利用率。二是對(duì)尚未納入監(jiān)管的入河排污口，立即進(jìn)行封堵或納入管網(wǎng)。三是落實(shí)河長(zhǎng)制度，深入推進(jìn)河道清理治理，強(qiáng)化河流日常巡查工作，落實(shí)河岸綠化管護(hù)及河道內(nèi)挺水植物管理工作。（2）對(duì)于涉水企業(yè)的治理，一是加強(qiáng)廢水排放監(jiān)管，責(zé)令不達(dá)標(biāo)的企業(yè)停業(yè)整頓，合格后方可恢復(fù)生產(chǎn)。二是以改善水環(huán)境質(zhì)量為目標(biāo)，圍繞行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)，推行綠色清潔生產(chǎn)，推進(jìn)流域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局優(yōu)化調(diào)整，加快企業(yè)向“節(jié)水”、“控源”、“減排”綠色技術(shù)轉(zhuǎn)型進(jìn)程，并積極開展重點(diǎn)行業(yè)降碳行動(dòng)。（3）對(duì)于沿線生活污水的治理，建議加快研究區(qū)內(nèi)城鎮(zhèn)生活污水管網(wǎng)的鋪設(shè)。積極推進(jìn)農(nóng)村排水管網(wǎng)雨污分流改造。同時(shí)，采取多種治理措施，確保污水全部進(jìn)入污水處理廠。（4）對(duì)于農(nóng)業(yè)面源污染的治理，可依據(jù)《“十四五”全國(guó)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》、《“十四五”重點(diǎn)流域農(nóng)業(yè)面源污染綜合治理建設(shè)規(guī)劃》，及研究區(qū)內(nèi)面源污染組成特點(diǎn)，因地制宜謀劃綜合治理工程、推進(jìn)農(nóng)田排水調(diào)控、徑流攔截、生態(tài)凈化、生態(tài)攔截帶、化肥農(nóng)藥減量等治理技術(shù)。（5）完善并豐富洋河流域治理機(jī)制。在水污染治理中，不僅要重視行政、法律手段的運(yùn)用，政府還要運(yùn)用經(jīng)濟(jì)手段積極實(shí)施民營(yíng)化，實(shí)行市場(chǎng)化運(yùn)作和化管理。同時(shí)，要完善公眾參與機(jī)制，提高公眾環(huán)境意識(shí)，健全公眾舉報(bào)制度。通過采用以上科學(xué)的河道生態(tài)治理措施和行之有效的管理措施，洋河水質(zhì)將會(huì)明顯改善。

結(jié)語

洋河流域研究區(qū)段整體水質(zhì)以Ⅲ類水為主，流域內(nèi)水體中主要污染物以化學(xué)需氧量和總磷等為主。從水質(zhì)時(shí)間分析結(jié)果表明，不同季節(jié)水質(zhì)污染評(píng)價(jià)均表現(xiàn)為，河流下游水質(zhì)優(yōu)于中游和上游，上游水質(zhì)相對(duì)較差，且春夏季水質(zhì)污染程度比秋冬季嚴(yán)重。從水質(zhì)空間變化來看，河流上游至下游水質(zhì)逐漸改善。洋河流域研究區(qū)段上、中游水質(zhì)污染較為嚴(yán)重，建議加強(qiáng)對(duì)入河排污口及涉水企業(yè)監(jiān)管、加快完善城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)建設(shè)、強(qiáng)化河流日常巡查工作，并完善各種治理機(jī)制。同時(shí)，加強(qiáng)河岸帶生態(tài)修復(fù)等措施改善水環(huán)境。