李培君，趙君彥，寇鳴琦

(天津市津南區(qū)環(huán)境監(jiān)測中心，天津 300350)

1 引言

近年來，我國地表水監(jiān)測工作續(xù)發(fā)展。國家和省市持續(xù)擴大地表水網(wǎng)監(jiān)測斷面監(jiān)測，地表水考核斷面采測分離，充分保證地表水監(jiān)測數(shù)據(jù)真實準確。從硬件上不斷豐富監(jiān)測建設(shè)項目，加強地表水自動監(jiān)測工作，在2018年實現(xiàn)國家地表水自動監(jiān)測站聯(lián)網(wǎng)。本文選取天津市津南區(qū)洪泥河某斷面作為監(jiān)測對象，通過考察水質(zhì)手動監(jiān)測、自動站監(jiān)測和5年主要污染物變化情況，深入分析該河流斷面水質(zhì)，為進一步優(yōu)化海河流域水質(zhì)監(jiān)測提出針對性的建議。

2 洪泥河情況

天津市津南區(qū)是天津市4個環(huán)城區(qū)之一，位于天津市東南部，海河下游南岸，素有天津“金三角”之稱。津南區(qū)水資源豐富，主要由地表水、地下水、外調(diào)水、海河干流棄水構(gòu)成。其中，市管河道3條，區(qū)管河道17條，鎮(zhèn)管河道6條，有用水河道6條，排水河道7條。洪泥河流經(jīng)津南區(qū)、濱海新區(qū)，是連接北大港水庫與海河的重要河道，始于濱海新區(qū)萬家碼頭村南，沿河流經(jīng)八里臺鎮(zhèn)、咸水沽鎮(zhèn)、海河教育園區(qū)、辛莊鎮(zhèn)、雙港鎮(zhèn)，止于津南區(qū)生產(chǎn)圈村，全長26 km，兩端分別于獨流堿河和海河相連，將存蓄在北大港水庫的黃河水流入海河，回供天津市區(qū)(圖1)。

3 洪泥河斷面水質(zhì)手工監(jiān)測結(jié)果

選取《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)基本項目[1]中的主要污染物作為監(jiān)測項目，分別為：化學需氧量(縮寫為“COD”)、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷。其中化學需氧量的檢測方法為《水質(zhì) 化學需氧量的測定 重鉻酸鉀法》(HJ828-2017)，高錳酸鹽指數(shù)的檢測方法為《水質(zhì) 高錳酸鹽指數(shù)的測定》(GB11892-1989)，氨氮的檢測方法為《水質(zhì) 氨氮的測定納氏試劑分光光度法》(HJ 535-2009)，總磷的檢測方法為《水質(zhì) 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》(GB11893-1989)。研究數(shù)據(jù)包括2019年洪泥河斷面各月份手工監(jiān)測數(shù)據(jù)[2]。水質(zhì)綜合指數(shù)的計算方法[3～5]如下。

圖1 天津市津南區(qū)水資源分布示意

水質(zhì)綜合指數(shù)計算公式：

(1)

式(1)中，Cn為監(jiān)測濃度值；Co為監(jiān)測濃度值對應(yīng)的標準限值或水質(zhì)目標。

洪泥河斷面2019年各項污染物指標年均值均達到V類水體的要求，斷面水質(zhì)較2018年略有下降。從每月監(jiān)測情況來看，污染物指標超標的月份有3個，4項污染物指標全部達標的月份有9個，達標率為75%(表1)。

表1 2019年洪泥河斷面水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計

由圖2、3可知，洪泥河斷面2019年四項污染物中濃度值出現(xiàn)超過V類標準限值情況的是化學需氧量、氨氮。其中，6～9月份洪泥河斷面各污染物濃度明顯高于其他月份，6月化學需氧量濃度明顯高于其他月份，8月氨氮濃度明顯高于其他月份。水質(zhì)較差的月份為6月到9月間。

4 洪泥河斷面水質(zhì)自動監(jiān)測結(jié)果

隨著地表水自動監(jiān)測技術(shù)發(fā)展，近年來各地陸續(xù)對監(jiān)測點位安裝水質(zhì)自動監(jiān)測設(shè)備，洪泥河自動監(jiān)測點于2019年4月開始投入使用，每日實時監(jiān)測斷面水質(zhì)情況，因為自動監(jiān)測站不能檢測化學需氧量，研究數(shù)據(jù)包括2019年4～12月高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷3項指標[2]。通過每日監(jiān)測情況，生成全年斷面水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果(圖4～7)。

自動監(jiān)測結(jié)果顯示，洪泥河斷面6～9月間水質(zhì)較差其中高錳酸鹽在8～9月高于其他月份，氨氮、總磷均在8月高于其他月份，這些均與手工監(jiān)測結(jié)果相互印證，保證了手工監(jiān)測與自動監(jiān)測的同一性。

圖2 洪泥河斷面2019年水質(zhì)變化趨勢

圖3 洪泥河斷面2019年水質(zhì)綜合指數(shù)變化趨勢圖

圖4 洪泥河斷面2019年4～12月水自動站高錳酸鹽變化趨勢

圖5 洪泥河斷面2019年4～12月水自動站氨氮變化趨勢

圖6 洪泥河斷面2019年4～12月水自動站總磷變化趨勢

圖7 2019年4～12月洪泥河斷面水質(zhì)自動監(jiān)測情況

5 洪泥河斷面水質(zhì)5年變化情況

通過手工監(jiān)測取得洪泥河斷面2015～2019年化學需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷4項指標濃度[2]情況見表2。

表2 2015～2019年洪泥河斷面水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計

5年間各污染物濃度變化顯著程度檢驗，污染趨勢變化分析采用Daniel趨勢檢驗，使用Spearman秩相關(guān)系數(shù)法[6，7]。采用Daniel趨勢檢驗法，衡量污染趨勢變化在統(tǒng)計上是否有顯著性，即計算秩相關(guān)系數(shù)rs。用rs的絕對值與Spearman秩相關(guān)系數(shù)的臨界值進行比較。rs的計算公式為：

(2)

式(2)中：n為時間周期數(shù)；di為變量xi、yi的差值;xi為x為濃度值(年均值)從小到大的排列順序數(shù);yi為年排列順序數(shù)。

將秩相關(guān)系數(shù)rs的絕對值同Spearman秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計表中的臨界值Wp進行比較(表3)。

表3 秩相關(guān)系數(shù)rs的臨界值Wp

當rs>Wp則表明變化趨勢有顯著意義：如果rs是負值，則表明在評價時段內(nèi)評價項目呈下降趨勢或好轉(zhuǎn)趨勢；如果rs是正值，則表明在評價時段內(nèi)評價項目呈上升趨勢或加重趨勢；當rs≤Wp則表明變化趨勢沒有顯著意義：說明在評價時段內(nèi)評價項變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。假定津南區(qū)污染趨勢定量分析的單測檢驗顯著性水平0.1，則各項污染物濃度趨勢變化分析結(jié)果分列于表4。

表4 2015～2019年洪泥河斷面項目變化趨勢統(tǒng)計結(jié)果

由表4可見，洪泥河斷面水質(zhì)在2015～2019年間的濃度變化趨勢有顯著意義，4項污染物濃度均有明顯下降趨勢，說明5年間斷面水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)。

6 水質(zhì)監(jiān)測工作幾點建議

隨著國家對生態(tài)環(huán)境保護工作的重視，積極加強環(huán)境保護各類執(zhí)法，開展清淤、梳理等治理工作，近年來水環(huán)境得到了較為明顯的改善。但是也要清醒的認識到，還遠未達到綠水青山的治理目標，各項任務(wù)仍任重道遠。結(jié)合洪泥河水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，就水環(huán)境監(jiān)測工作提出幾點建議如下。

(1)應(yīng)服務(wù)環(huán)保大局，科學落實全年監(jiān)測任務(wù)。認真落實環(huán)境保護行政機構(gòu)的工作要求，結(jié)合當?shù)噩F(xiàn)狀和發(fā)展布局，規(guī)劃好全年的監(jiān)測任務(wù)，從制度上保證監(jiān)測的質(zhì)量控制，促進水環(huán)境監(jiān)測工作的順利開展。在編制監(jiān)測任務(wù)時，要充分考慮到國控、省控、市控的各項要求，既重視單項又考慮整體，用整體視野來考慮監(jiān)測工作，確保監(jiān)測服務(wù)于生態(tài)環(huán)境治理的大局。

(2)應(yīng)抓住監(jiān)測重點，合理謀劃階段監(jiān)測方式。針對不同污染物對于季節(jié)或生產(chǎn)周期的變化，堅持以問題為導向，抓好監(jiān)測重點和難點，開展有針對性的監(jiān)測工作。在夏季對化學需氧量、高錳酸鹽、氨氮和總磷等季節(jié)性偏高項目適當多頻次進行監(jiān)測，根據(jù)水域上游產(chǎn)業(yè)布局情況，掌握主要污染物成分和特點，高效開展重點監(jiān)測，變被動監(jiān)測為主動監(jiān)測，常規(guī)監(jiān)測為適應(yīng)性監(jiān)測，全面掌握監(jiān)測水域的各項指標。

(3)應(yīng)提升技術(shù)手段，多種手段確保數(shù)據(jù)準確。重點加強監(jiān)測部門硬件設(shè)施建設(shè)，提高監(jiān)測自動化水平，將人為因素對監(jiān)測結(jié)果的影響降到最低。加強自動監(jiān)測和手動監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析和共享，手動監(jiān)測為自動監(jiān)測準確性提供參考標準，自動監(jiān)測為及時發(fā)現(xiàn)情況開展手動監(jiān)測提供線索。加大監(jiān)測人員的教育培訓力度，開展多崗位鍛煉，對于監(jiān)測的知識既要專又要廣，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確，為開展環(huán)境治理工作提供可靠的基礎(chǔ)依據(jù)。

(4)應(yīng)強化教育引導，全面促進污染治理效能。通過多種載體和方式加強環(huán)境保護知識、法律法規(guī)的宣傳教育，增強人民群眾保護環(huán)境的意識，鼓勵各類新聞媒體對水污染問題的追蹤報道，充分調(diào)動社會各界參與水環(huán)境治理各項工作，在全社會形成“人人關(guān)心環(huán)保, 積極參與環(huán)?！钡臐夂穹諊?。依靠人民的力量對環(huán)境污染進行監(jiān)督，全面促進環(huán)境治理工作走向深入。