陳秀洪，羅 歡

(珠江水利委員會(huì)珠江水利科學(xué)研究院，廣州 510635)

入海河口作為河流的終端和海洋的起點(diǎn)，是陸地和海洋相互作用的重點(diǎn)區(qū)域。一方面，隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，入海河流水質(zhì)問(wèn)題突出，受到越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注。殷小琴等[1]研究表明2019年南通市入海河流受有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物污染；勞齊斌等[2]指出2018年北部灣入海河流營(yíng)養(yǎng)鹽通量顯著升高；全玉蓮等[3]研究發(fā)現(xiàn)大蒲河、湯河、新開(kāi)河、洋河、戴河和石河等主要入海河流呈現(xiàn)不同程度的有機(jī)污染和富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。另一方面，入海河流作為陸源污染向海域輸送的重要途徑，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境影響顯著。劉靜等[4]指出我國(guó)海洋環(huán)境污染物約有80%以上來(lái)自陸源，其中絕大部分通過(guò)河流輸入；武暕等[5]指出遼寧省入海河流攜帶的污染物濃度遠(yuǎn)高于近岸海域，可能對(duì)近岸海域水質(zhì)安全造成威脅；曹西華等[6]認(rèn)為秦皇島沿岸褐潮暴發(fā)區(qū)的生源要素變化與入海河流污染物排放存在顯著性相關(guān)；李飛等[7]發(fā)現(xiàn)影響海州灣水質(zhì)的主要污染源為臨洪河口的陸域污染。

近年來(lái)，生態(tài)環(huán)境部強(qiáng)調(diào)，“十四五”期間海洋保護(hù)要突出抓好“美麗海灣”建設(shè)，扎實(shí)推動(dòng)海灣生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善，打造“水清灘凈、岸綠灣美、魚(yú)鷗翔集、人海和諧”的美麗海灣?！稄V東省沿海經(jīng)濟(jì)帶綜合發(fā)展規(guī)劃(2017—2030年)》明確，實(shí)施陸源污染防治與海洋環(huán)境整治并舉，建立陸海環(huán)境保護(hù)長(zhǎng)效機(jī)制，推進(jìn)沿海經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)文明建設(shè)，打造陸海關(guān)系、人海關(guān)系和諧，生態(tài)環(huán)境優(yōu)良的示范區(qū)；構(gòu)建“一心兩極雙支點(diǎn)”，東極以汕頭為中心，打造粵港澳大灣區(qū)輻射延伸區(qū)；統(tǒng)籌“六灣區(qū)一半島”，將大汕頭灣區(qū)打造成粵臺(tái)海洋產(chǎn)業(yè)合作的橋頭堡、廣東重要的國(guó)際港、物流中心和海洋產(chǎn)業(yè)基地。隨著灣區(qū)經(jīng)濟(jì)、美麗海灣、現(xiàn)代化沿海經(jīng)濟(jì)帶等發(fā)展戰(zhàn)略的提出，明確汕頭市主要入海河流水質(zhì)的主要污染物，分析水質(zhì)演變趨勢(shì)及污染狀況，對(duì)近岸海域生態(tài)環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

汕頭市(116°14′40″～117°19′35″E，23°02′33″～23°38′50″N)位于中國(guó)東南部沿海，地處“大珠三角”經(jīng)濟(jì)圈的重要節(jié)點(diǎn)，是廈漳泉三角區(qū)、珠三角和海峽西岸經(jīng)濟(jì)帶的重要連接點(diǎn)，擁有亞太地緣門(mén)戶的獨(dú)特區(qū)位優(yōu)勢(shì)。全市陸域總面積約為2 245 km2，海岸線約為289 km，天然海灣及良港眾多，如汕頭港、田心灣、海門(mén)灣、廣澳灣、北山灣、外海灣、金獅喉灣、萊蕪灣等。

汕頭市地勢(shì)北高南低，西高東低，倚山臨海，位于韓江、榕江、練江下游的三角洲河網(wǎng)區(qū)。韓江發(fā)源于河源市紫金七星崠，全長(zhǎng)為470 km，集水面積為30 112 km2，上游梅江在大埔三河壩和汀江匯合成韓江，流經(jīng)潮州分東溪(蓮陽(yáng)河)、西溪和北溪流入汕頭市境，西溪在汕頭市境內(nèi)再分梅溪河、新津河、外砂河。榕江發(fā)源于陸豐市百花園，全長(zhǎng)為175 km，集水面積為4 408 km2，干流南河在揭陽(yáng)雙溪咀與支流北河匯合為榕江，流經(jīng)汕頭市潮陽(yáng)區(qū)，在關(guān)埠注入牛田洋，經(jīng)汕頭港后流入南海。練江發(fā)源于普寧寒?huà)審?，河長(zhǎng)為71.8 km，集水面積為1 354 km2，流經(jīng)潮陽(yáng)，由海門(mén)灣出海。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

汕頭市入海河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源于廣東省生態(tài)環(huán)境廳公眾網(wǎng)(http://gdee.gd.gov.cn/)公布的2015—2020年入海河流逐月水質(zhì)監(jiān)測(cè)信息，其中，位于汕頭市的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)共計(jì)4個(gè)，分別為蓮陽(yáng)橋閘斷面、外砂斷面、地都斷面、海門(mén)灣橋閘斷面，水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面分布見(jiàn)圖1，斷面基本情況見(jiàn)表1。按所屬流域劃分，蓮陽(yáng)橋閘斷面、外砂斷面均位于韓江流域，分別處于蓮陽(yáng)河和外砂河，地都斷面位于榕江流域，海門(mén)灣橋閘斷面位于練江流域。根據(jù)《2019年汕頭市水資源公報(bào)》，蓮陽(yáng)河、外砂河、榕江、練江入海水量分別為83.09億m3、98.05億m3、48.59億m3、14.43億m3，占汕頭市入海水量的72.34%。本研究選取水質(zhì)指標(biāo)包括生化需氧量(BOD5)、化學(xué)需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、總氮(TN)、總磷(TP)。

圖1 汕頭市入海河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面分布示意

表1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面基本情況

1.3 研究方法

1.3.1季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)法

汕頭市地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，河流徑流量季節(jié)特征明顯，污染物濃度值受河流徑流量影響較大，本研究采用季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)法進(jìn)行水質(zhì)時(shí)間變化趨勢(shì)分析。季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)法最早由Rebert等[8]提出，具體計(jì)算過(guò)程可參考相關(guān)文獻(xiàn)[9]。該方法通過(guò)比較歷年相同月份的水質(zhì)資料，避免了由于河流徑流量季節(jié)周期變化對(duì)以濃度為單位的水質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)值產(chǎn)生的影響。當(dāng)序列顯著性水平小于等于0.01時(shí)，表明序列變化趨勢(shì)為高度顯著，當(dāng)序列顯著性水平大于0.1時(shí)，表明序列變化趨勢(shì)不顯著，當(dāng)序列顯著性水平介于0.01和0.1時(shí)，表明序列變化趨勢(shì)為顯著。

1.3.2污染指數(shù)法

采用單因子污染指數(shù)法[10]對(duì)汕頭市入海河流水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算公式為：

(1)

式中：

Si——單因子污染指數(shù)，當(dāng)Si>1，表明該水質(zhì)指標(biāo)超過(guò)了規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值，Si越大表明相應(yīng)指標(biāo)超標(biāo)越嚴(yán)重；

ρi——某一水質(zhì)指標(biāo)質(zhì)量濃度的實(shí)測(cè)值；

ρs0——某一水質(zhì)指標(biāo)質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)值。

單因子污染指數(shù)僅能反映某一污染物的污染程度，采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)斷面整體污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算公式為：

(2)

式中：

IP——內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)；

Iimax——所有評(píng)價(jià)因子中污染指數(shù)最大值;

I——所有評(píng)價(jià)因子的單因子污染指數(shù)平均值。

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分級(jí)

2 結(jié)果與分析

2.1 水質(zhì)時(shí)空演變趨勢(shì)

2.1.1水質(zhì)時(shí)間變化趨勢(shì)

統(tǒng)計(jì)2015—2020年汕頭市入海河流監(jiān)測(cè)斷面逐月水質(zhì)數(shù)據(jù)，時(shí)間變化趨勢(shì)分析結(jié)果見(jiàn)表3。汕頭市入海河流水質(zhì)指標(biāo)中TP和NH3-N濃度下降趨勢(shì)最為顯著，75%監(jiān)測(cè)斷面濃度顯著下降，其余斷面變化趨勢(shì)不明顯。其次為BOD5和TN，50%監(jiān)測(cè)斷面濃度顯著下降，地都斷面BOD5和TN濃度呈現(xiàn)顯著上升趨勢(shì)，其余斷面變化趨勢(shì)不明顯。海門(mén)灣橋閘斷面COD濃度顯著下降，其余斷面變化趨勢(shì)不明顯。

表3 監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)時(shí)間變化趨勢(shì)分析結(jié)果

從流域看，練江流域水質(zhì)好轉(zhuǎn)效果最為明顯，各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)濃度均顯著下降；韓江流域水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)，主要體現(xiàn)在氮磷指標(biāo)濃度顯著下降；榕江流域受BOD5和TN濃度顯著上升的影響，水質(zhì)濃度有惡化趨勢(shì)。

2.1.2水質(zhì)空間分布特征

統(tǒng)計(jì)2015—2020年汕頭市入海河流監(jiān)測(cè)斷面逐月水質(zhì)類別，空間分布特征見(jiàn)圖2。汕頭市入海河流TN指標(biāo)空間差異小，韓江、榕江和練江流域普遍呈現(xiàn)為Ⅴ類及劣Ⅴ類，其中，蓮陽(yáng)橋閘斷面、外砂斷面、地都斷面、海門(mén)灣橋閘斷面TN指標(biāo)為Ⅴ類及劣Ⅴ類的發(fā)生比例分別為87.5%、62.5%、100%和100%。其他水質(zhì)指標(biāo)(DO、BOD5、COD、NH3-N、TP)空間差異大，練江流域明顯劣于榕江流域和韓江流域，蓮陽(yáng)橋閘斷面和外砂斷面其它水質(zhì)指標(biāo)普遍呈現(xiàn)為Ⅰ～Ⅱ類，發(fā)生比例分別為83.3%～100%和97.2%～100%；地都斷面其它水質(zhì)指標(biāo)普通呈現(xiàn)為Ⅰ～Ⅲ類，發(fā)生比例為82.7%～93.3%；海門(mén)灣橋閘斷面其它水質(zhì)指標(biāo)普遍呈現(xiàn)Ⅴ～劣Ⅴ類，發(fā)生比例為65.3%～79.2%。

2.2 入海河流污染狀況

根據(jù)廣東省生態(tài)環(huán)境廳公布的《廣東省水環(huán)境功能區(qū)劃》河流部分的水質(zhì)控制目標(biāo)，可知汕頭市各入海河流監(jiān)測(cè)斷面的水質(zhì)控制目標(biāo)，其中，蓮陽(yáng)橋閘、外砂斷面為II類，地都斷面為III類，海門(mén)灣橋閘為V類。按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)，計(jì)算2015—2020年汕頭市4個(gè)入海河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面BOD5、COD、NH3-N、TN和TP污染指數(shù)，對(duì)汕頭市入海河流有機(jī)污染、氮磷污染情況進(jìn)行分析。

2.2.1有機(jī)污染狀況

統(tǒng)計(jì)2015—2020年汕頭市入海河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面的COD和BOD5的單因子污染指數(shù)(見(jiàn)圖3)，在4個(gè)入海河流監(jiān)測(cè)斷面中，除海門(mén)灣橋閘外，其他斷面的COD和BOD5近6 a污染指數(shù)均小于1，符合其水環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)。海門(mén)灣橋閘斷面COD和BOD5的污染指數(shù)分別從2015年的2.8、3.0逐年下降至2020年的0.7、0.5，有機(jī)污染改善效果突出。

2.2.2氮磷污染狀況

統(tǒng)計(jì)2015—2020年汕頭市入海河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面的NH3-N、TN和TP的單因子污染指數(shù)(如圖4所示),TN超標(biāo)最為嚴(yán)重，2015—2020年污染指數(shù)在4個(gè)斷面均超標(biāo)，蓮陽(yáng)橋閘斷面和海門(mén)灣橋閘斷面污染指數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，分別從2015年的4.7和5.7下降至2020年的3.4和2.4，外砂斷面和地都斷面TN污染指數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)變化，分別介于2.9～3.9和2.7～3.2。近6 a來(lái)，除海門(mén)灣橋閘外，其他斷面的NH3-N和TP污染指數(shù)基本均小于1，污染情況較輕。海門(mén)灣橋閘斷面NH3-N和TP污染指數(shù)分別從2015年的4.4、2.5下降至2020年的0.7、0.4，二者污染改善效果突出。

2.2.3綜合污染程度

統(tǒng)計(jì)2015—2020年汕頭市入海河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面的綜合污染程度(見(jiàn)表4)，考慮4指標(biāo)(BOD5、COD、NH3-N、TP)情況下，除海門(mén)灣橋閘斷面外，其他斷面近6 a水質(zhì)均為清潔狀態(tài)，海門(mén)灣橋閘斷面內(nèi)梅羅綜合指數(shù)從2015年的3.9下降至2020年的0.6，水質(zhì)污染程度從重度污染提升至清潔水平；考慮5指標(biāo)(BOD5、COD、NH3-N、TN、TP)情況下，受TN影響，汕頭市入海河流水質(zhì)均呈現(xiàn)不同程度的污染狀態(tài)。近6 a來(lái)，蓮陽(yáng)橋閘斷面、外砂斷面、地都斷面內(nèi)梅羅綜合指數(shù)介于2～3，以中度污染為主；海門(mén)灣橋閘斷面內(nèi)梅羅綜合指數(shù)介于2～5，以重度和中度污染為主。

表4 汕頭市入海河流水質(zhì)綜合污染程度

3 結(jié)語(yǔ)

1) 2015—2020年汕頭市入海河流TP和NH3-N濃度下降趨勢(shì)最為明顯，其次為BOD5和TN，COD濃度僅練江流域海門(mén)灣橋閘斷面呈現(xiàn)顯著下降，其余斷面變化趨勢(shì)不明顯。

2) 汕頭市入海河流TN指標(biāo)空間差異小，普通呈現(xiàn)為Ⅴ類及劣Ⅴ類；其它水質(zhì)指標(biāo)空間差異大，韓江流域蓮陽(yáng)橋閘斷面和外砂斷面呈現(xiàn)Ⅰ～Ⅱ類，榕江流域地都斷面呈現(xiàn)Ⅰ～Ⅲ類，練江流域海門(mén)灣橋閘斷面呈現(xiàn)Ⅴ～劣Ⅴ類。

3) 練江流域水質(zhì)好轉(zhuǎn)效果最為明顯，各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)濃度均高度顯著下降；韓江流域水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)，主要體現(xiàn)在氮磷指標(biāo)濃度顯著下降；榕江流域受BOD5和TN濃度顯著上升的影響，水質(zhì)有惡化趨勢(shì)。

4) 汕頭市入海河流關(guān)鍵污染因子為T(mén)N。近6 a練江流域以重度和中度污染為主，韓江流域和榕江流域以中度污染為主。若不考慮TN，練江流域綜合污染程度從2015年的重度污染好轉(zhuǎn)至2020年的清潔狀態(tài)，韓江流域和榕江流域綜合污染指數(shù)均小于1，符合對(duì)應(yīng)水環(huán)境功能區(qū)水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)。