韓 輝 田曉楠 蘇 潔 祝 歡,*

（1 河北正潤環(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，維持社會可持續(xù)發(fā)展的主要基石，直接影響著地方或國家的經(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[2]。據(jù)調(diào)查，海河流域已成為我國水質(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]?！逗颖笔〗ㄔO(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)者針對洋河流域某區(qū)段水質(zhì)開展調(diào)查分析。因此，本文對洋河某區(qū)段進(jìn)行水質(zhì)現(xiàn)狀評價，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)洋河長約39 千米，洋河與各級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）及《關(guān)于進(jìn)一步提升地表水及水功能區(qū)國控考核斷面水質(zhì)的通知（征求意見稿）》等文件要求，研究區(qū)內(nèi)洋河監(jiān)測斷面為國考斷面，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 個地表水監(jiān)測點位。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)測站檢測數(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)評價方法

1.4.1 單因子指數(shù)評價

本文采用單因子指數(shù)評價法，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)狀評價。

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)評價公式為：

式中：Pi為第i 類指標(biāo)的水質(zhì)指數(shù)；n 為參與評價的污染因子數(shù)量。單因子污染指數(shù)法環(huán)境質(zhì)量評價分級標(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)綜合評價

根據(jù)5 項指標(biāo)的濃度和標(biāo)準(zhǔn)值，計算內(nèi)梅羅污染指數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)，并得出評價等級。

評價等級計算公式為：

式中：Ci為i 類評價因子的實測值；Cij為第i 類評價因子的第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 為參與評價污染物項數(shù)；max 為各項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)量評價分級標(biāo)準(zhǔn)[6]。

表2 內(nèi)梅羅污染指數(shù)法

1.5 水質(zhì)時空變化評價方法

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

式中:Pt1、Pt2分別為比較時間內(nèi)起始時刻和終止時刻采樣斷面的內(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)污染評價分析

洋河某區(qū)段的5 個監(jiān)測斷面的5 項監(jiān)測指標(biāo)評價結(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)污染評價結(jié)果—單因子污染指數(shù)法

表4 斷面水質(zhì)污染評價結(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)測斷面水質(zhì)級別均為輕度污染。從整體上來說，5 個監(jiān)測斷面水質(zhì)級別按評價指數(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)時空變化分析

2.2.1 水質(zhì)時間變化

各斷面不同季節(jié)的綜合污染指數(shù)及時間變化率見表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)污染評價分別為中污染和重污染，水質(zhì)較差，秋冬季水質(zhì)相對呈改善趨勢，水質(zhì)污染評價為輕污染。斷面2 在春夏季水質(zhì)污染評價分別為重污染和中污染，水質(zhì)較差，秋季水質(zhì)污染評價為輕污染，冬季水質(zhì)污染評價為尚清潔。斷面3 在秋季水質(zhì)污染評價為尚清潔，春季和冬季水質(zhì)污染評價為輕污染，夏季污染評價為中污染。斷面4 春秋季水質(zhì)污染評價為輕污染，夏冬季水質(zhì)污染評價為尚清潔。斷面5 僅在夏季水質(zhì)出現(xiàn)輕微波動，其余季節(jié)均為尚清潔。整體來看，不同季節(jié)水質(zhì)污染評價均表現(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（時間變化率為-19.61%），斷面1、2、3、4 處的水質(zhì)改善（時間變化率平均值為35.56%）。

表5 各監(jiān)測斷面綜合污染指數(shù)及時間變化率

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）。四個季節(jié)監(jiān)測斷面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%，該點位水質(zhì)受上游污水處理廠出水影響較大。

表6 各監(jiān)測斷面的空間變化率

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，秋冬季相對改善（表5）。這可能與沿線城市發(fā)展（人類活動頻繁、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，春季消融時再釋放到水體中造成污染物濃度積累也可能會對春季水質(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。（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 洋河流域管理對策

本文主要針對污染比較嚴(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策：（1）對于入河排污口、挺水植物方面的治理，一是完善對排污口的監(jiān)管機(jī)制、加大監(jiān)管力度，并加密監(jiān)察和監(jiān)測頻次。同時，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)。三是落實河長制度，深入推進(jìn)河道清理治理，強(qiáng)化河流日常巡查工作，落實河岸綠化管護(hù)及河道內(nèi)挺水植物管理工作。（2）對于涉水企業(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，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，并積極開展重點行業(yè)降碳行動。（3）對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，采取多種治理措施，確保污水全部進(jìn)入污水處理廠。（4）對于農(nóng)業(yè)面源污染的治理，可依據(jù)《“十四五”全國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》、《“十四五”重點流域農(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，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、法律手段的運用，政府還要運用經(jīng)濟(jì)手段積極實施民營化，實行市場化運作和化管理。同時，要完善公眾參與機(jī)制，提高公眾環(huán)境意識，健全公眾舉報制度。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)時間分析結(jié)果表明，不同季節(jié)水質(zhì)污染評價均表現(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，加強(qiáng)河岸帶生態(tài)修復(fù)等措施改善水環(huán)境。