羅 剛，胡 寧，顧靜超

(1.江蘇省鎮(zhèn)江環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇 鎮(zhèn)江 212009；2.上?？谱g智慧環(huán)境科技有限公司，上海 200070；3.江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊(duì)，江蘇 鎮(zhèn)江 212001)

前 言

水環(huán)境保護(hù)事關(guān)人民群眾切身利益，《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》(自2015年1月1日起施行)要求“未達(dá)到國(guó)家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn)區(qū)域、流域的有關(guān)地方人民政府，應(yīng)當(dāng)制定限期達(dá)標(biāo)規(guī)劃，并采取措施按期達(dá)標(biāo)”。近年來，很多地區(qū)針對(duì)未達(dá)到“水十條”目標(biāo)要求的水體制定了相應(yīng)的水環(huán)境提升方案，其前提條件是能夠?qū)α饔蛩w的污染來源準(zhǔn)確分析，進(jìn)而才能提出針對(duì)性較強(qiáng)的具體整治措施。因此，為了有效提升句容河水環(huán)境質(zhì)量，必須診斷出句容市城區(qū)境內(nèi)主要水環(huán)境突出問題，在對(duì)水環(huán)境污染溯源識(shí)別的基礎(chǔ)上提出行之有效的治理對(duì)策。

1 材料與方法

1.1 流域概況

句容河位于江蘇省鎮(zhèn)江市境內(nèi)的句容市(縣級(jí)市)，屬于跨縣重要河道—區(qū)域性骨干河道，其上游有二條支河：以句容水庫(kù)為始的一支河、以北山水庫(kù)為始的二支河(肖桿河)，兩支河在句容市華陽鎮(zhèn)房家壩處匯合，穿越句容市城區(qū)最終過黃泥壩進(jìn)入南京市的江寧區(qū)境內(nèi)，在黃泥壩處新增加“十四五”省級(jí)考核斷面—三岔(119.0901°，31.8639°)。句容河是秦淮河水系中最長(zhǎng)的河流，沿線土地利用類型復(fù)雜，干河自句容市房家壩至南京市江寧區(qū)，全長(zhǎng)約64.8km(句容境內(nèi)長(zhǎng)19.4km)，寬約25～100m，流域面積1262km2，素稱秦淮北源。句容河流域概況見圖1。

圖1 句容河流域范圍及水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面圖Fig.1 Jurong River Basin scope and water quality monitoring section

1.2 水環(huán)境容量估算模型

利用一維穩(wěn)態(tài)模型估算河流水環(huán)境容量，河流水環(huán)境容量包括河流的稀釋容量和河流的環(huán)境自凈容量，其估算公式如下：

河流稀釋容量：W稀=86.4×(Ci-C0)×Qi

式中：W稀-稀釋容量，kg/d；

Ci-水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，mg/L；

C0-河流背景濃度，mg/L；

Qi-河流流量，m3/s。

式中：W自-自凈容量，kg/d；

Ci-水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，mg/L；

Qt-河流流量+支流流量，m3/s；

x-河段長(zhǎng)度，m；

k-河流降解系數(shù)，d-1；

u-河流流速，m/s。

河流水環(huán)境總?cè)萘浚?/p>

W=W稀+W自

2 結(jié)果與討論

2.1 水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀

自2021年1～8月，對(duì)句容河三岔斷面逐月進(jìn)行了8次水質(zhì)監(jiān)測(cè)，選取水樣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中主要四個(gè)定類指標(biāo)BOD5、COD、NH3-N和TP的濃度隨時(shí)間變化情況依次進(jìn)行分析。

如圖2所示，三岔斷面水質(zhì)1月和2月的水質(zhì)情況相對(duì)較差，各主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)均有超過地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)的情況，4月至6月水質(zhì)好轉(zhuǎn)，各監(jiān)測(cè)指標(biāo)能夠滿足地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，8月份水質(zhì)相對(duì)較差，多項(xiàng)指標(biāo)超過地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。整體來看，除COD的8個(gè)月平均值略超過地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)外，BOD5、NH3-N、TP的8個(gè)月平均值均滿足地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。“十四五”期間三岔斷面的考核目標(biāo)為Ⅲ類，因此從現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)結(jié)果來看斷面水質(zhì)不能長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，句容河水環(huán)境質(zhì)量有待進(jìn)一步提升。

圖2 句容河三岔斷面主要指標(biāo)檢測(cè)值Fig.2 Main index detection values of Jurong River Sancha section

從圖3句容河沿線土地利用規(guī)劃推斷，生活污水、支流污染、農(nóng)業(yè)面源和地表徑流污染是導(dǎo)致句容河三岔斷面水質(zhì)不能長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的主要原因。

圖3 句容河沿線土地利用類型分布圖Fig.3 Distribution map of land use types along Jurong River

2.2 溯源分析

2.2.1 生活污水污染

生活污水中含有較多的有機(jī)物、洗滌劑和病原微生物等污染物，若未經(jīng)處理就直接排放則會(huì)對(duì)河流造成污染。通過實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，流入句容河的生活污水主要來自生活污水直排口。

句容河沿線范圍內(nèi)人口數(shù)量多，住宅占地面積大，范圍內(nèi)排水管網(wǎng)系統(tǒng)不完善，存在大量的生活污水直排口，導(dǎo)致部分未經(jīng)處理的生活污水直接排入句容河影響水質(zhì)。利用無人機(jī)正射和紅外熱成像技術(shù)，采用雙光(可見光+紅外線)無人機(jī)對(duì)遙感解譯區(qū)域進(jìn)行拍攝取證，以遙感解譯結(jié)合地面核查的方式，排查出沿句容河全線三岔斷面上游約有177個(gè)排口，主要為雨水排口和合流制排口，無論晴天或是雨天，句容河城區(qū)段雨水排口均溢流現(xiàn)象，從而形成生活污水持續(xù)污染。部分生活污水排口的實(shí)況和熱紅外影像圖如圖4所示。

圖4 部分生活污水排口的實(shí)況和熱紅外影像圖Fig.4 Live and thermal infrared image of some domestic sewage outlets

2.2.2 支流污染

句容河三岔斷面上共有8條入河支流，其中部分支流污染較為嚴(yán)重，這些污染嚴(yán)重的支流進(jìn)入句容河，同樣會(huì)加重句容河的污染。支流入河口點(diǎn)位分布如圖4所示。根據(jù)句容市環(huán)境保護(hù)委員會(huì)辦公室公布的句容河及相關(guān)入河河道水質(zhì)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析梳理，2021年1～6月共檢測(cè)了8條支流入句容河河口以句容河上游主要斷面(房家壩)水質(zhì)，檢測(cè)指標(biāo)包括DO、COD、NH3-N和TP，句容河及其支流分布情況如圖5所示。

圖5 句容河及其支流分布圖Fig.5 Jurong River and its tributaries

圖6 句容河及其支流水質(zhì)分析結(jié)果Fig.6 Water quality analysis results of Jurong River and its tributaries

通過圖6數(shù)據(jù)分析可知，各入河口整體水質(zhì)較差，除總磷外基本無法達(dá)到Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，其中葛仙湖入河口的水質(zhì)最差，NH3-N 和COD超過了地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，TP也在2、4、6月超過了地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)；老句容河西側(cè)1～5月水位未過堤，沒有排入句容河，6月有水入河，COD達(dá)到了42mg/L，超過了地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)句容河影響較大，需重點(diǎn)關(guān)注；其他入河口的NH3-N 和COD也在個(gè)別月份超過了地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，葛仙湖入句容河水量較大且水質(zhì)較差，通過實(shí)地查勘，初步判斷該支流的污染主要來自于支流兩岸居民住宅區(qū)排放的生活污水。

綜上所述，句容河段葛仙湖入河口和老句容河西側(cè)入河口污染較為嚴(yán)重，句容河上游的葛仙湖入河口、萬家河和老句容河西側(cè)入河口對(duì)句容河NH3-N及TP貢獻(xiàn)較大；葛仙湖入河口、黃金河、老句容河西側(cè)入河口對(duì)句容河COD貢獻(xiàn)較大。

2.2.3 農(nóng)業(yè)面源污染

農(nóng)業(yè)面源污染是河流氨氮、總磷超標(biāo)的主要影響因素之一。由于種植過程中，有部分農(nóng)田耕地平均化肥和農(nóng)藥施用量較大，因此氮、磷污染物貢獻(xiàn)率較大。

通過無人機(jī)勘查，句容河三岔斷面兩岸分布有大面積農(nóng)田。從圖7所示的實(shí)況和熱紅外影像圖可以看到，句容河沿岸排灌渠均為明渠，且寬度較大。污染成因是：句容河兩岸農(nóng)田退水?dāng)y帶的部分農(nóng)藥、化肥等農(nóng)業(yè)殘留物進(jìn)入河道污染河流水體。農(nóng)田退水不僅會(huì)降低土壤肥力和化肥利用效率，還往往攜帶流失的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入河道，直接或間接地引起水體的富營(yíng)養(yǎng)化問題。

圖7 部分農(nóng)業(yè)面源排口的實(shí)況和熱紅外影像圖Fig.7 Live and thermal infrared images of some agricultural non-point source outlets

2.2.4 地表徑流污染

隨著城市化進(jìn)程的深入，城市道路、橋梁、建筑物等不可滲透表面面積大幅提高，原本可以滲透到土壤中的雨水轉(zhuǎn)變?yōu)榈乇韽搅鳌＝?jīng)過淋洗大氣，沖刷路面、城市建筑物、城市廢棄物后產(chǎn)生的雨水，特別是初期雨水的污染程度極高。瀝青油氈屋面、瀝青混凝土道路、融雪劑、農(nóng)藥、殺蟲劑的使用均能使徑流的雨水中含有大量的有機(jī)物、病原體、重金屬和油等污染物。初期雨水所攜帶的污染物幾乎都集中在初期幾毫米雨水中，其污染負(fù)荷遠(yuǎn)高于中后期雨水，兩岸沿線均設(shè)置了一定數(shù)量的排水溝，降雨形成的地表徑流直接排入河體，對(duì)句容河的水質(zhì)造成了一定的影響。

2.3 水環(huán)境容量估算

水文條件方面，句容河及其各支流流量取1～6月份實(shí)測(cè)均值，采用90%保證率下的徑流量作為設(shè)計(jì)水文條件；以2021年1～6月句容河三岔斷面平均水質(zhì)濃度作為河流背景濃度，降解系數(shù)[17]取COD 0.1d-1，NH3-N 0.06d-1，TP 0.14d-1。計(jì)算結(jié)果見下表。

表 句容河水環(huán)境容量及污染物理論削減率Tab. Environmental capacity of Jurong River and theretical reduction rate of pollutants

2.4 斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)分析

句容河沿河農(nóng)村居民生活污水直排、區(qū)域內(nèi)農(nóng)作物種植過量使用化肥造成氮磷流失、沿河畜禽養(yǎng)殖污水入河等現(xiàn)象，使得污染物入河量較大，對(duì)三岔斷面水質(zhì)產(chǎn)生較大影響。在保證進(jìn)入句容河上游的水質(zhì)維持2021年水平不變的前提下，針對(duì)控制范圍內(nèi)污染源采取相應(yīng)工程措施進(jìn)行削減，根據(jù)上表的結(jié)果，最終需削減污染物入河量分別為COD 0 t/a，NH3-N 78.5 t/a，TP 88.9 t/a，實(shí)現(xiàn)句容河三岔斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

3 水質(zhì)提升措施及建議

3.1 提升措施

為確保句容河三岔斷面水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)斷面上游沿程水質(zhì)和排口污染源分析的基礎(chǔ)上，通過斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)分析，現(xiàn)提出以下具體應(yīng)對(duì)措施。

3.1.1 提高管網(wǎng)覆蓋率和污水處理能力

大力推進(jìn)城中村、老舊城區(qū)、城鄉(xiāng)結(jié)合部的生活污水收集能力建設(shè)，科學(xué)實(shí)施沿河截污管道建設(shè)，消除管網(wǎng)覆蓋空白區(qū)，全面提升管網(wǎng)密度。推進(jìn)城市建成區(qū)排水管網(wǎng)問題診斷和排查，對(duì)結(jié)構(gòu)性和功能性缺陷的管道進(jìn)行維修改造，提高城市生活污水集中收集率，減少污水外滲、河水倒灌和地下水滲入。

3.1.2 完善雨污分流改造工程

以實(shí)現(xiàn)“主城區(qū)全面雨污分流”為工作目標(biāo)，完善雨水、污水主管網(wǎng)，并對(duì)主城區(qū)建成區(qū)范圍內(nèi)的雨污合流及混接的排水設(shè)施，分片區(qū)、分批次實(shí)施雨污分流排查和改造，提高雨污分流比例。

3.1.3 加強(qiáng)上游河道管控

根據(jù)2021年1～6月各支流監(jiān)測(cè)結(jié)果，句容河城區(qū)段支流河道有6條水質(zhì)超Ⅲ類，其中劣Ⅴ類的有葛仙湖；Ⅴ類的有黃金河；Ⅳ類的有肖莊水庫(kù)、老句容河、肖桿河、一支河。

亟需加強(qiáng)對(duì)以上水質(zhì)超標(biāo)河道及兩岸的管控，加強(qiáng)骨干河道清淤疏浚和綜合整治，健全河道水系連通、輪流疏浚和長(zhǎng)效管理機(jī)制，保證水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

3.1.4 農(nóng)業(yè)面源污染治理

加強(qiáng)沿河排澇站的管理，梳理農(nóng)田退水排口，全面開展重點(diǎn)區(qū)域農(nóng)田退水水質(zhì)監(jiān)測(cè)。對(duì)直接影響斷面水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的沿岸農(nóng)田進(jìn)行種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和排灌系統(tǒng)生態(tài)化改造，對(duì)于暫時(shí)無法實(shí)施改造的，建設(shè)分布式污水處理設(shè)施，確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)后排放。

3.1.5 建立生態(tài)活水補(bǔ)水機(jī)制

為改善三岔斷面水環(huán)境現(xiàn)狀，實(shí)施生態(tài)基流常態(tài)化供水措施。通過句容水庫(kù)生態(tài)補(bǔ)水，保證句容河生態(tài)基流，增強(qiáng)河道自凈能力，構(gòu)造健康水生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)保證每周生態(tài)活水補(bǔ)水一次，每次24小時(shí)以上。

若出現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站或手工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超標(biāo)時(shí)，水利局應(yīng)定期從上游水庫(kù)調(diào)水，對(duì)句容河適時(shí)進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水，保障句容河生態(tài)基流。為保證句容水庫(kù)庫(kù)容，必要時(shí)從北山水庫(kù)引水入句容水庫(kù)。

3.1.6 加強(qiáng)“排口長(zhǎng)”制管理力度

針對(duì)連續(xù)超標(biāo)的合流制排口，加強(qiáng)“排口長(zhǎng)”制管理力度，推進(jìn)“排口長(zhǎng)制”工作縱深發(fā)展，通過設(shè)置“排口長(zhǎng)”公示牌，落實(shí)屬地責(zé)任，明確責(zé)任分工；加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)力度，全面查清污水來源，嚴(yán)格查處偷排行為，確保排口晴天不溢流。

3.2 建議

3.2.1 加強(qiáng)雨污分流建設(shè)和管網(wǎng)建設(shè)

雨污分流是加強(qiáng)雨水收集運(yùn)用和污水集中處理排放的關(guān)鍵工程，不僅能有效提升污水處理效率，還可以降低雨水溢流污染，減少對(duì)句容河水質(zhì)達(dá)標(biāo)的不利影響。同時(shí)，繼續(xù)推進(jìn)老舊城區(qū)和農(nóng)村地區(qū)生活污水管網(wǎng)建設(shè)，禁止生活污水直接入河，盡可能減輕因生活污水導(dǎo)致的水質(zhì)惡化。

3.2.2 控制種植業(yè)面源污染。

全面推廣農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)，從源頭控制種植業(yè)污染。開展化肥減施行動(dòng)，實(shí)行測(cè)土配方施肥，推廣精準(zhǔn)施肥技術(shù)和機(jī)具。加大有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持力度，鼓勵(lì)使用農(nóng)家肥、商品有機(jī)肥。開展農(nóng)藥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)，推廣高效、低毒、低殘留農(nóng)藥使用、精準(zhǔn)施藥及減量控害技術(shù)。

3.2.3 提升水環(huán)境監(jiān)管能力

嚴(yán)格落實(shí)執(zhí)法監(jiān)管的各項(xiàng)措施，嚴(yán)厲打擊違法排放行為。依法加大處罰力度，進(jìn)一步強(qiáng)化依法行政意識(shí)，加大執(zhí)法力度。規(guī)范環(huán)境執(zhí)法行為，實(shí)行執(zhí)法責(zé)任追究制，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境執(zhí)法活動(dòng)的行政監(jiān)察。繼續(xù)加強(qiáng)“排口長(zhǎng)制”管理力度，推進(jìn)“排口長(zhǎng)制”工作縱深發(fā)展，通過設(shè)置“排口長(zhǎng)”公示牌，落實(shí)屬地責(zé)任，明確責(zé)任分工；建立河流生態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)力度，建立高效快捷的信息網(wǎng)絡(luò)體系，全面查清污水來源，嚴(yán)格查處偷排行為，確保晴天排口無污水溢流。

4 結(jié) 論

(1)根據(jù)對(duì)句容市三岔斷面上游水質(zhì)各斷面的跟蹤監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，句容河各個(gè)斷面BOD5及COD濃度均超過了地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，NH3-N及TP濃度在兆文橋下游逐漸升高，由此可以看出，三岔斷面的水質(zhì)污染受上游影響較大。

(2)對(duì)句容市三岔斷面的6次監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，NH3-N濃度超過了地表水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)2次，BOD5、COD和TP的濃度均超標(biāo)1次，且超標(biāo)月份集中在1～2月，之后水質(zhì)有好轉(zhuǎn)趨勢(shì)。在各項(xiàng)指標(biāo)中，NH3-N污染情況相對(duì)較嚴(yán)重，因此應(yīng)更加關(guān)注由生活污水和農(nóng)田種植引起的水質(zhì)方面的影響。

(3)通過河道現(xiàn)場(chǎng)溯源分析，發(fā)現(xiàn)句容河主要污染物來源為生活污染、農(nóng)業(yè)面源污染以及支流污染。生活污染方面主要是由于城區(qū)雨污分流改造未到位、管網(wǎng)覆蓋率不夠所致；農(nóng)業(yè)污染方面，主要是由于句容河三岔斷面附近及上游兩岸的農(nóng)田污水排放，導(dǎo)致句容河下游NH3-N、TP超標(biāo)。此外，句容河上游存在8條入河支流，其中部分支流污染較為嚴(yán)重，這些污染嚴(yán)重的支流進(jìn)入句容河，同樣會(huì)加重句容河的污染。