海河天津津南段水质、污染情况及其原因分析

李培君

摘要：指出了推进重点流域污染治理，提升水环境是国家环境保护战略的重要组成部分，充分认识海河水质变化情况，对于海河治污具有重要意义。海河，流经京畿，滋养一方，但2013年调查，其主要支流皆重度污染，Ⅲ类以上污染水超过60%。以海河天津津南段为研究对象，采用杨惠庄国控监测断面2009～2013年的水质监测数据，计算了11项污染因子的污染指数（Pi）、污染分担率（Ki）及断面的综合污染指数。通过分析得出了氨氮、COD和高锰酸盐指数标依然是影响海河水质的主要指标。结果表明：2012年后海河水质污染指数明显下降，这说明清淤工程及治污、修河、调水、开源多措并举的河道治理工程是改善海河水质的重要措施。

关键词：水质；水污染指数；海河；津南区

中图分类号： X52

文献标识码： A 文章编号： 16749944（2015）06021303

1 引言

古人云，善治国者，必重水利。水质对于作为农业大国的中国来说，是民生的基本保障。严重的水污染及水生态恶化问题不但影响城市生态环境，还制约经济的可持续发展。海河作为中国华北地区的最大水系，其水质状况始终是国家高度重视的问题。而作为流经天津的主要水系，海河的水质状况对天津地区的水生态环境有重要影响。天津市“十二五”规划中提出了对重点流域水污染防治的要求。目标是改善水环境质量、维护民众健康、保障水环境安全，运用工程、技术、生态的方法，实施水污染综合防治战略，促进本市经济社会的可持续发展。

由海河流域水资源保护局新近公布的海河流域重点水功能区水质状况通报显示， 2012年3月参加评价的水功能区有80个。其中保护区22个，保留区6个，缓冲区29个，饮用水源区23个。水质评价达到或优于Ⅲ类水质标准的水功能区占评价总数的58.8%；2009年3月参加评价的水功能区有82个。其中保护区20个，保留区6个，缓冲区31个，饮用水源区25个。水质评价达到或优于Ⅲ类水质标准的水功能区占评价总数的62.2%；对比2012年和2009年3月海河水质类别状况可以看到，海河水质在2009年到2012年4年间有所恶化。而2012年以后，海河津南段的综合污染指数由2012年的4.48降为2013年的3.66，表明水质污染状况有所改善。本文采用污染指数法对海河津南段水污染变化趋势进行评价，并初步分析可能导致水质变化的原因。

2 2009～2013年海河津南段“杨惠庄”断面数据与水质评价方法

2.1 监测数据来源

监测数据来源于《天津市津南区环境质量报告书》（2009年至2013年）。采用2009～2013年海河津南区段的“杨惠庄”国控监测断面的水质监测数据。水质监测的项目为pH值、溶解氧（DO）、高锰酸盐指数、化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、五日生化需氧量（BOD5）、Hg、挥发酚、Pb、 Cd及油类。

2.2 单项因子污染指数、综合污染指数及污染分担率的计算方法

污染指数包括污染因子的污染指数（ Pi）和综合污染指数（P），Ki表示第i项污染物在诸污染物中的污染分担率（其中pH及DO有特殊的计算方法），计算公式如下。

单项污染因子的污染指数：

式中：Pi为i项污染物指数；Ci为i项污染物年均值；Cio为i项污染物评价标准；n为参加计算的污染物因子数。

pH值的污染指数：

式中：S为pH年平均值；S1、S2分别为环境质量标准上下限。

DO值的污染指数：

式中：CO为溶解氧水质评价标准；CDO为溶解氧年均值。

综合污染指数：

式中：Pz为z河道或断面综合污染指数；Pi为i项污染物指数；Ci为i项污染物年均值；Cio为i项污染物评价标准；n为参加计算的污染物因子数。

污染分担系数的公式为：

式中：Ki为i项污染物在诸污染物中的分担率。

2.3 水质评价方法及质量标准

按照《天津市“十二五”地表水环境质量监测评价实施方案》中的评价方法进行评价。其中断面水质定量评价采用单因子评价法，按照监测断面溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮浓度，采用插值法计算各种污染物对应的水质指数（WQI），选取其中最小值作为该断面水质指数。定性评价根据断面监测结果，参照《地表水环境质量标准》（ GB3838-2002）以及《天津市地表水环境质量监测评价标准》分为按功能区达标、劣V类但不黑臭、轻度黑臭、中度黑臭、重度黑臭。为与历年水质状况进行比较，采用计算单项污染指数、综合污染指数进行评价；主要污染物由污染分担率来决定。

3 污染指数计算结果与水质分析

3.1 海河津南段2009～2013年间综合污染指数及水质变化

为了了解海河在津南区的水质情况， 本文选取津南区境内的“杨惠庄”断面。采用了2009～2013年海河“杨惠庄”监测断面的水质监测数据，水质评价由溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮作为评价指标参照《地表水环境质量标准》（ GB3838-2002）及《天津市地表水环境质量监测评价标准》计算得出。水质单因子污染指数、综合污染指数及污染物分担率由11项污染因子（pH、溶解氧、高锰酸盐指数、COD、氨氮、BOD5、汞、挥发酚、铅、镉、油类）计算得出。5年中海河“杨惠庄”监测断面的水质污染指数年度变化状况见表1和图1。由表1和图1数据可知， 2009～2013年间海河津南段综合水污染指数在3.40～4.48之间， 2012年水质为劣V3类，定性评价为中度黑臭。2012年以后的水质状况有明显好转。2013年综合污染指数由2012年的4.48降为2013年的3.66，水质已达到V类标准的要求，按功能区达标。

3.2 由5年间污染指数及分担率判断海河津南段主要污染因子及水质分析

津南区海河主要污染因子的污染指数及分担率如表2所示。由表2可知，氨氮在2009～2013年5年间均未超标，COD在2012年超标，其余4年均达标。其中氨氮除2012年有所升高外其余年份表现为逐年降低的趋势，值为0.80～0.72。COD的Pi值在0.90～1.51之间波动，2009～2012年逐年升高，2012年超标， 2013年出现显著降低。而其它污染因子变化趋势不明显，且5年内均未超标。在5年的重金属和挥发酚、油类监测中，各年份均未检出（含量在检出限以下）。综合分析津南区内海河水质的污染状况，氨氮、COD及高锰酸盐指数是主要的污染因素。2012年较之前4年，氨氮、生化需氧量变化不大，化学需氧量比2011年升高。2012与2009年相比，该断面水质污染有所加重，污染指数上升，主要表现在COD的污染出现明显上升，污染物指数由0.92上升到1.51，为中度污染。由水质综合污染指数（P）比较， 5年间分别为3.49、3.97、3.40、4.48和3.66，总体上变化趋势不明显，2012年污染情况较前几年有所加重，海河津南段水质状况2013年较2012年有较大改善。

4 水质变化原因分析及近年来海河水污染治理措施

从以上污染指数的计算与水质分析的结果可知，海河津南河段的主要污染因子为氨氮、COD及高锰酸盐指数。这可能与津南区内的自然环境变化及上游水质状况有一定的关系，而影响海河水质的主要污染物为非金属污染物，重金属一直处于检出限以下。

2013年的海河水质的综合污染指数较2012年下降，原因之一是2012年海河上游各支流的清淤工程，如南运河沧州段河道整治工程的河道清淤工作。在工程完成后，由于海河上游支流水质的改善，进入津南的海河水水质已明显改善。另一个主要原因是2013年以来天津市的各项河道治理措施，如引滦向海河生态补水等。2013年天津市委、市政府在市委十届三次全会和美丽天津建设纲要的战略部署中提出了“美丽天津·一号工程”。其中的清水河道行动以治理水污染、保护水生态为目标，实施最严格水资源管理制度，推行“河长制”管理，长期发挥清水河道治理的效益。通过河道整治、堤岸绿化、水系联通，补充河道生态水量，改善水体循环与交换等措施使全市水生态环境得到改观，市水务部门安排于桥水库加大放水流量，在保证城市供水安全的前提下，实施引滦向海河生态补水，并全面启动中心城区和环城四区水系循环，改善河道水生态环境面貌。通过以上各项措施的实施， 2013年海河水综合污染指数呈下降趋势。在海河上游支流清淤前后降低最明显的是COD与氨氮， COD的污染指数从1.51降低到0.90，氨氮的污染指数从0.93降低到0.72，与2012年相比已有显著的改变。

5 结语

2009～2013年海河津南段水体污染较重，整体处于V类水平。影响海河津南段水质的主要污染因子为氨氮、COD和高锰酸盐指数。2012年后海河上游支流清淤工程和天津市一系列河道治理工程，使得海河水质有所改善，污染指数有所下降。

海河是缺水“滞缓流”型河流。长期以来，我们的城市河道主要考虑泄洪功能，不太注意河道的生态净化功能。天津城市河道多呈封闭状态，导致水流循环不畅，再加上天津市人口密度高，人为活动频繁及雨污水影响，水体水质难以保证，自净能力低，水生态系统受损明显，污染严重。2014年天津市规划实施水系联通，使水流动、循环起来，恢复河道的自然性，强化河道的生态功能。河道治理是长期艰巨的任务，应有长期规划、宏伟目标，要引入先进的理念和技术，使河流逐渐恢复其自然生态性能，使河水真正变清，成为民众喜欢亲近的河流。

参考文献：

[1]杜有军.黑河干流中游段水污染变化分析与水质评价[J].甘肃水利水电技术，2009，45（1）：35～37.

[2]李如然，张万楼，韩 猛，等.天津市海河清淤施工技术及质量控制[J].海河水利，2006（3）：23～24.

[3]张灿枢.大理州水污染变化趋势及其防治对策[J].林业调查规划，2002，27（1）：69～71.

[4]王建新，董肖丽，王 静.海河流域水环境治理与改善途径[J].海河水利，2005（4）：14～15.

[7]中国国家环保部.2013年中国环境状况公报[R].北京：中国国家环保部，2014.

[8]藤 静，徐庆华，王卫涛.环境保护国家标准汇编[M].北京：中国标准出版社，1990.

[9]中国标准出版社第二编辑室.水质分析方法国家标准汇编[G].北京：中国标准出版社，1996.

[10]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法[M].北京：中国环境科学出版社，2006.