太原杏花岭区地表水环境现状及评价

许 彦 (太原市环境监测中心站，山西 太原 030002)

1 研究背景

以汾河为圆心的方圆几里是山西省的工农业集聚经济繁荣区域。其工业占有数额和农业占有数额为全省工业总数额的46%，占农业总数额的64%。流域下游集中在下游人口81.9%，工业企业87.8%。河流被污染，河流中的各种污染物(如COD氨氮，挥发酚)严重超标。

2 监测方案的制定

2.1 监测点位的布置

太原杏花岭的用水以汾河为主，龙潭湖的湖水也是杏花岭的主要一个水源地。涧河等水源常年处于干涸状态，故太原杏花岭区水源的监测点位选择在汾河和龙潭湖。

2.2 采样类型及监测项目

采样类型：混合水样(早中晚各采一次，收集水样并混合作为现场监测水样)

监测的项目为PH、BOD(生物化学耗氧量)、COD(化学耗氧量)和氨类氮。

2.3 监测方法

常规监测项目的监测方法，如表1所示。

2.4 监测时间与频率

监测时间选择在3月份的1号、5号、10号、15号、20号、25号各采一次，检测频率为每隔5 d采样监测一次。

表1 常规监测项目的监测方法

2.5 数据处理

单因子污染指数法用于评价试验结果的地表水质。公式是：

式中：Pi为单因子污染指数；Ci为单因子监测实测值，mg/L；Csi为单因子评价标准。

当单因子的污染指数比>1时，表明该因素已经超过标准值。Pi的值越大，污染越重。当单因子的污染指数比<1时，表明该因素还没有超过标准值。Pi的值越小，污染越小，水质越好。

3 结果与讨论

3.1 汾河段、龙潭湖水环境现状

汾河段、龙潭湖地表水环境现状，如表2所示。

表2 地表水环境的质量评价标准(除PH以外)(GB3838-2002) mg/L

3.1.1 pH监测数据及分析(见表3)

表3 汾河、龙潭湖PH变化数据

从表3可以看出，汾河和龙潭湖的PH值均低于7，汾河的pH大约在4.3左右，龙潭湖的PH大概在6.3左右，水环境均呈现酸性。太原汾河段的PH严重偏酸的原因是由于上游宁武县的东汾煤矿没有合格的污水处理厂，日常污水直接排放进入汾河所致。龙潭湖的pH较接近中性，较为接近地表水环境质量标准，其受到的污染主要来源于生活垃圾[1]。

3.1.2 COD监测数据及分析(见表4)

表4 汾河、龙潭湖COD值的测定(单位mgO2/L)

从表4可知，在3月份之内，汾河的COD值随着气候的回升持续增高，最低的COD是65 mgO2/L，3月份均超过标准的COD值，可以看出水中有机物的污染增加很快。太原钢铁(集团)公司的焦化、烧结、炼铁等重污染车间、设施、生产工艺等环节都会造成水的污染，污水有一部分没有经过任何处理直接流入汾河，造成汾河流域水环境COD值增加。龙潭湖的COD值明显低于汾河，COD的平均值在60.12 mgO2/L，可以看出龙潭湖受污染的程度较低，水体的COD值的异常是由于生活垃圾的部分不合理排放和游客的不文明行为造成，没有大型企业的污染破坏。

3.1.3 BOD5监测数据及分析(见表5)

表5 汾河、龙潭湖BOD的测定(单位mgO2/L)

如表5所示，BOD是有机物在水中需氧污染物量的综合指标[2]。3月份中，汾河的BOD和COD一样在持续增高，汾河从原来3月1号的5.3 mgO2/L迅速增加至3月25号的7.3 mgO2/L左右，平均BOD值在6.5 mgO2/L左右，可见汾河的污染在加重；而龙潭湖的BOD则大致保持在5.0 mgO2/L左右，说明龙潭湖的污染没有加重。

3.1.4 NH3-N监测数据及分析(见表6)

表6 汾河、龙潭湖NH3-N的测定(单位mg/L)

NH3-N是指生活产生的废水和工厂运作产生的废水中的氨含量。汾河由于沿途工业基地较多，特别是上游宁武县的东汾煤矿和化工企业，长时间的污水排放致使太原段汾河的接纳氨氮含量也较高。如表6所示从3月1号的1.8 mg/L迅猛增加3月25号至4.0 mg/L；而龙潭湖虽然也在增加，但是增加的范围在0.6 mg/L左右，远没有汾河氨氮含量高，这是由于龙潭湖远离工业场地，受到的污染仅以生活污水为主。

3.2 汾河段、龙潭湖水环境评价

地表水的水质量评估标是采纳《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)一类[3]。单因素污染指数法为将污染物浓度与污染物评估标准拿来做比较的方法后确定污染物，进而确定水质。也就是说把每一个水质量监测数据与《国家地面水环境质量标准》(GB3838-2002)拿来对比，确认其分类，最后确定较为不好的地区水质量分类。

3.2.1 汾河段水环境评价

汾河水质标准实施Ⅲ类标准值由图2所示，汾河段主要污染指标为COD，且污染指数介于3.25～4.6，均值为4.14，表明汾河段污染比较严重，主要污染来源于工业污染，即杏花岭区的太原钢铁有限公司。钢铁工业废水液态污染主要是有机需氧物质污染，比如苯，酚，甲醛等有机物，这是焦化排放最不易处理的污染物，在水中非常不容易发生逆转，更不容易被分解，因此成为了水质中的主要污染物质。

图2 汾河段污染指数图

3.2.2 龙潭湖水环境评价

龙潭湖水环境质量标准执行Ⅴ类标准值，由第207页图3所示，龙潭湖BOD5、氨氮均达标，COD超标，污染指数介于1.5～1.6，作为主要的污染物指标，垃圾污染为主要污染物质来源，即水体周围生活区产生的垃圾，建筑工地产生的垃圾，工业固体废物等。这些污染物的大量堆放，随着时间的延长，产生的渗滤液进入地表水龙潭湖，或通过降水淋溶垃圾使污染物溶出并随地表径流进入龙潭湖，从而使COD超标。

图3 龙潭湖污染指数图

4 结论与建议

4.1 结论

1) 汾河、龙潭湖的PH、BOD和COD均异于正常值，说明汾河、龙潭湖都受到了不同程度的污染。

2) 采用单因子污染指数法，发现汾河、龙潭湖均为COD超标，且汾河COD超标严重，主要是由于周边太原钢铁有限公司的排污造成。

4.2 建议与措施

在地表水质下降改善的战略中落实 “三个转变”：首先从工业小区域污染治理到大面积污染治理相结合的变化；二是将从城市污染治理放在首位，一步步向城乡污染治理结合转型；第三是污染的处理，防止污染和生态环境保护进行转变。从技术开发的使用来看，城市污水处理可以有效地防止污染物进入水中，但只能由目前的二次处理不能有效控制水质的恶化。二级处理尾水排放，雨水径流，积水沉积物将成为地表水环境二次污染的主要原因。兴化岭区污水排放量逐年增加，现有二级处理氮，磷去除效果不佳。从目前和未来几年的经济实力来看，全面实行三级处理是不可能的。因此，在水体沉积物清理的基础上，水环境和生态系统恢复已成为杏花岭区未来水环境保护的重要措施。