长江干流南京段石化厂下游水质评价与变化趋势分析

张晨晨，刘 飞

（长江水利委员会水文局长江下游水文水资源勘测局，江苏 南京 210000）

0 引言

长江作为我们的“母亲河”，对流域内经济发展有重要作用。然而随着经济社会发展，长江流域各种问题都随之出现，再加上水资源配置不合理，污染问题突出，长江水生态受损严重。

安堃达[1]等人对长江干流湖北段2016—2019 年间水质变化规律进行了总结；娄保锋[2]等人针对长江干流从源区到入海口的较大时空角度对污染物通量的变化规律进行了阐述；陈善荣[3]等人分析了长江上游、中游和下游不同断面近40 年来的水质变化特征；谭凌智[4]等人研究了长江干流上海段水体中溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮以及重金属含量在丰水期和枯水期两季的变化规律；王小焕[5]等人运用基于灰色关联系数矩阵的TOPSIS 法评价入出三峡水库水质，运用R/S 法查明入出库水质的未来变化趋势。但未见对长江干流南京段水质变化趋势的分析结果。

鉴于此，本文针对长江干流南京段石化厂下游监测点（国家终点监测点）2010—2020 年11 年间的水质监测数据，在进行水质评价的基础上，采用Mann-Kendall 趋势检验法对水质变化趋势进行分析，通过客观评价长江干流南京段石化厂下游水质状况，以期为长江干流南京段水质监测、保护和利用提供科学依据。

1 研究方法

1.1 水质评价标准

南京石化厂下游监测断面，2020 年水质目标为Ⅱ类，监测频次为每年12 次，每月监测一次。石化厂下游监测点位置见图1。

图1 监测点位位置图

根据《水和废水监测分析方法》，结合南京市地表水污染特征，选取氨氮、总磷及化学需氧量等22 项指标进行监测。同时，根据国家质量监督总局与国家环保总局联合发布的GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中的评价标准对长江干流南京段监测断面水质结果进行评价。

1.2 Mann-Kendall 趋势检验法

Mann-Kendall 趋势检验法是非参数检验法最为有效的工具，被广泛应用于水文序列变化趋势分析中[6-7]，不需要样本遵从分布，不受异常值影响。最终的检验结果可根据Z 值的大小判断序列变化趋势，Z值大于0 说明存在上升趋势，反之存在下降趋势。

2 评价结果

将所收集的水质监测数据进行水质评价，评价结果见表1。

表1 水质评价结果

2.1 年内变化

按照汛期（汛期为5—9 月）、非汛期（1—4 月、10—12 月）及全年评价断面水质2015、2017 年水质评价结果表明，同一年度汛期水质优于非汛期。

2.2 年际变化

从表1 中的评价结果来看，断面水质在2010—2018 年间基本稳定在Ⅲ类水，2019 年以后基本达到Ⅱ类水，说明长江干流南京段石化厂下游水质整体状况趋于好转。

3 水质变化趋势分析

3.1 特征污染物

根据《江苏省地表水（环境）功能区划》，2010 及2020 年水质目标为Ⅱ类。2019 年以后基本稳定达标，2019 年以前主要污染物为总磷及氨氮。

3.2 水质变化趋势

采用2010—2020 年11 年间水质监测数据中的氨氮和总磷两个指标进行水质变化趋势分析。趋势检验结果如表2 所示。在置信度95%水平上，|Z|＞3.25时，具有显著的上升或下降趋势。对于氨氮，石化厂下游监测点具有显著下降趋势。从整体上看，氨氮和总磷均呈下降趋势。

表2 水质趋势分析结果

3.3 水质变化原因分析

2008 年及以前，长江干流南京段沿线污染物的大量排放造成了水环境的恶化。其中，右岸汇入长江干流的通江河道污染比左岸严重，很多企业和单位不直接排向长江，而是先排入城市内河，最终再汇入长江[8]，也间接造成长江干流污染。

通过对设置在石化厂下游监测点位上游的南京炼油厂排口水质进行监测分析（图2）发现，排口和干流监测断面污染物浓度基本呈下降趋势，排口水质逐渐向好，与长江干流水质差异越来越小。

图2 上游排口及石化厂下游水质变化图

从2000 年开始，随着工业化的快速发展，政府对水污染的控制也越来越重视。《全国水环境容量核定和总量分配工作方案》和《排污许可证工作指南》等文件在全国推行容量总量控制，同时，水污染防治工作特别是“十三五”以来“水十条”的实施有效促进了地表水环境质量的改善。在国家和政府采取一系列非工程措施的基础上，长江流域也采取一些工程措施有效控制了氮磷的污染。

一系列的研究表明[9]，氨氮与生活污染源排放、城镇基础设施等情况有较强的相关性，总磷通常与涉磷企业、农业面源等情况有关。针对上述情况，主要采取了以下工程措施：

1）截污纳管，封堵污水排口，对污水排口上游管道进行雨污分流。

2）黑臭水体治理，对汇入长江的黑臭支流进行治理。

3）加强农田地表径流控制，降低氨氮、总磷对水质的影响。

4）加强对初期雨水径流控制，降低SS 对水质的影响。

4 结论

通过对长江干流南京段石化厂下游2010—2020 年11 年间水质监测数据进行评价，分析水质变化趋势及原因，得到如下结论：

1）长江干流南京段石化厂下游总体水质较好，汛期水质优于非汛期，并且在2019 年基本稳定达到Ⅱ类水标准，主要影响因子是总磷和氨氮。

2）通过水质变化趋势分析发现氨氮和总磷均呈下降趋势，其中氨氮有具有显著下降趋势。

3）通过对比上游排口和长江干流监测断面的数据发现，随着一系列工程的实施，降低了长江干流南京段石化厂下游河道的污染物浓度，排口和断面水质差异越来越小，水质逐渐向好。