城市生活污染对浏阳河长沙城区段水质的影响

廖岳华，吴文晖，肖辰畅，邢宏霖，罗岳平

湖南省环境监测中心站，湖南 长沙 410014

城市内河在城市经济社会发展中发挥着日益重要的功能［1-2］，城市内河的污染与治理亟需得到人们更多的关注［3-5］。作为长沙市内河之一的浏阳河，因一曲《浏阳河》而闻名中外。多年的监测结果表明，浏阳河上、中游水质优良，而下游长沙城区段的水质多为Ⅳ类至劣Ⅴ类，氨氮、总磷、高锰酸盐指数、铁和锰等监测指标的超标倍数和超标频率相对较高［6］，对其下游的饮用水源地和湘江长沙综合枢纽主库区的水质安全构成潜在威胁。但到目前为止，尚未有人对该河段水质状况和污染来源进行过系统调查研究。为掌握浏阳河长沙城区段的水质现状，查明污染原因，揭示城市生活污染对城市内河水质的影响规律，于2013年7月对浏阳河长沙城区段开展了水污染专项调查，在榔梨至三角洲之间布设了10个水质监测断面，并对15个排污口进行了采样监测，深入分析了监测断面/点位的水质状况，探讨了浏阳河长沙城区段水质污染来源。

1 实验部分

1.1 调查方法

浏阳河是湘江下游东侧重要的一级支流，为长沙市境内最大的湘江支流，起源于罗霄山脉西麓的浏阳市境内的大围山，有大溪河和小溪河2个源流。源头至大溪河、小溪河交汇处的高坪乡双江口河段为上游，双江口至镇头镇河段为中游，下游从镇头镇起始，最后于长沙城北的开福区三角洲汇入湘江，全长234 km，流域面积4 665 km2。环保部门在浏阳河上、中游布设了浏阳市3个水厂和韩家巷2个市控断面及株树桥水库1个省控断面，下游布设了榔梨、黑石渡和三角洲3个省控断面。

调查从长沙县榔梨镇陶公庙所在的浏阳河段开始，乘船顺河而下，调查沿河废水排放情况并采集断面水样。沿途经芙蓉区、雨花区，至开福区三角洲，调查的河段长度约为35 km。除现有的榔梨、黑石渡和三角洲3个省控断面外，按照均匀布设断面的原则，在标志性地理位置以及在有较大溪流汇入处下游约100 m的河段布设7个监测断面;在沿河岸的废水排放口布设监测点位，按照《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T 91—2002)进行采样监测，以手持式GPS记录监测断面/点位的经纬度。监测断面/点位布设情况见图1。

图1 浏阳河长沙城区段水质监测断面/点位示意图

根据浏阳河长沙城区段的历史监测数据［6］，选择超标频率较高的指标作为调查监测项目，对地表水断面，监测指标为氨氮、总磷、铁、锰、高锰酸盐指数5项;对入浏阳河的废水排放口，监测指标为氨氮、磷酸盐、铁、总锰、化学需氧量5项。此外，为了保证监测结果的可靠性，按照技术规范要求采集了平行密码样和现场空白样。采样时，按照《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T 91—2002)，加入相应保存剂;带回实验室后，尽快完成水样分析。样品的分析测试方法执行《水和废水监测分析方法》(第四版，增补版)。

1.2 水质评价标准

地表水监测断面执行《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002);入浏阳河的废水排放口(以下简称排污口)测点执行《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准，其中铁参照《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中表2标准。各因子的相应标准限值见表1。

表1 水质评价标准mg/L

2 结果与讨论

2.1 浏阳河长沙城区段的水质状况

2.1.1 浏阳河长沙城区段水质的定性评价

调查所采集的10个地表水断面的水样均无色澄清。监测结果表明，铁路桥下断面和三角洲断面的氨氮分别超标0.10、1.00倍，分别属于Ⅳ类和Ⅴ类水质，其余8个地表水断面的氨氮浓度均达到Ⅲ类水质标准。

黑石渡、铁路桥下和三角洲3个断面的总磷分别超标0.60、0.10、0.75倍，分别属于Ⅴ类、Ⅳ类和Ⅴ类水质，其余7个断面的总磷均达到Ⅲ类水质标准。

大学城排污口下游、红旗路排污口下游、圭塘河入浏阳河口下游和万家丽桥下游4个断面存在铁超标，超标倍数分别为 0.11、0.56、0.46、0.23倍。

10个地表水断面的锰和高锰酸盐指数等指标均未超标。

综上所述，浏阳河长沙城区段所设的10个地表水断面中，Ⅰ ～Ⅲ类水质占70%，且劣Ⅴ类水质比例为0。根据《地表水环境质量评价方法(试行)》(环办［2011］22号)中的河流水质定性评价分级方法，浏阳河长沙城区段的水质为轻度污染。

2.1.2 浏阳河长沙城区段污染物的沿程变化

浏阳河长沙城区段各监测断面氨氮、总磷、铁、锰浓度的沿程变化如图2所示。

图2 浏阳河长沙城区段沿程各监测断面氨氮、总磷、铁、锰质量浓度变化

从图2可看出，从浏阳河长沙城区段的榔梨断面至三角洲断面，沿程氨氮浓度总体上呈逐步上升趋势，上升幅度较大的区段是大学城排污口下游至红旗路排污口下游、圭塘河入浏阳河口下游至南二环桥下、铁路桥下至三角洲，尤其是铁路桥下至三角洲断面区段升幅最大，三角洲断面的氨氮浓度比铁路桥下断面高出约0.9倍。浏阳河流经长沙城区段后，终点三角洲断面的氨氮浓度较起点榔梨断面升高了9.49倍。

总磷浓度的沿程变化趋势与氨氮基本一致，即从榔梨到南二环桥下，总磷浓度基本上呈缓慢递增趋势;从南二环桥下到黑石渡，总磷浓度升高1倍;至洪山桥下断面，总磷浓度又急降至南二环桥下断面的水平;从洪山桥到三角洲，总磷浓度又急剧升高，升幅达1.19倍。浏阳河流经长沙城区段后，终点三角洲断面的总磷浓度较起点榔梨断面升高了7.75倍。

铁、锰浓度的沿程变化趋势基本一致。上游的榔梨至红旗路排污口下游区段，铁和锰浓度逐渐上升，随后逐渐下降，至南二环桥下断面降至最低，然后又逐渐上升，到铁路桥下断面后，再次降低。沿程各断面中，只有大学城排污口下游、红旗路排污口下游、圭塘河入浏阳河口下游和万家丽桥下游4个断面的铁超标，所有断面的锰均未超标。沿程各断面的铁、锰浓度变化幅度表明，大学城排污口下游至红旗路排污口下游区段的污水排入，对浏阳河长沙城区段的铁超标贡献最大。

此外，监测发现，所有断面的高锰酸盐指数均优于地表水Ⅱ类标准。

与浏阳河类似，深圳布吉河河水也属于典型的耗氧性有机污染，但其化学需氧量和氨氮严重超标，氮素污染是布吉河水质最突出的问题［3］。然而，福州的内河白马河、晋安河和光明港河除氨氮污染较重外，还存在Cd、Pb等重金属污染［4］。

2.2 浏阳河长沙城区段排污口水质状况

调查发现，浏阳河长沙城区段的榔梨至三角洲断面之间，共有15个较大的污水排放沟渠汇入。该15个排污沟渠汇入浏阳河处的水量大小不一，但水质普遍较黑臭。监测结果表明，15个排污口的氨氮均达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级标准;有9个排污口的磷酸盐超标，超标严重的是三一大道桥下排污口、金霞污水处理厂排污口、黎托排污口、大学城排污口、红旗路南排污口和花桥污水处理厂排污口，超标倍数分别为 3.20、2.80、2.40、1.90、1.50、1.24 倍;有10个排污口的铁超标，超标相对严重的是黎托排污口、大学城排污口和东岸乡排污口，超标倍数分别为1.5、1.5、1.4倍;黎托排污口、大学城排污口和三一大道桥下排污口等3个排污口的化学需氧量超标，最大超标1.36倍;其他监测指标均达标。各排污口的磷酸盐和铁的监测浓度详见图3。

图3 浏阳河长沙城区段各排污口的主要污染物浓度比较

2.3 浏阳河长沙城区段水体污染原因分析

根据监测结果，结合长沙市工业企业及现场调查情况分析，浏阳河长沙城区段总磷(磷酸盐)、氨氮、铁和化学需氧量超标的主要原因:

1)区域内城乡生活污水的直接排入。芙蓉区的东岸片区和大学城片区、雨花区的环保科技园和黎托乡谭阳洲地区等区域面积约300 km2，近百万人口，但未完全实现截污。尤其是浏阳河杨家山片区，原属农村地区，随着城市进程化的加快，已发展成为城区或近郊，但城市主、次、支干道尚未全面建成，排水管网系统暂未完善，仍保留农村排水体系;杨家山附近1 000 m范围内从南往北分布着5个农村雨污合流排水系统，分别是东岸乡砂嘴子泵站排口、罗溪港泵站排口、杨家湾撇洪渠、临山撇洪渠、朝正垸泵站排口，这5个排口均为芙蓉区和开福区农村雨污合流明渠排水系统，排水总量约20万t/d。其中，杨家湾撇洪渠虽为农村明渠排水系统，但每天约有12万t经过经开区污水净化中心处理的达标尾水排入该明渠，排水量大，约占5个排口日排水总量的60%以上。此外，浏阳河支流圭塘河沿途有畜禽养殖，且途经红星蔬菜批发市场，蔬菜批发市场内有屠宰场及生鲜批发市场，这些污水均直接排向圭塘河，再从圭塘河直接汇入浏阳河。现场调查发现，浏阳河沿途除了上述15个较大的集中排污口之外，各监测断面之间，还有多个分散排放的小污水沟渠向浏阳河排入污水。

2)污水处理厂尾水集中排放影响。区域内10个较大污水处理厂的尾水均排向该段浏阳河，如长善垸污水处理厂尾水排放口和三角塘泵站排口分别为长善垸污水处理厂、湘湖污水处理厂达标尾水排放口。长善垸污水处理厂日处理污水约16万t，纳污范围西至车站路、东北至浏阳河、东南至圭塘河、南至石坝路，涉及芙蓉区、开福区和雨花区，约37 km2范围;湘湖污水处理厂日处理污水约14万 t，纳污范围西至芙蓉路，北至八一路，东至车站北路，南至雨花亭，涉及芙蓉区和雨花区，约10 km2范围。由于集中排放的污水处理厂排污口数量大、分布集中，即使各个污水处理厂均达标排放，但由于污染物排放总量大，而浏阳河上游来水流量较小，总磷(磷酸盐)、氨氮等污染物进入浏阳河之后的累积浓度依然较高，导致各断面氨氮和总磷浓度超标。

3)浏阳河清污比严重失调。浏阳河上游的株树桥水库饮水工程投用后，浏阳河长沙城区段的上游来水水量大幅下降，支流圭塘河已基本无清水补充，河水的稀释自净能力大大降低。尤其在枯水期，浏阳河上游来水较少，平均流量仅7 m3/s，而浏阳河长沙城区段污水处理厂排放的废水达14 m3/s，即浏阳河长沙城区段清污比仅1∶2，远低于常规清污比(一般不低于3∶1)，严重影响河段正常生态功能。

4)湘江长沙综合枢纽工程库区回水顶托影响。湘江长沙综合枢纽工程蓄水后，湘江长沙段水位9—12月比去年同期分别抬高 3.4、1.12、1.5、4.46 m。此顶托影响导致浏阳河下游(特别是长沙城区段)水位抬升，流速减缓，污染扩散能力减弱。

5)浏阳河长沙城区段沿途基本无涉铁工业污染源，浏阳河长沙城区段铁超标，主要原因是区域内的土壤含铁量较高，且土壤呈酸性造成的。

3 结论

调查结果表明，流经长沙城区后，浏阳河水的氨氮和总磷浓度分别升高了9.49倍和7.75倍，但铁、锰和高锰酸盐指数等指标无显著变化。浏阳河长沙城区段的污染主要是由于区域内生活污水直接排入和污水处理厂尾水排入导致清污比例失调引起的，城市生活污染是浏阳河长沙城区段水质下降的最大贡献者。此外，湘江长沙综合枢纽工程库区回水顶托作用对浏阳河长沙城区段水质下降也有一定影响。要改善浏阳河长沙城区段水质，需要加大上游下泄清水量，更主要的是截污，正常运行污水处理厂。如果不采取强有力的措施，浏阳河长沙城区段的水质在短期内难有明显改善。

［1］胡敏杰，宋立中.国内外城市内河旅游研究评述［J］.地理科学进展，2012，31(10):1 399-1 406.

［2］向力力.发挥水优势 做好水文章 打造宜居利居乐居的山水名城［J］.湖南水利水电，2013(1):1-6.

［3］焦燕.南方典型重污染城市内河河水联合生物处理技术研究［D］.哈尔滨:哈尔滨工业大学，2010.

［4］江硕.福建主要河流及福州城市内河水污染特征研究［D］.福州:福建农林大学，2012.

［5］田艳，邓超冰，廖平德，等.南宁城市内河沉积物中SVOCs的分布与风险评价［J］.中国环境监测，2013，29(4):11-14.

［6］湖南省环境保护厅.2006—2010年湖南省环境质量报告书［R］.长沙:湖南省环境保护厅，2011.