泗河水质评价与污染源分析

张承德等

摘要利用2013年10月泗河流域21个断面的水质监测数据，采用平均综合污染指数法，进行河流水质评价、重污染监测点的筛选和污染源的分析。结果表明，泗河所有监测断面平均综合污染指数Pj的平均值为2.9（>2），其中Pj>2的重污染监测断面占76.2%，这些断面TN和TP的单项污染贡献率分别为97.4%和65.8%，说明泗河总体上污染严重，TN和TP主要来自重污染断面；CODMn、TP、TN的单项污染分担率依次为13.1%、18.8%、68.1%，说明泗河首要污染物是TN，其次为TP和CODMn。综合分析表明，流域附近城镇未经处理的生活污水以及工业废水的排放等点源污染是造成流域水质污染的主要原因，农业面源污染应引起重视。

关键词泗河；河流污染；重污染筛选；水质评价

中图分类号S181.3；X522文献标识码

A文章编号0517-6611（2015）29-255-03

泗河发源于鲁中山地新泰市南部太平顶西麓，西南流入泗水县境后改向西行，至曲阜和兖州市边境复折西南，于济宁东南鲁桥镇入南四湖之南阳湖。泗河为山洪性河流，干流长159 km，流域面积2 361 km2。泗河位于南水北调东线工程山东段汇水区内，是南水北调东线工程最大调蓄湖南四湖的重要入湖河流，其水质应达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅲ类标准。但研究表明，泗河的水质污染污染严重，成为南四湖10条主要排污河流之一[2]83-84。但以往对于泗河水质的研究主要基于入湖河口的一个监测断面（尹庄断面）进行[3-6]141，241，迄今未对泗河流域水质现状进行调查。研究河流水质污染特征对于河流的水质管理具有重要的参考意义。笔者利用2013年10月泗河流域21个断面的水质监测数据，采用平均综合污染指数法，进行河流水质评价、重污染监测点的筛选和污染源的分析，以期为泗河流域水环境的治理提供参考依据。

1材料与方法

1.1断面设置根据泗河的长度、流域内的工农业布局以及流经的主要城镇，共设置了21个监测断面（图1）。

1.2样品采集与测定

2013年10月利用2.5 L采水器，在水下面0.5 m处采集水样，于低温下避光保存，采样结束后立即对样品进行处理。总氮（TN）测定采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法；总磷（TP）测定采用过硫酸钾消解钼酸铵分光光度法；氨氮（NH3N）测定采用纳氏试剂比色法；CODMn即高锰酸盐指数测定，采用高锰酸盐指数法。

1.3平均综合污染指数法

平均综合污染指数评价是以单项污染指数为基础，采用主要水质指标单项污染指数的平均值进行评价。通过公式计算泗河各监测断面的综合污染指数，按其数值的大小判断各监测断面的污染程度，筛选出重污染监测断面，计算单项污染的分担率和单项污染贡献率。具体计算如下：

单项污染指数：Pij=Cij/Csj

平均综合污染指数：Pj=1niPij

所有监测断面的单项污染分担率，即单项污染物占参与评价的所有污染物的比率：

Ki=1njPij/jPij×100%

重污染监测断面的单项污染贡献率，即重污染监测断面占所有监测断面相应污染物的比率：

Pi=严重污染jPij/jPij×100%

式中，i=1，2，3，依次表示主要水质指标CODMn、TP、TN；j为泗河监测断面编号（j=1，2，…，m）；Cij为水质指标i的评价标准限值（3种水质指标的III类标准依次为6、0.2、1 mg/L）；n为参与评价的水质指标数量。根据污染指数P，将污染程度分为3级，即符合Ⅲ类水标准（P≤1）、Ⅳ类、Ⅴ类重污染（12）。

2结果与分析

2.1监测断面污染程度分析

由平均综合污染指数分析可知，所有监测断面中，平均综合污染指数为1.0～8.3，总体平均值P为2.9；只有1个监测断面Pj≤1，达到Ⅲ类水质标准；12的有16个监测断面，处于超Ⅴ类水质的重污染状态，分别占监测断面总数的4.8%、19.0%、76.2%。由图2可知，在筛选的16个处于重污染的监测断面中，平均综合污染指数的平均值为3.4，重污染监测断面的综合污染贡献率为88.2%，其中曲阜泗河桥南监测断面（17#）的平均综合污染指数最大达8.3，说明泗河总体污染比较严重，重污染断面多，并且重污染监测断面的污染贡献率较高。

2.2污染物分析

重污染监测断面CODMn、TP、TN的单项污染贡献率分别为0%、65.8%、97.4%。可见，泗河TN、TP主要来自于重污染监测断面，其中CODMn 没有重污染监测断面，所以其污染贡献率为0%。所有监测断面的CODMn、TP、TN的单项污染分担率依次为13.1%、18.8%、68.1%。由此可見，泗河首要污染物是TN，TN在重污染测断面的筛选中起到主导作用，其次是TP，整个监测断面中CODMn的污染较轻。

2.3水质评价

参照《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅲ类标准中各水质指标的限值（NH3N的限值为1 mg/L）对泗河水质CODMn、TN、TP、NH3N进行总体评价。

由表2可知，泗河秋季监测的CODMn超标率为47.6%，超标倍数平均值为0.5；TN超标率为100.0%，超标倍数平均值为5.0；TP超标率为28.6%，倍数平均值为3.6；NH3N超标率为9.5%，超标倍数平均值为1.5。在水质超标的监测断面中，CODMn、NH3N、TP、TN的超标倍数平均值依次增高。由此可见，泗河流域TN的污染具有普遍性，且大多数监测断面的TN污染最严重，CODMn的污染也较为普遍，但其污染程度并不高，TP和NH3N的污染主要集中在少数监测断面。

3討论与结论

研究表明，泗河所有监测断面平均综合污染指数的总体平均值P=2.9（>2），处于严重污染状态，且重污染断面多，其所占比例达76.2%。泗河流域超标污染物主要是TN，其次为CODMn和TP，这与以往研究的结果一致，TN的浓度一直处于超Ⅴ类水的严重超标状态，近年来也呈上升趋势；TP在2006～2008年符合Ⅲ类水质标准[4]144-145，但近几年污染程度涨幅非常大，现在为Ⅳ类水质，说明泗河富营养化程度有逐年上升的趋势。这主要是由于泗河流经泗水县、曲阜市以及兖州、邹城和济宁市的部分区域，该区域工业门类较全，大量工业废水排入河道；另一方面，泗河流域城镇较多，导致大量生活污水排入泗河[2]84。此外，泗河流域内农业面源污染也是一个主要因素[6]241-242。

按水质单项污染指数Pij>2，筛选出CODMn、TN、TP污染最重的监测断面，CODMn和TP污染最严重的是曲阜泗河桥南监测断面（17#），超标倍数分别为0.9和15.6倍，TN污染最严重的是泗河街办监测断面（11#），超标倍数为11.3倍。污染程度最轻的监测断面为陶洛，综合污染指数为0.95（<1），符合Ⅲ类水标准。曲阜泗河桥南断面（17#）位于临近古城煤矿，可能与煤矿开采导致的污染有关。泗河街办（11#）监测点在泗水县内，距离县中心区较近，该河段接纳了县城大量的工业废水和生活污水。陶洛断面（13#）附近工厂企业分布少，人口分布松散，相应排入该河段的生活污水和工业废水相对较少，且陶洛河段的上游河道明显变宽，水生植物丰富，使污染物质由于水流变缓而沉积于河底或被吸收，所以该河段水体污染物浓度相对于泗河流域最低。

参考文献

[1]

慕金波，郝光前，张洪秀，等.泗河水环境容量及最大容许排污量计算[J].环境科学与技术，2009，32（11）： 177-180.

[2] 武周虎，仁杰，张晓波，等.南四湖入湖河口水质综合分析与改善效果分析[J].环境污染与防治，2012，34（7）： 80-84.

[3] 武周虎，张晓波，张芳园.南四湖入湖重点污染河流筛选与水环境问题分析[J].长江流域资源与环境，2011，20（4）： 475-481.

[4] 张伟，杨丽原.南四湖主要入湖河流水质评价[J].海洋湖沼通报，2011（1）： 141-146.

[5] 高学平，李文猛，张晨，等.入湖河流对南四湖水质的影响[J].水资源保护，2013，29（2）： 1-5.

[6] 李爽，张祖陆，孙媛媛.基于SWAT模型的南四湖流域非点源氮磷污染模拟[J].湖泊科学，2013，25（2）： 236-242.

[7] KOLOVOS A，CHRISTAKOS G，SERRE M L，et al.Computational BMEsolution of a stochastic advection-reaction equation in the light of site-specific information [J].Water resources research，2002，38（12）： 1318-1334.

[8] 国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法[M].4版.北京： 中国环境科学出版社，2002 .

[9] 中国环境科学研究院.地表水环境质量标准：GB3838-2002[S].北京：中国环境科学出版社，2002.

[10] 范瑜.平均综合污染指数在地面水污染分级中的应用[J].江苏环境科技，1999，12（3）： 28-29.

[11] 辛颖，武周虎，慕金波，等.南四湖入湖、入干线河流与输水干线的水质动态分析[J].安全与环境工程，2003，20（3）： 36-41.

[12] 孔令昊，杨丽原.泗河表层沉积物重金属污染特征及潜在生态危害评价[J].中国农村水利水电，2013（3）： 41-44.