某河段地表水监测污染物变化及相关性分析

老河口市环境监测站 杜红梅

随着工业化、城镇化快速发展，以及经济社会的发展，生活污水、工业污水排放量持续加大，河流中磷、氮等富集会加剧水体富营养化，加剧水质恶化，并最终会严重威胁到河流水资源正常水质，以及河流生态健康。据统计，2019年全国污水排放量达554.65亿立方米，同比较2018年增长了6.4%，其中，有22个省市的污水排放量超过了10亿立方米，10个省市污水排放量超过20亿立方米。广东以80.8535亿立方米污水排放量位居首位，湖北以26.01亿立方米，位居全国各省市污水排放量第六。地表水中的总磷，是水样消解后各种形态磷转变为正磷酸盐后测定的结果。地表水中磷含量大量会造成水体污秽异臭，成为湖泊、海湾赤潮发生的主要因素。高锰酸盐指数碱性或酸性介质中，以高锰酸钾为氧化剂，处理水样时消耗的氧化剂，因此，高锰酸盐指数反映水体中有机、无机可氧化物质污染的常用指标，用高锰酸钾氧化水样中部分有机物和无机还原性物质，计算出水样消耗氧量。氨氮是水中以游离氨及铵离子存在氮，它是水体中主要耗氧污染物。水体中氨氮营养素含量超标会加剧水体富营养化，耗氧污染物会毒害水体中的生物。因此，通过分析某河段地表水样监测中的总磷、高锰酸盐指数、氨氮及化学需氧量污染程度及其变化情况以及相关性，具有重要的现实指导意义，为做好该河段流域污染治理提供第一手参考资料。

某河段全长49千米，河床宽约16米，常年水量充沛，最高洪峰达1000立方米/秒，落差少，地势平缓。某河段流域内农用地占据主导，两岸农业种植面积大，水产养殖以及周围畜禽养殖多，经现场走访调研，该河段无工业污染源，主要为生活污染源及农业养殖污水。本文分析该河段的总磷、高锰酸盐指数、氨氮及化学需氧量等相关污染状况，并进一步分析这些污染物含量及其污染相关性，为河段污水防治提供科学指导。

一、分析方法及相关数据来源

（一）分析方法

总磷测定选用分光光度法；氨氮分析法选用纳氏比色法；高锰酸盐指数分析则按照《水质高锰酸盐指数的测定》（GB/T11892-1989）；化学需氧量分析法选用高锰酸钾法。

（二）数据来源

选取了2019年某河段国控考核断面的历次监测数据作为本次研究分析的数据，样品选取时间范围为2019年1月-12月，涵盖四个季节。其中，春季为3-5月；夏季为6-8月，秋季为9-11月，12月、1-2月为冬季。监测点位实行月监测制，一个月监测一次，基于此，进行深入分析。

二、分析结果及讨论

2019年,从该河段国控断面监测结果来看，地表水中的主要污染物总磷、高锰酸盐指数、化学需氧量及氨氮的年均浓度含量分别为0.32mg/L、5.88mg/L、26mg/L、0.57mg/L，从监测的水质来看，均达到了地表水Ⅴ类水质的标准和要求。主要污染物的具体变化趋势：

（一）总磷

2019年，某河段的地表水污染物中，主要超标项目是总磷。与2018年同期污染物监测结果相比来看，该河段的总磷年均含量浓度由0.34mg/L降低到了0.32mg/L，河段流域水质从劣Ⅴ类变为Ⅴ类水质，流域水质总体表现出持续向好发展趋势。从时段监测的结果来看，该断面的总磷浓度中，1月、4月、5月总磷浓度为Ⅳ类水质，其他月份的该段流域的水质为Ⅴ类水质。从全年地表水污染物监测结果来看，该流域地表水质中总磷浓度含量呈现出逐年下降态势。通过原因分析，与近年来该流域周边畜禽养殖相继取缔，大力推广绿色农业，完善城市周边污水管网建设等有点，由于相关举措较为科学、得当，河段周边流域水体污染得到持续改善。

（二）氨氮

从河段断面氨氮监测情况来看，2月、4月、8月和10月河段流域断面监测的氨氮浓度升高，其中，4月份，氨氮浓度值达到最高值，为0.55mg/L，此后，地表水氨氮含量持续降低，与总磷含量浓度变化的趋势总体较为一致。根据2019年该段流域水质调查的情况来看，导致河段流域氨氮污染物含量升高的主要因素是河段周边农作物的大范围播种，过量使用磷肥、氮肥等因素相关。8月份，由于季节性降雨量较大，等等因素，地表水中氨氮含量达到最低值，为0.22mg/L。

（三）高锰酸盐指数

从水样的监测结果来看，该河段流域高锰酸盐指数4月达到峰值，其他时段均满足Ⅴ类水质。

（四）化学需氧量

河段流域化学需氧量浓度在3月开始逐步上升，4月底基本达到了高峰，在7月、8月丰水期，该流域的化学需氧量开始逐步下降，到10月份，该河段枯水期时，水样中污染物化学需氧量浓度逐步升高。

某河段流域来水总量较小，且高程小，河流河晏多，总体来看，水体的自净能力较差，部分污染物在特殊时间阶段超标，生态修复能力较弱。通过进一步的详细了解和分析发现，河段流域在4月份，水样中的主要污染物浓度持续上升并达到峰值。这与该河段流域周边大量耕地，4月份春耕农忙季节过量使用氮肥、磷肥因素有着密切关联。

（五）主要污染因子相关性分析

通过将2019年某河段流域的断面水质进行监测，将主要污染物TP、CODMn、COD、NH3-N等进行相关性分析（见表1），除了总磷和氨氮具有显著相关外，其他，诸如CODMn、COD等污染物因子间未表现出明显相关性。究其原因分析，与该河段流域主要污染为农业面源污染、生活污染源，在农耕时节，农药、氮肥、磷肥等过量使用，以及周边畜禽养殖使用饲料产生的废水排放，所导致的地表水中总磷、总氮等贡献值较大，从而表现出总磷、氨氮污染因子相关性呈现显著特点。

表1 某河段流域主要污染因子相关性分析

三、结论及建议

（1）地表水水质影响因素。地表水水质差异受到的外界影响因素较多。其中，地表河流径流流量、空间分布，以及生态环境用水、污染物种类及排放量大小都有着密切的关联性。作为生态环境监测工作者，要重点关注日常生态环境监测工作，尤其是要做好地表水影响较大的生活源废水排放监测，以及农村生活废水和农业面源污染情况，分析废水污染物排放量及其与生态环境质量状况的比较对比分析，从而掌握其规律特征，为降低地表水水质污染提供参考。

（2）地表水水质污染物。从地表水水质污染物来看，该河段流域污染物主要来自居民生活污水，以及农业面源污染。其中，城镇生活污水中的主要污染物有总氮、总磷、氮氧化物和氨氮。从目前实际水样取样监测分析结果来看，主要污染物指标正是来自生活源废水，符合其指标特征。因此，做好该河段流域周边生活源废水的收集、处理，有助于从源头降低地表水中总磷、总氮及氨氮污染物含量，改善地表水水质。

（3）污染物变化趋势。2019年以来，该河段流域氨氮、总磷污染物浓度值较上一年度相比有了较大幅度下降。这与该流域周边相关环保措施密切相关，尤其是在“十三五”时期，注重农村生态环境整治，农药化肥施用量的持续减少，这些都从源头降低了地表水的氨氮及总磷的含量。随着相关措施持续推进，尤其是农村生活污水处理设施建设的完善，以及畜禽粪污综合处理的加快，农村饮用水水源地保护，以及持续推动河道水质整治，这些措施的推进，对改善地表水水质都具有积极意义。下一步，还需要持续做好水质监测，严格做好农村生活源及农业面源污染防治。