粤港澳大湾区河流水质变化趋势分析

文_绳秋月 广东沣和水生态科技有限公司

1 资料与方法

1.1 粤港澳大湾区概况

粤港澳大湾区位于我国东南沿海，地势上北高南低，东部、西部和北部是丘陵山地，南部和中部则是平原，形成了一面临海、三面环山的地形地貌。该区域属于亚热带海洋季风气候，年均降水量为1720mm；区域内密布河网水系，密度达到0.83km/km2。河网密集、降水充沛，因此水资源丰富，但伴随着工业化和城市化发展，人们在生产、生活中产生大量垃圾和废物，造成了水体污染。

1.2 数据资料来源

本研究数据资料，来源于国家基础地理信息数据库、广东省生态环境厅、粤港澳大湾区各市的生态环境官方网站，详细记录了各个监测断面的水质信息。我们选择莲花山、蕉门、珠海大桥、苍山渡口4个监测断面，水质监测频率为每月1次。在众多监测指标中，将长期未检出或满足Ⅰ类水质要求的监测项目排除，最终确定5个常规水质指标（BOD5、NH3-N、COD、TP、TN）和6种重金属指标（Hg、Pb、Cu、Zn、Cr6+、Cd），监测起止时间为2015～2019年。

1.3 研究方法

1.3.1 污染指数法

该方法比较常用，评价指标包括水体中的有机污染物和无机污染物。

第一，单因子指数法是对水质的实测数据和评价标准进行比较，选择水质最差的类别为评价结果，计算方法见式（1）：式中 -评价因子的污染指数， -评价因子的实测值， -评价因子的水质标准值。依据《地表水环境质量标准》，对越小越优的指标，≤1说明符合标准；对越大越优的指标，≥1说明符合标准。

第二，综合污染指数法是将所有的污染因子均考虑在内，计算方法见式（2）：

式中 -内梅罗指数， -评价因子中污染指数的最大值，-单因子污染指数的平均值。＞1说明水质差，≤1说明水质优良。

1.3.2 季节性Kendall检验

该方法是将历史年度中相同月份的水质资料进行比较，可避免河流径流量随着季节变化，而对水质检测值产生干扰。实际计算时，对比前一年、后一年相同月份的水质污染物浓度值，如果后者高于前者记为+1，后者小于前者记为-1，两者相等记为0。当+1的次数多于-1，说明污染物浓度有增高趋势；当-1的次数多于+1，说明污染物浓度有降低趋势；两者次数相等，则说明污染物浓度没有明显的变化。

2 结果与分析

2.1 单因子污染程度

参考《广东省水环境功能区划》中的水质控制目标，可知莲花山、蕉门、珠海大桥、苍山渡口4个监测断面的水质控制标准分别是Ⅳ类、Ⅲ类、Ⅲ类、Ⅲ类。基于此，结合实测结果，即可得到单因子污染指数。

2.1.1 氮磷污染

图1中蓝线代表NH3-N，红线代表TN，绿线代表TP，虚线代表控制标准。氮磷营养物质进入水体，会导致水体富营养化。分析可知，2015～2019年间，4个监测断面的TN超标最严重，除2015年珠海大桥监测点符合控制标准外，其他年份的各个监测点均超过控制标准，指数在1.5～2.5之间。而NH3-N和TP均在控制标准线以下，说明这两种污染比较轻。

2.1.2 有机污染

图2中红线代表BOD5，绿线代表COD，虚线代表控制标准。有机污染主要来源于城市污水和工业废水，它们在氧化分解过程中，会消耗大量的氧气，导致水体溶解氧含量降低，继而变黑发臭。分析可知，2015～2019年间，4个监测断面的BOD5和COD均在控制标准线以下，指数在0.1～0.7之间，且总体呈下降趋势。

图2 有机污染的单因子污染指数

2.1.3 重金属污染

图3中红线代表Hg，绿线代表Cr6+，紫线代表Cu，深红代表Pb，黄线代表Zn，蓝线代表Cd，虚线代表控制标准。重金属污染主要来源于工业生产排出的废水，会破坏水体生态环境，造成水生物死亡。分析可知，2015～2019年间，4个监测断面的重金属指标均在控制标准线以下，指数在0～0.4之间，除Hg以外其余指标均比较稳定。

图3 重金属污染的单因子污染指数

2.2 综合污染程度

以内梅罗指数划分水体的污染程度等级，＜1代表清洁，1～2之间代表轻度污染，2～3之间代表重度污染，3～5之间代表重度污染，＞5代表严重污染。结果显示，2015～2019年间，莲花山、蕉门、苍山渡口3个监测点的内梅罗指数在1.5～2.0之间，属于轻度污染状态，整体比较稳定；而珠海大桥监测点2015年是清洁状态，2016～2019年为轻度污染，且呈现出加重趋势。

2.3 主要污染物的浓度变化

采用季节性Kendall检验法，对2015～2019年间的水质监测数据进行分析可知，莲花山监测点的NH3-N和BOD5浓度下降，COD浓度升高；蕉门监测点的BOD5浓度下降，TP和COD浓度升高；珠海大桥监测点的NH3-N、BOD5和COD浓度下降，TN浓度升高；苍山渡口监测点的NH3-N浓度下降。总体上，NH3-N、BOD5和COD的浓度下降或呈稳定趋势，而TP和TN的浓度呈增高趋势。

3 结语

粤港澳大湾区经济发展过程中，河流水质改善和生态保护工作至关重要。通过分析可知，2015～2019年间大湾区水体中的TP和TN浓度呈增高趋势，是造成水体污染的主要原因，而其他指标降低或趋于稳定。对此，必须结合实际情况，加强水质监测，制定科学可行的污染治理方案，切实改善水质，获得良好的经济、社会和生态效益。