南方某河流水环境问题分析及防治对策建议

刘付真，易 勇，肖家鹏

（1.核工业二三〇研究所，湖南 长沙 410000；2.湖南省长沙生态环境监测中心，湖南 长沙 410000；3.华北电力大学环境科学与工程学院，北京 102206）

国务院在2015年4月发布了《水污染防治行动计划》，提出“到2020年，地级及以上城市建成区黑臭水体控制在10%以内，到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除”的目标［1］。国家在《水污染防治行动计划》的推进过程中对各河流水体提出了明确的水质目标。河流污染来源复杂，如生活污水、工业废水、养殖废水排放等，并且不同支流河段的水环境污染特征各有差异［2］。

南方某河流流域内聚集了多个工业园区及工业聚居区，加上周边的农业污染，已经造成了严重的水环境污染。了解该河流水环境污染现状和水质变化特征，分析原因并提出源头管控措施和污染防治对策，对改善中小型河流流域内生态环境和实现地区经济与环境协调发展具有重要意义［3］。

1 河流水环境质量现状

1.1 水质时空变化特征分析

1.1.1 化学需氧量

水体化学需氧量参数如图1所示，该河流国控断面的化学需氧量在2014年至2019年有下降趋势（相关系数R2＝0.058 7）。2016年5月至8月化学需氧量出现明显的降低，2016年8月到2020年4月化学需氧量波动较小。化学需氧量在2016年5月份达到最大值27.30 mg/L，在2018年11月份达到最小值9.68 mg/L。化学需氧量呈现波动性周期变化，第一周期为362 d，第二周期为100 d，第三周期为163 d，第四周期为64 d。

图1 水体化学需氧量参数

1.1.2 氨氮

水体氨氮浓度参数如图2所示，该河流国控断面的氨氮浓度在2014年至2020年呈明显降低趋势（相关系数R2＝0.314 6）。2014年2月至2015年4月，2017年6月至2018年6月两个时期出现明显的浓度波动。2019年至2020年氨氮浓度部分月份达到Ⅰ类水质标准。氨氮浓度在2017年10月至2018年3月较高，在2017年11月超过Ⅴ类水质标准。氨氮浓度呈现三个周期，第一周期为415 d，第二周期为100 d，第三周期为181 d。

图2 水体氨氮浓度参数

1.1.3 总氮

水体总氮浓度参数如图3所示，2017年10月到11月该河流国控断面总氮浓度急剧升高，之后到2018年8月出现明显的降低（相关系数R2＝0.070 9）。总氮浓度在2017年11月份达到最大值8.75 mg/L，在2019年9月份达到最低值1.49 mg/L。总氮浓度呈现周期性波动变化趋势，第一周期为374 d，第二周期为87 d，第三周期为187 d，第四周期为142 d。

图3 水体总氮浓度参数

1.1.4 总磷

水体总磷浓度参数如图4所示，该河流国控断面的总磷浓度在2018年2月至3月超过Ⅳ类水水质标准，其他时候低于Ⅳ类水水质标准，并且在2016年至2019年浓度有下降趋势（相关系数R2＝0.120 6）。总磷浓度在2018年3月份达到最大值为0.34 mg/L，在2018年6月份达到最小值0.06 mg/L。总磷浓度在2017年7月份之后变化周期延长，第一变化周期是388 d，第二变化周期是163 d，第三变化周期是64 d。

图4 水体总磷浓度参数

1.1.5 水温

国控断面逐月水温观测值变化趋势如图5所示，该河流水温逐年呈上升趋势（相关系数R2＝0.003 5）。水温存在明显的季节性变化。2018年8月为历年水温最大值34.1℃。

图5 国控断面逐月水温观测值变化趋势

1.2 主要污染物的季节性变化趋势分析

根据季节性Kendall检验法从表1可以看出［4］，该河流国控断面化学需氧量在枯水期呈上升趋势，氨氮和总磷浓度在丰水期较高，可能的原因是该时期降雨量大，径流搬运能力较强，将空气中的粉尘、农田里的农药、化肥等携带汇入河中，增加了河流中的氨氮和总磷总量。

表1 该河流主要河段2014年至2019年水质变化趋势 mg/L

国控断面化学需氧量、氨氮、总氮和总磷变化趋势如图6所示，由图6可知，该河流国控断面的化学需氧量浓度在2014年枯水期高于丰水期，2015年和2017年丰枯水期浓度基本保持一致，其他年均为丰水期高于枯水期。2014年至2018年氨氮浓度在枯水期高于丰水期，2019年则相反。氨氮浓度整体呈降低趋势，在2017年氨氮浓度相较于2016年有所升高。总氮浓度2016年至2018年枯水期高于丰水期。2019年丰、枯水期浓度基本一致。2016年至2017年丰、枯水期浓度均有所升高。2016年至2017年总磷浓度在枯水期高于丰水期，2018年至2019年总磷浓度在丰水期高于枯水期。2016年至2017年丰、枯水期浓度均有所升高，2017年至2019年丰水期浓度基本保持不变。2017年至2018年枯水期总磷浓度明显降低。

图6 国控断面化学需氧量、氨氮、总氮和总磷变化趋势

2 水环境问题分析

2.1 水资源开发利用已超过流域内承载能力

该河流开发利用率大、用水效率低、排污口多，纳污量大，水资源开发利用已超过其承载能力。

2.2 水污染问题突出

1.工业集聚区较多，污水排放量大。流域内聚集了多个工业园区及工业聚居区，入河排口分布集中。

2.城乡排水体系及截污治污实际功效差距大。流域内排水体系还是以合流制的末端截污为主，存在雨污不分流或雨污分流不彻底现象，管道老化失修情况严重。

3.农业污染严重。流域内农业发达，化肥农药使用量偏高，利用率偏低，面源污染严重；流域沿线畜禽养殖业十分发达，产生大量养殖废水和废渣。

3 水环境治理对策和建议

3.1 水资源管理和保护措施

1.严格用水总量控制管理。严格按照现已制定的流域用水分配方案和单位年度用水计划，控制用水总量。

2.进一步加强水资源统一调度。加强对流域内大中型水库、水闸的运行调度管理。完善应急水资源闸坝联合调度工作，确保枯水期河流中下游河段不断流。

3.提高农业用水效率。推进灌区渠道防渗、建筑物的维修、更新和田间工程配套等节水计划改造。

3.2 水污染防治措施

1.源头调查与评估。建议对流域内各类工厂污水排放，畜禽养殖企业污水排放，及城区生活污水排放进行重点调查和评估。

2.工业污染防治。严格控制高污染项目进入该流域，从源头预防环境污染和生态破坏。建议对流域内氨氮、总磷消减企业的污水处理厂进行提标改造。

3.生活源治理。有序推进污水处理厂配套污水收集管网建设和改造，提升污水收集能力。重点对饮用水源保护区截污干管进行改造，提高污水处理厂运行效率。同时，因地制宜修建集中式、分散式农村生活污水处理设施。

4.农业面源污染治理。实施化肥减量行动，调整施肥结构及方式，深入推进测土配方施肥。推广商品有机肥，用有机肥替代部分化肥。实施农药减量行动，因地制宜集成推广适合不同作物的病虫害绿色防控技术模式，提高生物农药使用比例。

5.畜禽养殖污染治理。按照畜禽标准化生态养殖要求和标准，分类治理，通过调整一批、退出一批、整治一批、创新一批的措施，提高畜禽养殖规模化程度，强化禁养区畜禽养殖业退出，全面推进规模养殖场升级改造。

6.建立排口截污工程。推进该河流干支流全截污，建立已截污排口的长效稳定管理机制。除城区大型污水厂的排口外，仅可保留原有截污后的市政雨水排口，其他一切自设排污口、农业排口、入河沟渠等全部取缔或实现截污。

7.建立以自然修复为主的污水净化体系。加强该流域两岸生态廊道建设，通过河岸生态防护，两岸绿化，提高流域的自净能力。同时加快推进周边湿地建设，利用湿地将片区产生的污水进一步净化。

4 总 结

水资源是人类和动植物赖以生存的基础，国控断面水质监测数据分析表明该流域内已经出现季节性水资源短缺和水体污染问题，这与区域内过量使用化肥、农药以及周边工业污染等人类活动密切相关。水污染问题对人们的饮用水安全和生活环境都造成了一定的影响，应当引起足够重视，采取相应的水资源管理保护和水污染防治措施，改善当前该流域存在的水环境问题，确保生态环境与经济社会的协调发展。