石亭江流域水环境质量变化趋势及治理措施研究

冉秀华，杨 贤，陈思洁，傅德瑜，高倩倩

(四川省德阳生态环境监测中心站，四川 德阳 618000)

地表水资源是社会和经济发展不可缺少的资源；随着社会的发展和水资源的开发利用，水资源污染日趋恶化，水资源供需矛盾日益加剧，严重影响人类的生产生活，威胁人类的生存发展[1]。

石亭江是德阳市境内重要的河流，发源于四川省什邡市红白镇，属于沱江流域，全长 122 km，流域面积 1512 km2，涉及的行政区域包括绵竹市、什邡市、旌阳区、广汉市。

自21世纪初以来，石亭江上游磷矿和磷化工、化肥企业生产废水的排放，使石亭江水环境中氨氮和总磷严重超标，石亭江流域水环境受到污染。磷是水生植物生长的必需营养元素，但过量的磷元素会超过水体的自净能力，多余的磷元素将会促进水中藻类植物的快速生长，从而导致水体富营养化的产生，严重影响甚至破坏水体的使用功能[2-3]。

本文以2015～2022年石亭江流域各断面监测数据为基础，系统分析石亭江流域水质变化趋势及主要污染物时空变化特征，探索几年来德阳市在石亭江流域水污染防治方面采取的措施及取得的成效，为持续开展石亭江流域水污染治理提供借鉴和参考。

1 石亭江监测断面布设及评价指标

1.1 石亭江监测断面布设

石亭江共设置水环境质量监测断面6个，从上游到下游分别为高景观断面、马射断面、金轮大桥断面、筏子河断面、柳林村断面和双江桥断面。其中，双江桥断面是国控监测断面。

1.2 监测指标的选择

考虑到石亭江流域的主要污染物及监测数据的合理性，筛选出pH、溶解氧、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)、化学需氧量(CODcr)和高锰酸盐指数(CODMn)作为本次研究的主要指标。

2 趋势分析

各监测断面水质按照《地表水环境质量标准》 (GB 3838-2002)评价标准进行评价，监测频率为每月1次，河流水质见表1。由表1可知，2015～2022年石亭江流域总体水质呈逐渐好转趋势，由2015年的中度污染逐渐改善为优，2015～2020年持续为轻度污染，2021年以后水质改善为良好，2022年水质好转达到优。

2015～2022年，石亭江各监测断面水质都得到了不同程度的改善：金轮大桥水质最差，2015～2017持续3年为劣Ⅴ类水质；金轮大桥断面和双江桥断面水质改善最为明显，均由劣V类改善为Ⅲ类，其中金轮大桥断面于2021年后达到Ⅲ类水质标准，双江桥断面由2019年后稳定达到Ⅲ类水质标准；高景观断面水质由V类改善为Ⅱ类，于2017后稳定达到Ⅲ类水质标准；柳林村断面水质改善不明显，2015～2021年水质一直保持在Ⅳ类，2022年达到了Ⅲ类水质标准。从支流来看，马射断面水质由Ⅳ类改善为Ⅲ类，于2018年后达到Ⅲ类水质标准；筏子河断面水质由Ⅳ类改善为Ⅱ类，于2021年后达到Ⅱ类水质标准；水质从上游到下游有变差的趋势。

由图1看出，石亭江的主要超标污染物是总磷，仅在2017年前存在少量氨氮超标情况。2015～2022年，总磷和氨氮浓度呈下降趋势。其中，金轮断面的总磷浓度最高，2017年最高质量浓度达到 0.73 mg/L，超标2.6倍；到2022年下降为 0.14 mg/L，降低了 0.49 mg/L，下降了80.8%。氨氮质量浓度由 2.50 mg/L 下降为 0.233 mg/L，降低了 2.27 mg/L，下降了90.7%。高锰酸盐指数在2～4 mg/L 之间，稳定达标。双江桥断面化学需氧量呈逐渐降低的趋势。通过趋势分析看出，2015～2022年，石亭江流域总磷污染已得到有效控制，水环境质量改善明显。

图1 石亭江流域各断面污染物浓度变化

2015～2022年石亭江流域内水质呈逐渐好转趋势；2015年6个监测断面全部未达到Ⅲ类水质标准，Ⅴ类及以下水质断面有3个。其中，金轮大桥和双江桥断面水质为劣Ⅴ类，六个监测断面总磷质量浓度均超标；另外有3个断面存在氨氮质量浓度超标情况，高锰酸盐指数均达标。2016年6个监测断面依然全部未达到Ⅲ类水质标准，Ⅴ类及以下水质断面有3个，总磷均超标，仅金轮大桥断面的氨氮少量超标。2017年仅5个断面准超标，Ⅴ类及以下水质断面降为2个，仅总磷污染物超标。2018年水质改善尤为明显，流域消除Ⅴ类及以下水体，仅3个断面总磷超标。2019年超标断面个数降为2个，均为总磷超标。2020年3个断面总磷超标。2021年超标断面个数降为1个，为柳林村断面总磷少量超标。到2022年，石亭江流域6个监测断面水质全部达到Ⅲ类标准，流域消除Ⅳ类水体，各监测断面水质改善明显，使得石亭江流域总体水质由中度污染改善为优。

综上，石亭江流域监测断面超标因子主要为总磷，2015～2022年石亭江总磷污染物浓度呈下降趋势，到2019年，仅一个断面总磷少量超标，到2022年所有监测断面总磷浓度全部达到Ⅲ类水质标准。

3 石亭江总磷污染成因分析

3.1 磷化工污染源排放和磷石膏堆积造成部分河段总磷污染物负荷较高

德阳是四川最大的磷矿储地和磷矿石产地，磷矿石产量占全省总产量的95%以上。由于开采工艺落后，地形条件限制，导致磷矿所在区域沿江河段河流沉积物总磷含量偏高。雨水冲刷后，残留在土壤中的总磷颗粒随地表径流进入河道，导致下游水体中悬浮颗粒物磷含量增加[4]。

石亭江两岸分布较多的磷化工企业，尤其是金轮大桥断面附近分布有新市工业园区，园区内有大量的磷化工企业。磷石膏是磷化工产业的固体废物，都以磷石膏堆场的新式进行堆存。据统计，截至2018年，德阳市共有磷石膏堆场20座，大部分磷石膏堆场临河而建，早年堆存方式简单，未配套完善的拦挡、截留设施，极易受雨水冲刷后入河，对水环境质量的影响不容忽视。

3.2 城镇污水处理厂总磷设计标准过低，乡镇污水处理能力严重不足

2018年以前，德阳市城镇生活污水处理厂出水总磷浓度无法满足《四川省岷、沱江流域水污染物排放标准准》 (DB51/2311-2016)的相关要求。

石亭江流域两岸乡镇中，已建成乡镇污水处理厂的乡镇不到一半，流域两岸广汉市、绵竹市、什邡市平均乡镇生活污水处理率不到20%，乡镇生活污水处理能力严重不足。

流域两岸大部分农村没有污水管网和垃圾处理系统，农村生活污水未经处理直接排入河流，造成氮、磷污染。

3.3 畜禽养殖废物未得到妥善处置

早年，石亭江流域两岸遍布着规模不等的畜禽养殖场以及散养户，散养户及部分规模较小的养殖场未配套相应的污染治理设施，养殖废水和畜禽粪便未经任何处理直接排入水体，造成石亭江流域总磷超标严重[5]。

3.4 农业面源污染问题严重

石亭江两岸分布较多的农田，农药、化肥使用量较大，含有大量农药、化肥残留的农灌水通过地表径流排入河流，使流域内氮、磷污染物超标。

4 治理措施及成效分析

2015～2022年期间，德阳市不断加大水污染防治力度，实施一系列措施控制污染物排放，包括开展“三磷”污染防治，关闭九顶山探采矿，同时加强石亭江流域两岸磷化工企业废水整治，对污水处理厂进行提标改造；加强冷凝水、初期雨水、生产废水“3”回用，实现磷化工企业废水“零排放”；加大磷石膏堆场规范化整治和综合利用进度，提高磷石膏利用率，至2019年全市磷石膏利用率达124.54%，实现了“消增削存”，取得显著成效，很大程度上削减了石亭江两岸的总磷入河负荷，使石亭江流域水质的得到明显改善，也为未来石亭江流域精准治理提供了方向。

5 建议

1)需继续加强磷化工企业废水整治，实现废水零排放；加大磷石膏堆场规范化整治和综合利用进度，加强渗滤液的收集和利用，实现“消增削存”；持续加大磷石膏综合利用力度，强化与科研院校的合作，拓宽利用途径，提升产品附加值，进一步提高磷石膏综合利用率；对新建总磷水污染项目进行总量指标双倍替代制度，引导磷化工企业由粗加工向精细化工转型，对单线生产能力低且无改造升级生产能力的企业，依法有序引导退出涉磷生产，从源头上控制磷污染物的产生。

2)大力推进小流域污染整治，针对流域内总磷污染超标严重的支流——白鱼河开展针对性的治理，通过面源污染生态拦截工程、农村生活污染治理工程、河道水生态修复工程等方式改善河流生态。

3)积极开展农业面源污染防治，调整种植结构，引导农民科学施肥、合理施肥，在源头上减少面源污染。充分利用现有的沟、塘、渠等，建设生态渠、污水净化塘，配置格栅、透水坝和生物群落，进一步进化农田排水。

4)提升监管水平强化水质动态监管，对断面水质超过管控目标时，开展“测管协同”工作，制定超标断面应急管控措施，并将措施落地落实、抓紧抓细，确保枯水期断面水质持续保持稳定。