沱江流域典型监测断面水质状况分析及治理措施

钟雨龙，吴 勇

(成都理工大学环境与土木工程学院，四川 成都 610059)

1 研究区域概况

1.1 流域概况

作为长江左岸的一级支流——沱江，是四川省内重要的河流之一，生态环境优越，水资源总量约98.0亿m3[1]。沱江流域发源于西北部龙门山脉的九顶山，从北向南途径岷江、涪江，自东南方向在泸州市龙马潭区流入长江，全长约710km，流域面积3.30×104km2[2]。流域在四川流经德阳、成都、资阳、内江、自贡及泸州等多个大中小城市[3]。流域地势总体上西北高东南低，境内有岷山、龙门山、龙泉山等山脉，可分为龙门山山地、成都平原和川中低山丘陵三个地貌区。

流域范围内人口密度大、城市密集、经济发达、工农业生产发达，流域内工农业、生活等各类污染源众多，导致沱江流域多处污染严重，成为了长江流域较为典型的污染较重的支流[4]，亟待治理。

1.2 水文气象特征

沱江发源于海拔4984m的九顶山。据金堂三皇庙水文站实测分析，沱江上游多年平均径流量约占全流域水量的52%～53%，径流量达78～79亿m3，其中岷江年平均来水量26.1亿m3。三皇庙站之后为中下游，多年平均径流量为71.1亿m3，占全流域水量的47.6%。沱江流域多年平均年降水量在上游山区约为1200～1700mm，上游平原区降雨900～1500mm，中下游连绵小山区约870～1100mm。降水量集中于6—9月，约占整年70%左右。流域内水系发达，有大小约60余条支流。

1.3 监测断面选取及监测项目

选取流域内干流及支流典型断面11个，采集监测断面上下层水样，采样同时用便携式水质监测仪同步测定上下层水体溶解氧(DO)、水温(T)、pH、透明度、总溶解固体(TDS)等关键参数[5]。所采集的水样分析测定氨氮、硝氮、总氮、总磷、硫酸盐、COD、铁、锰等典型水质指标。检测水质指标时重复做三组平行样品，减少系统误差及偶然误差，以保证实验数据的准确性。各监测项目的分析均采用《水和废水监测分析方法(第四版)》的标准方法。采样点具体信息如下表1。

表1 拟布设监测段断面信息表

2 水质分析结果与讨论

2.1 不同水层水环境参数分析

不同水层水环境指标参数如表2所示。采样时间在11月份，水温偏低，多在11～14℃之间，上层水温略高于下层水温，不同取样点水温有所差异。空间上1#平均水温最低为11.35℃，3#平均水温最高为14.05℃。采样点pH均值介于7.5～7.8之间，最高为8.0，偏中性-弱碱性，上下层水样pH值变化相对较小。监测点溶解氧含量(DO)大多介于1～12mg/L之间，8#溶解氧含量最高，均值约为50mg/L，11#DO含量最低，均值为1.56mg/L，差异较大。上层水TDS浓度介于208～470mg/L，下层水201～459mg/L，均值介于204.5～464.5mg/L，多数采样点上下层TDS浓度差异不大，除2#上层水TDS浓度(465.6mg/L)与下层水(212.3mg/L)相差最大，表明上层水中含有的溶解物较下层多；空间上1#和13#TDS浓度略低，其余均处于较高浓度。采样点电导率大多介于300～600μs/cm，上下层水电导率差异较小；3#均值电导率显著高于其他采样点，一般情况下，电导率越高，盐份越高，TDS越高。氧化还原电位(ORP)，上层水介于192.5～354.0mV，下层水介于186.0～679.0mV，均值介于189.4～444.9mV，氧化还原电位均为正值，表现出了所有采样点水体均匀氧化性，2#下层水氧化还原电位(685.6mV)显著高于上层水(212.3mV)，表明其下层水的氧化性大于上层，其余上下层水氧化还原电位变化较小，氧化性相差不大。大多数采样点上下层水环境参数相差不大，说明上下层水体性质相似。

表2 不同水层水环境参数

2.2 不同水层氨氮、硝氮、总氮浓度分析

不同水层氨氮、硝氮、总氮浓度如图1—3所示。氨氮浓度上下层变化范围为0.027～0.332mg/L、0.028～0.313mg/L。其中，采样点1#、2#、13#、14#、19#氨氮浓度均低于地表水Ⅰ类标准限值[6-7](0.15mg/L)，其余取样点氨氮浓度也都低于地表水Ⅱ类标准限值(0.5mg/L)，11#上下水层氨氮浓度最高，为0.332～0.313mg/L；表明该点位受到污染严重，其潜在的危害较大。

图1 不同水层氨氮浓度

图2 不同水层硝氮浓度

图3 不同水层总氮浓度

上下水层的硝氮浓度范围为0.26～22.1mg/L、0.27～13.6mg/L；除3#外，各采样点上下水层硝氮浓度差距较小，各个采样点浓度相差较大，3#上下水层浓度最大，上层浓度(22.1mg/L)大于下层浓度(13.6mg/L)，表明该点进行过生化自净；19#硝氮浓度最小，表明该采样点水体自净能力最差。

总氮常被用于表示水体营养物质污染的程度，是指水中有机和无机氮的总量。上下水层的总氮浓度范围为1.67～12.25mg/L、1.58～8.36mg/L；除1#、19#总氮浓度未超过地表水Ⅴ类标准限值(2mg/L)外，其余采样点浓度均超过地表水Ⅴ类标准限值。水体总氮浓度越大，水体富营养化程度加重、水质恶化，其中3#采样点上下水层表现最明显。

2.3 不同水层TP、硫酸盐浓度分析

图4 不同水层TP浓度

图5 不同水层硫酸盐浓度

2.4 不同水层COD及溶解性有机物(DOM)变化特征

化学需氧量(COD)是地表水体受有机物污染程度的重要指标，COD越大，说明水体遭受有机物的污染越严重。不同水层COD变化如图6所示。上下水层COD浓度变化范围均约为3～12mg/L。1#、2#上下水层浓度均低于地表水Ⅱ类标准限值(4mg/L)，污染程度较轻，11#上下水层浓度超过地表水Ⅳ类标准限值(10mg/L)，但低于地表水Ⅴ类标准限值(15mg/L)，其水体污染最为严重。溶解性有机物(DOM)通常包括一切能溶于水中的有机化合物，不同水层DOM变化如图7所示。上下水层DOM变化范围分别为0.23～5.06mg/L、0.84～6.63mg/L，不同采样点DOM差异明显，同一采样点上下水层也有较大差异；1#、3#、19#下层水DOM浓度明显高于上层水，表明下层水能溶于水中的有机化合物多于上层水。3#DOM浓度最高，均值约为5.8mg/L，其能溶于水中的有机化合物多于其它采样点。

图6 不同水层COD浓度

图7 不同水层DOM浓度

2.5 不同水层Fe、Mn含量分析

不同水层Fe含量变化如图8所示。上下水层Fe含量变化分别为31.4～276.3μg/L、26.3～256.7μg/L；其中2#、3#、12#上下水层Fe含量较大，污染严重；11#上下水层Fe含量相差较大，下层水污染比上层水严重，应重点关注。不同水层Mn含量变化如图9所示。上下水层Mn含量变化范围分别为11.3～134.6μg/L、11.6～137.3μg/L；不同采样点不同水层之间Mn含量变化较小，其中2#、3#Mn含量较大，13#Mn含量较小。2#、3#Fe和Mn含量均高，表明该点污染严重，应重点关注。

图8 不同水层Fe浓度

图9 不同水层Mn浓度

2.6 沱江流域治理措施

(1)集中整治重污染水体

对于重污染水体集中整治，先要消除劣Ⅴ类水体，把所有水体控制在地表水Ⅴ类标准限值一下，再要消除城市及乡村黑臭水体，三是开展TP污染治理，整治TP超标水体。实施饮用水水源水质达标计划，整治不达标水源地，建设优质新水源。推进饮用水水源地规范化建设，强化饮用水水源风险防范。

(2)控制水污染的排放

控制用水需求，减少用水总量，全面提升用水效率，保障所以水体拥有充分的生态流量，减少工农业、生活污水的排放，提高排放标准。

(3)强化执法监管能力建设

强化执法监管能力建设，加强统筹兼顾，完善政府各部门的职能分工，将科技手段与水污染治理相结合，完成沱江水环境综合治理。

3 结论

根据水样污染分析，采样点氨氮污染程度不重，氨氮浓度都低于地表水Ⅱ类标准限值(0.5mg/L)，但采样点水体自净能力不强，水体富营养化程度较严重。总磷浓度多低于地表水Ⅲ类标准限值，污染中等。2#、12#硫酸盐浓度较大，其水体接纳的污染物浓度相对较高。COD浓度多介于地表水Ⅱ-Ⅳ类标准限值，污染程度中等。2#、3#Fe和Mn含量均高，污染较严重。沱江流域部分水体污染较为严重，应加强监管，控制水污染排放，完善水环境综合治理建设。本文只选取了沱江部分典型监测断面及分析了部分水质指标，未能全面分析整个流域水体的污染情况，还需进一步加深研究以期更好治理流域污染问题。