汾河下游運(yùn)城段污染狀況及防治對(duì)策

楊波龍，閆子煜，史華鋒

（運(yùn)城市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，山西 運(yùn)城 044000）

汾河是黃河第二大支流，流經(jīng)忻州、太原、晉中、呂梁、臨汾、運(yùn)城6個(gè)地市、34個(gè)縣區(qū)，干流全長(zhǎng)694 km。汾河運(yùn)城段自新絳縣站里村流入運(yùn)城市，經(jīng)新絳縣、稷山縣、河津市、萬(wàn)榮縣，在萬(wàn)榮縣廟前村匯入黃河，全長(zhǎng)145.2 km，是運(yùn)城市最大河流。汾河流域一直以來(lái)是運(yùn)城市經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的密集區(qū)，近年來(lái)隨著汾河下游運(yùn)城段沿線(xiàn)工業(yè)化的快速發(fā)展，此段污染治理面臨相當(dāng)大的壓力。汾河新絳站里斷面（入運(yùn)城市口）和汾河河津大橋斷面（出運(yùn)城市口）是汾河在運(yùn)城市的兩個(gè)國(guó)控?cái)嗝?。下面根?jù)運(yùn)城市近年來(lái)開(kāi)展的常規(guī)地表水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)該段河流的水質(zhì)現(xiàn)狀及近5年來(lái)的變化趨勢(shì)進(jìn)行研究并提出改善水質(zhì)對(duì)策。

1 水質(zhì)現(xiàn)狀分析

1.1 評(píng)價(jià)方法

采用《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法》中河流水質(zhì)評(píng)價(jià)法和綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)2010年汾河在運(yùn)城市的兩個(gè)國(guó)控?cái)嗝鏀?shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

河流斷面水質(zhì)類(lèi)別評(píng)價(jià)采用單因子評(píng)價(jià)法，即根據(jù)評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)該斷面參評(píng)指標(biāo)中類(lèi)別最高的一項(xiàng)確定。水質(zhì)類(lèi)別與水質(zhì)定性評(píng)價(jià)分級(jí)對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1。

表1 斷面水質(zhì)定性評(píng)價(jià)

河流、流域（水系）水質(zhì)評(píng)價(jià)：當(dāng)河流、流域（水系）斷面總數(shù)小于5個(gè)時(shí)，計(jì)算河流、流域（水系）所有斷面各評(píng)價(jià)指數(shù)濃度算數(shù)平均值，然后按照表1確定斷面的水質(zhì)類(lèi)別和水質(zhì)狀況。

主要污染因子按以下方法確定：

第一，斷面主要污染指標(biāo)的確定方法。評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)，斷面水質(zhì)為“優(yōu)”或“良好”時(shí)，不評(píng)價(jià)主要污染指標(biāo)；斷面水質(zhì)超過(guò)Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，先按照不同指標(biāo)對(duì)應(yīng)水質(zhì)類(lèi)別的優(yōu)劣，選擇水質(zhì)類(lèi)別最差的前三項(xiàng)指標(biāo)作為主要污染指標(biāo)。當(dāng)不同指標(biāo)對(duì)應(yīng)的水質(zhì)類(lèi)別相同時(shí)計(jì)算超標(biāo)倍數(shù)，將超標(biāo)指標(biāo)按其超標(biāo)倍數(shù)大小排列，取超標(biāo)倍數(shù)最大的前三項(xiàng)為主要污染指標(biāo)。當(dāng)氰化物或鉛、鉻等重金屬超標(biāo)時(shí)，優(yōu)先作為主要污染指標(biāo)。確定主要污染指標(biāo)的同時(shí)，應(yīng)在指標(biāo)后標(biāo)注該指標(biāo)濃度超過(guò)Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的倍數(shù)，即超標(biāo)倍數(shù)。對(duì)于水溫、pH值和溶解氧等項(xiàng)目不計(jì)算超標(biāo)倍數(shù)。

第二，河流、流域（水系）主要污染指標(biāo)的確定方法。將水質(zhì)超過(guò)Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)按其斷面超標(biāo)率大小排列，一般取斷面超標(biāo)率最大的前三項(xiàng)為主要污染指標(biāo)。對(duì)于斷面數(shù)小于5個(gè)的河流、流域（水系），按照“斷面主要污染指標(biāo)的確定方法”確定斷面的主要污染指標(biāo)。

根據(jù)《山西省水環(huán)境功能的劃分》，汾河在運(yùn)城境內(nèi)執(zhí)行Ⅴ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。以《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅴ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算各斷面和汾河下游運(yùn)城段各個(gè)評(píng)價(jià)因子的污染指數(shù)和污染分擔(dān)率。根據(jù)污染分擔(dān)率得出該段河流主要污染物分布情況。

1.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

通過(guò)對(duì)2010年河流水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)可知：汾河河津大橋斷面、汾河新絳站里斷面氨氮、BOD5、高錳酸鹽指數(shù)、LAS年均濃度均大于Ⅴ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)斷面水質(zhì)評(píng)價(jià)可知：汾河下游運(yùn)城段屬劣Ⅴ類(lèi)水質(zhì)，為重度污染。根據(jù)主要污染物指標(biāo)的確定原則，汾河下游運(yùn)城段主要污染物為氨氮、BOD5、高錳酸鹽指數(shù)。

汾河下游運(yùn)城段各主要污染物污染分擔(dān)率分布圖見(jiàn)圖1。

根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果及圖1可以看出，影響河流水質(zhì)的污染物主要是氨氮、BOD5、陰離子表面活性劑、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)，其污染分擔(dān)率為：50.0%，9.70%，7.97%，6.88%，5.77%，其他污染物分擔(dān)率占19.6%。

2 水質(zhì)變化趨勢(shì)

2.1 評(píng)價(jià)方法

衡量環(huán)境污染變化趨勢(shì)在統(tǒng)計(jì)上有無(wú)顯著性，通常采用Daniel趨勢(shì)檢驗(yàn)，以spearman秩相關(guān)系數(shù)來(lái)衡量監(jiān)測(cè)周期的年均濃度值的污染變化趨勢(shì)，為秩相關(guān)系數(shù)法。因此本文采用秩相關(guān)系數(shù)法對(duì)水質(zhì)在時(shí)間上的變化趨勢(shì)進(jìn)行定量分析。其秩相關(guān)系數(shù)按下式計(jì)算：

式中：rs——秩相關(guān)系數(shù)；

di——變量Xi和變量Yi之間的差值；

Xi——周期i到周期N按濃度值從小到大排列的序號(hào)；

Yi——按時(shí)間排列的序號(hào)。

將秩相關(guān)系數(shù)rs的絕對(duì)值同秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)表中的臨界值Wp進(jìn)行比較，如果|rs|≥Wp（95%的可信度），則表明變化趨勢(shì)有顯著意義，如果rs是負(fù)值，則表明為下降趨勢(shì)，反之則為上升趨勢(shì)。當(dāng)N=5時(shí)，Wp=0.900。

2.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)已確定的汾河下游運(yùn)城段的主要污染因子，采用秩相關(guān)系數(shù)法對(duì)2006—2010年主要污染因子年均濃度值的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。分析結(jié)果表明，汾河河津大橋斷面和汾河新絳站里斷面氨氮、BOD5、高錳酸鹽指數(shù)的秩相關(guān)系數(shù)均為-1。當(dāng)N=5時(shí)，顯著性水平0.05對(duì)應(yīng)臨界值Wp=0.900，|rs|>Wp表明變化趨勢(shì)在0.05的可信度水平上有顯著意義。又因?yàn)閞s<0，因此得出汾河河津大橋斷面和汾河新絳站里斷面氨氮、BOD5、高錳酸鹽指數(shù)指數(shù)含量都呈下降趨勢(shì)。汾河自新絳站里斷面進(jìn)入運(yùn)城市，經(jīng)過(guò)4個(gè)縣市后水質(zhì)有所惡化。

通過(guò)上述分析可以看出：近年來(lái)，汾河下游運(yùn)城段周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)總量不斷增長(zhǎng)，主要污染物（氨氮、BOD5、高錳酸鹽指數(shù)）濃度有一定幅度的下降，水質(zhì)得到了一定改善，但汾河下游運(yùn)城段屬重度污染，其水體功能除調(diào)節(jié)局部氣候外，使用功能較差。隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人口持續(xù)增長(zhǎng)，城市化進(jìn)程不斷加快，已取得的治污成果還需進(jìn)一步鞏固，環(huán)保形勢(shì)依然嚴(yán)峻。

3 水質(zhì)污染分析

3.1 上游污染嚴(yán)重，河水自?xún)裟芰Σ?/h3>

根據(jù)近年來(lái)新絳站里斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，汾河流入運(yùn)城市的水質(zhì)已為劣Ⅴ類(lèi)，污染嚴(yán)重；加之近年來(lái)汾河源頭水量減少，同時(shí)汾河沿岸農(nóng)灌和地下水開(kāi)采導(dǎo)致汾河徑流減少，此外部分河段在枯水期斷流，成為沿線(xiàn)的排污河道。

3.2 區(qū)域環(huán)境容量不相適應(yīng)，結(jié)構(gòu)性污染突出

地表水污染的地域性和當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系，運(yùn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展極不平衡，主要企業(yè)大都圍繞當(dāng)?shù)刭Y源進(jìn)行生產(chǎn)，特別是煤焦領(lǐng)域及其深加工，各地在確定發(fā)展方向和布局時(shí)只注重資源的利用和開(kāi)發(fā)，忽視了區(qū)域環(huán)境容量，使得各縣市區(qū)的污染源和污染物各有特點(diǎn)，造成污染物的地域性特征明顯。

3.3 城市污水污染嚴(yán)重

通過(guò)對(duì)流經(jīng)城市的河流進(jìn)行主要污染源的沿程變化分析，發(fā)現(xiàn)河流在流經(jīng)城區(qū)或市區(qū)后，由于城市生活污水大量排入河流，水質(zhì)有惡化表現(xiàn)，流經(jīng)區(qū)域的河流實(shí)際上已成為城市的主要排污通道。汾河下游運(yùn)城段周邊各縣市區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)建設(shè)和運(yùn)行相對(duì)滯后，導(dǎo)致河流污染嚴(yán)重。

3.4 農(nóng)村非點(diǎn)源總氮污染嚴(yán)重

汾河流域運(yùn)城段非點(diǎn)源總氮約127.4萬(wàn)t/a，其中農(nóng)業(yè)化肥污染、農(nóng)業(yè)人口生活污染及牲畜養(yǎng)殖污染非點(diǎn)源總氮的貢獻(xiàn)率較大，農(nóng)業(yè)人口生活污染為最大來(lái)源。非點(diǎn)源污染是影響汾河下游運(yùn)城段水環(huán)境質(zhì)量的一個(gè)重要方面，因此，對(duì)該流域非點(diǎn)源污染的控制已刻不容緩。

圖1 汾河下游運(yùn)城段各主要污染物污染分擔(dān)率分布圖

4 防治對(duì)策

4.1 調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加快轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展

加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力發(fā)展新型工業(yè)。順應(yīng)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策趨勢(shì)，加快采用高新技術(shù)、先進(jìn)適用技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)，改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，加大對(duì)共性關(guān)鍵技術(shù)和重大裝備技術(shù)的引進(jìn)和研發(fā)，解決結(jié)構(gòu)性污染問(wèn)題；合理布局，協(xié)調(diào)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和區(qū)域環(huán)境容量的關(guān)系；大力推行清潔生產(chǎn)，逐步建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型生態(tài)工業(yè)體系，從源頭上控制工業(yè)污染源，用循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式改造延伸傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，改變由粗放、高耗、低效、單一線(xiàn)性發(fā)展向集約、低碳、高效、多元循環(huán)發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展，降低資源能源消耗，減少污染排放，逐步減少工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的壓力，改善汾河下游運(yùn)城段環(huán)境質(zhì)量。

4.2 加強(qiáng)監(jiān)督管理和監(jiān)測(cè)力度

嚴(yán)格建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境準(zhǔn)入，嚴(yán)把環(huán)境影響評(píng)價(jià)審批關(guān)，堅(jiān)決制止部分行業(yè)盲目投資建設(shè)，有效控制工藝落后、浪費(fèi)資源、嚴(yán)重污染環(huán)境的企業(yè)上馬；進(jìn)一步落實(shí)環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)責(zé)任制和責(zé)任追究制，將環(huán)境質(zhì)量與各地政府的政績(jī)掛鉤，構(gòu)筑環(huán)境綜合整治體系，推行總量控制。

對(duì)汾河沿線(xiàn)工礦企業(yè)廢水排放的主要污染物進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)，確保各工礦企業(yè)廢水達(dá)標(biāo)排放，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理事故排水，避免超標(biāo)廢水和事故廢水對(duì)汾河水質(zhì)造成影響。同時(shí)對(duì)汾河的主要污染因子加大自動(dòng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)力度，及時(shí)掌握河流的水質(zhì)狀況，為水質(zhì)改善提供技術(shù)依據(jù)。

4.3 建立市場(chǎng)化的城市污水處理廠(chǎng)運(yùn)行機(jī)制，加強(qiáng)污水回用

城市污水處理廠(chǎng)的建設(shè)和運(yùn)行已成為汾河下游運(yùn)城段治污工作的重點(diǎn)。近年來(lái)，河流水質(zhì)改善得益于沿線(xiàn)城市污水處理廠(chǎng)的建設(shè)，但全市的城市污水處理剛剛起步，管網(wǎng)配套不完善、技術(shù)管理力量不足、運(yùn)行成本過(guò)高等因素導(dǎo)致污水處理站處理及運(yùn)行效率較低。為此應(yīng)盡快實(shí)行市場(chǎng)化運(yùn)作，從根本上解決資金技術(shù)及管理問(wèn)題，采用適宜的技術(shù)和工藝，推廣使用符合標(biāo)準(zhǔn)的再生水。實(shí)施污水資源化，經(jīng)過(guò)妥善處理的城市污水，用于農(nóng)灌、養(yǎng)殖、工業(yè)用水、消防用水、綠化用水等，最大限度地循環(huán)利用水資源，減少污水排放。

4.4 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染治理

目前，沿岸農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及畜禽業(yè)的集約化程度提高所帶來(lái)的農(nóng)藥、化肥的過(guò)量使用和畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展導(dǎo)致農(nóng)村非點(diǎn)源污染量大面廣，過(guò)量使用的農(nóng)藥、化肥經(jīng)雨水沖刷進(jìn)入河流，未經(jīng)處理的畜禽糞便直接排入水體，使氨氮成為影響河流水質(zhì)的主要污染物。因而解決好城市生活污水和農(nóng)村非點(diǎn)源污染問(wèn)題已成為水污染防治工作的當(dāng)務(wù)之急。但在對(duì)汾河下游運(yùn)城段污染治理過(guò)程中，對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染考慮較少，因此應(yīng)開(kāi)展農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的研究和調(diào)查，因地制宜對(duì)重點(diǎn)區(qū)域開(kāi)展畜禽養(yǎng)殖污染、非點(diǎn)源污染的綜合治理，減少農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染物排入河流，減輕水質(zhì)污染。

4.5 加強(qiáng)區(qū)域生態(tài)建設(shè)和水體自?xún)裟芰ㄔO(shè)

將生態(tài)環(huán)境需水引入生態(tài)環(huán)境建設(shè)規(guī)劃中，使得建設(shè)工作在滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)需水、工業(yè)需水和生活需水的同時(shí)，滿(mǎn)足自然生態(tài)系統(tǒng)自身的需水要求，并采取有力措施加強(qiáng)生態(tài)建設(shè)，建立流域管理與行政區(qū)域管理相結(jié)合的水資源保護(hù)管理模式，實(shí)行水量水質(zhì)統(tǒng)一管理，健全流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、區(qū)域聯(lián)防，以水資源優(yōu)化配置為目標(biāo)，加強(qiáng)流域和區(qū)域水資源統(tǒng)一管理，提高流域水環(huán)境容量和自?xún)裟芰Α?/p>