近年來徐六涇斷面水質(zhì)變化及污染物入海通量分析

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(長江水利委員會水文局長江口水文水資源勘測局，上海 200136)

1 引 言

徐六涇斷面位于長江口南支白茆沙河段徐六涇節(jié)點段，處在長江河口“三級分汊、四口入?！钡难屎碇?，是長江入海最后一個控制斷面。長江河口屬于海陸雙向性河口。河口段也稱潮流段，上游來水與潮水相互作用、相互混合，徑流和潮流力量相當。由于其地理位置的特殊性，沿江城市生活污水、工農(nóng)業(yè)廢水的大量排放，而導(dǎo)致該水域水體污染日益嚴重。

在收集和整理分析2006-2017年間徐六涇斷面潮流量、水質(zhì)變化及成因分析了長江入海徑流量的分布特征，應(yīng)用污染變化趨勢的定量分析法對長江入?？谛炝鶝軘嗝嫣幍亩囗椢廴疚餄舛饶觌H變化趨勢進行了統(tǒng)計分析，判斷影響長江入?？谒|(zhì)的主要水質(zhì)要素和水質(zhì)等級的變化趨勢，并分析了污染物入海通量及其年際變化趨勢。為近11年長江入海口水環(huán)境質(zhì)量及污染物入海通量提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為研究該區(qū)域海洋環(huán)境變化提供科學(xué)依據(jù)。為提出相應(yīng)的環(huán)境治理和保護綜合對策措施建議及徐六涇斷面污染物入?？偭靠刂菩枨竽繕耍瑸楹涌诤Ｑ笪廴究刂乒芾硖峁┛茖W(xué)研究。

2 監(jiān)測概況及分析方法

2.1 斷面監(jiān)測概況

站位布設(shè)：徐六涇水質(zhì)監(jiān)測斷面屬于國家基本水質(zhì)站點，距河口距離167.3 km，斷面上布設(shè)4條采樣垂線。

采樣方法：低潮位時采集表層(水面下0.5 m)、底層(沉積物上0.5 m)兩個水層的樣品。

監(jiān)測頻次：每年監(jiān)測15次，每月1次，其中3、7、11月每月監(jiān)測2次。

監(jiān)測項目：按照《江河入海污染物總量監(jiān)測與評估技術(shù)規(guī)程》(試行)開展pH值、水溫、懸浮物、石油類、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮、總氮、總磷、銅、鉛、鎘、六價鉻、汞、砷、甲萘威和徑流量的監(jiān)測,另外，還選測了五日生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)2次，共進行19個項目的檢測分析。

圖1 徐六涇斷面位置圖

2.2 評價方法

(1)陸源入?；瘜W(xué)物質(zhì)總量計算方法：

(1)

式中：L—江河入海污染物總量；ci—第i次監(jiān)測時段內(nèi)污染物的平均濃度，mg/L；Qi—第i次監(jiān)測時段江河的平均流量，m3/s；Ki—單次監(jiān)測所代表的時段長度，s；m—監(jiān)測頻次。

(2)水質(zhì)評價：

按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類標準，采用單因子標準指數(shù)法進行評價，水質(zhì)等級為最差項目的評價等級。

3 結(jié)果分析

3.1 潮流量變化特性

徐六涇斷面處于長江潮流界以下，是長江口外潮波向內(nèi)上溯的咽喉。上游徑流和潮汐動力相互作用，水流形勢相當復(fù)雜。徐六涇水文站2005年實現(xiàn)了潮流量、潮量整編，提交潮流量、潮量整編成果，根據(jù)2006～2017年的整編資料統(tǒng)計歷年潮流量特征值見表1。

表中顯示，總漲潮量平均為4 117億m3，總落潮量平均為13 020億m3，總凈泄潮量平均為8 903億m3，總落潮潮量是漲潮潮量的3.2倍。歷年中2016年凈泄潮量(徑流量)最大，全年為10 750億m3，2006年和2011年為長江特枯水年，徐六涇站全年的凈泄潮量分別為7 159億m3、7 149億m3，其中2011年為歷年來的最枯值，歷年中最豐年與最枯年凈泄潮量比值為1.5。

汛期(6～9月)總漲潮量平均為1 006億m3，總落潮量平均為5 426億m3，總凈泄潮量平均為4 420億m3，總落潮潮量是漲潮潮量的5.4倍。非汛期(10～5月)總漲潮量平均為3 110億m3，總落潮量平均為7 591億m3，總凈泄潮量平均為4 483億m3，總落潮潮量是漲潮潮量的2.4倍。

歷年總漲潮量、落潮潮量與凈泄量變化見圖2。從圖中可看出：漲、落潮和凈泄潮量在歷年平均潮量上下波動，近年來未出現(xiàn)趨勢性的變化，但近11年中出現(xiàn)了兩個特枯水年，水量總體上偏枯。

3.2 水質(zhì)因素趨勢分析

將徐六涇斷面每年15次監(jiān)測的水質(zhì)要素濃度計算其均值，作為該年度各水質(zhì)要素的平均濃度。未檢出項目以檢出限的一半?yún)⒓佑嬎?，結(jié)果見表2。年各水質(zhì)要素2006～2017年平均濃度變化范圍為：溶解氧為8.16～8.84 mg/L，氨氮為0.136～0.417 mg/L，高錳酸鹽指數(shù)為2.1～2.6 mg/L，砷為0.0001～0.0012 mg/L，總汞為0.000005～0.00002 mg/L，銅為0.003～0.004 mg/L，鉛為0.002～0.02 mg/L，鎘為0.0020～0.0025 mg/L，總磷為0.08～0.13 mg/L，總氮為1.633～2.142 mg/L，石油類為0.01～0.02 mg/L，其中總汞和鉛兩要素有數(shù)量級變化是由于儀器更新后檢出限有所變化，其余各水質(zhì)要素2006～2017年間年度平均濃度均無趨勢性的變化。

表1 徐六涇斷面2006～2017年潮量特征值統(tǒng)計(億m3)

圖2 歷年總漲潮量、落潮潮量與凈泄量變化圖

表2 徐六涇斷面2006～2017年各水質(zhì)要素平均濃度 (mg/L)

根據(jù)國家地表水環(huán)境質(zhì)量標準(GB3838-2002)對徐六涇斷面進行水質(zhì)評價，總氮不參加評價，其余項目通過單因子評價法對全年水質(zhì)進行評價，評價結(jié)果見表3。

表3 徐六涇斷面2006～2017年水質(zhì)分級評價

根據(jù)表3，除2007年和2009年度水質(zhì)等級為Ⅱ類，其余年份徐六涇斷面水質(zhì)等級皆為Ⅲ類。徐六涇斷面水質(zhì)目標為Ⅲ類，2006～2017年水質(zhì)均達標。

3.3 污染物入海通量計算及變化趨勢

根據(jù)公式(1)計算各污染物的入海通量見表4。2006～2017年溶解氧的年入海通量范圍為621.40～933.10 萬t，在入海通量總量中所占的比例最大，為62.5%～66.9%；高錳酸鹽指數(shù)的年入海通量次之，為165.80～262.04萬t，所占總量的比例范圍為16.1%～19.4%；總氮的年入海通量范圍為140.98～207.58萬t，所占總量的比例范圍為12.1%～15.2%；氨氮的年入海通量范圍為14.63～42.70萬t，所占總量的比例范圍為1.0%～3.1%；其余各要素(砷、總汞、3個重金屬、總磷)的年入海通量均較小，在入?？偭恐兴急壤淮笥?%。

表4 徐六涇斷面2006～2017年污染物入海通量: 萬t

4 結(jié)果及討論

將2006～2017年徐六涇斷面的凈泄量(年徑流量)與年入海污染物總量共同繪制年際變化圖，考察其相關(guān)性，見圖3。

由圖3可見，近11年來徐六涇污染物入海通量呈波動變化，變化過程與同期凈泄潮量(徑流量)過程基本吻合，表明徐六涇污染物入海通量主要和上游來水量有關(guān)，凈泄潮量大，對應(yīng)的污染物入海通量也大，凈泄潮量小，對應(yīng)的污染物入海通量也相應(yīng)變小。溶解氧的年入海通量在年入?？偭恐姓冀^大部分比例，其年平均濃度就成為了決定年入?？偭康年P(guān)鍵因素。

圖3 歷年污染物入海總量與凈泄量比較圖

同樣，徐六涇主要污染物凈通量的年內(nèi)分配也與徐六涇凈泄量(徑流量)密切相關(guān)，受徐六涇徑流量的影響，汛期主要污染物凈泄通量較大，非汛期主要污染物凈泄通量較小。

2006～2017年這11年間，參與評價的水質(zhì)要素均達到地表水Ⅲ類水質(zhì)以上的標準，說明總體上徐六涇斷面的水環(huán)境質(zhì)量是達到既定標準的。