2015—2020年南淝河水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

聶菊 黃小杰 曹慧潁

摘 要：根據(jù)南淝河2015—2020年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析了“十三五”期間南淝河四個(gè)斷面水體中的高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、總氮和總磷多項(xiàng)污染物指標(biāo)的年際變化趨勢(shì)。結(jié)果顯示，“十三五”期間南淝河處于污染狀態(tài)，主要污染指標(biāo)是氨氮、總氮和總磷;2015—2020年間南淝河水質(zhì)逐年好轉(zhuǎn)，總氮、氨氮、總磷和化學(xué)需氧量呈明顯下降趨勢(shì)，高錳酸鹽指數(shù)和生化需氧量有波動(dòng)，穩(wěn)定在Ⅳ標(biāo)準(zhǔn);2020年水質(zhì)最佳，各斷面的化學(xué)需氧量和總磷達(dá)到Ⅲ標(biāo)準(zhǔn);南淝河中游水質(zhì)污染嚴(yán)重，上、下游斷面水質(zhì)污染較輕。

關(guān)鍵詞：南淝河;水質(zhì);趨勢(shì)分析

南淝河是巢湖水系的一大支流，古稱施水、金斗河。南淝河發(fā)源于合肥市肥西縣境內(nèi)的大潛山余脈，南北兩源頭于雞鳴山北麓匯合，自此以下始名南淝河[1]。南淝河上游進(jìn)董鋪水庫(kù)，出庫(kù)后納四里河來水，經(jīng)市區(qū)后于老城區(qū)東北角納板橋河來水，過孝肅橋后，左納史家河水，至肥東縣龍?zhí)拎l(xiāng)河上口，納二十埠河來水，又東南行至三叉河，匯入店埠河，再南行至板橋，長(zhǎng)樂河水注入，最后出施口入巢湖[1-2]，其全流域覆蓋合肥市區(qū)，被稱為合肥的“母親河”。

合肥市地處華東地區(qū)，是長(zhǎng)三角城市群副中心，“一帶一路”和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶戰(zhàn)略雙節(jié)點(diǎn)城市。近年來，隨著合肥市經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人口快速增長(zhǎng)，水資源缺口日益增大[3-4]，加上大量工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活污水不斷排放到南淝河流域?qū)е履箱呛游廴緡?yán)重，對(duì)合肥市的水資源利用和水污染治理帶來巨大挑戰(zhàn)[5]。

面對(duì)當(dāng)前水資源匱乏、水污染嚴(yán)重的嚴(yán)峻形勢(shì)，切實(shí)加強(qiáng)水環(huán)境的管理與整治，保護(hù)水資源，控制水污染是各級(jí)政府、社會(huì)各階層職能部門、公益組織，尤其是環(huán)境工作者面臨的艱巨任務(wù)[6]。有效控制水污染，保護(hù)水資源的前提是準(zhǔn)確、客觀地對(duì)水資源的質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)翔實(shí)的評(píng)價(jià)，在此基礎(chǔ)上才能針對(duì)性地實(shí)施管控措施[7]。監(jiān)測(cè)南淝河水質(zhì)，分析影響其水質(zhì)的因素，對(duì)合肥市的水環(huán)境和城市綜合環(huán)境有著重要的意義，同時(shí)也有利于合肥市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[8]。

本研究通過對(duì)南淝河2015—2020年水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，探討南淝河水質(zhì)變化的特點(diǎn)，為水質(zhì)預(yù)測(cè)及治理工作提供基礎(chǔ)研究方向，對(duì)南淝河綜合整治和科學(xué)管理提供科學(xué)依據(jù)，以進(jìn)一步強(qiáng)化南淝河水環(huán)境管理與規(guī)劃。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

南淝河全流域位于安徽省合肥地區(qū)境內(nèi)。合肥市是安徽省省會(huì)，簡(jiǎn)稱廬，位于安徽省中部，長(zhǎng)江與淮河兩大流域之間，全市下轄廬陽、包河、蜀山、瑤海4個(gè)城區(qū)，長(zhǎng)豐、肥東、肥西、廬江4個(gè)縣和巢湖1個(gè)縣級(jí)市，總面積11445.1平方公里。南淝河涉及合肥市4個(gè)城區(qū)以及兩個(gè)縣肥東和長(zhǎng)豐，總流域面積1464km2。合肥東門（蕪湖路橋）以上流域面積605.7km2，其中主源（南淝河上游）已建董鋪水庫(kù)，控制面積207.5km2，支流四里河190km2，板橋河164.3km2，區(qū)間面積43.9km2;屯溪路橋以上史家河和二里河匯入后流域面積為623km2;二十鋪河匯入后流域面積為832km2;再匯店埠河及長(zhǎng)樂河后，施口處流域面積達(dá)1464km2（如圖1）。

1.2 斷面選擇

選擇南淝河四個(gè)斷面（亳州路橋斷面、長(zhǎng)江東大街交叉口、合鋼二廠下游、施口小學(xué)）的代表性監(jiān)測(cè)指標(biāo)（高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、總氮、總磷）的月監(jiān)測(cè)值。以各個(gè)斷面的污染指標(biāo)的月監(jiān)測(cè)值作為南淝河水質(zhì)變化的代表值。亳州路橋與長(zhǎng)江東大街?jǐn)嗝娣謩e位于主城區(qū)上、下游，合鋼二廠斷面位于南淝河中間斷面，施口小學(xué)斷面為南淝河流入巢湖入湖口前斷面。考慮到水質(zhì)一方面受沿河排污影響，一方面受水體自凈能力，選擇此四個(gè)斷面能較好地的反應(yīng)南淝河的水質(zhì)變化。斷面布設(shè)見圖2。

1.3 數(shù)據(jù)來源

2015—2020年合肥市環(huán)境監(jiān)測(cè)站根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）中的高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、總氮、總磷的6項(xiàng)指標(biāo)的每月歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析和評(píng)價(jià)方法

水質(zhì)評(píng)價(jià)按照環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)辦法（試行）》（環(huán)辦〔2011〕）執(zhí)行。采用SPSS 23軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果

2.1 水質(zhì)指標(biāo)年際變化總體特征

通過對(duì)2015—2020年南淝河高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、總氮和總磷的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)這些指標(biāo)隨年際變化有不同程度的波動(dòng)，且在近幾年數(shù)值均呈下降趨勢(shì)。如表1所示，高錳酸鹽指數(shù)波動(dòng)范圍為5.07～7.55mg/L;化學(xué)需氧量的波動(dòng)范圍為18.40～34.35mg/L;生化需氧量為4.08～6.31mg/L;氨氮為1.58～8.31mg/L;總氮為6.36～12.86mg/L;總磷為0.19～0.78mg/L?；瘜W(xué)需氧量的標(biāo)準(zhǔn)偏差最大，說明其波動(dòng)范圍最大;總磷的標(biāo)準(zhǔn)偏差最小，說明其數(shù)值波動(dòng)范圍最小。各指標(biāo)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）均小于1，說明這些指標(biāo)的變異程度小，數(shù)值精密度相對(duì)較高。如表2所示，南淝河水質(zhì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示總氮統(tǒng)計(jì)劣Ⅴ類達(dá)到100%，總磷劣Ⅴ類為53.52%，氨氮劣Ⅴ類為83.1%;而高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量和化學(xué)需氧量達(dá)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)分別達(dá)到61.97%、39.44%和53.52%。如表3所示，2017年南淝河水質(zhì)最差，氨氮、總氮和總磷均為劣V類，而2020年氨氮達(dá)到V類標(biāo)準(zhǔn)，總磷、化學(xué)需氧量、生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)達(dá)到IV以上標(biāo)準(zhǔn)，改善明顯。因此，“十三五”期間南淝河的主要污染源指標(biāo)是總氮、氨氮和總磷。

2.2 各指標(biāo)不同斷面變化趨勢(shì)分析

2.2.1 高錳酸鹽指數(shù)（COD-Mn）

高錳酸鹽指數(shù)用于表征地表水受還原性無機(jī)物及有機(jī)物污染程度。從圖3A可以看出，自2015年以來，除合鋼二廠下游斷面外，四個(gè)斷面的水體中的高錳酸鹽指數(shù)達(dá)到Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)，2018—2019年達(dá)到了Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。2020年除合鋼二廠下游和長(zhǎng)江東大街與南淝河交口的高錳酸鹽指數(shù)略有回升，其基本保持了Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。2015年和2017年合鋼二廠下游的高錳酸鹽指數(shù)明顯高于南淝河與亳州路交叉口，而2018—2020年各斷面的高錳酸鹽指數(shù)無明顯差別。

2.2.2 化學(xué)需氧量（COD）

化學(xué)需氧量是以化學(xué)方法測(cè)量水樣中需要被氧化的還原性物質(zhì)的量，是一項(xiàng)重要而且能較快測(cè)定的有機(jī)污染物參數(shù)。2015—2020年各斷面的化學(xué)需氧量呈逐年下降趨勢(shì)，且各斷面值的差異度逐漸變小。2017年各斷面值的差異度最大，合鋼二廠斷面的水質(zhì)甚至達(dá)到了劣Ⅴ類，而2020年各斷面值的差異度最小，均達(dá)到國(guó)家Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。2015-2020年施口小學(xué)斷面均值最低，且變化范圍最小，而合鋼二廠斷面均值最高，波動(dòng)范圍最大（圖3B）。

2.2.3 生化需氧量（BOD）

生化需氧量是指在廢水中有機(jī)物質(zhì)被好氧微生物分解過程中所消耗的氧的量，主要用于表征水體受有機(jī)物污染的程度。如圖3C所示，2015—2020年施口小學(xué)斷面和亳州路橋斷面的生化需氧量低于其他兩個(gè)斷面。合鋼二廠下游斷面相對(duì)值最高且波動(dòng)最為明顯，2016年和2017年已經(jīng)超國(guó)家Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，且明顯高于其他三個(gè)斷面。2020年施口小學(xué)斷面和亳州路橋斷面的生化需氧量達(dá)到國(guó)家Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。上述結(jié)果表明，2015—2020年南淝河的生化需氧量有明顯改善趨勢(shì)。

2.2.4 總氮（TN）

總氮為水中各種形態(tài)的無機(jī)和有機(jī)氮的總量。當(dāng)?shù)乇硭械?、磷超?biāo)時(shí)，微生物會(huì)大量繁殖，造成浮游植物繁殖旺盛，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化。如圖3D所示，2015—2020年四個(gè)斷面水質(zhì)均為劣Ⅴ類，合鋼二廠下游斷面每年的相對(duì)數(shù)值最高，施口小學(xué)斷面最低。從南淝河該指標(biāo)整體來看，呈輕度下降趨勢(shì)，各斷面總氮指標(biāo)均值在6.36～12.86mg/L，超過地表Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)3～6倍，超標(biāo)嚴(yán)重，考慮河道受生活污水影響較大。

2.2.5 氨氮（NH-3-N）

氨氮是指以游離氨（NH-3）和離子氨（NH-4+）形式存在的氮，大量氨氮的存在會(huì)消耗水體中的溶解氧，可引起水體富營(yíng)養(yǎng)化。氨氮作為水體常規(guī)檢查項(xiàng)目，是水環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。如圖3E所示，氨氮與總氮數(shù)值變化趨勢(shì)類似，因總氮包括氨氮，主要值也是氨氮值。2015—2020年亳州路斷面的氨氮相對(duì)于其他三個(gè)斷面較低，合鋼二廠下游斷面的氨氮值最高，四個(gè)斷面只有2020年達(dá)到國(guó)家Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，其中亳州路斷面達(dá)到Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。從南淝河總體來看，2015—2020年總體波動(dòng)范圍大，水質(zhì)有明顯改善趨勢(shì)。

2.2.6 總磷（TP）

磷在天然水體和廢水中以各種磷酸鹽的形式存在，水體中磷的含量過高會(huì)使藻類繁殖旺盛，造成河流、湖泊的透明度降低，水質(zhì)變差。2015—2017年，四個(gè)斷面的總磷均超過V類標(biāo)準(zhǔn)，2019—2020年除合鋼二廠斷面外，各斷面達(dá)到V類標(biāo)準(zhǔn)，其中2020年各斷面均值達(dá)到Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。總體而言，“十三五”期間該指標(biāo)有一定波動(dòng)，且有下調(diào)趨勢(shì)（見圖3F）。

3 結(jié)論

本文通過對(duì)南淝河四個(gè)代表性斷面（亳州路橋交叉口、南淝河與長(zhǎng)江東大街交叉口、合鋼二廠下游、施口小學(xué)）2015—2020年的六個(gè)指標(biāo)（高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、化學(xué)需氧量、氨氮、總氮、總磷）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，觀察南淝河水質(zhì)近年來水質(zhì)變化過程，對(duì)南淝河水環(huán)境質(zhì)量狀況進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。研究結(jié)論如下：

（1）南淝河目前還處于污染狀態(tài)，主要超標(biāo)指標(biāo)是氨氮和總氮，這與既往研究結(jié)果類似[5，9]。（2）從年度變化看，雖然個(gè)別指標(biāo)呈現(xiàn)明顯的波動(dòng)，但總體上“十三五”期間南淝河水質(zhì)呈逐年好轉(zhuǎn)趨勢(shì)。2017年南淝河水質(zhì)最差，氨氮、總氮和總磷均為劣V類。2020年氨氮達(dá)到V類標(biāo)準(zhǔn)，總磷、化學(xué)需氧量、生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)達(dá)到IV以上標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)改善明顯。（3）南淝河中游水質(zhì)污染最為嚴(yán)重，上、下游斷面水質(zhì)污染較輕。主要原因?yàn)橹杏挝挥诤戏适谐菂^(qū)段，受工業(yè)污染和人類生產(chǎn)生活的污染最為嚴(yán)重;南淝河上游位于主城區(qū)上游，污染負(fù)荷較輕，故水質(zhì)較好，而下游經(jīng)南淝河水體自凈過后，故水質(zhì)也比中游水質(zhì)好。

4 治理建議

南淝河是合肥市區(qū)最重要的河流，其污染治理一直是市政府和生態(tài)環(huán)境局的重點(diǎn)工程。針對(duì)目前南淝河的污染情況，污染源特征和治理進(jìn)展，建議進(jìn)行下列措施來進(jìn)一步強(qiáng)化南淝河的污染治理工作。（1）對(duì)南淝河流域完全截污、建設(shè)與完善污水管網(wǎng)。主要包括升級(jí)改造和完善管網(wǎng)建設(shè);建設(shè)與完善沿線污水管網(wǎng)，污水截流就近接至污水處理廠;強(qiáng)化新建項(xiàng)目管理，杜絕新增排污口。（2）新、擴(kuò)建污水處理廠及尾水提標(biāo)。提高污水處理廠出水標(biāo)準(zhǔn)對(duì)南淝河水環(huán)境改善至關(guān)重要，城鎮(zhèn)生活污水處理廠出水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)全部按照地表水準(zhǔn)Ⅳ類設(shè)計(jì)建設(shè)和改造。（3）強(qiáng)化沿河排澇泵站管理。排澇溝渠、管道實(shí)行源頭雨污分流改造。（4）農(nóng)村面源綜合治理。包括農(nóng)村污水、農(nóng)村生活垃圾的收集與處理工程，生態(tài)化改造農(nóng)灌溝渠，調(diào)蓄處理圩區(qū)排灌水工程。（5）城區(qū)初期雨水調(diào)蓄與凈化。選擇污染集中和具備控制條件的城區(qū)實(shí)施初期雨水處置，減少城區(qū)面源污染。（6）規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖綜合治理。多措并舉，全面推進(jìn)畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治工作。嚴(yán)格審批管理，新建規(guī)模畜禽養(yǎng)殖企業(yè)必須配套相應(yīng)的消納面積，實(shí)行“養(yǎng)種”結(jié)合，糞便、污水全部實(shí)施綜合利用，實(shí)施限期治理，嚴(yán)格環(huán)境監(jiān)管等。

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作者簡(jiǎn)介：聶菊（1988— ），女，碩士，助理工程師，主要從事水污染防治工作。