廖岳華，吳文暉，肖辰暢，邢宏霖，羅岳平

湖南省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，湖南 長(zhǎng)沙 410014

城市內(nèi)河在城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著日益重要的功能［1-2］，城市內(nèi)河的污染與治理亟需得到人們更多的關(guān)注［3-5］。作為長(zhǎng)沙市內(nèi)河之一的瀏陽(yáng)河，因一曲《瀏陽(yáng)河》而聞名中外。多年的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，瀏陽(yáng)河上、中游水質(zhì)優(yōu)良，而下游長(zhǎng)沙城區(qū)段的水質(zhì)多為Ⅳ類(lèi)至劣Ⅴ類(lèi)，氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、鐵和錳等監(jiān)測(cè)指標(biāo)的超標(biāo)倍數(shù)和超標(biāo)頻率相對(duì)較高［6］，對(duì)其下游的飲用水源地和湘江長(zhǎng)沙綜合樞紐主庫(kù)區(qū)的水質(zhì)安全構(gòu)成潛在威脅。但到目前為止，尚未有人對(duì)該河段水質(zhì)狀況和污染來(lái)源進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)調(diào)查研究。為掌握瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段的水質(zhì)現(xiàn)狀，查明污染原因，揭示城市生活污染對(duì)城市內(nèi)河水質(zhì)的影響規(guī)律，于2013年7月對(duì)瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段開(kāi)展了水污染專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查，在榔梨至三角洲之間布設(shè)了10個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面，并對(duì)15個(gè)排污口進(jìn)行了采樣監(jiān)測(cè)，深入分析了監(jiān)測(cè)斷面/點(diǎn)位的水質(zhì)狀況，探討了瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段水質(zhì)污染來(lái)源。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 調(diào)查方法

瀏陽(yáng)河是湘江下游東側(cè)重要的一級(jí)支流，為長(zhǎng)沙市境內(nèi)最大的湘江支流，起源于羅霄山脈西麓的瀏陽(yáng)市境內(nèi)的大圍山，有大溪河和小溪河2個(gè)源流。源頭至大溪河、小溪河交匯處的高坪鄉(xiāng)雙江口河段為上游，雙江口至鎮(zhèn)頭鎮(zhèn)河段為中游，下游從鎮(zhèn)頭鎮(zhèn)起始，最后于長(zhǎng)沙城北的開(kāi)福區(qū)三角洲匯入湘江，全長(zhǎng)234 km，流域面積4 665 km2。環(huán)保部門(mén)在瀏陽(yáng)河上、中游布設(shè)了瀏陽(yáng)市3個(gè)水廠和韓家巷2個(gè)市控?cái)嗝婕爸陿?shù)橋水庫(kù)1個(gè)省控?cái)嗝妫掠尾荚O(shè)了榔梨、黑石渡和三角洲3個(gè)省控?cái)嗝妗?/p>

調(diào)查從長(zhǎng)沙縣榔梨鎮(zhèn)陶公廟所在的瀏陽(yáng)河段開(kāi)始，乘船順河而下，調(diào)查沿河廢水排放情況并采集斷面水樣。沿途經(jīng)芙蓉區(qū)、雨花區(qū)，至開(kāi)福區(qū)三角洲，調(diào)查的河段長(zhǎng)度約為35 km。除現(xiàn)有的榔梨、黑石渡和三角洲3個(gè)省控?cái)嗝嫱?，按照均勻布設(shè)斷面的原則，在標(biāo)志性地理位置以及在有較大溪流匯入處下游約100 m的河段布設(shè)7個(gè)監(jiān)測(cè)斷面;在沿河岸的廢水排放口布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，按照《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ/T 91—2002)進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè)，以手持式GPS記錄監(jiān)測(cè)斷面/點(diǎn)位的經(jīng)緯度。監(jiān)測(cè)斷面/點(diǎn)位布設(shè)情況見(jiàn)圖1。

圖1 瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面/點(diǎn)位示意圖

根據(jù)瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段的歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)［6］，選擇超標(biāo)頻率較高的指標(biāo)作為調(diào)查監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，對(duì)地表水?dāng)嗝妫O(jiān)測(cè)指標(biāo)為氨氮、總磷、鐵、錳、高錳酸鹽指數(shù)5項(xiàng);對(duì)入瀏陽(yáng)河的廢水排放口，監(jiān)測(cè)指標(biāo)為氨氮、磷酸鹽、鐵、總錳、化學(xué)需氧量5項(xiàng)。此外，為了保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性，按照技術(shù)規(guī)范要求采集了平行密碼樣和現(xiàn)場(chǎng)空白樣。采樣時(shí)，按照《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ/T 91—2002)，加入相應(yīng)保存劑;帶回實(shí)驗(yàn)室后，盡快完成水樣分析。樣品的分析測(cè)試方法執(zhí)行《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》(第四版，增補(bǔ)版)。

1.2 水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

地表水監(jiān)測(cè)斷面執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002);入瀏陽(yáng)河的廢水排放口(以下簡(jiǎn)稱(chēng)排污口)測(cè)點(diǎn)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中鐵參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)中表2標(biāo)準(zhǔn)。各因子的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)限值見(jiàn)表1。

表1 水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)mg/L

2 結(jié)果與討論

2.1 瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段的水質(zhì)狀況

2.1.1 瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段水質(zhì)的定性評(píng)價(jià)

調(diào)查所采集的10個(gè)地表水?dāng)嗝娴乃畼泳鶡o(wú)色澄清。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，鐵路橋下斷面和三角洲斷面的氨氮分別超標(biāo)0.10、1.00倍，分別屬于Ⅳ類(lèi)和Ⅴ類(lèi)水質(zhì)，其余8個(gè)地表水?dāng)嗝娴陌钡獫舛染_(dá)到Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

黑石渡、鐵路橋下和三角洲3個(gè)斷面的總磷分別超標(biāo)0.60、0.10、0.75倍，分別屬于Ⅴ類(lèi)、Ⅳ類(lèi)和Ⅴ類(lèi)水質(zhì)，其余7個(gè)斷面的總磷均達(dá)到Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

大學(xué)城排污口下游、紅旗路排污口下游、圭塘河入瀏陽(yáng)河口下游和萬(wàn)家麗橋下游4個(gè)斷面存在鐵超標(biāo)，超標(biāo)倍數(shù)分別為 0.11、0.56、0.46、0.23倍。

10個(gè)地表水?dāng)嗝娴腻i和高錳酸鹽指數(shù)等指標(biāo)均未超標(biāo)。

綜上所述，瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段所設(shè)的10個(gè)地表水?dāng)嗝嬷?，?～Ⅲ類(lèi)水質(zhì)占70%，且劣Ⅴ類(lèi)水質(zhì)比例為0。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法(試行)》(環(huán)辦［2011］22號(hào))中的河流水質(zhì)定性評(píng)價(jià)分級(jí)方法，瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段的水質(zhì)為輕度污染。

2.1.2 瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段污染物的沿程變化

瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段各監(jiān)測(cè)斷面氨氮、總磷、鐵、錳濃度的沿程變化如圖2所示。

圖2 瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段沿程各監(jiān)測(cè)斷面氨氮、總磷、鐵、錳質(zhì)量濃度變化

從圖2可看出，從瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段的榔梨斷面至三角洲斷面，沿程氨氮濃度總體上呈逐步上升趨勢(shì)，上升幅度較大的區(qū)段是大學(xué)城排污口下游至紅旗路排污口下游、圭塘河入瀏陽(yáng)河口下游至南二環(huán)橋下、鐵路橋下至三角洲，尤其是鐵路橋下至三角洲斷面區(qū)段升幅最大，三角洲斷面的氨氮濃度比鐵路橋下斷面高出約0.9倍。瀏陽(yáng)河流經(jīng)長(zhǎng)沙城區(qū)段后，終點(diǎn)三角洲斷面的氨氮濃度較起點(diǎn)榔梨斷面升高了9.49倍。

總磷濃度的沿程變化趨勢(shì)與氨氮基本一致，即從榔梨到南二環(huán)橋下，總磷濃度基本上呈緩慢遞增趨勢(shì);從南二環(huán)橋下到黑石渡，總磷濃度升高1倍;至洪山橋下斷面，總磷濃度又急降至南二環(huán)橋下斷面的水平;從洪山橋到三角洲，總磷濃度又急劇升高，升幅達(dá)1.19倍。瀏陽(yáng)河流經(jīng)長(zhǎng)沙城區(qū)段后，終點(diǎn)三角洲斷面的總磷濃度較起點(diǎn)榔梨斷面升高了7.75倍。

鐵、錳濃度的沿程變化趨勢(shì)基本一致。上游的榔梨至紅旗路排污口下游區(qū)段，鐵和錳濃度逐漸上升，隨后逐漸下降，至南二環(huán)橋下斷面降至最低，然后又逐漸上升，到鐵路橋下斷面后，再次降低。沿程各斷面中，只有大學(xué)城排污口下游、紅旗路排污口下游、圭塘河入瀏陽(yáng)河口下游和萬(wàn)家麗橋下游4個(gè)斷面的鐵超標(biāo)，所有斷面的錳均未超標(biāo)。沿程各斷面的鐵、錳濃度變化幅度表明，大學(xué)城排污口下游至紅旗路排污口下游區(qū)段的污水排入，對(duì)瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段的鐵超標(biāo)貢獻(xiàn)最大。

此外，監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，所有斷面的高錳酸鹽指數(shù)均優(yōu)于地表水Ⅱ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。

與瀏陽(yáng)河類(lèi)似，深圳布吉河河水也屬于典型的耗氧性有機(jī)污染，但其化學(xué)需氧量和氨氮嚴(yán)重超標(biāo)，氮素污染是布吉河水質(zhì)最突出的問(wèn)題［3］。然而，福州的內(nèi)河白馬河、晉安河和光明港河除氨氮污染較重外，還存在Cd、Pb等重金屬污染［4］。

2.2 瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段排污口水質(zhì)狀況

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段的榔梨至三角洲斷面之間，共有15個(gè)較大的污水排放溝渠匯入。該15個(gè)排污溝渠匯入瀏陽(yáng)河處的水量大小不一，但水質(zhì)普遍較黑臭。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，15個(gè)排污口的氨氮均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn);有9個(gè)排污口的磷酸鹽超標(biāo)，超標(biāo)嚴(yán)重的是三一大道橋下排污口、金霞污水處理廠排污口、黎托排污口、大學(xué)城排污口、紅旗路南排污口和花橋污水處理廠排污口，超標(biāo)倍數(shù)分別為 3.20、2.80、2.40、1.90、1.50、1.24 倍;有10個(gè)排污口的鐵超標(biāo)，超標(biāo)相對(duì)嚴(yán)重的是黎托排污口、大學(xué)城排污口和東岸鄉(xiāng)排污口，超標(biāo)倍數(shù)分別為1.5、1.5、1.4倍;黎托排污口、大學(xué)城排污口和三一大道橋下排污口等3個(gè)排污口的化學(xué)需氧量超標(biāo)，最大超標(biāo)1.36倍;其他監(jiān)測(cè)指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。各排污口的磷酸鹽和鐵的監(jiān)測(cè)濃度詳見(jiàn)圖3。

圖3 瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段各排污口的主要污染物濃度比較

2.3 瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段水體污染原因分析

根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，結(jié)合長(zhǎng)沙市工業(yè)企業(yè)及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況分析，瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段總磷(磷酸鹽)、氨氮、鐵和化學(xué)需氧量超標(biāo)的主要原因:

1)區(qū)域內(nèi)城鄉(xiāng)生活污水的直接排入。芙蓉區(qū)的東岸片區(qū)和大學(xué)城片區(qū)、雨花區(qū)的環(huán)?？萍紙@和黎托鄉(xiāng)譚陽(yáng)洲地區(qū)等區(qū)域面積約300 km2，近百萬(wàn)人口，但未完全實(shí)現(xiàn)截污。尤其是瀏陽(yáng)河楊家山片區(qū)，原屬農(nóng)村地區(qū)，隨著城市進(jìn)程化的加快，已發(fā)展成為城區(qū)或近郊，但城市主、次、支干道尚未全面建成，排水管網(wǎng)系統(tǒng)暫未完善，仍保留農(nóng)村排水體系;楊家山附近1 000 m范圍內(nèi)從南往北分布著5個(gè)農(nóng)村雨污合流排水系統(tǒng)，分別是東岸鄉(xiāng)砂嘴子泵站排口、羅溪港泵站排口、楊家灣撇洪渠、臨山撇洪渠、朝正垸泵站排口，這5個(gè)排口均為芙蓉區(qū)和開(kāi)福區(qū)農(nóng)村雨污合流明渠排水系統(tǒng)，排水總量約20萬(wàn)t/d。其中，楊家灣撇洪渠雖為農(nóng)村明渠排水系統(tǒng)，但每天約有12萬(wàn)t經(jīng)過(guò)經(jīng)開(kāi)區(qū)污水凈化中心處理的達(dá)標(biāo)尾水排入該明渠，排水量大，約占5個(gè)排口日排水總量的60%以上。此外，瀏陽(yáng)河支流圭塘河沿途有畜禽養(yǎng)殖，且途經(jīng)紅星蔬菜批發(fā)市場(chǎng)，蔬菜批發(fā)市場(chǎng)內(nèi)有屠宰場(chǎng)及生鮮批發(fā)市場(chǎng)，這些污水均直接排向圭塘河，再?gòu)墓缣梁又苯訁R入瀏陽(yáng)河?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，瀏陽(yáng)河沿途除了上述15個(gè)較大的集中排污口之外，各監(jiān)測(cè)斷面之間，還有多個(gè)分散排放的小污水溝渠向?yàn)g陽(yáng)河排入污水。

2)污水處理廠尾水集中排放影響。區(qū)域內(nèi)10個(gè)較大污水處理廠的尾水均排向該段瀏陽(yáng)河，如長(zhǎng)善垸污水處理廠尾水排放口和三角塘泵站排口分別為長(zhǎng)善垸污水處理廠、湘湖污水處理廠達(dá)標(biāo)尾水排放口。長(zhǎng)善垸污水處理廠日處理污水約16萬(wàn)t，納污范圍西至車(chē)站路、東北至瀏陽(yáng)河、東南至圭塘河、南至石壩路，涉及芙蓉區(qū)、開(kāi)福區(qū)和雨花區(qū)，約37 km2范圍;湘湖污水處理廠日處理污水約14萬(wàn) t，納污范圍西至芙蓉路，北至八一路，東至車(chē)站北路，南至雨花亭，涉及芙蓉區(qū)和雨花區(qū)，約10 km2范圍。由于集中排放的污水處理廠排污口數(shù)量大、分布集中，即使各個(gè)污水處理廠均達(dá)標(biāo)排放，但由于污染物排放總量大，而瀏陽(yáng)河上游來(lái)水流量較小，總磷(磷酸鹽)、氨氮等污染物進(jìn)入瀏陽(yáng)河之后的累積濃度依然較高，導(dǎo)致各斷面氨氮和總磷濃度超標(biāo)。

3)瀏陽(yáng)河清污比嚴(yán)重失調(diào)。瀏陽(yáng)河上游的株樹(shù)橋水庫(kù)飲水工程投用后，瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段的上游來(lái)水水量大幅下降，支流圭塘河已基本無(wú)清水補(bǔ)充，河水的稀釋自?xún)裟芰Υ蟠蠼档汀Ｓ绕湓诳菟?，瀏陽(yáng)河上游來(lái)水較少，平均流量?jī)H7 m3/s，而瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段污水處理廠排放的廢水達(dá)14 m3/s，即瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段清污比僅1∶2，遠(yuǎn)低于常規(guī)清污比(一般不低于3∶1)，嚴(yán)重影響河段正常生態(tài)功能。

4)湘江長(zhǎng)沙綜合樞紐工程庫(kù)區(qū)回水頂托影響。湘江長(zhǎng)沙綜合樞紐工程蓄水后，湘江長(zhǎng)沙段水位9—12月比去年同期分別抬高 3.4、1.12、1.5、4.46 m。此頂托影響導(dǎo)致瀏陽(yáng)河下游(特別是長(zhǎng)沙城區(qū)段)水位抬升，流速減緩，污染擴(kuò)散能力減弱。

5)瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段沿途基本無(wú)涉鐵工業(yè)污染源，瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段鐵超標(biāo)，主要原因是區(qū)域內(nèi)的土壤含鐵量較高，且土壤呈酸性造成的。

3 結(jié)論

調(diào)查結(jié)果表明，流經(jīng)長(zhǎng)沙城區(qū)后，瀏陽(yáng)河水的氨氮和總磷濃度分別升高了9.49倍和7.75倍，但鐵、錳和高錳酸鹽指數(shù)等指標(biāo)無(wú)顯著變化。瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段的污染主要是由于區(qū)域內(nèi)生活污水直接排入和污水處理廠尾水排入導(dǎo)致清污比例失調(diào)引起的，城市生活污染是瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段水質(zhì)下降的最大貢獻(xiàn)者。此外，湘江長(zhǎng)沙綜合樞紐工程庫(kù)區(qū)回水頂托作用對(duì)瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段水質(zhì)下降也有一定影響。要改善瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段水質(zhì)，需要加大上游下泄清水量，更主要的是截污，正常運(yùn)行污水處理廠。如果不采取強(qiáng)有力的措施，瀏陽(yáng)河長(zhǎng)沙城區(qū)段的水質(zhì)在短期內(nèi)難有明顯改善。

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