长江流域地表水水质区域污染特征研究

李 茜，张建辉

（中国环境监测总站，北京100012）

长江是中国水资源量最丰富的河流，水资源总量9 616亿m3，约占全国河流径流总量的36%，为黄河的20倍，是十大流域之首。长江流域经济总量约占全国的40%，养育着全国1／3的人口，长江中下游沿江地带是我国产业密集带，长江流域水质和水资源量的状况及其变化具有全国性意义［1－3］。

影响地表水水质的因素较为复杂，既有自然因素如水资源量，也有社会经济因素，如沿岸废水排放量、人口密度和经济发展情况，分析地表水水质变化的因素对地表水污染治理具有重要的决策参考意义［4－5］。本文对长江流域2005～2009年的水质变化、污染物排放情况进行了分析，并根据水资源量和社会经济发展等因素对长江流域各地区的水质差异进行原因分析。综合长江流域各地区水质状况、纳污量和水资源情况对区域污染特征进行分类，对长江流域污染治理的分类指导提供依据。

1 长江总体水质及污染物排放量情况

2005～2009年，长江水质持续好转。自2005年起，长江Ⅰ～Ⅲ类水质断面比例呈上升趋势，由2005年77.7%上升至2009年87.4%；劣Ⅴ类断面比例呈下降趋势，由2005年8.7%下降至2009年3.9%。

2005～2009年，长江流域化学需氧量和氨氮排放总量总体呈下降趋势，化学需氧量由2005年的453.3亿t，下降到2009年的439.8亿t，降幅2.3%，其中工业废水中排放量减少12.5亿t，占减排总量的91.9%。氨氮排放量由2005年的45亿t下降到41.2亿t，降幅8.5%。其中，工业废水中排放量减少3.8亿t，占减排总量的96.7%。

图1 长江流域化学需氧量排放量

图2 长江流域氨氮排放量

从污染物排放量的构成来看，长江流域生活污水所占比例较工业废水高，2009年生活污水排放量占化学需氧量排放总量的72%，氨氮占76%。近年来污染物排放量的减少主要来自于工业废水排放量的下降，而生活污水中污染物的排放量的变化很小。可见，“十一五”以来，随着减排力度的加大，工业废水污染物排放量的减少是长江水质稳定好转的主要因素之一，而随着城市化进程的加快和城镇人口的增加，生活污水污染物的减排存在较大压力。

2 长江干流和支流水质变化

2009年，长江干流水质为优，近年来水质稳步改善。2005年，32个断面中，Ⅰ～Ⅲ类水质断面占93.5%，Ⅳ类水质断面占6.5%；2009年，全部断面均为Ⅰ～Ⅲ类水质。

图3 长江支流水质

2009年，长江支流水质良好。71个断面中，Ⅰ～Ⅲ类水质断面占81.7%，劣Ⅴ类占5.6%。2005年以来，长江12条主要一级支流中，雅砻江、大渡河、嘉陵江、乌江、沅江和汉江水质断面五年来均为Ⅰ～Ⅲ类水质，水质均为优；岷江、沱江、湘江和赣江的水质逐步好转；京杭大运河水质无明显变化；黄浦江水质变差。

图4 长江流域水系和行政区图

沱江2005年断面均为Ⅳ类水质，2009年均为Ⅰ～Ⅲ类水质；湘江2009年Ⅰ～Ⅲ类水质断面比例为80%，Ⅳ类断面为20%，主要污染物为石油类，相比2005年，消除了劣Ⅴ类断面；相比2005年，赣江2009年消除了劣Ⅴ类断面；京杭大运河2009年主要污染物为高锰酸盐指数、氨氮和五日生化需氧量，断面水质相比2005年无变化；黄浦江断面水质2009年为Ⅴ类，主要污染物为氨氮，2005年为Ⅳ类。

3 影响长江流域各地区水质状况的原因分析

影响地表水水质的的因素主要有自然因素和社会因素，自然因素主要包括水资源量等，社会因素主要包括各地区的污染物排放量、经济社会发展水平和化肥施用量等［7］。

3.1 长江各地区水质与污染物排放、社会经济发展的相关关系

首先分析污染物排放量、经济发展和化肥施用量与地表水水质之间的相关关系。

根据中国统计年鉴［8］，运用2009年长江流域各省市的人均GDP、人口密度和化肥施用量数据，与长江流域各省2009年地表水高锰酸盐指数平均浓度、单位面积COD的生活污水排放量、工业废水排放量和总排放量数据做相关分析，可见各省地表水高锰酸盐指数浓度与COD排放量的相关关系较好（见图4）。运用聚类分析将以上数据进行分类，找出各地区地表水高锰酸盐指数浓度的与其影响因子相关关系规律。聚类分析结果表明，上海、江苏、河南规律各不相同，青海、甘肃、云南、山西、贵州和四川规律相似，重庆、江西、湖北、湖南和安徽规律相似。

表1 长江流域各项指标排列情况

图5 地表水水质与污染物排放、社会经济发展的相关关系

可以看到，上海和江苏地表水污染的影响因素相似，地表水高锰酸盐指数浓度均为长江流域的前3位，其主要影响因素为经济发展和人口密度。从COD排放量看，上海和江苏单位面积生活污水COD排放量均位居长江流域各省的前2位，分别为工业排放量的7.4倍和1.8倍，其人口密度和人均GDP也位居前2位，生活污水排放量与人口密度有直接关系，可见人口密度高是导致两省市地表水高锰酸盐指数浓度高的首要因素，此外长江下游高锰酸盐指数本底值高也是重要方面。同时，江苏的化肥施用量较高，可能是影响地表水高锰酸盐指数浓度的重要因素。

河南是地表水高锰酸盐指数浓度最高的省，其规律具有特殊性，河南是长江流域唯一单位面积工业废水COD排放量大于生活污水COD排放量的省，且化肥施用量最大，人口密度位居第三，人均GDP排位第四，可见化肥施用量对地表水高锰酸盐指数浓度的影响很大，且工业废水治理能力相对其他省份较低，人口密度大也是造成高锰酸盐指数浓度较高的重要因素之一。

其余各省中，青海、甘肃、云南、陕西、贵州和四川规律相似，均位于长江上游，地表水高锰酸盐指数浓度较低，单位面积COD排放量、人口密度均较小。江西、湖北、湖南和安徽规律相似，均位于长江中下游，化肥施用量和人口密度较高，单位面积COD排放量较高，其中，安徽、江西的高锰酸盐指数浓度较高，但湖南和湖北的高锰酸盐指数浓度较低。重庆具有特殊性，位于长江上游地区，但地表水高锰酸盐指数浓度较高，COD排放量和人均GDP较周边的长江上游地区高，化肥施用量也较高，可见重庆的减排压力较大。

3.2 长江各地区水质与水资源量和纳污量的相关关系

水资源量是影响水质的重要因素，运用长江水资源公报中各地区水资源量的数据和2009年COD排放量数据，得到各地区单位水资源量的纳污量，将单位水资源量的纳污量与2009年高锰酸盐指数浓度进行相关分析，见图6。由图6和图5比较可以看出，单位水资源量纳污量与地表水高锰酸盐指数浓度值的相关性比COD排放总量与高锰酸盐指数浓度值的相关性好，可见水资源量对地表水水质的影响很大。

单位水资源量COD排放量最大的3个省份依次为上海、江苏和河南，分别为8 116.76t／亿m3，4 988.33t／亿m3和1 941.99t／亿m3，这三个省份的高锰酸盐指数浓度也最高，分别为3.9mg／L，3.7mg／L和5.2mg／L。青海的单位水资源量COD排放量为最低，上海单位水资源量COD排放量为青海的800多倍，高锰酸盐指数浓度近青海的4倍。

图6 地表水水质与单位水资源量纳污量的相关关系

4 长江流域区域污染特征分类

综合长江流域各地区水质状况、纳污量和水资源情况，以及各地区经济和社会发展发展状况分析，可以将长江流域各地区的水环境污染特征分为以下几类，为今后对长江流域进行有针对性的区域污染治理提供依据。

（1）水资源量小，水质较差，产业发展集中，且城镇和人口密集的地区，主要有上海和江苏。上海和江苏的主要河流京杭大运河、黄浦江水质均较差，京杭大运河3个国控断面中，2005～2009年均有1个为Ⅴ类水质，1个为劣Ⅴ类水质，黄浦江的1个国控断面在2006～2009年均为Ⅴ类水质。上海和江苏的河流为由于流量小，流速缓慢，水体的自净能力较差；沿江地带是经济发达区且人口密度高，污染物排放量位居长江流域的前两位，相应的河流污染物承受量极大。这类地区的地表水水质污染较为严重，应给予重点治理和保护，并强化工业和生活污染物的减排力度。

（2）水资源量较大，但产业相对集中，污染物排放量较大的地区，主要有四川、湖南、湖北和江西。流经这些地区的河流主要包括岷江、沱江、湘江和赣江，目前水质总体尚好，但局部断面，如赣江的滁槎断面、湘江的两渡水断面、沱江的李家湾断面和岷江的岷江大桥断面近年来均有不同程度的污染。这类河流的水环境容量较大，沿江的四川、湖北、湖南和江西人均GDP较高，工业较为集中，污染物排放量也较大，应对重点河段加强治理。

（3）流量较大，产业相对不集中，污染物排放量较低的地区，包括四川大部、贵州、陕西等。流经这些地区的河流包括嘉陵江、乌江、沅江和汉江，沿江产业发展不集中，人口密度不高，污染物排放量也较低，水环境容量比较大，水质保持良好，应继续予以保持。

（4）流量较大，社会经济发展落后的地区，主要为青海、云南、四川西部，流经的河流包括长江上游的通天河、金沙江、雅砻江、大渡河。流经此类地区的河流均保持了水质良好，金沙江的龙洞、倮果和金江断面在2005～2008年均保持了Ⅰ类水质，雅砻江的雅砻江口断面2005～2007年和2009年均为Ⅰ类水质。由于地处长江上游，且经济发展较为缓慢，污染物排放量小，人口密度小，此外水环境容量较大，自净能力比较强，保持了水质良好，地处河流水源区的河流应给予重点保护。

［1］ 杨永德，张有芷.长江流域用水状况分析 ［J］.人民长江，2006，37（8）：10－17.

［2］ 邓先瑞，黄建武.长江流域资源环境与可持续发展研究［J］.经济地理，2003，23（4）：516－519.

［3］ 金栋梁，刘予伟.长江流域分区地表水资源量评价［J］.水资源研究，2005，26（4）：26－28.

［4］ 戴仕宝，杨世伦.近50年来长江水资源特征变化分析［J］.自然资源学报，2006，21（4）：501－506.

［5］ 夏冬前，叶建林，吴建伟，等.工业集中区排污对长江水质的影响［J］.黑龙江环境通报，2006.30（4）：5－7.

［6］ 虞孝感.长江流域生态环境的意义及生态功能区段的划分［J］.长江流域资源与环境，2002，11（4）：323－326.

［7］ 王良健，郭 齐，肖大鹏.长江流域经济发展水平差异的实证分析［J］.地理与地理信息科学，2005，21（2）：66－69.

［8］ 中国统计年鉴（2005－2009）.中国统计出版社.