汾河下游运城段污染状况及防治对策

杨波龙，闫子煜，史华锋

（运城市环境保护监测站，山西 运城 044000）

汾河是黄河第二大支流，流经忻州、太原、晋中、吕梁、临汾、运城6个地市、34个县区，干流全长694 km。汾河运城段自新绛县站里村流入运城市，经新绛县、稷山县、河津市、万荣县，在万荣县庙前村汇入黄河，全长145.2 km，是运城市最大河流。汾河流域一直以来是运城市经济产业的密集区，近年来随着汾河下游运城段沿线工业化的快速发展，此段污染治理面临相当大的压力。汾河新绛站里断面（入运城市口）和汾河河津大桥断面（出运城市口）是汾河在运城市的两个国控断面。下面根据运城市近年来开展的常规地表水监测数据，对该段河流的水质现状及近5年来的变化趋势进行研究并提出改善水质对策。

1 水质现状分析

1.1 评价方法

采用《地表水环境质量评价方法》中河流水质评价法和综合污染指数评价法对2010年汾河在运城市的两个国控断面数据进行评价。

河流断面水质类别评价采用单因子评价法，即根据评价时段内该断面参评指标中类别最高的一项确定。水质类别与水质定性评价分级对应关系见表1。

表1 断面水质定性评价

河流、流域（水系）水质评价：当河流、流域（水系）断面总数小于5个时，计算河流、流域（水系）所有断面各评价指数浓度算数平均值，然后按照表1确定断面的水质类别和水质状况。

主要污染因子按以下方法确定：

第一，断面主要污染指标的确定方法。评价时段内，断面水质为“优”或“良好”时，不评价主要污染指标；断面水质超过Ⅲ类水质标准时，先按照不同指标对应水质类别的优劣，选择水质类别最差的前三项指标作为主要污染指标。当不同指标对应的水质类别相同时计算超标倍数，将超标指标按其超标倍数大小排列，取超标倍数最大的前三项为主要污染指标。当氰化物或铅、铬等重金属超标时，优先作为主要污染指标。确定主要污染指标的同时，应在指标后标注该指标浓度超过Ⅲ类水质标准的倍数，即超标倍数。对于水温、pH值和溶解氧等项目不计算超标倍数。

第二，河流、流域（水系）主要污染指标的确定方法。将水质超过Ⅲ类水质标准的指标按其断面超标率大小排列，一般取断面超标率最大的前三项为主要污染指标。对于断面数小于5个的河流、流域（水系），按照“断面主要污染指标的确定方法”确定断面的主要污染指标。

根据《山西省水环境功能的划分》，汾河在运城境内执行Ⅴ类标准。以《地表水环境质量标准》中Ⅴ类水质标准作为评价标准，计算各断面和汾河下游运城段各个评价因子的污染指数和污染分担率。根据污染分担率得出该段河流主要污染物分布情况。

1.2 评价结果

通过对2010年河流水质进行监测可知：汾河河津大桥断面、汾河新绛站里断面氨氮、BOD5、高锰酸盐指数、LAS年均浓度均大于Ⅴ类水标准。根据断面水质评价可知：汾河下游运城段属劣Ⅴ类水质，为重度污染。根据主要污染物指标的确定原则，汾河下游运城段主要污染物为氨氮、BOD5、高锰酸盐指数。

汾河下游运城段各主要污染物污染分担率分布图见图1。

根据监测结果及图1可以看出，影响河流水质的污染物主要是氨氮、BOD5、阴离子表面活性剂、化学需氧量、高锰酸盐指数，其污染分担率为：50.0%，9.70%，7.97%，6.88%，5.77%，其他污染物分担率占19.6%。

2 水质变化趋势

2.1 评价方法

衡量环境污染变化趋势在统计上有无显著性，通常采用Daniel趋势检验，以spearman秩相关系数来衡量监测周期的年均浓度值的污染变化趋势，为秩相关系数法。因此本文采用秩相关系数法对水质在时间上的变化趋势进行定量分析。其秩相关系数按下式计算：

式中：rs——秩相关系数；

di——变量Xi和变量Yi之间的差值；

Xi——周期i到周期N按浓度值从小到大排列的序号；

Yi——按时间排列的序号。

将秩相关系数rs的绝对值同秩相关系数统计表中的临界值Wp进行比较，如果|rs|≥Wp（95%的可信度），则表明变化趋势有显著意义，如果rs是负值，则表明为下降趋势，反之则为上升趋势。当N=5时，Wp=0.900。

2.2 评价结果

根据已确定的汾河下游运城段的主要污染因子，采用秩相关系数法对2006—2010年主要污染因子年均浓度值的变化趋势进行分析。分析结果表明，汾河河津大桥断面和汾河新绛站里断面氨氮、BOD5、高锰酸盐指数的秩相关系数均为-1。当N=5时，显著性水平0.05对应临界值Wp=0.900，|rs|>Wp表明变化趋势在0.05的可信度水平上有显著意义。又因为rs<0，因此得出汾河河津大桥断面和汾河新绛站里断面氨氮、BOD5、高锰酸盐指数指数含量都呈下降趋势。汾河自新绛站里断面进入运城市，经过4个县市后水质有所恶化。

通过上述分析可以看出：近年来，汾河下游运城段周边地区经济总量不断增长，主要污染物（氨氮、BOD5、高锰酸盐指数）浓度有一定幅度的下降，水质得到了一定改善，但汾河下游运城段属重度污染，其水体功能除调节局部气候外，使用功能较差。随着经济高速发展，人口持续增长，城市化进程不断加快，已取得的治污成果还需进一步巩固，环保形势依然严峻。

3 水质污染分析

3.1 上游污染严重，河水自净能力差

根据近年来新绛站里断面监测数据可以看出，汾河流入运城市的水质已为劣Ⅴ类，污染严重；加之近年来汾河源头水量减少，同时汾河沿岸农灌和地下水开采导致汾河径流减少，此外部分河段在枯水期断流，成为沿线的排污河道。

3.2 区域环境容量不相适应，结构性污染突出

地表水污染的地域性和当地的产业结构有着密切关系，运城市经济发展极不平衡，主要企业大都围绕当地资源进行生产，特别是煤焦领域及其深加工，各地在确定发展方向和布局时只注重资源的利用和开发，忽视了区域环境容量，使得各县市区的污染源和污染物各有特点，造成污染物的地域性特征明显。

3.3 城市污水污染严重

通过对流经城市的河流进行主要污染源的沿程变化分析，发现河流在流经城区或市区后，由于城市生活污水大量排入河流，水质有恶化表现，流经区域的河流实际上已成为城市的主要排污通道。汾河下游运城段周边各县市区城镇污水处理厂建设和运行相对滞后，导致河流污染严重。

3.4 农村非点源总氮污染严重

汾河流域运城段非点源总氮约127.4万t/a，其中农业化肥污染、农业人口生活污染及牲畜养殖污染非点源总氮的贡献率较大，农业人口生活污染为最大来源。非点源污染是影响汾河下游运城段水环境质量的一个重要方面，因此，对该流域非点源污染的控制已刻不容缓。

图1 汾河下游运城段各主要污染物污染分担率分布图

4 防治对策

4.1 调整产业结构，加快转型跨越发展

加快产业结构调整，大力发展新型工业。顺应国家产业政策趋势，加快采用高新技术、先进适用技术和现代信息技术，改造提升传统产业，加大对共性关键技术和重大装备技术的引进和研发，解决结构性污染问题；合理布局，协调区域经济发展和区域环境容量的关系；大力推行清洁生产，逐步建立资源节约型、环境友好型生态工业体系，从源头上控制工业污染源，用循环经济模式改造延伸传统产业，改变由粗放、高耗、低效、单一线性发展向集约、低碳、高效、多元循环发展，最终实现绿色发展、清洁发展、安全发展，降低资源能源消耗，减少污染排放，逐步减少工业生产对环境的压力，改善汾河下游运城段环境质量。

4.2 加强监督管理和监测力度

严格建设项目的环境准入，严把环境影响评价审批关，坚决制止部分行业盲目投资建设，有效控制工艺落后、浪费资源、严重污染环境的企业上马；进一步落实环境质量目标责任制和责任追究制，将环境质量与各地政府的政绩挂钩，构筑环境综合整治体系，推行总量控制。

对汾河沿线工矿企业废水排放的主要污染物进行遥感监测，确保各工矿企业废水达标排放，及时发现和处理事故排水，避免超标废水和事故废水对汾河水质造成影响。同时对汾河的主要污染因子加大自动在线监测力度，及时掌握河流的水质状况，为水质改善提供技术依据。

4.3 建立市场化的城市污水处理厂运行机制，加强污水回用

城市污水处理厂的建设和运行已成为汾河下游运城段治污工作的重点。近年来，河流水质改善得益于沿线城市污水处理厂的建设，但全市的城市污水处理刚刚起步，管网配套不完善、技术管理力量不足、运行成本过高等因素导致污水处理站处理及运行效率较低。为此应尽快实行市场化运作，从根本上解决资金技术及管理问题，采用适宜的技术和工艺，推广使用符合标准的再生水。实施污水资源化，经过妥善处理的城市污水，用于农灌、养殖、工业用水、消防用水、绿化用水等，最大限度地循环利用水资源，减少污水排放。

4.4 加强农业非点源污染治理

目前，沿岸农村经济发展以及畜禽业的集约化程度提高所带来的农药、化肥的过量使用和畜禽养殖业的发展导致农村非点源污染量大面广，过量使用的农药、化肥经雨水冲刷进入河流，未经处理的畜禽粪便直接排入水体，使氨氮成为影响河流水质的主要污染物。因而解决好城市生活污水和农村非点源污染问题已成为水污染防治工作的当务之急。但在对汾河下游运城段污染治理过程中，对农业面源污染考虑较少，因此应开展农业非点源污染的研究和调查，因地制宜对重点区域开展畜禽养殖污染、非点源污染的综合治理，减少农业非点源污染物排入河流，减轻水质污染。

4.5 加强区域生态建设和水体自净能力建设

将生态环境需水引入生态环境建设规划中，使得建设工作在满足农业需水、工业需水和生活需水的同时，满足自然生态系统自身的需水要求，并采取有力措施加强生态建设，建立流域管理与行政区域管理相结合的水资源保护管理模式，实行水量水质统一管理，健全流域水环境监测网络，实行动态监测、区域联防，以水资源优化配置为目标，加强流域和区域水资源统一管理，提高流域水环境容量和自净能力。