重庆主城区两江水质近年变化评价

吕平毓，王平义，陈 静

(1.长江水利委员会长江上游水文水资源勘测局，重庆400014;2.重庆交通大学河海学院，重庆400074)

三峡工程自开工建设以来，其水质问题一直受到国内外的广泛关注。三峡工程于1997年11月8日进行截流，2003年6月1日正式蓄水，6月10日蓄至135 m水位，之后一直维持该水位运行，直至2006年9月开始进行二期蓄水，正式蓄至156 m水位。三峡水库135 m蓄水后各干流断面年度水质状况基本良好，总体上符合GB 3838—2002《地表水环境标准》Ⅱ类或Ⅲ类标准，与蓄水前相比变化不大［1-3］。随后，三峡工程2007年下半年开始165 m蓄水，2008年10月开始172.8 m试验性高水位蓄水，2010年10月26日蓄至175 m，三峡库区演变成为一个狭长的河流型水库，水位抬升，库容增加，流速降低。

重庆位于长江流域［4］，为了解这段时间三峡库区重庆段的水质变化情况，采用重庆主城区长江和嘉陵江江段2006—2010年主要代表监测断面的水质监测数据，对重庆主城区试验性蓄水前后水质变化特征进行综合评价，力求能客观地反映重庆段水环境的质量状况和水质变化特征，以期为三峡水库水资源利用保护提供一定的参考依据。

1 监测断面的布置

根据重庆主城区长江段和嘉陵江段的自然环境特征、库区水文情势和社会经济发展特点，为较为合理地对重庆主城区两江水体环境质量进行监测和较为客观地评价试验性蓄水前后水质变化情况，选取2006—2010年间铜罐驿、寸滩、长寿、朱沱、北碚、临江门6个代表断面进行分析。数据采用各监测断面每月1次的常规水环境监测数据。主要监测断面分布如图1。

图1 主要监测断面分布Fig.1 Main monitoring sections

图1中，①号朱沱断面，位于重庆市永川区朱沱镇，为长江干流重庆市入境监测断面，距大坝距离750 km;②号铜罐驿断面，位于重庆市九龙坡区铜罐驿镇，为长江干流重庆市主城区上游控制断面;③号寸滩断面，位于重庆市江北区寸滩镇，为长江干流重庆市主城区下游控制断面，处于长江和嘉陵江汇合口下游7 km处;④号长寿断面，位于重庆市长寿区黄草峡镇，为长江干流重庆市出境监测断面;⑤号北碚断面，位于重庆市北碚区朝阳桥下游3 km，为嘉陵江干流重庆市主城区上游控制断面;⑥号临江门断面，位于重庆市渝中区临江门，为嘉陵江入长江河口控制断面，与长江汇合口相距2 km处。

2 水质评价

2.1 评价方法

根据国家有关水质标准，结合重庆主城区两江水体质量特征，选取水温、pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、5日生化需氧量、氨氮、总氮(湖、库)、总磷、挥发酚、氰化物、砷、汞、六价铬、铜、镉、铅、石油类及粪大肠菌群等19项参数进行评价分析［5］。考虑到与历史资料的可比性和统一性，评价标准选用GB 3838—2002《地表水环境质量标准》，采用单因子评价法［6-7］对水质状况进行评价。

2.2 监测结果

单因子评价法是以各评价参数的统计值与各类水质标准值进行比较，确定单项水质类别，以评价结果中最差的单项结果代表断面水质状况［5］。劣于Ⅲ类的即定义为超标，总体上确定水质类别，定性的判断各阶段水质的变化情况。

按GB 3838—2002《地表水环境质量标准》，笔者选取的6个断面2006—2010年水质类别所占的比例变化见表1。

表1 所有断面2006—2010年水质类别所占比例Table 1 Proportion of water quality classification in all sections from 2006 to 2010

从表1可以看出，三峡水库蓄水前后，在不考虑大肠菌群的情况下，长江河段重庆主城区水质状况总体较好，水质变化起伏不大。所有断面的水质大多处于Ⅲ类，所占比例范围为30% ～91.7%。朱沱断面除2008年水质接近Ⅳ类外，其余各年水质均较好;铜罐驿断面Ⅲ类水质所占比例和Ⅳ类水质所占比例各年变化不大，2006年水质接近Ⅳ类，其他年份Ⅲ类水质呈缓慢上升趋势;寸滩断面污染较为严重，其中2006年和2008年水质较差，为Ⅳ类，但从整体来看，Ⅲ类水质所占的比例呈下降趋势，整体水质近年来有好转趋势;长寿断面Ⅲ类水质所占比例大致下降，Ⅳ类水质所占比例大致上升，2006年和2008年水质较差，呈Ⅳ类，整体水质趋于变差;北碚Ⅲ类水质所占比例呈上升趋势，Ⅳ类水质所占比例呈下降趋势，并且2007、2009、2010这3年全年水质为Ⅲ类，各年水质较好;临江门Ⅲ类水质所占比例上升，Ⅳ类水质所占比例趋于下降;水质变化的趋势较为平缓，各年的水质较好。

2.3 水环境变化分析

对比监测断面的水质观测资料，对长江和嘉陵江重庆主城区的水质变化趋势进行分析。参考的水质参数包括:溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)等6项，根据水质特征与水体的功能，分别对氧平衡指标、营养盐指标和重金属、悬浮物指标的分布特性进行讨论。

2.3.1 氧平衡指标分析

氧平衡指标主要讨论DO、CODMn和BOD5等3项。图2为2006—2010年6个断面的DO、CODMn和BOD5含量变化。

图2 2006—2010年氧平衡指标变化Fig.2 Variation of Oxygen balance index from 2006 to 2010

图2表明，三峡蓄水对氧平衡指标有一定的影响。2008年三峡工程172 m蓄水后，各项指标含量均有不同程度的下降，处于长江干流的监测断面尤为明显。这是由于蓄水后，水位升高，水深加大，水流速度变缓，进而致使水体的负氧能力略微下降，此外由于水位抬高、流速减慢，库尾泥沙随着运行年限的增长而呈累积性淤积，水体中泥沙吸附的有机污染物质随着泥沙沉降进入底泥，最终导致水体中CODMn和BOD5含量有所下降。

由于前面水质分析出污染较为严重的为寸滩断面，故而选取长江干流寸滩和铜罐驿数据作出含量变化图进行对比分析。从图3和图4可以看出:三峡库区长江干流BOD5和DO的变化幅度不大，BOD5小于2 mg/L，DO 大于7.5 mg/L，均属于Ⅰ类标准。水期对CODMn值的影响比较大，其值在丰水期的浓度明显高于枯水期和平水期的值，因为长江在丰、枯水时期，其中的悬浮物的含量相差比较悬殊，泥沙吸附的耗氧有机物质随水土流失进入长江水体，同时，两岸堆、淤积的各种废弃物也随雨水流进长江。

图3 长江干流寸滩2006—2010年含量变化Fig.3 Content variation of Cuntan in Yangtze River from 2006 to 2010

图4 长江干流铜罐驿2006—2010年含量变化Fig.4 Content variation of Tongguanyi in Yangtze River from 2006 to 2010

2.3.2 营养盐指标分析

营养盐指标选取NH3-N、TN和TP进行分析。从图5可以看出，蓄水前后，NH3-N含量在0.05～0.5 mg/L之间，属Ⅱ类水质，TN 背景含量较高，TN、TP的含量无明显变化;蓄水后 TP(浊样)的含量有所降低，这是由于水体中泥沙悬浮物的降低。

2.3.3 重金属与悬浮物分析

水体中重金属的迁移转化与泥沙的吸附作用有着密切的关系，泥沙对水体中污染物的迁移和转化具有较大影响，在水污染事件中起到污染物“源”和“汇”的重要作用［8］。以污染较为严重的长江干流寸滩断面镉(Cd)和悬浮物的观测值进行对比分析。图6显示出Cd含量与悬浮物含量呈现出较好的正相关关系。

图5 2006—2010年营养盐指标变化Fig.5 Variation of nutrient salt index from 2006 to 2010

图6 长江干流寸滩2006—2010年Cd和悬浮物含量变化Fig.6 Cd and SS content variation of Cuntan in Yangtze River from 2006 to 2010

2.4 主要污染物

6个断面的共同超标污染物为石油类、类大肠菌群类和重金属类(铅、镉)。以6个断面2010年年均值进行分析，如表2。石油类的Ⅲ类标准为小于等于0.05 mg/L，类大肠菌群的Ⅴ类标准为40 000个/L，重金属Pb和Cd的标准分别为0.05 mg/L和0.005 mg/L。从表2中可以看出，类大肠菌群的超标情况比较严重，这说明三峡库区重庆段江段除受以类大肠菌群为代表的生活污水和工业废水污染外，还受到来自工业和船舶等污染源的石油类和挥发酚的污染。

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3 结论与建议

3.1 结 论

1)三峡水库蓄水前后(2006—2010年)，在不考虑大肠菌群的情况下，重庆市主城区长江段Ⅲ类水质所占时段比例范围为30.0% ～91.7%，嘉陵江段Ⅲ类水质占70%以上。一些断面出现了不能作为饮用水源的Ⅳ类水质。

2)重庆主城区两江水质参数浓度整体上无显著的变化，这表明监测江段的总体水质情况在2006年至2010年基本保持稳定。

3)长江段污染较为严重的为寸滩断面，其次为长寿断面。这是因为寸滩位于重庆主城区，水环境问题受人为因素干扰较大;长寿化工基地是导致长寿断面所处的区域水质污染较为严重的原因。嘉陵江段北碚断面的污染程度大于临江门断面，这是由于选取的北碚断面所在的嘉陵江处于重庆市主城区。

4)从超标情况来看，大部分项目测值均未出现超标。由于大量未经有效处理的生活污水和工业废水排入库区，使库区水质受到一定污染，主要污染物质为为石油类、TP、CODMn、粪大肠菌群等。

3.2 建 议

1)加强污染源的控制。污染源头的控制是水质改善的基础，加强库区及上游地区污染源的监控治理是三峡库区水环境保护工作的关键。重视船舶污染、面源污染和上游入库背景污染的防治。

2)调整产业结构。加大调整库区产业结构力度，推行清洁生产，严格执行建设项目环境管理条例的规定。为有效保护库区水环境，国家出台了一系列相关水污染控制措施，重庆市也开展了电镀、碳酸锶、造纸等重点行业的专项整治，先后制定出台了《重庆市排放污染物许可证管理办法(试行)》、《重庆市排放污染物许可证工作实施方案》等一系统规范性文件，深化了环境监督管理工作。根据最新的中国环境状况公告，长江和嘉陵江水质总体良好，105个国控监测断面中，Ⅰ-Ⅲ类水质的断面比例为88.6%。相信随着控制措施的进一步落实，三峡库区的水质将继续得到保持。

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