海河干流水质时空变化特征

巩元帅，梅鹏蔚

(天津市环境监测中心，天津 300191)

海河干流水质时空变化特征

巩元帅，梅鹏蔚

(天津市环境监测中心，天津 300191)

利用监测数据，对海河市区段和入海段水质类别进行了评价，分析水质时空变化特征，为海河干流水污染治理提供参考。结果表明，海河市区段总体为V类水，入海段总体为劣V类水。从水质变化趋势来看，海河干流水质有所好转，主要污染因子浓度下降，但入海段污染依然严重，治理入海段水污染问题是海河干流治理的关键所在。

海河干流；水质；时空变化

城市的社会经济系统依赖于城市河流所提供的各种功能，例如收纳功能、生态功能、景观与美化功能等，健康的城市水环境是城市可持续发展的重要保障[1]。但随着我国经济的不断发展，大量污染物排放到水体中，超过了河流、湖泊(水库)的自净能力，导致水环境受到污染，水质恶化。这不但对淡水资源的供给产生了很深的直接影响，而且对于农业、渔业生产及河流旁居民的健康状况带来了危害，也严重地制约着我国社会和经济持续健康发展[2]。《2012年中国环境状况公报》显示，在全国河流、重点湖泊的766个国控监测断面中，劣五类水质断面所占比例达到10.2%[3]。水环境污染不仅不利于城市的健康发展，而且对居民的生活和饮用水安全等产生极大的威胁。因此，解决水环境污染问题已成为实现城市可持续发展的关键。

海河是我国七大水系之一，作为天津市的“母亲河”，海河在推动天津经济、文化发展的同时，水环境也受到了严重污染。随着2013年“美丽天津一号工程”的实施，天津市开始对海河干流水质污染问题进行整治，改善海河干流整体生态环境。本文利用海河干流历史监测数据，对海河干流水质时空变化特征进行了分析，旨在为海河干流水污染治理提供参考。

1 区域概况与方法

1.1 研究区域概况

海河干流由北运河、子牙河、南运河与新开河等河流汇集而成，西起三岔河口，向东流经天津市区、东丽区、津南区，在滨海新区海河口汇入渤海湾。海河干流全长约72 km，水面平均宽度约为100 m，海河干流被津南区二道闸分为上游和下游，上游段约32 km，以居民区为主，水体为淡水，下游段分布着贸易加工区和港口，而且由于受海水潮汐的影响，含盐量较高，导致上下游水体环境有所不同。受沿线水利工程及降雨量的影响，海河干流流量较小，大部分时间里主要起着河道式水库的作用。

1.2 数据来源

研究分析采用的水质数据来源于2011—2015年期间海河干流各个监测点位的水质监测数据，监测点位分布如图1所示。水质类别评价方法为单因子评价法，所选用的水质类别评价指标为《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)表1中的pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷、铜、锌、氟化物、硒、砷、汞、镉、六价铬、铅、氰化物、挥发酚、石油类、硫化物及阴离子表面活性剂等21项指标。

图1 海河干流监测点位分布图Fig.1 The distribution of monitoring points in Haihe River

2 结果与分析

2.1 海河干流水质空间变化趋势

2.1.1 海河市区段水质状况

海河干流市区段2015年主要污染因子为化学需氧量、高锰酸盐指数、生化需氧量。化学需氧量年均值为33.6 mg/L，超过地表水Ⅳ类水质标准，高锰酸盐指数年均值为7.4 mg/L，达到地表水Ⅳ类水质标准，生化需氧量年均值为4.5 mg/L，到达地表水Ⅳ类水质标准，如图2、图3、图4所示。从监测点位超标个数来看，影

图2 化学需氧量浓度变化Fig.2 Change in the concentration of CODCr

图3 高锰酸盐指数浓度变化Fig.3 Change in the concentration of CODMn

图4 生化需氧量浓度变化Fig.4 Change in the concentration of BOD5

响海河干流市区段水质的主要污染因子为化学需氧量，点位污染程度为5#>4#>2#>1#>3#。

2.1.2 海河入海段水质状况

海河干流入海段2015年主要污染因子为化学需氧量、高锰酸盐指数、氨氮。化学需氧量年均值为63.2 mg/L，超过地表水Ⅴ类水质标准，高锰酸盐指数年均值为15.6 mg/L，超过地表水Ⅴ类水质标准，氨氮年均值为2.4 mg/L，超过地表水Ⅴ类水质标准，如图5、图6和图7所示。从监测点位超标个数来看，影响海河干流入海段水质的主要污染因子为化学需氧量，点位污染程度为6#>8#>9#>7#。

从水质类别比例来看，海河干流市区段只有3#为Ⅳ类水，总体上为Ⅴ类水质，处于中度污染水平，COD耗氧污染是海河干流上游段的主要污染问题；入海段点位均为劣Ⅴ类水质，处于重度污染水平，污染程度较高，除COD耗氧污染外，氨氮污染也不容忽视。这与张洪[4]等的研究结果基本一致，耗氧污染会严重影响到水中的溶氧平衡，使水体发黑发臭[5]。

图5 化学需氧量浓度变化Fig.5 Change in the concentration of CODCr

图6 高锰酸盐指数浓度变化Fig.6 Change in the concentration of CODMn

图7 氨氮浓度变化Fig.7 Change in the concentration of NH3-N

2.2 海河干流水质时间变化趋势

根据以往监测数据，对海河干流水质近五年的变化趋势进行了分析。由图8可知，2011—2012年，海河水质变差，2012年水质类别以劣Ⅴ类为主，从2013年起，海河干流劣Ⅴ类水质样点比例下降，水质得到改善，2014年劣Ⅴ类水质比例降为44.4%，2015年保持不变。与2012年相比，海河干流化学需氧量、高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮等主要污染因子浓度分别下降7.0%、11.1%、36.7%和39.8%，劣Ⅴ类点位主要位于海河下游段。

图8 海河水质变化Fig.8 Water quality changes of Haihe River

海河市区段水质由2012年劣Ⅴ类水质变为2015年Ⅴ类水质，与2012年相比，主要污染因子化学需氧量、高锰酸盐指数、生化需氧量年均浓度分别下降17.1%、19.6%、18.5%；海河入海段水质类别没有改变，但是主要污染因子化学需氧量、高锰酸盐指数、氨氮年均浓度分别下降0.6%、6.3%、28.2%。随着“美丽天津一号工程”的实施，天津市开展清水河道行动治理海河干流水污染，通过采取河道整治、堤岸绿化、生态补水、水系连通等措施来改善海河干流生态环境，海河干流水质逐年好转。[6]海河市区段水质改善明显，但海河下游段所面临的水污染问题依然比较严重，下游段分布着大面积农田和村庄，治理难度较大，生活污染源、畜禽养殖等农业污染源是造成海河水质污染的主要原因，也是以后海河干流水质污染治理中的重要任务。

3 结论

(1)与2012年相比，2015年海河干流水质总体上有所好转，化学需氧量、高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮等主要污染因子浓度下降；市区段水质总体为Ⅴ类，入海段水质依然为劣Ⅴ类。

(2)COD耗氧污染是海河干流的主要污染问题，入海段还存在着氨氮污染问题，解决耗氧污染和氨氮污染问题是海河干流水环境治理的关键。

[1] 宋钊. 城市河流水污染治理及修复技术[J]. 工业用水与废水, 2013, 44(4): 6- 8.

[2] 刘尚俭, 邱建, 安雅敏, 等. 河流生态修复浅议[J]. 环境影响评价, 201537(1): 82- 85.

[3] 环境保护部. 2012年中国环境状况公报[R]. 北京: 环境保护部, 2012.

[4] 张洪, 林超, 雷沛, 等. 海河流域河流耗氧污染变化趋势及氧亏分布研究[J]. 环境科学学报, 2015, 35(8): 2324- 2335.

[5] 程江, 吴阿娜, 车越, 等. 平原河网地区水体黑臭预测评价关键指标研究[J]. 中国给水排水, 2006, 22(9): 18- 22.

[6] 李培君. 海河天津津南段水质、污染情况及其原因分析[J]. 绿色科技, 2015(6): 213- 215.

Spatial-temporal Variation of the Water Quality in Main Stream of Haihe River

GONG Yuan-shuai，MEI Peng-wei

(Tianjin Environmental Monitoring Center, Tianjin 300191, China)

Based on the monitoring data, the water quality of the downtown section and the sea section of Haihe River were evaluated, and the characteristics of the spatial-temporal variation were analyzed, aimed to provide basic information for the control of the pollution of Haihe River. The results showed that the water quality of the downtown section was class V and the water quality of the sea section was higher than class V. According to the water quality trends, the water quality in the main stream of Haihe River was improved. The concentration of the main pollution factor decreased, but the pollution of the sea section was still severe. It is the key to control the pollution of the sea section for improving the water quality in the main stream of Haihe River.

Haihe River; main stream; water quality; spatial-temporal variation

2016-10-22

巩元帅(1991—)，男，山东泰安人，助理工程师，硕士，主要从事地表水环境监测工作，E-mail：657724679@qq.com

梅鹏蔚(1979—)，男，天津人，高级工程师，硕士，主要从事水环境管理工作，E-mail：meipengyu@163.com

10.14068/j.ceia.2017.01.020

X522

A

2095-6444(2017)01-0086-03