沁河（焦作段）化学需氧量和氨氮变化趋势分析

□张彦波 □姜小菁

（1河南省新乡水文水资源勘测局；2河南省水利勘测设计研究有限公司）

沁河（焦作段）化学需氧量和氨氮变化趋势分析

□张彦波1□姜小菁2

（1河南省新乡水文水资源勘测局；2河南省水利勘测设计研究有限公司）

文章以沁河（焦作段）2015年水质中化学需氧量和氨氮的变化为研究对象，揭示沁河水质污染现状及其变化趋势，结果表明化学需氧量和氨氮的浓度随季节变化而波动。沁河（焦作段）水中氨氮浓度满足Ⅳ类地表水标准，化学需氧量丰水期含量较低，但枯水期个别断面不能满足Ⅳ类地表水标准、可采取相应防治措施来改善沁河水质状况，针对性治理污染严重的地区和污染因子。

化学需氧量；氨氮；沁河

0 引言

沁河是黄河的一级支流，位于山西、河南两省境内，发源于山西沁源县的霍山，经郭道镇、沁源、阳城等县进入河南，在河南沁阳接纳丹河后转向正东，在武陟附近汇入黄河。沁河流域南部主要包括济源市和焦作市，在焦作市内，河道长约90 km，流域面积约1 135 km2［1］。焦作市常年平均气温14.30℃，多年平均降水量584.70 mm，平均年蒸发能力为2 006.30 mm［1］。

沁河在1948年前后，还是常流河。1953-1979年，沁河控制性水文站小董站的多年平均天然径流量为17.80亿m3，小董站1982年8月2日洪峰流量为4 130 m3/s［1］。沁河洪水由暴雨形成，多发生在每年7、8月间，汛期6-8月输沙量占年输沙量的多半，年际变化较大，年内分配不均匀。20世纪六七十年代以后，随着上游建闸挖渠引水灌溉，沿河地区工农业生产的发展，沁河在焦作境内经常断流，成为“季节河”。沁河流域水资源供需矛盾日益激化，枯水年份增多，下游地下水超采严重，地下水位不断下降，引起地表水水量下降［2］，流域水生态、水质保护存在一些问题［3］，局部河段污染影响了地下水的质量，区域水环境有待进一步改善。

因此，掌握沁河水质、污染状况等基本情况，为其水资源的开发利用、入黄断面的水质控制提供依据，以期保护沁河有限的水资源、改善黄河水质，为促进当地和黄河流域可持续发展提供技术支持。

1 样品采集和分析

2015年在沁河焦作段采集4个监测断面（孝敬、武陟王顺、武陟小董、武陟）的水样，每月监测1次，共12次，共48个（4× 12）监测样本。所有样本的采集及检验分析严格按照地表水环境质量标准（GB3838-2002）中的方法进行，检验结果切实可靠。化学需氧量的测定采用重铬酸钾法（GB11914-89），氨氮采用纳氏试剂比色法（GB7479-87），并采用excel软件进行趋势分析，表征研究区的水质状况。

2 结果和讨论

2.1 不同月份化学需氧量的变化特征

为更好了解浓度变化趋势，分析结果横坐标采用黄河流域的水文年，具体结果如下：

孝敬段水质监测断面：全年满足Ⅰ、Ⅱ类地表水标准（化学需氧量≤15 mg/L）的月份有2个，分别为6月和7月，占16.70%；满足Ⅲ类地表水标准（15 mg/L＜化学需氧量≤20 mg/ L之间）的月份有1个，为10月，占8.30%；满足Ⅳ类地表水标准（20 mg/L＜化学需氧量≤30 mg/L）的月份有8个，由低到高依次为1月＜9月＜11月＜8月＜2月＜5月＜12月＜4月，占66.70%；满足Ⅴ类地表水标准（30 mg/L＜化学需氧量≤40 mg/L之间）的月份有1个，为3月，占8.30%。

武陟王顺段水质监测断面：全年满足Ⅰ、Ⅱ类地表水标准（化学需氧量≤15 mg/L）的月份有2个，分别为6月和7月，占16.70%；满足Ⅳ类地表水标准（20 mg/L＜化学需氧量≤30 mg/ L）的月份有10个，由低到高依次为3月＜1月＜9月＜10月＜5月＜12月＜8月＜4月＜2月＜11月，占83.30%。

武陟小董段水质监测断面：全年满足Ⅰ、Ⅱ类地表水标准（化学需氧量≤15 mg/L）的月份有2个，分别为5月和7月，占16.70%；满足Ⅳ类地表水标准（20 mg/L＜化学需氧量≤30 mg/ L）的月份有10个，由低到高依次为1月＜6月＜9月＜12月＜2月＜10月＜4月＜11月＜3月＜8月，占83.30%。

武陟段水质监测断面：满足Ⅳ类地表水标准（20 mg/L＜化学需氧量≤30 mg/L）的月份有6个，由低到高依次为12月＜5月＜1月＜11月＜7月＜9月，占50%；满足Ⅴ类地表水标准（15 mg/ L＜化学需氧量≤20 mg/L之间）的月份有5个，8月＜4月＜10月＜6月＜2月，占41.70%。劣Ⅴ类地表水标准（40 mg/L≤化学需氧量）的月份有1个，为3月，占8.30%。

分析数据可以得知：5-10月份属于丰水期，化学需氧量含量较低；11-次年1月，气温低，加上流域水质对降雨的延迟现象作用，水中有机物的含量较低，水中化学需氧量质较低；而在2-4月，枯水期水量较少，加上雨季前期水质相应延迟作用，化学需氧量普遍较高。此外，除武陟王顺3月份以外，各断面浓度的相关较好。

2.2 不同月份氨氮的变化特征

孝敬段水质监测断面：满足Ⅱ类地表水标准（0.15 mg/L＜氨氮≤0.50 mg/L之间）的月份有6个，由低到高依次为7月＜10月＜8月＜9月＜1月＜6月，占50.00%；满足Ⅲ类地表水标准（0.50 mg/L＜氨氮≤1.00 mg/L）的月份有5个，由低到高依次为3月＜11月＜5月＜2月＜12月，占41.70%；满足Ⅳ类地表水标准（1.00 mg/L＜氨氮≤1.50 mg/L）的月份有1个，为4月，占8.30%。

武陟王顺段水质监测断面：全年满足Ⅰ类地表水标准（氨氮≤0.15 mg/L）的月份有2个，为10月和8月，占16.70%；满足Ⅱ类地表水标准（0.15 mg/L＜氨氮≤0.50 mg/L之间）的月份有6个，由低到高依次为9月＜7月＜2月＜1月＜6月＜5月，占50.00%；满足Ⅲ类地表水标准（0.50 mg/L＜氨氮≤1.00 mg/L）的月份有4个，由低到高依次为11月＜3月＜4月＜12月，占33.30%。

武陟小董段水质监测断面：全年满足Ⅰ类地表水标准（氨氮≤0.15 mg/L）的月份有1个，为10月，占8.30%；满足Ⅱ类地表水标准（0.15 mg/L＜氨氮≤0.50 mg/L之间）的月份有8个，由低到高依次为9月＜8月＜1月＜7月＜11月＜4月＜6月＜5月，占66.70%；满足Ⅲ类地表水标准（0.50 mg/L＜氨氮≤1.00 mg/L）的月份有3个，由低到高依次为3月＜12月＜2月，占25.0%。

武陟段水质监测断面：全年满足Ⅰ类地表水标准（氨氮≤0.15 mg/L）的月份有1个，为10月，占8.30%；满足Ⅱ类地表水标准（0.15 mg/L＜氨氮≤0.50 mg/L之间）的月份有7个，由低到高依次为9月＜6月＜8月＜7月＜12月＜11月＜1月，占58.30%；满足Ⅲ类地表水标准（0.50 mg/L＜氨氮≤1.00 mg/L）的月份有2个，由低到高依次为3月＜5月，占16.70%。满足Ⅳ类地表水标准（1.00 mg/L＜化学需氧量≤1.50 mg/L）的月份有2个，由低到高依次为2月＜4月，占16.70%。

全年中，在5-10月份的氨氮含量相对较低，11月开始各监测断面氨氮含量同步升高，之后又出现拐点，波动幅度较大，表现出了较好的相关性。

2.3 不同断面化学需氧量和氨氮的年均值变化特征

研究河段的上游到下游化学需氧量的年均值逐步增大。武陟监测断面化学需氧量的浓度最高，为Ⅴ类地表水，其余断面年均值为Ⅳ类地表水。氨氮浓度上游孝敬断面和下游武陟断面较高，年均值为Ⅲ类地表水，河段中游武陟王顺和小董断面氨氮浓度较低，年均值为Ⅱ类地表水。见图1。

图1 年均值变化图

4 结论

化学需氧量：孝敬水质监测断面的化学需氧量浓度，全年除了3月份以外，其余月份均达到水功能区划Ⅳ类水质目标。武陟王顺和武陟小董水质监测断面：全年全部达到水功能区划Ⅳ类水质目标。武陟水质监测断面：全年有6个月没有达到水功能区划Ⅳ类水质目标。各断面年均值除武陟监测断面以外，均满足Ⅳ类水质目标。化学需氧量的浓度随季节变化而波动。

氨氮：孝敬水质监测断面的氨氮浓度，除4月为Ⅳ类外，其余月份全部达到Ⅲ类地表水。武陟王顺和小董水质监测断面：氨氮含量较低，全年全部达到Ⅲ类，优于水功能区划Ⅳ类水质目标。武陟水质监测断面：除2月和4月为Ⅳ类外，其余月份全部达到Ⅲ类。各断面的氨氮年均值均满足Ⅲ类水质目标，监测河段氨氮含量较低。氨氮的浓度随季节变化而波动。

综上所述，沁河（焦作段）氨氮浓度均满足Ⅳ类地表水标准；化学需氧量丰水期含量较低，但枯水期个别断面不能满足Ⅳ类地表水标准。可采取相应防治措施来改善沁河水质状况，针对性治理污染严重的地区和污染因子。

［1］焦作黄河河务局，沁河志［M］.郑州:黄河水利出版社，2009:14.

［2］王翠榆，杨永辉，周丰等.沁河流域水体污染物时空分异特征及潜在污染源识别［J］.环境科学学报，2012（9）:2267-2278.

P332

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：1673-8853（2017）02-0040-02

2016-11-22

编辑：符 蕾

张彦波（1980-），男，工程师，长期从事水文测验、水质监测、水资源评价工作。