佛山水道污染变化趋势及成因分析

郭志强，丘冬琳

（广东省水文局佛山水文分局，广东佛山528000）

佛山水道污染变化趋势及成因分析

郭志强，丘冬琳

（广东省水文局佛山水文分局，广东佛山528000）

采用年际变化过程线及Spearman秩相关系数检验法对佛山水道污染趋势进行分析。结果显示，河段中游文沙桥段水质变化呈明显好转趋势，下游广佛交界沙尾桥附近平洲段的年际水质变化趋势不明显，但2008年后氨氮有下降的趋势。结合近年来佛山市政府开展的汾江河流域治理工程分析可知，佛山水道污染变化与产业结构调整及转移和河道水环境治理有较大关系。

河道；污染趋势；治理

佛山水道西起潭洲水道沙口，流经佛山市禅城区、南海区、广州3地，到沙尾桥与平洲水道汇合后流入珠江，全长约25.5 km。

佛山水道也叫汾江河，是佛山人民的母亲河，水道具有城市景观、泄洪排涝、灌溉和航运等多种功能。20世纪70年代末期，汾江河首次出现了比较严重的污染，随着改革开放后经济的迅速发展，人口增加，工业废水与生活污水排放不断增加，导致河水水质变差，水体变得发黑发臭，大部分河段丧失了基本的景观和灌溉功能。近年来，随着佛山市政府多轮铁腕治污措施的实施，佛山水道的水质虽然还不能令人满意，但已有很大改善。

本文根据水文部门近十多年来在佛山水道监测的水质资料进行污染趋势评价分析，结果显示，位于中山公园附近的文沙桥断面水质呈现明显好转趋势，下游广佛交界断面沙尾桥附近水质变化趋势不明显。

1 监测断面分布及水质监测情况

佛山水道污染源类型包括生活污水以及陶瓷、造纸、印染、金属加工等不同行业废水，根据已掌握的水质资料，结合产业分布，选择趋势评价的项目包括氨氮、高锰酸盐指数、溶解氧、总磷、硫酸盐、氟化物、砷、铁、锰、锌、镉等。

水文部门于2000年在佛山水道设置水质监测断面文沙桥，2002年在下游沙尾大桥上游附近设置了水质监测断面平洲，断面位置如图1所示。监测频次每年4～12次，覆盖全年不同的水期；监测项目包括有机污染、重金属及毒性指标等20多项。

图1 佛山水道位置示意

2 水质类别评价分析

在进行污染趋势评价分析之前，对各污染物的水质类别进行初步评价，以全面了解佛山水道主要的污染因子。评价方法以文沙桥、平洲的历史水质资料年均值为断面代表值，以《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）标准限值为评价标准，对单项指标分别进行水质类别评价。结果显示，文沙桥和平洲断面近十多年的平均水质状况，重金属铜、铅、镉及毒性物质砷都处于Ⅰ类水，氨氮和溶解氧水质类别多数年平均值处于Ⅳ～劣Ⅴ类，高锰酸盐指数水质类别处于Ⅱ～Ⅳ类，总磷多数处于Ⅲ～Ⅴ类，其他项目对水体总体水质类别影响不大。由此可知，佛山水道主要污染因子是氨氮、溶解氧、总磷、高锰酸盐指数。有些金属类指标如铁、锰、锌、镉、铅等，虽然不是主导水质总体类别的因子，但多年的变化趋势也反映了水体污染类型的改变，即产业转型升级、搬迁、污染治理等变化。

3 水质变化趋势分析

3.1 年际变化过程线图趋势分析

水质变化趋势分析评价最简单的方法就是绘制年际变化过程线图，如果趋势变化非常明显，此方法比较直观易懂，所有图中图例里，如“×10”代表原值的10倍。

3.1.1 文沙桥断面

文沙桥断面溶解氧与总磷年际变化过程如图2所示，氨氮与高锰酸盐指数年际变化过程如图3所示，氟化物与硫酸盐年平均变化如图4所示。

图2 文沙桥溶解氧与总磷年际变化过程

图3 文沙桥氨氮与高锰酸盐指数年际变化过程

图4 文沙桥氟化物与硫酸盐年平均变化

从图2～4可以看出，文沙桥溶解氧变化趋势比较明显，整体呈显著增大的趋势；总磷浓度则在2003年以后趋于平缓，无明显增大或减小趋势；高锰酸盐指数整体呈缓慢下降趋势；氨氮、氟化物与硫酸盐均于2008年后呈明显下降趋势。水中溶解氧浓度上升以及高锰酸盐指数、氨氮、硫酸盐等呈下降趋势，说明水质逐渐好转。

参与分析的文沙桥断面重金属项目包括砷、硒、铅、镉等项目变化趋势不明显，铁、锰、铜、锌整体呈减小趋势。

3.1.2 平洲断面

平洲断面溶解氧与总磷年际变化过程如图5所示，氨氮与高猛酸盐指数年际变化过程如图6所示，氟化物与硫酸盐年际变化过程如表7所示。

图6 平洲氨氮与高锰酸盐指数年际变化过程

图7 平洲氟化物与硫酸盐年际变化过程

从图5～7可以看出，平洲溶解氧变化自2008年以来，有上升的趋势；总磷则在2006-2011年间有下降趋势，2011年后又逐渐回升；氨氮于2008年后呈缓慢下降趋势；高锰酸盐指数变化较为平缓，2010年后有缓慢下降的趋势；氟化物与硫酸盐在2011年后呈明显下降趋势。说明平洲段年际水质变化不明显，比较稳定。

平洲段参与分析的重金属项目变化比较稳定。

3.2 Spearman秩相关系数趋势分析

为了更进一步说明水体水质变化趋势在统计上有无显著性，采用Spearman秩相关系数进行趋势分析。

时间周期年份A1…AN，和其相应的值C（即水质年均值B1…BN），从小到大排列好，统计检验用的秩相关系数按下列公式计算

式中，di为变量Ci与Ai的差值，Ci为年份I到N按水质项目数值从小到大排列的序号，Ai为按时间排列的序号。

秩相关系数rs的临界值Wp如表1所示。将秩相关系数rs的绝对值同表1中的临界值Wp进行比较，两种情况如下表述。

表1 秩相关系数rs的临界值Wp

（1）若rs＞Wp，说明变化趋势具显著意义。若rs为负值，说明在评价时段内水质项目值呈下降趋势；若rs为正值，说明在评价时段内水质项目值呈上升趋势。

（2）若rs≤Wp，说明变化趋势不具显著意义，在评价时段内水质项目值趋于平稳。

计算文沙桥、平洲断面2000—2016年、2002—2016年主要水质指标的年均值秩相关系数，其计算结果如表2所示，并将表2中系数值rs与表1对应周期N即17和15的临界值进行比较。

由表2可知：文沙桥断面的溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、硫酸盐、氟化物、锌、铁、锰、铜的秩相关系数绝对值均大于显著水平0.05（单侧检验）、周期N=17的临界值（0.412），其中，除溶解氧rs是正值外，其余项目rs是负值，根据Spearman秩相关系数检验法可知，在2000—2016年间，高锰酸盐指数、氨氮、硫酸盐、氟化物、锌、铁、锰、铜呈下降趋势，溶解氧则呈上升趋势。而砷、铅、镉和总磷因秩相关系数绝对值小于显著水平0.05（单侧检验）、周期N=17的临界值，说明砷、铅、镉和总磷在2000—2016年期间变化稳定。

表2 秩相关系数rs成果表（文沙桥周期N=17、平洲周期N=15）

而平洲断面的溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、硫酸盐、砷、锌、铅、镉、铁、锰、铜的秩相关系数绝对值均小于显著水平0.05（单侧检验）、周期N=15的临界值（0.440），说明在评价时段内，平洲断面绝大部分的水质项目值变化稳定，无明显上升或下降的趋势，只有氟化物有显著下降的趋势。

4 成因分析

通过水质污染趋势分析可以看出，文沙桥水质变化趋势有明显好转的趋势；平洲断面的变化趋势不明显，但2008年以后氨氮有下降的趋势。结合佛山市政府开展的汾江河整治工作进行分析，佛山水道水质的变化主要有以下几个影响因素。

（1）产业结构调整及转移。2008—2010年，根据整治方案，佛山水道汾江河流域共计划搬迁关闭企业36家。水质评价及趋势分析显示，在2008—2009年后，文沙桥与平洲断面整体污染物浓度呈下降趋势，文沙桥断面尤为明显，说明产业的结构调整及转移极大地降低了排入佛山水道污染物总量。

（2）污水处理厂及配套管网设施建设。佛山水道汾江河流域禅城段在2008—2009年间完成建设污水处理厂项目12项，使排入河道中的生活污水和工业废水的氨氮、总磷大大减少。

（3）底泥疏浚、引水工程。2009—2011年完成了佛山水道环境疏浚及底泥处置工程，同时还进行了底泥疏浚工作和引水工程建设，稀释了原河道河水，减少了水体中溶解氧的消耗，使得河道中污染物浓度降低，进一步改善了水质。

［1］吕爱琴.佛山市供水水源地水质趋势分析［J］.广东水利水电,2001（5）:32,21.

［2］曾超.佛山汾江河综合整治工程后评价研究［D］.武汉:华中科技大学,2012.

【责任编辑：任小平 renxp90@163.com】

The trend and causeanalysis of the pollution of Foshan water way

GUO Zhi-qiang,QIU Dong-lin
（Foshan Branch of Hydrology Bureau of Guangdong Province,Foshan 528000,China）

In this paper,the annual change hydrograph and the Spearman’s Rank correlation coefficient testare adopted foranalyzing the pollution trend in Foshan water way.The resultshows that the trend of thewaterquality ofWensha Bridge at themidstream of the Foshan water way is obviously improved,while Pingzhou,near Shawei Bridge downstream,which is at the Guangfo junction,is less evident.However,therewas a downward trend of ammonia nitrogen after 2008.Considering the project of Fenjiang River watershed management carried out by the Foshan government recently,it comes to a conclusion that both the industrial structural adjustment and transferand the river regulation have great influenceson the variation ofpollution in the Foshanwaterway.

river;pollution trend;management

X522

A

2017-03-10

郭志强（1963-），男，广东江门人，广东省水文局佛山水文分局工程师。

1008-0171（2017）04-0043-04