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额尔古纳河流域内蒙古段水环境污染特征

2018-02-03

环境与发展 2018年1期

魏丽娜 樊庆云 岳彩英

摘要:以额尔古纳河流域内蒙古段15个断面2003~2013年每个监测月监测数据为分析主体,全面深入分析了15个断面主要污染指标浓度沿程时空变化规律,结合污染源普查、环境统计数据,摸清了污染物主要来源,明确了额尔古纳河流域内蒙古段水环境污染特征。

关键词:水环境污染特征;额尔古纳河流域;内蒙古段

中图分类号:X824 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2018)01-0036-04

DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.021

Water environmental pollution in inner mongolia section of ergun river basin

Wei Li'na,Fan Qingyun,Yue Caiying

(Inner Mongolia Autonomous Region Environment Monitoring Center Station,Hohhot Inner Mongolia 010011,China)

Abstract: The monitoring data each month from 2003 to 2013 of 15 sections of EerguNa River Basin in Inner Mongolia section for the analysis subject, temporal and spatial variation regular of the main pollution indicators concentration of 15 sections along the way were analyzed comprehensively and deeply, combined with census of pollution sources and environmental statistics, the main source of pollutants were found out, water environment pollution characteristics of EerguNa River Basin in Inner Mongolia section were cleared.

Key Words: Characteristics of Water Environment Pollution;EerguNa River Basin; Inner Mongolia Section

额尔古纳河位于中国内蒙古自治区呼伦贝尔市和俄罗斯联邦外贝加尔边疆区之间,是中国与俄罗斯的跨界河流;河流右岸为内蒙古自治区东北部的呼伦贝尔市,左岸为俄罗斯的赤塔州[1-2]。额尔古纳河流域内蒙古境内含9个旗县区,其中包括1个区(海拉尔区),4个市(满洲里市、牙克石市、根河市、额尔古纳市),4个旗(鄂温克族自治旗、新巴尔虎左旗、新巴尔虎右旗、陈巴尔虎旗);流域内河网密布,水资源丰富,流域水系包括中俄两国界河额尔古纳河干流、海拉尔河、根河、得耳布尔河、激流河等1851条大小河流和呼伦湖、贝尔湖等多个湖泊[3-4],见图1[5]。呼伦湖以达兰鄂罗木河与额尔古纳河干流相连,近年来达兰鄂罗木河已断流,呼伦湖成为内陆湖,呼伦湖水系已不再向额尔古纳河注水,满洲里市、新巴尔虎右旗不会对额尔古纳河流域水体产生影响[6-7]。因此,额尔古纳河流域水体主要受额尔古纳河干流、海拉尔河、根河、得耳布尔河和激流河[8]等主要支流的水量、水质及流经的旗县区的影响。

跨界流域的水环境问题已成为影响国际关系和国民经济发展的重大问题[9],近年来,边境地区经济快速发展,城市化进程加快,流域工业、企业废水和城镇生活污水排放量逐年加大,農业化肥、农药的施用和规模化畜禽养殖废弃物排放[10],直接或间接地对额尔古纳河流域水体产生影响[11]。目前,国内针对额尔古纳河流域水环境污染来源的研究较少,仅有的成果也只是对部分河流监测结果的统计分析,不能满足国家层面的环境管理和环境外交的需求。所以,全面、深入研究额尔古纳河流域水体主要污染指标及其时空变化规律、变化趋势和主要污染物来源,确定水环境污染特征,对额尔古纳河流域水污染防治、中俄环境外交以及流域经济协调发展具有重要意义。

2014年,依托环境保护部专项《额尔古纳河污染原因分析》对额尔古纳河流域内蒙古段水环境污特征进行研究分析,为下一步实施河流污染整治及相关政策的制定奠定基础,也为中俄额尔古纳河跨界水体的监测和保护以及中俄技术谈判提供重要科学依据和技术支持。

1 研究区域概况

1.1 断面布设

依据《国家地表水环境质量监测网设置方案》中的断面布设原则及本次研究目的在额尔古纳流域干、支流上共布设了15个断面,见图2①。

额尔古纳河干流第一个监测断面嘠洛托位于新巴尔虎左旗、一级支流海拉尔河入额尔古纳河口下游,反映海拉尔河入额尔古纳河水质,监控新巴尔虎左旗;第二个监测断面黑山头位于陈巴尔虎旗、一级支流根河入额尔古纳河口上游,反映额尔古纳河收纳根河前水质,监控陈巴尔虎旗;第三个监测断面室韦位于额尔古纳市、一级支流得耳布尔河入额尔古纳河口下游、激流河入额尔古纳河口上游,反映根河、得耳布尔河汇入后、激流河汇入前的额尔古纳河水质,监控额尔古纳市;第四个监测断面伊木河位于额尔古纳市、激流河入额尔古纳河口下游,反映激流河汇入后额尔古纳河水质,监控额尔古纳市。

海拉尔河是额尔古纳河的一级支流,海拉尔河第一个监测断面八号牧场为对照断面,位于牙克石市,反映额尔古纳河流域水体背景值;第二个监测断面牙克石位于牙克石市、二级支流免渡河入海拉尔河口下游、伊敏河入海拉尔河口上游,反映免渡河汇入后、伊敏河汇入前的海拉尔河水质,监控牙克石市;第三个监测断面陶海位于海拉尔区与陈巴尔虎旗交界处、二级支流伊敏河入海拉尔河口下游、莫尔格勒河入海拉尔河口上游,反映伊敏河汇入后、莫尔格勒河汇入前的海拉尔河水质,监控海拉尔区与陈巴尔虎旗;第四个监测断面嵯岗为纳污后的削减断面,位于新巴尔虎左旗、莫尔格勒河入海拉尔河口下游、海拉尔河入额尔古纳河前的最后一个断面,监控新巴尔虎左旗。

根河是额尔古纳河的一级支流,流经根河市、额尔古纳市的大片区域,是两个市的重要纳污河流。根河上设置两个断面,第一个监测断面育良位于根河市与额尔古纳市交界处,主要监控根河市;第二个监测断面根河口内位于根河入额尔古纳河前,反映根河入额尔古纳河前水质,监控额尔古纳市。

得耳布尔河是额尔古纳河的一级支流,流经额尔古纳市人烟稀少的地区后汇入额尔古纳河,途中基本不收纳人为污水。苏沁断面位于得耳布尔河入额尔古纳河前,反映得耳布尔河入额尔古纳河前水质,监控额尔古纳市。

激流河是额尔古纳河的一级支流,流经根河市满归镇后进入森林无人区,最后汇入额尔古纳河。白鹿岛断面位于激流河入额尔古纳河前,反映激流河入额尔古纳河前水质,监控额尔古纳市。

免渡河是海拉尔河的二级支流,流经免渡河镇、牙克石市后汇入海拉尔河,大桥屯断面位于牙克石市上游,反映汇入海拉尔河前水质。

伊敏河是海拉尔河的二级支流,流经鄂温克旗的伊敏河镇、巴彦陶海镇和海拉尔区后汇入海拉尔河,五牧场断面位于鄂温克旗伊敏河镇下游,反映汇入海拉尔河前水质,监控鄂温克旗。

1.2 水文特征及采样时间

额尔古纳河流域河流结冰期为6个月,其中,封冻期12~3月可以采样监测,11月为结冰期、4月为化冰期不能采样监测;年内畅流期为5~10月,其中,5月为春汛期、6~9月为丰水期,10月为平水期,常年水位变幅为2~3m[12-13]。

每月 1~10 日采样监测,断流、水量过小或冰冻绝底等不具备采样条件的月份不监测。

1.3 监测指标及评价指标、标准、方法

监测《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中表1的基本指标23项(总氮除外),水质评价指标21项(水温、粪大肠菌群除外),评价标准执行Ⅲ类标准;评价方法执行国家环境监测总站制定的《地表水环境质量评价技术规范》(2011年,试行)。

1.4 研究方法

以额尔古纳河流域内蒙古段为研究对象,基于布设的15个断面2003~2013年每个监测月的监测数据,筛选出额尔古纳河流域的主要污染指标为化学需氧量、高锰酸盐指数、总磷和氨氮。采用国际上公认的权威统计分析软件SPSS[14-15]和Excel图表法,深入分析15个断面4项主要污染指标及其浓度沿程时空变化规律,结合2003~2013年额尔古纳河流域污染源普查、环境统计数据等方面相关资料,摸清污染物主要来源,明确水环境污染特征。

2 结果与分析

2.1 化学需氧量、高锰酸盐指数浓度变化规律分析

2.1.1 断面浓度沿程变化规律分析

2003~2013年15个监测断面化学需氧量、高锰酸盐指数浓度变化情况:除八号牧场、大桥屯、牙克石、根河口内断面外,其他断面均超标。额尔古纳河干流的第一个监测断面嘎洛托较一级支流海拉尔河入额尔古纳河的嵯岗断面浓度相近或有所降低,表明嘎洛托断面超标与海拉尔河的汇入有关;黑山头断面较嘎洛托断面浓度有所升高,与嵯岗断面浓度相近或有所升高;室韦断面与嘎洛托断面浓度相近,表明一级支流根河、得尔布尔河的汇入使从黑山头断面的来水恢复到上游嘎洛托断面浓度;伊木河断面较一级支流激流河入额尔古纳河的白鹿岛断面浓度有所升高,表明伊木河断面超标与激流河的汇入有关。一级支流海拉尔河的陶海断面水质差,来源于海拉尔区,嵯岗断面较陶海断面浓度降低;根河育良断面浓度超标,来源于根河市;得尔布尔河、激流河浓度超标,来源于额尔古纳市。二级支流伊敏河的五牧场断面浓度略超标,来源于鄂温克旗;莫尔格勒河在所有河流中浓度最高,来源于陈巴尔虎旗,由于水量较小,汇入后对海拉尔河水质无变差影响。见图3、4。

2.1.2 断面浓度年度变化规律分析

2003~2013年11年各监测断面化学需氧量、高锰酸盐指数浓度均值年度变化情况:2003~2005、2011~2013年浓度较高且均超标;2006~2010年浓度有所降低,有1~2个年度超标,2008年达到11年中浓度最低值。超标显著的年份中,陶海、呼和诺尔下、苏沁、白鹿岛、伊木河、嵯岗、黑山头断面浓度贡献量大。见图5、6。

2.1.3 断面浓度月份变化规律分析

2003~2013年12個月各监测断面化学需氧量、高锰酸盐指数浓度均值月份变化情况:1~4月浓度持平且较低;5月浓度明显升高,达到一年中最大值,水质为一年中最差;6~12月浓度基本呈下降趋势,6~8月浓度较高,9~12月浓度持平且较低。

2.2 总磷、氨氮浓度变化规律分析

2.2.1 断面浓度沿程变化规律分析

2003~2013年15个监测断面总磷、氨氮浓度变化情况:陶海断面超标,来源于海拉尔区;其他断面全部达标,大部分断面浓度较低。二级支流免渡河、伊敏河、莫尔格勒河汇入海拉尔河,一级支流海拉尔河、根河、得耳布尔河、激流河汇入额尔古纳河对水质均无变差影响。见图9、10。

2.2.2 断面浓度年度变化规律分析

2003~2013年11年各监测断面总磷、氨氮浓度均值年度变化情况:除2003年总磷浓度超标外,其他年份总磷、氨氮均达标。浓度基本呈下降趋势,2007年后浓度基本持平,小范围波动。陶海、五牧场、嵯岗、黑山头断面污染浓度贡献量大。见图11、12。

2.2.3 断面浓度月份变化规律分析

2003~2013年12个月各监测断面总磷、氨氮浓度均值月份变化情况:12个月均达标。总磷较高浓度出现在1、3、5月,氨氮较高浓度出现在1~4月;其他月份浓度基本持平,小范围波动。见图13、14。

2.3 污染物来源分析

通过对2003~2013年额尔古纳河流域内蒙古段污染源普查、环境统计等结果的统计、分析:额尔古纳河流域污染源按污染贡献量大小排序依次为污染物排放源、面源和污染物本底;其中,一部分进入河流,另一部分被土壤、植物吸收和转化。额尔古纳河流域化学需氧量按污染受纳量大小排序依次为土壤、植物吸收和转化量、面源、污染物本底、污染物入河量;氨氮按污染受纳量大小排序依次为污染物入河量、土壤、植物吸收和转化量、面源、污染物本底。额尔古纳河流域化学需氧量排放源主要为农业源(畜禽部分),排放量占流域排放总量的94.4%,生活源占3.4%,工业源占2.2%;氨氮排放源主要为农业源(畜禽部分),排放量占流域排放总量的61.5%,生活源占36.3%,工业源占2.2%。尽管农业源为额尔古纳河流域的主要排放源,但农业源大都分散在广大的农区和牧区,其排放大多滞留在产生地附近的土壤中,被土壤、植物吸收和转化,只有在汛期才会部分进入水体,因此其入河量有限。就对河流污染而言,农业源影响小于生活源和工业源,生活源高于工业源。额尔古纳河受汇入的一级支流污染影响程度依次减小:海拉尔河、根河、得尔布尔河、激流河。

为进一步分析污染物来源,将“陈巴尔虎旗、海拉尔区、鄂温克旗、牙克石市”及“海拉尔河、莫尔格勒河、伊敏河、免渡河”归为“中南部”,“新巴尔虎左旗、满洲里市、新巴尔虎右旗”归为“西部”,“额尔古纳市、根河市”及“根河、得尔布尔河、激流河”归为“北部”。

从污染物排放的空间分布情况看,中南部是呼伦贝尔市人口、工业的集中区域,化学需氧量和氨氮排放量远大于西部和北部地区,分别约占流域排放总量的80%和65%以上。海拉尔河沿岸为流域的污染物排放的重点地区,是额尔古纳河污染防治的重点控制区。海拉尔河流经的主要区域为牙克石市、鄂温克旗、海拉尔区和陈巴尔虎旗,污染贡献量依次为:海拉尔区、牙克石市、鄂温克旗、陈巴尔虎旗。西部地区人口少、工业和农业欠发达,主要污染物排放量也相应较小,化学需氧量排放量仅占流域排放总量的4%以下,氨氮排放量最高占流域排放总量的12%。北部地区的额尔古纳市的煤炭开采、种植业和养殖业较为发达,人口相对分散,主要污染物排放相对较高;根河市地处大兴安岭腹地,以森林资源开发业为主要经济来源,人口在市区和乡镇集中,小型村屯较少,主要污染物排放较少且呈点状分布。

3 结论

(1) 额尔古纳河流域的主要污染指标为化学需氧量、高锰酸盐指数、总磷和氨氮。

(2) 额尔古纳河干流的化学需氧量、高锰酸盐指数超标与主要一级支流的汇入有关,海拉尔区、鄂温克旗、陈巴尔虎旗、根河市、额尔古纳市对额尔古纳河流域的化学需氧量、高锰酸盐指数超标有较大贡献量。2003~2005、2011~2013年化学需氧量、高锰酸盐指数浓度较高且均超标,2006~2010年浓度有所降低。春汛期及丰水期化学需氧量、高锰酸盐指数浓度高且超标严重。

(3) 额尔古纳河流域的总磷、氨氮超标明显轻于化学需氧量、高锰酸盐指数超标。一、二级支流汇入额尔古纳河流域对总磷、氨氮均无变差影响。海拉尔区、陈巴尔虎旗对额尔古纳河流域的总磷、氨氮有贡献量。除2003年总磷浓度超标外,其他年份总磷、氨氮均达标。冰封期及春汛期总磷、氨氮浓度高且超标严重。

(4) 额尔古纳河流域化学需氧量按污染受纳量大小排序依次为土壤、植物吸收和转化量、面源、污染物本底、污染物入河量;氨氮按污染受纳量大小排序依次为污染物入河量、土壤、植物吸收和转化量、面源、污染物本底。就对河流污染而言,农业源影响小于生活源和工业源,生活源高于工业源。额尔古纳河受汇入的一级支流污染影响程度依次减小:海拉尔河、根河、得尔布尔河、激流河。

(5) 海拉尔河沿岸为流域的污染物排放的重点地区,是额尔古纳河污染防治的重点控制区。海拉尔河流经主要区域的污染贡献量依次为:海拉尔区、牙克石市、鄂温克旗、陈巴尔虎旗。西部主要污染物排放量也相应较小。北部地区的额尔古纳市主要污染物排放相对较高;根河市主要污染物排放较少且呈点状分布。

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收稿日期:2017-11-30

基金项目:环境保护部专项:国家环境监测与信息

作者简介:魏丽娜(1984-),女,环境工程专业硕士研究生,工程师,研究方向为环境质量综合分析。