天津市津南区洪泥河断面水质监测与分析

李培君，赵君彦，寇鸣琦

(天津市津南区环境监测中心，天津 300350)

1 引言

近年来，我国地表水监测工作续发展。国家和省市持续扩大地表水网监测断面监测，地表水考核断面采测分离，充分保证地表水监测数据真实准确。从硬件上不断丰富监测建设项目，加强地表水自动监测工作，在2018年实现国家地表水自动监测站联网。本文选取天津市津南区洪泥河某断面作为监测对象，通过考察水质手动监测、自动站监测和5年主要污染物变化情况，深入分析该河流断面水质，为进一步优化海河流域水质监测提出针对性的建议。

2 洪泥河情况

天津市津南区是天津市4个环城区之一，位于天津市东南部，海河下游南岸，素有天津“金三角”之称。津南区水资源丰富，主要由地表水、地下水、外调水、海河干流弃水构成。其中，市管河道3条，区管河道17条，镇管河道6条，有用水河道6条，排水河道7条。洪泥河流经津南区、滨海新区，是连接北大港水库与海河的重要河道，始于滨海新区万家码头村南，沿河流经八里台镇、咸水沽镇、海河教育园区、辛庄镇、双港镇，止于津南区生产圈村，全长26 km，两端分别于独流碱河和海河相连，将存蓄在北大港水库的黄河水流入海河，回供天津市区(图1)。

3 洪泥河断面水质手工监测结果

选取《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)基本项目[1]中的主要污染物作为监测项目，分别为：化学需氧量(缩写为“COD”)、高锰酸盐指数、氨氮、总磷。其中化学需氧量的检测方法为《水质 化学需氧量的测定 重铬酸钾法》(HJ828-2017)，高锰酸盐指数的检测方法为《水质 高锰酸盐指数的测定》(GB11892-1989)，氨氮的检测方法为《水质 氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ 535-2009)，总磷的检测方法为《水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法》(GB11893-1989)。研究数据包括2019年洪泥河断面各月份手工监测数据[2]。水质综合指数的计算方法[3～5]如下。

图1 天津市津南区水资源分布示意

水质综合指数计算公式：

(1)

式(1)中，Cn为监测浓度值；Co为监测浓度值对应的标准限值或水质目标。

洪泥河断面2019年各项污染物指标年均值均达到V类水体的要求，断面水质较2018年略有下降。从每月监测情况来看，污染物指标超标的月份有3个，4项污染物指标全部达标的月份有9个，达标率为75%(表1)。

表1 2019年洪泥河断面水质监测结果统计

由图2、3可知，洪泥河断面2019年四项污染物中浓度值出现超过V类标准限值情况的是化学需氧量、氨氮。其中，6～9月份洪泥河断面各污染物浓度明显高于其他月份，6月化学需氧量浓度明显高于其他月份，8月氨氮浓度明显高于其他月份。水质较差的月份为6月到9月间。

4 洪泥河断面水质自动监测结果

随着地表水自动监测技术发展，近年来各地陆续对监测点位安装水质自动监测设备，洪泥河自动监测点于2019年4月开始投入使用，每日实时监测断面水质情况，因为自动监测站不能检测化学需氧量，研究数据包括2019年4～12月高锰酸盐指数、氨氮和总磷3项指标[2]。通过每日监测情况，生成全年断面水质监测结果(图4～7)。

自动监测结果显示，洪泥河断面6～9月间水质较差其中高锰酸盐在8～9月高于其他月份，氨氮、总磷均在8月高于其他月份，这些均与手工监测结果相互印证，保证了手工监测与自动监测的同一性。

图2 洪泥河断面2019年水质变化趋势

图3 洪泥河断面2019年水质综合指数变化趋势图

图4 洪泥河断面2019年4～12月水自动站高锰酸盐变化趋势

图5 洪泥河断面2019年4～12月水自动站氨氮变化趋势

图6 洪泥河断面2019年4～12月水自动站总磷变化趋势

图7 2019年4～12月洪泥河断面水质自动监测情况

5 洪泥河断面水质5年变化情况

通过手工监测取得洪泥河断面2015～2019年化学需氧量、高锰酸盐指数、氨氮、总磷4项指标浓度[2]情况见表2。

表2 2015～2019年洪泥河断面水质监测结果统计

5年间各污染物浓度变化显著程度检验，污染趋势变化分析采用Daniel趋势检验，使用Spearman秩相关系数法[6，7]。采用Daniel趋势检验法，衡量污染趋势变化在统计上是否有显著性，即计算秩相关系数rs。用rs的绝对值与Spearman秩相关系数的临界值进行比较。rs的计算公式为：

(2)

式(2)中：n为时间周期数；di为变量xi、yi的差值;xi为x为浓度值(年均值)从小到大的排列顺序数;yi为年排列顺序数。

将秩相关系数rs的绝对值同Spearman秩相关系数统计表中的临界值Wp进行比较(表3)。

表3 秩相关系数rs的临界值Wp

当rs>Wp则表明变化趋势有显著意义：如果rs是负值，则表明在评价时段内评价项目呈下降趋势或好转趋势；如果rs是正值，则表明在评价时段内评价项目呈上升趋势或加重趋势；当rs≤Wp则表明变化趋势没有显著意义：说明在评价时段内评价项变化稳定或平稳。假定津南区污染趋势定量分析的单测检验显著性水平0.1，则各项污染物浓度趋势变化分析结果分列于表4。

表4 2015～2019年洪泥河断面项目变化趋势统计结果

由表4可见，洪泥河断面水质在2015～2019年间的浓度变化趋势有显著意义，4项污染物浓度均有明显下降趋势，说明5年间断面水质明显好转。

6 水质监测工作几点建议

随着国家对生态环境保护工作的重视，积极加强环境保护各类执法，开展清淤、梳理等治理工作，近年来水环境得到了较为明显的改善。但是也要清醒的认识到，还远未达到绿水青山的治理目标，各项任务仍任重道远。结合洪泥河水质监测结果，就水环境监测工作提出几点建议如下。

(1)应服务环保大局，科学落实全年监测任务。认真落实环境保护行政机构的工作要求，结合当地现状和发展布局，规划好全年的监测任务，从制度上保证监测的质量控制，促进水环境监测工作的顺利开展。在编制监测任务时，要充分考虑到国控、省控、市控的各项要求，既重视单项又考虑整体，用整体视野来考虑监测工作，确保监测服务于生态环境治理的大局。

(2)应抓住监测重点，合理谋划阶段监测方式。针对不同污染物对于季节或生产周期的变化，坚持以问题为导向，抓好监测重点和难点，开展有针对性的监测工作。在夏季对化学需氧量、高锰酸盐、氨氮和总磷等季节性偏高项目适当多频次进行监测，根据水域上游产业布局情况，掌握主要污染物成分和特点，高效开展重点监测，变被动监测为主动监测，常规监测为适应性监测，全面掌握监测水域的各项指标。

(3)应提升技术手段，多种手段确保数据准确。重点加强监测部门硬件设施建设，提高监测自动化水平，将人为因素对监测结果的影响降到最低。加强自动监测和手动监测的数据分析和共享，手动监测为自动监测准确性提供参考标准，自动监测为及时发现情况开展手动监测提供线索。加大监测人员的教育培训力度，开展多岗位锻炼，对于监测的知识既要专又要广，确保监测数据的准确，为开展环境治理工作提供可靠的基础依据。

(4)应强化教育引导，全面促进污染治理效能。通过多种载体和方式加强环境保护知识、法律法规的宣传教育，增强人民群众保护环境的意识，鼓励各类新闻媒体对水污染问题的追踪报道，充分调动社会各界参与水环境治理各项工作，在全社会形成“人人关心环保, 积极参与环保”的浓厚氛围。依靠人民的力量对环境污染进行监督，全面促进环境治理工作走向深入。