蓬溪县主要地表水体水质现状及水质改善对策

秦无双，胡艳丽，肖 娟，肖 肖

(1.四川省遂宁市蓬溪县环境监测站，四川 蓬溪 629100；2.西华师范大学 环境科学与工程学院，四川 南充 637009)

1 引言

水资源作为城市发展中最为关键的资源和环境载体，关系到城市生存，制约城市发展，是影响城市的重要因素[1]。蓬溪县地处嘉陵江与涪江分水岭，水资源匮乏。海绵城市是我国新型城镇化和生态文明建设的重要组成部分[2]，随着《蓬溪县海绵城市专项规划》的提出，制定了包括水生态全面恢复、水环境显著改善、水资源适度利用、水安全充分保障、制度建设完备5个方面。芝溪河、荷叶溪均为涪江一级支流，是蓬溪县境内重要地表水流域。近年来，对遂宁市蓬溪县境内水体的研究虽有报道，但是主要集中在水体某一年度的静态评价或水质评价方法研究等方面[3，4]。鲜有关于蓬溪县地表水质量时空动态变化的相关报道。本文以芝溪河田家坝、涪山坝断面及荷叶溪铧头嘴断面水质实地监测数据为基础，分析近3年芝溪河及荷叶溪的水质变化，通过主成分分析法得出芝溪河及荷叶溪水质的主要影响因子，揭示其时空变化特征，从而掌握其水质变化趋势，为水质改善措施的制定提供科学参考。

2 研究地点及方法

2.1 样品采集与测试方法

芝溪河古名赤溪，又名蓬溪河，为涪江的一级支流，干流长74 km，含上游县外2.7 km，流域面积747 km2。芝溪河多年平均流量5.1 m3/s、径流总量1.6亿m3。荷叶溪为涪江左岸一级支流，源于吉星乡牛王村，干流长41 km，流域面积204 km2，流量为1.64 m3/s，冬春多为干河。两河流为蓬溪县主要地表水流域，根据河流污染源分布状况，选取芝溪河田家坝断面、涪山坝断面及荷叶溪铧头嘴断面(图1)，2017年5月至2019年12月逐月采样分析。每个断面均进行以下水质指标的测定：①物理指标：水温(T)；②化学指标：pH值、溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)；水温、溶解氧、pH值采用XR-620多参数水质仪现场测定，其余项目采集后4h内在实验室按照《水和废水监测分析方法》进行测定[5]。

图1 芝溪河与荷叶溪监测断面采样示意

2.2 数据分析与处理

采用SPSS 23.0进行单因素方差分析，比较差异的显著性；采用主成分分析法确定水体主要污染因子，探讨影响水质状况的主要因素。考虑到蓬溪县地表水污染特点，在计算水质综合污染指数时选择了蓬溪县地表水具有代表性的污染物，包括BOD5、NH3-N、CODMn、TP等。采用单因子评价法对芝溪河与荷叶溪水质现状进行评价，参照我国《地表水环境质量标准》( GB 3838-2002)将地表水划分为6类[6]，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类达标水质和Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ类超标水质。

3 结果与讨论

3.1 常规指标水质监测的季节变化趋势和分布情况

对每个监测点的常规指标进行单因素方差分析，结果表明田家坝断面DO在不同的季节具有显著性差异(P<0.05)，其余各监测指标在不同的季节差异不显著；涪山坝断面DO、CODMn、BOD5在不同的季节具有显著性差异(P<0.05)，NH3-N、TP差异不显著；铧头嘴断面均无显著性差异。涪山坝断面与其他两个断面DO的变化趋势不一致，其中涪山坝断面季节变化表现为逐渐升高，而田家坝断面和荷叶溪铧头嘴断面为先降后升；CODMn3个监测断面季节变化均表现为下降趋势，春季最高；其中田家坝断面分别是涪山坝断面、铧头嘴断面的1.19倍、1.62倍；BOD5变化趋势基本一致，有明显的季节变化，春季最高，秋季较低；NH3-N在田家坝断面、铧头嘴断面无明显的季节性变化，在涪山坝断面中春季最高，秋季最低，春季是秋季的2.98倍。TP的涪山坝断面季节变化大致表现为先降后升，其它2个断面表现为缓慢的下降趋势(图2a)。

DO年际变化基本表现为田家坝断面和涪山坝断面先降后升，而铧头嘴断面逐渐降低，涪山坝断面DO比田家坝断面、铧头嘴断面低；CODMn年际变化基本表现为田家坝断面和涪山坝断面先升后降，而铧头嘴断面逐渐降低；田家坝断面和铧头嘴断面BOD5年际变化为先降后升，涪山坝断面表现为先升后降的变化趋势；田家坝断面、铧头嘴断面NH3-N年际变化均呈现下降趋势，涪山坝断面于18年显著高于17年和19年；TP年际变化均表现为下降趋势，其中涪山坝断面高于田家坝断面和铧头嘴断面(图2b)。

图2 芝溪河与荷叶溪监测断面季度及年际变化差异

3.2 芝溪河与荷叶溪水质状况分析和评价

芝溪河田家坝断面2017年5～12月高锰酸盐指数均值为6.279 mg/L、BOD5均值为2.4 mg/L、氨氮均值为0.326 mg/L、总磷均值为0.292 mg/L，平均水质为Ⅳ类，超标污染物为高锰酸钾指数和总磷；2018年1～12月高锰酸盐指数均值为6.717 mg/L、BOD5均值为1.942 mg/L、氨氮均值为0.169 mg/L、总磷均值0.194 mg/L，平均水质为Ⅳ类，超标污染物为高锰酸钾指数。2019年1～12月高锰酸盐指数均值为5.658 mg/L、BOD5均值为2.308 mg/L、氨氮均值为0.202 mg/L、总磷均值0.129 mg/L，平均水质为Ⅲ类，水体达标。2017～2019年BOD5、氨氮、总磷均先降后有所回升，高锰酸盐指数先升后降；水质到2019年有所改善，满足Ⅲ类水质要求，水体达标。

芝溪河涪山坝断面2017年5～12月高锰酸盐指数均值为5.716 mg/L、BOD5均值为2.243 mg/L、氨氮均值为0.361 mg/L、总磷均值0.357 mg/L，平均水质为Ⅴ类，超标污染物为总磷；2018年1～12月高锰酸盐指数均值为6.5 mg/L、BOD5均值为3.033 mg/L、氨氮均值为0.695 mg/L、总磷均值0.315 mg/L，平均水质为Ⅴ类，超标污染物为CODMn、总磷。2019年1～12月高锰酸盐指数均值为5.767 mg/L、BOD5均值为2.683 mg/L、氨氮均值为0.364 mg/L、总磷均值0.255 mg/L，平均水质为Ⅳ类，超标污染物为总磷。与2018年相比，高锰酸盐指数下降11.28%，BOD5下降11.54%，氨氮下降47.63%，总磷下降19.05%，水质有所改善。

荷叶溪铧头嘴断面2017年5～12月高锰酸盐指数均值为4.692 mg/L、BOD5均值为2.550 mg/L、氨氮均值为0.223 mg/L、总磷均值0.177 mg/L，平均水质为Ⅲ类，水体达标；2018年1～12月高锰酸盐指数均值为3.825 mg/L、BOD5均值为1.792 mg/L、氨氮均值为0.122 mg/L、总磷均值0.102 mg/L，平均水质为Ⅱ类，水体达标。2019年1～12月高锰酸盐指数均值为4.392 mg/L、BOD5均值为2.108 mg/L、氨氮均值为0.168 mg/L、总磷均值0.114 mg/L，平均水质为Ⅲ类，水体达标。对比3年数据可知，2018年水质最优。对比3个监测断面可知，荷叶溪水质3年均达标，芝溪河水体除2019年芝溪河田家坝断面达标外，其余均不达标。

3.3 芝溪河与荷叶溪主要污染因子分析

目前主成分分析广泛应用于评价指标选择及环境质量评价中[7，8]，采用SPSS软件的Factor analysis功能进行Varimax直角旋转分析，结果如表1所示，抽取前2个特征值大于1的因子作为分析对象，旋转后第一个主成分为溶解氧，其特征根为3.408，它解释了总变异的56.804%，第二主成分特征值CODMn为1.151，解释了总变异的19.189%，2个因子的累积贡献率大于75%，这表明前2个主成分能够代表最初的7个监测指标来分析芝溪河及荷叶溪水质状况。因此，影响芝溪河及荷叶溪水质的2个主要因素为DO、CODMn。

4 讨论

根据芝溪河及荷叶溪近3年的监测指标的分析结果表明，各水质指标有明显的季节变化，且芝溪河与荷叶溪监测断面监测指标中CODMn、NH3-N、TP、BOD5变化趋势基本一致，DO变化趋势不一致；芝溪河与荷叶溪监测指标中部分水体不达标，这与舒丽等人对涪江流域遂宁段生态环境监测与水质污染评价的研究结果一致[9]。年际变化中，芝溪河除DO逐渐升高外，其他监测指标均表现为下降趋势。荷叶溪水质指标均表现为下降趋势，2017年最高。河流两侧均有数量较多的散居农户，其生活污水、生活垃圾、农业种植施用的化肥等污染地下水或随地表径流进入河流，从而影响到水环境质量[10]，经过一系列的综合治理措施，水质问题得到逐年改善。采用主成分分析表明，影响芝溪河、荷叶溪的水质的主要因子为DO、CODMn。

5 蓬溪县水质改善对策

水质型缺水将会给经济发展和人民生活带来严重的后果。近年来，遂宁市贯彻习近平总书记生态文明思想，全面推进水污染综合治理工作。对遂宁市大部分水域来说主要是要做好已污染水体的水污染综合治理工作，为此，提出如下对策、措施与建议，供有关决策部门参考。

(1)加强城乡污水治理，针对城镇污水，对文井镇、新星乡、赤城镇(附北)、罗戈乡、新会镇、大石镇、吉祥镇、明月镇等地建设污水处理厂及管网，并对来龙山、清源污水处理厂提标升级；同时启动农村生活污水治理千村示范工程和厕所革命，在新农村聚居点和扶贫移民安置点建设污水处理设施处理村民生活污水。

(2)对蓬溪县河道清淤，并通过海绵城市建设，综合解决县城污染问题；坚决遏制畜禽养殖污染，芝溪河流域家畜禽养殖场关停，对环境敏感区和信访密集区实施关停；加强农村垃圾和餐厨收集，全流域所有乡镇生活垃圾垃圾统一转运至遂宁垃圾发电厂处理，县城餐厨垃圾由食药监局统一收集处理。

(3)加强监督定量考核，制定《芝溪河流域水环境质量考核办法(试行)》，在芝溪河及支流16个乡镇设置18个监测断面，每季度对水质进行考核。启动芝溪河上堰屏风村民居改造工作，并结合海绵城市建设对芝溪河上游实施改造，通过建设海绵城市子项目—川江村湿地公园，实现污染源头控制。

(4)集中式饮用水水源地保护情况芝溪河流域有赤城湖、黑龙凼、三五水库3个集中式饮用水水源地，其中三五水库位于小潼河流域。科学调整和划定饮用水源保护区，开展了集中式饮用水水源地环境综合整治。清理整顿了饮用水源保护区范围内的餐饮企业和违规建筑，搬迁了饮用水源保护区范围内的畜禽养殖企业28家；取缔了肥水养殖和网箱养殖；开展了禁渔、禁泳、禁钓等的专项执法行动。