莱州湾小清河入海口水质变化及成因分析
2020-08-14李昶陈丽贵何造胜
李昶 陈丽贵 何造胜
摘要:小清河流域是莱州湾陆源污染物的重要来源之一。文章基于小清河入海口多年水质监测数据,总结了其近年水质指标改变情况,分析了在流域水环境综合治理背景下的水质变化规律,探讨了影响小清河入海口水质条件的主要因素。此外,基于小清河入海口水质季节性变化等情况提出了相应建议,从而为小清河进一步的水质治理研究提供参考。
关键词:小清河;莱州湾;水质变化
中图分类号:X832 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2020)11-0-02
DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.054
Analysis of water quality change and causes of Xiaoqing River estuary in Laizhou Bay
Li Chang1, Chen Ligui2, He Zaoshen2
(1.Ministry of Water Resources, Ministry of transport, Ministry of energy,Nanjing Institute of Water Resources, State Key Laboratory of Hydrology, Water Resources and Water Conservancy Engineering,Nanjing Jiangsu 210029,China;2.Shenzhen Guanghuiyuan Environmental Water Co.,Ltd.,Shenzhen Guangdong 518000,China)
Abstract:Xiaoqing River is an important source of land-based pollutants in Laizhou Bay. Based on the monitoring data, this paper summarizes the changes in water quality recently and analyzes the estuary water quality changes under the background of river basin management.In addition, corresponding suggestions are put forward for the seasonal water quality variation of the Xiaoqing River estuary,which has substantial reference value for further research on the water quality of the Xiaoqing River.
Key words:Xiaoqing River;Laizhou Bay;Water quality changes
渤海是我国唯一的半封闭型内海,其自然生态环境对环渤海地區的经济社会发展形成关键支撑。莱州湾是渤海三大海湾之一,面积约6967km2,位于山东半岛西北部,有黄河、小清河、潍河和虞河等众多河流汇入湾内。莱州湾是多种鱼虾栖息繁殖的场所,也是我国北方重要的海产品捕捞地。但随着沿岸经济的发展,注入莱州湾河流污染物的增加以及沿岸地区污水的排放对莱州湾的污染状况,特别是对河口及近岸区域水质带来的影响尤为突出[1]。
图1 小清河流域水系图
小清河于莱州湾西南岸入海(见图1),虽然小清河径流量仅为黄河的1/20左右,但其水体中COD、营养盐的浓度是黄河的10多倍[2],且是莱州湾高浓度无机氮的主要来源之一。
作为山东省重要内河,小清河连接着山东半岛蓝色经济区、黄河三角洲高效生态经济区和省会城市群经济圈,在山东省经济发展中占有重要地位,全长237km,流域面积约10572km2。省会济南位于小清河上游,重要工业城市淄博位于中游,石油城东营位于下游。有研究表明,携带大量有机物和营养盐的小清河入海径流使莱州湾水环境受到严重破坏,主要污染物包括石油类、化学需氧量(COD)、氨氮、总磷等,其中超标最严重的是氨氮,平均超地表水Ⅲ类标准3.7倍[3]。另外,根据2010-2017年《山东省海洋环境质量公报》显示,小清河汇入莱州湾部分连续8年出现劣于四类海水水质的情况,成为污染等级较高的海域。因此,分析莱州湾小清河入海口水质变化及其影响因素对于该区域水环境治理尤为关键。
1 小清河入海口水质分析
1.1 总体情况
基于山东省环境保护厅2010-2016年对小清河羊口站长期水质监测数据,按照《地表水环境质量标准》[4](见表1)对小清河入海口水质近年变化情况进行分析。结果表明(见图2、3):COD测值在2010-2014年部分月份为劣Ⅴ类水质,其余大部分时间满足Ⅴ类水质标准;总磷测值大部分满足Ⅴ类水质标准,主要在2015年之前部分月份超标;氨氮测值除了在2015年之前总体为劣Ⅴ类水质,之后开始持续满足Ⅴ类水质标准;全部石油类测值满足Ⅴ类水质标准,其中大部分满足Ⅳ类水质标准。
总体来看,按照地表水环境标准的评价指标,小清河入海口水质2010-2016年间各项水质参数除部分月份能够达到Ⅳ类水质标准以上(主要为2015年之后),主要为劣Ⅴ类-Ⅴ类水质。
1.2 年际变化
COD、氨氮、总磷在2015年之前出现劣Ⅴ类水质情形较多,该时期水质状况相对较差,污染较为严重。此外,从时间分布上来看,各项指标随时间推移整体呈下降趋势,表明这期间小清河水环境治理已见成效。不过,在2011年10月-2014年6月期间,石油类测值反而出现增长,这可能是2011年7月中海油渤海湾漏油事故导致,石油类污染物受潮流作用在莱州湾小清河河口形成富集。
1.3 年内变化
根据2010-2016年小清河入海口水质监测数据,各项指标呈现季节性特征:(1)氨氮、总磷、COD总体上在枯水期含量较高,汛期相对较低;(2)COD测值在枯水期接近Ⅴ类水质标准,汛期则在Ⅳ类水质标准上下,总磷测值变化规律相似;(3)氨氮尽管也呈现丰枯水期差异,但是总体低于Ⅳ类水质标准。
2 水质成因分析
小清河流域是我国典型的工业、农业及城镇化发展并存的综合区域。如前所述,小清河上游是以济南市为典型的城镇化地区、中游汇集大量工业排污企业、下游则为石油基地及寿光羊口盐场。因此,这种综合性区域所带来的工业及生活污水排放是造成小清河自20世纪90年代以来水质多项指标超标的主要原因。例如:小清河中游自石村至入海口为感潮河段,主要排污口有齐鲁乙烯化工排污口和八面河油田排污口,工业废水随径流水体进入小清河;此外,羊口港作为莱州湾重要渔港,来往船舶也是小清河入海口处的流动性污染源。综合来看,该感潮河段容纳了大量上游污染物,受海潮顶托,污染难以外排入海,在河道内滞留时间延长,进而发生生物化学反应,利于厌氧微生物的繁殖,使部分河段水质恶化,形成河流黑臭等现象。小清河入海口羊口水文站观测资料(见图4)显示,径流量季节性变化明显,枯水期低于20m3/s,汛期最大可以达到124m3/s,因此,小清河入海口各项水质参数变化情况会随径流量的季节性变化呈现相反规律。
此外,由于小清河从石村至入海口为感潮河段,莱州湾内水质也会对河口区域水质情况产生波动性影响,例如:石油泄漏、赤潮、台风等。
3 水环境治理工程的影响
3.1 河口污染及治理状况
如前所述,小清河中上游工业排污及生活废水是造成河口区域性水质污染的主要来源。根据2008-2010年《山东省海洋环境质量公报》显示,小清河汇入莱州湾的部分连续三年被评估为严重污染海域,成为渤海湾污染等级最高的海域之一。同时,水体污染对近海渔业资源也产生危害,据统计,1959-1998年莱州湾渔获量从258kg/h急剧减少至8.5kg/h[5],导致鱼虾种类减少、鱼仔数量逐年下降。自20世纪90年代起,山东省出台多项关于小清河流域污染治理的规划方案,重点从干流防洪除涝、治污等7个角度进行综合治理。自“十二五”之后,小清河污染问题进一步成为山东省水利厅、环境保护厅的关注重点,对小清河沿岸企业以往存在的偷排、治污设备不齐全等现象进行严加治理,从而使得近年水质开始得到明显改善。
3.2 水体治理后水质变化
营养盐指标氨氮和总磷是评价地表水是否满足水质标准及黑臭水体治理的重要参数。参考山东省环境保护厅2018年~2019年8月水質监测数据(见图5),可以看出,在小清河流域进行水环境综合治理后,近2年氨氮和总磷测值相比前5年有明显提升,甚至可以达到Ⅲ、Ⅳ类水质标准。氨氮和总磷含量总体呈现季节性变化,其中,氨氮含量除在枯水期和汛期个别月份(2018年5月、12月,2019年1月、5月)为Ⅴ类水质,其余月份满足Ⅲ-Ⅳ类水质标准;总磷含量则大部分时间为Ⅲ类水质,有时降为Ⅳ类水质(尤其是枯水期)。
4 结论
(1)小清河流域是我国典型的工业、农业及城镇化发展并存的综合区域,上游工业废水及生活污水排放是造成小清河水环境恶化的主要原因。其次,莱州湾内水质污染事件也会影响河口水质。(2)2015年以前,小清河入海口主要水质指标总体为劣Ⅴ类,之后经过各项水体治理方案的实施逐渐降为Ⅴ类;近年水质得到进一步改善,尤其是氨氮、总磷含量较2015年之前呈现明显下降,甚至可满足Ⅲ-Ⅳ类水质标准。枯水期由于径流小、污染物难以外排,水质相对汛期略差。(3)在流域上游污染源已基本得到控制的背景下,由于小清河入海口容易受到莱州湾内水质变化影响,因此,治理工作需要进一步巩固,特别是河口区需要加强应对海域水污染事件,统筹做好陆源、海洋水体的综合保护工作。
参考文献
[1]孙伟,张守本,杨建森,等.小清河口水环境质量评价及主要污染物入海通量研究[J].海洋环境科学,2017,36(3):366-371.
[2]赵鹏,江文胜,毛新燕,等.2000-2005年莱州湾盐度的变化及其主要影响因素[J].海洋与湖沼,2010,41(1):12-23.
[3]孙好芬,王安琪,郭玉超,等.小清河中下游水质初步调查[J].山东化工,2018,47(22):175-177.
[4]国家环境保护总局.GB 338-2002地表水环境质量标准[S].国家环境保护总局,2002.
[5]崔毅,马绍赛,李云平,等.莱州湾污染及其对渔业资源的影响[J].海洋水产研究,2003,24(1):35-41.
收稿日期:2020-09-25
基金项目:本文受国家重点研发计划课题“渤海入海污染物总量控制技术研究与应用”(2018YFC1407604)资助。
作者简介:李昶,男,汉族,研究方向为水力学及河流动力学。