沱江上游（德阳段）磷污染特征及影响因素分析

秦延文，马迎群

（中国环境科学研究院 水环境管理研究室，北京 100012）

2016 年以来总磷成为长江流域主要超标因子，其中长江上游流域岷江、沱江等一级支流磷污染最为突出［1］，2016年沱江总磷平均质量浓度为0.274 mg/L，在长江一级支流中最高，磷污染十分突出［2］。

沱江流域发源于川西北九顶山南麓，流经四川省德阳市、成都市、资阳市、内江市、自贡市，至泸州市汇入长江，共有大小支流60 余条，其中沱江上游支流有绵远河、石亭江、鸭子河（湔江）、青白江、毗河等［3］。沱江流域上游是四川省重要的重工业区和矿产区，为全国重要的磷化工基地，清平-金河一带磷矿资源十分丰富，以绵远河和石亭江上游分布最为广泛，受此影响，沱江上游水体磷污染较为突出［4］。

已有研究针对沱江流域磷污染特征、污染负荷、污染成因及控制对策等进行了报道，但大部分多关注于全沱江流域，而对于沱江流域磷污染最为突出的上游流域报道不多。本研究针对沱江上游流域受磷矿、磷化工影响最为严重的德阳地区，以沱江上游重点支流绵远河、石亭江、鸭子河为研究区域，通过现场调研，分析沱江上游水体磷污染特征，并对磷污染成因进行初步分析，为沱江流域磷精细化治污提供基础数据支撑。

1 材料与方法

1.1 样品采集与分析

1.1.1 样品采集

现场采样时，利用采水器采集表层水样，取50 mL 经0.45 μm 滤膜过滤后加入氯仿1 ～2 滴，于50 mL干净的塑料瓶中冷藏保存，用于测定水体中的PO43--P（活性磷酸盐）、TDP（溶解性总磷）含量，其余水样则储存于500 mL 塑料瓶中冷藏保存，用于测定其中的TP（总磷）含量。

1.1.2 分析测试方法

水体中PO43--P、TDP、TP均根据《水和废水监测分析方法（第四版）》中有关要求，采用钼锑抗比色法进行测定。溶解性总有机磷（DOP）含量由溶解性总磷（TDP）含量减去水体磷酸盐（PO43--P）含量算得；颗粒态总磷（TPP）含量由总磷（TP）含量减去溶解态总磷（TDP）含量算得。实验中测得的所有数据均是以P计。

1.2 采样点分布

综合考虑背景断面、主要污染源（磷矿开采企业、化工企业等）附近断面、下游入沱江断面等因素，于2019 年11 月针对沱江上游德阳市境内重点支流（绵远河、石亭江和鸭子河）进行了现场调查和取样工作，共计设置15 个监测断面，其中绵远河6 个、石亭江5 个、鸭子河4 个，梓桐村断面位于北河（绵远河），为三江汇流后断面。各点位具体信息见表1，具体点位分布见图1。

表1 沱江上游（德阳段）主要支流野外调研点位信息

图1 沱江上游（德阳段）主要支流野外调研点位分布

2 结果与分析

2.1 各形态磷含量与空间分布特征

3条河流各形态磷含量及空间分布如图2、图3所示。可以看出，3条河流各形态磷表现为不同的空间变化趋势。

绵远河各形态磷含量总体表现为自上游背景断面向下游逐渐增加的趋势。其中PO43--P 含量在两河口电站断面至绵远河大桥断面河段处于较低水平，至黄许镇断面显著增加，到八角下断面增至最高值；TPP含量表现为先增加后降低的趋势，其中两河口电站断面ρ（TPP）为0.030 mg/L，至黄许镇断面时增至最大值0.141 mg/L，到下游八角下断面时ρ（TPP）下降至0.072 mg/L；DOP含量沿程变化趋势不明显。

石亭江各形态磷含量沿程变化趋势不明显。PO43--P含量以石亭江背景断面最低，最高值出现在穿心店断面，其次为双江桥断面和石亭江1号桥下断面；DOP含量最高值出现在石亭江1号桥下断面，双江桥断面DOP含量最低；TPP含量以双江桥断面最高，其次为背景断面，中间河段较低。

鸭子河各形态磷含量表现为自上游向下游逐渐增加的趋势，其中PO43--P含量和TPP含量在和兴大桥断面达到最高值，DOP含量在航天大桥断面达到最高值。

图2 沱江上游（德阳段）主要支流PO43--P、DOP、TPP含量空间分布特征

图3 沱江上游（德阳段）主要支流TDP、TP含量空间分布特征

各河流断面TDP 和TP 含量空间表现相似。总体来看，3条河流背景断面TDP和TP含量最低，说明3条河流背景断面受人类活动影响程度较低，其他断面受人类活动影响，TDP和TPP含量有不同程度的增加。从平均含量来看，绵远河、石亭江和鸭子河ρ（TP）平均分别为0.176 mg/L、0.243 mg/L 和0.112 mg/L，石亭江水体总磷含量最高。与地表水环境质量标准GB 3838—2002 相比，3 条河流中，绵远河黄许镇和八角下断面，石亭江穿心店断面、石亭江1号桥下断面和双江桥断面水体总磷含量超过III类标准限值（0.2 mg/L），其中石亭江1号桥下断面和双江桥断面水体总磷超过IV 类标准限值，呈现V类水质。

2.2 各形态磷占比特征

图4 沱江上游（德阳段）主要支流各形态磷占比特征

沱江上游（德阳段）3 条支流各形态磷含量占比如图4 所示。总体来看，绵远河水体总磷以TPP占比最高，平均占比达46.73%，其次为PO43--P，占比达到29.27%，DOP 占比最低，为23.95%；石亭江水体总磷以PO43--P 占比最大，为43.36%，其次为TPP，占比为33.75%，DOP 占比最低，为22.89%；鸭子河水体总磷同样以PO43--P 占比最高，达到46.69%，其次为DOP，占比为32.55%，TPP占比最低，仅为20.76%。

3 讨论

沱江流域作为我国重要的磷矿产地，磷矿开采企业多分布于沱江上游绵远河和石亭江流域，如绵远河上游的清平磷矿、天池磷矿以及石亭江上游的金河磷矿等，其磷矿产量占四川省产量的95%以上［5］，几十年的开采利用导致该地区环境问题日益严重［6］。同时，绵远河、石亭江中游沿岸聚集着大量磷化工企业，磷石膏多沿河堆积，由于很多老的磷石膏堆场未采取防渗、渗滤液收集等措施，在降雨影响下污染物易随降雨汇入沱江，造成沱江流域磷污染［7］。近年来，四川省针对沱江总磷超标问题，组织实施了沱江流域磷污染排放攻坚，督促德阳市关闭九顶山43 个探采矿权，完成243 口矿井井硐封闭工作，开展磷石膏堆场规范化整治和综合利用［8］。一系列措施的实施使近年来沱江水质呈向好趋势发展［3，9］。本研究中，绵远河两河口电站断面位于清平磷矿下游，水体总磷含量较低，ρ（TP）为0.101 mg/L，呈现III类水质，说明随着德阳市磷矿整治的不断深入，现有磷矿开采对绵远河上游河流水体磷污染的影响较小。石亭江背景断面水体ρ（TP）为0.151 mg/L，高于绵远河上游，可能受历史磷矿开采活动的影响。

然而，需要注意的是，较之背景断面，绵远河和石亭江中游水体总磷均呈显著增加趋势，尤以石亭江穿心店和石亭江1号桥下两个断面总磷含量最高。由于绵远河和石亭江中游均分布有多个磷石膏堆场及磷化工企业，因此绵远河和石亭江中游磷化工行业对沱江水体磷污染的影响仍应引起足够重视。

另一方面，德阳市作为成都平原城市群第二大工业城市，成德同城化推动德阳市城镇化快速发展［10］，由此造成水环境压力不断增加。绵远河、石亭江和鸭子河下游流经德阳市旌阳区、什邡市、广汉市等人口密集地区，基础设施建设不完善导致区域内河流水质不断恶化。

4 结论

（1）绵远河、石亭江、鸭子河背景断面总磷含量较低，受人类活动影响较小；受磷矿开采、磷化工生产及城镇居民生活等因素影响，3 条河流中、下游总磷含量较高。

（2）3 条河流磷形态组成不同，绵远河以颗粒态总磷占比较大，石亭江和鸭子河以活性磷酸盐含量占比较高。

（3）从来源分析来看，绵远河和石亭江上、中游主要受磷矿开采、磷化工生产影响，下游受德阳市城镇生活影响较大，而鸭子河流域磷矿开采企业、磷化工企业较少，主要受流域内居民生活和农业源污染影响。