黄河流域包头段水环境污染时空变化研究

于秋颖，石 燕，刘 燕

(包头市环境监测站，内蒙古 包头 014030)

20 世纪 80 年代以来，城市追求经济的发展，引进各类工程项目，黄河流域各类废污水排放量增加，地表水体污染日趋严重[1-2]。从2000年开始国家将黄河流域列入水污染防治的重点流域[3]。黄河是包头水资源的主要来源，流经城市南缘220公里，其中昆都仑河、四道沙河、东河和西河四条河道是黄河干流包头段的支流，属于季节性河流，在汛期发挥泄洪的重要作用。黄河昭君坟、画匠营子和磴口段是包头市最重要的集中式饮用水源地，年取水量27 349.62万吨，占全市饮用水取水量的92.3 %。对包头黄河流域水环境质量进行分析，研究水体污染动态变化规律及城市水污染治理成果，为环境科学管理提供精准的数据支撑，采取有效的治理措施保障水源地水体的安全，为包头市民健康用水提供服务和支持。

1 资料与方法

1.1资料来源 收集2009-2018年黄河流域包头段水环境质量的月平均数据，黄河干流3个断面和黄河4条主要的一级支流共计7个监测断面。氨氮浓度和化学需氧量统计数据来源于《包头市环境质量报告书》(2009-2018年)。

1.2评价指标 按照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中地表水环境质量标准基本项目标准限值中24个项目。

1.3评价方法 按照《地表水环境质量评价办法(试行)》(环办[2011]22号)标准，采用单因子评价法进行水质评价。氨氮浓度和化学需氧量的变化趋势采用Spearman秩相关系数分析，当秩相关系数绝对值大于临界值0.564 时变化趋势有显著差异，秩相关系数为负值时为显著下降。

2 结果

2.1近10年黄河包头干流水质稳定达标，主要支流水质呈好转趋势 2009-2018年，黄河干流昭君坟、画匠营子和磴口水质浓度年均值都在Ⅲ类以上，2009-2011年Ⅱ类水质占11.1 %，2012-2015年Ⅱ类水质占75.0 %，到了近三年Ⅱ类水质占100.0 %，总体来说水质呈好转趋势，详见表1。

2009-2017年黄河包头段支流总体为重度污染，四道沙河从2012年改造，一直处于断流状态。2017和2018年对四道沙河的沉降水(周围有施工，河道中淤积地下的涌水)进行监测，水质符合《地表水环境质量标准》Ⅳ类。三艮才、西河和东河入黄口2009-2017年水质一直处于劣Ⅴ类，2018年水质总体上呈明显好转趋势，除西河未达标外，其他三条支流均符合达标标准，详见表1。

表1 2009-2018年包头市黄河干流和主要支流水质状况评价结果

2.2化学需氧量和氨氮作为水污染防治主要减排指标年均浓度值均呈下降趋势 采用 Spearman 秩相关系数法对2009-2018年黄河流域包头段地表水化学需氧量和氨氮年均浓度的变化趋势进行分析。结果表明，化学需氧量年平均值没有显著差异，说明近10年黄河水质中化学需氧量变化平稳。氨氮浓度年平均值变化趋势有显著差异，10年间黄河水质中氨氮浓度呈下降趋势。化学需氧量一直在Ⅰ类标准，氨氮从2015年以后由Ⅲ类变为Ⅱ水质标准，详见表2。

表2 2009-2018年黄河包头段地表水化学需氧量和氨氮年均浓度(mg/L)

2.3化学需氧量和氨氮作为水污染防治主要减排指标年均浓度值均呈下降趋势 选取黄河主要支流中污染较重的三艮才、西河和东河入黄口近 10年的监测数据进行分析，采用 Spearman 秩相关系数法对指标浓度的变化趋势进行分析。结果显示，西河和东河氨氮浓度和化学需氧量年平均值均呈显著下降趋势，三艮才入黄口化学需氧量和氨氮浓度年平均值变化不明显。与2009年相比，2018年三艮才入黄口化学需氧量由67.3 mg/L下降到13 mg/L，氨氮从21.1 mg/L 下降到0.388 mg/L；东河入黄口化学需氧量由192 mg/L下降到33mg/L，氨氮从37.76 mg/L 下降到1.451 mg/L；西河入黄口化学需氧量由121 mg/L下降到61 mg/L，氨氮从159.16 mg/L 下降到11.6 mg/L。2018年三艮才和东河入黄口由劣Ⅴ类水质标准好转为Ⅳ类水质标准和Ⅴ类水质标准。西河目前还是处于劣Ⅴ类水质标准。详见表 3。

表3 黄河包头段主要支流主要污染物浓度(mg/L)

3 水质变化原因分析

近10年黄河包头干流水质稳定达标，主要支流水质呈好转趋势，黄河干流包头昭君坟、画匠营子和磴口断面水质监测结果2018年均值均符合Ⅱ类标准，水质状况均为优。昆河、四道沙河和东河水质有所好转，西河水质无明显变化。水污染防治政策对黄河水质的影响比较显著，其中对水质Ⅳ类到劣Ⅴ类水质占比有显著影响，工业污染源防治政策对各类水质占比有显著影响，而农业、生活污染源防治政策则不存在显著影响。近年来包头市生态补偿政策和工业污染源防治政策对各类水质改善效果明显[4]，先后出台了《包头市2018年水污染综合治理实施方案》、《包头市加油站地下油罐防渗改造工作推进方案》和《包头市农村牧区环境综合整治实施方案2018-2020年》，申请中央水污染防治专项资金约一亿元推动落实水污染综合治理重点工程项目，全市共实施22项水污染综合治理重点工程，万水泉污水处理厂二期工程等19项完工；7项流域水污染防治重点工程完工4项。

水污染防治主要减排指标化学需氧量和氨氮年均浓度值均呈下降趋势，与包头市地表水资源量2014-2018 年比 2009-2013 年增加有关[5]。气温以及降水量在对不同类型水质的影响上存在很大差异[6-7]。其中降水量的增加在 99 %的显著水平上能够提升Ⅴ类水质占比，而气温对各类不同类型水质占比的影响均不显著[8]。2018年黄河干流包头段及昭君坟、画匠营子、磴口三断面水质均继续稳定达到Ⅱ类水质标准，四道沙河水质连续两年符合Ⅳ类标准，昆河和东河首次消除劣Ⅴ类，昆河水质达到Ⅳ类，东河水质符合Ⅴ类标准，与黄河过境水量逐年增加有关，2018年包头段入境年径流量(三湖河断面)约338.7亿立方米[9]。

4 结论

包头市水污染防治和减排力度的加大、污染物排放量逐年递减和水资源量的增加，是黄河流域包头段地表水质好转的主要原因。随着社会经济快速增长，黄河水资源利用率升高，特别是饮用水水源地水环境的提升，提高了包头市民的健康水平。