倒水河红安段污染物时空变化特征及水质评价

胡莉 何文杰 董明君 陈昱霖

摘要 为了解倒水河红安段水质污染情况，以倒水河红安段为研究对象，通过水质监测，结合综合污染指数评价法，分析倒水河红安段水质时空变化特征及水质污染情况。主要的研究结果如下：倒水河红安段流域水体中COD、NH3-N、TP的浓度分别为5.92～24.56、0.06～3.52、0.00～0.99 mg/L，枯水期超标现象最严重，多出现在中下游的城关镇、高桥镇和八里湾镇。对倒水河红安段干流上的13个监测断面进行水质评价，发现倒水河红安段在枯、丰、平3个水期均存在不同程度的超标情况，其中以枯水期水质最差，丰水期和平水期较好。

关键词 倒水河;红安县;时空变化;水质评价;综合污染指数评价

中图分类号 X824 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2021）01-0070-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.01.018

Abstract In order to understand the water quality pollution situation of Daoshui River in Hongan County，this paper took Daoshui River in Hongan County as the research object，through water quality monitoring，combined with the comprehensive pollution index evaluation method，analyzed the temporal and spatial change characteristics of water quality and the status of water quality pollution in Daoshui River in Hongan County.The main research results were as follows：the concentration range of COD，NH3-N and TP in Daoshui Rivers basin in Hongan County was 5.92-24.56，0.06-3.52 and 0.00-0.99 mg/L，respectively.The phenomenon of exceeding the standard was the most serious in the low water period，and most of it occurred in Chengguan Town，Gaoqiao Town and Baliwan Town in the middle and lower reaches.The water quality of 13 monitoring sections on the main stream of Daoshui River in Hongan County was evaluated.It was found that the water quality of Daoshui River in Hongan County exceeded the standard in different degrees in dry，wet and normal periods，among which the water quality was the worst in dry period，and better in wet and normal periods.

Key words Daoshui River;Hongan County;Spatiotemporal variation;Water quality assessment;Comprehensive pullution index evaluation

倒水河起源于大別山南麓，全长163.3 km，流域面积1 793 km2。倒水河红安段自北向南流动，北从七里坪镇入境，南至太平桥镇出境，全长102.8 km，流域面积1 163.83 km2，占全流域面积的65%。倒水河是红安县的母亲河，备用水源地，同时兼具工农业用水、城市泄洪、服务周边居民活动需求等重要功能。倒水河是长江流域的重要支流之一，红安段设有1个国控水质监测断面[5]，为冯集断面，水质保护目标为Ⅲ类。以倒水河红安段为研究对象，通过对倒水河红安段流域水质监测和数据分析，明确其水质时空变化特征，从而为倒水河红安段污染治理提供科学依据，在长江大保护战略背景下，具有十分重要的现实意义[1-4]。

1 监测断面布置与水样采集

倒水河红安段流域涉及七里坪镇、杏花乡、华家河镇、上新集镇、城关镇、二城镇、高桥镇、永佳河镇、八里湾镇、觅儿寺镇和太平桥镇共11个乡镇。经现场踏勘，主要污染源为城镇生活污水、养殖废水和农业面源污染等。依据《地表水和污水监测技术规范》，考虑出入境断面、乡镇交界断面、水文变化断面等因素，对倒水河红安段共计设置13个监测断面[5]，监测断面名称及编号见表1，空间布置见图1。

根据该流域污染源特征，选择COD、NH3-N、TP为特征污染因子进行水质分析。倒水河属于季节性河流，每年4—5月、10—11月为平水期，6—9月为丰水期，12月—翌年3月为枯水期。选取2018年3、6、11月监测数据平均值为枯水期、丰水期、平水期的代表数据。每月取样3次，采用重铬酸盐法（GB 11914—89）测定COD，采用纳氏试剂光度法（HJ 535—2009）测定NH3-N，采用钼酸铵分光光度法（GB 11893—89）测定TP。

2 污染物时空变化特征

2.1 COD时空变化特征 2018年倒水河红安段COD时空变化见图2。

从空间变化上看，枯、丰、平3个水期的COD浓度均呈现波浪形变化。枯水期，COD浓度为5.92～20.20 mg/L，最低值出现在古峰岭（七里坪镇），最高值出现在沙河（永佳河镇）;丰水期，COD浓度为9.17～24.56 mg/L，最低值出现在李忠恕（城关镇），最高值出现在冯集（新洲）;平水期，COD浓度为6.64～19.26 mg/L，最低值出现在周八家（七里坪镇），最高值出现在古峰岭（七里坪镇）。倒水河红安段流域上游COD以平水期最高，中下游均以丰水期最高。

从时间变化上看，大部分监测断面的COD浓度在3个水期差别较大。其中上游的古峰岭（七里坪镇）、李忠恕（城关镇）、白畈（杏花乡）3个断面浓度在平水期最高;中下游的杨守发农灌渠、八里水厂（八里湾镇）、张家湾（八里湾镇）、冯集（新洲）4个断面浓度在丰水期最高;周八家（七里坪镇）、五桥（城关镇）、胡家河（城关镇）、吴荣畈（城关镇）、沙河（永佳河镇）、依河支流（太平桥镇）6个断面浓度在3个水期差别并不大。

从全年平均值来看，倒水河红安段COD浓度中游最高，上游和下游略低。

2.2 NH3-N时空变化特征 2018年倒水河红安段NH3-N时空变化见图3。从空间变化上看，倒水河红安段NH3-N浓度在枯、丰、平3个水期均呈现波浪形变化。枯水期，NH3-N浓度为0.10～3.52 mg/L，最低值出现在周八家（七里坪镇），最高值出现在杨守发农灌渠;丰水期，NH3-N浓度为0.11～1.59 mg/L，最低值出现在周八家（七里坪镇），最高值出现在杨守发农灌渠;平水期，NH3-N浓度为0.06～1.55 mg/L，最低值出现在周八家（七里坪镇），最高值出现在八里水厂（八里湾镇）。倒水河红安段流域在枯水期的NH3-N浓度高于丰水期、平水期。

从时间变化上看，倒水河红安段上游NH3-N浓度在3个水期变化不大，中下游变化较大。其中周八家（七里坪镇）、古峰岭（七里坪镇）、李忠恕（城关镇）、白畈（杏花乡）、五桥（城关镇）、胡家河（城关镇）、依河支流（太平桥镇）7个断面变化不大，其他断面浓度在枯水期最高。

从全年平均值来看，倒水河红安段NH3-N浓度大致呈现中游高，上游和下游低的变化趋势。

2.3 TP时空变化特征 2018年倒水河红安段TP时空变化见图4。从空间变化上看，倒水河红安段TP浓度在枯、丰、平3个水期均呈现波浪形变化。枯水期，TP浓度为0.03～0.99 mg/L，最低值出现在古峰岭（七里坪镇），最高值出现在杨守发农灌渠;丰水期，TP浓度为0.03～0.18 mg/L，最低值出现在古峰岭（七里坪镇），最高值出现在胡家河（城关镇）;平水期，TP浓度为0.00～0.19 mg/L，最低值出现在周八家（七里坪镇），最高值出现在张家湾（八里湾镇）。

从时间變化上看，大部分监测断面TP浓度在3个水期变化都不大，只有个别断面变化较大，其中杨守发农灌渠TP浓度在枯水期最高。

从全年平均值来看，倒水河红安段TP浓度呈现中游高，上游和下游低的变化趋势。

3 倒水河红安段水质评价

3.1 水质评价

河流水质评价方法及其结果的科学合理性一直是环境管理的热点问题，其中综合污染指数评价法能清晰反映具体污染指标的污染分指数，水质污染程度以及水质污染总的变化趋势[6-10]。综合倒水河红安段的特点，选取综合污染指数评价方法对倒水河红安段的水质进行评价。选择倒水河红安段2018年丰、平、枯3个水期水质，对倒水河红安段干流13个监测断面数据进行分析评价，以便能明确直观得出各断面水质污染程度。

综合指数评价法是根据污染指数判断水体污染程度及主要污染物，具体计算公式如下：

式中，Pi为某污染物的污染分指数;Ci为某污染物的实测浓度（mg/L）;C0为某污染物的评价标准（mg/L）;

m为参评水质指标的项数;P为综合指数。

详细评定标准见表2。

2018年倒水河红安段流域水质综合污染指数见图5。根据综合污染指数评价结果显示：枯水期，13个监测断面中，水质级别为较好的有3个，轻度污染有3个，中度污染有2个，重污染有4个，严重污染有1个;丰水期，水质级别为较好的有4个，轻度污染有5个，中度污染有1个，重污染有3个;平水期，水质级别为好的有1个，轻度污染有7个，中度污染有5个。由此表明倒水河红安段枯水期水质污染情况较严重，丰水期、平水期水质污染情况较好。

3.2 污染源分析 倒水河红安段流域污染来源主要包括城镇生活污染、农业种植、畜禽养殖、农村生活、企业排放、河面沉降。其中COD的主要污染来源为城镇生活、畜禽养殖和农村生活;NH3-N主要来源为城镇生活和畜禽养殖;TP主要来源为畜禽养殖。流域范围内各乡镇对倒水河红安段COD、NH3-N贡献较大的主要为城关镇、七里坪镇和高桥镇;对TP贡献较大的主要为城关镇、八里湾镇和高桥镇。因城关镇为红安县的县城区，发展最快，人口相对集中，而高桥镇和八里湾镇畜禽养殖普遍存在，故各污染物指标在倒水河红安段中下游均出现超标现象，主要出现在城关镇、高桥镇和八里湾镇。

4 结论与建议

以倒水河红安段流域为研究对象，通过对倒水河红安段流域水质监测和数据分析，明确倒水河红安段流域COD、NH3-N、TP等水质参数的时空变化特征及水质状况，主要结论如下：①倒水河红安段流域水体中COD、NH3-N、TP浓度分别为5.92～24.56、0.06～3.52、0.00～0.99 mg/L，流域水体中COD、NH3-N、TP等指标均有一定超标，其中在枯水期最为严重，并且多出现在中下游。

②对倒水河红安段干流上的13个监测断面进行水质评价，倒水河红安段在枯、丰、平3个水期均存在不同程度的超标情况，其中以枯水期水质最差，丰水期次之，平水期最好。

结合倒水河红安段流域的水质污染状况与红安县的实际情况，对治理与改善倒水河红安段水质提出以下几点建议：①完善城镇污水管网规划，进一步加强对城镇生活污水的处理。②对于农村生活污水以及畜禽养殖废水也应采取一定的治理措施，就农村实际情况而言，可采用人工湿地污水处理技术。

参考文献

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