瓯江河口水质评价及主要污染物入海通量分析

2021-06-10马志凯刘亚林邱进坤

海洋开发与管理 2021年5期

马志凯,刘亚林,邱进坤

(国家海洋局温州海洋环境监测中心站温州 325000)

0 引言

近岸海域的污染物质主要来自陆源江河的输入,污染物质的增加会导致水质降低、海水富营养化及海洋生态系统恶化等一系列的生态环境问题。因此,研究入海河流的水质变化及污染物入海通量对近岸海域污染防治具有重要的意义[1-2]。

温州海域河流众多,瓯江源于浙江西南部龙泉市境内,经云和、丽水、青田和温州流入东海,为浙江境内第二大河[3],全长388 km,流域面积1.79万km2,平均年径流量144亿m3,它对温州海域的陆源输入贡献至关重要。近年来温州社会经济较为发达,瓯江流域内工农业繁荣,人口密度大,流域内产污排污量也相对较高,这将会对温州海域的生态环境承载力造成较重的压力。本研究以瓯江入海河口水体为研究对象,结合综合指数法对2013—2018年瓯江入海水体水质变化趋势进行分析与评价,同时分析主要污染物的入海通量变化,以期为温州海域近岸环境改善提供参考。

1 材料与方法

1.1 样品采集与处理

2013—2018年(5月、8月、11月),依据《江河入海污染物总量监测技术规程》(HY/T077—2005)在瓯江河口区域布设T01监测断面进行18次水质监测[4],调查站位见图1所示。

监测项目包括石油类、溶解氧、CODCr、氨氮、总磷(TP)、重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg、As),样品采集、分析按《水和废水监测分析》(第四版)方法进行[5]。

1.2 数据处理与评价

综合指数法是常用的评价水质状况的方法之一,因其简洁实用、方便对比的特点而被广泛用于评价地表水的水质状况。根据《浙江省地表水环境功能区划》要求,本研究调查断面水域管理类别为《地表水环境质量标准》[6](GB3838—2002)III类水质,因此采用III类水质标准进行评价。具体计算方法见式(1):

图1 瓯江河口水质调查断面

式中:PIi为监测站位污染物i的单因子指数;C i为监测站位污染物i实测浓度;S oi为污染物i的评价标准。

综合污染指数是将所有参评污染因子的单因子指数加和[7],其计算方法见式(2):

式中:PI为综合污染指数;m为参与评价的污染物个数。

平均污染指数是用综合污染指数除以参与评价的污染物个数的方法[7],其计算式为:

当P m＜0.2时,为清洁;0.2≤P m＜0.5时,为轻度污染;0.5≤P m＜2时,为中度污染;2≤P m＜4时,为重度污染;P m≥4时,为严重污染。

污染物分担率为污染物i在所有污染因子中的分担率[8,9],其计算方法见式(3):

式中:K i为污染物i的分担率。

2 结果与讨论

2.1 河流水质特征

瓯江河口区域多年CODCr浓度变化区间为29.10～48.52 mg/L,均值为37.42 mg/L;TP浓度变化区间为0.46～1.05 mg/L,均值为0.67 mg/L;石油类浓度变化区间为0.014～0.033 mg/L,均值为0.025 mg/L;NH3-N浓度变化区间为0.16～0.61 mg/L,均值为0.39 mg/L;重金属浓度变化区间为0.025～14.1μg/L,均值为2.1μg/L。砷浓度变化区间为0.8～2.1μg/L,均值为1.7μg/L。单因子指数法评价结果表明,2013—2018年期间瓯江入海河口区域监测因子超出《地表水环境质量标准》(GB3838—2007)III类水质,主要超标污染物均为CODCr和TP,在监测期间分别超出III类水质标准的2倍和5倍;石油类、NH3-N、重金属等其他监测因子均未超标,具体见表1。2014—2015年CODCr、TP的污染最为严重,达到了监测期间的最高值,2014—2018年TP的浓度程逐渐减小趋势;CODCr则浓度变化不明显,在一定范围内小幅波动。查询历史资料可知,瓯江入海河口区域两岸第二产业较为密集,1990年开始楠溪江下游峙口及黄田的20余家造纸厂、电镀厂排放大量未经处理的污水,这些污水汇入瓯江最终入海[10]。

表1 2013—2018年瓯江入海河口污染物浓度单因子评价结果

2.2 主要污染物及污染分担率

瓯江入海河口综合污染指数与平均污染指数见表2,综合污染指数范围为5.46～8.20,均值为6.54。平均污染指数范围为0.50～0.75,均值为0.60。2013—2018年环境质量为中度污染,综合污染指数与平均污染指数在一定程度上客观反映了入海河流总体水质状况,从历年的评价结果来看,瓯江入海水体环境质量表现平稳。瓯江入海河口污染物分担率见表3,TP对瓯江河口水域水质污染的贡献率最大,为50.4%;其次为CODCr,贡献率为29.2%;石油类分担率为8.0%;重金属等各因子之和分担率为6.5%;NH3-N分担率为6.0%。TP和CODCr为瓯江入海河口水体的主要污染物。这些污染源主要来自沿岸工业污水排放、城镇生活污水及农渔业生产中使用的化肥、饵料等。同时温瑞塘河作为瓯江的重要支流,温州市近年来大量进行生态调水措施降低塘河的污染负荷,即打开闸门,运用上游清水把塘河冲刷干净,冲刷后的污水最终也被排入瓯江[11-12]。

表2 2013—2018年瓯江入海河口环境质量

表3 2013—2018年瓯江入海河口主要污染物分担率%

2.3 主要污染物变化趋势分析

由图2可知,2013—2018年瓯江河口入海水体中TP的含量自2014年后基本呈稳定下降趋势;这与上文中TP在污染物中的分担率呈下降趋势相一致。CODCr含量则表现较为稳定,在一定范围上下波动。这说明瓯江近年来水质平均污染指数向好主要来自TP含量降低的贡献,这种情况需引起污染防治部门的重视。2005—2016年,浙江省地表水环境质量监测数据表明,瓯江流域水质变化呈好转趋势,TP的超标率已超过CODCr,成为水质定类的主要指标[13]。

图2 2013—2018年瓯江河口主要污染物含量变化

2.4 主要污染物入海通量

瓯江为浙江第二大河,其河流中主要污染物的入海通量在温州海域的陆源污染物输入中占较大比重。本研究各主要污染物的入海通量数据来自2013—2018年《浙江省海洋环境公报》[14]。瓯江自2010—2018年平均入海的CODCr、NH3-N、石油类、重金属等主要污染物总量为665 950 t;最高年份为2014年,约为784 164 t。各种入海污染物中CODCr占比最大,占总量的96.9%,年均约为645 044 t。

其中瓯江TP通量的最大值出现在2014年,为36 425 t。2014—2018年瓯江TP入海通量呈逐年递减的趋势(图3)。CODCr通量的最大值同样出现在2014年,为729 243 t。2013—2018年CODCr入海通量的变化见图4,由图4可知,2014—2018年瓯江CODCr的通量变化不大,基本趋于稳定。总体来看,近年来瓯江入海污染物入海通量整体呈向好趋势。