京杭运河徐州段水环境质量现状分析
2021-09-03吴雅丽
吴雅丽
（江苏省徐州环境监测中心，江苏徐州221000）
引言
京杭运河开掘于春秋时期，完成于隋朝，距今已有2500多年的历史，是世界上里程最长、工程最大的古代运河，京杭运河南起余杭（今杭州），北到涿郡（今北京），途经浙江、江苏、山东、河北四省及天津、北京两市，贯通海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五大水系，主要水源为南四湖（山东省微山县微山湖），京杭运河全长约1794km[1-2]。被誉为“黄金水道”的京杭运河横穿徐州，在境内长181.16km，北接微山湖，南连骆马湖。2014年，国务院长江经济带规划中将徐州港列入国家重点建设港口。对促进山东、江苏及长三角地区经济的发展作出了巨大的贡献。因此了解京杭运河水质现状，能够对研究水环境发展趋势及其变化规律提供帮助，为制定综合防治措施与方案提供思路，同时可以为制定国家或地方环境标准、法规、条例细则等提供科学依据[3]。
1 监测概况
1.1 监测断面与项目
本文选取江苏省徐州市区域内京杭运河重点监测断面作为评价对象，其中所涉及断面为蔺家坝、洞山西、红旗新村、解台闸、新庄渡口、山头、刘山闸、索家、张楼等9个监测断面。按《功能区划》要求，京杭运河（徐州段）9个监测断面水质均符合功能区划地表水Ⅲ类水质标准（各断面监测点位分布见图1）。各断面全年监测12次，每月采样一次，水质监测项目为pH值、DO、CODMn、BOD5、氨氮、挥发酚、氰化物、砷、汞、六价铬、铅、镉、石油类、氟化物、LAS、硫化物、CODCR、总磷、铜、锌、硒、总氮、水温、粪大肠菌群。
图1 京杭运河各断面监测点位分布图
1.2 评价标准与方法
评价标准采用《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）相应标准进行评价。评价方法采用单因子标准指数法和综合污染指数法[4]，前者用来划分水质类别，后者用来确定污染程度和主要污染物。断面水质与河流水质定性评价采用《地表水环境质量评价方法（试行）》（环办〔2011〕22号）。
1.2.1 综合污染指数法
采用综合污染指数（均值型，后简称污染指数），并用污染分担率确定水体中主要污染物。
综合污染指数计算公式如下：
式中：P—污染指数；n—参评项目数；Pi=Ci/Cio，其中Ci、Cio分别为第i项污染物实测年平均浓度与对应的评价标准。
其中溶解氧（DO）及pH值的污染指数计算如下:
式中：DOf为该水温的饱和溶解氧值，mg/L为实测溶解氧值，mg/L；DOs为溶解氧的标准值，mg/L；T为水温，t℃；PDO为水质参数DO污染指数；pHsu为地表水水质标准中规定的pH值上限；pHsd为地表水水质标准中规定的pH值下限；pHj为pH值的年均值，无量纲；PpH为水质参数pH的污染指数。
1.2.2 水质类别评价
采用单因子类别法，依据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），用水质最差的单项污染物水质类别来表示水体综合水质类别。计算公式如下：
式中：G(i)—i项污染物的水质类别。
1.2.3 水质定性评价
地表水环境质量定性评价方法依据《关于印发<地表水环境质量评价办法（试行）>的通知》（环办〔2011〕22号），见表1和表2。
表1 断面水质定性评价
表2 河流、流域（水系）水质定性评价分级
地表水环境质量分为优、良好、轻度污染、中度污染、重度污染五个等级。对应的表征颜色为：蓝色、绿色、黄色、橙色和红色。
2 监测与评价结果
2.1 水质状况
根据21项水质指标的监测结果来看（详见表3、表4），京杭运河（徐州段）9个监测断面水质均符合功能区划地表水Ⅲ类水质标准，水质综合污染指数处于5.35~7.09之间。其中索家（Ⅱ类）较上年有所好转，其他断面水质较上年无明显变化；河流Ⅰ~Ⅲ类水质比例为100%，水质定性评价为优，较上年无变化。其中，8个断面个别指标在个别月份出现超标现象，出现超标的污染因子主要为高猛酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、化学需氧量和总磷。2019年京杭运河主要污染物污染分担率示意图见图2。
表4 2019年京杭运河水质统计
图2 主要污染物污染分担率示意图
由图2可知，21个污染物中，化学需氧量为主要污染因子，其次为溶解氧、五日生化需氧量、高猛酸盐指数，主要表现为有机污染。
硫化物0.004Ⅰ0 0.004Ⅰ0 0.005Ⅰ 0 0.003Ⅰ0 0.008Ⅰ 0 0.003Ⅰ0 0.004Ⅰ0 0.003Ⅰ0 0.006Ⅰ0阴离子0.03Ⅰ00.04Ⅰ00.04Ⅰ00.04Ⅰ00.03Ⅰ00.04Ⅰ00.03Ⅰ00.03Ⅰ00.03Ⅰ0氰化物0.002六价铬0.002Ⅰ0Ⅰ0 0.002 0.002Ⅰ0Ⅰ0 0.002 0.002Ⅰ 0Ⅰ 0 0.002 0.002Ⅰ0Ⅰ0 0.002 0.006Ⅰ0Ⅰ0 0.002 0.002Ⅰ0Ⅰ0 0.002 0.002Ⅰ0Ⅰ0 0.002 0.002Ⅰ0Ⅰ0 0.002 0.003Ⅰ0Ⅰ0镉砷硒0.00003 0.0050 0.0003Ⅰ0Ⅰ0Ⅰ0 0.00003 0.0057 0.0009Ⅰ0Ⅰ0Ⅰ0 0.00003 0.0052 0.0008Ⅰ 0Ⅰ 0Ⅰ 0 0.00003 0.0059 0.0010Ⅰ0Ⅰ0Ⅰ0 0.00004 0.0055 0.0007Ⅰ0Ⅰ0Ⅰ0 0.00004 0.0022 0.0008Ⅰ0Ⅰ0Ⅰ0 0.00004 0.0029 0.0006Ⅰ0Ⅰ0Ⅰ0 0.00004 0.0028 0.0005Ⅰ0Ⅰ0Ⅰ0 0.00002 0.0020 0.0003Ⅰ0Ⅰ0Ⅰ0氟化物0.667Ⅰ0 0.640Ⅰ0 0.686Ⅰ 0 0.660Ⅰ0 0.689Ⅰ0 0.623Ⅰ0 0.627Ⅰ0 0.610Ⅰ0 0.556Ⅰ0果结测监质锌铜0.0088 0.00268Ⅰ0Ⅰ0 0.0045 0.00704Ⅰ0Ⅰ0 0.0033 0.01483Ⅰ 0Ⅱ 0 0.0027 0.00371Ⅰ0Ⅰ0 0.0021 0.00403Ⅰ0Ⅰ0 0.0020 0.00300Ⅰ0Ⅰ0 0.0020 0.00300Ⅰ0Ⅰ0 0.0020 0.00300Ⅰ0Ⅰ0 0.0052 0.00246Ⅰ0Ⅰ0水河总磷 0.10Ⅱ00.14Ⅲ00.17Ⅲ16.7 0.18Ⅲ8.3 0.19Ⅲ16.7 0.10Ⅲ8.3 0.10Ⅲ8.3 0.10Ⅱ00.10Ⅲ8.3运杭CODCr 16Ⅲ8.318Ⅲ018Ⅲ018Ⅲ017Ⅲ016Ⅲ8.315Ⅰ015Ⅰ015Ⅲ0京3 2019年表铅汞0.00036 0.00002Ⅰ0Ⅰ0 0.00045 0.00001Ⅰ0Ⅰ0 0.00080 0.00001Ⅰ 0Ⅰ 0 0.00084 0.00001Ⅰ0Ⅰ0 0.00104 0.00001Ⅰ0Ⅰ0 0.00025 0.00001Ⅰ0Ⅰ0 0.00041 0.00001Ⅰ0Ⅰ0 0.00043 0.00001Ⅰ0Ⅰ0 0.00021 0.00002Ⅰ0Ⅰ0挥发酚0.0006Ⅰ0 0.0006Ⅰ0 0.0007Ⅰ 0 0.0006Ⅰ0 0.0009Ⅰ0 0.0006Ⅰ0 0.0006Ⅰ0 0.0006Ⅰ0 0.0006Ⅰ0石油类0.02Ⅰ00.02Ⅰ00.03Ⅰ00.02Ⅰ00.02Ⅰ00.02Ⅰ00.02Ⅰ00.02Ⅰ00.01Ⅰ0氨氮 0.34Ⅱ00.45Ⅱ8.3 0.69Ⅲ16.7 0.53Ⅲ0.00 0.47Ⅱ8.3 0.39Ⅱ8.3 0.36Ⅱ00.37Ⅱ00.37Ⅱ0 BOD5 CODMn DO 3.3Ⅲ8.33.1Ⅲ03.6Ⅲ03.1Ⅲ03.5Ⅲ8.32.5Ⅰ02.5Ⅰ02.3Ⅰ02.7Ⅰ0 4.4Ⅲ04.7Ⅲ04.8Ⅲ04.7Ⅲ04.3Ⅲ03.7Ⅱ8.33.5Ⅱ03.5Ⅱ03.8Ⅱ0 9.67Ⅰ07.10Ⅱ07.49Ⅱ07.41Ⅱ07.34Ⅱ08.19Ⅰ08.63Ⅰ08.88Ⅰ09.08Ⅰ0 pH值 8.11Ⅰ07.97Ⅰ07.40Ⅰ07.71Ⅰ07.74Ⅰ07.96Ⅰ07.93Ⅰ08.00Ⅰ08.21Ⅰ0统计量值别(%)值别(%)均类率均类率平质质水标标超平水超值均平别(%)类质率水标超值别(%)均类率平质水标超值均平别(%)类质率水标超值别(%)值别(%)值别(%)值别(%)均类率均类率均类率均类率平质质质质水标标标标超平水超平水超平水超断面名称蔺家坝 洞山西红旗新村解台闸新庄渡口 山头 刘山闸 索家 张楼
2.2 水期分析
2019年京杭运河各水期水质均为III类，各水期均符合其功能区划要求。经过综合污染指数分析，平水期好于丰水期好于枯水期。见图3。
图3 各水期水质情况图
2.3 主要污染物时空变化趋势
2019京杭运河主要污染物按时间及空间变化情况见图4、图5。
由图4、图5可知，主要污染物在时间和空间上变化不大，其中溶解氧和化学需氧量有小幅波动，高锰酸盐指数和五日生化需氧量相对稳定。
图4 主要污染物随时间变化情况图
图5 主要污染物随空间变化情况图
3 结论与建议
3.1 结论
根据监测结果分析，2019年京杭运河各断面水质达标率100%，均达到其功能区划类别。主要污染因子为化学需氧量，污染特征为有机污染型污染。
3.2 建议
（1）尽快减轻京杭运河解台闸船舶、码头等水运交通对京杭运河解台闸、新庄渡口等断面的影响，农村生活污水、水产养殖等农村面源污染对部分重点断面的影响，以及关注不牢河、屯头河及其支流对该断面的影响。
（2）进一步加强重点断面周边水环境综合整治，特别是对亿吨大港以及航运等影响开展评估，并制定有针对性综合整治方案。
（3）对京杭运河流域内工业污染源推行清洁生产。采用无毒无害的原料和产品和先进的生产工艺，减少对原料、水及能源的消耗；对工艺用冷却水进行循环利用，减少水资源浪费，生产用循环水全部封闭循环，提高重复利用率，减少废水排放量。
