地表水考核断面水质异常污染溯源调查分析——以京杭大运河吕城断面为例

罗 刚，郦 薇

(江苏省镇江环境监测中心 a. 土壤生态监测科; b. 行政财务科 江苏 镇江 212001)

随着人类经济活动增加，生产和生活产生的污染物进入水体，对水环境造成污染进而危害人类的生存环境，因此，污染防治和环境治理是我国经济高质量发展阶段需要跨越的一道重要关口[1]。《中华人民共和国水污染防治法》针对国家地表水考核断面制订考核目标，用以评价区域水质状况，考核地方政府，倒逼污染治理和整治，从源头上改善水环境质量。水环境质量的提升有赖于对污染来源的详细解析[2-4]。2020年5月，江苏省生态环境厅出台《江苏省水环境质量监测预警方案(试行)》(苏环办〔2020〕158号)，针对水环境质量考核断面、省交界断面、县级以上饮用水源地、主要入江入海断面的手工或自动监测数据，及时上报和开展预警工作，相关责任部门查清污染成因。目前国内水环境中污染物的源解析研究多为用水化学方法对污染物进行溯源[5-7]。然而，断面水质污染多具间歇性，污染期间自动站数据的小时值需加入月均值计算，进而影响国考断面的考核目标评价。因此，亟需在第一时间查找污染源头，恢复河流的正常水质，并建立地表水断面水质异常污染溯源工作方式和流程[8-9]。

1 区域概况

调查区域水系图见图1。

图1 调查区域水系图

镇江东部属太湖湖西水系，流域面积1 590 km2，东西向有鹤溪河、永丰河、中心河、胜利河、战备河、香草河等，南北向有九曲河、丹金溧漕河、通济河、简渎河，诸河联通，交织成网，共同承担区域内的引水排洪和通航任务。京杭大运河是太湖湖西水系的纽带。京杭大运河镇江段北起谏壁镇，南至丹阳城区折向东流，在丹阳和武进交界处止，全长42.2 km。

镇江是京杭大运河苏南段的起始段，境内共设5个省级以上考核断面，京杭大运河自北向南顺流而下，流经谏壁桥断面(省考)、辛丰镇断面(国考)、王家桥断面(省考)、人民桥断面(省控)、吕城断面(国考，地理位置为吕东大桥)。吕城断面是国家地表水考核断面，水质考核目标为Ⅲ类，是镇江、常州交界断面，也是区域水环境补偿考核断面。

2 溯源调查分析背景

国家水环境监控系统平台监控数据显示，2020年入冬后，吕城水质自动监测站在线数据显示，京杭大运河吕城断面上游各断面的总磷基本稳定达标，但吕城断面总磷多次波动。2020年12月1—27日，吕城断面总磷3次波动，分别为1—3日、11—13日、18—25日，为0.168～0.384 mg·L-1，最高时超标0.92倍。截至12月27日，总磷月均值为0.198 mg·L-1，已接近考核目标值(0.2 mg·L-1)的99%，存在月度超标风险。

《江苏省水环境质量监测预警方案(试行)》规定：“高锰酸盐指数、氨氮、总磷(针对河流站点)任意一项监测指标，连续8小时监测数据超过年度水质目标对应标准限值的1倍及以上，启动二级预警。”江苏省镇江环境监测中心(以下简称“镇江中心”)编制了吕城断面水质异常二级预警报告，随即启动专项溯源调查工作。

3 现场溯源情况

吕城断面位于吕城镇下游，周边生活人口密集，沿河两岸分布中小企业，区域内水网密集，支流支浜众多，给污染溯源工作带来很大干扰。镇江中心启动两套方案：

1) 人工在沿河企业和主要支流处排查，对疑似点位开展手工监测。

2) 利用无人船技术在京杭大运河主航道上开展走航式监测，掌握沿程水质总磷变化规律，与手工监测结果互相印证，从而推断污染区域。

3.1 手工监测情况

根据前期吕城断面沿线排查情况，结合各断面的水质自动监测站历史数据，发现进入吕城镇河段后水体中的总磷波动并有超标情况，镇江中心于2020年12月24日组织人员对吕城水质自动监测站上游3 km河段范围开展现场调查，并进行同步手工监测。

京杭大运河吕城镇段分布3座桥，自西向东(顺流而下)分别是公路桥、步行桥、吕东大桥，它们分别位于吕城水质自动监测站上游2 100 m，1 500 m，360 m，公路桥上游900 m南岸有支流——西战备河汇入，吕东大桥下游60 m南岸有支流——东战备河汇入，从以往监测、调查数据看，东战备河和西战备河的水质经常为Ⅴ类～劣Ⅴ类。目前，现场除了这两条支流外，京杭大运河吕城镇段的其余支流均已被封堵，沿程除了雨水排口之外未发现明显排污口。

手工监测在调查河段设11个监测点(见表1，图2)。监测结果显示，吕城镇上游来水总磷较低，公路桥(第1座桥)上游监测点即吕城港口北为0.09 mg·L-1，吕城港口南为0.04 mg·L-1，步行桥(第2座桥)北为0.10 mg·L-1，吕东大桥(第3座桥)南为0.31 mg·L-1。吕东大桥至步行桥约1 240 m，此段河水流速较慢，初步表明，调查期间影响区域在步行桥与吕东大桥之间。此外，进入盛龙电器—江苏顺发电热材料有限公司(以下简称“顺发电热”)点位区域(见图3)，总磷陡升，从0.1 mg·L-1(步行桥南)升至0.35 mg·L-1(顺发电热北)。

表1 手工监测总磷数值 mg·L-1

图2 手工监测点位示意图

图3 影响区域示意图

3.2 无人船走航数据分析

2020年12月25日，镇江中心组织无人船沿京杭大运河顺流而下开展走航式监测，对吕城镇区域做沿程趋势分析，详见图4。监测结果表明，该区水域中总磷呈总体上升趋势，并且在步行桥与吕东大桥之间区域存在污染源，其中峰值在顺发电热断面附近，此结论与2020年12月24日手工调查监测结果一致。

图4 无人船沿程趋势分析图

3.3 初步结论

手工监测和无人船走航监测结果表明，调查河段上游来水总磷基本稳定达标，步行桥与吕东大桥之间总磷出现抬升现象，盛龙电器—顺发电热点位500 m区域内尤为明显。溯源分析结论为，近期吕城水质自动监测站总磷异常波动是受此区域的污染影响所致。

现场调查情况显示，该区域内有东战备河和西战备河两条支流，十几个雨水排口，初步分析该河段总磷波动与此两类源有关。

4 原因分析

1) 雨污分流不彻底。根据2020年12月1—2日下雨气象条件下吕城镇区域排查结果发现，位于吕城镇镇北的江苏丹毛纺织股份有限公司雨水排口的氨氮为3.46 mg·L-1，总磷为0.52 mg·L-1，盛龙电器南侧雨水排口总磷为4.48 mg·L-1，老食品站对岸西侧雨水排口总磷为3.09 mg·L-1，表明吕城镇区域雨污未分流的情况较为严重。

2) 污水收集能力不足。当前吕城镇无城镇污水处理厂，以京杭大运河为界，镇北区域污水由北泵站收集，镇南区域污水由南泵站收集。镇北区域的污水收集后经北泵站汇入南泵站，由南泵站排入导墅污水处理厂。目前,吕城镇北泵站(污水收集送往吕城镇南泵站)已经完成扩容改造，污水收集能力为4 000 t·d-1；吕城镇南泵站(送往导墅污水处理厂)污水收集能力为6 000 t·d-1，已满负荷运行。鉴于吕城镇南泵站已满负荷运行，吕城镇北泵站收集的污水不能保证全部及时地送往吕城镇南泵站，污水可能溢流。溢流井距离吕城水质自动监测站300～400 m，溢流会对水质自动监测站数据产生直接影响。

3) 支流影响不可忽视。如图5所示，与吕城水质自动监测站取水口紧邻的支流——东战备河，水质状况长期不佳，手工监测总磷为0.31 mg·L-1(Ⅴ类)，直接影响吕城水质自动监测站水质数据。

图5 东战备河与吕城水质自动监测站位置示意图

5 建议措施

1) 对受影响河段开展沿岸详查，重点关注沿岸堤坝的缝隙或可能存在的水面下排口。此外，加强入河排污口的监管和水质监测，包括但不限于企业污水排口、畜禽和水产养殖排口、农村生活污水排口、沟渠排口，杜绝趁雨期偷排污水入河。

2) 对吕城镇北泵站开展水平衡专项调查，核算镇北区域污水日产生量和泵站收集量的平衡关系，每天城镇污水应收尽收。如实际收集量远小于产生量，应立即通知住建部门排查镇北区域污水收集管网有无破损情况。同时，吕城镇北泵站应加装流量计，与当地生态环境部门监控中心联网，实时在线监管污水收集情况。从长远规划考虑，加快区域内污水收集管网建设，吕城镇应加快建设污水处理厂，避免生活污水直排入河；在吕城镇附近支流增设曝氧装置，增加水体含氧量和流动性，提升水体的自净能力。

3) 针对京杭大运河吕城镇段的“毛细血管”进行整治，重点加强东战备河的污染防治。“毛细血管”的水质恶化会间接影响城市水环境的“主动脉”，进而导致国考、省考断面水质波动。属地各相关部门不仅要关注境内的考核断面，更要时时聚焦“毛细血管”，加强防治，确保城市水环境质量持续改善。