2015—2020年南淝河水质变化趋势分析

聂菊 黄小杰 曹慧颍

摘 要：根据南淝河2015—2020年的水质监测数据，分析了“十三五”期间南淝河四个断面水体中的高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、总氮和总磷多项污染物指标的年际变化趋势。结果显示，“十三五”期间南淝河处于污染状态，主要污染指标是氨氮、总氮和总磷;2015—2020年间南淝河水质逐年好转，总氮、氨氮、总磷和化学需氧量呈明显下降趋势，高锰酸盐指数和生化需氧量有波动，稳定在Ⅳ标准;2020年水质最佳，各断面的化学需氧量和总磷达到Ⅲ标准;南淝河中游水质污染严重，上、下游断面水质污染较轻。

关键词：南淝河;水质;趋势分析

南淝河是巢湖水系的一大支流，古称施水、金斗河。南淝河发源于合肥市肥西县境内的大潜山余脉，南北两源头于鸡鸣山北麓汇合，自此以下始名南淝河[1]。南淝河上游进董铺水库，出库后纳四里河来水，经市区后于老城区东北角纳板桥河来水，过孝肃桥后，左纳史家河水，至肥东县龙塘乡河上口，纳二十埠河来水，又东南行至三叉河，汇入店埠河，再南行至板桥，长乐河水注入，最后出施口入巢湖[1-2]，其全流域覆盖合肥市区，被称为合肥的“母亲河”。

合肥市地处华东地区，是长三角城市群副中心，“一带一路”和长江经济带战略双节点城市。近年来，随着合肥市经濟的高速发展，人口快速增长，水资源缺口日益增大[3-4]，加上大量工业、农业及生活污水不断排放到南淝河流域导致南淝河污染严重，对合肥市的水资源利用和水污染治理带来巨大挑战[5]。

面对当前水资源匮乏、水污染严重的严峻形势，切实加强水环境的管理与整治，保护水资源，控制水污染是各级政府、社会各阶层职能部门、公益组织，尤其是环境工作者面临的艰巨任务[6]。有效控制水污染，保护水资源的前提是准确、客观地对水资源的质量进行科学翔实的评价，在此基础上才能针对性地实施管控措施[7]。监测南淝河水质，分析影响其水质的因素，对合肥市的水环境和城市综合环境有着重要的意义，同时也有利于合肥市经济、社会与环境的协调发展，真正实现可持续发展[8]。

本研究通过对南淝河2015—2020年水质监测数据的分析，探讨南淝河水质变化的特点，为水质预测及治理工作提供基础研究方向，对南淝河综合整治和科学管理提供科学依据，以进一步强化南淝河水环境管理与规划。

1 研究方法

1.1 研究区概况

南淝河全流域位于安徽省合肥地区境内。合肥市是安徽省省会，简称庐，位于安徽省中部，长江与淮河两大流域之间，全市下辖庐阳、包河、蜀山、瑶海4个城区，长丰、肥东、肥西、庐江4个县和巢湖1个县级市，总面积11445.1平方公里。南淝河涉及合肥市4个城区以及两个县肥东和长丰，总流域面积1464km2。合肥东门（芜湖路桥）以上流域面积605.7km2，其中主源（南淝河上游）已建董铺水库，控制面积207.5km2，支流四里河190km2，板桥河164.3km2，区间面积43.9km2;屯溪路桥以上史家河和二里河汇入后流域面积为623km2;二十铺河汇入后流域面积为832km2;再汇店埠河及长乐河后，施口处流域面积达1464km2（如图1）。

1.2 断面选择

选择南淝河四个断面（亳州路桥断面、长江东大街交叉口、合钢二厂下游、施口小学）的代表性监测指标（高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、总氮、总磷）的月监测值。以各个断面的污染指标的月监测值作为南淝河水质变化的代表值。亳州路桥与长江东大街断面分别位于主城区上、下游，合钢二厂断面位于南淝河中间断面，施口小学断面为南淝河流入巢湖入湖口前断面。考虑到水质一方面受沿河排污影响，一方面受水体自净能力，选择此四个断面能较好地的反应南淝河的水质变化。断面布设见图2。

1.3 数据来源

2015—2020年合肥市环境监测站根据《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）中的高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、总氮、总磷的6项指标的每月历史监测数据。

1.4 数据分析和评价方法

水质评价按照环境保护部发布的《地表水环境质量评价办法（试行）》（环办〔2011〕）执行。采用SPSS 23软件对数据进行统计分析。

2 结果

2.1 水质指标年际变化总体特征

通过对2015—2020年南淝河高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、总氮和总磷的统计分析，发现这些指标随年际变化有不同程度的波动，且在近几年数值均呈下降趋势。如表1所示，高锰酸盐指数波动范围为5.07～7.55mg/L;化学需氧量的波动范围为18.40～34.35mg/L;生化需氧量为4.08～6.31mg/L;氨氮为1.58～8.31mg/L;总氮为6.36～12.86mg/L;总磷为0.19～0.78mg/L。化学需氧量的标准偏差最大，说明其波动范围最大;总磷的标准偏差最小，说明其数值波动范围最小。各指标的相对标准偏差（RSD）均小于1，说明这些指标的变异程度小，数值精密度相对较高。如表2所示，南淝河水质统计结果显示总氮统计劣Ⅴ类达到100%，总磷劣Ⅴ类为53.52%，氨氮劣Ⅴ类为83.1%;而高锰酸盐指数、生化需氧量和化学需氧量达Ⅳ类标准分别达到61.97%、39.44%和53.52%。如表3所示，2017年南淝河水质最差，氨氮、总氮和总磷均为劣V类，而2020年氨氮达到V类标准，总磷、化学需氧量、生化需氧量、高锰酸盐指数达到IV以上标准，改善明显。因此，“十三五”期间南淝河的主要污染源指标是总氮、氨氮和总磷。

2.2 各指标不同断面变化趋势分析

2.2.1 高锰酸盐指数（COD-Mn）

高锰酸盐指数用于表征地表水受还原性无机物及有机物污染程度。从图3A可以看出，自2015年以来，除合钢二厂下游断面外，四个断面的水体中的高锰酸盐指数达到Ⅳ类水标准，2018—2019年达到了Ⅲ类水标准。2020年除合钢二厂下游和长江东大街与南淝河交口的高锰酸盐指数略有回升，其基本保持了Ⅲ类标准。2015年和2017年合钢二厂下游的高锰酸盐指数明显高于南淝河与亳州路交叉口，而2018—2020年各断面的高锰酸盐指数无明显差别。

2.2.2 化学需氧量（COD）

化学需氧量是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量，是一项重要而且能较快测定的有机污染物参数。2015—2020年各断面的化学需氧量呈逐年下降趋势，且各断面值的差异度逐渐变小。2017年各断面值的差异度最大，合钢二厂断面的水质甚至达到了劣Ⅴ类，而2020年各断面值的差异度最小，均达到国家Ⅲ类水质标准。2015-2020年施口小学断面均值最低，且变化范围最小，而合钢二厂断面均值最高，波动范围最大（图3B）。

2.2.3 生化需氧量（BOD）

生化需氧量是指在废水中有机物质被好氧微生物分解过程中所消耗的氧的量，主要用于表征水体受有机物污染的程度。如图3C所示，2015—2020年施口小学断面和亳州路桥断面的生化需氧量低于其他两个断面。合钢二厂下游断面相对值最高且波动最为明显，2016年和2017年已经超国家Ⅴ类水标准，且明显高于其他三个断面。2020年施口小学断面和亳州路桥断面的生化需氧量达到国家Ⅲ类水标准。上述结果表明，2015—2020年南淝河的生化需氧量有明显改善趋势。

2.2.4 总氮（TN）

总氮为水中各种形态的无机和有机氮的总量。当地表水中氮、磷超标时，微生物会大量繁殖，造成浮游植物繁殖旺盛，造成水体富营养化。如图3D所示，2015—2020年四个断面水质均为劣Ⅴ类，合钢二厂下游断面每年的相对数值最高，施口小学断面最低。从南淝河该指标整体来看，呈轻度下降趋势，各断面总氮指标均值在6.36～12.86mg/L，超过地表Ⅴ类水标准3～6倍，超标严重，考虑河道受生活污水影响较大。

2.2.5 氨氮（NH-3-N）

氨氮是指以游离氨（NH-3）和离子氨（NH-4+）形式存在的氮，大量氨氮的存在会消耗水体中的溶解氧，可引起水体富营养化。氨氮作为水体常规检查项目，是水环境质量的重要指标之一。如图3E所示，氨氮与总氮数值变化趋势类似，因总氮包括氨氮，主要值也是氨氮值。2015—2020年亳州路断面的氨氮相对于其他三个断面较低，合钢二厂下游断面的氨氮值最高，四个断面只有2020年达到国家Ⅴ类水标准，其中亳州路断面达到Ⅳ类标准。从南淝河总体来看，2015—2020年总体波动范围大，水质有明显改善趋势。

2.2.6 总磷（TP）

磷在天然水体和废水中以各种磷酸盐的形式存在，水体中磷的含量过高会使藻类繁殖旺盛，造成河流、湖泊的透明度降低，水质变差。2015—2017年，四个断面的总磷均超过V类标准，2019—2020年除合钢二厂断面外，各断面达到V类标准，其中2020年各断面均值达到Ⅲ类标准。总体而言，“十三五”期间该指标有一定波动，且有下调趋势（见图3F）。

3 结论

本文通过对南淝河四个代表性断面（亳州路桥交叉口、南淝河与长江东大街交叉口、合钢二厂下游、施口小学）2015—2020年的六个指标（高锰酸盐指数、生化需氧量、化学需氧量、氨氮、总氮、总磷）监测数据进行分析，观察南淝河水质近年来水质变化过程，对南淝河水环境质量状况进行分析评价。研究结论如下：

（1）南淝河目前还处于污染状态，主要超标指标是氨氮和总氮，这与既往研究结果类似[5，9]。（2）从年度变化看，虽然个别指标呈现明显的波动，但总体上“十三五”期间南淝河水质呈逐年好转趋势。2017年南淝河水质最差，氨氮、总氮和总磷均为劣V类。2020年氨氮达到V类标准，总磷、化学需氧量、生化需氧量、高锰酸盐指数达到IV以上标准，水质改善明显。（3）南淝河中游水质污染最为严重，上、下游断面水质污染较轻。主要原因为中游位于合肥市城区段，受工業污染和人类生产生活的污染最为严重;南淝河上游位于主城区上游，污染负荷较轻，故水质较好，而下游经南淝河水体自净过后，故水质也比中游水质好。

4 治理建议

南淝河是合肥市区最重要的河流，其污染治理一直是市政府和生态环境局的重点工程。针对目前南淝河的污染情况，污染源特征和治理进展，建议进行下列措施来进一步强化南淝河的污染治理工作。（1）对南淝河流域完全截污、建设与完善污水管网。主要包括升级改造和完善管网建设;建设与完善沿线污水管网，污水截流就近接至污水处理厂;强化新建项目管理，杜绝新增排污口。（2）新、扩建污水处理厂及尾水提标。提高污水处理厂出水标准对南淝河水环境改善至关重要，城镇生活污水处理厂出水标准应全部按照地表水准Ⅳ类设计建设和改造。（3）强化沿河排涝泵站管理。排涝沟渠、管道实行源头雨污分流改造。（4）农村面源综合治理。包括农村污水、农村生活垃圾的收集与处理工程，生态化改造农灌沟渠，调蓄处理圩区排灌水工程。（5）城区初期雨水调蓄与净化。选择污染集中和具备控制条件的城区实施初期雨水处置，减少城区面源污染。（6）规模化畜禽养殖综合治理。多措并举，全面推进畜禽规模养殖污染防治工作。严格审批管理，新建规模畜禽养殖企业必须配套相应的消纳面积，实行“养种”结合，粪便、污水全部实施综合利用，实施限期治理，严格环境监管等。

参考文献：

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作者简介：聂菊（1988— ），女，硕士，助理工程师，主要从事水污染防治工作。