蒲河断面水质影响因子的分析研究

2022-08-31黄喜玲石永刚安成彩

陇东学院学报 2022年5期

黄喜玲，石永刚，安成彩

(1.甘肃省庆阳环境生态监测中心，甘肃庆阳 745000；2.陇东学院化学化工学院，甘肃庆阳 745000)

蒲河，古为清水，也称蒲川河，因河谷发展两岸多生蒲草而得名蒲河。起源于甘肃省环县，自西北向东南流入泾河,流经镇原县、西峰区、泾川县、宁县等。全长175km[1-2]，流域面积7189km2，其中庆阳地区内流域面积4605km2。蒲河年径流量2.337×109m3；年输沙量4.77×107t，最大含沙量0.981t/m3，为淡水河[3]。据河口宁县数据，蒲河年径流总量4.71×106m3，平均流量每秒7.93m3，平均比降1.9%，落差42m，水能天然贮藏量3.090kV，可开发利用量1200至1800kV，已建电站3处，装机容量703kV[4]。

主要支流：安家川河、康家河、大黑河、交口河、茹河、后官寨南小河沟、交口河。路径区域：姚新庄、巴家咀水库、马头坡、彭阳村、米家川。

1 蒲河断面监测概况

监测断面及点位设置。蒲河的马头坡(国考)断面；姚新庄、巴家咀(省考)断面；米家川、彭阳村(市考)断面。

蒲河每个断面每月监测1次，每次采样1天，全年共12次。

蒲河断面监测项目为砷、汞、硒、铜、镉、铅、锌、六价铬、石油类、硫化物、化学需氧量、挥发酚、阴离子表面活性剂、氰化物、pH、溶解氧、氨氮、生化需氧量、氟化物、总磷、高锰酸盐指数、水温、电导率和总氮，共24项监测指标[5]。

表1 蒲河水质监测项目及分析方法一览表

1.1 监测方法

各项目监测研究方法均以环保部规定的各项目监测技术标准和《水和废水监测分析方法》(第四版增补版)中规定的监测分析方法为准[6]。监测项目及分析方法见表1。

1.2 评价标准

根据原甘肃省环保厅、甘肃省水利厅和甘肃省发展改革委员会于2013年9月修订的《甘肃省地表水功能区划》(2012-2030年)，蒲河的马头坡(国考)断面执行《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中的Ⅲ类水质标准；巴家咀、姚新庄(省考)断面执行《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中的Ⅱ类水质标准；米家川、彭阳村(市考)断面执行《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中的Ⅲ类水质标准[7]。具体标准限值见表2。

1.3 评价方法

(1)蒲河断面水质评价。河流断面水质类别评价采用单因子评价法，即根据参与评价期的指标中最高的类别来确定。描述断面的水质类别时，使用“符合”或“劣于”等词语[7]。断面水质类别与水质定性分析评价指标分级对应关系见表3。

(2)蒲河河流、流域(水系)水质评价。当河流、流域(水系)断面总数大于5个(含5个)时，采用断面水质比例法，即按照各水质类别断面数占河流、流域(水系)评价断面总数的百分比评价河流、流域(水系)水质；河流、流域(水系)的断面总数在5个(含5个)以上时，不做平均水质类别的评价；当河流、流域(水系)的断面总数少于5个时，计算河流、流域(水系)所有断面各评价指标浓度算术平均值，然后按照断面水质评价方法评价，并按表3指出每个断面的水质类别和水质状况。

图1 2019年庆阳市蒲河监测断面水质类别构成图

表2 地表水环境质量标准一览表(单位：mg/L)

表3 地表水断面水质定性评价览表

2 监测结果及现状评价

从总体水质状况看庆阳市蒲河水质状况为轻度污染，见2019年蒲河各监测断面水质类别构成图1。

从各断面执行的水质标准及项目断面年均值情况来看：姚新庄断面所参评的21项指标年均值除氟化物超标0.1倍外，其余指标均符合Ⅱ类水质标准；巴家咀水库断面参评的21项指标年均值均符合Ⅱ类水质标准；马头坡断面所参评的21项指标年均值均符合Ⅲ类水质标准；彭阳村断面参评的21项指标年均值除BOD5、氨氮分别超标0.04倍、0.4倍外，其余指标均符合Ⅲ类水质标准；米家川断面参评的21项指标年均值除化学需氧量、氟化物分别超标0.1倍、0.3倍外，其余指标均符合Ⅱ类水质标准。

从综合指数上看，蒲河所监测的5个断面中，污染程度从轻到重依次为：米家川、巴家咀、姚新庄、马头坡、彭阳村。

3 蒲河水质的时空分布

按照《地表水环境质量评价办法(试行)》〔2011〕中断面主要污染物确定办法的规定：“断面水质超过Ⅲ类标准时，先按照不同指标对应水质类别的优劣，选择水质类别最差的前三项指标作为主要污染指标；河流、流域(水系)主要污染指标的确定方法为：将水质超过Ⅲ类标准的指标按其断面超标率大小排列，一般取断面超标率最大的前三项为主要污染指标，对于断面数少于5个的河流、流域(水系)，按断面主要污染指标的确定方法确定”[8]。

3.1 影响蒲河断面污染指标浓度随时间的变化

(1)氨氮。氨氮在姚新庄和巴家咀水库断面各月浓度值均符合Ⅱ类水质标准;马头坡断面除1月、2月浓度值分别超标2.4倍、0.4倍外，其余各月均符合Ⅲ类水质标准；彭阳村断面除1-4月和10月浓度值分别超标4.4倍、3.5倍、0.8倍、1.1倍、0.02倍外，其余各月均符合Ⅲ类水质标准；米家川断面除3月浓度值超标1.3倍外，其余各月均符合Ⅱ类水质标准。

表4 2019年蒲河各断面监测结果统计表

姚新庄与巴家咀水库断面变化趋势相似，均呈先上升后下降的趋势，5月浓度最高，最高值均为0.35mg/L；马头坡断面呈下降的趋势，1月浓度最高，最高值为3.44mg/L，12月浓度最低，为0.04mg/L；彭阳村断面呈先下降后趋于平稳，1月浓度最高，为5.38mg/L；米家川断面3月到4月急剧下降，5月到12月呈波动变化，3月浓度最高，为1.14mg/L[9]。蒲河断面氨氮浓度月变化趋势见图2；其中巴家咀水库与米家川断面在二月份河流封冻，未能进行水质采样监测。

图2 2019年蒲河各断面氨氮浓度月变化曲线

(2)化学需氧量。化学需氧量在姚新庄和巴家咀水库断面各月浓度值均符合Ⅱ类水质标准；马头坡断面除4月、6月、7月、10月、11月浓度值分别超标0.6倍、0.2倍、0.8倍、0.2倍、0.2倍外，其余各月均符合Ⅲ类水质标准；彭阳村断面除4月和10月浓度值分别超标0.1倍、0.2倍外，其余各月均符合Ⅲ类水质标准；米家川断面除1月、4月、5月、11月、12月浓度值分别超标0.2倍、1.2倍、0.9倍、0.07倍、0.07倍外，其余各月均符合Ⅱ类水质标准。

姚新庄断面呈锯齿状的变化趋势，4月和10月浓度最高，最高值均为14mg/L；马头坡断面3月-4月呈上升趋势，4月-7月呈下降的趋势，7月-9月又上升后逐渐下降；马头坡断面波动幅度较大，7月浓度最高，最高值为36mg/L，8月浓度最低，为9mg/L；彭阳村断面9月到10月急剧上升后，10月到11月又急剧下降，10月浓度最高，为25mg/L；米家川断面呈先上升后下降的趋势，4月浓度最高，为33mg/L[10]。蒲河断面各断面化学需氧量浓度月变化趋势见图3；其中巴家咀水库与米家川断面在二月份河流封冻，未能进行水质采样监测。

图3 2019年蒲河各断面化学需氧量浓度月变化曲线

(3)氟化物。氟化物在姚新庄断面各月浓度值除5月、8月和12月符合Ⅱ类水质标准外，其余月份均超标；巴家咀水库断面各月浓度值均符合Ⅱ类水质标准；马头坡断面各月浓度值除8月和9月分别超标0.07倍、0.3倍外，其余各月均符合Ⅲ类水质标准；彭阳村断面除1月和5月浓度值分别超标0.02倍、0.1倍外，其余各月均符合Ⅲ类水质标准；米家川断面除8月浓度值符合Ⅱ类水质标准外，其余各月均超标。

姚新庄、彭阳村和米家川断面氟化物浓度呈波动状，最高浓度分别出现在9月、5月、1月，最高值分别为1.36mg/L、1.14mg/L、2.09mg/L；马头坡断面总体上呈上升的趋势；巴家咀水库断面呈先上升后下降的趋势[11]。蒲河各断面氟化物浓度月变化趋势见图4；其中巴家咀水库与米家川断面在二月份河流封冻，未能进行水质采样监测。

图4 2019年蒲河各断面氟化物浓度月变化曲

3.2 主要污染指标浓度空间变化

从各断面年均浓度统计结果看，参评的21项指标中氨氮、化学需氧量、氟化物在姚新庄、彭阳村、米家川断面均有不同的超标现象。主要污染指标氨氮、化学需氧量及氟化物年均浓度空间变化见图5。

图5 2019年庆阳市蒲河氨氮、化学需氧量、氟化物浓度空间变化

氨氮年均浓度在空间分布上，呈先下降后上升的趋势，浓度由高到低依次为彭阳村>马头坡>米家川>姚新庄=巴家咀水库。化学需氧量年均浓度在空间分布上浓度由高到低依次为马头坡>姚新庄>巴家咀水库>米家川>彭阳村。氟化物年均浓度在空间分布上呈先下降后上升的趋势，浓度由高到低依次为米家川>姚新庄>马头坡>彭阳村>巴家咀水库。