佳木斯市2011年-2020年地表水生态环境质量变化研究

董爱荣　李永亮

摘要：采用Spearman秩相关系数法，对松花江佳木斯市2011年-2020年期间主要污染指标变化趋势进行了分析。计算结果表明，2011年-2020年佳木斯上断面的高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮和总磷，佳木斯下断面的化学需氧量和总磷，江南屯断面的化学需氧量，同江断面的高锰酸盐指数、化学需氧量和总磷，汤旺河口内断面的化学需氧量、氨氮和总磷，梧桐河口内断面的化学需氧量和总磷呈显著下降趋势；其余监测断面的这几项监测指标无显著变化。对污染物的年际变化进行了分析，并探讨了地表水环境质量变化原因。

关键词：地表水；变化趋势；Spearman趋势检验；原因分析

中图分类号：X171.1 文献标志码：B

前言

佳木斯市地处是_三江平原腹地，是松花江出境前流经的最后一个地级市。佳木斯市设有8个地表水监测断面，均为国控断面，共监测5条河流。随着水污染治理的深入开展，境内河流水环境质量逐年改善。“十三五”期间，佳木斯市地表水环境质量除2019年为轻度污染外，其它几年均为良好，无劣Ⅴ类水质。佳木斯市地表水水质功能区达标率75.0%-87.5%，达标率呈现波动变化。主要污染指标为高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮和总磷。

“十三五”期间，松花江佳木斯江段干流水质最好，良好水质比例最高，其次是松花江支流的汤旺河、梧桐河，抚远和乌苏镇断面水质较差。与“十二五”末相比，汤旺河口内断面主要污染指标氨氮有所上升，抚远断面主要污染指标高锰酸盐指数有所上升。2020年，佳木斯市地表水存在的污染问题是抚远断面超功能区水质标准，主要污染指标为高锰酸盐指数；梧桐河口内断面V类水质比例36.4%，主要污染指标为氨氮。

为了掌握松花江佳木斯江段2011年-2020年期间，佳木斯市地表水各断面的主要污染指标变化趋势，对地表水环境质量状况有全面深入的了解，采用Spearman趋势检验法，将秩相关系数rs的绝对值与秩相关临界值wp进行比较，进行定量的趋势分析，了解主要污染物的变化情况，有助于佳木斯市打好污染防治攻坚战。

1 Spearman趋势检验介绍

依据中国环境保护部办公厅《地表水环境质量评价方法（试行）》（环办[2011122号），对各污染物年际变化进行趋势分析时，采用Spearman秩相关系数法。该方法规定，五年变化的秩相关系数-绝对值>0.900，则表明在0.05可信度水平上变化显著。

式（1）-式（2）中：

di-变量Xi与Yi的差值；

Xi-周期1到周期Ⅳ按浓度值从小到大排列的序号；

Y--按时间（年份）排列的序号，由先到后；

N-周期数，且Ⅳ≥5时有意义；

rs-正值时表示上升，负值时表示下降。

将秩相关系数rs的绝对值与秩相关临界值Wp进行比较，若|rs|>Wp则表明变化趋势显著，如果rs是负值，则表明为下降趋势。

2 计算结果

根据Spearman的趋势检验结果：2011年-2020年，佳木斯上断面的高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮和总磷，佳木斯下断面的化学需氧量和总磷，江南屯断面的化学需氧量，同江断面的高锰酸盐指数、化学需氧量和总磷，汤旺河口内断面的化学需氧量、氨氮和总磷，梧桐河口内断面的化学需氧量和总磷呈显著下降趋势；其余监测断面的这几项监测指标无显著变化。2011年-2020年佳木斯市地表水各断面主要污染指标Spearman的趋势检验结果见表1。

3 “十三五”末与“十二五”末地表水水质比较

选择“十三五”末佳木斯市地表水各监测断面4项主要污染指标的浓度均值与“十二五”末相比。不同断面高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、总磷对比情况见图1-图4，变化情况见表2。

佳木斯上、佳木斯下、同江、乌苏镇断面的此4项指标均有所下降；江南屯断面的高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮有所下降，总磷有所上升；汤旺河口内断面的高锰酸盐指数、化学需氧量、总磷有所下降，氨氮有所上升；梧桐河口内、抚远断面的化学需氧量、氨氮、总磷有所下降，高锰酸盐指数分别为无变化和有所上升。

4 地表水环境质量变化原因分析

佳木斯市地表水水质状况有所变好，Ⅱ类水质从无到有，消除劣Ⅴ类水质，功能区水质达标率升高12.5个百分点。

地表水环境质量变好原因有以下几点：一是“十三五”期间，佳木斯市政府加大了水污染防治项目建设和资金投入，主要污染物减排超额完成，化学需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物四项污染物排放量分别较2015年削减7.57%、14.38%、27.35%和22.95%；畜禽粪污无害化处理设施配套率100%，粪污资源化利用率达85.1%；危险废物规范化达标率90.6%，生活垃圾、医疗垃圾无害化处理100%-以上措施，控制了地表水的污染源头，使佳木斯市地表水环境质量得到改善。二是佳木斯市政府大力推进工程治污，新建园区工业废水处理厂2个，建成城镇生活污水处理厂18个，提标改造3个。县级以上污水日处理能力达到34万吨，较“十二五”提升70%。佳木斯市十大重点行业涉水企业清洁化改造全部完成，工业涉水企业全部达标排放，以上措施，使地表水污染指标的含量降低。三是推进支流治理，实施音达木河段整治工程，消除了“黑臭”水体。加强监测监管，八虎力河、倭肯河水质保持稳定。

虽然经过一系列污染防治工程的实施，地表水环境质量得到一定改善，但非人为因素也带来一些负面影响。一是近年来降水量不足，松花江支流偶有断流现象发生，河流径流量变小，导致水体自净能力下降。二是受地理位置及季节因素影响，河流各水期径流量差距显著，枯水期径流量明显小于其它两个水期，且冬季江水被冰面覆盖，水温低，复氧条件差，水体的自净能力弱，污染物不易被降解，使得水体的污染加重。三是佳木斯市农业用地占比较大，土壤斗化肥、农药等化学物质伴随地表径流汇入江中，造成水质污染，例如施入土壤的农药、化肥是总磷的主要来源。

5 结束语

结合历年监测数据，采用Spearman秩相关系数法进行的计算结果表明：2011年-2020年佳木斯上断面的高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮和总磷，佳木斯下断面的化学需氧量和总磷，江南屯断面的化学需氧量，同江断面的高锰酸盐指数、化学需氧量和总磷，汤旺河口内断面的化学需氧量、氨氮和总磷，梧桐河口内断面的化学需氧量和总磷呈显著下降趋势；其余监测断面的这几项监测指标无显著变化。佳木斯市水环境质量变化影响因素较多，人为因素和非人为因素均对其造成了一定的影响，需要多方面考虑，从源头降低污染物的入江量，进一步改善区域水环境质量。