佳木斯市城区地表水水质监测与评价

第 25 卷第 3 期 黑 龙 江 水 专 学 报 V o l. 25 N o. 3 1 998 年 9 月 Jo u rna l o f H e ilo ng jiang H yd rau lic E ng inee r ing Co llege Sep t. 1998 佳木斯市城区地表水水质监测与评价 3 赵孟芹 侯炳江 任友山 ( 佳木斯水文水资源勘测局, 佳木斯, 154002) 摘 要 根据佳木斯市城区 1994 1996 年的水质水量监测资料, 对城区废污水的污染现状 、 污染 程 度 及对城区水环境带来的影响进行了分析和评价 。 指出对污染源的治理已迫在眉 睫 。 关键词 地表水 水质评价 污染源 污染物质 0 前 言 佳 木 斯 是 北 方 新 兴 工 业 城 市, 位 于 松 花 江 下 游 南 岸 。 随 着 改 革 开 放 力 度 的 加 大, 地 方 经 济 的 发 展, 人 口 不 断 增 加, 每 天 都 有 大 量 的 废 污 水 排 出, 致 使 水 污 染 状 况 越 来 越 严 重, 加 重 了 城 区 水 环 境 的 负 担 。 为 了 改 善 和 保 护 城 区 水 环 境, 使 环 境 与 经 济 发 展 同 步, 有 必 要 开 展 城 区 水 质 监 测 和 评价工作 。 在 佳 木 斯 市 政 府 、 黑 龙 江 省 水 利 厅 的 支 持 下, 水 利 部 水 文 司 下 达 了 佳 木 斯 市 城 市 水 资 源 精 测 评 价 课 题, 把 地 表 水 水 质 监 测 与 评 价 列 为 课 题内容之一 。 本文根据 3 年的水质监测成果撰 写而成 。 1 监测系统 1. 1 站网布设及采样频率 根 据 佳 木 斯 市 城 区 污 染 源 特 点 及 地 表 水 的 分布情况共设 31 处水质监测点, 详见图 1。 佳 木 斯 ( 中 )、 音 达 木 河 ( 下 )、 英 格 吐 河 ( 下 ) 全 年 采 样 12 次, 佳 木 斯 上 、 下 断 面 5 10 月 份 采 样 各 1 次 , 其 它 江 河 断 面 和 排 污 口 分 丰 、 平 、 枯 3 次采样 。 112 监测项目 废污水选择了 pH、 悬浮物 、 COD cr、 BOD 5、 氨 收稿日期 : 1998- 06- 10 3 水 利 部 、 黑 龙 江 省 水 利 厅 、 佳 木 斯 市 人 民 政 府 资 助项目 氮 、 挥 发 酚 、 氰 化 物 、 六 价 铬 、 砷 化 物 、 铜 、 锌 、 铅 、 镉 13 个 监 测 项 目, 江 河 水 增 加 了 总 硬 度 、 氯 化 物 、 亚硝酸盐氮 、 硝酸盐氮 。 113 评价方法及水质标准 评价方法 : 江河水质采用综合指数法 1 , 废水 采用直观对照法 。 水质标准 : 江河水质采用 GB 3838- 88 地 面 水 环 境 质 量 标 准 , 废 污 水 采 用 GB 8978- 88 第 一 类 污 染 物 最 高 允 许 排 放 浓 度 和 第 二 类 污 染 物最高允许排放浓度 中的一级标准 。 图 1 水质监测站点分布图 2 污染源概况 211 面污染源 来 自 城 区 的 面 源 污 染 主 要 有 : 地 面 上 的 固 体 废 弃 物 、 燃 料 、 建 筑 材 料 和 废 渣 等 的 雨 水 淋 溶 物 ; 来 自 城 区 以 外 的 污 染 主 要 为 带 有 农 药 、 化 肥 或 植 物残体的农田排水或雨水淋溶物 。 212 污染点源 佳 木 斯 市 的 点 源 污 染 主 要 是 生 活 污 水 和 工 业 废 水 。 点 源 的 排 放 主 要 通 过 三 种 途 径 : 通 过 46 黑 龙 江 水 专 学 报 第 25 卷 企 业 直 排 污 水 口 排 污, 该 系 统 除 排 放 自 身 的 废 水 外, 还 有 一 部 分 是 其 它 企 业 的 废 水 和 生 活 污 水 。 通 过 市 政 管 网 排 污, 该 系 统 排 出 的 废 污 水 包 含 佳 木 斯 市 区 所 排 生 活 污 水 的 绝 大 部 分, 也 含 有 极 少 数 工 业 废 水 。 通 过 境 内 河 网 排 污, 即 通 过 英 格吐河和音达木河排污 。 这三种排污途径最终受 纳水体都是松花江 。 废污水排放主要以工业废水 为 主, 年 排 放 量 约 占 废 污 水 总 排 放 量 的 93 % 以 上, 且 量 值 的 大 小 由 几 家 大 型 企 业 控 制, 废 水 排 放量占佳木斯市年废水排放总量的 90 % 以上 。 3 地表水质的分析与评价 311 废污水的水质分析与评价 31111 废污水的污染程度分析 引 用 污 染 因 子 的 等 标 指 数 IM 1 和 “污 染 程 度” 的 概 念, IM 值 越 大, 表 示 水 的 污 染 程 度 越 重 , 即 IM = C i ? C s。 式中 C i 为污染因子的实测浓度 ; C s 为 污 染 因 子 的 最 高 允 许 排 放 浓 度 。 以 等 标 指 数 110 为中心点 , 各以 1、 2、 3、 4 个单位为半径画同心 圆, 反 映 了 各 超 标 排 污 口 受 各 污 染 因 子 的 污 染 程 度 及 范 围 。 点 据 越 偏 向 外 侧, 水 污 染 程 度 越 重 。 并 人 为给其分区 2 线以内为轻污染, 2 3 线之间为 中 污 染, 3 4 线 之 间 为 重 污 染, 4 线 以 外 为 严 重 污 染 。 从 图 2 可 知 : 有 5518 % 的 超 标 点 据 集 中 在一区, 二区占 3112 % , 三区占 1219 % 。 4412 % 的 点 据 在 2 线 以 内, 且 其 中 的 40 % 在 二 区 , 2314 % 的点据在 2 3 线之间, 其 中 的 8313 % 集 中 在 一 区, 1117 % 在 3 4 线 之 间, 且 二 区 占 60 % , 4 线以外点据占 2017 % , 其 中 8617 % 点 据 在 一区 。 4 线以外 糖 厂 排 污 口 占 6010 % , 造 纸 厂 和 石化 公 司 各 占 1313 % 。 超 标 点 据 中 1994、 1995 和 1996 年 分 别 占 3910 % 、 2919 % 和 3112 % , 其 中 COD cr 占 年 点 据 的 40. 0 % 、 6916 % 和 6215 % , SS 为 4313 % 、 2611 % 和 2018 % ,BOD 5 为 1617 % 、 413 % 和 1617 % 。 从以上分析数据不 难 得 出 如 下 结 论 : 受 污 染 的 排 污 口 废 水 中, 受 污染因子 COD cr 污染的频 率 较 高 。 废 污 水 中 受 轻 污 染 者 占 较 大 比 重, 且 多 为 悬 浮 物 污 染 ; 受 中 污染者占有一定比重, 且 主 要 为 COD cr 污 染 ; 受 重 污 染 比 重 较 小 ; 受 严 重 污 染 的 废 污 水 的 比 重 大 于 前 者, 主要因子是 COD cr。 受严重污染的废污水 中 糖 厂 排 污 口 所 占 比 重 较 大, 造 纸 厂 和 石 化 公 司 占有一定比重 。 废污水的污染程度随时间呈缓 慢加重趋势 。 图 2 入江排污口主要污染物污染强度示意图 31112 主要污染源分析 为 了 便 于 分 析, 根 据 佳 木 斯 市 城 区 排 污 方 式 的 具 体 特 点 及 地 域 分 布, 把 沿 江 排 放 的 24 个 排 污 口 划 分 为 三 个 区, 即 西 工 业 区 、 生 活 排 污 区 和 东 工业区, 详见图 3。 根据 3 年的统计资料计算出 各 工 业 区 占 全 市 污 染 物 的 等 标 污 染 负 荷 比 2 : 东 工 业 区 为 0159, 西 工 业 区 为 0131, 生 活 排 污 区 为 0110。 东 工 业 区 的 工 业 污 染 源 中, 造 纸 厂 的 等 标 污染负荷比为 0120, 占东工业区的 0134。 在西工 业区中友谊糖厂的等标污染负荷比为 0116, 占西 图 3 市区各排污口等标污染负荷直方图 工 业 区 的 0152。 音 达 木 河 的 等 标 污 染 负 荷 比 为 0122, 英 格 吐 河 的 等 标 污 染 负 荷 比 为 0112。 综 合 以 上 数 据, 东 工 业 区 西 工 业 区 生 活 排 污 区 。 东 工 业 区 是 全 市 的 主 要 污 染 源, 其 中 造 纸 厂 的 负 荷 比 最 大, 故 它 是 东 工 业 区 的 主 要 污 染 源 。 从 全 市 的 等 标 污 染 负 荷 比 的 比 较 中, 音 达 木 河 造 纸 厂 友谊糖厂 英格吐河 。 音达木河是由多家企 第 3 期 赵孟芹等 1 佳木斯市城区地表水水质监测与评价 47 业 废 水 和 生 活 污 水 共 同 形 成 的 全 市 最 大 的 污 染 源, 但不是主要的工业污染源 。 31113 主要污染物 在 所 监 测 的 工 业 废 水 的 11 个 因 子 中 , COD cr、 SS 和 BOD 5 3 项 污 染 因 子 的 等 标 污 染 负 荷 比 的和 3 年均占全市的 0192 以上, 在城区几个较 大 的 污 染 源 中, 这 3 项 污 染 因 子 所 占 比 重 相 当 大, 详见表 1、 图 4。 废水中这 3 项污染因子含量和 排 放 量 的 多 少, 在 一 定 程 度 上 决 定 着 全 市 的 污 染 物 排 放 量 及 废 污 水 的 污 染 状 况, 因 此 可 以 说 它 们 是主要的污染物 。 从三者的主次地位上看, COD cr 占 主 要 地 位, SS 居 次 要 地 位, 但 COD cr 并 不 是 在 所 有 的 废 水 中 都 起 主 要 作 用, 它 在 造 纸 厂 、 英 格 吐 河 和 音 达 木 河 废 水 中 是 主 要 的 污 染 物 质, 在 糖 厂 废 水 中 尤 为 突 出 ; 发 电 厂 废 水 中 COD cr 则 居 次 要地位, SS 是主要的污染物质 。 图 4 市区主要污染因子等标污染负荷图 312 江河水水质评价 31211 评价方法 江 河 水 水 质 评 价 采 用 国 内 比 较 常 用 的 综 合 指数法 。 所 选 用 的 污 染 因 子 为 COD cr、 BOD 5、 氨 氮 、 硝 酸 盐 氮 、 亚 硝 酸 盐 氮 、 氯 化 物 、 砷 化 物 、 六 价 铬和挥发酚 。 综合指数法公式为 2 : n Q i = W iP i P i = C i ? C s i= 1 式中 Q i 为水质综合指数 (地表水水质质量分级见 表 2 2 ) ; W i 为 各 种 污 染 物 所 占 权 重 (均 权 计 算 ) ; C i 为污染物实测浓度 ; C s 为地表水三级标 准 。 31212 城区内河流水质评价 城区 内 的 河 流 指 英 格 吐 河 和 音 达 木 河 。 这 两 条 河 流 上 的 上 断 面 没 有 点 污 染 源, 它 的 主 要 成 份 是上游 来 水 、 沿 途 的 农 田 排 水 、 大 气 降 水 以 及 雨 水冲刷 物 。 上 游 断 面 的 水 质, 受 面 源 污 染 的 影 响 较 大 。 面 源 污 染 的 大 小 又 受 到 降 雨 强 度 、 降 雨 历 时及雨量大小的控制, 1994 1996 年分别为丰水 年 、 平 水 年 、 平 水 偏 枯 年 份, 其 综 合 指 数 呈 逐 年 下 降趋势 。 其污 染 程 度 详 见 表 3。 断 面 的 主 要 污 染 因 子是 COD cr、 挥发酚和 BOD 5 。 英 格 吐 河 及 音 达 木 河 进 入 市 区 以 后 水 质 恶 化 。 河 水 中 除 主 要 污 染 因 子 COD cr、 挥 发 酚 和 BOD 5 的含 量 常 年 超 过 地 面 水 五 级 标 准 外, 氨 氮 、 六 价 铬 、 总 铅 和 砷 化 物 也 超 过 了 地 面 水 的 三 级 标 准 。 降 水 量 充 沛 的 丰 水 年 份, 丰 水 期 音 达 木 河 的 水 质 要 好 于 英 格 吐 河, 此 时 水 污 染 程 度 暂 时 得 到 一定的 缓 解, 但 综 合 污 染 指 数 还 是 相 当 高 。 枯 水 期 水 污 染 加 重 。 从 主 要 污 染 物 质 的 含 量 和 综 合 污 染 指 数 的 逐 年 上 升 趋 势, 可 以 判 断 出 这 两 条 河 流 的水质在逐年恶化 。 31213 松花江佳木斯江段水质评价 (1) 松花江上断面 (四合屯 ) 该 断 面 为 松 花 江 进 入 佳 木 斯 市 境 内 的 入 境 断 面, 其 水 质 主 要 受 上 游 来 水 、 农 田 排 水 和 其 它 一 些 面 源 的 影 响 , 这 个 断 面 水 质 较 好, 1994、 1995 年为清 洁 水 质, 能 够 满 足 饮 用 、 养 鱼 和 灌 溉 等 一 系 列 用 水 需 求, 1996 年 水 质 有 所 下 降, 为 尚 清 洁 水 。 污 染 综 合 指 数 呈 逐 年 增 大 的 趋 势 ( 主 要 受 乡 镇企业的排污影响 )。 表 1 主要污染因子等标污染负荷比统计表 (3 年平均 ) 污染因子 造纸厂 发电厂 糖 厂 音达木河 英格吐河 全市区 COD C r 0. 123 0. 038 0. 134 0. 067 0. 054 0. 494 BOD 5 0. 031 0. 017 0. 006 0. 013 0. 016 0. 105 SS 0. 036 0. 085 0. 018 0. 125 0. 047 0. 339 总和 0. 190 0. 140 0. 158 0. 205 0. 117 0. 938 其它 0. 010 0. 030 0. 002 0. 015 0. 003 0. 062 最大值 0. 123 0. 085 0. 134 0. 125 0. 054 0. 494 因子 COD C r SS COD C r SS COD C r COD C r 48 黑 龙 江 水 专 学 报 第 25 卷 表 2 地表水水质质量分级表 水质指数 污染程度 分 级 标 准 2. 0 严重污染 相当于全部检出项目的检出值超过标准 (2) 松花江中断面 (佳木斯水文站 ) 该 断 面 是 松 花 江 进 入 市 区 后 的 污 染 中 断 面 , 它 主 要 承 纳 市 区 亚 麻 厂 、 糖 厂 、 纺 织 厂 和 英 格 吐 河排入的废污水及两岸面源污染 。 这个断面年承 纳 废 污 水 量 约 为 全 市 废 污 水 排 放 量 的 25 % 。 污 染 程 度 除 1994 年 为 清 洁 水 质 外, 1995、 1996 年 皆 为 尚 清 洁 水 质, 污 染 综 合 指 数 分 别 为 0118、 0136 和 0130。 该 断 面 水 质 的 主 要 影 响 因 子 是 挥 发 酚 , 其 次是 IM n。 丰水期河水流量大 , 稀释自净作用明 显, 水 质 较 好 ; 枯 水 期 水 质 状 况 下 降, 即 丰 水 期 水 质 好 于 平 水 期 水 质, 平 水 期 水 质 好 于 枯 水 期 水 质 。 (3) 松花江下断面 (宏力断面 ) 该 断 面 为 松 花 江 流 出 城 区 的 出 口 断 面, 也 是 了 解 佳 木 斯 市 废 污 水 对 松 花 江 水 污 染 状 况 的 控 制 断面 。 该断面 1994 1996 年的综合指数分别是 0120、 0138、 0140, 污染程度分别为清洁 、 尚清洁和 尚 清洁 。 主要影响因子是挥发酚和 IM n。 1996 年的 综 合 指 数 接 近 于 轻 污 染, 松 花 江 佳 木 斯 江 段 的 水 质状况在逐年下降 。 以上分析详见表 3。 两 条 境 内 河 流 下 断 面 的 水 质 严 重 污 染, 是 区 间 工 业 企 业 长 期 大 量 排 污 造 成 的 结 果 。 河 床 淤 积, 洪 水 时 漫 溢 两 岸, 枯 水 时 水 发 绿, 散 发 出 难 闻 的气味, 这些都是 SS 和 COD cr 积累的结 果 。 这 种 状 况 的 存 在 和 发 展, 已 经 影 响 和 威 胁 着 城 市 的 生 存环境和自身的泄洪能力 。 松 花 江 做 为 城 区 废 污 水 的 最 终 受 纳 水 体, 从 入 境 断 面 到 出 境 断 面, 随 着 城 市 废 污 水 不 断 排 入, 其 污 染 指 数 从 清 洁 到 尚 清 洁, 水 质 状 况 逐 年 下降, 废污水中的主要超标物质 COD cr 和 SS 已构 成了对松花江水质的严重威胁 (COD cr、 SS 和挥发 酚 是 地 表 水 的 主 要 影 响 因 子, 其 中 挥 发 酚 是 废 污 水 大 量 长 期 积 累 的 结 果 )。 1996 年 出 境 断 面 的 污 染 指 数 已 经 接 近 了 污 染 的 下 限, 与 上 述 对 废 污 水 状况的分析是一致的 。 这是大量废污水共同作用 的结果, 但主要污染源起着关键作用 。 表 3 佳木斯市各江河水质综合指数计算表 年份 指标 松花江 松花江 松花江 音达木河 英格吐河 英格吐河( 上 ) ( 中 ) ( 下 ) 松兴桥 ( 下 ) 陆家岗 王三五 ( 上 ) ( 下 ) 1994 综合指数 污染程度 0. 08清洁 0118清洁 0120清洁 1163重污染 4152严重污染 1188重污染 1182重污染 2147重污染 6115重污染 1995 综合指数 0119 0136 0138 0184 3181 2124 1179 1167 7111 污染程度 清洁 尚清洁 尚清洁 中污染 严重污染 严重污染 重污染 重污染 严重污染 1996 综合指数污染程度 0. 21尚清洁 0130尚清洁 0140尚清洁 1107重污染 8165严重污染 1126重污染 2139严重污染 1146重污染 7175严重污染 4 结 语 通 过 对 佳 木 斯 城 区 的 入 江 排 污 口 、 境 内 河 流 及 其 最 终 受 纳 水 体 松 花 江 的 水 质 监 测 资 料 进 行 分 析 与 评 价, 认 为 大 量 废 污 水 的 超 标 排 放 不 但 使 两 条 境 内 河 流 完 全 丧 失 了 其 原 有 的 水 体 功 能, 成 为 二 次 污 染 源, 也 给 城 区 水 环 境 造 成 严 重 负 担 , 直接影响到松花江的水质 。 佳木斯市民饮用水源 为 潜 层 地 下 水, 且 水 源 地 大 多 在 松 花 江 沿 岸, 地 表 水 和 地 下 水 的 补 排 关 系 明 显, 松 花 江 的 水 质 污 第 3 期 赵孟芹等 1 佳木斯市城区地表水水质监测与评价 49 染 将 直 接 威 胁 到 地 下 水 。 此 外, 地 表 水 中 的 有 害 成 份 还 会 沉 积 底 泥 或 随 食 物 链 ( 蔬 菜 或 水 产 品 ) 造成对人民生活长远的更严重的危害 。 扼制污染 的 发 展 势 头, 改 善 现 有 的 废 污 水 的 水 质 状 况 已 迫 在眉睫 。 应采取的对策 : (1) 实 施 企 业 单 项 污 染 物 排 放 总 量 限 制, 加 强 对 主 要 污 染 源 的 治 理 和 主 要 污 染 物 质 的 控 制 3 。 ( 2) 对 境 内 河 流 进 行 综 合 治 理, 清 淤 河 道, 限 制污水排放量 。 (3) 加 大 水 行 政 执 法 力 度 和 宣 传 力 度, 加 强 废 水 排 放 的 质 和 量 的 监 督 管 理, 不 达 标 水 质 决 不 允许向外排放 。 (4) 建 立 大 型 污 水