2012—2014年蛮河中上游水体污染时空变化研究

摘要通过2012—2014年蛮河朱市断面和孔湾断面水质监测结果的聚类分析，探讨了蛮河流域河流污染时空变化的原因和特点。结果表明，蛮河水质总体呈好转趋势，但污染仍比较严重，主要污染指标为总磷、CODCr、BOD5及阴离子表面活性剂等。2个监测断面的总磷污染都最为严重，达到V类以上，各污染指标均表现出明显的季节波动。上游朱市断面水质状况要好于中游孔湾断面，主要是由两地的工农业结构和规模上的差异导致。

关键词蛮河；水质；水污染；时空变化

中图分类号X522文献标识码

A文章编号0517-6611（2017）32-0061-04

Study on the Spatial and Temporal Changes of Water Pollution in the Upper and Middle Reaches of the Manhe River during 2012- 2014

LI Tao，WEN Chaozhi，MO Qiong（Centralsouthern Safety & Environment Technology Institute Co.，Ltd.，Wuhan，Hubei 430071）

AbstractBased on the clustering analysis of the water quality monitoring results of the Manhe river at the Zhushi section and Kongwan section during 2012-2014，the causes and characteristics of the temporal and spatial changes of Manhe River pollution in the river basin were discussed.The results showed that the water quality of Manhe River was improved，but the pollution was still serious.The main pollution indicators for the total phosphorus，CODCr，BOD5 and anionic surfactants.The total phosphorus pollution of the two monitoring sections was the most serious，reaching more than V class.The diagrams of pollution indicators have shown a significant seasonal fluctuations.The water quality of Zhushi section in the upper reach was better than that of the Kongwan section in the middle reach，mainly due to the differences in the structure and scale of the industrial and agricultural industries.

Key wordsManhe River；Water quality；Water pollution；Temporal and spatial change

南水北調中线工程是改变我国北方地区水资源短缺的重大水利工程，汉江上游的丹江口库区是其主要水源地。南水北调中线工程的实施将重新调配我国南北水资源的分布，调水给汉江经济带来了发展的机遇，但也突显了汉江中下游生产生活用水不足的矛盾。因此，改善和保持汉江水系的水质，提高水资源的利用率成为保障汉江经济带稳定可持续发展的一项要务[1]。

河流水质变化是自然因素和人类社会活动综合作用的结果，不仅反映了流域内自然环境的变化，如气候、水文、地质等要素，也反映了社会经济发展、人类生产生活等行为对河流的影响或改造，因此河流污染物浓度和成分往往表现出复杂的时空变化[2-4]。

蛮河是汉江的支流之一，流经保康、南漳、宜城、钟祥等县市，是沿岸人民生产生活用水的重要来源，对其水质的监测和分析，有助于河流的综合治理及流域相关城市制定合理的经济发展规划。笔者通过分析2012—2014年蛮河中上游水体污染时空变化，研究了蛮河流域污染时空变化的特点，以期为蛮河水体污染治理提供科学依据。

1研究区概况与研究方法

1.1蛮河流域概况

蛮河是汉江的重要支流，全长187.5 km，发源于保康县与南漳县交界处，流经南漳、宜城，至钟祥市转斗镇小河口汇入汉江，流域面积3 276 km2（图1）。多年平均径流量6.04亿m3，流域多年平均降雨量1 014.7 mm，降水主要集中在5—10月。

蛮河流域建有三道河、石门集和云台山等各级水库，总库容量约5.92亿m3，为南漳、宜城等地居民提供生产生活水源，其中包括约4.13万hm2农田的灌溉水源，另一方面蛮河也接纳沿岸城市的工业和生活废水排入。

1.2研究方法

根据实地考察，在蛮河设置了

朱市和孔湾2个监测断面，分别距离蛮河河口47和35 km（图1）。

监测指标主要包括：溶解氧（DO）、高锰酸盐指数、化学需氧量（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮、总磷、铜、锌、氟化物、砷、六价铬、镉、铅、氰化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂17个指标。监测时段为2012—2014年（阴离子表面活性剂监测时段为2013—2014年），每月监测1次（CODCr为2012年每2个月监测1次，2013—2014年每月1次），2014年2月样品缺失，无数据。

水质评价依据是《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）中的水质类型标准，其评价方法采用单因子评价法，通过单项指标测试值与水质评价标准对比来判断该项目的水质类型[5]。对2013—2014年监测记录进行聚类分析（为保证参与分析的各指标样品数量一致，未选取2012年数据），其基本原理是根据污染指标间的相似性或相异性程度来决定指标间“距离”的远近，

对指标进行分类，从而分析污染指标的主要来源[6-8]，探讨蛮河污染的时空变化。

2结果与分析

2.1蛮河水质总体情况

根据GB 3838—2002《地表水环境质量标准》，2012—2014年蛮河朱市断面和孔湾断面水质污染总体上较严重，达到V类或劣Ⅴ类（表1），总磷、CODCr、BOD5及阴离子表面活性剂有超标情况出现，其中总磷超标较为严重，超标月份较多，CODCr、BOD5及阴离子表面活性剂零星超标。

2.2蛮河水质的时空变化

蛮河水体DO、总磷、高锰酸盐指数、氨氮、CODCr、BOD5、阴离子表面活性剂7类主要污染指标的逐月监测结果

朱市断面和孔湾断面的DO变化趋势基本同步，污染主要集中在7—9月，但孔湾断面的污染程度明显要高于上游的朱市断面，2014年孔湾断面DO的污染程度出现显著降低，污染程度基本与朱市断面达到相同水平；朱市断面和孔湾断面的总磷污染程度最严重，每年污染程度达到V类或劣Ⅴ类的月份均超过5个月（2013年最为严重，总磷污染程度达到V类或劣Ⅴ类的月份，朱市断面有8个月，孔湾断面有10个月），2014年朱市断面的总磷污染程度略有下降；2个监测断面的高锰酸盐指数变化在Ⅱ～Ⅴ类，孔湾断面的污染程度和高污染月份数均高于朱市断面，朱市断面只有若干月份污染程度达到Ⅲ类，而孔湾断面污染程度高于或等于Ⅲ类的月份，每年平均达8个月；朱市断面的氨氮污染情况较轻，只有零星月份达到Ⅲ类，而孔湾断面污染程度达到或超过Ⅲ类的月份明显多于朱市断面；朱市断面和孔湾断面的BOD5月际波动较大（最好的月份2个监测断面的检测值都为I类，最差的月份孔湾断面达到劣Ⅴ类，朱市断面达Ⅳ类），污染严重的月份一般在1—5月；朱市断面和孔湾断面的CODCr的波动变化也较大，孔湾断面波动更加频繁；2013—2014年，阴离子表面活性剂污染程度变化也较大，朱市断面的污染情况略好于孔湾断面。

朱市断面和孔灣断面DO、总磷、高锰酸盐指数、氨氮、CODCr、BOD5、阴离子表面活性剂等指标的逐月记录表明，蛮河中上游水体的主要污染指标存在明显的时空变化，2014年DO、氨氮、BOD5等指标的污染程度明显降低。

2.3蛮河水质时空变化原因

朱市断面位于蛮河上游南漳县，据2014年湖北省环保部门统计，区域内主要污染物来源包括：工业污染企业8家，畜禽养殖企业106家，生活污水排放量1 549.6万t，农业废水排放量1 730.65万t。孔湾断面位于蛮河中游，距朱市断面12 km（图1），2014年区域内主要污染物来源包括：工业污染企业20家，畜禽养殖企业351家，生活污水排放量为2 122.4万t，农业废水排放量3 837.1万t。可见，由于宜城市的城市规模、工、农、养殖业都大于南漳市，且位于南漳市的下游，因此导致孔湾断面的各污染指标含量普遍高于朱市断面。

2013—2014年朱市断面主要污染指标的聚类分析结果见图3，按照相似程度污染指标可以分为4类：①总磷、CODCr、高锰酸盐指数；②氨氮、BOD5；③阴离子表面活性剂；④DO。2013—2014年孔湾断面主要污染指标的聚类分析结果见图4，按照相似程度污染指标可以分为5类：①氨氮、BOD5；②高锰酸盐指数、CODCr；③阴离子表面活性剂；④DO；⑤总磷。

综合分析表明，朱市断面和孔湾断面污染指标在来源上也存在一定差异。朱市断面的总磷和CODCr污染主要来源于南漳县的磷化工企业生产废水和周边居民生活污水排放；高锰酸盐指数、氨氮、BOD5主要来自化肥相关的工业企业废水排放。孔湾断面的氨氮、BOD5主要源自宜城市大雁、雷河工业园区企业污水及居民生活污水排放，其中大雁工业园区湖北新楚钟肥业有限公司、楚天化纤有限公司等工业企业均有大量含氨氮废水排放；高锰酸盐指数、CODCr污染也主要来自大雁、雷河工业园区其他类型的工业企业废水排放；总磷的来源主要与周边城镇居民生活污水及工业废水排放有关。阴离子表面活性剂是洗涤剂的主要成分[9]，朱市断面和孔湾断面的阴离子表面活性剂超标主要是由于周边居民生活污水排放所导致；河流水体中DO含量的高低与多种因素有关，会随温度、压力、盐分、藻类、水深等条件的变化而改变[10-13]，朱市断面水体DO情况一直较好，孔湾断面DO超标主要出现在2013年7—9月，与该时段气温较高及其他有机污染盐超标有关。2014年蛮河中上游水体质量好转，主要得益于襄阳市加大水污染整治力度，使蛮河、汉江等过境河流的水质有一定程度的好转。

3结论

总体上看，2012—2014年蛮河中上游南漳至宜城段水质都存在超标现象，部分月份甚至达到劣Ⅴ类。主要污染指标为总磷、CODCr、BOD5、阴离子表面活性剂、氨氮，2014年蛮河水质有所好转，但水污染防治工作还需要进一步加强。

由于南漳县和宜城市在城市规模、农业和畜禽养殖规模及工业结构上存在明显差异，因此蛮河上游和中游的主要污染因子存在明显的时空差异和变化。两地应根据该地的实际情况有针对性地制定河流水资源保护和开发规划，促进蛮河流域城镇的经济和水生态环境可持续发展，保障南水北调中线工程的生态安全。

参考文献

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