2016—2021年上海市...流域水质变化与污染特征分析_吴育文.pdf

DOI:10 3969/j issn 1674 6732 2023 01 01320162021 年上海市杨浦区黄浦江流域水质变化与污染特征分析吴育文(上海市杨浦区环境监测站，上海200093)摘要:为全面了解并跟踪上海市杨浦区黄浦江流域的水质情况，于 2016 年 1 月2021 年 12 月对杨浦区黄浦江流域的 6个监测断面的地表水质量进行调查。采用单因子污染指数分析法和水质综合污染指数分析法，探究了杨浦区内黄浦江流域水质的污染变化特征。结果表明，自 2017 年杨浦区开展河道整治以来，流域总体水质明显改善，出口水质从重度污染提升到良好水平;居民区密集的虬江断面水质相对较差，后续需加强对虬江流域的污染排放管理;水质污染特征分析结果发现河道的主要污染物种类从氨氮(NH3 N)转换为总磷(TP)，说明河道整治提升了河道的自净能力，水质改善效果显著;水质在非汛期优于汛期，气温、降雨、泵站放江和污水排放是影响水质的主要原因。关键词:黄浦江流域;综合污染指数;污染特征;水质分析;上海市中图分类号:X821文献标志码:B文章编号:1674 6732(2023)01 0080 05收稿日期:2022 03 16;修订日期:2022 10 27基金项目:国家自然科学基金资助项目(51709237);浙江省水利科技计划项目(C2045);江苏省水利科技项目(2020004)作者简介:吴育文(1968)，女，工程师，本科，研究方向为环境监测、环境管理。Water Quality Change and Pollution Characteristics Analysis of the Huangpu iver inYangpu District of Shanghai in 20162021WU Yu-wen(Shanghai Yangpu District Environmental Monitoring Station，Shanghai 200093，China)Abstract:In order to track and get full knowledge of the water quality of Huangpu iver in Yangpu District of Shanghai，the waterquality data of 6 monitoring sites from 2016 Jan to 2021 Dec were collected Through the analysis of the annual averageconcentration of individual pollutants and the integrated pollution index，the variation characteristics of water quality were clearedThe results showed that after the river remediation work of Yangpu District in 2017，the water quality at the outlet of the Huangpuiver Basin has been improved greatly The results of the 6 sites showed the sections with dense residential areas had a hugeimpact on water quality，so the pollution situation in the Qiujiang iver needs to be further strengthened in the follow-upmanagement The main pollutants in the river converted from NH3 N to TP，indicating that the river remediation improves theself-purification ability of the river，which had a remarkable influence on the water quality The water quality in the rain seasonwas inferior than others Temperature，rainfall，pumping station discharge and sewage discharge were the main reasons foraffecting the water qualityKey words:Huangpu iver Basin;Integrated pollution index;Pollution characteristics;Water quality analysis;Shanghai City0前言随着城市的不断发展和推进，城市的河湖生态系统功能受到不同程度的破坏，严重影响了河道功能，水污染成为十分严峻的问题1。“十三五”期间上海市杨浦区全面贯彻杨浦区生态文明建设“十三五”规划，落实水污染防治行动计划，并按照“党政同责、一岗双责”的要求和“分级管理、属地负责”的原则，制定了关于杨浦区全面推行河长制的实施方案，建立了区二级河长组织体系，优化控制单元水质断面监测网络，从严控制污染物排放量，强化日常河道管理，开展雨污混接排查和治理，加强对汛期、生产生活聚集的水质监管，使杨08第 15 卷第 1 期2023 年 1 月环境监控与预警Environmental Monitoring and ForewarningVol 15，No 1January 2023浦区的河湖水质环境大幅改善。20162021 年，流向黄浦江出口断面水质污染指数逐年降低，目前达到地表水 V 类标准。但仍需进一步巩固，由于工业废水、生活污水、餐饮服务业废水、农业面源、雨污混接管网排污等仍是造成河道水质反弹的主要原因2，因此，对河道的水质污染特征分析具有重要的现实意义。自 20 世纪以来，水质评价方法不断发展并完善，综合污染指数评价是较为主流的评价 方法3 4。现以黄浦江流经杨浦区支流与汇入黄浦江水系河网出口为切入点，监测 20162021 年汇入黄浦江流域的水质指标，并采用单因子污染物浓度年均值和综合污染指数分析水质的时空变化规律，以期对未来河道治理的可持续发展提供技术支撑。1研究方法1 1研究区域概况杨浦区位于上海市中心城区的东北部，地处黄浦江下游西北岸，与浦东新区隔江相望，西临虹口区，北与宝山区接壤，区域面积 60 61 km2，是中心城区面积最大的一个区。杨浦区黄浦江流域以杨浦港为进口起点，流经东走马塘并与虬江交汇，自南向北贯穿全境，最后汇入黄浦江，构成与黄浦江相连的河网水系。监测河道沿岸以商业区域和居民居住地混合区域为主，南部区域的河道水质超标率较高5，水体环境整体较差。本研究依据上海实际情况与类似研究6，以每年的69 月为汛期，其余月份为非汛期。1 2采样点位本研究选择在流域的 6 个断面上布设 6 个采样点位。具体点位分别为 S1:杨树浦港口(流域进口)，S2:控江路桥，S3:东走马塘营口路桥，S4:虬江黑山路桥，S5:虬江翔殷路桥，S6:军工路桥(流域出口)。S1 和 S6 点位作为杨树浦港和虬江 2 个闸口的进口与出口，分别通过控制闸口控制进水和出水，调控引入黄浦江的清洁水源。具体采样点位分布示意见图 1。1 3样品采集与分析20162021 年连续对各点位采集样品，每个点位在每月上旬同步采集，分别于每天上、下午各采集1 次，且间隔时间不小于2 h，每次采集表层上覆水(距离水面 0 5 m 深处)，通过测试各污染物图 1黄浦江流域采样点位分布示意浓度并统计其浓度年均值进行分析。水样采集和分析方法均按照生态环境监测相关标准和技术规范进行，其中水体样品采集参考 水质 采样技术指导(HJ 4942009)和 水质采样 样品的保存和管理技术规定(HJ 4932009)，每个采样点位分别采集水样，装入干净的样品瓶后，密封后于 4 保存，运回实验室;实验室分析采用地表水环境质量标准(GB 38382002)规定的监测分析方法，其中高锰酸盐指数(CODMn)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3 N)和总磷(TP)浓度分别采用 水质 高锰酸盐指数的测定(GB 1189289)、水质 五日生化需氧量(BOD5)的测定 稀释与接种法(HJ 5052009)、水质 氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法(HJ 5352009)、水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法(GB 1189389)进行测定。溶解氧(DO)使用电化学探头法现场测定。1 4水质综合评价方法1 4 1单因子污染指数单因子污染指数表示单项污染物对水质污染影响的程度，是将某种污染物实测浓度与该种污染物的评价标准进行比较。即将水质监测参数与GB 38382002 中相应类别标准进行比较，确定各污染物达标情况、超标项目和超标倍数等。以DO 为例，计算公式如下:Pi=0，Ci C饱(t)C饱(t)CiC饱(t)C标(t)，Ci C饱(t)(1)18第 15 卷第 1 期吴育文 20162021 年上海市杨浦区黄浦江流域水质变化与污染特征分析2023 年 1 月式中:Pi DO 污染指数;C饱(t)t 温度下的饱和溶解氧值，C饱(t)=477 8/(t+32 26)，mg/L;Ci t 温度下的溶解氧实测值，mg/L;C标(t)t 温度下的溶解氧标准值，C标(t)=饱和度 C饱(t)，mg/L。其他因子的污染指数计算公式如下:Pi=Ci/Si(2)式中:Pi 其他污染物的污染指数;Ci 某污染物的实测值，mg/L;Si 相应功能类别的标准值，mg/L。1 4 2水质综合污染指数水质综合污染指数是在单项污染指数评价的基础上计算得到的，表示多项污染物对水质综合污染的影响程度。考虑上海地表水污染特点，在计算水质综合污染指数时以 类水质标准为基础，选择了具有代表性的 DO、CODMn、BOD5、NH3 N、TP5 项指标。通过比较水质综合污染指数的变化，判断该水质的变化状况。其计算公式和评价标准如下:P=ni=1Pi/n(3)式中:P 水质综合污染指数;Pi 污染物的污染指数;n 污染物指数个数。水质综合污染指数(P)的水质评价标准见表 1。表 1水质综合污染指数的水质评价标准项目优良好轻度污染中度污染重度污染P062062 11 1 55155 2 182182结果与讨论2 1水质年变化趋势分析2 1 1黄浦江流域总体水质变化20162021 年黄浦江流域各点位水质综合污染指数变化趋势见图 2。由图 2 可见，2016年，各点位水质综合污染指数为 S1(0 98，良好)S2(1 16，轻度污染)S3(1 45，轻度污染)S4(2 04，中度污染)=S5(2 04，中度污染)S6(2 37，重度污染)，除 S1 点位水质为良好外，其他 5 个点位水质在轻度重度污染。2021 年，除 S4 点位为轻度污染外，其他 5 个点位水质在优良好，总体水质明显改善。S1 点位水质综合污染指数范围在 0 54 0 98，长期保持良好以上的水平，2019 年以来已达到优水平。2017 年以来，杨浦区开展一系列水环境综合整治工程，采取河道清淤、入河排污口封堵、水生态环境修复以及对老旧小区的雨污管道分离改造、污水纳管等措施，黄浦江流域水系水质得到明显改善。图 220162021 年各点位水质综合污染指数变化趋势其中，S4 点位所处的虬江流域是黄浦江流域水质相对较差区域。虬江流域作为杨浦区重点污染河道，在河道治理之前存在污水处理设施不完善、底泥淤积等多种问题7。虬江流域流经五角场街道和五角场镇，常住人口总数位列杨浦区人口前 3，人口密度大、生活污染排放负荷高。虬江流经杨浦区五角场商圈，餐饮业发