刘 雷，陈亚男，钟 声，吕学研

1．江苏省环境监测中心，江苏 南京 210036

2．中国环境监测总站，国家环境保护环境监测质量控制重点实验室，北京 100012

太湖流域面积36 895 km2，是中国经济最发达的地区之一，关系着国家经济社会的发展水平，自古以来就有“苏湖熟，天下足”的美誉。流域地形以平原为主，区域内河道纵横交错，河网密集。河道地形平坦，盘根错节相互影响，污染物质难以快速排出，加之区域经济水平较高，污染物排放量大，大量污染物质在水体内累积，造成水体污染严重，湖泊富营养化程度较高［1-3］。

2007年，无锡饮用水危机事件后，中央、地方各级政府均开始积极寻求有效的水质变化监控预警技术，为控制流域水质污染提供技术支撑。历时数年，江苏省在太湖流域建成125个水质自动监测站(以下简称“水质自动站”)，形成基本覆盖国家考核断面、主要入湖河流、市界断面、湖体饮用水源地的自动监控网络，为流域水质变化的监控预警提供了有效支撑。以2011年流域水质自动站异常水质预警报告为依据，对水质预警发生的时间、空间及指标等变化特征进行分析，并以污染事故的处理结果对水质自动站的预警信息进行验证，以期为其他流域水质变化的监控预警提供参考。

1 水质自动监控系统概况

1.1 水质监控系统运行

为了有效监控流域水质变化，江苏省历时数年在流域建成水质自动站125个，点位分布如图1所示。水质自动监控系统的建成，为实现流域水质变化实时监控提供了可能。

图1 太湖流域水质自动监测站网分布

水质自动站主要监测指标有pH、溶解氧、电导率、浊度、水温、高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷等，一般水质自动站每4 h监测一次，重点水域如饮用水水源地2 h监测一次。此外，为了提高水站预警能力，2010年底在望虞河、京杭运河沿线及太湖出入湖河流等部分水质自动站增配了重金属、总酚、VOCs仪器作为科研用途。所有监测数据通过网络传输到省级监控平台，每天有专人负责数据分析，发现水质数据异常后，首先与地方质控人员进行核实，确认为非仪器原因造成的水质异常后及时发布预警信息，省环保厅相关督查单位将赴现场污染源方面的原因排查，及时查堵污染源。

1.2 水质异常信息判断

实际工作中，一旦水质自动监测数据出现下述3种现象之一，即表示水质出现异常，应及时开展水质变化情况确认及相关预警信息发布：

1)某水质自动站连续1天共6组监测数据均超过平常浓度3倍，相应的水质指标劣于Ⅴ类。

2)饮用水源地水质自动站监测数据连续3组超过地表水Ⅲ类标准。

3)重金属、总酚及VOCs出现预警超标2倍以上现象，其中重金属采用地表水环境质量Ⅲ类标准限值，总酚参照挥发酚的地表水环境质量Ⅲ标准，VOCs参照采用《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中表3的饮用水标准限值。

2 太湖流域水质预警情况

太湖流域125个水质自动站每年发布300万个左右监测数据。2011年，水质自动监控系统共捕捉到水质异常情况35起，涉及18条河流。以这些数据为基础，分析该年水质异常的时空分布特征、造成水质异常的主要指标，并以漕桥河为典型河流对水质异常预警的变化特征进行深入分析。

2.1 水质预警断面地区分布

2011年太湖流域水质异常预警断面的分布范围较广，基本覆盖江苏省全太湖流域，镇江、无锡、常州、苏州均有出现，但主要集中在丹阳、武进、宜兴交界断面，且以泥炭河、漕桥河、中干河等河流为主，每条河流的预警次数均超过3次。

2.2 水质预警时间分布

2011年水质异常预警的时间尺度统计结果如图2所示。太湖流域的异常水质集中出现在枯水期。枯水期，太湖流域降雨、河流水量均较少，水体的自净能力较丰水期和平水期低，水质更易受污染影响导致水质异常。2011年1—3月共发生19起，占全年总次数的54%，其余各月发生频次为3% ～9%。

图2 2011年水质预警次数分布

2.3 水质异常预警主要指标

水质异常预警指标统计结果表明，造成水质异常的水质指标以氨氮、总磷为主，且造成的水质异常往往持续多日，导致水质长期劣于V类。氨氮最高浓度超过10 mg/L，总磷的最高浓度也曾超过仪器量程(2 mg/L)。2011年太湖流域发生的35起水质异常中有34起属于“1.2”小节中所述的第1种情况，占总发生次数的97%。无第2种情况，仅一起属于第3种情况，异常指标为重金属六价铬，位于京杭大运河，报警后对该断面上游3公里范围内的13家污染企业排污情况，进行了一次全面排查，但由于时过境迁，未能查到具体原因。

2.4 典型河流(漕桥河)水质预警情况

漕桥河位于江苏省宜兴市北部，是连接太湖与滆湖的主要水力通道之一，也是太湖主要入湖河流。漕桥河大部分河段属于宜兴市，部分河段位于常州市武进区境内，为宜兴市、常州市武进区的界河，多次反复流经宜兴、武进境内，沿途承纳漕桥镇、裴家镇生活污水，与太滆运河汇合后，由百渎港入太湖。沿程建有5个水质自动站，详见图3。

图3 漕桥河水系自动站分布

水质异常预警情况统计结果显示，漕桥河水质主要受总磷影响，水质异常预警几乎均始于宜兴与武进交界处锡溧漕河(主导流向为武进入宜兴)的分庄桥附近，进而影响下游武宜运河、漕桥河及太滆运河的水质，导致武进与宜兴交界断面的总磷浓度频繁大幅飙升。2010—2011年漕桥河水系总磷的异常预警呈现3个明显特征：

1)分庄桥上游断面存在有规律的总磷浓度大幅飙升现象，下游各断面总磷浓度随后出现同步飙升，呈现明显时序分布，受水流影响，4—8 h后，分庄桥、钟溪大桥、漕桥、裴家等断面相继出现峰值。

2)漕桥河水系水质变化与当地水系的水文、气象特征密切相关。在枯水期，太湖北部沿江诸河开始补充调水，受其影响，北部河道水位抬升河流流向以东北流向西南为主，漕桥河是主要的受影响河流。丰水期，河道水流方向以西南流向东北为主，太滆运河是主要的受影响河流。

3)水质预警情况与企业的生产规律呈现较明显的相关性。例如2010年2月13—20日、2011年2月1—10日的春节期间，各断面水质明显好于平常，节后各断面污染物浓度迅速上升，这与企业在春节期间停工，节后工厂复工有一定关系。见图4。

3 结论与建议

以2011年太湖流域水质自动监控系统捕捉到的水质异常数据为基础，对太湖流域水质异常预警的特征进行分析。结果表明，太湖流域水质异常预警具有明显的时空变化特征，水质异常频次较高的断面多位于丹阳、武进、宜兴交界处，且以泥炭河、漕桥河、中干河等河流为主。流域水质异常预警主要发生在枯水期、丰水期末。导致水质异常的主要污染指标以氨氮和总磷为主。典型河流水质预警情况分析表明，流域水质变化具有明显的上下游响应关系。水质变化与水文气象、工厂生产周期等外界因素的关系较明显。

水质异常原因现场排查结果表明，造成流域水质异常的原因较多，主要有以下4个方面：

1)畜禽养殖、种植业废水未经处理直接排放，该类污染存在时间较长，污染较重，已对当地水体、底泥等造成严重影响。

2)污水处理厂尾水排放影响，污水处理厂尾水即使是达标排放，其污染物浓度也比天然水体相应物质的浓度高出很多，从而对流域水体水质产生显著影响。

3)区域生活污染源尚未实现全部接管，直接排放的生活污水对水质的冲击也不容忽视。

4)枯水期间水位较低，水体自净能力减弱，正常或非正常排污比其余水期更易造成河流水质异常。

太湖流域水质自动监控系统在流域水质异常变化监控过程中的作用已显著发挥，根据其发现的水质异常规律和排查原因，提出以下建议：

1)严格按照《畜禽规模养殖污染防治条例》制定畜禽养殖发展规划，合理布局畜禽养殖生产，科学确定畜禽养殖的规模和总量，结合区域污染防治要求，制定畜禽养殖污染防治规划，确定污染防治目标、任务，强化污染源头管控。

2)加快环保基础设施建设，提升污水处理厂处理能力，完善污废水管网收集系统，提高生活污水接管率。

3)开展河道综合整治，排查违规污染源，定期开展河道疏浚，保障水流畅通，提升河道水体纳污能力，将有效减少水质异常，提升区域水质安全，提高老百姓的乐居幸福指数。

［1］张振克．太湖流域湖泊水环境问题、成因与对策［J］．长江流域资源与环境，1999，8(1)：81-87．

［2］邓建明，徐彩平，陈宇炜，等．太湖流域主要河道浮游植物类群对比研究［J］．资源科学，2011，33(2)：210-216．

［3］张宁红，黎刚，郁建桥，等．太湖蓝藻水华暴发主要特征初析［J］．中国环境监测，2009，25(1)：71-74．