蒙　媛，施　项，张苗云，周怀中

(1.金华职业技术学院，浙江 金华 321000；2.金华市环境监测中心站，浙江 金华 321000)



东阳江流域氨氮污染特征分析及水环境容量研究

蒙媛1，施项2，张苗云2，周怀中2

(1.金华职业技术学院，浙江 金华 321000；2.金华市环境监测中心站，浙江 金华 321000)

对东阳江流域的干流及主要支流进行了高密度监测，分析了东阳江流域氨氮污染的特征，并进行东阳江干流氨氮水环境容量的计算。结果表明：东阳江流域的氨氮污染来源有显著的地域特色，干流枯水期的氨氮浓度要大大高于丰、平水期的浓度，基于WASP7.3模型计算的东阳江氨氮全年平均(50%保证率)和枯水期(90%保证率)的环境容量分别为732.7t/a、1447.7t/a。

氨氮污染；环境容量；WASP；东阳江；浙江

东阳江是浙江省第一大河——钱塘江上游最大的支流，发源于金华的磐安县，流经金华的磐安县、东阳市、义乌市、金东区、婺城区、兰溪市6个县市，最终汇入兰江。干流全长194.5km，流域面积6781.6km2，被誉为金华的母亲河。随着流域内经济的发展，东阳江流域污染日趋严重，从2012年金华市环境监测中心站每月1次的监测数据中发现，其最主要的特征污染指标是氨氮。东阳江流域经济是浙江私营企业经济的典型代表，流域内有以义乌小商品市场和东阳化工民企为代表的众多私营企业，其氨氮污染具有鲜明的地域特色。本文以东阳江流域为研究对象，分别对支流和干流进行水质监测，分析其氨氮污染特征，并结合金华市环境监测站的历史数据测算东阳江干流的水环境容量。

1　东阳江流域的氨氮污染监测与特征分析

1.1监测方法

扣除水质未受污染的发源地磐安县，监测的范围从上游的东阳市到下游的金东区，在干流共设置22个断面，主要支流南江设1个断面，29条入江小支流和12个入江排污口各设1个断面，采样点依次覆盖东阳市、义乌市、金东区。干流的采样断面布设见图1。监测项目为pH、氨氮、总磷。采样时间为2013年6—12月，频次为每周1次。评价标准为《GB3838-2002地表水环境质量标准》。

1.2监测结果分析

1.2.1东阳江流域氨氮污染的沿程变化特征

按东阳江的Ⅲ类水功能区要求评价，干流达标河段长度仅为总河段的33.6%，支流均超过Ⅲ类水要求，支流的污染明显比干流严重。从监测结果分析，研究范围内干流河段的污染比较集中；沿流向分析，东阳市的下游段、义乌段、金东区的上游段为重污染区。干流氨氮浓度分布如图2所示。

从图2中可以看出干流的氨氮浓度沿程分布是先升后降，在义乌的徐村至江湾公路桥达到最高，此处正好处于义乌城郊，之后一路下降。从总体来看，义乌市河段的污染最为严重，且中上游地区(廿三里街道、江东街道和义乌城区)的污染要重于下游地区。

通过支流的监测数据和污染源具体调查结果可得出：研究范围内东阳江流域的氨氮污染具有鲜明的地域特征，可沿流向按东阳市、义乌市、金东区各自的污染类型和污染源特色分别总结。

东阳市的氨氮污染源以大型的企业为主，沿江的各乡镇均建有大型化工、制药或印染企业，工业点源占了很大的比重。其特点是各支流氨氮的浓度很高，但源强较小，污染河段短而集中，如监测的支流中东阳的东溪和西溪氨氮的浓度是最高的。农业面源和居民生活污染源以本地居民为主，外来人口量不大，故对东阳江干流的水质冲击不大。

以国际小商品市场闻名的义乌市则工业源和生活源均占有较大的比重。义乌境内小规模的私营企业众多，例如甘三里街道，建有几个工业园区，工业废水的排放占了很大一部分，此范围内的支流后溪、沙溪均是氨氮浓度超标10倍以上。再者，义乌市的外来人口众多，人口流动大、基数大，居民生活污染源强也非常大，且根据义乌当地的情况，各个乡镇都存在大量的小作坊，各种工艺废水未经处理，也可能混入生活污水一并排放，导致汇入义乌市内河段的各条支流氨氮浓度都异常地高。

金东区河段则可以分成上、下游两段进行描述：上游的孝顺镇、傅村镇与义乌接壤，其污染特色类似于义乌，以工业源和生活源为主；下游的澧浦镇、塘雅镇是金华市典型的农业乡镇，种植业和畜禽养殖业发达，氨氮污染以农业面源为主，很多中小养殖场根本没有配备污染防治设施，大量有机粪便排泄物未经处理流入支流进入东阳江；此外稻田往往进行超量施肥，据统计其吸收率不到 10%，其余的氮肥均通过径流进入了东阳江流域。

1.2.2东阳江流域氨氮污染的时间变化特征

对东阳江干流的监测数据按丰、平、枯3个水期进行算术平均值统计分析，6—9月为丰水期，10月为平水期，11—12月为枯水期，如图3所示。

从图3中可以看出，东阳江干流枯水期的氨氮浓度要大大高于丰、平水期的浓度，说明东阳江干流的环境容量有限，丰水期水量大，存在明显的稀释现象。从水文方面分析，是由于东阳江为山源性河流，海拔落差较平原地区大，所以流量小、流速大，尤其在丰水期、枯水期水量的差异非常明显，丰水期时水量较大但流失速度很快，而在枯水期时则缺乏水源的补充，导致自身净化能力不足，污染程度显著提升。

从图3中也可看出以义东桥、徐村至江湾公路桥为代表的中上游变化幅度要比以低田桥、严店桥为代表的下游大。这也可以证明中、上游的义乌市、东阳市环境容量已达到饱和，一旦水量减少，氨氮浓度将明显升高，尤其是东阳市以制药、印染、化工为主的工业点源，其排放的氨氮浓度高且不易降解，在枯水期的时候对流域的贡献率是非常大的；而下游的金东区以农业面源为主，浓度较低，且有机氮源易降解，相对中上游来讲水期的变化幅度就没有那么明显。

2　东阳江干流氨氮的水环境容量研究

2.1水质模型及计算方法

选择一维模型，应用美国国家环保局(USEPA)开发的WASP7.3软件采用试错法进行水环境容量的计算，即在一定保证率流量和污染源条件下，首先预测河流中的氨氮浓度，再将预测值与水质目标比较，在其他条件不变的情况下通过削减污染源的排放量，使之达到目标要求，从而确定允许的污染负荷，即为水环境容量[1]。

水质分析模拟程序WASP是一个动态的模型模拟体系，由2个模块组成：有毒化学物模型TOXI ( The Toxic Chemical Model)和富营养化模型EUTRO ( Eutrophication Model)。分别模拟2类典型的水质问题：①传统污染物的迁移转化规律(DO、BOD和富营养化)；②有毒物质迁移转化规律(有机化学物、金属、沉积物等)[2]。本次研究的主要污染物为氨氮，选用EUTRO模块。

2.2WASP模型计算参数的确定

考虑东阳江干流的水文条件及现有的地表水监测站位，将干流共划分为9段，以简化模拟计算。其中迎宾大桥和二环东路桥无地表水监测站位，用相邻的许村和东关桥断面代替，具体见表1。水质参数的选择参考胡晞《基于WASP模型的湘江湘潭段水质目标管理研究》[3]，具体见表2。

表1　东阳江段分段信息表

表2　参数结果汇总表[3]

东阳江干流的流量根据2010—2013年每季度流量实测的平均值，枯水期为30.7m3/s，平水期为40.0m3/s，丰水期为65.9m3/s。 污染负荷参考金华市第一次污染源普查报告以及梁溯安《东阳江(流域)水污染物总量控制研究》[4]确定，具体见表3。

表3　东阳江各分段氨氮污染负荷

2.3WASP模型计算结果及分析

选取5月份、7月份、9月份分别代表平水期、丰水期、枯水期，将2012年的氨氮模拟值与地表水站位的实测值进行对比，具体见图4～图6。

由图可知，7月、11月的氨氮模拟浓度与实测值拟合良好，5月份的地表水实测值与模拟值存在较大误差。分析误差产生的原因有：①手工监测时为瞬时值，模拟值为月均值，瞬时值不能准确代表月均浓度；②实际采样时，污染源的汇入波动较大，而模拟计算时，流量变化采用月均输入，污染物采用年均量计算获得日均污染量，和实际流量变化及污染物汇入有差别。还发现除义东桥断面外，模拟浓度普遍比实测浓度小，或与收集到的污染源数据小于实际污染源有关，而东阳段许村—义东桥的污染源数据可能偏大。

以Ⅲ类水质为目标，采用试错法，削减排入水体的污染负荷，对水环境容量进行模拟计算。结果表明，基于 WASP7.3 模型计算的东阳江年氨氮全年平均(50%保证率)和枯水期(90%保证率)的环境容量分别为732.7t/a、1447.7t/a，具体见表4。

表4　水环境容量模拟计算结果表

3　污染控制对策探讨

(1)建立完善的综合流域整治机制。例如新加坡的新加坡河通过10a的努力，建立了较为完善的水道机构，每个机构各管一段，水道各负其责[5]。

(2)实施流域水环境容量与污染物排放总量相结合的控制策略。例如张健君等在深圳河水污染控制对策中提出的全流域的整治决策系统[6]。

(3)全面推进截污工程。东阳江流域污染严重的支流和排污口众多，通过排污口、小支流的排查和截留可以显著降低污染负荷。

4　结论

(1)通过对东阳江干流和支流的监测，发现研究范围内氨氮的污染具有鲜明的地域特征，东阳市的氨氮污染源以大型的企业为主，污染河段短而集中，各支流氨氮的浓度高、源强小；义乌市工业源和生活源均占有较大的比重，且可能存在工艺废水和生活污水的混合排放；金东区上游类似于义乌市，下游的污染源则以农业面源为主。

(2)东阳江干流枯水期的氨氮浓度要大大高于丰、平水期的浓度，且中上游变化幅度要比下游大。

(3)以Ⅲ类水质为目标，基于WASP7.3模型计算的东阳江年氨氮全年平均(50%保证率)和枯水期(90%保证率)的环境容量分别为732.7t/a、1447.7t/a。

[1]张永祥，蒋源，施同平. 基于WASP7.2河流水质模型的应用研究[J].北京水务,2010(1):32-34.

[2]何孟常，杨居荣.水质模型、生态模型及计算机模型软件[J].环境科学进展,1999(3):62-68.

[3]胡晞.基于WASP模型的湘江湘潭段水质目标管理研究[D]. 湘潭:湘潭大学化工学院,2013.

[4]梁溯安. 东阳江(流域)水污染物总量控制研究[D].杭州：浙江大学环境与资源学院,2012.

[5]黄迪. 国外著名河流治理模式[J].中国水运,2008(8)：27.

[6]张健君，何厚波，胡嘉东，等. 深圳河水污染控制对策探讨[J]. 环境科学研究,2005,18 (5):41-43.

Studies on Ammonia Nitrogen Pollution Characteristics and Water Environment Capacity in the Dongyang River Watershed

MENG Yuan1，SHI Xiang2，ZHANG Miao-yun2，ZHOU Huai-zhong2

(1. Jinhua Environmental Monitoring Station, Jinhua Zhejiang 321000 ,China)

The Ammonia nitrogen(NH3-N)was high-intensity monitored in the main stream and the tributaries of Dongyang River. According to the results，the characteristics of NH3-N concentrations were analyzed in different seasons and sections of Dongyang River. The results showed that the sources of ammonia nitrogen were different in districts. The concentration of NH3-N in low flow season was higher than that of normal flow season and high flow season. The Water Environment Capacity (WEC) of NH3-N was simulated by WASP7.3software.The value of WEC was about 732.7t/a at 50% probability of flow and 1447.7t/a at 90% probability of flow.

ammonia nitrogen pollution; water environment capacity; WASP model; Dongyang River; Zhejiang

2016-03-22

金华市科技计划项目(2013-03-028)。

蒙媛(1981-)，女，哈尼族，云南普洱人，硕士，讲师。

X52

A

1673-9655(2016)05-0027-05