李若萱，易绍雯

(四川大学水利水电学院，成都，610065)

0 引言

氮元素在生命活动具有重要的作用，当地表水中含有大量氮，会导致水体富营养化等环境问题。尽管近些年成都市水质治理卓有成效，但部分水域仍存在氮污染的情况[1]。根据2019年成都市地表水环境质量状况显示，NH3－N仍是河流的主要污染物。在成都市，探究河流中TN和NH3－N时空变化特征，是河流治理及生态修复的基础。

针对锦江的氮污染问题，不同学者进行了系列研究，张杰[2]等人结合COD的污染情况对影响锦江氨氮生物转化的因素进行了初步评价(张杰，2010)；吴怡[4]等人绘制锦江叶绿素a、N、P的时空分布图，并分析它们的相关性，初步评价了锦江的富营养化情况(吴怡，2013)；邓欧平[5]等人通过对成都夏季观测降雨观测，认为大气氮沉降以湿沉降为主，且与降雨量、日均温、降雨时长均呈正相关(邓欧平，2018)。尽管对于锦江河流氮污染的研究很多，但缺乏在锦江河道综合治理背景下对氮素时空变化特征的研究。因此，本研究根据2020年锦江河流TN、NH3－N的监测数据，研究锦江河流TN、NH3－N的时空分布和污染来源，并提出治理建议，以期为锦江流域地表水氮污染治理及河长制的实施提供科学依据。

1 基础资料

1.1 研究区域概况

锦江，岷江左岸一级支流，长江二级支流，是府河和南河的合称，即府南河。锦江是成都市中心城区重要的生态景观河道和排洪河道，发源于石堤堰分水枢纽锦江闸，其水源来自都江堰柏条河及走马河分支徐堰河，无大型蓄水水利工程设施，流域内各河渠径流主要受降雨和岷江引水影响。其南河长约5.3km(送仙桥至合江亭)，府河全长约115km(石堤堰至江口)，府河成都段长94.67km。锦江由北向南主要流经成都市郫都区、金牛区、青羊区、武侯区、锦江区、高新区、天府新区等7个区。

锦江流域自然地理较为单一，主要以平原为主，局部兼有浅地丘陵。锦江属亚热带季风气候，夏季高温多雨，冬季温和少雨，流域年径流深为719mm，年径流量14.33亿m3。流域内城市化程度高，根据成都市统计年鉴，2019年末锦江流域常住人口905.59万人，城镇化率达91.48%；流域内水质治理成果较好，锦江干流成都市段现状水质整体情况较为稳定，基本保持在地表水Ⅲ类标准。

1.2 数据来源与分析

本研究选择锦江河流上的8个常规监测断面为研究对象，如图1所示。根据锦江地理位置特征可知，都江堰南桥、花石路和海霸王路为上游断面，庆岭码头、万里桥、九眼桥为中游断面，云龙湾大桥和古佛洞大桥为下游断面。依据多元性、科学性、易取性、静态与动态性等评价指标的选取原则和«地表水环境质量标准»(GB 3838－2002)[6]，在各断面采集水样，并获取TN、NH3－N、DO、TP、CODMn、CODCr、BOD5、石油类8项水质参数数据。采样频率为每月一次。

图1 锦江地理位置及监测点分布

2 结论与分析

2.1 锦江主要污染物分析

锦江各断面水质参数统计结果见表1，依照«地表水环境质量标准»(GB 3838－2002)进行水质评价。从平均值来看，所有指标能满足Ⅲ类水质标准。但从最大值来看，指标TN属于锦江的主要污染物。

2.2 TN、NH3－N月变化特征分析

锦江各断面TN、NH3－N平均浓度的月变化见图2。由图2(a)可知，TN的平均浓度在1月、5月和12月出现极大值，其他月份波动幅度不大。锦江流域降水春冬少、夏秋多。因此，锦江流域冬季径流量偏少，导致河流纳污和自净能力下降，从而造成1月和12月TN浓度偏高。4月底－6月初为都江堰灌区春灌时期[7]，5月为农业用水高峰，农业面源污染是河流5月TN浓度偏高的主要原因。由图2(b)可知，1月、5月和12月NH3－N的平均浓度较大，与TN的变化趋势较为一致；在2月NH3－N平均浓度最小，分析主要是由于2月位于春节假间，成都城区人口外出较多，街面污染较平时减小明显。研究表明，NH3－N与DO浓度成反比[8]。据采集数据可得，锦江在2－4月锦江DO浓度较高，平均浓度范围为8.35mg/L～9.35mg/L，5月起平均浓度降低至7.51mg/L，这与NH3－N月变化趋势相符合。

图2 2020年锦江TN、NH3－N平均含量月变化

2.3 TN、NH3－N空间分布特征分析

2020年成都市锦江TN、NH3－N年平均浓度分布如图3所示，TN和NH3－N浓度均呈现显著的空间差异性。由图3(a)可知，锦江TN浓度自上游至下游逐渐升高:合江亭上游锦江段水质较为优良，TN浓度范围为0.25mg/L～0.48mg/L，均属于Ⅰ类水质标准；自合江亭之后，TN浓度逐渐上升，在出境断面古佛寺大桥处TN达到最高值，为1.31mg/L。锦江流经成都市中心城区，此处人口密度大、商业繁荣、社会活动丰富、生活用水量较多[10]，因此，城镇居民日常生活中所产生的含氮物质，如城市垃圾站余液、街面餐饮污水、动物粪便等随地表径流排入锦江中，导致九眼桥断面TN浓度升高。根据成都市锦江流域土地利用面积计算，锦江流域下游地区流农村居民用地以及水田、灌木林地等农林业用地约占14.95%，居民在进行生产时使用的氮肥汇入锦江。因此，云龙湾大桥至古佛洞大桥段在承接中游来水的同时，也需要接纳来源于周边地区的农业污水，导致TN含量进一步上升。

由图3(b)可知，锦江全段NH3－N指标均可达到Ⅱ类水标准，中游NH3－N浓度最高，其次是下游，上游NH3－N浓度最低。NH3－N浓度最高的监测断面是云龙湾大桥，为0.36mg/L。计算NH3－N与TN的比值，其中万里桥、庆岭码头和九眼桥三个断面比值较高。对比海霸王路断面和庆岭码头断面的比值可知，庆岭码头断面比值约为海霸王路断面比值的2.7倍。锦江进入主城区后，地表含氮沉积物汇入增多，导致NH3－N浓度升高，在TN中比例增大，随着河水自净作用，NH3－N浓度慢慢减小，下游NH3－N浓度小于中游。有研究表明，在污染较重水体中，NH3－N在TN中所占比例较大[12]。因此，虽然万里桥的NH3－N和TN浓度均达到Ⅱ类水质标准，但其比值较高，表明南河依然存在污染程度加深的风险，南河汇入锦江干流后，九眼桥断面NH3－N比值也因此升高。

3 建议

(1)防治初期雨水污染。初期降雨对城市水体水质的影响日益凸显[13]，设置径流污染地面拦截装置，建植被缓冲带等设施控制初期雨水地面径流。

(2)防治氮元素面源污染。成都市城区人口稠密，城市垃圾堆积、动物粪便、路边餐饮业产生的油污等城市地表沉积物随着地表径流汇入锦江，导致锦江氮含量上升。一方面需从源头控制，减少垃圾堆放，随垃圾中转站配套建设小型集成化污水处理系统，增加沿河街道的清理频率；另一方面通过合理地提高绿化比例，增加水质型雨水口去路面沉积物和油类等的方式，削减径流中的污染物。

4 结论

以成都市锦江及其支流8个断面8个污染指标为依据，进行水质统计参数分析，着重探究TN与NH3－N的月变化特征与各断面分布特征，并研究主要污染原因。

(1)根据各断面水质参数统计结果分析可得，2020年锦江整体水质较好，各项指标的均值都达到Ⅲ类水质标准，河流主要污染物为TN。

(2)锦江TN与NH3－N时间变化特征明显，不同月份关键污染因子及其来源不同。TN和NH3－N的平均浓度在1月、5月、12月都出现极大值。在5月份氮污染主要来源于春灌时产生的农业面源污染；1月、12月径流量较小，导致河流纳污和自净能力较低。

(3)锦江TN与NH3－N空间差异性显著，变异规律与流域内土地利用情况相关。锦江中TN上游含量较低，在中游流经中心城区后开始升高，下游达到最高；NH3－N中游含量偏高，上游和下游较少。解析其原因为，在主城区段由于街面污染较多，随雨水入河导致TN和NH3－N浓度增大。根据街面污染为城区段河流污染的主要原因，提出相应的治理措施，为更好地治理锦江提供支撑和参考。