杨浦区某河道水质时空变化*

2023-03-02许锡炜江畅兴姜春燕

广州化工 2023年19期

许锡炜，江畅兴，姜春燕

(上海市杨浦区环境监测站，上海 200093)

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平方千米，是中心城区面积最大的一个区。

某河道位于上海市区杨浦区北部。全长约7 km，河面宽30～40 m，低水位时水深达0.8～1.8m，高水位时水深达 3.9～4 m，通航能力在10 t级以下。沿途有六个泵站，每处泵站都设有涵洞，在汛期时，向河道放江，用于排除道路积水。其水质常年在V类上下，河道淤积底质也有轻度污染。

1 材料与方法

1.1 采样点位

采样点位布设见图1，自上游至下游分别设三个采样点(S1、S2、S3)，每月均进行地表水采样。

图1 某河道地表水采样点位布设

1.2 年度水质变化数据

该河道水质年度状况分析数据资料由上海市杨浦区环境监测站提供，监测指标有溶解氧、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷等；时间跨度为2013-2020年。

1.3 自动站数据

该自动站数据来源于位于河道下游的地表水自动监测站见图1，监测项目为水体中溶解氧(mg/L)、总氮(mg/L)、氨氮(mg/L)、总磷(mg/L)、高锰酸盐指数(mg/L)、水温(℃)。

1.4 数据处理

数据分析及处理均通过Excel 2016、Origin 2021b及SPSS 26.0完成。地理信息通过ArcGIS 10.6完成。

2 水环境质量状况

2.1 2013-2020年相关断面水质评价

该河道2013-2020水质年际数据见图2，并通过单因子评价(见表1)进行水质评价。

表1 河道各断面2013-2020年水质单因子评价指数

图2 河道2013-2020水质年际数据

河道的主要污染指标为溶解氧和氨氮，在2015年该河道地表水污染达到峰值，随后在2016、2017年逐渐好转，这应该是2015年国家发布《水污染防治行动计划》，且在2016年上海启动城乡中小河道综合整治后，点源污染得到有效控制的结果。水体环境质量在2018-2020年有所振荡，这应该是随着点源污染得到控制后，面源污染，包括地表径流和泵站放江所带来的输入性污染成为水体污染的重要来源，与点源污染相比，面源污染更复杂，更具有随机性，控制难度更大。

在上游至下游的三个点位之间，做主要污染物年均值的单因素方差分析 (one-way ANOVA)，结果表明，，结果表明三个点位之间没有显著性差异(p≥0.05)，这说明了该河道的污染是全流域性的污染，并进一步证明该河道的污染来源主要是面源污染。从上游至下游，水质状况总体处于好转的趋势(见图3)，污染物浓度沿程下降。

图3 河道点位主要污染物质年均值对比

2.2 2017-2022自动站水质月均变化

由图4可知，污染物质在春夏时期(3-8月)的浓度高于秋冬时期(9月-次年2月)，这主要是由于：(1)该河道每年春夏季节会进行清淤工作，清除河底表层大量的浮泥，这一过程会扰动底泥使底泥再悬浮，其中的污染物质再释放至河道中；(2)夏季高温将导致沉积物中的氮矿化速率加快，在风浪的扰动下导致水体中氨氮、总氮浓度升高[1]；(3)夏季汛期时，由于污水干管和污水处理厂不能容纳远远超过其收集和处理能力的大量雨污水，沿河市政泵站不得不开启水泵将市政排水管网内的雨水排放入河道，即所谓的泵站放江。这一过程往往伴随着溶解氧、pH的降低和氨氮、总磷、总氮等指标的升高，这一点也在诸多文献研究中得到证实[2-5]。

图4 2017-2022年自动站主要污染物质及水温月均值

图5 处理期间的水质变化

3 结论

(1)河道的主要污染指标为溶解氧和氨氮，在2015年该河道地表水污染达到峰值，随后在2016、2017年逐渐好转，在2018-2020年有所振荡，这应该是随着点源污染得到控制后，面源污染，包括地表径流和泵站放江所带来的输入性污染成为水体污染的重要来源，与点源污染相比，面源污染更复杂，更具有随机性，控制难度更大。

(2)三个点位之间没有显著性差异，这说明了该河道的污染是全流域性的污染。从上游至下游，水质状况总体处于好转的趋势，污染物浓度沿程下降。

(3)污染物质在春夏时期(3-8月)的浓度高于秋冬时期(9月-次年2月)。