苏南某市通江河道水质现状及变化趋势分析

邹士倩 张念辰

（江苏省苏州环境监测中心 江苏 苏州 215011）

引言

长江是我国第一大河，自西而东流经青海、四川、西藏、云南、重庆、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、上海等11 个省（自治区、直辖市）注入东海。长江流域面积约180 万km2，约占我国国土面积的18.8%。长江经济带覆盖上海、江苏、浙江、安徽等11 个省市，生产总值及总人口占全国40%以上[1]。长期粗放的发展模式导致长江生态系统功能性退化、水资源安全风险凸显，生态环境面临严峻挑战，因而党中央作出“共抓长江大保护”的重大决策。

保护长江是一项伟大事业，关系到国家发展、民族复兴和子孙后代[2]。江苏省苏南某市位于长江三角洲中部，北面依临长江，境内长江干流全长约158km。根据2022 年统计年鉴，沿江土地面积约1797km2，地区生产总值7276.3 亿元，总人口为251.6 万人。苏南某市共有26 条主要通江河道，均设有闸控，主要承担行洪排涝、用水调节及船舶通航等功能，一部分河道以引江为主，一部分河道以排江为主或引排兼有。由于目前对通江河道水质系统性研究还存在不充分、不深入的问题，因而本文统计分析了2022 年苏南某市主要通江河道的水质时空变化特征，聚焦水质提升的瓶颈环节，以期为该市长江段水环境质量提升提供依据。

1 研究方法

1.1 研究对象

苏南某市26 条主要通江河道分布于长江南侧区域，水质监测断面设置于河道与长江干流交汇前，监控河道的水质变化情况。

1.2 数据来源

环境监测部门根据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）对苏南某市通江河道水质进行定期监测。监测项目包括GB3838-2002 表1 中除水温、粪大肠菌群与总氮外的21 项水质指标历史监测数据。

表1 2022 年苏南某市通江河道主要指标水质类别情况

1.3 评价方法

水质评价按照《地表水环境质量评价办法（试行）》（环办[2011] 22 号）执行，以GB 3838-2002 表1 中21 项指标来判定断面水质类别。选择高锰酸盐指数、氨氮和总磷等主要指标，采用ArcGIS 10.8 对通江河道断面水质进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 总体情况

2022 年，苏南某市长江段2 个断面年度水质类别为Ⅱ类，与2021 年持平，达到了“长江干流水质达Ⅱ类”的要求。2022 年，苏南某市26个主要通江河道断面年度水质均达到Ⅲ类，其中23 个断面水质达到Ⅱ类。与2021 年相比，5 个通江河道断面年度水质由Ⅲ类提升至Ⅱ类。从平均浓度来看，常规指标中高锰酸盐指数、氨氮和总磷水质类别为Ⅱ类，溶解氧、化学需氧量和五日生化需氧量为Ⅰ类；GB3838-2002 表1 中其他指标平均值均满足Ⅱ类及以上。 2022 年苏南某市通江河道主要指标水质类别详情如表1 所示。

2.2 时间变化

2.2.1 年度水质变化趋势

2022 年苏南某市通江河道水质发生全方位好转，单月水质呈现“好水增多，差水减少，劣水清零”的变化。与上年同期相比，2022 年通江河道单月水质Ⅱ类水比例从57.5%上升至63%，提升了5.5个百分点；Ⅲ类水比例基本持平，均为34%左右；Ⅳ类水比例从7.5%下降至3%，降低了4.5 个百分点；Ⅴ类水与劣Ⅴ类水实现“清零”，详见图1。

图1 2021～2022 年苏南某市通江河道单月水质类别变化情况

2.2.2 单月水质变化趋势

2022 年1～12 月，苏南某市通江河道的水质存在一定的波动，6～10 月水质低于全年平均水平，优Ⅲ比例未达到100%，优Ⅱ比例为37%～70.4%，均为全年相对较低水平，其中9月优Ⅱ比例全年最低，详见图2。

图2 2022 年苏南某市通江河道单月水质变化情况

结合气象信息分析，6～10 月苏南某市通江河道水质出现波动可能与汛期降水增多，部分污染物随地表径流进入水体有关。2022 年6 月与9 月，苏南某市降水量分别为1140.7mm 和1021.8mm，为全年最高水平，水质优Ⅱ比例分别为48.1%和37%，为全年最低水平，说明夏季汛期通江河道水质出现波动。

2022 年6 月5～6 日，苏南某市发生一轮降水过程，累计降水量为116.9mm。选取地理位置相对均匀的4 个通江河道断面分析降水对断面污染物浓度的影响。降水发生后，通江河道高锰酸盐指数、氨氮和总磷等污染物浓度上升，其中高锰酸盐指数浓度上升幅度较大，氨氮次之，总磷相对较稳定，详见图3。因分散性、不确定性以及影响滞后性等特点，非点源污染逐渐成为水污染防治的重点和难点。一般认为，非点源污染是导致降雨径流污染的主要因素[3]。有研究指出，影响城市地表径流污染的因素主要包括降雨特征（降雨量、降雨强度等）、土地利用方式、地表清扫状况和下水道状况等[4]。

图3 一次典型降水过程中部分通江河道断面污染物浓度变化情况

2.3 空间分布

2.3.1 主要污染物浓度空间分布

选取高锰酸盐指数、氨氮和总磷共3 种主要污染物指标，采用ArcGIS 10.8 软件对主要通江河道断面进行聚类分析。综合考虑3 种主要污染物指标呈现的不同特点，将26 条主要通江河道分为3 组，即组1（蓝点）、组2（红点）和组3（绿点），详见图4。组1（蓝点）包括10 个断面，分布在苏南某市长江段全段，其高锰酸盐指数、氨氮和总磷浓度接近平均水平，水质状况处于该市通江河道中等水平；组2（红点）包括13个断面，主要分布于该市长江段上段和中段区域，其高锰酸盐指数、氨氮和总磷处于较低水平，水质状况相对较好；组3（绿点）包括3 个断面，分别为A、B 和C，其高锰酸盐指数、氨氮和总磷的浓度均处于相对稍高水平。

图4 2022 年苏南某市通江河道断面水质聚类分析情况

三维荧光光谱，也被称为“荧光指纹”，其与荧光物质具有一一对应的关系。通过算法比对污染水体的三维荧光光谱，计算其与典型行业的相似度。王英俊等[5]研究表明，2020 年，在我国北方某河流跨界断面水质异常事件中，水质荧光指纹溯源技术为锁定重点排查对象，追溯源头发挥了重要作用。

利用水质荧光指纹溯源技术对A、B、C 断面进一步分析，结果显示A 断面水质指纹信号较强，高于B、C 断面；与典型行业污染源数据库进行比对分析发现，A、B 和C 断面水样与行业库相似度未达到90%，说明其可能受多种污染因素的综合影响。从地图上看，A 断面上游主要分布农田，B 和C 断面上游主要分布集镇、居民区或工业区等，详见图5。一般而言，水质情况可能与通江河道流经的区域有关，河道流经大面积农田时易受农业面源影响，流经集镇、居民区或工业区，则易受生活污水或工业废水影响。

图5 A、B、C 断面水质指纹检测结果

2.3.2 同比变化幅度空间分布

对通江河道断面污染物年均浓度进行调查分析发现，2022 年高锰酸盐指数、氨氮和总磷的浓度水平同比有所降低，波动幅度保持平稳或收窄，说明通江河道水质同比稳中向好，详见图6。对比2021 年和2022 年各通江河道的高锰酸盐指数、氨氮和总磷的年均浓度，变化幅度在±10%以内视为基本持平，大于10%视为污染物浓度升高，小于-10%视为污染物浓度降低。其中，高锰酸盐指数与2021 年相比，11 个断面年均浓度基本持平，13 个断面的浓度降低（最大降幅为20%），2 个断面浓度升高，分布在该市长江段中部和下段沿江区域；氨氮与2021 年相比，3 个断面年均浓度基本持平，13 个断面浓度降低（最大降幅为65.6%），10 个断面浓度升高，在苏南某市长江段全段区域均有分布；总磷与2021 年相比，14 个断面年均浓度基本持平，10 个断面浓度降低（最大降幅为25.2%），2 个断面浓度升高，分别分布在该市长江段上段和下段沿江区域。

3 建议与展望

3.1 持续推进区域面源治理降低入江污染物总量

通过高标准生态化改造，降低农田退水和养殖塘排水等污染物含量，推动水污染防治基础设施建设，提升城镇污水处理能力，提高污水处理率。

3.2 加强降水污染强度研究和预测预报

加强水质自动监测系统与网络的建设和维护，为计算降水污染强度提供及时准确的基础数据；加强降水污染强度的研究工作，为精准追溯污染源头提供理论研究支持；探索水质波动预测预报，对降水污染情况及时预警。

结语

保护长江是关系到中华民族永续发展的大计，长江流域水污染防治问题关系重大，管好通江河道的水质对长江干流的水环境保护意义重大。近年来，苏南某市长江段的通江河道水质稳中有升，反映了该市社会各界保护长江的成果。因此，应进一步降低入江污染物通量，突破降雨期间面源污染的瓶颈，为长江大保护贡献新的力量，推动长江水生态环境全面持续提升。