天津海河三岔口水质污染状况浅析

摘要：分析了海河三岔口断面的水质状况，对地表水中溶解氧的一般变化规律进行了研究，探讨了海河三岔口段污染物的变化趋势。

关键词：天津海河；自动监测；水质分析；污染

收稿日期：20130520

作者简介：王海英（1975—），女，天津人，工程师，硕士，主要从事水质自动监测工作。中图分类号：X703 文献标识码：A

文章编号：16749944（2013）07015902

1 引言

海河是我国七大江河之一，流域面积26.5万km2。它不是一条流经旷野或崇山峻岭的河流，而是一条横穿上千万人口大城市的河流。海河干流是子牙、大清、南运、北运、永定河5大水系的入海通道，同时兼有排涝、蓄水、供水、航运、旅游和环境保护等综合功能。

海河水质监测工作一直以来受到国家和地方政府的高度重视。国家环保部和国家环境监测总站将水质自动监测工作列为十五期间的重点工作之一。在此期间为了实时监测海河水的水质，防止各类突发污染事故对人民生活和经济发展带来影响，2000年底国家环境监测总站在天津市海河三岔口断面建立了水质自动监测站。

目前我国的水质自动监测站几乎覆盖了河流、湖泊、水库、饮用水源地、近岸海域等所有水域，这些自动监测站时刻监测被测水体的水质变化情况，客观地记录水质状况，及时发现水质异常变化，进而实现对下游水域进行水质污染预报，研究水体扩散、自净规律等。达到掌握入境、入湖（库）、入海断面的水质和污染物通量，防治水污染事故，为水环境保护管理部门提供技术服务的目的。

2 海河三岔口水质现状分析

海河三岔口断面建立了水质自动监测站以来，运行状态良好，监测项目主要有水温、pH值、溶解氧、电导率、浊度、氨氮、高锰酸盐指数等指标，大量的、实时的、连续的监测数据为分析海河三岔口断面的水质现状提供了可靠依据。

海河的水质状况基本比较稳定，一年中水温主要受季节变化影响；pH值变化不大，只在夏季雨量最丰富的7～9月份较低，这是酸雨作用的结果。 7～9月份受汛期及气候影响，雨水将污染物冲入河道，水体自净能力下降，水体富营养化程度较高，水质变差，溶解氧大幅下降，高锰酸盐指数略有升高，氨氮显著增高。

通过对2010～2012年主要污染物情况的比较，可以看出每年第三季度氨氮明显增高，引黄济津工作启动后，外部来水对海河水质影响明显，各项监测指标由夏季时符合地表水Ⅴ类或劣Ⅴ类水质标准过渡到符合地表水Ⅲ类水质标准。在无外部来水的情况下，海河水质状况变化不大，总体水质为Ⅴ类。

3 对冬季海河溶解氧偏高的分析

水体与大气交换或经化学、生物化学反应后溶解于水体中的氧称为溶解氧。纯净的地表水溶解氧一般接近饱和，当藻类繁殖时溶解氧可呈过饱和。如水质受有机物及还原性物质污染，可使溶解氧降低。当气相与水体平衡速率小于污染物反应速率时，溶解氧可趋近于零，厌氧菌开始繁殖，使水质恶化。

天津海河三岔口断面的冬季溶解氧测量值一直偏高，水质自动监测站建立以来，每天24h对水质进行连续监测，这对于冬季海河溶解氧测量值偏高的分析提供了更为充足的数据。

天然水中溶解氧的含量与大气压力、空气中氧的分压和水温等因素密切相关，在同一条件下，温度升高，溶解氧会显著下降。这是因为在自然条件下，海河中的藻类和水生植物经自然光照射产生光合作用，产生的氧气多，所以溶解氧就高，夜间水体无阳光照射，水中只有呼吸作用而无光合作用，这时溶解氧值就低。

海河冬季结冰之后，溶解氧值非常高，2011年1月份最高月均值达到14.85 mg/L，而这时的水温为2～4℃，溶解氧的饱和度为12～13mg/L，我们所得的测量值比饱和度要高很多，此时的溶解氧呈过饱和状态，更有小时最高值几乎达到了超饱和溶解氧22.0 mg/L，令人难以置信。也说明海河中藻类和水生植物的光合作用非常强。还有一点原因就是冬天结冰后，冰层底下的水中的溶解氧与大气中的氧无交换，光合作用产生的氧完全保存在水里，无法散发到大气中去，这可能也是冬天结冰后溶解氧异常高的原因之一。

4 高锰酸盐指数污染状况

高锰酸盐指数，是指在酸性或碱性介质中，以高锰酸钾为氧化剂，处理水样时所消耗的量，以氧的mg/L来表示。水中的亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等还原性无机物和在此条件下可被氧化的有机物，均可消耗高锰酸钾。因此高锰酸盐指数是作为评价水体受有机物污染和还原性无机物污染的综合指标。图1为2010-2012年高锰酸盐指数变化趋势图。

图1 高锰酸盐指数变化趋势图

2010年高锰酸盐指数全年均值54mg/L，最高值81mg/L，最低值62mg/L；2011年高锰酸盐指数全年均值53mg/L，最高值57mg/L，最低值32mg/L；2012年高锰酸盐指数全年均值57mg/L，最高值78mg/L，最低值40mg/L，变化趋势如图1。从图中可以看出2010～2012年高锰酸盐指数基本变化不大，均符合地表景观水Ⅴ类标准。

5 氨氮污染状况

氨氮以游离态氨或铵盐形式存在于水中。水中氨氮的来源主要为生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物，在无氧环境中，水中存在的亚硝酸盐亦可受微生物作用，还原为氮，在有氧环境中，水中氨亦可转变为亚硝酸盐，甚至继续转变为硝酸盐。测定水中各种形态的氮化合物，有助于评价水体被污染和自净的状况。

通过统计，2010年氨氮全年均值085mg/L，最高值304mg/L，最低值026mg/L；2011年全年均值106mg/L，最高值296mg/L，最低值020mg/L；2012年全年均值175mg/L，最高值271mg/L，最低值058mg/L。变化趋势如图2所示。

2010～2011年氨氮变化趋势相似，在第三季度7～9月份受汛期及气候影响，雨水将污染物冲入河道，导致水质变差，氨氮数值有大幅增高；2012年冬季由于天津地区连降暴雪，大量雪水污水进入河道，导致水质恶化，氨氮最高达到了2.71mg/L，呈劣Ⅴ类水平；从图2可以看出2010～2012年氨氮变化趋势大体相似，综合全年均符合地表景观水Ⅴ类标准。

图2 氨氮变化趋势图

6 结语

海河三岔口水质自动监测站的建立，弥补了人工采样分析的不足，实现了每天24h多项指标的连续监测，实时地反映了海河的水质状况，使我们对海河三岔口段的水质特征和变化趋势有了更全面和深入的了解，对海河冬季溶解氧升高的现象分析就使我们认识到海河在非引黄或引滦补水期间，由于上游无天然水源补给，海河水出现富营养化特征。海河干流为Ⅴ类水质，主要污染因子为氨氮和高锰酸盐指数。

参考文献：

[1] 夏 青，陈艳卿，吴舜泽，等.中国地表环境质量标准导引[M].北京：中国环境科学出版社，1999.

[2] 奚旦立，陆雍森.环境工程手册[M].北京：高等教育出版社，1998.

[3] 国家环境保护总局，水和废水监测分析方法编委会.水和废水监测分析方法[R].北京：中国环境科学出版社，2002.