1986-2020年上海苏州河水质时空变化特征.pdf

第15卷第4期2023年7 月解析评价1986一2 0 2 0 年上海苏州河水质时空变化特征环境监控与预警Environmental Monitoring and ForewarningVol.15,No.4July 2023D0I:10.3969/j.issn.1674-6732.2023.04.012胡雄星（上海市环境监测中心，上海2 0 0 0 3 0）摘要：以19 8 6 2 0 2 0 年苏州河水质监测数据为依据，将水质变化过程划分成19 8 6 19 9 6 年、19 9 7 2 0 0 6 年和2 0 0 7 2020年3 个阶段，系统分析了苏州河水质状况及多年时空变化特征。结果表明，在第1阶段（19 8 6 一19 9 6 年），苏州河整体处于重度污染水平，从上游到下游水质显著恶化，市区段污染严重；在第2 阶段（19 9 7 一2 0 0 6 年），苏州河市区段水质显著改善，有机污染指标消除劣V类，氨氮和总磷仍处于较高污染水平，上下游水质逐渐趋同；在第3 阶段（2 0 0 7 一2 0 2 0 年），苏州河水质持续改善，特别是2 0 16 年以来改善明显,2 0 2 0 年水质达到3 4年来的最好水平。苏州河水质改善与上海市实施的全市及苏州河多轮环境综合治理工程、上游来水水质改善等密切相关，反映了苏州河3 0 多年环境综合治理的突出成效，并为城市黑臭水体治理提供经验。关键词：苏州河；水质；时空变化特征；上海中图分类号：X524Temporal and Spatial Variation Characteristics of Water Quality of Suzhou River inShanghai from 1986 to 2020HU Xiongxing(Shanghai Environmental Monitoring Center,Shanghai 200030,China)Abstract:Based on the monitoring data of Suzhou River water quality from 1986 to 2020,the water quality change processis divided into three stages:1986 to 1996,1997 to 2006 and 2007 to 2020,and the water quality status and the characteristics oftemporal and spatial changes over the years are systematically analyzed.The results show that in the first stage,the overall waterquality of Suzhou River was at a severe pollution level,and the water quality deteriorated significantly from upstream to downstream,with the urban section seriously polluted.In the second stage,the water quality in urban section of Suzhou River wassignificantly improved,and the organic pollution indexes of inferior class V were eliminated,but the ammonia nitrogen and totalphosphorus were still at a high pollution level,and the water quality in the upstream and downstream gradually converged.In thethird stage,the water quality of Suzhou River was continuously improved,especially since 2016.In 2020,the water quality reachedthe best level in the last 34 years.The water quality improvement of Suzhou River was closely related to the multiple roundsof comprehensive environmental treatment project of the whole city and Suzhou River implemented in Shanghai,and the waterquality improvement of the upstream water,which reflects the outstanding results of comprehensive environmental treatment ofSuzhou River for more than 30 years,and provides experience for the treatment on black,malodorous water bodies in cities.Key words:Suzhou River;Water quality;Temporal and spatial variation characteristics;Shanghai苏州河，又称吴淞江，源自江苏省东太湖瓜泾口，全长12 5km，在上海境内全长53.1km。苏州河是上海市境内仅次于黄浦江的重要河道，被誉为上海母亲河。近代以来，由于苏州河两岸的工业和人口迅速发展，大量工业废水和生活污水直排苏州收稿日期：2 0 2 2-0 8-0 1；修订日期：2 0 2 3-0 2-2 2基金项目：上海市环境监测中心“上海市社会经济发展和生态环境状况的关联性分析”基金资助项目（2 0 2 0-5）作者简介：胡雄星（19 7 7 一），男，高级工程师，博士，主要从事环境监测与评价研究。文献标志码：B文章编号：16 7 4-6 7 3 2(2 0 2 3)0 4-0 0 7 3-0 5河，2 0 世纪2 0 年代苏州河水质开始恶化，6 0 年代出现黑臭现象，8 0 年代上海境内全部遭受污染，市区河段常年黑臭。2 0 世纪8 0 年代中期开始，上海市相继启动多轮次的苏州河环境综合治理工程1-3 1,包括19 8 8 19 9 3 年的苏州河污水合流一一7 3 一第15卷第4期期治理工程，19 9 8 一2 0 11年实施的苏州河环境综合整治一期、二期、三期工程，苏州河干流水质显著改善。为进一步提升苏州河干支流水质，2 0 18 年12月启动苏州河环境综合整治四期工程。此外，上海市从2 0 0 0 年开始滚动实施环保三年行动计划，2 0 15年12 月启动实施水污染防治行动计划，开展全市水环境综合治理，推动苏州河在内的全市水环境质量持续改善。一些学者对苏州河水质变化进行了研究 4-5,但完整反映苏州河3 0 多年综合治理成效的长时间序列水质变化研究少见报道。现基于上海市地表水环境质量监测网络，对1986一2 0 2 0 年苏州河水质监测数据进行了长时间序列的系统分析,探讨苏州河多年水质的时空变化特征，分析苏州河环境综合治理工程成效，以期为苏州河生态环境保护与治理决策提供科学依据。1研究方法1.1监测点位上海市生态环境系统于2 0 世纪8 0 年代中期开始对苏州河开展系统的水质监测，在上海市境内从上游到下游设置赵屯、白鹤、黄渡、华漕、北新泾桥、武宁路桥和浙江路桥7 个监测断面，具体水质监测点位示意见图1。以上海市外环线为界，外环线以西的上游河段为郊区段（赵屯-华漕断面），外环线以东的下游河段为市区段（北新泾桥-浙江路桥断面）。胡雄星.19 8 6 一2 0 2 0 年上海苏州河水质时空变化特征类IMn2CODcr15BODs3NH;-N0.15TP0.02(以P计)（湖、库（湖、库（湖、库（湖、库（湖、库0.01)0.025)2结果与分析2.1水质时空变化特征为了系统分析19 8 6 2 0 2 0 年苏州河p（CO D c r）、IMnvp（BO D,）p（NH,-N）、p（T P）的时空变化特征，将水质变化过程划分成19 8 6 一19 9 6 年、19 9 7 一2006年、2 0 0 7 一2 0 2 0 年3 个阶段，19 8 6 2 0 2 0 年苏州河水质年际变化见图2（a)一（e）。图2 反映了苏州河水质从重度污染到逐渐改善、上下游水质从差别巨大到逐渐趋同的变化特征。2023年7 月数据。根据苏州河水体污染特征，选取具有多年连续数据的化学需氧量（CODcr）、高锰酸盐指数（IM n）、五日生化需氧量（BOD，）、氨氮（NH,-N）、总磷（TP)5项指标进行水质评价和时空变化趋势分析（其中CODcr从19 8 9 年开始监测）。依据地表水环境质量标准（GB38382002），采用单因子评价方法对苏州河进行水质评价，相关指标标准限值见表1。表1GB38382002中相关指标标准限值mg/L项目1类类461520340.51.00.10.20.05)V类103061.50.30.1)V类1540102.0 0.40.2)长江口798(a)COD,上游(白)-下海(武宁路桥)全河平均15010010F江苏省1.2监测时间1986一2 0 2 0 年，监测频次为每月1次。赵屯为上游江苏省界来水断面，自19 9 8 年开始监测。1.3数据来源及评价方法研究数据来源于上海市环境监测部门的监测一 7 4一上海市蕴3苏图1苏州河水质监测点位示意500藻40(b)/Mm黄302067浦4河流流向监测点位州河图例！赵屯江2白鹤3黄渡4华漕5北新泾桥6武宁路桥7浙江路桥(-7.3ul)d2.0F(e)TP1.51.00.50.0图2 19 8 6 2 0 2 0 年苏州河水质年际变化80(c)BODs604020(d)NH3-N201010234562 2年份第15卷第4期2.1.119861996年第1阶段由图2 可见，19 8 6 一19 9 6 年，苏州河整体处于重度污染水平，19 8 6 一19 9 6 年苏州河沿程水质变化见图3。由图3 可见，从上游到下游水质显著恶化,其中北新泾桥断面以下的下游市区段污染严重，华漕断面以上的上游郊区段水质相对较好；各断面水质多年呈波动变化，未见改善趋势。IMm-NH3-H-TP-CODcr-BODs350白鹤黄渡华漕北新泾桥武宁路桥浙江路桥监测点位图3 19 8 6 19 9 6 年苏州河沿程水质变化CODcr/Mn、BO D,、NH,-N、T P等水质指标值多年呈波动变化，长年维持在严重污染水平，郊区段水质好于市区段。p（CO D c r）、M n p（BO D，）全河年均值分别为6 5.9,14.3,2 0.6 mg/L,p（NH，-N）、p（T P）分别为8.16,0.8 0 mg/L,均远超V类标准。由图3 可见，上游的白鹤断面水质相对最好，p（CO D c r）、IM n、p（BO D，）年均值达到IV类，但p（NH,-N）p(T P)均劣于V类；下游的武宁路桥断面水质相对最差，各指标均劣于V类，p（CO D c r）、p(NH,-N)年均值更是分别达到10 7.5,15.2 mg/L远超V类标准。武宁路桥断面的p（BO D，）、p(NH,-N）、M n p（CO D c r）p（T P）相较白鹤断面分别上升了9.4,5.2，2.7,2.7 和1.0 倍，表明在1986一19 9 6 年，苏州河沿岸污染输人明显，特别是下游市区段污染输入较多，导致下游水质较上游明显恶化。2.1.219972006年第2 阶段1997一2 0 0 6 年，苏州河下游市区段水质显著改善，但上游郊区段水质显著恶化（图2），至2006年上下游水质逐渐趋同（图4）。全河平均水质较第1阶段显著改善，CODcr等有机污染指标消除劣V类，但NH，-N和 TP仍处于较高污染水平。与第1阶段相比，全河有机污染明显改善，市区段改善程度大于郊区段；至2 0 0 6 年，全河7 个监测点位的有机污染的代表性指标p（CO D c）、IM np(BOD)基本持平,水质类别达到一V类。与胡雄星.19 8 6 一2 0 2 0 年上海苏州河水质时空变化特征(-7.3u)/(coa0ao0)d120100806040202023年7 月1996年相比，2 0 0 6 年p（CO D c r）、IM mp（BO D，）的全河平均值分别下降了6 0%，48%，6 0%，下游武宁路桥断面分别下降了7 1%，6 2%，7 0%，上游白鹤断面分别下降了2 5%,2 0%,2%。IMnNH3-H+TPCODcrBODs25斤(-7.3u)d20151050赵屯白鹤黄渡华漕北新武宁浙江泾桥路桥路桥监测点位图42 0 0 6 年苏州河沿程水质变化全河p(NH，-N）年均值为4.58 8.54mg/L,平均值为6.3 8 mg/L，维持在高污染水平。其中，19972002年全河p（NH，-N）呈下降趋势，2002年达到第2 阶段的最低值，为4.58 mg/L，2002一2 0 0 6 年有所反弹，2 0 0 6 年达到7.50 mg/L，但较19 9 6 年下降了3 3%。第2 阶段，下游p（NH,-N）下降明显，但上游p（NH，-N）呈上升趋势；2 0 0 6 年下游武宁路桥断面p（NH，-N）与1996年相比下降了59%，而上游白鹤断面上升了8 9%。全河p（T P）年均值为0.3 7 0.7 3 mg/L,平均值为0.58 mg/L,除2 0 0 1年达到V类标准以外，其他年份均劣于V类。全河p（T P）多年呈波动变化趋势，19 9 7 一2 0 0 1年有所下降,2 0 0 12 0 0 6 年有所上升，总体较第1阶段下降了2 8%；上游p（T P）呈明显上升趋势，下游p（T P）呈波动变化趋势。至2006年，全河7 个断面的p（T P）为0.6 0 0.71 mg/L,均劣于V类。2.1.320072020年第3 阶段2007一2 0 2 0 年，苏州河上、下游水质基本相同，全河水质持续改善，特别是2 0 16 年以来改善明显，2 0 2 0 年水质达到3 4年以来的最好水平（图2)；有机污染状况多年来保持在较低水平且进一步改善,NH，-N和TP污染情况显著改善（图5）。BOD，在2 0 15年后改善尤为明显，表明“十三五”期间生活污水输人进一步减少。2 0 2 0 年全河p（CO D c r）、IM n、p（BO D,）平均值分别为13.6，4.26和2.47 mg/L，较2 0 0 6 年分别下降3 2%,3 2%和6 4%,水质类别达到I一类，2 0 2 0 年p（BO D，）较2015年下降53%。一7 5一第15卷第4期8.0,4.02.0图52 0 0 6、2 0 15和2 0 2 0 年苏州河水质比较全河p（NH,-N）、p（T P）持续下降,2 0 16 年以来下降尤为明显。在第3 阶段，全河p（NH，-N）、p（T P）分别下降9 1%和7 1%，上游和下游下降趋势基本一致。其中，2 0 0 6 一2 0 15年，p（NH，-N）、p（T P）分别下降53%和2 2%，但均劣于V类，2015年，P（NH，-N）和p（T P）分别为3.53，0.50 mg/L;20162020年,p(NH,-N)和p(TP)分别下降8 2%和6 3%；2 0 2 0 年，p（NH，N）和p(TP）分别为0.6 5，0.18 mg/L，水质类别从2015年的劣于V类提升至2 0 2 0 年的类。2.2水质变化原因分析2.2.1苏州河环境综合治理工程发挥了关键作用1986一2 0 2 0 年，苏州河水质从重度污染到逐渐改善、上下游水质从差别巨大到逐渐趋同，见证了其完整的污染治理与修复过程。19 8 6 一19 9 6年、19 9 7 一2 0 0 6 年、2 0 0 7 一2 0 2 0 年3 个阶段可与苏州河多轮环境综合治理工程进行对照分析，突出反映了苏州河3 0 多年的环境综合治理成效。第1阶段。19 8 8 年，时任上海市委书记江泽民同志题词“决心把苏州河治理好”，拉开了苏州河治理与修复工程的序幕。上海市于19 8 8 年8 月开工建设苏州河污水合流一期治理工程，于19 9 3 年12月建成。污水合流一期工程重点是削减苏州河市区段直排点源污染，将原直排入苏州河干流的大量旱流污水输送至长江口经处理后排放 。污水合流一期工程实施后，削减了苏州河市区段污染负荷，苏州河水质恶化的趋势受到遏制。但由于苏州河的环境问题十分复杂，黑臭、脏乱等突出问题没有得到解决，水质并未明显改善 2 。第2 阶段。19 9 6 年，上海市政府专门成立了苏州河环境综合整治领导小组，开始系统地进行苏州河环境综合整治。19 9 8 年5月，上海市政府批准苏州河环境综合整治方案，开始了长达3 期12年的苏州河综合整治 3 。19 9 8 2 0 0 2 年，上海市实施了苏州河综合整治一期工程，以消除苏州河干流黑臭以及与黄浦江交汇处“黑黄”界面、整治一 7 6 一胡雄星.19 8 6 一2 0 2 0 年上海苏州河水质时空变化特征口2 0 0 6 年日2 0 15年2 0 2 0 年BODsNH-N监测指标2023年7 月两岸脏乱环境和改善滨河面貌为目标，实施了建设6条支流截污工程、建设西干线和石洞口污水处理厂、综合调水、建设支流闸门等关键工程，苏州河市区段主要污染源得到有效控制和治理，苏州河干流TP黑臭现象基本消失，但水质仍存在时空上的不稳定性，支流污染仍十分严重1-2)。2 0 0 3 2 0 0 5年，上海市实施了苏州河综合整治二期工程，实施了建设雨水调蓄池、完善支流截污工程、建设苏州河河口水闸、建设梦清园、环卫设施建设和改造等工程，位于中心城区的主要支流基本消除黑臭，苏州河干流水质进一步改善，上下游水质差别逐步缩小-2 但苏州河上游来水持续恶化,NH-N和TP的污染仍处于较高水平。第3 阶段。2 0 0 6 一2 0 11年，上海市实施了苏州河环境综合整治三期工程，关键项目包括市区段底泥疏浚和防汛墙改造工程、继续完善支流截污工程、长宁区环卫码头搬迁工程、上游青浦地区污水处理厂配套管网工程等 1-2 。苏州河环境综合整治一期、二期、三期工程实施后，干流水质显著改善，但仍未达到V类水标准，主要原因是两岸雨水泵站放江 6、污水处理厂未达标排放、上游污水直接排放、上游来水水质不稳定以及支流尚有污染排放等因素综合作用 3 。2 0 18 年12 月，上海市启动苏州河环境综合整治四期工程（苏四期），以2 0 2 0 年底前干流消除劣于V类水、支流基本消除劣于V类水为目标，为全面恢复苏州河的生态功能打下基础。2.2.2上海市水环境综合治理助力苏州河水质改善1984年5月，国家颁布中华人民共和国水污染防治法，在立法层面对水污染防治、保护和改善水环境提供了法律支撑，并历经19 9 6、2 0 17 年2 次修正，2 0 0 8 年1次修订，明确违法界限、加大违法排污行为处罚力度，推行排污许可证制度、强化重点水污染物排放总量控制，关注农业和农村水污染防治等,持续加强水污染防治。19 9 6 年8 月印发的国务院关于环境保护若干问题的决定中提出，2000年要实现“一控双达标”的环保目标，即工业污染源要达到国家或地方规定的污染物排放标准，空气和地表水按功能区达到国家规定的环境质量标准，对主要污染物总量减排及环境质量改善发挥了积极作用。2 0 15年4月，国务院印发实施水污染防治行动计划，强化环境质量目标管理，深化污染物排放总量控制和重点流域污染防治，严格环境执法监管，进一步加大水污染防治力度。第15卷第4期上海市全面贯彻国家关于水污染防治的相关要求，积极推进污染物排放总量控制及城市水环境综合治理，并从2 0 0 0 年开始滚动实施环保三年行动计划，形成了治污为本、截污为先、标本兼治、建管并举的水环境治理保护体系，先后开展了中心城区河道整治、近郊黑臭河道整治、郊区骨干河道整治和“万河整治 行动 7 ,推动苏州河在内的全市水环境质量持续改善。2 0 15年12 月，上海市人民政府印发实施上海市水污染防治行动计划实施方案，以2020年全市水环境质量有效改善、基本消除劣于V类水体断面为阶段目标,提出要进一步提升水环境基础设施水平、推进农业和农村污染整治、深化河道综合整治、实施最严格水资源管理制度、加强污染源监控能力等水污染防治措施，分区域、分阶段系统推进水污染防治、水生态保护和水资源管理。到2 0 2 0 年，全市3 158 条段河道按计划实现全面消除黑臭的目标，全市水环境质量得到有效改善。2.2.3苏州河上游来水持续改善党的十八大以来，我国全面加强生态文明建设，随着污染防治攻坚战、水污染防治行动计划、长江大保护、长江人河排污口排查整治专项行动、河湖长制等政策措施的大力推进实施，长江流域水质持续改善 8 。2 0 13 年底，沪苏浙皖三省一市成立长三角区域水污染防治协作小组，2 0 18 年长三角区域一体化发展上升为国家战略，成立了长三角区域合作办公室，加强区域水污染综合防治、重点跨界水体共保联治，推进生态环境标准、监测、执法“三统一”制度创新，促进了区域水环境质量的持续改善。江苏省人民政府于2 0 15年12 月印发实施江苏省水污染防治工作方案，至2 0 2 0 年全省水环境质量持续改善，使苏州河上游来水得到明显改善。2 0 2 0 年，苏州河沪苏省界赵屯断面p(BOD，）p（NH,-N）、p（T P）较2 0 15年分别下降62%，8 0%和54%，对上海境内苏州河水质改善也发挥了重要作用。3结论通过系统分析苏州河水质的时空变化特征，将1986一2 0 2 0 年水质变化过程分成19 8 6 一19 9 6 年、1997一2 0 0 6 年、2 0 0 7 一2 0 2 0 年3 个阶段，较好地反映了苏州河水质从重度污染到逐渐改善、上下游水质从差别巨大到逐渐趋同的变化特征，并与苏州河多轮环境综合治理工程进行对照分析，体现了苏州胡雄星.19 8 6 一2 0 2 0 年上海苏州河水质时空变化特征臭水体治理提供经验。(1)在第1阶段，苏州河整体处于重度污染水平，从上游到下游水质显著恶化，市区段污染严重。1988一19 9 3 年实施的污水合流一期治理工程，削减了苏州河市区段污染负荷，使苏州河水质恶化趋势受到遏制，但未见改善趋势。（2）在第2 阶段，上海市于19 9 8 一2 0 0 2 年、2003一2 0 0 5年相继实施了苏州河综合整治一期、二期工程,苏州河水质较第一阶段显著改善,有机污染指标消除劣V类，但NH，-N和TP的污染仍处于较高水平。下游市区段水质显著改善，但上游郊区段水质显著恶化，上下游水质逐渐趋同。（3）在第3 阶段，上海市于2 0 0 6 一2 0 11年实施了苏州河综合整治三期工程，2 0 15年12 月启动实施水污染防治行动计划，2 0 18 年12 月启动实施苏州河综合整治四期工程，并滚动实施环保三年行动计划，积极推进全市水环境综合治理。同时受益于江苏上游来水水质改善，苏州河水质持续改善，特别是2 0 16 年以来改善明显，2 0 2 0 年水质达到34年以来的最好水平。（4)随着国家关于深人打好污染防治攻坚战的部署，上海市水污染防治行动计划、环保三年行动计划、苏四期的持续推进实施，苏州河水质将持续改善，水生态功能得到全面的修复。参考文献1】徐祖信.上海城市水环境质量改善历程与面临的挑战 J.环境污染与防治，2 0 0 9，3 1（12）：8-11.2 赵敏华，龚屹巍.上海苏州河治理2 0 年回顾及成效J.中国防汛抗旱，2 0 18，2 8（12）：3 8-41.3 季永兴,刘水芹.苏州河水环境治理2 0 年回顾与展望 J.水资源保护，2 0 2 0，3 6(1）：2 5-3 1.4张广强，张明旭，韩中豪，等.苏州河近2 0 年水质状况研究 J.中国环境监测，2 0 0 9，2 5（2）：3 9-43.5丁义，孙振中，张玉平，等.2 0 0 7 一2 0 12 年苏州河水质变化分析与评价 J.水产科技情报，2 0 13，40（4）：19 9-2 0 3.6 陈长太，徐贵泉.市政泵站雨天排放对黄浦江、苏州河水质的影响 J.水资源保护，2 0 14，3 0（6）：59-6 2.7阮仁良，上海市深化水环境治理对策和措施J.中国水利，2014,761(23):26-27.8陈善荣，何立环，林兰钰，等.近40 年来长江干流水质变化研究 J.环境科学研究，2 0 2 0,3 3（5）：1119-112 8.一 7 7 一2023年7 月河3 0 多年环境综合治理的突出成效，可为城市黑