晋江水系现状评价及存在问题分析.pdf

晋江水系现状评价及存在问题分析(福建省泉州环境监测中心站，福建 泉州 362000)摘要:根据晋江水系上的主要流域和小流域监测断面的数据，分析了晋江水系 2022 年水质状况，20172022 年晋江水系水质和主要污染物的变化趋势。结果表明：2022 年晋江水系水质状况优，且 20172022 年晋江水系总体水质逐渐改善，但其晋江干流上的两个监测断面（浮桥和鲟埔）的氨氮年均浓度呈上升趋势。采用 Pearson 相关性分析，探讨浮桥和鲟埔断面与社会经济发展的关联性，结果表明南安、鲤城、丰泽三县（市、区）的人口和经济社会发展对浮桥断面氨氮浓度影响较大，浮桥与鲟埔断面为上下游断面，浮桥断面的水质也会影响下游鲟埔断面的水质。关键词:晋江水系；变化趋势；氨氮；总磷；关联分析；预测中图分类号:X824 文献标志码:A 文章编号：1674-263X(2023)04-0075-03Abstract:Based on the data from the main river basins and monitoring sections of small watersheds in the Jinjiang River system,this study analyzes the water quality status in 2022 and the trends in water quality and major pollutants in the Jinjiang River system from 2017 to 2022.The results show that the water quality of the Jinjiang River system in 2022 is excellent,and the overall water quality has gradually improved from 2017 to 2022.However,the annual average concentration of ammonia nitrogen in two monitoring sections(Fuqiao and Xunpu)in the main stream of the Jinjiang River shows an upward trend.Pearson correlation analysis is used to explore the relationship between the Fuqiao and Xunpu sections and socio-economic development.The results indicate that the population and socio-economic development in Nanan,Licheng,and Fengze counties(cities or districts)have a significant impact on the concentration of ammonia nitrogen in the Fuchiao section.The Fuqiao section,being an upstream section of the Xunpu section,also affects the water quality of the downstream Xunpu section.Key words:Jinjiang River system;trend analysis;ammonia nitrogen;total phosphorus;correlation analysis;forecastAssessment of Jinjiang River system and analysis of existing problemsLIN Bing(Fujian Quanzhou Environmental Monitoring Center Station,Quanzhou 362000,China)晋江为泉州市第一大河，发源于戴云山东南麓。晋江水系的地表水资源量占泉州市主要江河总量的72%左右，其水环境质量会直接影响泉州市居民的用水质量和生活。2003 年陈朝阳等人1对晋江水系浮游植物调查及水质状况进行评价，2010 年邓璇等人2通过灰色聚类法对 2003 年晋江水系水质进行评价，2007 年洪小琴3对“十五”期间晋江水系水环境质量及变化趋势进行分析，但近几年鲜有文献对晋江水系进行水环境质量评价，因此，本文对晋江水系现状进行评价并分析其存在问题。1实验部分1.1 数据来源主要数据来源于泉州市主要流域和小流域的常规监测数据，20172020 年位于晋江水系上的主要流域和小流域监测断面共计 44 个，因“十四五”点位调整，2021、2022 年监测断面为42 个。其他相关性分析的数据均来源于泉州市统计年鉴。1.2 研究方法评 价 标 准 执 行 地 表 水 环 境 质 量 标 准（GB3838-2002）类标准，评价方法采用地表收稿日期：2023-06-28 作者简介：林冰，工程师，研究方向为环境质量监测及分析。林冰Vol.36 No.4Jul.,2023第 36 卷 第 4 期2023 年 7 月黑 龙 江 环 境 通 报HEI LONG JIANG ENVIRONMENTAL JOURNAL76第 36 卷水环境质量评价办法（试行）中河流水质评价方法（断面水质评价、河流、流域（水系）水质评价、主要污染指标）和水质变化趋势分析方法（不同时段水质变化趋势评价和多时段的变化趋势评价Spearman 秩相关系数法）。1.3 数据处理1.3.1 Spearman 秩相关系数法衡量环境污染变化趋势在统计上有无显著性，最常用的是 Daniel 趋势检验，它使用的是 Spearman秩相关系数法。给出时间周期Y1YN，以及Y1到YN对应的年均值（即C1CN）按浓度值从小到大排列的序号X1XN，统计检验用的秩相关系数按下式计算：式中：rs为秩相关系数；di为变量Xi和Yi的差值；Xi为变量X从周期 1 N按浓度值从小到大排列的序号；Yi为变量Y从周期 1 N按浓度值从小到大排列的序号；N为统计周期。将秩相关系数rs的绝对值同 Spearman 秩相关系数统计表中的临界值（Wp）进行比较。当rsWp则表明变化趋势有显著意义：如果rs是负值（溶解氧相反），则表明在评价时段内有关统计量指标变化呈下降趋势；如果rs为正值，则表明在评价时段内有关统计量指标变化呈上升趋势。当rsWp则表明变化趋势没有显著意义，说明在评价时段内水质变化稳定或平稳。1.3.2 SPSS 软件采用 SPSS26.0 软件对主要监测指标与其他统计数据进行 Pearson 相关性分析。1.3.3 SPSSAU采用 SPSSAU 对浮桥和鲟埔断面的氨氮浓度进行指数平滑法和灰色预测模型预测。2结果与讨论2.1 晋江水系水环境质量现状2.1.1水质状况2022 年，晋江水系共有 42 个监测断面（见图1），类水质比例为 38.1%，类水质比例为 100%，晋江水系水质状况优。与上年相比，类水质比例下降 4.8 个百分点，类水质比例保持 100%。其中，晋江东溪和西溪支流均有6 个监测断面，类水质比例分别为 66.7%和33.3%；晋江干流有 3 个监测断面，无、类水质断面，类水质比例为 100%。与上年相比，晋江干流类水质比例下降 33.3 个百分点，其他水质比例均保持不变。2.1.2主要污染指标2022 年，晋江水系所有监测断面年均值均能达图 1 2022 年泉州市晋江水系监测点位图黑 龙 江 环 境 通 报泉州市晋江水系监测点位图泉州市泉州湾（晋江口）河流主要流域断面小流域断面77第 4 期到或优于类，但年内部分断面存在超标情况，主要污染指标为总磷、氨氮、高锰酸盐指数，超标率分别为 39.2%、9.1%和 1.0%。2.1.3水质沿程变化1）晋江东溪。2022年，晋江东溪沿程有5个断面，水质状况优。其中，永春东关桥、山美水库出口和南安港龙桥断面水质类别为类，另外 2 个断面水质类别为类。2022 年，晋江东溪氨氮和总磷平均质量浓度分别为 0.11 和 0.070 mg/L，占标比分别为 11.0%和35.0%。与上年相比，氨氮平均质量浓度持平，总磷平均质量浓度下降 2.8%。2）晋江西溪。2022年，晋江西溪沿程有6个断面，水质状况优。其中，一都和仙荣大桥断面水质类别均为类，其余 4 个断面水质类别均为类水质。2022 年，晋江西溪氨氮和总磷平均质量浓度分别为 0.21 和 0.103 mg/L，占标比分别为 21.0%和 51.5%。与上年相比，氨氮平均质量浓度下降了30.0%，总磷平均质量浓度上升了 3.0%。3）晋江支流。2022年，晋江支流沿程有3个断面，水质状况良好，3 个断面的水质类别均为类水质。浮桥断面的氨氮质量浓度与其上游断面-石砻丰州桥相比上升了 2.0 倍，总磷质量浓度无明显变化。2022 年，晋江支流氨氮和总磷平均质量浓度分别为 0.70 和 0.138 mg/L，占标比分别为 70.0%和69.0%。与上年相比，氨氮平均质量浓度下降了1.4%，总磷平均质量浓度上升了 3.8%。2.2 20172022 年晋江水系水质变化分析2.2.1水质变化2016 年泉州市晋江水系的省级及以上监测断面只有主要流域监测断面，从 2017 年起，泉州市晋江水系的省级及以上监测断面有主要流域监测断面和小流域监测断面，因此分析 20172022 年晋江水系水质变化。20172022 年晋江水系总体水质逐渐改善，类 水 质 比 例 由 2017 年 的 90.9%上 升 至100%，劣类水质比例由2017年的11.4%下降至0。2021、2022 年晋江水系监测断面的年均水质类别均能达到或优于类，主要是因为晋江水系上的小流域监测断面年均水质已消除类和类。其中，晋江东溪、西溪支流和晋江干流的类水质比例均保持 100%。2.2.2主要污染物变化趋势20172022 年晋江水系的监测指标均能达到或优于类限值，但为分析晋江水系主要污染物的变化趋势，本文选取氨氮、总磷和高锰酸盐指数年均浓度，分析 20172022 年晋江水系主要污染物的年均浓度变化趋势。20172022 年 晋 江 水 系 氨 氮、总 磷 年 均浓 度 呈 波 动 变 化，高 锰 酸 盐 指 数 呈 下 降 趋 势（N=6,rs=-0.943 （Wp=0.829）。20172018 年晋江水系氨氮年均浓度有所上升，2018 年质量浓度达历年最高 0.50 mg/L，但随后逐年下降，2020 年氨氮年均质量浓度达最低，为 0.25mg/L，2021 年质量浓度又小范围反弹后 2022 年又回到了2020 年水平；20172020 年晋江水系总磷年均质量浓度逐年下降，2020 年总磷年均质量浓度达最低，为 0.098mg/L，2021 年、2022 年小范围反弹。2.3 存在问题及原因分析2.3.1 2022年晋江水系类水质比例同比下降，年内部分断面出现超标情况通过 Pearson 相关系数法结果可知，檀溪口断面总磷浓度与英溪左桥断面总磷浓度存在正相关性（r=0.939，P=0.005 0.01），与南安市户籍人口存在负相关性（r=-0.932，P=0.021 0.05），英溪左桥断面总磷浓度与南安市农作物播种面积存在正相关性（r=0.898，P=0.039 0.05），英溪左桥断面（r=0.930，P=0.0220.05）、檀溪口断面（r=0.992，P=0.001 0.01）总磷与农用化肥使用量存在正相关性，说明采取一定的措施不仅能影响单个断面水质也能影响该区域水环境质量，且人口压力不一定会引起水环境恶化4，初步推断影响英溪左桥和檀溪口断面总磷浓度的是南安市农业面源污染。2.3.2 20172022 年晋江水系中的晋江干流氨氮年 均浓度呈上升趋势晋江干流共有 3 个监测断面，分别为石砻丰州桥、浮桥和鲟埔，对 3 个断面的氨氮年均浓度进行年际分析，可以发现是浮桥和鲟埔断面氨氮年均浓度呈上升趋势。浮桥、鲟埔断面位于晋江干流，其两岸为丰泽区和鲤城区中心城区人口密集区，其上游为南安市中心城区，采用 Pearson 相关性分析，探讨浮桥和鲟埔断面与人类社会经济发展的关联性，通过 Pearson相关系数法结果可知，浮桥断面氨氮浓度与南安市、鲤城、丰泽三县（市、区）的总人口存在正相关性（r=0.874，P=0.000 4 0.01），与三县（市、区）的总生产值存在正相关性（r=0.894，P=0.0002 0.01），鲟埔断面氨氮浓度与浮桥断面氨氮浓度存在正相关性（r=0.617，P=0.0430.05），说明南安、鲤城、丰泽三县（市、区）的人口经济社会发展对浮桥断面氨氮浓度影响较大，浮桥与鲟埔断面为上下游断面，浮桥断面的水质也会影响下游鲟埔断面林冰：晋江水系现状评价及存在问题分析78第 36 卷的水质。同时，本文对浮桥和鲟埔断面的氨氮浓度进行指数平滑法和灰色预测模型预测，指数平滑法预测平均相对误差小于灰色预测模型预测，因此采用指数平滑法预测，2023 年浮桥和鲟埔断面的预测氨氮质量浓度分别为 1.02 和 1.03 mg/L，均超类标准限值，同时，浮桥和鲟埔断面可能会影响泉州市近岸海域点位泉州湾（晋江口）的水质状况。2.4 建议1）推进流域畜禽养殖污染防治和农业面源治理。在以往入河排污口监管以工业企业、城镇污水处理厂等传统点源为重点的基础上，进一步拓展管控范围，增加农业排口、城镇雨洪排口以及大中型灌区排口等类型。同时管好入河排污口，倒逼陆源污染的治理，从根源上解决长期制约地方水生态环境质量改善的雨污混排、污水直排等突出问题。2）推进城镇污水处理提质增效和内沟河水质提升工作。为加快解决城镇污水处理厂运行负荷及进水浓度长期偏低等问题，以城镇污水提质增效为抓手，加大资金投入，加大城镇污水管网建设和改造力度，同时推进污水管网全覆盖，推进泉州市内沟河水质提升工作。3）系统实施流域生态保护修复工程。着力提升水环境承载能力和水生态自净能力，强化水源涵养、水土保持及生物多样性保护，推进“两江一带”（晋江、洛阳江和海岸带）森林质量精准提升建设。2.5 小结1）2022年，晋江水系水质状况优，其2条支流（东溪、西溪）和 1 条干流（晋江）类水质比例均为 100%，但年内部分断面存在超标情况。2）20172022年晋江水系总体水质逐渐改善，晋江水系上的小流域监测断面年均水质已消除类和类。20172022 年晋江水系氨氮、总磷年均浓度呈波动变化，高锰酸盐指数呈下降趋势，晋江水系中的 2 条支流（东溪、西溪）和 1 条干流（晋江），除晋江干流的氨氮年均浓度呈上升趋势，其他主要污染物浓度呈波动变化。3）只有控制好、处理好生活污水和农业面源污染，才能保证晋江水系上的断面稳定达到或优于类水质。参考文献：1陈朝阳,谢进金,陆海声，等.福建晋江水系浮游植物调查及水质状态的评价 J.中国环境监测,2006,22(5):82-84.2 邓 璇,陈 庆 华,张 江 山.灰 色 聚 类 法 在 福 建 晋江 水 系 水 质 评 价 中 的 应 用 J.环 境 科 学 与 管理,2010,35(9):187-191.3洪小琴,林青峰,洪珊珊.晋江水系水环境质量及变化趋势分析 J.化学工程与装备,2007(2):92-97.4赵鹏宇,步秀芹,崔嫱，等.滹沱河忻州段水质时空变化及影响因子评价与分析 J.中国环境监测,2015,31(3):52-57.黑 龙 江 环 境 通 报