楊浦區某河道水質時空變化*

許錫煒，江暢興，姜春燕

(上海市楊浦區環境監測站，上海 200093)

楊浦區位于上海市中心城區的東北部，地處黃浦江下游西北岸，與浦東新區隔江相望，西臨虹口區，北與寶山區接壤，區域面積60.61平方千米，是中心城區面積最大的一個區。

某河道位于上海市區楊浦區北部。全長約7 km，河面寬30～40 m，低水位時水深達0.8～1.8m，高水位時水深達 3.9～4 m，通航能力在10 t級以下。沿途有六個泵站，每處泵站都設有涵洞，在汛期時，向河道放江，用于排除道路積水。其水質常年在V類上下，河道淤積底質也有輕度污染。

1 材料與方法

1.1 采樣點位

采樣點位布設見圖1，自上游至下游分別設三個采樣點(S1、S2、S3)，每月均進行地表水采樣。

圖1 某河道地表水采樣點位布設

1.2 年度水質變化數據

該河道水質年度狀況分析數據資料由上海市楊浦區環境監測站提供，監測指標有溶解氧、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷等；時間跨度為2013-2020年。

1.3 自動站數據

該自動站數據來源于位于河道下游的地表水自動監測站見圖1，監測項目為水體中溶解氧(mg/L)、總氮(mg/L)、氨氮(mg/L)、總磷(mg/L)、高錳酸鹽指數(mg/L)、水溫(℃)。

1.4 數據處理

數據分析及處理均通過Excel 2016、Origin 2021b及SPSS 26.0完成。地理信息通過ArcGIS 10.6完成。

2 水環境質量狀況

2.1 2013-2020年相關斷面水質評價

該河道2013-2020水質年際數據見圖2，并通過單因子評價(見表1)進行水質評價。

表1 河道各斷面2013-2020年水質單因子評價指數

圖2 河道2013-2020水質年際數據

河道的主要污染指標為溶解氧和氨氮，在2015年該河道地表水污染達到峰值，隨后在2016、2017年逐漸好轉，這應該是2015年國家發布《水污染防治行動計劃》，且在2016年上海啟動城鄉中小河道綜合整治后，點源污染得到有效控制的結果。水體環境質量在2018-2020年有所振蕩，這應該是隨著點源污染得到控制后，面源污染，包括地表徑流和泵站放江所帶來的輸入性污染成為水體污染的重要來源，與點源污染相比，面源污染更復雜，更具有隨機性，控制難度更大。

在上游至下游的三個點位之間，做主要污染物年均值的單因素方差分析 (one-way ANOVA)，結果表明，，結果表明三個點位之間沒有顯著性差異(p≥0.05)，這說明了該河道的污染是全流域性的污染，并進一步證明該河道的污染來源主要是面源污染。從上游至下游，水質狀況總體處于好轉的趨勢(見圖3)，污染物濃度沿程下降。

圖3 河道點位主要污染物質年均值對比

2.2 2017-2022自動站水質月均變化

由圖4可知，污染物質在春夏時期(3-8月)的濃度高于秋冬時期(9月-次年2月)，這主要是由于：(1)該河道每年春夏季節會進行清淤工作，清除河底表層大量的浮泥，這一過程會擾動底泥使底泥再懸浮，其中的污染物質再釋放至河道中；(2)夏季高溫將導致沉積物中的氮礦化速率加快，在風浪的擾動下導致水體中氨氮、總氮濃度升高[1]；(3)夏季汛期時，由于污水干管和污水處理廠不能容納遠遠超過其收集和處理能力的大量雨污水，沿河市政泵站不得不開啟水泵將市政排水管網內的雨水排放入河道，即所謂的泵站放江。這一過程往往伴隨著溶解氧、pH的降低和氨氮、總磷、總氮等指標的升高，這一點也在諸多文獻研究中得到證實[2-5]。

圖4 2017-2022年自動站主要污染物質及水溫月均值

圖5 處理期間的水質變化

3 結 論

(1)河道的主要污染指標為溶解氧和氨氮，在2015年該河道地表水污染達到峰值，隨后在2016、2017年逐漸好轉，在2018-2020年有所振蕩，這應該是隨著點源污染得到控制后，面源污染，包括地表徑流和泵站放江所帶來的輸入性污染成為水體污染的重要來源，與點源污染相比，面源污染更復雜，更具有隨機性，控制難度更大。

(2)三個點位之間沒有顯著性差異，這說明了該河道的污染是全流域性的污染。從上游至下游，水質狀況總體處于好轉的趨勢，污染物濃度沿程下降。

(3)污染物質在春夏時期(3-8月)的濃度高于秋冬時期(9月-次年2月)。

4 對策與建議

(1)完善泵站設備設施，對泵站進行升級改造，確保相關設備設施正常運行。維修改造管道，定期清洗管道沉降物，不斷提升管道養護水平，盡量減少滲漏污泥對于初期雨水中污染物濃度的影響。整治雨污混接，對市政或者居民小區混接要進行管網改造，最大限度降低混接污水量，防止混接污水排江。

(2)推進海綿城市建設，進一步擴展城市下墊面存蓄能力，削減徑流的產生。

(3)由于沉積物中重金屬生物活性較高，可以利用原位生物修復來吸附/固化受污染水體中的污染物，從而維護生態平衡并改善水環境質量，這是一種經濟有效且環境友好的修復技術。