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珠江廣州段河水水質歷年和月變化分析
黄新華 汪晋三 程國佩 揚志平 房孝宏
一、水質評價的參數和標準
本文在完成氰化物、鉻、三氮、汞、鉛、砷、pH、酚等單項統計分析的基礎上,對廣州河段5個主要水廠的6個吸水點河水水質進行分析研究。考慮到整個珠江水系水質研究的連貫性,便於進行對比,因此仍然采用下列模式:
Ii=CiLi
WQImaxIi=ln∑ni=1Ii
式中;WQI——水質指數,Ii—i項物質指數值,Ci——i項物質的實測濃Li—i項物質最高允許濃度,采用《工業企業設計衛生標準》(TJ36~79),COD以6毫克/昇、氨氮以0.5毫克/昇、亞硝酸鹽氮以0.1毫克/昇爲暫用標準。
n——參數項目數量。
maxli——n項中最大的一項指數值。
以COD,氨氮、亞硝酸鹽氮、酚、pH值、氰、鉻、汞、鉛、砷等十項作爲評價參數,並將河水污染程度分爲六級:
水質指數<0.1 清潔
0.1-0.3 微度污染(尚清潔)
0.3-0.5 輕度污染
0.5-1.0 中度污染
1.0-5.0 重度污染
>5.0 嚴重污染
二、廣州河段水質的歷年變化
應用上述模式統計的結果,6個吸水點18年平均水質指數爲0.46No2-Ni.i9,屬輕度污染,主要污染物爲亞硝酸鹽氮。但是若以六十年代與七十年代相比較,前者水質指數爲0.35NO2-0.97,屬輕度污染,後者水質指數爲0.55NH3-N1.50,屬中度污染,説明廣州河段水質日趨惡化,河水污染明顯加重了。從圖1和表1還可以看出,1971年以前,廣州河段水質相對較好,屬微度污染到輕度污染,而1972年以後則上昇到輕度污染至中度污染。其中,水質最差是1973~1974年,其水質指數分别達到0.72No2-N1.79與0.69No2-Ni.65。就各年出現的主要污染物而言,也在不斷發生變化,1971年以前,主要污染物爲有機物和亞硝酸鹽氮,1972~76年主要污染爲亞硝酸鹽氮,而1977~79年則以氮氨爲主。
各吸水點水質歷年變化與上述總變化趨勢基本一致,相對來説,硬頸海水質較好,其他順序是芳村、河南、員村、增埗河、黄埔;前四處屬輕度污染,後兩處屬中度污染(見表2)。各吸水點都是七十年代比六十年代的水質明顯惡化,普遍下降一級。值得指出的是,六十年代芳村水質較硬頸海好,指數爲0.27″COD0.78,屬微度污染,主要污染物(COD)也未超標,但七十年代水質迅速惡化,達到中度污染,指數爲0.51NH3-N1. 51,主要污染物爲氨氮所取代。從表2還可看出,各吸水點主要污染物不盡相同,河南一帶以有機物爲主,員村與芳村以氨氮爲主,其餘各吸水點則以亞硝酸鹽氮爲主。表3列舉了各吸水點六十年代與七十年代水質指數分别出現的最大值,也説明污染程度普遍提高了一級。黄埔一帶1973-1974年水質曾經達到重度污染。
18年中各吸水點水質等級的年數列於表4,從表中也可以看出各吸水點水質的概况,屬於微度污染的年份多在六十年代初,而屬中度污染與重度污染的年份則多出現在七十年代。
三、廣州河段水質的月變化
據統計,廣州河段不同水文期月均水質的規律是,水質指數枯水期(0.55NH2-H1.64)>春平水期(0.53No2-N1.63)>秋平水期(0.42NH3-N1.34)>豐水期(0.36No2-N1.04),前兩期屬中度污染,後兩期屬輕度污染。主要污染物枯水期爲氨氮,其他水文期均爲亞硝酸鹽氮。但是各吸水點也有所不同,芳村、河南、員村、黄埔吸水點各水文期水質變化與上述一致,而硬頸海、增埗河,水質指數春平水期>枯水期>秋平水期>豐水期,春平水期亞硝酸鹽氨指數比其他水文期大得多,主要污染物也各不相同(見表5)。水質各月變化雖然有所起伏,但大體都是雨季水質較好,旱季水質較差(見圖2)。值得指出的是,硬頸海、增埗河,芳村、黄埔四個吸水點水質指數一年中以4月份最高,幾乎都達到中度污染。造成這種現象原因,主要是4月份正值春耕大忙時期,珠江三角洲歷來靠潮水排灌,因此農田中大量含氮化合物及有機物流入河中,這個時期硬頸海、增埗河、黄埔一帶亞硝酸鹽怯氮含量都比較高(見表6),硬頸海和增埗河春平水期水質指數高於枯水期,可能與此有關。
四、高潮與低潮的水質變化
總的來説,廣州河段低潮水質比高潮略差。退潮時,河流水量减少,稀釋能力减弱,河流中污染物濃度便相對增高。但從高潮與低潮水質指數來看,差异不是很大(見表7)。硬頸海處在上游,漲潮時其下游污染物隨潮水而上,河南吸水點也有相似情况,工廠主要分佈該吸水點下游,因此這兩個吸水點高潮水質指數比低潮稍高。
五、結 語
廣州河段河水污染日益嚴重,七十年代比六十年代水質明顯惡化,尤其是枯水期和春平水期水質更差。主要污染物是氮化合物和有機物。這些污染物來自工業廢水、生活污水和農 田排水。砷的污染比較普遍。重金屬如汞、鉻等只是在工業廢水偶然事故發生大量排放時河水中才有較高的濃度。一般説,重金屬在排污口附近迅速沉澱河底,影響範圍較小,因此,河水中這類物質含量較少。硬頸海是西村水廠主要水源,該水廠擔負着百分之七十的廣州生活用水和部分工業用水,但已經受到輕度污染,可以考慮將吸水點移到石門以上,或直接引北江水以增加該水廠的水源。廣州河段污染最嚴重的是車陂、黄埔一帶,其次是增埗河(該吸水點已停止使用),再次是員村,這幾個河段在七十年代已達到中度污染或重度污染(車陂)。廣州河段河水污染難以迅速得到改善,某些污染物如氮化合物及有機物等仍未得到控制,污染有繼續發展的趨勢。因此應該加速大坦沙污水處理工程和抓好大廠的廢水處理工作,同時對一些污染嚴重的水廠如黄埔水廠停止使用,另尋新的水源。
原載:中山大學報(自然科學論叢[4]),環境科學論文集,1984