浑河沈阳段水质评价及污染源解析

浑河沈阳段水质评价及污染源解析
采用模糊综合评判法评价浑河沈阳段的水质综合状况，确定水质类别，为浑河水环境管理及规划提供科学依据；结合单项指标比较法评价各监测断面各指标超标状况，确定重点控制指标；并依据评价结果进行污染源解析。

结果表明：浑河沈阳段主要超标指标为TP、NH3-N、BOD5。

新开河源头断面综合水质级别为Ⅳ类，主要污染物为TP；仲官桥、达连桥、蒲河西桥、佟古桥、西大林桥水质达到Ⅰ类，但TP超标；仅南小河入蒲河前监测断面水质为劣Ⅴ类，其他监测断面水质为Ⅴ类。

钢铁冶炼企业、水泥企业、制浆及造纸企业、火电企业、白酒制造业、农业和禽畜养殖业是造成浑河沈阳段污染的主要原因。

标签：评价指标单项水质目标评价综合水质目标评价
浑河沈阳段河流直接或间接接纳沿岸工业、生活污水及农业废水，受到了不同程度的污染，因而对其综合水质状况做出准确合理的评价显得尤为重要。

目前，我国典型的河流综合水质评价方法各有优缺点，单因子评价法的评价结论表现为过保护；污染指数法能够直观判断综合水质是否达到功能区目标，但是不能判断综合水质类别；当综合水质类别为Ⅰ-Ⅴ类水情形时，模糊数学、灰色系统、物元分析、层次分析、人工神经网络评价和水标识指数这几种评价方法结论基本一致，水质类别为劣Ⅴ类时，标识指数法能评价水体黑臭。

考虑到浑河沈阳段河流已经摆脱水体黑臭现象、河流水体质量变化的连续性和水质标准确定上具有模糊性，本文采用模糊综合评判法对浑河沈阳段进行综合水质评价，在合理选择评价指标的基础上可以全面地反映各指标对评价结果的综合作用，客观地反映河水的污染状况，进而对污染源进行解析，支持环境管理和规划。

1研究区概况
1.1研究区范围及气候水文条件
研究区为浑河沈阳段。

浑河在沈阳市境内河长172.6km，流域面积为4572km2，接纳沈阳市市里、辽中县和新民市的工农业废水、城镇生活污水；地处北温带，温湿和半温湿的大陆性气候。

平均降水量为622.5mm，浑河发源于清原县长白山支脉的滚马岭，在沈阳市东陵区晓仁镜村入境，在辽中上顶子村出境，是沈阳市境内的1条主要河流，包括18条一级支流。

1.2社会经济状况
沈阳市2011年生产总值为59157142万元，第一产业占4.7%，第二产业占51.2%，第三产业占44.1%，第二产业以工业发展为主，占生产总值的46.1%，轻工业1233家，重工业2928家，工业门类已达到142个；根据2011年土地利
用现状变更调查，全市土地总面积为12880.88km2，其中农用地面积9899.64km2，占土地总面积的76.86%；建设用地面积1958.53km2，占土地总面积15.20%；未利用地面积1022.71km2，占土地总面积的7.94%；沈阳市市区519.1万人，土地面积3471km2，辽中县常住人口54万人，土地面积1645km2。

新民市常住人口为69.8万人，土地面积3296km2。

2单项指标水质评价
2.1监测断面布设
为了全面评价浑河沈阳段水质状况，在支流入干前后、直排口入干后、污染集中区域设置监测断面，共布设25个水质监测断面，见表1，在2013年平水期进行监测。

2.2单项指标水质评价
根据水环境情况选取评价指标为：溶解氧（DO）、总磷（TP）、氨氮（NH3-N）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD5）。

根据《地表水环境质量标准》（GB3838—2002），采用单项指标比较法即将实测值与地表水环境质量标准基本项目标准限值比较，做出单项指标的水质类别评价。

评价结果表明：监测断面COD、BOD5、NH3-N、TP、DO达到Ⅳ类及以上的分别占76%、20%、36%、8%、100%。

依据各指标Ⅴ类和劣Ⅴ类所占比例和对其进行排序，从较严重污染到轻度污染依次为：TP、BOD5、NH3-N、COD、DO。

河流单项水质类别评价采用各监测断面各项水质指标的评价数据的算术平均值，结果表明：整个水系COD，DO达到Ⅳ类或以上标准，TP、NH3-N、BOD5未达到Ⅳ类标准，超标倍数分别为4.132、2.229、2.32。

整个水系COD、BOD5、NH3-N、TP、DO达标率分别为76%、20%、36%、8%、100%。

3基于模糊综合评判法的浑河沈阳段综合水质
模糊综合评判法计算公式为B=AR；
B：评判结果，表示评价样本对评判分类的隶属度；
A：参与评价指标的权重向量；
R：各评价指标与评价标准之间的模糊关系矩阵，由定义的隶属函数确定。

应用模糊综合评判法对各监测断面的综合水质类别进行评价，可得监测断面对各水质类别的隶属度，根据“相乘取大”的原则判断各断面的综合水质类别。

如表1所示。

从表1中我们可以看出仲官桥、达连桥、蒲河西桥、佟古桥、西大林断面综合水质达到Ⅰ类，24%断面综合水质达到Ⅳ类及以上水质，除南小河入蒲河前断面外的其他断面均达到Ⅴ类水标准（表1）。

4污染源解析
（1）畜禽粪便未经安全处理便直接排放；使用化肥、农药的种类和数量大造成部分化肥、农药流失。

（2）通过对2013年沈阳市污染源普查数据进行分析可知：
排入浑河沈阳段的污染源点源约占80%，面源约占20%；工业企业污染物COD、NH3-N处理率分别为76.5%、95.01%，钢铁冶炼、水泥、制浆及造纸、火电、养殖等企业使用的新鲜水和产生的废水较多，在未处理排放的工业废水中白酒制造业约占50%；城镇生活污水处理率为86.5%。

未经处理直接排放到浑河沈阳段的污染源分为农业、水产养殖、禽畜养殖、城镇生活、工业废水，对河流COD污染的贡献率分别为0.493、0.006、0.486、0.013、0.002；NH3-N污染的贡献率分别为0.434、0.006、0.400、0.158、0.002；TP污染的贡献率分别为0.495、0.002、0.477、0.026、0，造成河流污染的主要污染源为钢铁冶炼、水泥、制浆及造纸、火电、白酒制造、农业和畜禽养殖等企业。

养殖专业户产生的污染物是规模养殖场的3倍，牛产生的污染物占所有禽畜的63.1%。

5结论与建议
5.1结论
（1）浑河沈阳段评价指标中TP、BOD5、NH3-NⅤ类和劣Ⅴ类所占比例和超过50%，较严重污染河流是南小河，水质较好断面为新开河源头、仲官桥、达连桥、蒲河西桥、佟古桥、西大林桥，其他断面为轻度污染。

农业污染和禽畜养殖是造成浑河沈阳段污染的主要原因，另一方面，环保意识淡薄以及部门执法力度不够，经济结构发展不合理；污水处理设施、固体废弃物处理机制不够完善，河道多年大量沉积淤泥；沿岸缺少水生植物的缓冲带，空气污染严重都是造成浑河沈阳段污染的原因。

（2）本文应用模糊综合评判法对浑河沈阳段水质进行了综合评价，理论严密，但也存在不足之处，不能直观比较不同评价样本的综合水质污染程度大小，不能评价水体黑臭。

本文水质评价方法具有一定的推广性，可以应用此方法对其他不黑臭、综合水质类别为Ⅰ-Ⅴ类河流进行水质评价。

5.2建议
（1）进行广泛的环境保护宣传教育，增强执法力度，优化经济结构，修复河岸植被，增强植物多样性保护。

强化污水处理及中水回用措施，保证沈阳市的95%以上污水处理达标后排放或回用，将再生水用于工业、农业、景观、市政、洗车等，加大对重工业新鲜水使用收费标准，低价格提供再生水；对排污系统不完善的区域进行整修；加强固体废物综合处理，对生活垃圾进行分类处理。

（2）把南小河作为重点整治对象，主要加强对NH3-N、TP、BOD5污染物质的治理；加强对企业的COD处理和白酒制造业废水处理。

建立健全化肥农药法律和法规，大力发展生态农业，在加强禽畜粪便回收利用率的基础上，对养殖专业户加强管理和牛粪回收利用的科学研究。

（3）按现状实际监测结果表明浑河沈阳段的COD还有剩余环境容量，而NH3-N已无剩余环境容量，为满足水质控制目标，需在公平公正的原则下对NH3-N进行削减。

建议对浑河沈阳段NH3-N的衰减能力进行研究和测算，按照研究成果确定实际的NH3-N衰减系数，分析河流实际的NH3-N环境容量，结合污水排放口的布置情况、污水排放现状确定每年的衰减目标。

另外，需对其TP环境容量进行分析，与相邻县市进行联合治理，加强与世界各国在环保方面的经验交流。

参考文献
[1]张涤非，候乐.浑河沈阳段沿岸植物多样性调查分析.安徽农学通报.2011，17（11）：59-64.
[2] 谢季坚，刘承平.模糊数学方法与应用（第2版）[M].武汉：华中科技大学出版社，2005.
[3] 尹海龙，徐祖信.河流综合水质评价方法比较研究.长江流域资源与环境.2008，17（5）：729-733.
[4] 陈晓宏，江涛，陈俊合.水环境评价与规划[M].北京：中国水利水电出版社，2007：68-69.
[5] 蒋火华，梁德华，吴贞丽.河流水环境质量综合评价方法比较[J].干旱环境监测，2000，14（3）：139-142.
[6] 谭庆梅. 钦江流域水污染状况与水环境保护[J].广西水利水电，2009，1：49-51，84.
[7] 张旭臣.水质分级评价的模糊数学方法研究.[J]水文，1988，18（16）：24-27.
[8] 陈耀辉，孙春燕.对最大隶属原则有效度的进一步研究[J].重庆师范学院学报：自然科学版，2002，19（1）：47-49.
[9] 陈守煜，胡吉敏.可变模糊评价法及在水资源承载能力评价中的应用[J].水利学报，2006，37（3）：64-272.
[10] 张龙军，夏斌，桂祖胜，等. 2005年夏季环渤海16条主要入海河流的污染状况[J]. 环境科学，2007，28（11）：409-415.。