2015年九龙江水质自动监测预警分析

张 鑫



2015年九龙江水质自动监测预警分析

张 鑫

福建省环境监测中心站

水质自动监测能够实时监控水质情况，自动监测预警是防止污染事故发生的重要手段。该文根据2015年九龙江流域8座水质自动监测站点的预警情况，分析了氨氮、总磷与溶解氧等预警主要指标的时间和空间分布以及浓度变化趋势。根据当地工农业生产与生活情况，探讨了污染的主要来源，进而为环境管理与环境执法提供依据。

九龙江 预警 水质监测

九龙江是福建省第二大河，地处经济较为发达的东南沿海，流经农业集约化水平较高的漳州平原。辖区内国内生产总值约占全省的25%，是龙岩、漳州、厦门的主要饮用水源，也是重要的工农业生产水源。九龙江水资源和生态环境保护是该流域可持续发展的重要保障[1]。

自20世纪90年代起，随着工业的发展、农业结构的调整以及畜禽养殖业的发展，大量废水排入九龙江水体，造成氮、磷污染。加上生活污水、垃圾污染、水土流失等因素，九龙江的水质不断恶化。近年来，随着各级政府的高度重视，当地大力整治工业排放、畜禽养殖业，水质已经有所改善，但是总体仍然较差。2009年以来，九龙江北溪中下游梯级电站库区多次发生拟多甲藻水华[2]，对当地的生产和生活产生了一定的影响。为实时掌握九龙江水质信息，对重大污染事故进行预警预报，福建省自2002年起逐步在九龙江沿岸建设地表水自动监测站。水站的建设对防止污染事故发生产生了积极的作用，2012年后，九龙江未再发生大的污染事故。

1 水站简况

目前九龙江流域有8座水站投入运行，有6座水站正在建设，已建水站地理位置如图1所示。其中龙岩雁石桥、漳平顶坊、华安西陂、北溪浦南、长泰洛滨和厦门江东位于北溪支流；洪濑汤坑桥、南靖靖城桥位于西溪支流。北溪长泰洛滨位于龙溪河汇入北溪河口之上，其余各站点位于北溪支流主干上，具有上下游的关系。各站点监测项目8～12项，包括温度、pH、溶解氧、电导率、浊度、高锰酸盐指数（CODMn）、氨氮、总磷、总氮以及特征污染物叶绿素、藻青蛋白、氰化物、六价铬等常规监测项目。特征污染物根据流域工业企业、面源污染情况以及河流富营养化的程度设置。监测频次为1次/3h。

图1 九龙江流域已建水站地理位置

2 预警系统简况

福建省地表水环境自动监测监控系统集成了预设的预警指标与预警值，能够自动实现预警预报功能。预警指标的选取与数值的设定需要综合分析九龙江流域的水环境状况，收集流域水质历史数据，包括各水质指标波动范围、变化规律以及超标情况，结合水站上游污染物排放性质和特点以及水动力情况等。预警值分三级设定：预警指标按多年平均值的1.2倍设定为第一级，水质实时数据连续三次超过该值，平台自动发出预警；按多年平均值的1.5倍设定为第二级，连续两次超过该值，平台自动发出预警；按多年平均值的2倍设定为第三级，水质实时数据超过该值，平台自动发出预警。发出预警时自动通过短信通知水站运维公司与当地环境保护主管部门接警人员，运维商排出仪器故障后，当地能够及时排查污染，查找原因，快速进行处理处置。

3 2015年预警情况

2015年，九龙江流域8座水站预警338次，比2014年（为392次）减少了13.8%；但次数仍为最多，占全省36座水站预警总数的61%。其中，漳平顶坊预警80次，南靖靖城桥预警80次，长泰洛滨预警54次，洪赖汤坑桥预警49次，华安西陂预警39次，龙岩雁石桥预警27次，厦门江东预警6次，北溪浦南预警3次。预警指标主要为总磷（155次）、氨氮（98次）、溶解氧（81次）、高锰酸盐指数（4次）。详细预警情况见表1。

表1 2015年九龙江水质自动站预警情况

3.1 预警的时空分布

从时空分布来看，2015年西溪洪濑汤坑桥、南靖靖城桥全年每月均产生数次总磷预警，北溪的长泰洛滨多数月份均产生总磷预警，北溪的龙岩雁石桥、漳平顶坊的总磷预警主要在1月～5月以及11月～12月产生。

漳平顶坊多数月份均产生氨氮预警；龙岩雁石桥、华安西陂、洪濑汤坑桥与南靖靖城桥氨氮预警主要在1月～5月以及11月～12月产生。

溶解氧预警主要由漳平顶坊、华安西陂、长泰洛滨与南靖靖城桥产生。漳平顶坊与南靖靖城桥全年多数月份产生了溶解氧预警；长泰洛滨与南靖靖城桥溶解氧预警主要在3月～7月以及11月～12月产生。

3.2 预警指标分析

3.2.1 总磷与氨氮

九龙江北溪氨氮与总磷浓度表现出相似的规律（2011年～2015年周均值趋势见图2、图3），即：在每年2月浓度达到最高，其后逐渐下降，在5月浓度达到最低，随后不断升高至来年2月达到新的高点。2013年以前自上游至下游浓度逐渐降低，2013年以后上游龙岩雁石桥得益于畜禽养殖业整治，氨氮与总磷浓度大幅下降，而漳平顶坊氨氮与总磷浓度反而升高，这与当地环保部门和省监察总队排查发现部分畜禽养殖业由龙岩雁石桥上游转移至龙岩雁石桥与漳平顶坊之间的情况一致。

图2 九龙江北溪总磷浓度变化趋势

（实线与虚线分别为地表水Ⅲ类与Ⅴ类标准总磷上限值）

图3 九龙江北溪氨氮浓度变化趋势

（实线与虚线分别为地表水Ⅲ类与Ⅴ类标准氨氮上限值）

长泰洛滨位于北溪支流龙津河河口之上，总磷2011年起上升明显，到下半年超过Ⅲ类标准，2012年后多数情况下保持在Ⅲ类标准值以上，频繁超标；其中2015年波动较大，总磷浓度上半年较高，其中5月达到最高值，在下半年下降（图4），水质情况主要受长泰生活废水和养殖废水影响。

图4 长泰洛滨总磷浓度变化趋势图

（实线与虚线分别为地表水Ⅲ类与Ⅴ类标准总磷上限值）

九龙江西溪2个水站（南靖靖城桥、洪濑汤坑桥）总磷预警更为突出（浓度趋势见图5）。上游洪濑汤坑桥与下游南靖靖城桥的总磷浓度呈现明显的上下游关系，具体表现在下游浓度跟随上游滞后波动，浓度有所降低，从时间变化来看，两断面在每年3月～5月达到浓度最高值，随后不断降低，在每年6月～9月达到浓度最低值，接着又不断升高至来年3月～5月，达到浓度最高值。洪濑汤坑桥总磷超标主要与平和境内农业面源污染和上游工业园排放有关，南靖靖城桥与南靖界内工业废水和生活废水排放有关。

图5 九龙江西溪总磷浓度变化趋势

（实线与虚线分别为地表水Ⅲ类与Ⅴ类标准总磷上限值）

3.2.2 溶解氧

漳平顶坊与南靖靖城桥2015年产生较多溶解氧预警。溶解氧的浓度受到上游来水溶解氧浓度、污染物浓度、大气复氧条件以及水动力学因素影响。九龙江梯级电站（130座以上）使河流“湖库化”，水流流速减慢，大气复氧能力减弱，延长了有机物以及还原性无机物氧化反应消耗氧气的时间，导致溶解氧降低。从两者五年间的溶解氧浓度变化情况来看（图6），南靖靖城桥变化较为平稳，而漳平顶坊溶解氧有小幅下降的趋势，建议当地环保部门予以关注。

图6 漳平顶坊与南靖靖城桥溶解氧浓度变化趋势

（实线为地表水Ⅲ类标准溶解氧下限值）

4 结论

（1）九龙江水质较往年有所改善，但水质在全省中仍最差，亟待进一步改善。

（2）九龙江流域治理要点为控制总磷、氨氮污染物浓度。北溪上游重点控制畜禽养殖业，西溪要控制好工业区废水治理和控制，以及农业农药化肥施用量。同时各地还要做好生活源的治理和控制。

[1] 洪华生,黄金良,曹文志. 九龙江流域农业非点源污染机理与控制研究[M].北京:科学出版社, 2008.

[2] Li Y, Cao W Z, Su C X, et al. Nutrient sources and composition of recent algal blooms and eutrophication in the northern Jiulong river, southeast China[J]. Marine Pollution Bulletin, 2011, 63(5):249-254.