近20年湘江水質(zhì)變化分析

近20年湘江水質(zhì)變化分析

湘江是湖南省最大的河流。湘江流域（湖南?。┱既】偯娣e的40%，人口約占全省人口的60%。本流域交通發(fā)達(dá),人口密集,是湖南省工業(yè)化水平最高、城市化發(fā)展最快的區(qū)域。省會(huì)長(zhǎng)沙及株洲、湘潭、衡陽(yáng)、岳陽(yáng)等省轄市均坐落在湘江沿岸。本區(qū)年降水量1200～1600mm,河流徑流量豐富。湘江原生水質(zhì)良好,水體溶解氧充足,復(fù)氧能力強(qiáng),水環(huán)境容量較大。近幾十年來(lái)工農(nóng)業(yè)飛速發(fā)展,人們生活水平的提高,對(duì)水環(huán)境產(chǎn)生了深刻的影響。研究湘江水質(zhì)近20年的變化規(guī)律對(duì)今后湖南經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境的改善有著重要的意義。1污染物污染評(píng)價(jià)利用湖南省環(huán)保局1981～2000年水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書和環(huán)境統(tǒng)計(jì)資料,選取湘江超標(biāo)嚴(yán)重和危害較大的10種主要的污染物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù):總大腸菌群、高錳酸鹽指數(shù)、揮發(fā)酚、石油類、總磷、氨氮、總汞、總鎘、總鉛和總砷,評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用GB3838-2002地面水環(huán)境質(zhì)量III類標(biāo)準(zhǔn),采用均值綜合指數(shù)P=1n∑Pi?Pi=CiSi計(jì)算出1981～2000年各年度每種污染物的污染指數(shù)及綜合污染指數(shù),分析每種污染物及湘江總體水質(zhì)近20年來(lái)變化趨勢(shì),比較湘江干流不同河段水質(zhì),并對(duì)湘江未來(lái)水質(zhì)變化趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。2結(jié)果與分析2.120年主要污染物變化分析2.1.1生活廢水污染嚴(yán)重,職業(yè)污染問(wèn)題突出這四類污染物主要來(lái)自生活污染和農(nóng)業(yè)污染。其中上升趨勢(shì)明顯、上升幅度大且污染指數(shù)高的是總大腸菌群和總磷?？偞竽c菌群在前10年污染不嚴(yán)重,污染指數(shù)基本低于0.5,后10年污染嚴(yán)重,1991年出現(xiàn)最高值1.822,后有波動(dòng),但在“九五”期間一直呈上升趨勢(shì),污染指數(shù)由0.790上升到1.736?？偭自?997年污染加重。氨氮上升趨勢(shì)不明顯,污染指數(shù)也不高,基本低于0.5,只有1987年和1997年分別達(dá)到了0.640和0.630(圖1)。近年來(lái)總大腸菌群和總磷指數(shù)的急劇上升說(shuō)明湘江流域在此期間隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展,消費(fèi)水平的提高,城市人口增加,城市生活廢水污染日趨嚴(yán)重,同時(shí)農(nóng)業(yè)污染也在加劇。湘江流域的城鎮(zhèn)人口由1981年的417萬(wàn)人增加到2000年的1034萬(wàn)人,年均增長(zhǎng)31萬(wàn)人,生活污水排放量由1981年的3.34億t增進(jìn)到2000年的5.72億t,年均增長(zhǎng)0.12億t。城鎮(zhèn)生活污水的處理一直未受到足夠的重視,到2000年,生活污水的處理率還只有22%,并且脫磷脫氮的效率很低。2000年還有4.46億t的生活廢水未經(jīng)處理就直接排入了就近的河道而進(jìn)入湘江。城市每天產(chǎn)生大量生活垃圾,年產(chǎn)垃圾量也是逐年增加,并且垃圾的無(wú)害化、資源化率還很低。許多城市對(duì)生活垃圾的處理基本上是原始的“搬家政策”,垃圾圍城現(xiàn)象普遍,這些生活垃圾不斷污染水體。湖南是個(gè)農(nóng)業(yè)大省,尤其是湘江流域,自然社會(huì)條件均較好,農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)。農(nóng)藥化肥的使用量大,特別是實(shí)行生產(chǎn)承包責(zé)任制以來(lái)。據(jù)統(tǒng)計(jì),農(nóng)藥化肥使用量每年大約遞增6%,有機(jī)肥的使用量大量減少,而化肥的利用率只有30%。另外,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,家禽養(yǎng)殖等面源污染不斷上升,致使水域高錳酸鹽指數(shù)、總磷等污染十分突出。2.1.2異常值的出現(xiàn)這兩類污染物是有毒有機(jī)污染物,來(lái)自工業(yè)污染。揮發(fā)酚變化比較平穩(wěn),且污染指數(shù)不高,基本上接近0.5,只在1984年出現(xiàn)了異常值1.203。石油類在前10年污染不嚴(yán)重,污染指數(shù)均低于0.5,但在后10年大幅度上升,污染指數(shù)均在1.0以上,1995年為最低值都有1.111,1998年和1999年達(dá)到最高值為2.115(見圖2)。2.1.3工業(yè)廢水污染嚴(yán)重,排放達(dá)標(biāo)率較低,且污染突出這類污染物也來(lái)自工業(yè)污染。重金屬中汞、鉛和砷前10年污染不是很嚴(yán)重,污染指數(shù)基本低于0.2,但后10年污染加劇,上升幅度較大的是汞,砷在“九五”期間的上升幅度也較大。鎘的波動(dòng)較大,污染指數(shù)從1981年起一直上升,到1987年達(dá)到最高值1.335,后又下降,“九五”期間一直上升(見圖3)。由此可見,近20年來(lái)湘江水體工業(yè)污染也在加劇,尤其是后10年,并且重金屬污染突出。湖南是有色金屬之鄉(xiāng),而且集中在湘江流域,采冶工業(yè)發(fā)達(dá),故重金屬污染突出。湘江水系是湖南省四大水系中受工業(yè)廢水影響最大的河流,全省污染重的行業(yè)較代表性的企業(yè)如株冶、株化、水口山礦務(wù)局、湘鋼、岳紙、311廠都坐落在湘江沿岸。據(jù)統(tǒng)計(jì),“九五”期間湘江水系接納工業(yè)廢水中的有害物質(zhì)汞、鎘、鉛、砷、石油類分別為12.27、96.19、881.57、630.48、9509.83t,分別占全省排放總量的97.85%、79.61%、90.05%、91.05%、73.64%。在“九五”期間湘江是四大水系中唯一水質(zhì)惡化的水系,其它水系水質(zhì)均有所改善。從20世紀(jì)90年代初開始,統(tǒng)計(jì)的工業(yè)廢水排放總量緩慢下降,排放達(dá)標(biāo)率也逐年上升,但污染仍在加劇。究其原因,一是近20年來(lái)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)展快,但沒有得到規(guī)范管理。大多數(shù)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)技術(shù)含量低、能耗大、污染物排放量大,而污水處理率低,僅為15%,且處理效果也非常差,常造成一些支流污染嚴(yán)重。而普遍存在的鄉(xiāng)鎮(zhèn)個(gè)體非法采礦和土法煉礦,造成的危害更大。2002年7月中下旬,衡陽(yáng)市常寧、衡陽(yáng)縣相繼發(fā)生因砷污染地下水導(dǎo)致群體性飲水中毒事故就是實(shí)例。二是重金屬污染的滯后效應(yīng),湘江因流經(jīng)石灰?guī)r和紫色土地區(qū),水體為微堿性至中性,排入湘江的重金屬大都在底泥中沉淀富集。但因條件的改變或雨季洪水對(duì)底泥的沖刷,沉淀于底泥中的重金屬又可重新釋放進(jìn)入水體,影響湘江水質(zhì)質(zhì)量。2.2污染指數(shù)加標(biāo)根據(jù)歷年主要污染物均值綜合污染指數(shù),做出曲線圖4。由上面的分析可知,好幾種污染物20年來(lái)污染呈加劇趨勢(shì),使得湘江總體水質(zhì)逐漸惡化。均值綜合污染指數(shù)由1981年的0.262上升到2000年的0.735。前10年污染較輕,1987年污染指數(shù)為最高值0.424,而后10年污染較重,1995年為最低值都有0.430,其中以1995年到2000年上升幅度大,污染指數(shù)從1995的0.430增加到2000年的0.735。這是由于進(jìn)入90年代后,湘江流域作為湖南省經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá),人口最稠密的地區(qū),隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展,在環(huán)境中已積聚了一定污染物,環(huán)境容量下降的情況下,因污染物的排放有增無(wú)減,使得污染進(jìn)一步加劇。不過(guò)近年來(lái)由于政府采取了一些積極的治理措施,使得水質(zhì)惡化的趨勢(shì)基本得到遏制。2.3城市江段斷面的污染狀況從湘江干流選取有代表性的8個(gè)斷面(見表1)將近20年來(lái)10種污染物每年的污染指數(shù)加和平均,可知污染指數(shù)最高的三個(gè)斷面依次是霞灣、三叉磯和五星,但霞灣斷面以石油類和總汞的污染最突出,污染指數(shù)均是所有斷面中最高的,分別達(dá)1.970和1.249,說(shuō)明株洲河段的工業(yè)污染最嚴(yán)重,尤其是化學(xué)工業(yè);三叉磯斷面以總大腸菌群的污染最厲害,污染指數(shù)為2.845,是所有斷面中最高的,說(shuō)明長(zhǎng)沙河段以生活污水污染最嚴(yán)重;五星斷面揮發(fā)酚的污染指數(shù)為0.918,是所有斷面中最高的,其次汞和石油類的污染也很嚴(yán)重,污染指數(shù)分別為0.795和0.637,這說(shuō)明湘潭河段的工業(yè)污染也很厲害,但比株洲稍輕。衡陽(yáng)河段的兩個(gè)斷面污染指數(shù)較高,主要是重金屬污染,處于水口山礦務(wù)局下游的松柏下斷面重金屬污染指數(shù)和達(dá)1.856,高于株洲霞灣1.824,合江套為1.170。另外,合江套、霞灣、五星和三叉磯四個(gè)代表性城市江段斷面,其總大腸菌群、氨氮和總磷的污染指數(shù)均較其它斷面高,這說(shuō)明生活污染都比較突出?？傊谙娼闪髦兄曛?、湘潭、長(zhǎng)沙河段污染最厲害,其次是衡陽(yáng)河段,永州和岳陽(yáng)河段水質(zhì)較好。3湖南城市化發(fā)展情況湖南經(jīng)濟(jì)自改革開放以來(lái)獲得了較大的發(fā)展,但橫向比較,湖南就落后了,湖南的人均GDP和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度均低于全國(guó)平均水平,更不用與發(fā)達(dá)省份比較了,且產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次低。1999年湖南第一產(chǎn)業(yè)比重為23.4%,高于全國(guó)平均水平5.7個(gè)百分點(diǎn),而第二產(chǎn)業(yè)比重僅為39%,低于全國(guó)平均水平10.3個(gè)百分點(diǎn),其中工業(yè)低9.7個(gè)百分點(diǎn)。此外,湖南的城市化率低,1999年的城市化率為29.15%。在今后的發(fā)展中,湖南要繼續(xù)完成工業(yè)化過(guò)程,向發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)階段轉(zhuǎn)變。全省工業(yè)在GDP中的比重要達(dá)到50%左右,城市化率要提高,估計(jì)到2010年全省城鎮(zhèn)化水平將達(dá)到42%左右,尤其是湘江流域作為湖南的一級(jí)開發(fā)軸,還要高于這個(gè)水平。隨著工業(yè)化和成市化進(jìn)程的加快,產(chǎn)生的污染物將會(huì)更多,尤其是城鎮(zhèn)生活廢水和家禽畜養(yǎng)殖等廢水,所以湖南今后面臨的環(huán)境治理任務(wù)還相當(dāng)艱巨。工業(yè)廢水的排放近年已開始緩慢下降,并且多年來(lái)對(duì)工業(yè)廢水的治理比較重視,投入的資金也較多,廢水處理率,處理達(dá)標(biāo)率也在逐漸上升,并且隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,傳統(tǒng)的資源型、高能耗、高污染的行業(yè)將逐步被淘汰,所以工業(yè)污染將逐步得到控制,并趨于好轉(zhuǎn)。按現(xiàn)有的人口增長(zhǎng)率4.60‰,到2010年按42%的城市化率,湘江流域的城鎮(zhèn)人口將比2000年增加689萬(wàn),并且隨著生活水平的提高,人均用水量還會(huì)增加,因此未來(lái)城市生活廢水的排放將較快增長(zhǎng)。并且目前生活廢水的處理率還很低,在短期內(nèi)很難有突破性的進(jìn)展,因此生活廢水的污染將會(huì)加劇。農(nóng)村面源污染量大面廣,治理難度大。隨著農(nóng)村勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移,農(nóng)藥化肥的使用量將有增無(wú)減,此外家禽畜的規(guī)?；B(yǎng)殖,將會(huì)帶來(lái)大量的有機(jī)廢水,因此,農(nóng)業(yè)污染將繼續(xù)加劇。4影響工農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的因素水污染造成水環(huán)境質(zhì)量日益惡化,直接危害人體健康和水生生態(tài)系統(tǒng),并造成工農(nóng)業(yè)減產(chǎn),影響工農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。因而,采取有效措施,防治水體污染,是區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的根本保證。4.1加強(qiáng)環(huán)保意識(shí)目前,社會(huì)對(duì)空氣質(zhì)量狀況的通報(bào)較多,而對(duì)水環(huán)境質(zhì)量狀況,人們知之甚少。其實(shí),水體污染范圍更廣,危害更嚴(yán)重,而且一旦造成污染,在短時(shí)間內(nèi)難以恢復(fù)。政府應(yīng)通過(guò)各種新聞媒體把目前水環(huán)境質(zhì)量狀況、變化趨勢(shì)、潛在威脅和危害告知民眾,讓人們充分意識(shí)到水體污染防治與社會(huì)及個(gè)人的直接關(guān)系,從而樹立正確的環(huán)保觀念,自覺保護(hù)環(huán)境,如節(jié)約用水,垃圾分類,污染罰款,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,綠色產(chǎn)品的使用等。除提高民眾的環(huán)保意識(shí)之外,還應(yīng)提高民眾自覺維護(hù)自身環(huán)保權(quán)益的意識(shí),如環(huán)境舉報(bào)、環(huán)境監(jiān)督、環(huán)境索賠等。4.2城市污水治理近20年來(lái),排入湘江的城市生活廢水日益增多,已成為影響湘江水質(zhì)的主要污染源。采取環(huán)境宣傳和合理調(diào)整水價(jià)的經(jīng)濟(jì)措施,保證城市居民節(jié)約用水,減少?gòu)U水排放量,同時(shí)應(yīng)加大城市污水的治理力度。目前,湘江流域的幾個(gè)主要城市建有污水處理廠,但生活廢水處理率僅22%。許多中小城市生活廢水未經(jīng)處理直排湘江,而有些已建成的污水處理廠,由于體制、經(jīng)費(fèi)等原因,也未充分發(fā)揮其作用。2000年湖南省工業(yè)污染治理資金為5.45億元,僅占當(dāng)年GDP的0.15%,而發(fā)達(dá)國(guó)家污染治理資金在GDP中的比重一般達(dá)到2%。因而,今后在繼續(xù)加大對(duì)工業(yè)污染源治理的同時(shí),要特別加大對(duì)城市生活廢水的治理力度。4.3難度大的問(wèn)題湘江流域?yàn)楹限r(nóng)業(yè)高產(chǎn)區(qū),化肥、農(nóng)藥施用量大,因而農(nóng)業(yè)面源對(duì)湘江污染大,治理難度大。在推進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的同時(shí),一方面要特別加強(qiáng)生態(tài)農(nóng)業(yè)的建設(shè),加強(qiáng)資源保護(hù)和物質(zhì)的循環(huán)利用,提高有機(jī)肥施用量和推廣農(nóng)業(yè)防治和生物防治為主的病蟲害綜合防治措施,減少化肥、農(nóng)藥使用量;另一方面提高施肥技術(shù),提高化肥的利用率。4.4共同從水處理工藝流域角度鑒于湘江水質(zhì)污染狀況和湘江流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況,有