摘要:2005 年底,对海河流域海河口、独流减、子牙新河和北排河4 个入海河口6 处水域实地考察并取水沙样,进行重金属、砷、总氮和总磷含量分析。采用了《地表水环境质量标准》和水体综合污染指数法等对水域单个污染物污染、水体综合污染、水体富营养化现状及变化进行分析,采用《海洋沉积物质量》等对底泥污染进行分析,并与2001年实测数据进行比较。水质分析结果表明,海河流域4 个河口的水污染严重,主要重金属污染物为汞(hg) 。子牙新河和北排河河口的氮磷污染严重,水体呈严重的富营养状态。与2001 年水质相比,4 个河口的重金属浓度几乎全部大幅度下降,海河口和独流减河口水质情况有很大改观,但子牙新河河口水污染加重,北排河河口水质状况则与2001 年相近。从底质分析来看,4 个河口的底质重金属污染尚不严重,但底泥均存在严重的氮磷污染。与2001年相比,底泥中污染物含量大多变化不大,略有下降。这些数据反映出近年来海河流域在水污染治理、工业废水排放控制等方面的成效,但远离城市局部水域的水污染和富营养化加剧的趋势值得关注。

关键词:河口;污染物;重金属;富营养化;水质;底泥污染

中图分类号:x522 文献标识码:a

1 研究背景

海河流域地处京畿要地,流域内有25 座大中城市,是我国政治文化中心和经济发达地区,在我国政治经济中占重要地位。海河水系是渤海湾的主要入海水系之一,过去,海河的各主要河流于天津汇合后经海河干流入海。1964 年,开展了河口整治,开挖扩建子牙新河、独流减河、永定新河、潮白新河、漳卫新河、捷地减河、减河,形成了分流入海的格局。海河流域水生态环境的好坏直接影响流域1 亿多人民的正常生活和生产,也关系到北京、天津、河北等省市区经济社会的持续健康快速地发展[1 ] 。但近年来,海河流域面临着“有河皆干、有水皆污”境况。根据海河流域水环境监测中心发布的2005 年第6 期“海河流域省界水体水环境质量状况通报”,2005 年劣Ⅴ类水质断面占评价断面的60.6 %[2 ] 。

为了研究海河水系河口水域的水沙污染现状,分析水沙污染的变化,结合国家自然科学基金项目研究,2005 年12 月9～10 日,项目组对海河流域海河、独流减、青静黄、子牙新河、北排河、岐口渔码头6 处水域进行实地考察,采集水沙样品(如图1 所示) 。这是继2001 年6 月本项目组进行海河流域河口考察和采样4 年后[3～5 ] ,再次采样。

水样和泥样由清华大学分析中心进行分析,对采集水样分析cu、zn、as、hg、pb、tn 和tp 的浓度,对泥样除上述指标外,还分析了其有机质含量。采用的分析仪器为icp 光谱仪、afs 原子荧光光谱仪,测试分析方法按国家j y/ t 015-1996、gb/ t 5009-1996、gb 7852-1987、gb 7173-1987 等有关标准执行[6 ] 。

2 水沙污染实测数据与分析

表1 和表2 分别为水样和沙样的分析结果,作为比较,表中也列出了2001 年的污染物含量值。分析中,采用《地表水环境质量标准》( gb3838-2002) 评价水质,采用《海洋沉积物质量》( gbl8668-2002) 和“第二次全国海洋污染基线调查技术规程”指定沉积物标准的部分指标分析评价其底泥污染程度[7 ] 。“技术规程”指定沉积物标准提到的有机质、总氮和总磷标准分别为和3.0 %、0.055 %和0.060 %。水沙样各项污染物含量分析如下。

2.1 铜

水样铜浓度:在6 个取样点所采水样cu 浓度低,在0.002～0.044mg/ l 范围,青静黄、子牙新河和岐口渔码头处水样符合地表水Ⅱ类水质标准,其它3 个水样满足Ⅰ类水质标准。2006 年实测值均比2001 年实测值有很大幅度的下降,下降幅度达一个数量级。

泥样铜含量:6 个取样点泥样cu 含量相差不大,在30～56mg/ kg 范围内,其中海河口、独流减泥样含量略高,符合海洋沉积物质量第二类,其它4 个泥样满足第一类要求。与2001 年实测值相比,没有明显变化。

2.2 锌

水样锌浓度:在6 个取样点所采水样中,子牙新河水样的zn 浓度略偏高,达0.085mg/ l ,符合地表水Ⅱ类水质标准。此值与2001 年实测zn 浓度相近。本次采样的其它5 个水样zn 浓度在(0.01～0.03) mg/ l 范围,满足Ⅰ类水质标准。此5 处2006年实测zn 浓度均比2001 年实测值有很大幅度的下降,岐口渔码头下降幅度达一个数量级。

泥样锌含量:除了海河口外,其它5 个取样点泥样zn 含量相差不大,在69～99mg/ kg 范围内,低于海洋沉积物质量第一类指标。青静黄底泥zn 含量较2001 年下降了一半,其它与2001 年实测值相近。海河口泥样的zn 含量很高,达420mg/ kg ,达到海洋沉积物质量第三类,其值约达到2001 年的2 倍。

2.3 铅

水样铅浓度:在6 个取样点所采水样pb 浓度低,在0.0005～0.0009mg/ l 范围,5 处水样pb 浓度相差不大,均符合地表水Ⅰ类水质标准。2006 年实测值均比2001 年实测值有很大幅度的下降,独流减河口和岐口渔码头2006 年pb 浓度仅是2001 年实测值的7.2 %和3.6 %。

泥样铅含量:6 个取样点泥样pb 含量相差不大,在22～33mg/kg 范围内,远低于海洋沉积物质量第一类指标。与2001 年实测值相比,各点的pb 含量均有所下降,2006 年6 处泥样pb 含量平均值26mg/kg ,比2001 年5 处泥样平均值36mg/ kg 降低了近1/ 3。

2.4 砷

水样砷浓度:在6 个取样点所采水样as 浓度低,在0.0013～0.0061mgpl 范围,远低于地表水Ⅰ类水质标准。青静黄、子牙新河、北排河和岐口渔码头的as 浓度相近,其平均值约是海河口和独流减河as 浓度的3 倍。2006 年实测值与2001 年实测值相比,海河口和独流减河口水中as 浓度相近,青静黄和岐口渔码头处as 浓度明显升高。

泥样砷含量:6 个取样点泥样as 含量在11～61mgpkg 范围内,独流减、子牙新河和岐口渔码头的泥样as 含量满足海洋沉积物质量第一类指标,其他泥样as 含量符合第二类指标。与2001 年实测值相比,海河口底泥的as 含量从18mgpkg 增至61mg/ kg ,青静黄、子牙新河和岐口渔码头的as 含量略升。

2.5 汞

水样汞浓度:在6 个取样点所采水样hg 浓度相近,在0.00012～0.00024mg/ l 范围,满足地表水Ⅳ类水质标准。与2001 年实测值相比,有对比数据的4 个水样的hg 浓度均大幅度下降,独流减河口处水样的hg 浓度下降1 个数量级。

泥样汞含量:海河口底泥hg 含量略高,为0.11mg/ kg ,另外5 点的泥样hg 含量相近,在0.037～0.062mg/ kg 范围内。hg 含量值均低于海洋沉积物质量第一类标准。与2001 年实测值相比,底泥的hg含量均下降,海河口和岐口渔码头处的hg 含量约为2001 年的1/ 3。

2.6 总磷

水样总磷浓度:海河口和独流减河口水样的tp 浓度分别为0.065mg/ l 和0.055mg/ l ,分别是2001 年实测值的1/ 2 和1/ 5 ,满足地表水Ⅱ类水质标准;其他4 个水样tp 浓度均超过地表水Ⅴ类水质标准,特别是青静黄、子牙新河水样,tp 浓度异乎寻常地高达1.85mgpl 和2.98mgpl ,分别是Ⅴ类水质标准值的4.6 和7.5 倍。从感官看,青静黄和子牙新河水色墨黑,岐口渔码头水色呈酱油色,此三处均有刺鼻臭味,其中青静黄取样点附近有生活污水排入。

泥样总磷含量:6 处底泥的tp 含量相差不多,在(0.056～0.088) %间,北排河和岐口渔码头底泥tp含量不高于“第二次全国海洋污染基线调查技术规程”指定沉积物tp 标准,其他4 处的tp 含量均略高于此标准,子牙新河最高,为0.088 %。总体来看,此次底泥中的tp 含量与2001 年测试值相差不大,仅海河口略有降低,子牙新河略有升高。

2.7 总氮

水样总氮浓度:海河口和独流减河口水样的tn 浓度均小于0.02mg/l ,符合地表水Ⅰ类水质标准(湖、库) ;北排河和岐口渔码头水样的tn 浓度均为0.026mg/l ,符合地表水Ⅱ类水质标准(湖、库) 。tn 浓度较2001 年实测值(1.9～2.5) mg/ l 大幅度下降。青静黄、子牙新河水样的tn 浓度异乎寻常地高,达70mg/ l 和19mg/ l ,和一般城市污水处理厂进水tn 浓度的高值和低值相近[8] 。这2 处的异常高的氮浓度