中国环境科学
CHINA ENVIRONMENTAL SCIENCE
1998年 第18卷 第2期 No.2 Vol.18 1998
科技期刊

吉林省主要河流指定标准功能可达性分析
田　卫　俞穆清　王国平　(中国科学院长春地理研究所，长春 130021)
郭传新　（吉林省环境监测中心站，长春 130011）
文　摘　根据吉林省地方标准规定的河流水域功能类别和1995年水质监测结果，采用水质单项标准指数法，对吉林省主要河流34个国控和省控监测断面的单项指标、全指标、有机污染型指标和重金属污染型指标进行了功能评价。结果表明， 仅有6个监测断面满足指定的标准功能要求，符合率仅为17. 6 ％，主要超标污染物是CODMn和挥发酚。以COD为控制指标，根据逆推法的河流水环境容量模式，计算了污水达标排放情况下的污水允许排放量，从而对河流控制断面指定的标准功能进行了可达性分析。结果表明，污水达标排放时，河流流量较大、污径比较小的河流可达到指定标准功能要求；而枯水期流量较小、污径比较大的河流很难达到，应实施重点污染物的排放总量控制制度。
关键词　河流功能评价　污水允许排放量　标准可达性
The appointed standard functional achievability analysis of the main rivers in Jilin Province.Tian Wei，Yu Muqing,Wang Guoping(Changchun Institute of Geography, Chinese Academy of Sciences,Changchun 130021);Guo Chuanxin(Environmental Monitoring Center of Jilin Province, Changchun 130011).China Environmental Science.1998,18(2):180～183
Abstract―On the basis of the river water functional sorts appointed by the local standards of Jilin Province and the water monitoring results in 1995,we adopted the method of water single standard index to carry out the functional assessment on the single index, the total index, the organic-polluted index, and the heavy metal-polluted index of 34 monitoring sections(controlled by the country and the province)in the main rivers in Jilin Province. The results indicate that only 6 monitoring sections meet the appointed standard functional requirement with coincidence only 17.6%;and the major standard exceeded pollutants are CODMn and volatile phnoel.Using COD as control index, according to the river water environmental capacity model of converse inference method,this paper calculated the permited discharge capacity of the standard reached wastewater;and analysised the appointed standard functional achievability of the river controlled sections. The results indicate that: when the wastewater is discharged at small rate and meets the standards,and the rivers have large flow,it could reach the appoint standard function; but the rivers with small flow are difficult to reach during low water periods and thus the total quantity control system of the major pollutants discharged should be put into effect.
Key words:river functional assessment　permited discharge capacity of the wastewater　standard achievability
　　目前，我国的水污染从总体上正继续呈恶化趋势，由点源小范围污染发展成为较大区域范围的污染，由个别河段和岸边带污染发展到流域污染。全国7大江河水系中，近一半的河段污染相当严重，流经城市的河段大部分超标〔1〕。《国务院关于环境保护若干问题的规定》中要求，到2000年，直辖市及省会城市的地面水环境质量，按功能分区达到国家规定的标准。根据吉林省“碧水”工程规划目标，到2010年，全省江河要达到功能区划水质标准。
　　作者采用目前通用的单项标准指数法对吉林省境内主要河流中34个国控和省控断面的水质进行了较全面科学的功能评价，并根据流域特征及达标排放下的污水允许排放量，对河流的指定标准功能进行了定量的可达性分析。提出应根据水环境容量，对枯水期不能达标的河流进行季节性功能区划分；对集中式生活饮用水水源地，应充分考虑农业面源和水土流失的影响；对污染物达标排放仍不能达到指定标准功能的河流，应实施重点污染物排放的总量控制制度。这对于河流水域功能合理确定和区划研究有一定的指导作用，并为将来逐步实施水环境容量总量控制提供了重要参考依据。
1　河流及断面概况
　　吉林省境内有松花江、辽河、图们江、鸭绿江及绥芬河5个水系，其中松花江和辽河两个水系的流域面积占全省总面积的78%，图们江和鸭绿江占全省总面积的20%。吉林省环境监测部门在主要河流上共布设了34个国（省）控水质监测断面，河流流向及断面位置见图1。

图1　吉林省主要河流流向及监测断面位置示意
Fig.1　The major rivers flowing direct on and their 
monitoring sections position in Jilin Province
2　水质评价参数的选择
　　根据我国地面水环境污染特征和常规监测项目，水质评价参数共选择14项指标，其中溶解氧、高锰酸盐指数（CODMn）、生化耗氧量（BOD5）、 非离子氨、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮6项为有机污染型指标，As、Hg、Cd、Cr+6、Pb 5项为重金属污染型指标，其它指标为挥发酚、氰化物和石油类。
3　河流水质功能评价方法
　　利用河流监测断面i指标的监测浓度值Ci， 与指定功能标准Si相比，令比值Pi为功能超标指数，则由Pi 来评价其是否满足指定功能标准。 单指标：对i＝1（1－DO），P1≥1时，满足；否则不满足。对i≠1，Pi≤1 时，满足；否则不满足。有机污染型指标满足条件是：P1≥1，Pi≤1（i＝2，3，…… 6）。重金属型指标满足条件是：Pi≤1（i＝7，8，…… 11）。 全指标满足条件是：P1≥1，Pi≤1（i＝2，3，…… 14）。
　　各河流断面指定的标准功能类别，根据吉林省地方标准 DB22/60－92《吉林省主要江河水域功能分类》来确定。
4　河流水质指定标准功能评价结果
　　1995年水质监测结果及水质功能评价结果表明，34个国（省）控制断面中，仅有松花江干流泔水缸、鸭绿江干流云峰、集安和太平江口、浑江大阳岔、图们江崇善6个断面全指标和有机污染型指标符合指定的功能标准要求，符合率仅为17.6％，而不符合达83.4％。重金属型指标符合率为94.1％，超标断面是浑江干流水文站和弯弯川两个断面。松花江、东辽河、伊通河3条河流的对照断面已不能满足规定的标准功能标准要求；15 个控制断面中仅有松花江泔水缸和鸭绿江集安两个控制断面符合规定标准；13个削减断面中仅有鸭绿江太平1个断面符合规定标准。27个断面CODMn超标，13个断面挥发酚超标。浑江干流通化段水文站和弯弯川两个断面的重金属型指标Cr+6超标。
5　河流水质标准功能可达性分析
5.1　对照断面指定水质标准功能可达性分析
　　河流对照断面石油类和挥发酚不符合地面水Ⅱ类标准的主要原因是分析方法问题，即其规定分析检测方法的最低检出限，达不到基准要求。丰满和新立城水库以上流域除有工业废水和城镇生活污水污染源外,农田占流域面积的一半以上。经验表明，丰水期近一半的水环境问题由非点源造成〔2〕。上述3个断面丰、平水期CODMn 浓度明显高于枯水期，这说明CODMn超标主要是农田面源和水土流失造成，而我国目前还很难对面源进行具体有效的管理和治理，因此，流域以上分布有大面积农田的丰满、新立城、辽河源3个对照断面不能满足指定的标准功能要求。图们江、鸭绿江、浑江3条河流对照断面以上河段均属源头区，流经地域为山区，既没有污染源，也没有农田，符合指定水质标准功能要求。
5.2　控制断面规定的水质功能标准可达性分析
　　目前，吉林省工业废水处理率不到30％，由于大量工业废水和生活污水未得到有效治理，超标排放，致使河流水质受到较严重的污染，不能满足规定的水质功能标准要求。控制断面超标主要污染物是CODMn和挥发酚，浑江水文站断面六价铬超标。目前大部分企业对含酚废水未进行有效治理。超标排放，这是造成江河控制断面挥发酚超标的主要原因。由于吉林省含酚废水排放量较小，因此只要含酚废水达标排放，经河流稀释和自净后，控制断面挥发酚浓度将会符合地面水Ⅲ类和Ⅳ类标准。近10年中，浑江通化江段六价铬超标率为30％，只要对含铬废水点源进行治理，达标排放，就可确保浑江中Cr+6不超过0.05mg/L的Ⅳ类标准值。
　　以COD为控制指标，河流水质模型选用一维稳态衰减模式，当控制断面水质符合指定标准时，污水允许排放量计算公式如下：
q允＝8.64*Qh*（Cs*ekx/u－Ch）/（Cp－Cs*ekx/u）　(1)
式中：q允为污水允许排放量(104 m3/d)；Qh为河流流量(m3/s)，取各水期90％保证率下的设计流量；Cs为控制断面指定类别标准值(mg/L)；Ch为对照断面COD浓度(mg/L)；k为COD削减系数(1/d)；x为排污口至控制断面的河段距离(km)；u为河流流速(km/d)；Cp为污水中COD排放浓度(mg/L)。
　　主要河流的有关参数〔3〕及以COD为控制指标、污水达标排放量时污水允许排放量计算结果见表1。 由于丰水期河流流量及环境容量较大，故只考虑平水期和枯水期。没有考虑辉发河、东辽河、鸭绿江的自净容量。q实为区域1995年工业废水和生活污水实际排放量。
表1　污水达标排放时污水允许排放量计算结果
Table 1　The calculated results of the permited discharge
capacity of the reaching standards wastewater

河流控制　
断面名称　水期 Qh
(m3/s)u
(km/d)x
(km)Ch
(mg/L)CS
(mg/L)Cp
(mg/L) k
(1/d)q允
(104 m3/d)q实
(104 m3/d)q实/q允污径比
(%)
松花江干流枯水期112 43.215 12 20 1000.06102.41201.2 12.4
九站　　　平水期350 82.015 16 20 1000.15173.4 吉林市 0.7 4.0
伊通河　　 枯水期1.07 34.5 513 201000.2550.9 26.529.4 286.6
杨家崴子　 平水期2.05 47.5 5 1520 1000.3601.30 长春市 20.5149.6
浑江　　　 枯水期1.70 7.06 1020 1000.6405.5 15.0 2.7 102.1
七道江　　 平水期3.00 14.9 6 12 20 1001.07617.1 白山市 0.9 57.8
浑江　　　枯水期3.60 15.010 1320 1000.5246.7 18.0 2.7 57.9
水文站　　 平水期12.89 21.610 15 20 100 0.70619.6 通化市 0.916.2
图们江　　 枯水期6.27 25.8 37 15 20 3500.25　 2.39.8 4.3 18.1
图们　　　 平水期16.53 42.3 37 15 20 3500.48 　6.9 开山屯镇 1.46.9
图们江　　 枯水期7.52 15.832 20 20100 0.25　 12.8 2.5 0.2 3.8
河东　　　 平水期37.02 52.23220 20100 0.45 　27.6 图们市 0.1 0.8
嘎呀河　　 枯水期0.303.0 810 20 3500.25　 0.3 8.2 27.3 316.4
八叶桥　　 平水期8.10 15.1812 20 3500.50　3.0 石砚镇 2.7 11.7
辉发河　　 枯水期1.07-- 10 15 100 0 0.66.0 10.0 64.9
沙金　　　 平水期18.30 - - 10 15 100 0 9.3辉南县和桦甸市0.7 4.4
东辽河　　 枯水期0.20 - - 10 15 100 0 0.1 2.5 0.2 376.2
河清　　　 平水期6.86 -- 1015 100 0 3.5 辽源市 0.111.0
鸭绿江　　 枯水期8.53 - - 10 15 100 04.3 8.2 27.3 5.4
集安　　　 平水期92.50- -10 15 100 0 47.0集安市和临江镇 2.7 0.5

　　根据表1的计算结果，在污水达标排放时，只要严格控制吉林市的污水排放量，适当进行深度处理后再回用，可确保松花江九站控制断面符合指定标准；污径比较大的河流，如伊通河、嘎呀河、东辽河，其接纳的污水量大大超过允许排放量，很难保证控制断面符合指定标准功能要求。辉南县和桦甸市及白山市、通化市的现状污水量已超过其枯水期允许排放量的9倍和近2倍，因此，辉发河和浑江枯水期不能满足指定标准功能要求。吉林省两个最主要工业废水污染源―开山屯化学纤维浆厂和石砚造纸厂目前正在筹建污水处理厂，届时，废水中COD排放浓度可达到350mg/L ，但此时，污水量仍大大超过允许排放量。图们市污水允许排放量是假定图们江和嘎呀河流入图们江时符合Ⅳ类标准情况下计算的，由于开山屯镇和石砚镇污水量远大于允许排放量，不能确保图们市的对照断面符合Ⅳ类标准，因此，图们江很难符合指定标准功能的要求。鸭绿江污径比很小，能满足指定标准功能要求。2000～2010年嫩江汇入松花江之前的月亮泡和泔水缸两个控制断面水质将会符合地面水Ⅲ类标准〔4〕。
6　结论
　　1995年吉林省主要河流34个国（省）控制断面中的28个断面不能满足指定标准功能要求，不符合率高达82.4％。超标主要污染物是CODMn和挥发酚。 受农业面源及水土流失的影响，松花江吉林市区和伊通河长春市区对照断面（集中式生活饮用水水源地）不能满足规定的地面水Ⅱ类标准功能要求。当污水经有效治理、达标排放时，松花江、嫩江、鸭绿江干流的控制断面会满足指定标准功能要求；控制断面不能满足指定标准的河流是：伊通河、浑江、图们江、嘎呀河、辉发河以及东辽河。对于枯水期不能满足指定标准的河流，如浑江、辉发河等，应进行季节性功能区划分。对实现水污染物达标排放仍不能达到指定标准功能的河流，如伊通河、图们江、嘎呀河、东辽河等，应实施重点污染物排放的总量控制制度。
参考文献
1　孙海东.中国环境报，1996，5，16 (1)
2　傅国伟，郭京菲，陈　刚．中国环境科学，1997，17(1)：1～5
3　李蕴博．环境科学，1990，(3)：5～12
4　王本琳，朱颜明，肖笃宁编著．东北区“北水南调”工程对资源开发、经济发展和生态环境的影响．北京：科学出版社，1995．199～204
作者简介
田　卫　男，1962年11月生。现任环境研究评价中心副主任，高级工程师。1985年毕业于南开大学环境科学系，主要从事水环境研究和环境评价工作。参加过“浑江污染综合防治研究”、“东北区‘北水南调’工程对地面水环境影响研究”、“图们江地区开发的生态环境效应及保护对策研究”等课题，主持、参加60余项环境影响评价工作。发表论文6篇。
收稿日期：1997-05-08
