第二節　工程實施前水質評價

一、影響調水水質的主要區域

匯水區內主要河流為:韓莊運河、梁濟運河、洸府河、洙趙新河、東漁河、萬福河、沛沿河、老運河、白馬河、西支河、城漷河、泗河、大汶河、衛運河(南運河)、沂河、小清河(濟南段)等,分別屬于南四湖流域、東平湖流域、海河流域以及沂沭河和小清河流域。

影響南水北調東線工程山東段水質的匯水區可分為三個流域:海河流域、東平湖流域、南四湖流域。主要涉及山西、河南、河北、山東、江蘇、安徽六省。其中影響海河流域調水區水質的主要為山西、河南、河北三省以及山東省的聊城和德州兩市;影響東平湖流域調水區水質的主要為萊蕪、泰安兩市;影響南四湖流域調水區水質的主要為江蘇省和山東省的濟寧、菏澤、棗莊三市,以及河南、安徽來水區域。

此外,沂沭河流域主要是臨沂市通過中運河影響江蘇段水質。

濟南市、淄博市污水影響膠東輸水干線工程水質。

綜上所述,山東省境內影響南水北調工程水質的主要區域為濟寧、菏澤、棗莊、萊蕪、泰安、聊城、德州、臨沂、濟南、淄博10個地級市,面積5.7萬km2。

二、2002年前沿線排污狀況

南水北調東線工程匯水區污染物來源及構成情況見表1-2-1。

三、污染物排放量及構成分析

(一)COD排放量及構成分析

1.區域COD排放量及構成分析

2002年前,南水北調工程山東段省內區域排污總量見表1-2-2和圖1-2-1。淄博市(沂源縣)污水排入岸堤水庫,其排放總量不再計入山東省總量之中。

從表1-2-2及圖1-2-1可以看出,山東省9市廢水排放量、COD排放量分別為98946.7萬t/年和360375.4t/年。其中濟寧市COD排放量最大,為71044.0t/年,占總量的19.7%;其次為臨沂市,其COD排放量為58239.4t/年,占總量的16.1%;菏澤市、泰安市、濟南市(部分)、棗莊市、萊蕪市、德州市(部分)、聊城市(部分)的COD排放量分別占總量的15.1%、15.0%、12.4%、10.9%、4.6%、3.4%、2.8%。

工業、生活、面源COD排放量分別為126581.0t/年、174868.4t/年、58926.5t/年,從圖1-2-2可以看出,分別占省內COD排放總量的35.1%、48.5%、16.4%。

2.控制單元COD排放量及構成分析

南水北調工程山東段省內河流排污總量見表1-2-3。從表1-2-3中可以看出,山東省29個控制單元(包括直排南四湖)中大汶河、小清河(濟南段)、沂河的COD排放量占前三位,分別占COD排放總量的17.5%、12.2%、7.5%;其余COD排放量較大的7條河流是洸府河、洙趙新河、泗河、萬福河、東魚河、武河、邳蒼分洪道,這10條河流COD排放量占總量的69.3%。

3.行業COD排放量及構成分析

根據對重點工業源排污情況的統計,從表1-2-4中可以看出,重點工業源COD排放量為111634.7t/年,占工業污染源COD排放量的88.2%。造紙、釀造(飲料)、化工、食品加工、煤炭采礦5個行業COD排放量占匯總量的91.8%,是省內排污的重點行業,其中造紙行業的COD排放量占匯總量的72.7%,遠高于其他行業的COD排放量。

(二)TN(總氮)、TP(總磷)排放量及構成分析

1.點源TN、TP排放量

南水北調工程山東段區域點源TN、TP排放量的估算結果見表1-2-5。全區域點源TN、TP排放量分別為42450t/年、6280t/年。

2.面源TN、TP排放量

南水北調工程山東段區域面源TN、TP排放量的估算結果見表1-2-6。全區域面源TN、TP排放量分別為25201t/年、4332t/年。

3.區域TN、TP排放總量

南水北調工程山東段區域各類污染源的TN、TP排放總量匯總表見表1-2-7。全區域各類污染源的TN、TP排放總量分別為67651t/年,10612t/年。

四、污染物入河量及構成分析

(一)區域COD入河量及構成分析

南水北調工程山東段省內區域COD入河總量見表1-2-8。

從表中可以看出,山東省9市COD入河量共計284402t/年,其中濟寧市COD入河量最大,為64296.9t/年,占總量的22.6%;其次為濟南市(部分)、泰安市、臨沂市,其COD入河量分別占總量的14.5%、14.4%、14.3%;菏澤市、棗莊市、萊蕪市、聊城市(部分)、德州市(部分)的COD入河量分別占總量的13.3%、11.3%、3.6%、3.2%、2.8%。

(二)控制單元COD入河量及構成分析

南水北調工程山東段省內河流COD入河總量見表1-2-9。從表1-2-9中可以看出,山東省29個控制單元(包括直排南四湖)中大汶河、小清河(濟南段)的COD入河量占前兩位,分別占COD入河總量的15.8%、14.5%,其余COD入河量較大的8條河流是洸府河、沂河、泗河、洙趙新河、東魚河、萬福河、邳蒼分洪道、衛運河。這10條河流COD入河量占總量的67.9%。

五、水質評價

(一)南水北調東線工程沿線控制單元水質評價

1.工程開工前水質狀況

南水北調東線工程沿線控制單元1995～2000年水質監測結果表明,各測點普遍受到有機耗氧物質的嚴重污染。

2.水質現狀評價

(1)評價標準、參數及方法。①評價標準:根據南水北調工程水質要求,采用國家《地表水環境質量標準》(GB3838—2002)中Ⅲ類水質標準進行評價。②評價參數:根據1995～2000年監測數據,各控制斷面分別選取以下監測項目(CODMn、BOD5、揮發酚、總氰化物、總砷、總汞、六價鉻、總鉛、總鎘、石油類)中有完整數據的9～10項污染因子進行評價。③評價方法:選用均值型綜合污染指數進行評價,主要反映1995～2000年各控制斷面水質變化趨勢。

(2)水質評價結果。河流斷面水質2000年比1995年有所改善的有:韓莊運河臺兒莊大橋、梁濟運河李集、洸府河東石佛、洸府河黃莊、洸府河侯店、洙趙新河喻屯、東魚河西姚、城漷河群樂橋、南運河第三店、白馬河馬樓、西支河北外環橋、沂河港上、邳蒼分洪道東偏泓、西偏泓。河流斷面水質2000年劣于1995年的有泗河尹溝、大汶河王臺大橋、大汶河角峪、衛運河油坊橋、武河310公路橋(其中白馬河馬樓、西支河北外環橋是與1998年的數據進行比較的;沂河港上、武河310公路橋、邳蒼分洪道東偏泓、西偏泓是與1997年的數據進行比較的)。

湖泊測點水質2000年比1995年有所改善的有南四湖二級壩、南四湖大捐、南四湖島東、東平湖湖南、東平湖湖心、東平湖湖北。湖泊測點水質2000年劣于1995年的有南四湖前白口、南四湖南陽。

總體上講,南水北調工程沿線各控制單元污染程度呈下降趨勢。各控制單元具體情況如下:

韓莊運河臺兒莊大橋1995～2000年均值型綜合污染指數在0.31～1.15之間,1995年最高,1999年最低,1995～1999年污染程度呈逐年降低的趨勢,2000年污染有所加重。2000年污染指數比1999年上升了96.8%,比1995年下降了47.0%。

梁濟運河李集1995～2000年均值型綜合污染指數在1.82～3.69之間,1995年最高,1999年最低,1996年比1995年下降了46.3%,1996～2000年有升有降。2000年污染指數比1999年上升了28.6%,比1995年下降了36.6%。

洸府河東石佛1995～2000年均值型綜合污染指數在10.86～25.24之間,1995年最高,2000年最低,1995～2000年基本呈下降趨勢。2000年污染指數比1999年下降了23.6%,比1995年下降了57.0%。

洸府河黃莊1997年未進行監測。1995～2000年均值型綜合污染指數在4.19～9.76之間,1995年最高,1996年最低,1996～2000年污染程度基本持平。2000年污染指數比1999年下降了5.9%,比1995年下降了38.0%。

洸府河侯店1995～2000年均值型綜合污染指數在14.71～34.76之間,1997年最高,1996年最低,除1996年、1997年外,其余幾個年度污染程度基本持平。2000年污染指數比1999年上升了3.3%,比1995年下降了3.3%。

洙趙新河喻屯1995～2000年均值型綜合污染指數在0.82～1.82之間,1997年最高,1999年最低,除1997年、1999年外,其余幾個年度污染程度基本持平。2000年污染指數比1999年上升了48.8%,比1995年下降了5.4%。

東魚河西姚1995～2000年均值型綜合污染指數在0.56～2.55之間,1995年最高,1998年最低,1995～1998年逐年下降,1998～2000年呈逐年上升趨勢。2000年污染指數比1999年上升了54.1%,比1995年下降了55.3%。

城漷河群樂橋1995～2000年均值型綜合污染指數在4.52～31.35之間,1996年最高,2000年最低,1995～1997年污染指數較高,1998～2000年有較大幅度的降低,污染程度基本持平。2000年污染指數比1999年下降了1.1%,比1995年下降了76.3%。

泗河尹溝1995～2000年均值型綜合污染指數在1.82～10.38之間,2000年最高,1996年最低,1995～2000年污染程度基本呈上升趨勢。2000年污染指數比1999年上升了48.9%,比1995年上升了427%。

大汶河王臺大橋1995～2000年均值型綜合污染指數在0.55～2.69之間,2000年最高,1999年最低,1995～1999年污染程度基本持平,2000年污染程度有所加。2000污染指數比1999年上升了389%,比1995年上升了140%。

大汶河角峪1995～2000年均值型綜合污染指數在1.25～6.10之間,2000年最高,1998年最低,1996～1998年污染程度基本持平,1995年和1999年污染程度大致相同,劣于1996～1998年度,2000年污染程度最重。2000年污染指數比1999年上升了67.1%,比1995年上升了98.1%。

衛運河油坊橋2000年沒有監測數據。1995～1999年均值型綜合污染指數在2.09～11.25之間,1997年最高,1995年最低,1995～1999年污染程度基本呈逐年上升的趨勢。1999年污染指數比1995年上升了315%。

衛運河第三店1995～2000年均值型綜合污染指數在1.31～24.99之間,1997年最高,2000年最低,1995～1997年污染程度逐年上升,1998～2000年污染有較大幅度的減輕且呈逐年下降的趨勢。2000年污染指數比1999年下降了79.6%,比1995年下降了90.7%。

白馬河馬樓1995～1997年未進行監測。1998～2000年均值型綜合污染指數在3.80～47.34之間,1998年最高,2000年最低,呈逐年下降的趨勢。2000年污染指數比1998年下降了92.0%。

西支河北外環橋1995～1997年未進行監測。1998～2000年均值型綜合污染指數在1.03～4.33之間,1998年最高,1999年最低,1999年和2000年基本持平且比1998年有較大幅度的下降。2000年污染指數比1998年下降了69.5%。

沂河港上1995年與1996年未進行監測。1997～2000年均值型綜合污染指數在0.47～0.59之間,1998年最高,1999年最低,幾年間污染程度大致相同。2000年污染指數比1999年上升了17.0%,比1997年下降了3.5%。

武河310公路橋1995年與1996年未進行監測。1997～2000年均值型綜合污染指數在1.17～1.38之間,2000年最高,1998年最低,幾年間污染程度大致相同。2000年污染指數比1999年上升了16.9%,比1997年上升了11.3%。

邳蒼分洪道東偏泓1995年與1996年未進行監測。1997～2000年均值型綜合污染指數在6.90～31.21之間,1997年最高,2000年最低,1997～2000年污染程度基本呈下降趨勢。2000年污染指數比1999年下降了59.0%,比1997年下降了77.9%。

邳蒼分洪道西偏泓1995年與1996年未進行監測(僅有COD的數據)。1997～2000年污染指數在5.4～20.35之間,1997年最高,1998年最低,1997～2000年污染程度基本呈下降趨勢。2000年污染指數與1999年基本持平,比1997年下降了72.5%。

小清河1996～2000年均值型綜合污染指數在15.13～65.59之間,1996年最高,1998年最低。2000年污染指數比1999年上升了80.9%。

南四湖前白口1995～2000年均值型綜合污染指數在0.47～0.91之間,1999年最高,1995年最低,1995～1999年污染程度呈逐年上升的趨勢,2000年有所下降。2000年污染指數比1999年下降了25.3%,比1995年上升了44.7%。

南四湖二級壩1995～2000年均值型綜合污染指數在0.54～0.75之間,1995年最高,2000年最低,1995～2000年污染程度基本呈下降趨勢。2000年污染指數比1999年下降了16.9%,比1995年下降了28.0%。

南四湖南陽1995～2000年均值型綜合污染指數在0.47～0.77之間,1998年最高,1996年最低,1995～1998年污染程度呈上升趨勢,1999年和2000年有所下降。

南四湖大捐1995～2000年均值型綜合污染指數在0.46～0.73之間,1997年最高,1999年最低,除1997年污染程度稍重外,其余幾個年度污染程度基本持平。2000年污染指數比1999年上升了6.5%,比1995年下降了3.9%。

南四湖島東1995～2000年均值型綜合污染指數在0.34～0.46之間,1997年最高,1999年最低,1995～2000年污染程度基本持平。2000年污染指數比1999年上升了11.8%,比1995年下降了9.5%。

東平湖湖南1995～2000年均值型綜合污染指數在0.24～0.29之間,1995年最高,1996年最低,1995～2000年污染程度基本持平。2000年污染指數與1999年相同,比1995年下降了13.8%。

東平湖湖心1995～2000年均值型綜合污染指數在0.23～0.27之間,1995年最高,1996年、1999年最低,1995～2000年污染程度基本持平。2000年污染指數比1999年上升了4.3%,比1995年下降了11.1%。

東平湖湖北1995～2000年均值型綜合污染指數在0.24～0.28之間,1997年最高,1996年、2000年最低,1995～2000年污染程度基本持平。2000年污染指數比1999年和1995年均下降了7.7%。

(二)南四湖、東平湖水質富營養化評價

1.評價標準

評價標準采用《地表水資源質量標準》(L63—94)中“湖泊和水庫營養類型氮、磷界限指標”進行評價,湖庫營養化狀況評價標準見表1-2-10。

2.評價結果

南四湖、東平湖8個測點1995～2000年6年中,除南陽測點1995年為富營養化外,其余各測點各年度均為重富營養化。水質富營養化程度比較嚴重。

南四湖湖區總氮年均值1995～2000年在3.70～4.54mg/L之間,幾年間總體上持平。其中1998年最高,其次是1996年(為4.33mg/L),2000年最低。2000年比1995年下降了5.85%。湖區總磷年均值1995～2000年在0.08～0.20mg/L之間,除1995年較低外,其余各年度基本持平。其中1996年最高,其次是1998年(為0.19mg/L)。2000年比1995年上升了87.5%。

東平湖湖區總氮年均值1995～2000年在1.67～3.40mg/L之間,總體呈下降趨勢。其中1995年最高,其次是1996年(為3.02mg/L),2000年最低。2000年比1995年下降了50.9%;湖區總磷年均值1995～2000年在0.05～0.12mg/L之間,1995～1998年逐年上升,1998～2000年逐年下降。其中1998年最高,其次是1996年和1997年(均為0.09mg/L),2000年最低。2000年比1995年下降了16.7%。

(三)南水北調東線工程沿線控制單元底質評價

1.評價標準

砷、汞、鉻、鎘、鉛、銅的評價采用《農用污泥中污染物控制標準》(GB4284—84)在中性或堿性土壤上的標準值。評價標準見表1-2-11。

2.評價方法

采用均值型綜合污染指數進行評價。

3.底質現狀評價

南水北調東線工程沿線各控制單元中,共有7個測點進行了底質監測。監測結果表明,各測點底質污染程度逐年有所加重。

南四湖前白口測點1995年和1997年未進行監測。在監測的4個年度中,1996年和1998年均值型綜合污染指數均為0.044,1999年和2000年均為0.072,上升了63.6%。

南四湖南陽測點1997年未進行監測。在監測的5個年度中,均值型綜合污染指數在0.042～0.084之間,1999年最高,1996年最低。2000年比1996年上升了81.0%。

南四湖二級壩測點1995年和1997年未進行監測。在監測的4個年度中,均值型綜合污染指數在0.046～0.092之間,1999年最高,1998年最低。2000年比1996年上升了34.0%。

南四湖大捐測點1995年和1997年未進行監測。在監測的4個年度中,均值型綜合污染指數在0.036～0.054之間,1999年最高,1996年最低。2000年比1996年上升了36.1%。

南四湖島東測點1997年未進行監測。在監測的5個年度中,均值型綜合污染指數在0.049～0.083之間,1999年最高,1996年最低。2000年比1996年上升了44.9%。

綜上所述,南四湖各測點底質1996年污染程度較輕,1999年污染程度最重,2000年污染程度好于1999年,劣于1996年(因1995年監測數據不完整,因此2000年數據與1996年進行比對)。

梁濟運河李集測點1997年未進行監測。在監測的5個年度中,均值型綜合污染指數在0.033～0.071之間,1995年最高,1996年最低,1998～2000年基本持平。2000年比污染程度較輕的1996年上升了63.6%,比污染程度較重的1995年下降了23.9%。

大汶河王臺大橋測點1995～1997年未進行監測。在監測的3個年度中,均值型綜合污染指數在0.053～1.089之間,2000年最高,1999年最低。2000年比1998年上升了864%,比1999年上升了1954%。

(四)結論

南水北調東線工程山東段全線水質由29個單元控制,工程開工前總的情況:南四湖、東平湖流域污染較重,膠東干線供水工程除濟南段污染較重外,其他地方因無污水排入,水質問題不突出。沂沭河流域水質相對較好。

南四湖、東平湖8個測點中,南四湖微山島東斷面符合Ⅳ類標準,其余7個符合Ⅴ類標準。

南四湖、東平湖11條匯水河流入湖斷面中2個符合Ⅴ類標準,其余9個斷面超過Ⅴ類標準。

主要污染物為有機耗氧物質和氨氮。

六、水污染原因分析

通過對開工前沿線水質情況調查評價,當時水污染原因主要有以下幾個方面:

(一)結構性污染突出

根據匯水區的重點污染源的統計結果(見圖1-2-3),造紙業的工業總產值僅占統計總產值的4.50%,COD排放量卻占72.7%;飲料制造業總產值占統計總產值的4.20%,COD排放量占6.5%;化工業的工業總產值占統計總產值的6.0%,COD排放量占5.7%;食品加工業的工業總產值占統計總產值的5.9%,COD排放量占3.5%;煤炭業的工業總產值占統計總產值的8.2%,COD排放量占3.3%。由圖1-2-3可見,該地區污染是結構性污染,要從根本上解決問題,必須調整產業結構。

(二)城市污水處理廠配套管網建設滯后

隨著城市化進程的加快,城市生活污水排放量逐年增加,而城市污水處理廠建設進展滯后,特別是配套管網建設嚴重滯后,使城市生活污水成為主要污染源之一。據統計,該區域生活污水排放量為46094.9萬t/年,COD排放量為174868.4t/年。南水北調東線干線工程沿線到2000年共建成5座城市污水處理廠,城市生活污水處理率僅為19%。

(三)面源污染比例上升

隨著工業污染源治理達標排放和城市生活污水處理廠的建成運行,面源問題日趨突出。據測算,調水沿線面源污染COD排放量約為5.89萬t,占COD總排放量的16.4%。農藥、化肥、地膜的污染不斷加重;全省化肥使用量逐年增加,1999年達419萬t,而利用率只有35%左右。不合理使用化肥,導致土壤板結、地力下降,同時加劇了水體的富營養化。

另外,南四湖、東平湖湖區網箱養魚、湖區旅游資源開發,也造成了湖區污染和富營養化。

(四)工業污染源不能穩定達標

雖然到2000年年底,所有工業污染源都已達標排放,但由于末端治理的“外部不經濟性”以及環境監督監管能力建設的相對滯后,部分企業存在著污染治理設施運轉不正常,偷排超標污水的現象。有的地區私自新建擴建項目,個別“十五土(小)”企業[1996年8月3日頒布的《國務院關于環境保護若干問題的決定》(國發〔1996〕31號)中明令取締關停的十五種重污染小企業,以及原國家經貿委、國家發改委限期淘汰與關閉的破壞資源、污染環境、產品質量低劣、技術裝備落后、不符合安全生產條件的企業]死灰復燃。

(五)水資源短缺加劇水體污染

山東省是一個水資源嚴重短缺的省份,由于連續受氣候干旱等因素的影響,降雨和客水來源持續減少,水資源緊缺的狀況日趨加劇。境內河流大多數屬季節性河流,枯水期基本上無水或斷流,平水期徑流量較小或形不成徑流,對接納的大量工業廢水和生活污水起不到稀釋和凈化作用;廢水中的污染物在河床中沉積、滲透,同時造成了沿岸地下水的污染;豐水期由于降水形成地表徑流匯入河內,使河床中沉積的污染物被沖至下游,易造成下游水體污染的加重或造成突發性污染。在枯水期,大多數河流僅有工業廢水和生活污水排入,即使工業企業達標和建設了城市污水處理廠,大部分河段也難以達到功能區要求。