第二节　工程实施前水质评价

一、影响调水水质的主要区域

汇水区内主要河流为:韩庄运河、梁济运河、洸府河、洙赵新河、东渔河、万福河、沛沿河、老运河、白马河、西支河、城漷河、泗河、大汶河、卫运河(南运河)、沂河、小清河(济南段)等,分别属于南四湖流域、东平湖流域、海河流域以及沂沭河和小清河流域。

影响南水北调东线工程山东段水质的汇水区可分为三个流域:海河流域、东平湖流域、南四湖流域。主要涉及山西、河南、河北、山东、江苏、安徽六省。其中影响海河流域调水区水质的主要为山西、河南、河北三省以及山东省的聊城和德州两市;影响东平湖流域调水区水质的主要为莱芜、泰安两市;影响南四湖流域调水区水质的主要为江苏省和山东省的济宁、菏泽、枣庄三市,以及河南、安徽来水区域。

此外,沂沭河流域主要是临沂市通过中运河影响江苏段水质。

济南市、淄博市污水影响胶东输水干线工程水质。

综上所述,山东省境内影响南水北调工程水质的主要区域为济宁、菏泽、枣庄、莱芜、泰安、聊城、德州、临沂、济南、淄博10个地级市,面积5.7万km2。

二、2002年前沿线排污状况

南水北调东线工程汇水区污染物来源及构成情况见表1-2-1。

三、污染物排放量及构成分析

(一)COD排放量及构成分析

1.区域COD排放量及构成分析

2002年前,南水北调工程山东段省内区域排污总量见表1-2-2和图1-2-1。淄博市(沂源县)污水排入岸堤水库,其排放总量不再计入山东省总量之中。

从表1-2-2及图1-2-1可以看出,山东省9市废水排放量、COD排放量分别为98946.7万t/年和360375.4t/年。其中济宁市COD排放量最大,为71044.0t/年,占总量的19.7%;其次为临沂市,其COD排放量为58239.4t/年,占总量的16.1%;菏泽市、泰安市、济南市(部分)、枣庄市、莱芜市、德州市(部分)、聊城市(部分)的COD排放量分别占总量的15.1%、15.0%、12.4%、10.9%、4.6%、3.4%、2.8%。

工业、生活、面源COD排放量分别为126581.0t/年、174868.4t/年、58926.5t/年,从图1-2-2可以看出,分别占省内COD排放总量的35.1%、48.5%、16.4%。

2.控制单元COD排放量及构成分析

南水北调工程山东段省内河流排污总量见表1-2-3。从表1-2-3中可以看出,山东省29个控制单元(包括直排南四湖)中大汶河、小清河(济南段)、沂河的COD排放量占前三位,分别占COD排放总量的17.5%、12.2%、7.5%;其余COD排放量较大的7条河流是洸府河、洙赵新河、泗河、万福河、东鱼河、武河、邳苍分洪道,这10条河流COD排放量占总量的69.3%。

3.行业COD排放量及构成分析

根据对重点工业源排污情况的统计,从表1-2-4中可以看出,重点工业源COD排放量为111634.7t/年,占工业污染源COD排放量的88.2%。造纸、酿造(饮料)、化工、食品加工、煤炭采矿5个行业COD排放量占汇总量的91.8%,是省内排污的重点行业,其中造纸行业的COD排放量占汇总量的72.7%,远高于其他行业的COD排放量。

(二)TN(总氮)、TP(总磷)排放量及构成分析

1.点源TN、TP排放量

南水北调工程山东段区域点源TN、TP排放量的估算结果见表1-2-5。全区域点源TN、TP排放量分别为42450t/年、6280t/年。

2.面源TN、TP排放量

南水北调工程山东段区域面源TN、TP排放量的估算结果见表1-2-6。全区域面源TN、TP排放量分别为25201t/年、4332t/年。

3.区域TN、TP排放总量

南水北调工程山东段区域各类污染源的TN、TP排放总量汇总表见表1-2-7。全区域各类污染源的TN、TP排放总量分别为67651t/年,10612t/年。

四、污染物入河量及构成分析

(一)区域COD入河量及构成分析

南水北调工程山东段省内区域COD入河总量见表1-2-8。

从表中可以看出,山东省9市COD入河量共计284402t/年,其中济宁市COD入河量最大,为64296.9t/年,占总量的22.6%;其次为济南市(部分)、泰安市、临沂市,其COD入河量分别占总量的14.5%、14.4%、14.3%;菏泽市、枣庄市、莱芜市、聊城市(部分)、德州市(部分)的COD入河量分别占总量的13.3%、11.3%、3.6%、3.2%、2.8%。

(二)控制单元COD入河量及构成分析

南水北调工程山东段省内河流COD入河总量见表1-2-9。从表1-2-9中可以看出,山东省29个控制单元(包括直排南四湖)中大汶河、小清河(济南段)的COD入河量占前两位,分别占COD入河总量的15.8%、14.5%,其余COD入河量较大的8条河流是洸府河、沂河、泗河、洙赵新河、东鱼河、万福河、邳苍分洪道、卫运河。这10条河流COD入河量占总量的67.9%。

五、水质评价

(一)南水北调东线工程沿线控制单元水质评价

1.工程开工前水质状况

南水北调东线工程沿线控制单元1995～2000年水质监测结果表明,各测点普遍受到有机耗氧物质的严重污染。

2.水质现状评价

(1)评价标准、参数及方法。①评价标准:根据南水北调工程水质要求,采用国家《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中Ⅲ类水质标准进行评价。②评价参数:根据1995～2000年监测数据,各控制断面分别选取以下监测项目(CODMn、BOD5、挥发酚、总氰化物、总砷、总汞、六价铬、总铅、总镉、石油类)中有完整数据的9～10项污染因子进行评价。③评价方法:选用均值型综合污染指数进行评价,主要反映1995～2000年各控制断面水质变化趋势。

(2)水质评价结果。河流断面水质2000年比1995年有所改善的有:韩庄运河台儿庄大桥、梁济运河李集、洸府河东石佛、洸府河黄庄、洸府河侯店、洙赵新河喻屯、东鱼河西姚、城漷河群乐桥、南运河第三店、白马河马楼、西支河北外环桥、沂河港上、邳苍分洪道东偏泓、西偏泓。河流断面水质2000年劣于1995年的有泗河尹沟、大汶河王台大桥、大汶河角峪、卫运河油坊桥、武河310公路桥(其中白马河马楼、西支河北外环桥是与1998年的数据进行比较的;沂河港上、武河310公路桥、邳苍分洪道东偏泓、西偏泓是与1997年的数据进行比较的)。

湖泊测点水质2000年比1995年有所改善的有南四湖二级坝、南四湖大捐、南四湖岛东、东平湖湖南、东平湖湖心、东平湖湖北。湖泊测点水质2000年劣于1995年的有南四湖前白口、南四湖南阳。

总体上讲,南水北调工程沿线各控制单元污染程度呈下降趋势。各控制单元具体情况如下:

韩庄运河台儿庄大桥1995～2000年均值型综合污染指数在0.31～1.15之间,1995年最高,1999年最低,1995～1999年污染程度呈逐年降低的趋势,2000年污染有所加重。2000年污染指数比1999年上升了96.8%,比1995年下降了47.0%。

梁济运河李集1995～2000年均值型综合污染指数在1.82～3.69之间,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年污染指数比1999年上升了28.6%,比1995年下降了36.6%。

洸府河东石佛1995～2000年均值型综合污染指数在10.86～25.24之间,1995年最高,2000年最低,1995～2000年基本呈下降趋势。2000年污染指数比1999年下降了23.6%,比1995年下降了57.0%。

洸府河黄庄1997年未进行监测。1995～2000年均值型综合污染指数在4.19～9.76之间,1995年最高,1996年最低,1996～2000年污染程度基本持平。2000年污染指数比1999年下降了5.9%,比1995年下降了38.0%。

洸府河侯店1995～2000年均值型综合污染指数在14.71～34.76之间,1997年最高,1996年最低,除1996年、1997年外,其余几个年度污染程度基本持平。2000年污染指数比1999年上升了3.3%,比1995年下降了3.3%。

洙赵新河喻屯1995～2000年均值型综合污染指数在0.82～1.82之间,1997年最高,1999年最低,除1997年、1999年外,其余几个年度污染程度基本持平。2000年污染指数比1999年上升了48.8%,比1995年下降了5.4%。

东鱼河西姚1995～2000年均值型综合污染指数在0.56～2.55之间,1995年最高,1998年最低,1995～1998年逐年下降,1998～2000年呈逐年上升趋势。2000年污染指数比1999年上升了54.1%,比1995年下降了55.3%。

城漷河群乐桥1995～2000年均值型综合污染指数在4.52～31.35之间,1996年最高,2000年最低,1995～1997年污染指数较高,1998～2000年有较大幅度的降低,污染程度基本持平。2000年污染指数比1999年下降了1.1%,比1995年下降了76.3%。

泗河尹沟1995～2000年均值型综合污染指数在1.82～10.38之间,2000年最高,1996年最低,1995～2000年污染程度基本呈上升趋势。2000年污染指数比1999年上升了48.9%,比1995年上升了427%。

大汶河王台大桥1995～2000年均值型综合污染指数在0.55～2.69之间,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污染指数比1999年上升了389%,比1995年上升了140%。

大汶河角峪1995～2000年均值型综合污染指数在1.25～6.10之间,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年污染指数比1999年上升了67.1%,比1995年上升了98.1%。

卫运河油坊桥2000年没有监测数据。1995～1999年均值型综合污染指数在2.09～11.25之间,1997年最高,1995年最低,1995～1999年污染程度基本呈逐年上升的趋势。1999年污染指数比1995年上升了315%。

卫运河第三店1995～2000年均值型综合污染指数在1.31～24.99之间,1997年最高,2000年最低,1995～1997年污染程度逐年上升,1998～2000年污染有较大幅度的减轻且呈逐年下降的趋势。2000年污染指数比1999年下降了79.6%,比1995年下降了90.7%。

白马河马楼1995～1997年未进行监测。1998～2000年均值型综合污染指数在3.80～47.34之间,1998年最高,2000年最低,呈逐年下降的趋势。2000年污染指数比1998年下降了92.0%。

西支河北外环桥1995～1997年未进行监测。1998～2000年均值型综合污染指数在1.03～4.33之间,1998年最高,1999年最低,1999年和2000年基本持平且比1998年有较大幅度的下降。2000年污染指数比1998年下降了69.5%。

沂河港上1995年与1996年未进行监测。1997～2000年均值型综合污染指数在0.47～0.59之间,1998年最高,1999年最低,几年间污染程度大致相同。2000年污染指数比1999年上升了17.0%,比1997年下降了3.5%。

武河310公路桥1995年与1996年未进行监测。1997～2000年均值型综合污染指数在1.17～1.38之间,2000年最高,1998年最低,几年间污染程度大致相同。2000年污染指数比1999年上升了16.9%,比1997年上升了11.3%。

邳苍分洪道东偏泓1995年与1996年未进行监测。1997～2000年均值型综合污染指数在6.90～31.21之间,1997年最高,2000年最低,1997～2000年污染程度基本呈下降趋势。2000年污染指数比1999年下降了59.0%,比1997年下降了77.9%。

邳苍分洪道西偏泓1995年与1996年未进行监测(仅有COD的数据)。1997～2000年污染指数在5.4～20.35之间,1997年最高,1998年最低,1997～2000年污染程度基本呈下降趋势。2000年污染指数与1999年基本持平,比1997年下降了72.5%。

小清河1996～2000年均值型综合污染指数在15.13～65.59之间,1996年最高,1998年最低。2000年污染指数比1999年上升了80.9%。

南四湖前白口1995～2000年均值型综合污染指数在0.47～0.91之间,1999年最高,1995年最低,1995～1999年污染程度呈逐年上升的趋势,2000年有所下降。2000年污染指数比1999年下降了25.3%,比1995年上升了44.7%。

南四湖二级坝1995～2000年均值型综合污染指数在0.54～0.75之间,1995年最高,2000年最低,1995～2000年污染程度基本呈下降趋势。2000年污染指数比1999年下降了16.9%,比1995年下降了28.0%。

南四湖南阳1995～2000年均值型综合污染指数在0.47～0.77之间,1998年最高,1996年最低,1995～1998年污染程度呈上升趋势,1999年和2000年有所下降。

南四湖大捐1995～2000年均值型综合污染指数在0.46～0.73之间,1997年最高,1999年最低,除1997年污染程度稍重外,其余几个年度污染程度基本持平。2000年污染指数比1999年上升了6.5%,比1995年下降了3.9%。

南四湖岛东1995～2000年均值型综合污染指数在0.34～0.46之间,1997年最高,1999年最低,1995～2000年污染程度基本持平。2000年污染指数比1999年上升了11.8%,比1995年下降了9.5%。

东平湖湖南1995～2000年均值型综合污染指数在0.24～0.29之间,1995年最高,1996年最低,1995～2000年污染程度基本持平。2000年污染指数与1999年相同,比1995年下降了13.8%。

东平湖湖心1995～2000年均值型综合污染指数在0.23～0.27之间,1995年最高,1996年、1999年最低,1995～2000年污染程度基本持平。2000年污染指数比1999年上升了4.3%,比1995年下降了11.1%。

东平湖湖北1995～2000年均值型综合污染指数在0.24～0.28之间,1997年最高,1996年、2000年最低,1995～2000年污染程度基本持平。2000年污染指数比1999年和1995年均下降了7.7%。

(二)南四湖、东平湖水质富营养化评价

1.评价标准

评价标准采用《地表水资源质量标准》(L63—94)中“湖泊和水库营养类型氮、磷界限指标”进行评价,湖库营养化状况评价标准见表1-2-10。

2.评价结果

南四湖、东平湖8个测点1995～2000年6年中,除南阳测点1995年为富营养化外,其余各测点各年度均为重富营养化。水质富营养化程度比较严重。

南四湖湖区总氮年均值1995～2000年在3.70～4.54mg/L之间,几年间总体上持平。其中1998年最高,其次是1996年(为4.33mg/L),2000年最低。2000年比1995年下降了5.85%。湖区总磷年均值1995～2000年在0.08～0.20mg/L之间,除1995年较低外,其余各年度基本持平。其中1996年最高,其次是1998年(为0.19mg/L)。2000年比1995年上升了87.5%。

东平湖湖区总氮年均值1995～2000年在1.67～3.40mg/L之间,总体呈下降趋势。其中1995年最高,其次是1996年(为3.02mg/L),2000年最低。2000年比1995年下降了50.9%;湖区总磷年均值1995～2000年在0.05～0.12mg/L之间,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(均为0.09mg/L),2000年最低。2000年比1995年下降了16.7%。

(三)南水北调东线工程沿线控制单元底质评价

1.评价标准

砷、汞、铬、镉、铅、铜的评价采用《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284—84)在中性或碱性土壤上的标准值。评价标准见表1-2-11。

2.评价方法

采用均值型综合污染指数进行评价。

3.底质现状评价

南水北调东线工程沿线各控制单元中,共有7个测点进行了底质监测。监测结果表明,各测点底质污染程度逐年有所加重。

南四湖前白口测点1995年和1997年未进行监测。在监测的4个年度中,1996年和1998年均值型综合污染指数均为0.044,1999年和2000年均为0.072,上升了63.6%。

南四湖南阳测点1997年未进行监测。在监测的5个年度中,均值型综合污染指数在0.042～0.084之间,1999年最高,1996年最低。2000年比1996年上升了81.0%。

南四湖二级坝测点1995年和1997年未进行监测。在监测的4个年度中,均值型综合污染指数在0.046～0.092之间,1999年最高,1998年最低。2000年比1996年上升了34.0%。

南四湖大捐测点1995年和1997年未进行监测。在监测的4个年度中,均值型综合污染指数在0.036～0.054之间,1999年最高,1996年最低。2000年比1996年上升了36.1%。

南四湖岛东测点1997年未进行监测。在监测的5个年度中,均值型综合污染指数在0.049～0.083之间,1999年最高,1996年最低。2000年比1996年上升了44.9%。

综上所述,南四湖各测点底质1996年污染程度较轻,1999年污染程度最重,2000年污染程度好于1999年,劣于1996年(因1995年监测数据不完整,因此2000年数据与1996年进行比对)。

梁济运河李集测点1997年未进行监测。在监测的5个年度中,均值型综合污染指数在0.033～0.071之间,1995年最高,1996年最低,1998～2000年基本持平。2000年比污染程度较轻的1996年上升了63.6%,比污染程度较重的1995年下降了23.9%。

大汶河王台大桥测点1995～1997年未进行监测。在监测的3个年度中,均值型综合污染指数在0.053～1.089之间,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)结论

南水北调东线工程山东段全线水质由29个单元控制,工程开工前总的情况:南四湖、东平湖流域污染较重,胶东干线供水工程除济南段污染较重外,其他地方因无污水排入,水质问题不突出。沂沭河流域水质相对较好。

南四湖、东平湖8个测点中,南四湖微山岛东断面符合Ⅳ类标准,其余7个符合Ⅴ类标准。

南四湖、东平湖11条汇水河流入湖断面中2个符合Ⅴ类标准,其余9个断面超过Ⅴ类标准。

主要污染物为有机耗氧物质和氨氮。

六、水污染原因分析

通过对开工前沿线水质情况调查评价,当时水污染原因主要有以下几个方面:

(一)结构性污染突出

根据汇水区的重点污染源的统计结果(见图1-2-3),造纸业的工业总产值仅占统计总产值的4.50%,COD排放量却占72.7%;饮料制造业总产值占统计总产值的4.20%,COD排放量占6.5%;化工业的工业总产值占统计总产值的6.0%,COD排放量占5.7%;食品加工业的工业总产值占统计总产值的5.9%,COD排放量占3.5%;煤炭业的工业总产值占统计总产值的8.2%,COD排放量占3.3%。由图1-2-3可见,该地区污染是结构性污染,要从根本上解决问题,必须调整产业结构。

(二)城市污水处理厂配套管网建设滞后

随着城市化进程的加快,城市生活污水排放量逐年增加,而城市污水处理厂建设进展滞后,特别是配套管网建设严重滞后,使城市生活污水成为主要污染源之一。据统计,该区域生活污水排放量为46094.9万t/年,COD排放量为174868.4t/年。南水北调东线干线工程沿线到2000年共建成5座城市污水处理厂,城市生活污水处理率仅为19%。

(三)面源污染比例上升

随着工业污染源治理达标排放和城市生活污水处理厂的建成运行,面源问题日趋突出。据测算,调水沿线面源污染COD排放量约为5.89万t,占COD总排放量的16.4%。农药、化肥、地膜的污染不断加重;全省化肥使用量逐年增加,1999年达419万t,而利用率只有35%左右。不合理使用化肥,导致土壤板结、地力下降,同时加剧了水体的富营养化。

另外,南四湖、东平湖湖区网箱养鱼、湖区旅游资源开发,也造成了湖区污染和富营养化。

(四)工业污染源不能稳定达标

虽然到2000年年底,所有工业污染源都已达标排放,但由于末端治理的“外部不经济性”以及环境监督监管能力建设的相对滞后,部分企业存在着污染治理设施运转不正常,偷排超标污水的现象。有的地区私自新建扩建项目,个别“十五土(小)”企业[1996年8月3日颁布的《国务院关于环境保护若干问题的决定》(国发〔1996〕31号)中明令取缔关停的十五种重污染小企业,以及原国家经贸委、国家发改委限期淘汰与关闭的破坏资源、污染环境、产品质量低劣、技术装备落后、不符合安全生产条件的企业]死灰复燃。

(五)水资源短缺加剧水体污染

山东省是一个水资源严重短缺的省份,由于连续受气候干旱等因素的影响,降雨和客水来源持续减少,水资源紧缺的状况日趋加剧。境内河流大多数属季节性河流,枯水期基本上无水或断流,平水期径流量较小或形不成径流,对接纳的大量工业废水和生活污水起不到稀释和净化作用;废水中的污染物在河床中沉积、渗透,同时造成了沿岸地下水的污染;丰水期由于降水形成地表径流汇入河内,使河床中沉积的污染物被冲至下游,易造成下游水体污染的加重或造成突发性污染。在枯水期,大多数河流仅有工业废水和生活污水排入,即使工业企业达标和建设了城市污水处理厂,大部分河段也难以达到功能区要求。