摘要: 長江是我國第一大河，2000年以來長江流域水環境形勢發生了巨大變化，長江水質現狀及其變化和原因備受關注.采用水質、水量、污染物通量、污染負荷等多要素綜合分析方法，研究了近18年長江干流水質和污染物通量的時空分布、變化趨勢及原因.

結果表明：

　　①宜賓以下長江干流總磷濃度高于金沙江；從源區至入海口，長江干流氨氮濃度總體呈沿程上升趨勢.

　　②2011—2013年是長江干流水質重要轉折期.2003—2010年，長江下游江段氨氮濃度總體呈明顯上升趨勢，2013—2018年大幅下降，下降約65%；2012—2018年，長江干流大部分江段總磷濃度呈明顯下降趨勢，其中上游下降最大，為45%~60%；2003—2018年，長江干流高錳酸鹽指數、重金屬和石油類污染均明顯減輕.

　　③2000年以來，長江水量未有明顯增大或減小趨勢，但輸沙量大幅下降.總磷年通量與年徑流量密切相關，年內豐水期總磷通量較高.2001—2006年宜昌斷面、漢口37碼頭斷面氨氮年通量大幅下降；2013—2018年，大通斷面氨氮年通量呈明顯下降趨勢.④2018年，大通斷面總磷、氨氮年通量分別約為9.37×104和21.47×104 t.總磷匯入量中游強于下游，氨氮匯入量下游強于中游.上游向下游磷的輸送由21世紀初以顆粒態為主轉變為2017—2018年以溶解態為主.

　　⑤長江下游江段氨氮濃度和大通斷面氨氮年通量的顯著下降，以及長江整體石油類超標率大幅下降均主要歸因于水污染防治；長江干流大部分江段總磷的明顯下降主要歸因于隨泥沙匯入水體磷的減少，以及長江流域水污染防治.研究顯示，近18年來長江干流污染物濃度、時空特征、輸送形態發生了巨大變化.

　　長江是我國第一大河，起點位于“世界屋脊”——青藏高原的唐古拉山脈格拉丹冬雪峰西南側，從起點至入海口長約6 300 km，流域面積達180×104 km2，約占我國陸地總面積的1/5[1].格拉丹東雪峰至當曲口為沱沱河，當曲口至巴塘河口為通天河，一般將沱沱河、當曲、楚瑪爾河、通天河稱為長江源區.巴塘河口至宜賓“三江口”(金沙江、岷江、長江三江交匯處)為金沙江，宜賓以下稱長江.就整個長江干流而言，宜昌以上為上游，長4 504 km，流域面積100×104 k㎡；宜昌至湖口為中游，長955 km，流域面積68×104 km2；湖口以下為下游，長938 km，流域面積12×104 k㎡.

　　長江干流自西向東橫貫我國中部，數百條支流輻輳南北區，是我國水量最豐富的河流，水資源總量9 616×108 m3，約占全國河流徑流總量的36%.長江在全國經濟、社會發展中的地位舉足輕重，在國家對生態環境保護愈發重視的背景下，長江水環境保護擺在突出重要地位，尤其是長江經濟帶戰略明確要求“生態優先，綠色發展”“共抓大保護，不搞大開發”. 2000年以來，長江水文和水環境形勢發生了巨大變化，實施了一系列生態環境保護政策措施，如《中華人民共和國水污染防治法》的頒布實施、污染隱患企業的“關停并轉”、入河排污口整治、污染物排放總量和水質改善雙約束指標體系與機制、河湖長制的實施以及水土保持等.在上述各因素綜合作用下，長江干流水質所發生的變化及原因備受關注.盡管有研究涉及長江干流水質的變化，如對長江口近10年水質時空演變趨勢的研究，對長江流域主要污染物總量減排及水質響應特征的研究，對近年來長江水功能區水質達標的分析[4]，對三峽水庫蓄水前后長江枝城至沙市段水質的評價，對長江干流局部江段水質變化的分析[6-8]，以及對長江源區水質參數和水化學參數的分析[9-10]，但從水質、水量、泥沙、污染物通量、污染負荷等多方面對長江干流水質歷年變化趨勢進行系統性、綜合性分析以及原因或機理探究的研究較為鮮見.鑒于此，該研究分析了長江水質和污染物通量時空分布及歷年變化趨勢，從水量、泥沙、水電工程、水污染防治等方面辨析水質變化原因，診斷長江主要水質問題，以期為長江水生態環境保護決策提供科學依據.

　　1 材料與方法

　　1.1 研究范圍

　　長江源區沱沱河、通天河人跡罕至，接近原生態，基于歷史監測數據的實際情況，研究范圍定為金沙江和長江.污染物濃度現狀分析中選擇50個監測斷面(部分為水文水質綜合斷面)，分布于奔子欄至入海口約4 400 km的江段；歷年水質變化趨勢分析選擇具有長系列資料的16個典型斷面(見圖 1)，其中，攀枝花、宜賓、朱沱、寸灘、萬州沱口、官渡口、太平溪以及宜昌8個斷面屬長江上游江段；沙市五七碼頭、漢口37碼頭、黃石西塞山、九江化工廠下游4個斷面屬長江中游江段; 大通、南京化工廠下游、鎮江青龍山、徐六涇4個斷面屬長江下游江段.選擇宜昌、漢口37碼頭、大通3個斷面計算污染物年通量.宜昌斷面污染物通量代表了來自上游的污染物量，為上游控制斷面；漢口37碼頭位于洞庭湖和鄱陽湖之間，其污染物通量代表了來自武漢以上江段的污染物量，為中游代表斷面；大通位于長江口感潮河段上游端，是長江入海最后一個徑流控制站，控制流域面積的90%，控制全江流量的95%，其污染物通量代表了來自大通以上江段的污染物量.

　　1.2 研究時段

　　總研究時段為2001—2018年，但是污染物濃度歷年變化趨勢分析時段為2003—2018年，沒有追溯至2003年前，主要是考慮到2002年我國頒布了GB 3838—2002《地表水環境質量標準》，取代之前的GB 3838—1988《地面水環境質量標準》。 GB 3838—2002要求對高錳酸鹽指數、總磷、砷、汞、鉛、鎘、鉻等參數進行測定，采樣后對水樣(現為原樣)靜置30 min，得到去除沉降物的水樣(現為澄清樣)來測定水質參數，而GB 3838—1988要求原樣混勻后進行測定，兩種前處理方式的不同導致了GB 3838—2002實施前、后的水質參數監測值缺乏可比性

　　1.3 水質參數選擇

　　依據2001—2018年長江主要污染物情況，重點選擇總磷、氨氮進行濃度和污染物通量長期變化趨勢分析；另外，對高錳酸鹽指數、重金屬、石油類、糞大腸菌等進行了簡單分析.

　　1.4 污染物通量計算方法

　　污染物在某時段內的通量通用計算公式:

　　式中：W為污染物通量，t；C(t)為t時刻污染物濃度，mg/L；Q(t)為t時刻流量，m3/s；k為單位換算系數.

　　實際工作中無法實現污染物濃度的連續監測，只能獲得一定時段內的代表值；長江干流常規水質監測頻率為每月1次.根據現實條件及通量估算方法篩選中誤差最小原則，采用式(2)(3)計算污染物月通量(Wmi)和年通量(Wa)：

編輯：王媛媛