梁灘河流域污染原因分析及改善措施探討

吳林鍵

(重慶交通大學 河海學院，重慶 400074)

梁灘河流域污染原因分析及改善措施探討

吳林鍵

(重慶交通大學 河海學院，重慶 400074)

在眾多污染因素中，農業非點源污染比重最大，其次是工業點源污染，城鎮化集中生活污水的影響相對較小。結合流域實際情況，提出畜禽代謝產物資源化利用、興修污水處理廠、建造人工濕地和修筑穩定塘等改善措施，為改善梁灘河流域污染現狀提供相應的參考。

梁灘河流域;污染因素;改善措施

工業廢水、生活污水的偷排漏排直接導致該區河流小流域污染十分嚴重，許多次級河流的水環境已遭到嚴重的破壞，梁灘河便是其中的典型。根據重慶環境狀況公報結果表明，梁灘河多年來總體水質為劣V類［1］，并依舊呈惡化趨勢。除了上游源頭的幾個水庫水質情況較好外，凡流經集中居住區，鄉鎮、廠礦企業的地方，污染十分嚴重。如該河流右側支流源頭的大河溝水庫，由于周邊無任何污染源和居民區，該段水質較好，但若從該區域向下500 m的集中居住區和大型餐飲企業所在地，可以發現河水水質明顯發生變化。

梁灘河流經的15個鄉鎮(街道)均無集中污水處理設施，在該流域范圍內所建設的大學城、西永微電園等，均占地面積大，駐入人口多，生活污染物產生量大。除了在2008年建成投入使用的日處理能力約在5萬t的土主污水處理廠處理大學城片區的污水以外，現目前在其他城鎮幾乎無地下排水設施，臨河居民生活污水及垃圾直接排入河中。梁灘河所流經的鄉鎮中均無集中式垃圾收集處理廠，在城鎮和農村，沿河居民都習慣將垃圾直接傾倒在河岸上、河道中，這不僅污染環境，也為夏天的泄洪排水帶來淤塞隱患［2］。因此，梁灘河作為嘉陵江流域的一條重要支流，研究該河流域的污染在重慶市的次級河流中具有明顯的代表性。

1 梁灘河概況

梁灘河(圖1)是重慶市主城區內17條次級河流中最長的一條，全長約88 km。該河流域位于北緯 29°26'～29°40'，東經 105°15'～106°27'之間，流域面積達510.10 km2，流域內共有55條支流。流域的東西兩側是褶皺緊密的背斜低山——中梁山和縉云山，海拔約為500～1 000 m;其間是寬緩的北碚向斜丘陵谷底，海拔多在200～400 m之間，但南部的倒置桌狀低山，海拔可達到600 m［3］。河流發源于重慶市九龍坡白市驛廖家溝水庫，流經九龍坡、沙坪壩、北碚3區的15個鄉鎮，最后在北碚毛背坨匯入嘉陵江［2］。該河流域屬于亞熱帶溫暖濕潤季風氣候，年平均氣溫 17.4～18.8℃，河道平均比降0.27%，多年平均流量6.6 m3/s，多年平均降雨總量約 1 100 ～1 200 mm［4］。

目前，梁灘河流域即將建設成重慶市開發新區，預計未來人口將高達200萬?，F已建成各類大型工業園區，這一系列工程在建設和運行過程中，將對梁灘河的生態造成重大影響。同時，梁灘河流域是重慶市的糧食、蔬菜種植基地、油料、蠶桑、畜禽養殖和加工的生產基地，其中摩托車配件，紡織印染，餐飲，專業化市場等都是該區域范圍內的重點產業。尤其是在20世紀90年代初興起，由政府大力扶植，在該河流域發展的畜禽養殖業尤為興盛，據不完全統計，該行業的養殖數量每年都接近100萬，已成為當地農民增收的一大重要途徑［2-4］。

圖1 梁灘河流域Fig.1 Sketch map of Liangtan River watershed

2 流域總體污染狀況

梁灘河流域在其社會、經濟等各方面享譽盛名的同時，也伴隨著一系列的流域水環境污染問題。自20世紀90年代中后期以來，由于各鄉鎮企業、畜禽養殖個體戶等私營企業將大量未經處理的生活污水、工業廢水、畜禽代謝產物等直接排放到河流中，使得梁灘河的水質惡化、流域水環境遭到嚴重的破壞，原本清澈見底的美麗河流如今變成了“黑河”、“陰陽河”。據調查，在白市驛鎮的餐飲企業——陶然居，其生產生活廢水直接排入梁灘河支流，對下游水質污染嚴重，使得河水呈黑褐色;在回龍壩鎮的永紅印染廠每日下午定時向梁灘河內排放污水，造成約60 m寬的河道一半呈黃色，一半呈黑色。梁灘河作為該區域內的工業用水、農業灌溉和生活用水的水源，其原本應該執行地表水質的Ⅲ類標準。事實上，根據2001年位于小石門區段內所測得的數據顯示，河水中的化學需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、總磷含量(TP)、氨態氮含量(NH3-N)等10項指標明顯超標(部分如表1)［5］，該區段內水體污染嚴重，水質已成為劣Ⅴ類。雖然10年來政府制定了一些措施使得梁灘河的污染狀況有了一定程度的改變，但終究治標不治本，水環境狀況無明顯改善，其水質仍然呈惡化趨勢。

表1 2001年梁灘河小石門測站水質監測數據統計(部分)Tab.1 The water quality monitoring statistics of Xiaoshimen Station in 2001(parts)

3 污染原因分析

根據文獻［6］，以及對梁灘河沿岸調查中所反映的現象和測量的數據顯示，造成梁灘河地表水污染的直接原因是大量未經過處理的生活污水、工業和農業廢水。在眾多因素中，主要包括工業點源污染，農業非點源污染以及城鎮化帶來的集中生活污水3個方面，分別作如下闡述。

3.1 工業點源污染

梁灘河流域面積所覆蓋范圍內，沿河流主干道分布著大大小小的鄉鎮、私營企業，各企業用于生產和營運后的廢水及污染物未經過任何處理直接排放進入河流，形成點狀污染源。據統計，中國印染業所產生的工業廢水約占全國工業廢水排放總量的35%，其排放的廢水又會直接污染20倍的水體［7］。根據數據顯示，在重慶市沙坪壩區沿河新建的紡織企業不低于400家，主要集中在回龍壩鎮片區。由于梁灘河河道平均比降和年平均流量均較小，河水自凈能力差，環境容量小，綜合各個企業對梁灘河水污染所作出的“貢獻”，這巨大的排污量無疑將給梁灘河的生態環境加重了負擔。可以想象，照此發展下去，必定會影響嘉陵江的水質，制約著重慶西部地區生態基地的建設和發展。

如表2［8］列舉了2003年梁灘河沙坪壩區段重點企業工業廢水排放總量的一些數據。工業廢水排放總量為977萬m3/a，其中的主要污染物COD排放量為 1 061 t/a，BOD5排放量為 111.1 t/a，重金屬離子(以Cr為主)含量約為313.6 kg/a。以上數據僅針對沙坪壩片區，若累加九龍坡和北碚2區，其污染總量應不低于上述量值的3倍，由此可見，工業廢水所造成的點源污染是造成梁灘河水體污染的一個重要的原因。

表2 2003年梁灘河沙坪壩區段重點企業工業廢水年排放總量Tab.2 In 2003，the total annual emissions of key enterprises’industrial waste water in Shapingba

3.2 農業非點源污染

當前，非點源污染已成為中小型河流水環境的首要污染源。尤其在廣大農村，農業非點源污染并未引起人們足夠的重視。在農業生態系統中，非點源污染已成為污染地表水和地下水，并進一步誘發湖泊、水庫及河流富營養化問題的重要因素。

3.2.1 畜禽養殖對梁灘河的污染

畜禽養殖基地主要集中于梁灘河流域中下游片區。據不完全統計，各鄉鎮的年畜禽養殖數量約100萬。如表3［4］數據所示，為梁灘河流域某鄉鎮畜牧業全年排污總量數據，該鎮畜牧養殖戶數共有約191戶，加上一些其他養殖的畜禽個體戶，還包括雞、鵝等，總共加起來其數量超過200戶。畜牧養殖場和屠宰場宰殺所產生的畜禽代謝產物、沖舍廢水、屠宰污水等，累計排污總量約為10億kg。初步估計，該鎮畜牧業COD的年排放量約為35 000～85 000 t［4］，大部分畜禽糞便長時間堆積后經雨水沖刷進入水體，形成非點狀污染源。

表3 梁灘河流域某鄉鎮畜牧業全年排污總量Tab.3 The livestock annual total amount of emissions in Liangtan River watershed

而沖洗圈舍廢水和有機高濃度糞尿水是養殖場廢水的主要成分，如表4［9］所示，為某鄉鎮畜禽養殖場排污廢水中部分污染物數據，可見其中污染物含量已完全超出水體的自凈能力。同理，沿河多個鄉鎮的畜禽養殖業規模旗鼓相當，由此可見畜禽養殖對梁灘河的污染嚴重程度。

表4 某鄉鎮畜禽養殖場排污廢水中污染物含量(部分)Tab.4 The contaminants in sewage wastewater of livestock and poultry farms(parts)

3.2.2 農業用地對河流所造成的非點源污染

在梁灘河流域范圍內，農業土地利用不合理是非點源污染的關鍵。農業土地利用方式不同對河流水質的影響明顯不同，研究表明［10］，該河流域范圍內的林地下溪流水質較好，其溶解氧、NH3-N含量均符合Ⅰ類水質標準;農用地下溪流NH3-N含量超過1.0 mg/L，明顯高于Ⅲ類水質的標準;而居民建設用地區溪流水質最差，其中的氨態氮含量超過2.0 mg/L，溶解氧不超過5 mg/L。

3.2.3 農藥、化肥使用過程中對水體造成的影響

近年來，隨著農業生產的不斷發展與進步，梁灘河流域內化肥和農藥使用量也在不斷增加，由于長期大量的使用化學農藥，導致土壤與水體的污染問題，嚴重危及動植物的生長和人體的健康。根據調查顯示，農業農藥的利用率一般只有約20%左右，其余80%的農藥完全流失于土壤、水體當中，一經降水過程，有毒有害物質便直接進入農業生產環境之中［11］。而超過63%的化肥不會被農作物所吸收利用而殘留于土壤內，在降雨、地表徑流和地下滲流作用下進入水環境，造成水體富營養化［12］，二者所形成非點狀污染源是梁灘河水環境污染的重要原因。

3.3 城鎮化帶來的集中生活污水

伴隨著當前中國城市化、城鎮化進程的加快，在梁灘河流域范圍內從以前農民居住形式分散到現在整體移居、集中入住城鎮之后，由于沒有集中污水處理設施，沿河兩岸居民所排入梁灘河中的生活污水為10萬 t/d，累計COD 含量約為4 500 t/a［4］。在這之前，由于農村居民居住地較為分散，所產生的生活污水、廢棄物等將不會超過河流本身自凈能力，造成的污染可忽略不計。時至今日，在某些區域的河岸兩旁及河道中央遍布著大量的固體垃圾等廢棄物，隨著雨水的沖刷將產生大量的污水，對河水水質、水環境造成嚴重的污染。綜上所述，從COD這一污染物指標上來看，結合表1，表2，表4及文獻［4］中的數據顯示，工業污染所產生的COD含量為1 016 t/a(沙坪壩區);農業污染為35 000～85 000 t/a，城鎮化帶來的集中生活污水中COD含量為4 500 t/a。對比3項數據，顯然農業非點源污染所占的比重最大，若累計沙坪壩區，北碚區，九龍坡區的所有工業COD排放量，工業污染所造成的影響較城鎮化集中生活污水要略大一些。因此，應把解決農業非點源污染作為近期治理梁灘河流域，改善其水質的重點研究課題。

4 改善措施探討

4.1 近年治理所取得的成效

2009年，重慶市環保局已把梁灘河列為市級次級河流綜合整理示范工程，按照國務院新批準的《三峽庫區及其上游水污染防治規劃(修訂本)》，重慶市8條次級河流共獲得國家補助資金14.08億元，其中梁灘河所獲資金高達3.95億元。2009年6月，根據《梁灘河流域綜合治理總體規劃》，在3年內梁灘河河水水質將得以改善，河水明顯變清，同時在沿河的一些重點鄉鎮，修建37 km的防洪護岸，陳家橋鎮的防洪標準提高到可抵抗20年一遇的洪水［6］。有了上述措施和規劃，至今為止，使得梁灘河流域的主干道水質情況有了一定程度的改善。

但實施過程當中依舊遇到了很多的問題。政府在貫徹執行減少養鴨方案過程中，由于畜禽養殖業所獲取的利潤實在可觀，養殖戶們不愿放棄致富的大好機會，養鴨戶從嚴查禁止的地區搬遷到地理位置相對較偏僻的地方，污染物依舊直接排入梁灘河中，這一措施治標不治本。

由重慶市某公司承擔的梁灘河河道淤泥清理工程［4］當中，想要通過將河底淤泥運上岸來改善梁灘河的水環境，該工程耗費了巨大的人力、物力、財力，可在施工過程當中，大多數只是開挖了河道中較為偏上層的淤泥，存在于中層的黑泥層開挖困難，最后收效甚微。綜上所述，梁灘河流域污染治理收效甚微。

4.2 提出可行措施

4.2.1 加強政府扶持力度，加快興修污水處理廠

當前，由于梁灘河流域各個鄉鎮沒有完善的市政管網系統，且污水處理設施匱乏，導致各鄉鎮企業將工業廢水、污水直接排入河流中。通過興修污水處理廠來使得工業廢水、生活污水在達到對河水水質不造成污染的前提下排入水中，用以改善點狀污染源帶來的影響，這樣才不會對河流的自然生態造成威脅。當地政府必須加大扶持力度建設好這一項利國利民、造福子孫后代的偉大工程，大幅度提高污水處理率。與此同時，為長效保持梁灘河水質狀況良好，政府也必須實施徹底封堵梁灘河兩岸的直接排污口，加強流域范圍內各鄉鎮企業的管理，攔截污染物于梁灘河水體之外。這為控制該河流域水污染、保護其水環境的一大重要性措施。

4.2.2 畜禽代謝產物的資源化利用

畜禽養殖業所產生的畜禽類污染物也是引起梁灘河水污染的一大重要原因，在此基礎上，可以考慮將其代謝產物進行資源化利用，貫徹生態農業的發展思路，以達到改善直接排入水體，減輕河流負擔的目的。

1)可再生能源，沼氣化使用。沼氣的主要成分為甲烷，1 mol甲烷氣體燃燒可產生約800 kJ的能量，這種燃料綠色環保且可再生。在梁灘河流域范圍內，沼氣化的可行性［4］由于技術成熟、原料來源充沛、農戶參與積極性高等原因，使其擁有極大的發展優勢。更多的居民希望能夠由政府和個人共同出資來建立沼氣池，據資料［4］顯示，建設一個約9 m3的沼氣池成本約為1 500元人民幣，而每年農民可通過沼氣池獲得直接經濟效益約為800元，2年就可以將建設沼氣池的成本收回。一個沼氣池的壽命約在13年左右［13］，其經濟效益十分客觀，值得推廣。

2)生產有機肥，改善土壤土質。當前提倡增加有機復合肥料的施用，大力推廣生物肥料以減少或避免無機化肥中的N、P元素進入水體，達到改善河流生態環境的目的。畜禽糞便中的有機質和營養元素含量較高［5］，可以通過一定的手段和工序轉化成為性質穩定、含水率低、類型多樣的有機復合肥料。而梁灘河流域是糧食、蔬菜、花卉種植集中的地區，這需要大量不同種類的有機復合肥，而這與畜禽養殖業所產生的代謝產物直接掛鉤，兩者通過有機復合肥這一紐帶相結合，在改善梁灘河流域水質、控制非點狀污染源的同時，也可獲得一筆可觀的經濟費用。

3)建造人工濕地，改善生態環境。人工濕地是20世紀70年代發展起來的一種新型污水處理技術，其原理是通過對自然濕地的模擬來用以凈化污水。人工濕地法凈化效果好，可去除污染物，尤其是有機污染物能力強。據實驗數據表明，人工濕地對COD去除率為80%以上，BOD5的去除率可高達85%～95%，對 TP、NH3-N的去除率分別可達90%和80%以上［14］。這對于梁灘河流域目前情況來看，污染物的主要成分為COD、BOD和NH3-N等，因此人工濕地法具有很強的針對性。

人工濕地的建造和運行費用相對較低，操作方法簡單，易于維護。因此可以根據當地的實際情況進行一定規模的實驗，若實驗結果表明其治污效果良好，再進行大規模的普及和利用。與此同時，人工濕地在水產養殖、造紙原料、動物生態棲息地等方面為人們提供了直接和間接的效益。但其占地面積較大，易受病蟲蟲害影響，最令人擔憂的是有時可能因為處理不當，人工濕地反而會成為一個大的污染源。因此，在實施過程當中定要考慮各方面因素，謹慎斟酌。

4.2.3 修筑穩定塘進行污水處理

穩定塘又稱氧化塘或生物塘，是一種利用天然凈化能力對污水進行處理的構筑物的總稱。其凈化過程與自然水體的自凈過程類似。修筑過程是通過人工將土地進行適當的修整，建成防滲池塘，依靠其中的微生物(主要是藻類)來對污水中的有機污染物進行處理。

在梁灘河流域，排水管網和污水集中處理設施缺乏，經濟實力相對薄弱。與人工濕地類似，穩定塘的結構簡單易于修建;其造價低廉，污水處理與利用生態工程的基建投資約為相同規模常規污水處理廠的1/3～1/2;維護簡單，操作方法簡單易行。上述特點，無疑非常適用于梁灘河流域的當地現狀來因地制宜。相對于人工濕地來說，修筑穩定塘與實際情況更加切合。

因此，在整個流域范圍內可充分利用其周邊的一些適宜的地區進行修筑，處理后的污水可用于農業灌溉和水產養殖，既可獲得經濟效益，又實現了對污水的凈化和水資源的可持續利用。

致謝:

在撰寫本文時得到李怡教授、劉相超教授的寶貴意見和建議，謹致謝忱。

［1］劉相超，周政輝，宋獻方，等.梁灘河地表水與地下水水化學及硝酸鹽污染［J］.重慶交通大學學報:自然科學版，2009，28(5):942-947.

LIU Xiang-chao，ZHOU Zheng-hui，SONG Xian-fang，et al.Water chemistry and nitrate pollution of surface water and groundwater in Liangtan River［J］.Journal of Chongqing Jiaotong University:Natural Science，2009，28(5):942-947.

［2］重慶青年環保協會.YEA梁灘河水環境調研報告:關于身邊的河流［R］.重慶:重慶市環保局，2010.

［3］王力.川東丘陵區土壤組合單元發生特征研究——以梁灘河流域為例［J］.西南師范大學學報:自然科學版，1995，20(3):558-563

WANG Li.The problem about the classical on of soil association units in low mountain and hill atea——Liangtan Basin as an example［J］.Journal of Southwest China Normal University:Natural Science，1995，20(3):558-563.

［4］杜利瓊，夏非，張永戰，等.山區小流域污染與治理對策研究:以重慶市梁灘河流域為例［J］.水資源保護，2010，26(4):70-75.

DU Li-qiong，XIA Fei，ZHANG Yong-zhan，et al.Pollution control in small drainage area in mountainous region:A case study of liangtan river basin in Chongqing city［J］.Water Resources Protection，2010，26(4):70-75.

［5］魏志琴，李旭光.重慶市梁灘河流域的畜禽污染現狀及綜合治理對策［J］.遵義師范學院學報:自然科學版，2003，5(3):65-67.

WEI Zhi-qin，LI Xu-guang.Status quo of livestock-poultry pollution in Liangtan river basin in chongqing and the countermeasures of comprehensive harnessing［J］.Journal of Zunyi Normal College:Natural Science，2003，5(3):65-67.

［6］ 林墨，蕭仁武.還我清澈梁灘河［J］.公民導刊，2009(8):5.

LIN Mo，XIAO Ren-wu.To give the clear liangtan river watershed to me［J］.Citizens Guide，2009(8):5.

［7］楊飛要.印花工藝的變革與可持續發展［J］.染整技術，2005，27(11):14-17.

YANG Fei-yao.The change and sustainable development of printing process［J］.Textile Dyeing and Finishing Journal，2005，27(11):14-17.

［8］李謝玲.水環境容量與畜禽養殖的關系研究——以梁灘河流域沙坪壩段為例［D］.重慶:重慶大學，2007.

［9］鄭純輝，趙杰.河南省集約化畜禽養殖業環境污染狀況及管理對策［J］.鄭州牧業工程高等?？茖W校學報，2006，26(2):14-16.

ZHENG Chun-hui，ZHAO Jie.Pollution status and management countermeasures of intensive livestock breeding trade in henan［J］.Journal of Zhengzhou College of Animal Husbandry Engineering，2006，26(2):14-16.

［10］趙俊麗，傅瓦利，袁紅，等.梁灘河小流域非點源污染對溪流水質的影響［J］.人民長江，2008，39(5):61-62.

ZHAO Jun-li，FU Wa-li，YUAN hong，et al.The impact on liangtan river watershed non-point source for the stream water quality［J］.Yangtze River，2008，39(5):61-62.

［11］王春生，李賀，趙樹茂，等.庫區農業污染成因分析及對策［J］.農業環境與發展，2007，24(4):78-80.

WANG Chun-sheng，LI He，ZHAO Shu-mao，et al.On pollution of agriculture in reservoir［J］.Agro-environment ＆ Development，2007，24(4):78-80.

［12］韓莉，張愛麗.農村水環境現狀與解決對策［J］.河南水利與南水北調，2009(1):56-62.

HAN Li，ZHANG Ai-li.The status of water environment and improvement measures in village［J］.Henan Water Resources ＆South-to-North Water Diversion，2009(1):56-62.

［13］徐濟勤.探討社會主義新農村環境建設［J］.現代農業科技，2007(3):138-140.

XU Ji-qin.On construction of new village environment in socialism［J］.Agriculture ＆ Technology，2007(3):138-140.

［14］張一丁，王本德，劉偉，等.利用人工濕地法解決哈爾濱信義溝水污染問題［J］.長春工程學院學報:自然科學版，2005，6(1):20-21.

ZHANG Yi-ding，WANG Ben-de，LIU Wei，et al.Solving water pollution problem of Xinyi ditch in Harbin city using artificial wetl and law［J］.Journal of Changchun Institute of Technology:Natural Science，2005，6(1):20-21.

On Pollution Sources and Improvement Measures of the Liangtan River Watershed Water Quality

WU Lin-jian
(School of River ＆ Ocean Engineering，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074 China)

Among these pollution sources，the agricultural non-point source ranks first，the industrial source does second，and domestic wastewater is less important.Based on the characteristics of the watershed，this paper proposes improvement measures for the water pollution issue，such as utilizing livestock excretion，installing wastewater treatment plants，and providing artificial wetlands and detention ponds.

the Liangtan River watershed;pollution sources;improvement measures

X522

A

1674-0696(2011)03-0456-05

2011-02-28;

2011-04-08

吳林鍵(1990-)，男，重慶人，本科生，主要從事港口航道與海岸工程方面的研究。E-mail:wljabgf@126.com。