禿尾河水質污染情況的調查與分析

惠 璠，郭雅妮，崔雙科，郭戰英，韓丹丹，王志剛

（1.西安工程大學 環境與化學工程學院，陜西 西安710048；2.陜西省現代建筑設計研究院，陜西 西安710048；3.西安工程大學 科技處，陜西 西安710048）

陜北能源化工區是一個極度缺水的地區，禿尾河是該地區最重要的工業用水來源之一.國內很多研究人員都對該河流的水資源的利用及環境影響做了調查和研究.黃月琴［1］對禿尾河流域水資源環境進行分析指出，禿尾河水資源總量為3.705×108m3，可利用水資源總量為2.245×108m3，地表水水質（除錦界工業園區外）總體較好，都在Ⅲ類水標準范圍內；孫天青等［2］對禿尾河徑流特性及人類活動對徑流量的影響進行分析；李占斌等［3］對禿尾河流域的暴雨洪水產沙特性進行了研究等.但對該流域污染源的調查分析研究較少.為了更加客觀實際地對該流域污染源進行分析，通過實地調查和資料收集，采用目前比較實用的方法——等標污染負荷法對禿尾河流域污染物進行評價，通過分析比較，確定主要污染物，為該地區污染源的防治對策提供科學依據［4］.

1 現狀調查

1.1 流域生態環境

禿尾河位于陜西省榆林市境內，河源至棗稍溝段，主要流徑沙漠區，河道比降較小，其中圪丑溝以上比降為3.47‰.棗梢溝至高家堡段，沿岸多沙丘和黃土，河床不定，水流分散，地形上類似一個小盆地，河漫灘及一級階地發育.高家堡至紅花渠段，以砂岸為主，部分河段切入基巖40～60m，一束一放的形勢比較明顯，為寬緩平直河道與曲流巖岸的過渡河段.紅花渠至河口段，以巖岸為主，河谷深切，河道變窄，曲流發育，河漫灘及階地不發育［5］.禿尾河水系結構簡單，呈樹枝狀分布，且西南岸支流較發育.流域主要天然植被類型為沙生植被和沼澤性植被，土壤類型以風沙土、黃綿土、黑壚土、新積土為主.生態環境容易被破環，而且自恢復能力極差，水土流失嚴重.

1.2 水資源利用情況

禿尾河水資源目前沒有大規模的開發利用，僅在河谷地帶傍河修建引水渠進行農業灌溉，而且季節性很強，主要集中在每年的農作物生長期.表1為禿尾河各支流的水資源情況.在沙母河溝和棗稍溝農業用水較集中，多以渠道引水自流灌溉，水利化程度較低.在大保當河谷地帶現狀開采量僅占地表水總量的7%.喇嘛河村南筑有溢流壩，居民就近利用溝水灌溉莊稼.神木煤液化基地的錦界工業園區的供水依賴禿尾河上的瑤鎮水庫，供水量為0.547 5億m3/a.目前，已形成30萬m3/d供水能力的工程，現供水量為15萬m3/d.同時，在野雞河上游修筑高羔兔和野雞河兩座季節性水庫用以儲存水.禿尾河上的彩兔溝水庫，目的是為神木煤液化基地的大保當工業園區供水，工程設計供水量為5 700萬m3/a，庫容量為7 300萬 m3［6－8］.

表1 禿尾河支流長度、流域面積及年平均徑流量Table 1 Tuwei River′s tributary area，length and the average annual runoff

1.3 水功能區劃分

根據陜西省水功能區劃劃分，地表水環境質量按照《陜西省人民政府辦公廳關于調整榆林市禿尾河水功能區劃的復函》（陜政辦函〔2010〕140號）規定，禿尾河一級水功能區劃分3個河段，神木源頭保護區（源頭至瑤鎮段，河長31.4km）水質目標為ⅱ類，神木開發利用區（瑤鎮至高家堡段，河長38.8km）水質目標為ⅲ～ⅳ類，神木保留區（高家堡至入黃口段，河長69.4km）水質目標為ⅲ類.在神木開發利用區劃定二級水功能區2處，神木飲用及農業用水區（瑤鎮至采兔溝水庫大壩段，河長13km）水質目標為ⅲ類，排污控制區（采兔溝水庫大壩至高家堡段，河長25.8km）水質目標為ⅳ類.

2 污染源調查

此次調查的目的主要是以禿尾河流域的地表水為對象，對該區域的點源和非點源污染源進行調查，主要涉及內容包括：污染源所在單位周圍的環境情況，污染治理情況，廢污水量及其所含污染物量，廢、污水排放方式與方向，污染物危害及其發展趨勢等.

2.1 點源污染源

點源污染源主要是指如工業廢水之類可以集中處理的污染源.對于這種污染源，一般采用詳細的工業流程調查和污水排放量調查.包括各工業生產產生的污水廢水量、所含污染物量、污水處理方式與去向等.

禿尾河流域工業區主要有現有的錦界工業園區和未來的大堡當工業園區，其中錦界工業園區對禿尾河的污染影響較大，因此以錦界工業園區為主要調查對象，對此工業園區的工業分布、主要產品、污染源等進行了詳細的調查.錦界工業園區有許多工廠，例如天元化工、北元化工、金聯建材、東風鎂業、錦龍水泥、瑞誠玻璃、恒益建材、神華神木化工、錦界煤礦、國華電廠、亞華電廠、錦興化工等.錦界工業園區不同行業水污染調查情況如表2所示.

表2 園區現有行業水污染源調查結果一覽表Table 2 List of the park′s existing industry water pollution source survey

2.2 非點源污染源

非點源污染源主要指農業、畜牧業、醫院、交通及日常生活等產生的污染.禿尾河流域城鎮生活用水指標為28L/（人·d），農村生活用水指標為15L/（人·d），這些水除了少量作為飲用水外，大部分用于廚房洗滌、淋浴、廁所沖洗等，最終以污水的形式排放［9－10］.生活污水中含有一定量的懸浮物、有機物、氨氮、合成洗滌劑以及細菌等，一般懸浮物濃度為100～350mg/L，生物需氧量為300～500mg/L，而每人每天帶入污水的氨氮量約為50g.城鎮醫院在門診、住院治療中要排出相當量的醫院用水，這種污水中，除含懸浮物、有機物外，主要含有病菌、病毒、寄生蟲卵和一些有毒物質，是較為嚴重的一種生活水污染源.污水中含污染物實際濃度與耗水多少有關，水量越大，濃度越低.

目前農村人數相對較少，日常生活對河流的影響很小.但在錦界工業園區，流動人口相對較多，常住人口也隨著錦界工業園區建設的規模增加而越來越多，人類所產生的生活污水也越來越多，園區產生的生活污水對禿尾河的影響也就越來越大.由于園區的建設沒有完善，工廠、生活區、醫療所、醫院、學校都在相繼建立，園區的城市排水管網還沒有建成，因此除了企業內部的工人生活污水和工業廢水通過管道送進污水處理廠處理外，其他的生活污水基本都是直接排放，對禿尾河水質的影響很大，嚴重影響園區的發展和當地經濟的增長.

農業生產是禿尾河流域經濟支柱中不可或缺的一部分，大量使用農業化肥和農藥是該地區糧食種植或是樹苗栽培的必要途徑.大量使用農藥會造成禿尾河中有毒化學成分及有機元素增加，可能會導致水體富營養化，影響水質工業廢水、廢棄物進入農田，導致土壤重金屬超標，再由水土流失進入河流，繼而進入食物鏈，嚴重影響水環境生態和人類的身體健康.禿尾河上沒有大型的運輸船只，所以交通污染源對禿尾河沒有影響.

2.3 計算方法

等標污染負荷法是一種比較專業的方法，在環境影響評價中多用于對污染源的評價［11－12］.等標污染負荷法，是把排放介質稀釋（或濃縮）到排放標準時的體積，目的是使各種污染物具有可比性.其計算公式是

式中，Pi為第i污染物的等標污染負荷，m3/h；qi為第i污染物絕對排放量，t/a；Ci為第i污染物的實測濃度，mg/L；Coi為第i污染物的排放標準，mg/L；Qi為含i污染物的介質排放量，t/a.

污染物負荷比：某污染物的等標污染負荷占總污染物等標污染負荷Pn（m3/h）的百分比，稱為該污染物的等標污染負荷比Ki，Kn為該污染物的總污染負荷比，計算公式為

2.4 主要污染物的確定

按調查區域內污染物等標污染負荷的大小排列，分別計算百分比及累計百分比，計算結果如表3所示.將累計百分比大于80%的污染物列為該區域的主要污染物［13］.

表3 特征污染物等標污染負荷及等標污染負荷比Table 3 Equal standard pollution load and equiscalar pollution loading ratio of the key pollutant

3 結果與分析

如表2，3所示，禿尾河流域的主要污染源是來自錦界工業園區的各化工廠廢水，主要有氯堿工業廢水（主要污染物為氨氮）、煤化工廢水（主要污染物為煤制品廢水）、建材企業廢水、能源電廠廢水、鎂金屬冶煉廢水（輕有色金屬廢水）、煤焦油生產廢水（芳香烴類污染廢水），其污染廢水排放總量為5 519 997t/a.其中COD排放量達407.8t/a，氨氮排放量為7.30t/a（其他污染物年排放量很少，對河流的影響可以忽略）.污染物總等標污染負荷為19.093m3/h（其中COD、氨氮分別為13.593m3/h和4.867m3/h，其他污染物為0.633m3/h）；COD總污染負荷比為71.20%，氨氮總污染負荷比為25.49%，其他污染物總污染負荷為3.31%.

分析結果可知，禿尾河流域水質總體較好，基本在國家水質三類標準范圍內.錦界工業園區的煙煤和無煙煤開采洗選工業、有機化學原料制造業、其他基礎化學制造業和火力發電是該園區產生高COD廢水的主要來源，COD總污染負荷比為71.20%，已經接近80%的臨界線；有機化學原料制造業是氨氮廢水的主要來源，其等標污染累計排放率為25.49%，因此COD和氨氮是該園區影響禿尾河水質的主要污染物.同時，該園區很大一部分的企業沒有集中的污水處理排放口，居民生活區產生的大量生活污水未進入城市管網，缺少具體的數據說明，因此園區廢水對禿尾河的實際污染程度大于此次調查的計算值.

4 結束語

本文針對錦界工業園這一特定區域用等標污染負荷法較準確地反映出園區的主要污染物，并結合實際調查分析目前影響禿尾河水質的實際污染情況.同時，從錦界工業園區及禿尾河流域可持續發展角度建議對錦界工業園區污染物的排放進行綜合治理，規范對河流排放污水的排放口及固體廢物貯存、堆放場的管理，按污染源的負荷比實施分步驟治理，使該工業園對禿尾河水質的影響降到最低.

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