洱海流域村落污水類型及污染特征分析

竇嘉順

(大理州洱海湖泊研究中心,云南 大理 671000)

?

洱海流域村落污水類型及污染特征分析

竇嘉順

(大理州洱海湖泊研究中心,云南 大理 671000)

摘要：對洱海流域村落污水進行深入調查，分析得出流域村落污水主要由畜禽養殖廢水、農村居民廢水、旅游廢水三種類型組成。詳細分析了各類廢水產生量、污染物濃度、排放規律，并提出相應治理對策建議。

關鍵詞：村落污水類型；村落污水排放特征；污染調查；洱海流域

洱海位于大理白族自治州境內，是云南省第二大高原淡水湖泊，流域地跨大理市和洱源縣。洱海既是大理市主要飲用水源地，又是蒼山洱海國家級自然保護區和風景名勝區的核心地帶，具有調節氣候、保護生物多樣性、為流域內經濟發展提供水源保障等多種功能，是整個流域社會經濟可持續發展的基礎，被譽為大理人民的“母親湖”。

近年來，伴隨流域內人口增加和經濟快速增長，洱海水質日益下降，水質已由20世紀90年代的Ⅱ類惡化為現在的Ⅱ～Ⅲ類。2014年，洱海總磷含量0.023mg/L，總氮含量0.49mg/L，高錳酸鹽指數為3.22mg/L，水質透明度為2.03m左右，各項水質污染指標中以總磷、總氮污染最為嚴重[5]。洱海的污染主要是面源的污染，依據相關研究，洱海面源污染中65.08%TN、42.15%TP來自村落污水[1]，村落污水污染是洱海面源污染中最重要的污染源。開展洱海流域村落污水類型、特征分析研究，摸清洱海流域村落污水類型、廢水產生量、產生系數、污染物含量，對于洱海保護治理具有十分重要的現實意義。

1材料與分析方法

1.1數據收集和調查方法

基礎數據收集方法：畜禽數量、人口、旅游人次等以大理市、洱源縣統計年鑒為準；水沖式廁所普及率通過問卷調查及實地走訪調查得出。

1.2水質采樣與分析方法

水質采樣嚴格按照《HJ/T91 地表水和污水監測技術規范》進行，各類型廢水水量通過在排水末端放置容積桶累加測量得出。

室內水質分析方法：COD采用快速消解分光光度法(HJ/T399-2007，哈希測定儀)；TN采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(HJ636-2012)；TP采用鉬酸銨分光光度法(GB11893-89)。

2結果與分析

通過查閱相關文獻資料和實地調查，洱海流域村落污水主要包括畜禽養殖廢水、農村居民生活廢水、旅游餐飲住宿廢水3種類型。

2.1畜禽養殖廢水

畜禽養殖廢水是指畜禽養殖過程中產生的廢水，主要由畜禽尿液、圈舍沖洗水組成[4]。

2.1.1流域主要產生廢水畜禽種類及養殖方式

流域畜禽養殖種類主要包括奶牛、耕牛、豬、家禽、羊、騾馬等[2，3]。

通過現場調查發現，流域耕牛、家禽、羊、騾馬等牲畜養殖方式為傳統圈養。牲畜產生尿液排入糞便中儲存在圈內，待播種季節運至農田中做農家肥，在養殖過程中基本不產生廢水。

奶牛和豬養殖方式主要為衛生圈養殖。衛生圈在清潔圈舍過程中會使用大量沖圈水，沖圈水將圈內畜禽的尿液及少量糞沖出圈外，從而形成高濃度的畜禽養殖廢水。流域奶牛、豬養殖清糞工藝為干清糞工藝。依據相關研究，流域奶牛、豬主要養殖方式為農戶散養，流域奶牛中96.2%來自于農戶散養，92.43%的豬來自于農戶散養[1]。

2.1.2畜禽養殖廢水水量產生系數和水質調查

對流域內下關、上關、右所、喜州、鄧川鎮等鄉鎮典型養殖戶進行現場調查，調查對象均為衛生圈養殖。通過調查發現奶牛、豬養殖廢水產生量受水源供給情況影響較大，一般而言，水源豐富地區，農夫沖圈水用量相對較大，反之用量較小；廢水中污染物濃度與各家農戶清除糞便的清潔程度有關，圈舍干清糞越干凈，廢水中污染物濃度就越低。同時奶牛養殖中，部分養殖戶白天會將奶牛牽至圈外飼養放牧，在圈外期間奶牛產生的糞便及尿液直接排入環境，因此奶牛圈外飼養時間越長，圈內產生畜禽糞便越少，廢水中污染物濃度就越低。詳細調查結果見表1。

表1　洱海流域村落畜禽養殖廢水產生系數和污染物濃度

2.1.3流域畜禽養殖廢水產生量及污染物量

2013年洱海流域養殖奶牛114314頭、豬435723頭[2,3]。奶牛廢水產生系數以95L/頭·d計算，流域奶牛養殖廢水產生量為296.38萬m3/a。豬廢水產生系數以18L/頭·d計算，流域每天產生豬養殖廢水286.27萬m3/a。合計流域畜禽養殖廢水產生量為682.65萬m3/a。廢水中含有污染物量COD 8695.15t/a，TN 719.72t/a，TP 84.79t/a，詳見表2。

2.1.4畜禽養殖廢水排放規律

通過調查發現奶牛、豬畜禽養殖廢水主要產生在農戶清掃圈舍時，其余時段圈內產生的尿液及畜禽飲水產生的廢水一般儲存在圈內低洼處，待圈舍清掃時沖出圈外，因此廢水排放比較集中。流域一般清掃圈舍時間為上午7∶00—10∶00，廢水也在此時段排出。此時段廢水產生量占廢水量90%以上，其他時段排放量極少，因此廢水的日變化系數較大。

表2　洱海流域村落畜禽養殖廢水總量和污染物量

2.1.5流域畜禽養殖廢水分布情況分析

通過核算流域各鄉鎮畜禽養殖廢水產生量，發現流域各鄉鎮畜禽養殖廢水排放量由大到小依次為右所鎮>茈碧湖鎮>三營鎮>上關鎮>鳳儀鎮>喜洲鎮>鳳羽鎮>牛街鎮>鄧川鎮>灣橋鎮>銀橋鎮>大理鎮>海東鎮>挖色鎮>雙廊鎮。從洱海流域各分區情況看，洱海北部區畜禽廢水排放量最大，廢水排放量超過總廢水量的60%，其次為洱海西部，約占20%，洱海東部、南部相對較少。

2.2農村居民生活廢水

農村居民生活廢水指農村居民在日常生活中產生并排放的廢水，廢水產生系數與居民庭院內自來水供給情況和室內衛生設施數量有直接關系[5]。一般室內供水設施完善有水沖式廁所及淋浴(水沖式廁一般和淋浴設施合建)的，廢水產生量大，且污染物濃度高。

2.2.1流域水沖式廁所普及率調查結果

在流域各鄉鎮發放調查問卷，調查結果顯示2013年洱海流域各鄉鎮農村居民水沖式廁所普及率為8%～71%，平均為33.00%。其中大理市的大理鎮、下關鎮、銀橋鎮普及率較高，洱源鳳羽、牛街、三營等鄉鎮較低。

2.2.2農村居民生活廢水產生系數及污染物濃度

分別選擇流域三營、右所、上關、喜州、海東、大理等鄉鎮家中設有水沖式廁所和無水式廁所家庭，對典型農村居民生活廢水產生量及濃度進行調查、監測。

家中設有水沖式廁所的家庭排放的生活廢水主要包括居民淋浴廢水、衛生間糞便沖洗水、居民日常洗滌衣物排水、廚房餐飲廢水、居民早晚洗漱廢水等。設有水沖廁所居民家中供排水設施相對完善，廢水大多直接排放，廢水回用較少。廢水中因含衛生間糞便沖洗水，廢水污染物濃度相對較高，水量較大。

家中不設水沖式廁所的家庭排放的生活廢水主要包括居民日常洗滌衣物排水、廚房餐飲廢水、居民早晚洗漱廢水等。沒有水沖式廁所的家庭，室內供排水設施較差，用水量較小，同時在調查中發現居民有將廚房產生的淘米水、首次沖洗餐具水等有營養價值的廢水當做飼料喂豬的習慣，存在一定的廢水回用。因此廢水排放量相對較小，污染物濃度較低。詳細調查結果見表3。

表3　洱海流域農村居民生活廢水產生系數和污染物濃度

2.2.3流域農村居民廢水產生量及污染物量

洱海流域2013年共計有農村居民59.95萬人(包括全部農業人口和居住在農村的城鎮人口)[2,3]。家中設有水沖式廁所廢水產生系數以平均50L/人·d計算，家中不設水沖廁所廢水產生系數以平均15L/人·d計，流域共計產生居民生活廢水580.96萬m3/a。農村居民生活廢水共含有污染物COD 963.45t/a，TN 78.00t/a、TP 14.41t/a，詳見表4。

表4　洱海流域農村居民生活廢水總量和污染物量

2.2.4廢水排放規律及分布

流域居民生活污水排放較為集中，一般早上6∶30—10∶00和晚上17∶30—20∶00為主要排放時段，其他時間排水水量較小，廢水日變化系數較大。同時不同地點、不同季節居民生活污水排放量也有一定差異，一般夏秋季節農戶洗漱頻率較高，排水量較大，而冬春季節排水量相對較少。

通過核算流域各鄉鎮農村居民生活廢水產生量，發現流域各鄉鎮農村居民生活廢水排放量由大到小依次為大理鎮>喜洲鎮>下關鎮>鳳儀鎮>右所鎮>上關鎮>茈碧湖鎮>銀橋鎮>開發區>三營鎮>灣橋鎮>鳳羽鎮>海東鎮>挖色鎮>雙廊鎮>牛街鄉>鄧川鎮。從洱海各分區情況看洱海西部區廢水排放量最大，廢水排放量超過總量的40%，其次為洱海北部，約占30%，洱海東部、南部相對較少。

2.3旅游餐飲服務設施廢水

大理是國家歷史文化名城，國家級風景名勝區，著名的旅游度假勝地，旅游業是流域經濟的支柱產業。近年來隨著洱海環湖公路的修建和滇西旅游黃金線路的建成，洱海旅游業迅速發展，旅游接待人次不斷增加。

2.3.1洱海流域旅游概況

洱海周邊地區氣候宜人，有眾多游客到大理避暑休閑。洱海流域旅游主要以休閑、療養游為主，游客在流域地區居住時間相對較長。據旅游部門統計，游客在流域逗留時間一般在1～5d，平均約為3d。

流域旅游廢水主要產生于游客住宿、餐飲過程中。餐飲飯店和住宿客棧主要分布在流域旅游景區周邊，形成小的聚集區。聚集區內住宿客棧和餐飲設施相配套，部分旅游服務設施既有餐飲又有住宿客棧的綜合經營，旅游住宿廢水和餐飲廢水排入旅游聚集區域的污水收集管網形成旅游綜合廢水。

2.3.2旅游廢水產生系數和水質特征分析

旅游餐飲廢水、住宿廢水一般混合排放，流域治理旅游廢水污染一般采取片區集中治理，廢水處理設施處理對象為片區旅游綜合廢水。因此選流域內雙廊大建旁、喜州桃源碼頭、才村碼頭等典型旅游區綜合廢水進行不同季節水質監測，得出旅游廢水水質。

對洱海流域雙廊古鎮區域旅游客棧、餐飲設施排水情況進行調查。發現流域旅游客棧廢水產生量與客棧類型、淋浴衛生、洗漱設施及回用情況有關，每個游客每晚產生廢水量在80～160L，平均約為120L。流域餐飲飯店廢水產生量與飯店供給類型、飯店規模有關，一般而言餐館規模越大、越豪華，廢水排放量越大。主供魚類餐廳(包含養魚水及洗殺魚廢水)廢水排放量大，而小吃類餐飲店廢水排放量較小。每個游客每餐廢水產生量在5～25L，平均約為15L。每個游客每天以吃兩餐住客棧一晚計，游客在大理期間廢水產生量85～185L/d，平均約為150L旅游廢水。詳細情況見表5。

表5　洱海流域村落旅游廢水產生系數和污染物濃度

2.3.3流域旅游廢水產生量及污染物量

2013年洱海流域旅游接待人次達929.87萬人次[2,3]，以平均每人次游客在流域逗留3d計，旅游人口在流域居住天數為2148.00萬人/d。以旅游人口在流域每天產生150L廢水計，流域每年產生旅游廢水322.20萬m3/a，廢水中含污染物COD 731.39t/a、TN 125.42t/a、TP 13.50t/a。

2.3.4旅游廢水排放和分布特征分析

旅游餐飲住宿廢水排放量受旅游人口居住情況影響較大。廢水產生量季節變化大，一般6—10月為流域旅游旺季，旅游餐飲廢水量較大，而11月—次年5月旅游餐飲廢水量較小，旅游廢水年內變化系數大。就日內而言，客棧排水一般主要集中在傍晚(18∶00—22∶00)，而餐飲飯店主要集中在中午(11∶00-13∶00)和傍晚(17∶00—20∶00)，總體而言旅游廢水日內變化不大。

旅游廢水由游客餐飲住宿過程中產生，依據流域各景點旅游接待情況和旅游餐飲、住宿服務設施分布情況分析可知，流域旅游廢水主要產生于雙廊鎮大建旁、玉幾島片區，大理鎮古城、才村碼頭、龍龕碼頭片區，喜洲古鎮、桃源碼頭、沙村碼頭片區，銀橋鎮馬甲邑至富美邑沿海一線區域，海東的金梭島區域，洱源茈碧湖沿湖一線及下山口片區等區域。

2.3.5旅游廢水對洱海影響及未來變化分析

流域旅游廢水主要產生于洱海環湖近海、甚至臨海等洱海敏感區域內的旅游餐飲、住宿服務聚集區內，產生的廢水無衰減地直接排入洱海及入湖河流，且旅游廢水濃度相對較高，對洱海水質及水生生態影響較為直接。同時近年來洱海流域旅游業迅速發展，旅游接待人次及旅游人口在流域逗留時間急劇增加，旅游餐飲、住宿服務設施數量不斷增加，旅游廢水及污染物排放量大幅提高，將對洱海水質及生態構成嚴重威脅，應引起相關部門高度重視，并積極采取有效措施加以應對。

3結論及建議

3.1結論

洱海流域村落污水由畜禽養殖廢水、農村居民生活廢水、旅游廢水3種類型組成，2013年流域村落污水排放總量為1585.81萬m3/a，廢水中共計含有污染物COD 10389.99t/a、TN 923.14t/a、TP 112.70t/a。村落污水中水量、COD、TP排放量由大到小依次為畜禽養殖廢水>農村居民生活廢水>旅游廢水，TN污染物排放量由大到小依次為畜禽養殖廢水>旅游廢水>農村居民生活廢水，因此流域村落污水主要是畜禽養殖廢水，其次為農村居民生活廢水，旅游廢水、污染物排放量相對較小，詳見表6。

表6　洱海流域村落污水總量和污染物量

雖然對流域內的畜禽養殖廢水、居民生活廢水、旅游廢水進行分類調查測算，但在實際中畜禽圈內養殖廢水與居民生活廢水一般在農戶庭院內就進行混合形成綜合村落污水；旅游服務設施聚集區周邊分布有農村居民，旅游廢水中也會混入部分農村居民生活廢水。因此實際上除典型的旅游聚集區外很少有單一類型的廢水排放，流域大部分村落的廢水為兩種甚至3種類型廢水的混合廢水。

3.2建議

(1)洱海流域村落污水排放量和廢水污染物含量巨大，目前雖流域已建立起部分村落污水處理設施，但仍存在處理能力不足、配套管網不健全、處理效果不佳等問題，不能滿足洱海保護治理要求，因此必須加大村落污水治理設施及配套管網建設力度，加強已建立村落污水處理設施運營管理。

(2)流域村落污水為混合廢水，流域畜禽養殖廢水、旅游廢水排放量較大，導致流域村落廢水較國內其他區域農村村落廢水污染物濃度高，因此在選擇治理技術和工藝時，應加強厭氧預處理措施，選擇的廢水處理工藝應能同時處理高、中、低濃度廢水。

(3)洱海流域村落污水中畜禽養殖廢水日變化系數、旅游廢水年變化系數較大，流域村落廢水處理設施進水水質、水量不穩定，因此在建設村落污水處理設施時，應適當擴大廢水調節池，增強村落污水處理設施對水質、水量調節能力，在旅游聚集區內的廢水處理設施，應加強旅游淡季進水管理，保證廢水處理設施內污泥活性。

參考文獻：

[1]衛志宏.洱海控藻技術研究[M].昆明：云南人民出版社,136-160,419-459.

[2]大理市統計局.大理市統計年鑒[M]. 2013.

[3]洱源縣統計局.洱源縣國民經濟和社會發展統計年鑒[M]. 2013.

[4]王凱軍.畜禽養殖污染防治技術與政策[M].北京:化學工業出版社,2004, 19-20.

[5]大理白族自治州環境保護局.大理州(2010-2013年)環境質量報告書[R].

[6]張后虎,祝棟林.農村生活污水處理技術及太湖流域示范工程案例分析[M].北京:中國環境科學出版社,2011.

Sources and Characteristics of Village Sewage in theErhai Lake Basin

DOU Jia-shun

(Erhai Lake Research Center of Dali, Dali Yunnan 671000,China)

Abstract：An in-depth investigation of village sewage in the Erhai Lake basin was carried out. It revealed that three major sources of village sewage in this region were from livestock & poultry breeding, rural residents, and tourism. The characteristics of sewage amount, the concentration of the pollutants, and the emission law were thoroughly examined. In addition, suggestions of pollution control were proposed.

Key words：sources ofvillage sewage; characteristics of village sewage discharge; pollution investigation;the Erhai Lake basin

中圖分類號：X52

文獻標志碼：A

文章編號：1673-9655(2016)03-0059-05

基金項目：國家水體污染控制與治理科技重大專項

收稿日期：2016-01-19

(2010ZX07105-007)資助。