基于輸出系數法的渾河撫順段污染負荷核定

劉 放

(撫順縣水務局，遼寧 撫順 113006)

解決水體污染問題需要明確水體主要污染物的來源以及排放量，進而做到有目的性、有針對性地控制水環境質量[1]。運用污染負荷核定技術有效地核定污染物的排放量以及入河量，制定有效方案解決水體污染，提高河流凈化能力具有十分重要的意義[2]。早期西方國家對工業污染為主的點源污染進行治理，發現單純治理點源污染不能從根本上解決水體污染，因此非點源污染受到關注。我國非點源污染主要研究了江河湖泊的水質問題，涉及內容包括非點源模型研究、污染負荷研究等。馬原[3]等以污染負荷的傳輸為輸出、以降雨徑流為輸入，建立數學模型對流域非點源污染負荷進行研究，發現該模型具有一定局限性。陳媛[4]借助GIS技術，建立了農村居民點和流域土地輸出非點源污染年負荷模型，分析了流域非點源氮磷污染年負荷量，得到了溶解態磷、氮溶解過程的損失量。耿潤哲[5]等通過改進的輸出系數模型對白河流域與密云水庫上游潮河進行了非點源污染負荷，具有一定的可靠性。本文通過統計法與輸出系數法分別對渾河撫順段NH3-H、COD進行點源污染負荷核定與面源污染負荷核定，為改善渾河撫順段水質污染提供了理論研究。

1 污染負荷核定

污染物經過地表徑流、排污口等途徑進入水體稱為污染負荷，污染負荷是水體污染的主要原因。污染負荷包括點源與非點源，點源污染是指工業廢水與居民生活用水經過管道排放至水體引起的污染；非點源污染是指污染物經過水體沖刷進入地下引起的污染，來源包括水體養殖、施用化肥農藥、農村生活污水、畜禽糞便等，過程復雜，具有潛伏性、模糊性與難以控制性等特點。

1.1 點源污染負荷核定方法

點源污染負荷核定的常用方法有通量法、物料衡算、類比分析與常規統計等，本文主要運用常規統計法。常規統計法根據污水處理廠與企業的廢水排放量和主要污染物排污口濃度來核定污染物的入河量以及排放量，見式(1)、(2)[6- 7]。

Wα=dCQ

(1)

W=CQ

(2)

式中，Wα—污染物入河量，kg；W—污染物排放量，kg；Q—廢水排放量，m3；C—出口濃度，mg/L；d—入河系數。

1.2 面源污染負荷核定方法

面源污染負荷核定方法為輸出系數法，輸出系數法是指通過某種污染源得出的污染物輸出系數預估流域的面源污染負荷產生量[8]。通過資料數據估算面源污染負荷，避免了面源污染負荷發生的復雜過程，具有較高的準確性[9]。污染物輸出系數為單位時間內降雨、某種土地、農村人口以及某種畜禽等輸出的污染負荷量見式(3)[10]。

(3)

式中，Lj—流域內污染物j的總負荷，t/a；Eij—在第i種污染源下污染物j的輸出系數，t/(km2(人)·a)；Ai—人口數量、第i種牲畜的數量、第i類土地利用類型的面積等；E—降雨輸出系數，t/(mm·a)；p—流域降水，mm；i—流域中農村人口、土地種類等(i=1，2，3…n)；j—污染物種類。

表1 渾河撫順段直排源行業類別統計 單位：家

表2 渾河撫順段點源污染物排放量及入河量 單位：t

2 渾河撫順段污染負荷核定

2.1 污染源調查

對渾河上游的主要I級支流及上游河流進行排放污染物進行調查。河流包括渾河干流、李石河、方曉河、歐家河、古城子河、東洲河、章黨河、杜河、蘇子河、紅河以及英額河，調查內容包括污染源的類型、排污口出口濃度、排放去向、廢水排放量、污染物含量與種類等。按照2016年污染源調查結果與環境統計數據，得到渾河撫順段的直排源行業統計，結果見表1。

由表1可知，渾河撫順段各河流直排源統計總數為60余家。直排源最少為英額河，只有1家污水處理廠。直排源最多為渾河干流，并且涉及列出的所有行業，共23家，其中設備配件制造7家，污水處理廠5家。

2.2 點源污染負荷核定結果

按照2016年污染源調查結果與環境統計數據，采用統計法對渾河干流、李石河、方曉河、歐家河、古城子河、東洲河、章黨河、杜河、蘇子河、紅河以及英額河的NH3-N、COD入河量和排放量進行研究，統計結果見表2。

由表2可知，渾河撫順段NH3-N、COD的污染負荷入河總量分別為373.041t與4050.965t。其中城鎮生活污染負荷入河量為282.73t、2803.64t，工業點源污染負荷入河量分別為90.31t、1247.32t。對其貢獻最大的為渾河干流，NH3-N、COD的污染負荷分別為345.56t、3684.72t，占污染負荷入河總量的92.6%、91.0%。

圖1 工業點源、城鎮生活NH3-N入河貢獻率

圖2 工業點源、城鎮生活COD入河貢獻率

工業點源、城鎮生活NH3-N入河貢獻率和工業點源、城鎮生活COD入河貢獻率如圖1、2所示。由圖1、2可知，渾河撫順段NH3-N城鎮生活與工業點源的污染負荷入河量所占比例為75.79%、24.21%。COD城鎮生活與工業點源的污染負荷入河量所占比例為69.21%與30.79%，兩種污染物質都以城市生活為主。渾河干流、蘇子河與英額河的NH3-N、COD污染負荷入河總量主要源自城鎮生活，而李石河、方曉河、古城子河、歐家河、東洲河、杜河和紅河的NH3-N、COD污染負荷入河總量都源自工業點源。

2.3 面源污染負荷核定結果

通過輸出系數法對李石河、友愛河、方曉河、歐家河、古城子河、東洲河、章黨河、杜河、蘇子河、紅河以及英額河進行面源污染負荷核定，核定結果見表3。

表3 渾河撫順段面源NH3-N、COD污染負荷核定結果

根據表3可知，渾河撫順段NH3-N、COD的面源污染負荷總量為118.4t與

3008.19t。其中方曉河與杜河在NH3-N、COD的面源污染負荷最小，東洲河與蘇子河在NH3-N、COD的面源污染負荷最大。

2.4 污染負荷削減措施

針對渾河撫順段渾河干流與相關流域的污染負荷狀況，根據各河流NH3-N、COD點源與面源的排放現狀，采取以下措施：①治理污染嚴重的水域河流，增加污水處理廠的數量，做到工業廢水與生活污水必須經過處理達標排放，嚴禁一切偷排情況的發生；②面源污染主要來源于垃圾堆放，因此應該嚴格控制鄉村城鎮的垃圾隨意堆放，增加垃圾清理廠的數量，減少生活垃圾污染的風險；③對直排企業進行重點治理，企業污染物必須經過處理達標以后才可排入河流，對偷排企業加大處罰力度，杜絕偷排情況的發生；④建設自然保護區與生態文明區對河流進行保護，大力發展生態農業，提高河流凈化能力，保護河流水質。

3 結論

通過對渾河干流、李石河、方曉河、歐家河、古城子河、東洲河、章黨河、杜河、蘇子河、紅河以及英額河進行污染源調查，核定分析了點源污染負荷與面源污染負荷，主要得出以下結論：渾河撫順段NH3-N、COD兩種污染物質

的來源主要是城市生活污水；方曉河與杜河面源污染負荷最小，東洲河與蘇子河面源污染負荷最大。針對渾河撫順段存在的污染問題，應該增加污水處理廠的數量，控制工業廢水與生活污水達標排放，及時處理鄉村城鎮的生活垃圾，減少生活垃圾污染的風險，大力發展生態農業，提高河流凈化能力，保護河流水質。

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