姚彥欣,歐榮軒,陳慶海
(1.清遠職業技術學院機電與汽車工程學院,廣東 清遠 511510;2.清遠市水利水電勘測設計院有限公司,廣東 清遠 511510)
清遠市位于廣東省西北部,北江中下游地區,全市總面積為1.9萬km2,占全省總面積10%,是目前廣東省面積最大的地級市,是珠三角經濟發達地區與內地連接的重要經濟走廊,被譽為“珠三角后花園”和“泛珠三角的橋頭堡”。北江是廣東省境內流域面積最大的河流,清城區境內河流屬珠江流域北江水系,清城區北江水系主要支流為文洞水、筆架河和海仔河,由于城市規模擴大,城市人口越來越密集,有機污染物入河量導致水環境污染,引發河流水體的黑臭問題。
實驗區瀾水河的污染物主要來源于城鎮生活、農村生活、農田和養殖業,因此,污染物排放現狀分別按城鎮生活污染物、農村生活污染物、農田污染物和養殖業污染物排放現狀進行抽檢。
城鎮生活產污系數根據《第一次全國污染源普查城鎮生活源產排污系數手冊》及其《使用說明》進行查取,清遠市屬于二區3類城市,對應的城鎮生活產污系數和城鎮人口數見表1。城鎮人口數以《清城區統計年鑒》(2015)為準,河段城鎮生活污染物年排放量(kg)=河段城鎮人口數×城鎮生活產污系數×0.365。經計算,生活污染物化學需氧量、氨氮、總磷排放量分別為3867t/a、550t/a、550t/a。

表1 城鎮生活污染產污系數和人口數量表 單位:g/(人·d)
農村生活產污系數查取方法同城鎮生活產污系數,對應的農村生活產污系數和農村人口數見表2,農村人口數以《清城區統計年鑒》(2015)為準,該河段農村生活污染物年排放量(kg)=河段農村人口數×農村生活產污系數×0.365。經計算,生活污染物化學需氧量、氨氮、總磷排放量分別為310t/a、44t/a、4.27t/a。

表2 農村生活污染產污系數和人口數量表 單位:g/(人·d)
河段農田污染物年排放量(kg)=河段農田面積(畝)×農田徑流污染物流失源強系數。根據環保部公布的數據,本次農田徑流污染物流失源強系數:化學需氧量(COD)為10kg/(畝·a),氨氮(NH3-N)為2.0kg/(畝·a),總磷為2.0kg/(畝·a),該河段農田面積6858畝,經計算,農田化學需氧量、氨氮、總磷排放量分別為68.58t/a、13.72t/a、13.727t/a。
根據《第一次全國污染源普查畜禽養殖業源產排污系數手冊》,清遠市生豬育肥養殖中水沖清洗方式的產污系數:化學需氧量(COD)為329.91g/(頭·d),氨氮(NH3-N)為11.6g/(頭·d),總磷(TP)為3.52g/(頭·d),將雞鴨羊牛均換算為豬,折算后共有豬2807頭,禽畜化學需氧量、氨氮、總磷排放量分別為338.1t/a、11.88t/a、3.61t/a。
魚塘產污系數參考《第一次全國污染源普查水產養殖業源產排污系數手冊》中廣東省池塘羅非魚成魚養殖業的產污系數:化學需氧量(COD)為91.693g/kg,氨氮(NH3-N)為1.4g/kg,總磷為0.858g/kg,該河段共有魚5776kg,漁業化學需氧量、氨氮、總磷排放量分別為529.61t/a、8.08t/a、4.96t/a。
根據以上計算結果,結合2015年1、3、5、7、9、11月和2016年1、3、5、7、9月的清北水閘斷面水質監測情況,以GB 3838- 2002《地表水環境質量標準》和住建部《城市黑臭水體整治工作指南》為依據,實驗區氨氮量最大值為14.1mg/L(2015年5月),氨氮量最大值為1.16mg/L(2016年9月),平均值為4.26mg/L,指南標準為8~15mg/L;溶解氧最大值為8.6mg/L(2015年7月),溶解氧最小值為0.3mg/L(2015年7月),平均值為4.38mg/L,指南標準為0.2~2.0mg/L;評價該河段水質為劣Ⅴ類水,水體黑臭程度為季節性輕度黑臭。
缺氧是污染水體較普遍的特征,黑臭型水體尤其如此,提高水體溶解氧含量是水環境治理與水生態恢復目標。為徹底解決瀾水河黑臭問題,必須對污染物進行凈化,才能改善水環境。
(1)控源截污。完善城市建成區污水收集系統,逐漸實現城區污水管網全覆蓋,避免城鎮污水直排,本項目截污納管共4處,新建截污管總長1750m。
(2)活水補充。河水流動性差、水動力學條件不足,都會致使藻類繁殖,導致河道水體黑臭。豐水季節從附近的筆架河、黃騰峽、文洞河出北江口處進行補水。枯水季節筆架河、黃騰峽的集雨面積均較小,河道流量很小,無法滿足設計補水要求,而文洞河出北江口處由于清遠水利樞紐的建設,長期保持一定的水位,水量充足,可以補水。
對農村污水進行就地處理,減少入河污染物。主要采用人工濕地與沉水植物相結合的方式。
(1)人工濕地。濕地分三級布置,第一級濕地污水以水平流和下向垂直流的組合流態進入第二級濕地,第二級濕地污水以水平流和上向垂直流的組合流態流進入第三級濕地,第三級濕地污水以水平流和下向垂直流的組合流態流入排水井出水,通過排水渠排放入河。池內填放礫石、砂、土,種植根生挺水植物如麥冬草、美人蕉、石昌蒲等。
(2)沉水植物。植物光合作用產生氧氣,在根毛周圍可以形成一個好氧區域,增加水體溶解氧,使得水質凈化、風浪消減、水面美化、水生生物棲息空間等多種功能。
加強農業面源污染整治,瀾水河上游及中游段河道旁建有堆肥料池,拆除肥料池,鼓勵開展測土配方施肥,增施有機肥、水肥一體化、秸稈還田等生態農業和科學技術,從源頭上減少農田徑流中污染物排放量;也可采用生態溝渠、滯留塘、生態凈化塘等技術,加強對農田耕種初期暴雨徑流的截留和凈化,還要杜絕耕作污染。
工程河道兩岸存在多個養殖場,包括養豬場,養雞場等,養殖場產生的污水對河道產生了不同程度的污染,鑒于監管困難及處理效果不好,擬取締河道兩岸100m范圍內的養殖場。兩岸魚塘較多,魚塘改變傳統的養殖方式,生態養魚,在塘中培育荷塘蓮藕基地,種植水生植物,不使用動物糞便和飼料,減少對河道的污染。
采取以生態修復為主,結合控源截污、引水活水、取締污染源等措施,取得了顯著的污水治理效果,同時根據河流的區位和周邊環境,挖掘河道景觀和文化價值,建設豐富多樣的城市水生態環境,充分發揮不同河段在保持生態平衡、調節區域微氣候等方面的不同作用,積極營造可親近的空間,做到“水清”、“岸綠”、促進人與自然的相互融合,打造良好的水景觀環境,實現人水和諧。
[1] 王健, 陳科巨, 曹麗娟, 等. 無錫市新區水環境容量分析及水資源環境保護措施[J]. 水利規劃與設計, 2017(11): 89- 91.
[2] 石必剛. 小城鎮污水廠進水水質特性探討[J]. 環境保護工程, 2013(03): 125- 127.
[3] 姜廷亮, 汪翠萍, 劉曉吉, 等. 人工快滲-人工濕地處理農村生活污水[J]. 水處理技術, 2017(08): 87- 89
[4] 李憲法, 許京騏. 北京市農村污水處理設施普遍閑置的反思[J]. 給水排水, 2015(06): 48- 50.
[5] 陳世朋, 姜夕奎, 張景來. 人工濕地在河道生態修復應用中的進展及優化[J]. 污染防治技術, 2009(05): 64- 66.
[6] 張瑞斌. 南京市黑臭河道水體生態凈化技術研究及應用[J]. 污染防治技術, 2017(04): 16- 18.
[7] 顧強, 丁磊. 城市建成區黑臭水體評價方法比較[J]. 水資源保護, 2017(04): 70- 74.
[8] 李真, 黃民生, 何巖, 等. 鐵和硫的形態轉化與水體黑臭的關系[J]. 環境科學與技術, 2010(S1): 1- 3.
[9] Lazaro TR. Urban Hydrology[M]. Michigan: Ann Arbor Science Publishers, Inc, 1979. 50.
[10] 住房城鄉建設部, 環境保護部. 關于印發城市黑臭水體整治工作指南的通知[Z]. 2015.