義興河流域水污染源分析及對(duì)策研究

梁時(shí)軍，黃銀春，尹 鵬

(1.南充市環(huán)境監(jiān)測中心站，四川 南充 637000；2.南充市環(huán)境工程評(píng)估中心，四川 南充 637000)

1 義興河概況

義興河為寶馬河上游一條支流，流經(jīng)西充縣和南部縣，在西充境內(nèi)流域面積為16 km2，長度7.7 km，流經(jīng)中嶺鄉(xiāng)會(huì)仙橋村、義興鎮(zhèn)吉家店村、書房店村、白馬村、義興鎮(zhèn)場鎮(zhèn)、神埡宮社區(qū)、王家?guī)r村、曹家廟村(圖1)。義興河年平均流量0.15 m3/s，枯水期多年平均流量0.048 m3/s，多年平均流速0.003 m/s，河寬21.7 m；水深0.2～0.6 m，河床比降0.0012。近年來，由于城鎮(zhèn)化、工業(yè)化以及農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)的快速發(fā)展，導(dǎo)致流域水質(zhì)污染相當(dāng)嚴(yán)重。根據(jù)南充市環(huán)境保護(hù)局制定的《南充市地表水環(huán)境功能區(qū)類別》，義興河執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)Ⅲ類水域標(biāo)準(zhǔn)[1]。通過研究義興河水質(zhì)現(xiàn)狀、流域主要污染源，提出針對(duì)性防治措施，對(duì)整體改善義興河水質(zhì)狀況及人居環(huán)境具有重要意義。

圖1 義興河水系及監(jiān)測點(diǎn)位

2 義興河水質(zhì)現(xiàn)狀

為了解義興河水質(zhì)現(xiàn)狀，西充縣環(huán)境監(jiān)測站于2018年1月9日對(duì)西充縣義興河4個(gè)斷面3項(xiàng)主要指標(biāo)進(jìn)行了監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果見表1。

表1 西充義興河監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

注：義興場口水庫出水口 “總磷”執(zhí)行湖庫Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值0.05 mg/L

現(xiàn)狀評(píng)價(jià)采用單項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法。評(píng)價(jià)結(jié)果為義興河西充縣出境斷面所測指標(biāo)中，氨氮超標(biāo)9.3倍、化學(xué)需氧量超標(biāo)1.2倍、總磷超標(biāo)6.0倍，水質(zhì)為劣Ⅴ類；中嶺鄉(xiāng)往義興鎮(zhèn)方向入場鎮(zhèn)大橋處斷面所測指標(biāo)全部達(dá)標(biāo)；義興場口水庫出水口所測指標(biāo)中，化學(xué)需氧量超標(biāo)0.20倍、總磷超標(biāo)0.42倍，水質(zhì)為Ⅳ類；義興河與郭家河匯合前端所測指標(biāo)全部達(dá)標(biāo)。

從監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，義興河水質(zhì)現(xiàn)狀污染嚴(yán)重，為劣Ⅴ水質(zhì)。從流域空間來看，義興場口水庫出水口、義興河西充縣出境斷面超標(biāo)，在經(jīng)過義興鎮(zhèn)前水質(zhì)均達(dá)標(biāo)。

3 義興河水質(zhì)污染的原因

3.1 生活源

調(diào)查并統(tǒng)計(jì)義興河流經(jīng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)城鎮(zhèn)、農(nóng)村人口數(shù)量，根據(jù)相應(yīng)的生活用水量和產(chǎn)污系數(shù)，分別估算各部分污水排放量和區(qū)域總排放量。沿線經(jīng)過村鎮(zhèn)人口分布為義興鎮(zhèn)城鎮(zhèn)人口5000人，農(nóng)村人口21000人；中嶺鄉(xiāng)城鎮(zhèn)人口2000人，農(nóng)村人口10800人。其中中嶺鄉(xiāng)農(nóng)村人口約7000人的污染物排放納入象溪河，在此不再計(jì)算。

中嶺鄉(xiāng)污水處理站已建成，但水質(zhì)不能達(dá)標(biāo)排放，義興鎮(zhèn)污水處理站尚未建設(shè)，故本方案仍按照排污系數(shù)法估算生活源污染物排放現(xiàn)狀。生活源污染物排放分城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民生活源分別計(jì)算，通過產(chǎn)污系數(shù)估算。根據(jù)《中國農(nóng)業(yè)面源污染問題研究》[2]，農(nóng)村生活污水作為農(nóng)村有機(jī)肥重要來源之一，流失率相對(duì)較低，農(nóng)村居民生活污水10%進(jìn)入水環(huán)境；城鎮(zhèn)居民生活污水全部進(jìn)入河流地表水。

(1)污水排放量計(jì)算:

Q=∑Ni×Ei×365×10-7

(1)

式(1)中：Q為生活污水排放總量，萬t/a；Ni為人口數(shù)，人；Ei為人均生活排水量，城鎮(zhèn)居民生活排水量參考《第一次全國污染源普查 城鎮(zhèn)生活源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)(2010年修訂)》[3]中南充市城鎮(zhèn)居民生活源總排放系數(shù)139 L/人·d(包含三產(chǎn)業(yè)排水)；農(nóng)村居民生活排水量參考南充市居民生活污水產(chǎn)生系數(shù)125 L/人·d。

(2)污染物排放量計(jì)算：

W農(nóng)=Ni×K×10-6

(2)

式(2)中：W為人口生活污染物排放量，t/a；Ni為人口數(shù)，人；K為生活源污水污染物人均產(chǎn)生系數(shù)。

其中城鎮(zhèn)居民生活污水污染物產(chǎn)生系數(shù)參考《第一次全國污染源普查城鎮(zhèn)生活源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)》[3]中包括三產(chǎn)在內(nèi)的總產(chǎn)生系數(shù)，取化學(xué)需氧量72(g/人·d)，氨氮8.11(g/人·d)，總磷0.92(g/人·d)；農(nóng)村居民生活污水污染物產(chǎn)生系數(shù)參考《第一次全國污染源普查城鎮(zhèn)生活源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)》中居民生活產(chǎn)生系數(shù)，取化學(xué)需氧量51(g/人·d)，氨氮7.84(g/人·d)，總磷0.82(g/人·d)。通過計(jì)算，義興河流域西充段生活源污染的年污染負(fù)荷見表2。

表2 義興河生活污染源排放量匯總

3.2 畜禽養(yǎng)殖污染

3.2.1 規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖污染

調(diào)查區(qū)域范圍內(nèi)不同畜禽種類的規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場/小區(qū)的養(yǎng)殖量，非生豬的養(yǎng)殖量均折合為標(biāo)準(zhǔn)豬數(shù)量(即30只蛋雞折算成1頭豬，60只肉雞折算成1頭豬，3只羊折算成一頭豬，1頭奶牛折算成10頭豬，1頭牛折算成5頭豬)，根據(jù)《“十二五”主要污染物總量減排核算細(xì)則》[4]附表中規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖推薦強(qiáng)源，標(biāo)準(zhǔn)豬排污系數(shù)COD36kg/頭·a、氨氮1.8kg/頭·a、總磷取值0.35kg/頭·a。畜禽養(yǎng)殖場污染物排放量：化學(xué)需氧量排放量226.87 t，氨氮排放量11.34 t，總磷排放量2.21 t。畜禽養(yǎng)殖場污染物排放情況見表3。

表3 畜禽養(yǎng)殖場污染物排放情況

3.2.2 分散式畜禽養(yǎng)殖污染

農(nóng)村家庭自家散戶養(yǎng)殖，廢水廢渣均作為有機(jī)肥施用于農(nóng)田，分散畜禽養(yǎng)殖按照10%計(jì)算入河量。流域分散式養(yǎng)殖規(guī)模為49600頭，按照系數(shù)法估算，分散畜禽養(yǎng)殖化學(xué)需氧量排放量178.56 t，氨氮排放量8.93 t，總磷排放量1.74 t。

3.3 農(nóng)田面源污染

農(nóng)田面源污染包括農(nóng)田化肥流失和農(nóng)田固體廢棄物(秸稈等)流失兩部分。農(nóng)業(yè)面源污染源排放強(qiáng)度平均系數(shù)參照《瀨溪河流域?yàn)o縣段水污染源分析及對(duì)策研究》[5]：化學(xué)需氧量(COD)100 kg/畝·a、氨氮1.6 kg/畝·a，總磷(TP)2 kg/畝·a，綜合修正系數(shù)取1.14，區(qū)域范圍內(nèi)的耕地面積為17920畝，估算農(nóng)田種植COD排放量為2042.88 t/a，氨氮排放量為32.69 t/a，總磷(TP)40.86 t/a。

3.4 工業(yè)污染源

根據(jù)調(diào)查，義興河流經(jīng)沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)企業(yè)分布較少，分布企業(yè)中產(chǎn)生廢水的主要為3家豆干加工作坊，廢水濃度水量參考“《豆制品廢水生物處理的研究與應(yīng)用進(jìn)展》[6]取值，COD：15000 mg/L， 氨氮：50 mg/L,磷：17 mg/L，水量3 t/d，年生產(chǎn)時(shí)間300 d計(jì)，其廢水直接排入市政污水管網(wǎng)，估算途徑鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)源污染物COD排放量為13.50 t/a，氨氮排放量為0.05 t/a，總磷(TP)0.02 t/a。

4 結(jié)果

義興河主要污染物入河量分別為COD 2691.94 t/a，NH3-N 80.83 t/a，TP 47.92 t/a，根據(jù)等標(biāo)污染負(fù)荷計(jì)算結(jié)果，總磷是流域主要污染因子，其次是化學(xué)需要量。從等標(biāo)污染負(fù)荷比分析，農(nóng)業(yè)面源是流域主要污染來源，占比74.53%，其次是生活污染源，占比為12.04%。三項(xiàng)污染物中COD、氨氮、總磷主要來源于農(nóng)業(yè)面源，其次是生活污染源。義興河污染物入河量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果詳見表4。

表4 義興河污染物入河量綜合評(píng)價(jià)

5 對(duì)策

義興河流域主要污染物入河量分別為COD 2691.94 t/a，NH3-N 80.83 t/a，TP 47.92 t/a。總磷是流域主要污染因子，其次是化學(xué)需要量。污染源主要來源于農(nóng)業(yè)面源，其次是生活污染源，三項(xiàng)主要指標(biāo)COD、氨氮、總磷均主要來源于農(nóng)業(yè)面源，其次是生活污染源。

針對(duì)義興河流域環(huán)境承載能力不足，水環(huán)境質(zhì)量較差，污水處理能力不足，污水收集管網(wǎng)不完善，點(diǎn)、面源污染防治能力有待提高等問題，提出對(duì)策如下。

5.1 控制農(nóng)村面源污染

大力發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，推進(jìn)農(nóng)業(yè)區(qū)域化布局、專業(yè)化生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營。積極推廣農(nóng)業(yè)新技術(shù)，重點(diǎn)抓好節(jié)水品種、節(jié)水技術(shù)推廣，發(fā)展無公害食品、綠色食品和有機(jī)食品，減少和控制農(nóng)藥、化肥使用。落實(shí)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、土地開發(fā)整理等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，大力推廣節(jié)肥高效施肥技術(shù)，減少盲目施肥行為，提高肥料利用率。

5.2 河道綜合整治與生態(tài)修復(fù)

實(shí)施河道綜合整治，全面清理義興河河流兩岸垃圾及污泥堆存點(diǎn)，開展河道清淤疏浚，打撈過多水葫蘆，建設(shè)生態(tài)護(hù)坡護(hù)岸，強(qiáng)化河道自然岸線修復(fù)與恢復(fù)，將水體水生生態(tài)系統(tǒng)維持在一個(gè)平衡狀態(tài)。推進(jìn)河道生態(tài)修復(fù)提升工程，保持和恢復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的完整性，發(fā)揮河流功能的多樣性，維護(hù)河流的健康。優(yōu)化空間布局，嚴(yán)格水域岸線用途管制和土地開發(fā)利用，留足河道、湖泊的管理和保護(hù)范圍。

5.3 加快城鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)

義興鎮(zhèn)現(xiàn)無污水處理廠，中嶺鄉(xiāng)污水處理廠不能做到達(dá)標(biāo)排放，在義興河流域內(nèi)的義興鎮(zhèn)場鎮(zhèn)人口達(dá)5000人，無污水處理設(shè)施，導(dǎo)致大量生活污水直接排入義興河，生活排入水體會(huì)消耗水中的溶解氧，破壞生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)水體造成嚴(yán)重污染，需要加快義興鎮(zhèn)場鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)，并對(duì)中嶺鄉(xiāng)污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)升級(jí)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理設(shè)施全部執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中一級(jí)A標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)。

5.4 加強(qiáng)規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖污染控制

優(yōu)化調(diào)整畜禽養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)布局，開展畜禽養(yǎng)殖污染綜合防治，實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物減量化、無害化、資源化和生態(tài)化。散養(yǎng)密集區(qū)要實(shí)行畜禽養(yǎng)殖糞便污水分戶收集、集中處理利用。嚴(yán)格控制養(yǎng)殖總量及污染物排放量，調(diào)整優(yōu)化畜禽養(yǎng)殖布局，大力發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖業(yè)，促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

5.5 推進(jìn)農(nóng)村工業(yè)污染治理

現(xiàn)有的3家企業(yè)進(jìn)行治理，要求限期整改達(dá)標(biāo)排放，否則給以關(guān)停。鼓勵(lì)發(fā)展節(jié)水高效現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及生態(tài)保護(hù)型旅游業(yè)，嚴(yán)格控制高耗水、高污染行業(yè)發(fā)展。