廈門埭頭溪河道水質調查及生態對策

廖 杰，張愛玲，陳曉青，莊馬展

(1.廈門理工學院環境科學與工程學院，福建廈門 361024；2.廈門市環境科學研究院，福建廈門 361021)

人類社會“因水而起，得水而興”，水不僅是生命的源泉，也是城市和鄉村發展的源泉，是生態環境的基本要素，是人類賴以生存、延續和發展的基礎。濱海小水系是匯集徑流、產水、產泥沙的源頭，是連接山、城(村)、海的紐帶，對維護濱海區域山水格局具有重要意義。同時，水系內各類污染物在降水和徑流沖刷作用下最終匯流入海，對整體生態環境有著重要影響[1-4]。

廈門作為我國最早設立的經濟特區之一，地處東南沿海，境內水系均屬山丘區短小河流，流程短，坡度大，水量隨季節變化大，島外中小河網密布，但匯水面積不大，基本都為獨流入海的小水系。島外十條主要水系總面積為1 038 km2，占廈門市總面積的61%；干流長為150 km，總河長為465.1 km。據統計，廈門市島外水系多數處于劣Ⅴ類水質，臭溪總面積為939 km2，約占廈門市總面積的60%[5-7]。隨著經濟的快速發展，水系生態環境問題已嚴重影響廈門市生態安全及社會經濟的可持續發展。因此，本研究以島外十大水系之一——埭頭溪為對象，針對其生態環境問題進行深入研究，分析成因和治理難點，以期為河道綜合治理工作提供技術支撐和應用借鑒。

1 概況

埭頭溪位于同安區西柯鎮境內，發源于石壁山(海拔240.4 m)，流經壩頭→新民→西洪塘→泥山→西浦→埭頭，與匯入的梧侶支流注入東咀港。埭頭溪匯水面積為44.84 km2，由泥山溪和梧侶溪兩條支流組成。其中，泥山溪匯水面積為28.41 km2。城南排洪溝匯水面積為16.94 km2。梧侶溪發源于小西山(海拔為162.1 m)，匯水面積為11.8 km2，河長為7.68 km，坡降為3.83 km，流經梧侶→四口圳→埭頭匯入埭頭溪。城南排洪溝是20世紀90年代建成的排洪工程，原設計按照20年一遇的標準設防，流量為70 m3/s，穿過瑤埔水閘排放入海。水系分布如圖1所示。

圖1 埭頭溪水系分布圖Fig.1 River System Distribution of Daitou Creek

埭頭溪屬于同安區，包括祥平街道和西柯、新民鎮以及白沙倫農場，涉及3個街道及鄉鎮的22個行政村，共計農村人口4.29萬人，城鎮人口15.79萬人，總計20.08萬人。埭頭溪區域屬南亞熱帶海洋性季風氣候，全年雨量充沛。同安城區全年平均氣溫為21 ℃，最低1月的平均氣溫為12.8 ℃，最高7月的平均氣溫為28.4 ℃。多年平均年蒸發量為1 668.1 mm，一年中夏季7月的蒸發量最大。多年平均降水量在1 290～2 300 mm，降雨年內分配不均，降水的地理分布也不均，降水分布由北部山區向東南沿海遞減。

2 生態環境現狀調查

2.1 水環境污染

埭頭溪上游水質良好；進入城區后，河道由明渠變成暗涵，隨著工業廢水、生活污水等的匯入，水質逐漸變差。兩條支流出城后，由于下游各類污染物匯入量仍較大，水質表觀繼續惡化，水體顏色發黑，部分區段散發惡臭，且垃圾入河等現象嚴重。城南排洪溝在途經城南工業園前，水質尚好；在途經工業園后，水質惡化。埭頭溪河道設有埭頭溪橋、西浦水閘和新橋水閘等監控斷面，主要監測的指標有溶解氧(DO)、高錳酸鹽指數(CODMn)、化學需氧量(CODCr)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)和總氮(TN)。2017年1月—2018年8月，3個斷面的水質監測數據如表1和表2所示。

表1 2017年埭頭溪河道斷面部分監測結果 (單位：mg/L)Tab.1 Results of Cross Section of Daitou Creek for Water Quality Monitoring in 2017 (Unit: mg/L)

注：數據來源為廈門市環境監測中心站

表2 2018年埭頭溪河道斷面部分監測結果 (單位：mg/L)Tab.2 Results of Cross Section of Daitou Creek for Water Quality Monitoring in 2018 (Unit: mg/L)

注：數據來源為廈門市環境監測中心站

由表1可知，2017年埭頭溪河道的監控斷面水質指標低于《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)中Ⅴ類水水質標準，屬于劣Ⅴ類水質，3個斷面的CODCr、BOD5、NH3-N、TP和TN的超標率高達100%。其中，埭頭溪橋的DO超標率為17%，CODMn超標率為83%；西浦水閘的DO超標率為67%，CODMn超標率為67%；新橋水閘的DO超標率為83%，CODMn超標率為67%。西浦水閘和新橋水閘的斷面監測結果表明，由于工業區的工業廢水及周邊生活污水水體污染嚴重，CODCr、BOD5、NH3-N、TN和TP嚴重超標。根據《城市黑臭水體分級標準》的評價指標來看，39%的斷面DO指標達到輕度黑臭，6%的斷面DO指標達到重度黑臭；23%的斷面NH3-N指標達到輕度黑臭，77%的斷面NH3-N指標達到重度黑臭。

2017年底，河道綜合治理后監控斷面的各項水質指標提升效果顯著(表2)。2018年7月的監測數據顯示，3個斷面的CODMn、CODCr和BOD5均達到Ⅴ類水水質標準要求，埭頭溪橋和新橋水閘除NH3-N、TN和TP超標，其余指標均達到Ⅳ類水水質標準要求，西浦水閘除NH3-N和TN超標，其余指標均達到Ⅳ類水水質標準要求，基本消除黑臭水體。

總體來看，目前埭頭溪河道的水環境存在的主要問題是氮、磷等富營養化指標超標。

2.2 污染源調查

埭頭溪區域是同安區經濟最活躍、產業發展最集聚的區域。區域內的主要污染源如下。

(1)工業污染源：根據2012年廈門市同安區污染源普查成果和工業企業成果的統計得出，埭頭溪區域內分布有同安工業集中區、環東海域工業園區和城南工業區，存在工業企業約有167家，包含食品加工、化工、電子、照明、家具、塑膠等多種類型的企業。廢水、CODCr和NH3-N總排放量分別為4.01×106、1.11×103t/a和24.4 t/a。埭頭溪區域內未納管工業企業廢水排放量達1.86×106t/a，占所有工業企業排放廢水總量的46.4%；工業污染源中CODCr的排放量621 t/a，占所有工業企業CODCr排放總量的55.8%；工業污染源中NH3-N的排放量為6.97 t/a，占所有工業企業NH3-N排放總量的28.6%。區域內有未納管工業企業132家，占所有工業企業數的79.0%。

(2)生活污染源：生活污染源主要來自埭頭溪區域內農村居民和鄉鎮中未截污納管進行處理的城鎮居民生活洗滌污水、糞便污水及生活垃圾，生活污染源排放總量計算主要按規劃范圍內人口和人均生活污染物排放系數估算。據統計，埭頭溪區域涉及同安區4個鄉鎮和22個行政村，涉及人口達20.1萬人。

參照《全國水環境容量核定技術指南》，埭頭溪區域內村鎮生活污水人均CODCr和NH3-N的排放系數分別取40 g/d和4 g/d[8]；根據《第一次全國污染源普查城鎮生活源產排污系數手冊》，廈門市屬于二區一類城市，人均TP的排放系數分別為0.98 g/d，區域內工業企業較多，有一部分流動人口生活污水納入工業企業排放廢水，且區域內有部分農村人口。因此，TP排放系數取廈門市人均TP的70%，即TP為0.69 g/d。

根據以上計算方法，區域內生活廢水、CODCr、NH3-N和TP的排放量分別為7.70×106、2.93×103、293 t/a和50.6 t/a。區域內生活污染源納管或處理工作尚處于起步階段，生活污水處理率還很低，隨著污水管網的鋪設，有條件納管的均應納管。

(3)畜禽養殖污染源：廈門埭頭溪區域內的各村莊畜禽養殖情況調查統計表明，埭頭溪區域內生豬存欄數量約8.77萬頭，生豬存欄300頭及以上的養殖戶共有40戶。除生豬養殖外，區域內還有一定規模的肉雞養殖、少量奶牛和羊養殖，但以上幾類養殖的數量較少，污染物排放量較小。由區域內畜禽養殖污染物排放量統計表可知，畜禽養殖污染源中CODCr、NH3-N和TP的排放量分別為1.64×103、128 t/a和70.7 t/a。隨著城市化進程的推進，畜禽養殖將逐步清退，畜禽養殖污染源將逐步減少。

2.3 水生態環境調查

埭頭溪河道分上中下3個區段，中游區段有箱涵段和敞開段。埭頭溪上游郊野河段河長較短，河道窄，流量小，河道內及兩側叢生雜草，以濕生種類為主，偶有上游池塘內的魚類進入。埭頭溪中游箱涵河段主要沿為城市建成區，兩邊為工業廠房和企業，部分河段已硬質化，水體主要來自上游天然徑流以及周邊工廠污水。埭頭溪中游敞開河段為城郊區域，有一定數量的工業企業和村莊，由于受上游污染物匯入影響，河道內有淤積，水體發黑發臭。埭頭溪下游河段為城郊結合部，由于流量小，上游工業企業廢水、生活污水、農田灌溉用水等的匯入，水體溶解氧及多個富營養化指標超標。而城南排洪溝主要用于雨季排洪，非雨季主要用于收集城市生活污水和工業排水，現狀水質較差。

整體上來看，埭頭溪河道內水生生態系統結構尚存，但功能基本喪失。

3 存在問題分析

3.1 水環境問題分析

埭頭溪河道水體中過量的氮、磷等營養物質主要來自處理不完全的工業廢水和農村生活污水等。氮、磷含量過高是水體富營養化的根本原因，而富營養化的防治是水污染處理中最為復雜和困難的問題。這是因為：(1)污染源的復雜性，導致水質富營養化的氮、磷營養物質，既有天然源，又有人為源；既有外源性，又有內源性。這涉及農田徑流所造成的的營養鹽流失、遷移和轉化、底泥與水體間營養鹽的釋放和吸附機理等方面的研究。(2)營養物質去除的高難度，至今還沒有任何單一的生物學、化學和物理措施能夠徹底去除廢水中的氮、磷營養物質。在水環境問題治理上，需要利用多種手段，制定治理方案，分階段進行，逐步恢復生態系統的結構和功能，從而實現環境可持續發展的目標。

3.2 污染源問題分析

鑒于人口的不斷增長和工業企業的不斷發展，埭頭溪區域內的污染源各類排放物的總量呈逐年上升趨勢，水環境受到越來越多的污染。該區域內主要污染源為工業污染源和生活污染源。雖針對水污染防治做了很多工作，但是仍然存在以下問題：(1)隨著城鎮化規模不斷擴大，污水設施建設明顯滯后于城市化進程，亟需擴建或新建污水處理工程以提高污水處理能力；(2)農村污水收集系統不完善，部分污水沒有納管收集，對有條件鋪設管道的進行納管改造，沒條件的則就地處理；(3)個別的企業工業污水存在未達標排放、偷排、漏排等現象，需加大監督管理力度。

3.3 治理難點分析

河道綜合治理涉及治河、治污、景觀建設及用地開發等各個方面，牽涉到多個職能部門，是一項復雜的系統工程，主要存在的治理難點如下。(1)河流整治工程本身耗時長，完成后仍需長期有效的管理運營，目前廈門市尚無相關長效運營機制。若民眾參與度不高，在后期工程建設中極有可能出現征地拆遷糾紛、畜禽養殖賠償不合理等問題，不但不能發揮民心工程造福廣大市民的作用，反而有可能引發矛盾[9-10]。(2)分析和評估埭頭溪河道治理所采取的現有工程措施的效能，同時，借鑒國內外先進成熟的工程案例，進行針對性的處理設施深度優化，并尋求經濟、污染治理和生態環境之間的效應關系，為制定宏觀政策及具體的污染控制措施服務。

4 對策與建議

4.1 政府管理層面

(1)設立河道綜合管理機構。廈門市政府把污染整治工作列入了相關項目負責領導與部門的年度目標責任績效考核體系。埭頭溪河道各河流斷面的水質有所改善，這與“河長制”的推行有密切關系。“河長制”能夠把區域周邊鄉村的生態文明建設納入河流綜合治理的范疇，其模式值得借鑒和推廣。管理機構必須加強領導、明確責任，形成協調、高效的管理實施體系。要明確協調機制、決策機制和責任追究機制。將河道綜合治理目標的完成情況列入政府考核指標體系，定期嚴格考核，確保治理目標、任務和措施落實到位。

(2)提高村民參與治理的意識和能力。在治理的規劃決策及實施過程中，專家及相關部門應與村民深入交流，共同協商完成河道綜合治理規劃。村民的意愿和想法在河道綜合治理中得到體現，讓村民感受到治理措施是為自身設計的，進而促進其主動參與，提升村民對河道綜合治理的積極性[11]。

(3)建立埭頭溪綜合治理機制。建立健全養殖業第三方巡查機制，摸查養殖情況，積極推進退養；全面開展企業污水排放排查整治和小作坊污染整治，確保全區域環境治理成效。

4.2 工程措施層面

(1)進行同安污水處理廠的污水處理能力提升，并加快中水回用水平，深化尾水處理程度。在近期污水無出路的地區重點建設再生水回用設施，將再生水作為非常規水資源，強化再生水利用。尾水排放水體可結合具體條件，利用河灘、濕地等自然生態系統，進行生態凈化，進一步削減污染物。

(2)應加強環境綜合整治，加快鄉鎮環境基礎設施建設步伐。逐步將靠近城區的村鎮生活污水納入城市污水收集系統，在經濟發展迅速的村鎮逐步建成自己的污水處理系統，提高村鎮污水處理率，配套污水管網，實現污水集中處理。進一步做好垃圾

分類的工作，推動村鎮生活垃圾實現收集袋裝化和無害化處理，逐步加強農村基層環衛設施建設，集中收集、壓縮垃圾后運至城市垃圾填埋場。

(3)應結合同安區用地規劃、產業結構調整，加快區域工業布局調整步伐，進一步優化工業布局。積極推動企業實施清潔生產，建立清潔生產運行機制，提高工業用水重復利用率。對轄區內的重點排污企業進行監察，對污染物排放不能穩定達標排放的企業實施限期治理，確保流域水環境質量[12-13]。

(4)作為水處理環節中最重要的部分，水廠消毒還應當考慮微生物泄露風險問題，如突發的上游水污染風險(2013年黃浦江上游死豬漂浮事件)、出廠水中少量細微的活性炭粉末可能攜帶致病微生物的風險等。因此，建議在水廠中增加紫外消毒設備，實現對微生物污染控制的多級風險屏障。