倒水河武漢段水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與保護(hù)對策

朱 敏，汪海濤,吳咪娜，吳學(xué)燦

(1.武漢市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，湖北 武漢 430000；2.武漢智匯元環(huán)?？萍加邢薰?，湖北 武漢 430000；3.云南省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院 云南省重金屬污染控制工程技術(shù)研究中心，云南 昆明 650034)

國家《“十三五”規(guī)劃綱要》提出“把修復(fù)長江生態(tài)環(huán)境放在首要位置”，而入江河流是污染物進(jìn)入長江的重要載體[1]。倒水河是長江的一級支流，源于大別山南麓的慶兒寺，自北向南流經(jīng)新縣、紅安縣、新洲區(qū)，在河口龍口注入長江；全長163km，流域面積1793km2；其中武漢新洲境內(nèi)長43km，多年入境徑流量6.5億m3，水環(huán)境功能區(qū)劃為Ⅲ類。主要功能是防洪、排澇、灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖、航運(yùn)、水力發(fā)電和水資源的開發(fā)綜合利用，保障了兩岸18萬畝農(nóng)田旱澇保收。是新洲區(qū)生存與發(fā)展必不可少的要素，在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)中，有著十分重要的地位。

隨著新洲區(qū)及上游區(qū)域城市化進(jìn)程的高速發(fā)展，倒水河武漢段水質(zhì)多次出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，做好倒水河武漢段流域的水環(huán)境保護(hù)工作迫在眉睫。本文結(jié)合水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，開展實地調(diào)研，分析了倒水河武漢段存在的水環(huán)境問題，并提出了治理對策。

1 水質(zhì)狀況及污染負(fù)荷分析

1.1 水質(zhì)歷史狀況分析

根據(jù)武漢市地表水環(huán)境功能區(qū)劃，倒水河武漢段水質(zhì)目標(biāo)為《GB3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。本研究監(jiān)測頻次為每單月監(jiān)測1次，監(jiān)測項目包括化學(xué)需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、總氮(TN)、總磷(TP)、五日生化需氧量(BOD5)等28項。2007—2016年水質(zhì)變化情況見表1。

表1 倒水河武漢段2007—2016年水質(zhì)變化情況

倒水河武漢段馮集斷面(入境斷面)2014年和2016年水質(zhì)不能滿足Ⅲ類水體功能要求，主要為總氮超標(biāo)，超標(biāo)倍數(shù)分別為0.02倍和0.29倍，其他年份水質(zhì)滿足Ⅲ類水體功能要求。龍口斷面(入江斷面)2007年、2008年、2014年、2015年和2016年水質(zhì)不能滿足Ⅲ類水體功能要求，2007年、2008年、2015年和2016年為總氮超標(biāo)，超標(biāo)倍數(shù)分別為0.3、0.1、0.45和0.13倍，2014年為COD超標(biāo)，超標(biāo)倍數(shù)為0.05倍，其他年份水質(zhì)滿足Ⅲ類水體功能要求。

1.2 水質(zhì)現(xiàn)狀分析

倒水河武漢段2017年1月—2019年5月各斷面主要水質(zhì)指標(biāo)質(zhì)量濃度超標(biāo)倍數(shù)的變化情況見圖2和圖3。

倒水河武漢段2017年1月—2019年5月馮集斷面和龍口斷面水質(zhì)等級為Ⅲ～Ⅴ類，主要超標(biāo)因子為NH3-N、COD、CODMn和BOD5，其中馮集斷面的NH3-N連續(xù)三年在3月份出現(xiàn)超標(biāo)，超標(biāo)倍數(shù)分別達(dá)到0.44、0.9和0.54。3月份正值河流枯水期，河流水量較少，且正值春節(jié)期間，流域范圍內(nèi)生活污染源劇增，導(dǎo)致氨氮大幅超標(biāo)。COD和CODMn在兩個斷面均出現(xiàn)超標(biāo)，但下游龍口斷面比上游馮集斷面超標(biāo)嚴(yán)重，呈現(xiàn)出上游低下游高的污染特征，表明倒水河在武漢段流域存在大量污染物排放的狀況。NH3-N在上游馮集斷面超標(biāo)嚴(yán)重，且呈現(xiàn)出上游高下游低的污染特征，表明NH3-N的污染源主要由上游產(chǎn)生，且水體存在一定的自凈能力。

1.3 污染負(fù)荷分析

倒水河武漢段主要功能為排澇、灌溉，流域范圍內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理廠尾水均不排倒水河，沒有企業(yè)排污口，污染源主要為農(nóng)業(yè)面源、農(nóng)村生活和城鎮(zhèn)生活污水。

根據(jù)武漢市環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)及實際調(diào)研結(jié)果，參考《全國水環(huán)境容量核定技術(shù)指南》中的產(chǎn)排污系數(shù)，對流域范圍內(nèi)各類污染源的污染負(fù)荷進(jìn)行核算，匯總得到倒水河武漢段各類污染源的入河量和負(fù)荷比見表2。

由表2可知，水產(chǎn)養(yǎng)殖污水是倒水河武漢段污染因子的主要來源，其對氨氮和總氮的貢獻(xiàn)率分別達(dá)到50.95%和55.21%，對總磷的貢獻(xiàn)率為41.91%，對化學(xué)需氧量的貢獻(xiàn)率達(dá)33.39%。農(nóng)村生活和城鎮(zhèn)生活也給倒水河武漢段帶來不小的污染負(fù)荷。從污染物入河總量來看，化學(xué)需氧量及氨氮負(fù)擔(dān)依然過重，農(nóng)村生活和水產(chǎn)養(yǎng)殖、城鎮(zhèn)生活、畜禽養(yǎng)殖業(yè)是其主要來源。

表2 倒水河武漢段流域污染物負(fù)荷總量

2 水環(huán)境治理中存在的主要問題

2.1 農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源污染形勢嚴(yán)峻

流域范圍內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)達(dá)。倒水河武漢段流域范圍內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖量大、分布廣，池塘養(yǎng)殖干塘捕撈，大量養(yǎng)殖棄水(Ⅳ類水質(zhì)左右)直排溝港進(jìn)入倒水河。倒水河下游河道為人工開挖，出口的龍口閘因常年封閉，附近形成較大的匯流水域，遺留大量“三網(wǎng)”養(yǎng)殖問題，對斷面水質(zhì)有一定影響。

畜禽養(yǎng)殖問題突出。作為畜禽養(yǎng)殖大區(qū)之一，新洲區(qū)養(yǎng)殖量較大，而養(yǎng)殖糞便綜合利用率偏低，產(chǎn)生的污染處理不徹底，未經(jīng)處理排放導(dǎo)致水體污染較為嚴(yán)重。部分畜禽養(yǎng)殖場選址不合理，未配套污染治理設(shè)施。

農(nóng)業(yè)種植面源污染壓力逐步增加。流域范圍內(nèi)有大量農(nóng)田和蔬菜大棚，過度使用農(nóng)藥、化肥，匯流到附近溝渠等對倒水河武漢段水質(zhì)也造成了嚴(yán)重影響。

2.2 污水治理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不夠，管理不夠完善

城鎮(zhèn)污水收集及處理設(shè)施建設(shè)不夠。流域內(nèi)污水處理能力弱，整體處理規(guī)模難以滿足流域內(nèi)全部污水處理的需求。流域內(nèi)城鎮(zhèn)污水收集系統(tǒng)尚不完善，整體污水收集率低，管網(wǎng)建設(shè)改造力度亟待提升。

村級污水處理設(shè)施建設(shè)不夠，管理不夠完善。村級污水處理設(shè)施覆蓋率不高，難以滿足當(dāng)前使用需要。

2.3 水文水資源影響

倒水河屬于暴洪型河流，新洲河床淤積嚴(yán)重，沙灘較多，枯水期河道水量減小、流動性差，自凈能力降低。冬季枯水期(每年12月—翌年2月)多年均流量約0.20m3/s，同時上游段發(fā)展用水量激增，倒水河冬季入境流量不到0.1m3/s。水量下降降低了水體自凈能力和水環(huán)境容量。

倒水河下游河道為人工開挖，入江口龍口閘常年封閉，監(jiān)測斷面附近形成了較大面積的半封閉水體，且與周邊陶家大湖、鄢家湖等相連通，制約了倒水河的自然流動。

另外，橡膠壩的存在盡管改善了倒水河的灌溉、抗旱、防洪等功能，但也改變了河流下游水流以往的動力、水質(zhì)等整體水生態(tài)系統(tǒng)，橡膠壩下游水體自凈能力明顯減弱，對水環(huán)境質(zhì)量造成一定影響。

2.4 上游水質(zhì)惡化

倒水河馮集入境斷面2016年以來有明顯惡化趨勢，自2016年5月起開始出現(xiàn)超標(biāo)，主要超標(biāo)項目NH3-N、COD濃度顯著增加，2016年較2015年分別增加了148.1%、30.9%，表明上游水質(zhì)的惡化也是倒水武漢段水質(zhì)下降的重要原因。

3 水污染治理對策

3.1 農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染控制

水產(chǎn)養(yǎng)殖污染控制。開展集中養(yǎng)殖區(qū)域內(nèi)的養(yǎng)殖用藥使用情況調(diào)查，加強(qiáng)水產(chǎn)養(yǎng)殖投入品管理，依法規(guī)范、限制使用抗生素等化學(xué)藥品，強(qiáng)化風(fēng)險監(jiān)控[2]。倒水河武漢段流域范圍內(nèi)所有列入全市湖泊保護(hù)目錄的湖泊和水庫，全面實行不投肥、不投藥、不投飼的生態(tài)養(yǎng)殖模式。

畜禽養(yǎng)殖污染控制。對轄區(qū)范圍內(nèi)所有畜禽養(yǎng)殖場進(jìn)一步全面排查，建立養(yǎng)殖檔案，制定整治計劃。嚴(yán)格落實“三區(qū)”劃分方案和實施方案。新建、改建、擴(kuò)建規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(小區(qū))要實施雨污分流、糞便污水資源化利用，到2020年，倒水河武漢段流域范圍內(nèi)畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖場糞污資源化綜合利用率達(dá)到85%以上。

農(nóng)村地區(qū)生活污水污染控制。加快鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理設(shè)施配套管網(wǎng)建設(shè)，加強(qiáng)對現(xiàn)有集鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的運(yùn)行維護(hù)管理，同時積極探索農(nóng)村污水處理管理長效機(jī)制，確保農(nóng)村污水處理設(shè)施穩(wěn)定有效運(yùn)行[3]。

3.2 城鎮(zhèn)生活污染物防治

為改善倒水河武漢段水環(huán)境質(zhì)量，應(yīng)加快城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)和改造[4]。鼓勵各污水處理廠，在尾水穩(wěn)定達(dá)到一級A的基礎(chǔ)上進(jìn)一步強(qiáng)化脫氮除磷能力，力爭尾水氨氮濃度低于4mg/L。其他新、改、擴(kuò)建的城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施要執(zhí)行一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。

積極推進(jìn)倒水河沿線區(qū)域街道老舊街區(qū)改造[5]，工業(yè)園區(qū)和住宅小區(qū)新建管網(wǎng)均須實行雨污分流；盡快完成生活污水收集管網(wǎng)建設(shè)改造和配套管網(wǎng)提升泵站建設(shè)，切實提高污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷。配套建設(shè)污水收集系統(tǒng)，將區(qū)域污水收集進(jìn)入現(xiàn)有管網(wǎng)。避免污水直排倒水河或經(jīng)港渠排入倒水河。

3.3 實施連通湖泊保護(hù)工程

開展湖泊保護(hù)工程，對鄢家湖、陶家大湖等湖泊實行截污工程，斷絕污水再次排入湖泊，提升湖泊水體及生態(tài)質(zhì)量。開展連通湖泊的排污口截污整治工程，嚴(yán)格控制各連通閘口的環(huán)境管理與調(diào)度。完成南部水網(wǎng)聯(lián)通和生態(tài)修復(fù)工程，實現(xiàn)長江、倒水、舉水、七湖、陶家大湖、漲渡湖等南部水系動態(tài)連通，并采取構(gòu)建浮島、污染治理、截污、生態(tài)修復(fù)等一系列措施提升水質(zhì)。

3.4 完善流域污染監(jiān)控及聯(lián)防聯(lián)控工作機(jī)制

建立倒水河流域水環(huán)境大數(shù)據(jù)分析及預(yù)警決策支持平臺，構(gòu)建倒水河河水環(huán)境自動監(jiān)測體系，充分匯聚監(jiān)測監(jiān)控數(shù)據(jù)、流域排口數(shù)據(jù)、污染源監(jiān)控數(shù)據(jù)等，深入挖掘、建模分析，追溯污染來源、判斷未來發(fā)展趨勢，全面管理監(jiān)控倒水河水環(huán)境質(zhì)量。