瀏陽河水污染現(xiàn)狀及其治理對(duì)策研究

陳 浩，安貞煜，劉志文

（湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究總院，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

城市內(nèi)河在城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)中發(fā)揮的作用日益增強(qiáng)[1]，然而，在經(jīng)濟(jì)和工業(yè)飛速發(fā)展的同時(shí)，產(chǎn)生的污染物種類及數(shù)量越來越多，隨之排放的水體中的污染物也逐漸增多，水環(huán)境面臨著嚴(yán)重的威脅[2]。因此，對(duì)城市內(nèi)河的污染治理成為了更多人的關(guān)注的焦點(diǎn)。

瀏陽河位于湖南省東部，是湘江的一級(jí)支流[3]。根據(jù)相關(guān)的環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，瀏陽河流域的水污染問題日益嚴(yán)重，水質(zhì)受到了嚴(yán)重的影響，對(duì)人們的生產(chǎn)和生活造成了巨大的威脅。瀏陽河全長(zhǎng)235 km，流域面積5 960 km2，接近長(zhǎng)沙國(guó)土總面積的40%[4]，因此對(duì)瀏陽河生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)有著重要意義。

1 水環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)及趨勢(shì)分析

1.1 整體狀況

本文以瀏陽河流域地表水為監(jiān)測(cè)對(duì)象，選取了瀏陽河干流黑石渡、三角洲、榔梨、韓家港、三水廠、小溪和黃花洞共7 個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，并在各采樣點(diǎn)取樣分析，對(duì)瀏陽河地表水水質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)項(xiàng)綜合分析評(píng)價(jià)。如圖1～圖7 所示為1995～2018 年各斷面主要污染影響因子：氨氮、總磷、化學(xué)需氧量和高錳酸鹽指數(shù)的變化趨勢(shì)圖，圖中紅線為各斷面相應(yīng)的水質(zhì)目標(biāo)，收集的數(shù)據(jù)截止到2018 年8 月。如圖1、圖2 所示，1996～2000 年，黑石渡、三角洲斷面基本為IV 類水質(zhì)，僅存在氨氮、生化需氧量的部分超標(biāo)情況。自2001 年起，水質(zhì)下降為劣V類，屬重度污染，污染程度在2007 年、2008 年達(dá)到頂峰。到2017 和2018 年上半年黑石渡、三角洲斷面的氨氮、總磷已達(dá)到IV 類水，并且還有繼續(xù)變好的趨勢(shì)；化學(xué)需氧量和高錳酸鹽指數(shù)基本穩(wěn)定在Ⅲ類水以下。如圖3 和圖4 所示，榔梨和韓家港斷面的氨氮、總磷穩(wěn)定在Ⅲ類水及以下，高錳酸鹽指數(shù)穩(wěn)定在Ⅱ類水以下，呈現(xiàn)出良好的水質(zhì)變化趨勢(shì)。如圖1、圖6 所示，三水廠、小溪斷面的水質(zhì)基本都在Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)以下。如圖7 所示，黃花洞斷面除部分年份外，氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)和化學(xué)需氧量基本都達(dá)到了相應(yīng)的水域功能執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。由以上結(jié)果可知，瀏陽河榔梨及以上斷面水質(zhì)整體狀況較好，瀏陽河污染主要集中在下游，即榔梨斷面以下。

圖1 黑石渡斷面1995～2018 年水質(zhì)變化

圖2 三角洲斷面1995～2018 年水質(zhì)變化

1.2 污染狀況

1.2.1 瀏陽河流域主要污染源

瀏陽河流域污染源包括生活污染源、工業(yè)污染源、種植源和畜禽養(yǎng)殖污染源。根據(jù)調(diào)查，COD 入河量生活源、工業(yè)源、種植源和畜禽養(yǎng)殖源分別占84.47%、10.75%、2.81%和1.97%，氨氮入河量生活源、工業(yè)源、種植源和畜禽養(yǎng)殖源分別占83.79%、7.88%、4.88%和3.45%。因此，生活源是瀏陽河水環(huán)境污染源的主要來源，其次是工業(yè)源、種植源和畜禽養(yǎng)殖源。

圖3 榔梨斷面1995～2018 年水質(zhì)變化

圖4 韓家港斷面1995～2018 年水質(zhì)變化

1.2.2 主要污染物沿程變化趨勢(shì)

綜合分析瀏陽河1995～2018 歷年各斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，瀏陽河水質(zhì)隨沿程呈現(xiàn)出明顯的空間變化趨勢(shì)，各主要污染因子呈現(xiàn)出從上游斷面到下游斷面增加的趨勢(shì)。其中，黃花洞斷面為I 類水體，小溪、三水廠斷面為II 類水體，韓家港、榔梨斷面屬于III 類水體，表明瀏陽河從源頭黃花洞到榔梨斷面，水質(zhì)污染呈不斷上升趨勢(shì)，主要體現(xiàn)在總磷指標(biāo)的污染加劇，其它主要污染因子還包括氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量。榔梨下游長(zhǎng)沙段黑石渡、三角洲斷面因接納了長(zhǎng)沙市區(qū)絕大部分生活污水及部分城區(qū)工業(yè)企業(yè)廢水，水質(zhì)明顯惡化，年度水質(zhì)為Ⅳ類，水質(zhì)優(yōu)良率分別為16.7%、25%，主要污染物為氨氮，總磷。

圖5 三水廠斷面1995～2018 年水質(zhì)變化

圖6 小溪斷面1995～2018 年水質(zhì)變化

1.2.3 主要污染物隨水期變化趨勢(shì)

根據(jù)瀏陽河榔梨、黑石渡、三角洲3 個(gè)監(jiān)測(cè)斷面2015～2018 年月監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、化學(xué)需氧量等污染指數(shù)呈現(xiàn)出隨水期變化的特點(diǎn)。榔梨河段水質(zhì)穩(wěn)定，近3 年水質(zhì)類別總體為III 類，均未監(jiān)測(cè)到污染因子超標(biāo)情況。至黑石渡斷面，水質(zhì)出現(xiàn)明顯好轉(zhuǎn)。對(duì)2015～2018 年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)加以分析，按照地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)IV 類進(jìn)行評(píng)價(jià)，存在氨氮、總磷超標(biāo)情況。進(jìn)入三角洲斷面后，水質(zhì)較黑石渡差，按照地表水IV 類水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，存在氨氮、總磷、生化需氧量、化學(xué)需氧量污染因子超標(biāo)情況。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)分析，黑石渡枯水期氨氮和總磷超標(biāo)率分別為50%和21.43%，平水期為38.46%和0.077%，豐水期為20%和0.067%。三角洲枯水期氨氮和總磷超標(biāo)率分別為78.57%和21.43%，平水期為53.85%和23.08%，豐水期為20%和0.067%。說明主要污染物在榔梨及以下斷面存在顯著的水期變化特點(diǎn)，枯水期水質(zhì)污染最嚴(yán)重，平水期、豐水期污染物超標(biāo)率相對(duì)較低，豐水期表現(xiàn)出明顯的較平水期水質(zhì)改善特點(diǎn)，尤其對(duì)于總磷的超標(biāo)率來說。

圖7 黃花洞斷面1995～2018 年水質(zhì)變化

表1 瀏陽河流域各類型污染源入河污染物量 t/a

2 瀏陽河流域主要環(huán)境問題

近十幾年來，長(zhǎng)沙市委、市政府高度重視瀏陽河流域水污染與水生態(tài)問題，先后從優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、截污截排、城鎮(zhèn)污水處理、河道綜合整治等方面入手進(jìn)行了專項(xiàng)治理，取得了一定成效。但瀏陽河流域水環(huán)境仍然污染嚴(yán)重，目前尚未得到徹底改善和恢復(fù)。

根據(jù)對(duì)瀏陽河水質(zhì)現(xiàn)狀的調(diào)查分析，認(rèn)為瀏陽河流域水污染治理方面存在的以下主要問題：

1）水環(huán)境質(zhì)量形勢(shì)不容樂觀，部分河段水質(zhì)仍然存在超標(biāo)現(xiàn)象。近20 年來榔梨及以上9 個(gè)斷面水質(zhì)可穩(wěn)定達(dá)到或優(yōu)于地表水Ⅲ類及以上，水質(zhì)常年可保持優(yōu)良。瀏陽河長(zhǎng)沙城區(qū)段水質(zhì)呈現(xiàn)出輕度污染向重度污染轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)。1995～2000 年，黑石渡、三角洲斷面基本為Ⅳ類水質(zhì)。自2001 年起，水質(zhì)下降為劣Ⅴ類，屬重度污染，污染程度在2007 年、2008 年達(dá)到頂峰，氨氮嚴(yán)重超標(biāo)是瀏陽河長(zhǎng)沙城區(qū)段污染加重的主要原因之一。截止到2018 年8 月的斷面數(shù)據(jù)，干流斷面上榔梨及以上斷面都能穩(wěn)定達(dá)到水質(zhì)目標(biāo)，三角洲斷面和黑石渡斷面總體達(dá)到了Ⅳ類目標(biāo)，且有持續(xù)變好的趨勢(shì)，但仍存在少數(shù)月份氨氮不能達(dá)標(biāo)的情況。

2）瀏陽河長(zhǎng)沙城區(qū)段納污量過大，遠(yuǎn)超其納污能力。河?xùn)|城區(qū)絕大部分污水處理廠尾水都排入了瀏陽河。據(jù)統(tǒng)計(jì)，瀏陽河城區(qū)段共接納了河?xùn)|9 個(gè)城市污水處理廠的尾水，敢勝垸污水處理廠正在建設(shè)，建成后將接納10 個(gè)污水處理廠尾水。瀏陽河長(zhǎng)沙城區(qū)段點(diǎn)源污染物COD 入河量為7631.33t/a，氨氮入河量為397.56t/a，而COD 納污能力只有4 504.31 t/a，氨氮186.15 t/a，分別超出納污能力COD 為3 127.02 t/a，氨氮為211.41 t/a。

3）瀏陽河自然補(bǔ)給量季節(jié)分布不均，枯水期生態(tài)流量過小。瀏陽河上游屬于湘東暴雨區(qū)，流域多年平均降雨量為1568.5 mm，干流多年平均年徑流量37.25億m3，水量充沛，但年內(nèi)分配不均，1 月份只占到全年水量的1.7%，為枯水期，3～6 月份占全年水量55%以上。流域上游現(xiàn)有的攔蓄水設(shè)施尚不能做到對(duì)枯水期的補(bǔ)給，造成下游枯水期河流自凈能力弱，水體污染嚴(yán)重。

4）截污治污不徹底，截污效果出現(xiàn)反彈。瀏陽河流域內(nèi)為雨污合流體系，在暴雨期超出的污水和雨水部分，經(jīng)過混合后將直接排入水體，造成水體污染。此外，城市內(nèi)污水管網(wǎng)建設(shè)滯后，使污水無法進(jìn)入污水處理廠。雖然在長(zhǎng)沙城區(qū)內(nèi)已經(jīng)進(jìn)行了多次截污，但是截污效果出現(xiàn)了反彈。

5）上游面源污染嚴(yán)重。畜禽養(yǎng)殖、種植源污染較嚴(yán)重。目前瀏陽河流域散戶養(yǎng)殖污染負(fù)荷依然較重，城市建成區(qū)或城郊結(jié)合部還存在養(yǎng)豬問題。瀏陽市、長(zhǎng)沙縣生豬養(yǎng)殖總量大，糞污未得到有效處置。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥、農(nóng)藥施用量大。并且目前流域內(nèi)畜禽養(yǎng)殖業(yè)區(qū)域發(fā)展不平衡，轉(zhuǎn)型發(fā)展緩慢，畜禽規(guī)模養(yǎng)殖水平僅占養(yǎng)殖總量的9.3%。

6）部分工業(yè)園沒有污水集中處理設(shè)施，部分企業(yè)游離于園區(qū)之外。瀏陽河流域鎮(zhèn)頭等部分工業(yè)園沒有污水集中處理設(shè)施。部分企業(yè)游離于園區(qū)之外，使得污染物無法進(jìn)行集中處理，給環(huán)境監(jiān)督管理帶來困難。

7）水生態(tài)功能恢復(fù)緩慢，河道出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象。瀏陽河流域水資源總量豐富，但豐水期的徑流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于枯水期。與豐水期相比，枯水期河流的水體流動(dòng)性、與外界水體交換水量、水體自凈能力等都遠(yuǎn)小于豐水季節(jié)。同時(shí)有機(jī)污染物的排入量并沒有減少，導(dǎo)致河流的溶解氧含量降低，水生態(tài)功能恢復(fù)緩慢，出現(xiàn)了河道黑臭現(xiàn)象。

8）瀏陽河干流水電開發(fā)對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了一定的影響。梯級(jí)電站的建設(shè)，改變了瀏陽河的土地利用格局，淹沒了兩岸的林地、灌草地、耕地等，同時(shí)也造成了一定的植被破壞，瀏陽河上游大溪河達(dá)滸電站等存在下游減水影響，生態(tài)流量缺乏，下游河床裸露。

3 治理對(duì)策

3.1 污染源綜合治理對(duì)策

1）對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)行擴(kuò)建以及提質(zhì)改造，并對(duì)污水廠的尾水進(jìn)行回用。

2）瀏陽河長(zhǎng)沙市和長(zhǎng)沙縣干支流全截污，推進(jìn)城區(qū)排口截污設(shè)施提標(biāo)改造，實(shí)現(xiàn)旱季污水全收集、全處理，加強(qiáng)監(jiān)管，確保截污效果不出現(xiàn)反彈。

3）對(duì)長(zhǎng)沙市城區(qū)雨污分流進(jìn)行改造，不斷完善現(xiàn)有的雨污分流系統(tǒng)。

4）防治畜禽養(yǎng)殖污染源。繼續(xù)實(shí)施瀏陽河流域畜禽養(yǎng)殖退出專項(xiàng)行動(dòng)及污染治理工程。

5）對(duì)種植源污染源進(jìn)行治理。一是實(shí)施化肥減量行動(dòng)。逐年減少化肥使用量；調(diào)整施肥結(jié)構(gòu)及方式；實(shí)施有機(jī)質(zhì)提升行動(dòng)，推廣商品有機(jī)肥。二是實(shí)施農(nóng)藥減量行動(dòng)。推進(jìn)技術(shù)示范推廣、普及科學(xué)用藥知識(shí)，讓農(nóng)民了解農(nóng)藥，安全使用農(nóng)藥，以達(dá)到農(nóng)藥減量的目的。

3.2 生態(tài)修復(fù)與保育工程對(duì)策

1）黑臭水體整治。對(duì)榨山港、花園港、梨江港、雙橋港等瀏陽河支流，進(jìn)行清淤及垃圾清理、岸帶修復(fù)、人工增氧、初期雨水過濾、ISSA PGPR 微生物凈化。

2）水系連通工程。通過改造主干渠為生態(tài)明渠、新建景觀調(diào)蓄湖等工程舉措，實(shí)現(xiàn)水系連通、良性循環(huán)，通過濕地生物的打造，對(duì)雨水進(jìn)行過濾降解，補(bǔ)充地下水、調(diào)節(jié)水循環(huán)。

3）濕地建設(shè)。加強(qiáng)對(duì)瀏陽河水系周邊森林、濕地和自然保護(hù)區(qū)的保護(hù)力度，通過濕地恢復(fù)與治理、濕地保護(hù)與合理利用等措施，使?jié)竦孛娣e不斷增加，濕地保護(hù)率不斷提高。

4）河岸植被恢復(fù)工程。河岸植被恢復(fù)是河道整治與恢復(fù)的輔助工程，一是為防風(fēng)固堤進(jìn)行水土保持，二是為濕地恢復(fù)，提高河流的自凈能力。

5）保護(hù)與修復(fù)河流洲灘。瀏陽河流域上游洲灘，以生態(tài)退耕，實(shí)施生態(tài)保護(hù)為主；流域中游洲灘，以退耕還林還草為主；瀏陽河下游洲灘，以生態(tài)修復(fù)為主。

6）整治環(huán)境敏感的水利水電工程。目前瀏陽河流域成立包括大圍山省級(jí)自然保護(hù)區(qū)在內(nèi)的多個(gè)環(huán)境敏感區(qū)，這些地區(qū)生態(tài)保護(hù)要求高。瀏陽河流域己建的92 座水電梯級(jí)中，有31 座水電站涉及環(huán)境敏感區(qū)，建議拆除位于大圍山的環(huán)境敏感區(qū)內(nèi)水電站，恢復(fù)原有的河流濕地環(huán)境。

4 結(jié) 論

瀏陽河干流榔梨及以上斷面水質(zhì)可以穩(wěn)定達(dá)到或優(yōu)于地表水Ⅲ類及以上標(biāo)準(zhǔn)，榔梨以下各斷面水質(zhì)出現(xiàn)顯著下降，黑石渡、三角洲斷面常年為V 類、劣V 類水質(zhì)，為瀏陽河干流主要污染河段。主要污染因子為氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)和化學(xué)需氧量。瀏陽河干流水質(zhì)沿程變化明顯，從源頭黃花洞到下游三角洲斷面，各因子污染程度呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。瀏陽河重點(diǎn)污染河段黑石渡、三角洲斷面水質(zhì)隨水期變化明顯，主要污染因子的超標(biāo)率呈現(xiàn)出枯水期、平水期和豐水逐漸減小的趨勢(shì)，尤其對(duì)于總磷的超標(biāo)率來說。生活源是瀏陽河水環(huán)境污染源的主要來源。此外，瀏陽河干流水電開發(fā)對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境也產(chǎn)生了一定的影響。

要改善瀏陽河流域水質(zhì)，在污染源綜合治理方面，實(shí)施城鎮(zhèn)污水處理廠提質(zhì)改造和擴(kuò)建、排口全截污、雨污分流改造等必要的措施；同時(shí)，實(shí)施瀏陽河流域畜禽養(yǎng)殖污染治理和種植源污染治理工程；在生態(tài)修復(fù)方面，進(jìn)行黑臭水體整治、水系連通工程、濕地建設(shè)以及水利水電工程等生態(tài)工程的建設(shè)。