衡水湖水質氨氮污染狀況分析

李紅艷

(河北省張家口水文勘測研究中心，河北 張家口 075000)

1 衡水湖湖區概況

衡水湖水深均值3.50～4.50 m，湖底高程均值17.50～18.50 m，區域年降水量均值547.60 mm，且降水年內、年際變化大。年蒸發量均值1 315.50～2 655.50 mm，衡水湖地表水主要來自人工引水和天然降水，由于湖區年蒸發量遠遠大于年降水量，大氣降水稀少，所以湖區水源主要為人工引水，即通過王口閘引取黃河水。黃河引水工程通常在每年年末至次年1月實施，可實現對衡水湖150萬m3的年補水量。

衡水湖湖區周圍輕工業較為發達，且住戶多，人口密度大，106國道橫穿衡水湖濕地東岸而過，且是衡水市和冀州區的主要交通要道。衡水湖湖區西北岸主要為平均寬度10 m的行車道，2015年年中完成硬質岸堤改建。湖中常年都有漁民捕魚作業，夏季衡水湖便迎來旅游旺季，有大批游客坐船進湖采摘蓮蓬、觀賞荷花。衡水市還定期舉辦大型濕地馬拉松賽事，人為活動對衡水湖水環境影響較為劇烈。

此外，衡水湖沿途還接納了衡水市和冀州區的部分工業廢水與生活污水，加劇了湖區水質污染。通過衡水湖水質調查及沿途主要污染源分析，提出切實可行的污染治理措施，對于盡快改善湖區水環境質量具有重要意義。

2 衡水湖廢水污染物總量分析

2.1 衡水湖污染物排放量

根據調查，湖區污染物排放總量為11 452.70 t，其中工業生產污染物排放量2 336.35 t，占湖區污染物總量的20.40%，生活污染物排放量8 412.50 t，占污染物總量的73.45%，集中式污染物總量703.85 t，占污染物總量的6.15%。由上可知，衡水湖湖區所接納的污染物總量中，生活污染物排放量占比最大，應作為湖區污染治理的重點。

2.2 衡水湖受納污染物情況

根據對衡水湖湖區污染物排放量的分析，主要污染物包括COD、BOD、總氮、動植物油、氨氮、石油類、總鉻、揮發酚、六價鉻、氰化物、鉛、汞、砷等，其中COD排放量8 795.23 t，在湖區污染物總量中占比76.79%，位居污染程度首位，來自工業源占比24.31%，生活源占比74.12%，集中式占比1.57%。BOD排放量1 320.35 t，在湖區污染總量中占比11.53%，位居第二，其中工業源、生活源和集中式占比分別為54.37%、34.28%和11.35%。總氮排放量1 031.50 t，在總污染量中占比9%，位居第三，其中工業源、生活源和集中式占比分別為0%、47.65%和52.35%。動植物油、氨氮等污染物排放量分別為103.70 t和101.2 t，占比0.91%和0.88%。

3 衡水湖氨氮污染狀況分析

衡水湖湖區水質污染物中氨氮是水體營養素，更是水體中的主要耗氧污染物，能導致水體產生富營養化現象，對魚類及水生生物具有毒害作用，故著重進行氨氮污染狀況分析。

3.1 氨氮污染評價

根據《水污染源在線監測系統驗收技術規范》對衡水湖水環境中氨氮污染因子的分析結果表明，衡水湖湖區除李家埠斷面氨氮含量超標外，其余各斷面氨氮含量數據基本滿足地表水環境的要求。結果詳見表1。

表1 衡水湖湖區水環境中氨氮污染因子分析結果表

3.2 衡水湖氨氮污染趨勢分析

衡水湖湖區水環境氨氮污染趨勢分析采用秩相關系數檢驗法，公式具體為：

(1)

di=Xi-yi

(2)

式(1)、(2)中：rj—預計污染量；di—變量Xi和變量yi的差；Xi—周期1到周期N由小到大排列的序號；yi—按時間排列的序號。

根據上式以及所選取的衡水湖湖區2011—2020年水資源污染量數據資料，便可求得2011—2020年間衡水湖湖區水環境氨氮污染年際變化情況，具體見圖1。

圖1 2011—2020年間衡水湖湖區水環境氨氮污染年際變化圖

通過上圖年際變化情況曲線可以看出，衡水湖湖區氨氮指標基本符合Ⅴ類水質要求，在2011—2020年間，雖無顯著的上升趨勢，但是始終處于波動狀態，必須引起湖區水環境相關管理部門的重視。

3.3 湖區氨氮排放量分析

3.3.1 工業源氨氮排放量

衡水湖湖區所受納工業污染源氨氮排放量約為81.48 t，湖區主要工業污染源共有8家。衡水興源造紙廠廢水排放總量約為883.66萬t。衡水湖湖區水污染中對氨氮排放量影響較大的工業企業主要為其中的5家，年廢水排放量共計1 884.67萬t，分別占湖區廢水排放量及氨氮排放量的53.74%和40.5%。對上述5家企業污染物中氨氮排放濃度進一步分析表明，其中2家工業企業氨氮排放濃度超0.20 mg/L，且主要分布在李家埠區域，具體的氨氮污染物排放量和排放濃度詳見表2。

表2 衡水湖湖區氨氮污染物排放量和排放濃度明細表

從上表結果可以看出，對衡水湖湖區氨氮污染貢獻最大的是衡水興源造紙廠，其氨氮排放量占湖區總量的53.46%，其次是衡水食品加工廠，氨氮排放量是湖區水污染氨氮總量的10.20%。

3.3.2 生活源氨氮排放量

根據水質監測數據，衡水湖湖區水環境污染物中生活源氨氮排放量在流域氨氮污染總量中占比55.78%，包括城鎮居民生活污水在內的污染物直接排入衡水湖湖區水體總量約為251.30萬t，產生氨氮量139 t，排放量126 t，排放濃度均值56.02 mg/L，超出標準約2.40倍。

3.3.3 集中式氨氮排放量

工業集中式污染治理設施排入衡水湖湖區廢水量總共約210.70萬t，各種污染物排放總量245.80萬t，產生氨氮量5.70 t，排放氨氮量0.49 t，氨氮排放濃度均值為0.21 mg/L，符合排放標準。

通過上述分析不難發現，河北衡水湖湖區水環境氨氮污染主要來自生活源，應采取有效措施積極應對和盡快解決生活源氨氮排放，同時加強預防工業源氨氮排放和集中式氨氮排放。

4 衡水湖氨氮污染治理措施

4.1 加強對湖區氨氮排放超標企業的整治

工業廢水中氨氮嚴重超標，必須采取經濟手段、行政手段和法律手段盡快整改，敦促企業盡快改進廢水處理工藝、改良設施設備，保證廢水達標后排放。

4.2 實施污染物總量控制

提升中水處理利用率，從源頭上減少廢水排放，降低湖區受納水體的氨氮污染負荷。

4.3 加強生活源氨氮排放治理

衡水湖湖區主要位于衡水市和冀州區之間待開發的城鄉結合區，其中李家埠區域人口最為密集，生活方式也最為原生態，區域內無生活垃圾、生活污水及畜禽糞便處理設施，上述污染物基本上隨意排放，在降水等的影響下直接流入湖區水體，嚴重影響人居環境的同時還對湖區水環境造成極大威脅。為此，必須加快建設農村生活污水、生活垃圾及畜禽糞便處理設施及廢棄物綜合利用等實用技術推廣應用，并考慮建設周邊村鎮污水納入城市污水收集管網，逐步實現城鄉垃圾處理一體化模式。

5 結論

綜上所述，河北衡水湖湖區水污染物中氨氮污染雖不是主要污染物，污染量占比也不高，但是是水體中的主要耗氧污染物，能導致水體產生富營養化現象，對魚類及水生生物具有毒害作用。進一步分析表明，各影響源對湖區氨氮排放貢獻程度中，生活源、工業源和集中式氨氮排放分別占氨氮污染總量的55.78%、34.78%和9.44%。生活源是影響湖區氨氮排放的主要方面，必須采取積極有效措施加強應對。