衡水湖水質(zhì)氨氮污染狀況分析

李紅艷

(河北省張家口水文勘測(cè)研究中心，河北 張家口 075000)

1 衡水湖湖區(qū)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(qū)域年降水量均值547.60 mm，且降水年內(nèi)、年際變化大。年蒸發(fā)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(qū)年蒸發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于年降水量，大氣降水稀少，所以湖區(qū)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(shí)施，可實(shí)現(xiàn)對(duì)衡水湖150萬(wàn)m3的年補(bǔ)水量。

衡水湖湖區(qū)周圍輕工業(yè)較為發(fā)達(dá)，且住戶多，人口密度大，106國(guó)道橫穿衡水湖濕地東岸而過，且是衡水市和冀州區(qū)的主要交通要道。衡水湖湖區(qū)西北岸主要為平均寬度10 m的行車道，2015年年中完成硬質(zhì)岸堤改建。湖中常年都有漁民捕魚作業(yè)，夏季衡水湖便迎來旅游旺季，有大批游客坐船進(jìn)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(dòng)對(duì)衡水湖水環(huán)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(qū)的部分工業(yè)廢水與生活污水，加劇了湖區(qū)水質(zhì)污染。通過衡水湖水質(zhì)調(diào)查及沿途主要污染源分析，提出切實(shí)可行的污染治理措施，對(duì)于盡快改善湖區(qū)水環(huán)境質(zhì)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(jù)調(diào)查，湖區(qū)污染物排放總量為11 452.70 t，其中工業(yè)生產(chǎn)污染物排放量2 336.35 t，占湖區(qū)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(qū)所接納的污染物總量中，生活污染物排放量占比最大，應(yīng)作為湖區(qū)污染治理的重點(diǎn)。

2.2 衡水湖受納污染物情況

根據(jù)對(duì)衡水湖湖區(qū)污染物排放量的分析，主要污染物包括COD、BOD、總氮、動(dòng)植物油、氨氮、石油類、總鉻、揮發(fā)酚、六價(jià)鉻、氰化物、鉛、汞、砷等，其中COD排放量8 795.23 t，在湖區(qū)污染物總量中占比76.79%，位居污染程度首位，來自工業(yè)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(qū)污染總量中占比11.53%，位居第二，其中工業(yè)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(yè)源、生活源和集中式占比分別為0%、47.65%和52.35%。動(dòng)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(qū)水質(zhì)污染物中氨氮是水體營(yíng)養(yǎng)素，更是水體中的主要耗氧污染物，能導(dǎo)致水體產(chǎn)生富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，對(duì)魚類及水生生物具有毒害作用，故著重進(jìn)行氨氮污染狀況分析。

3.1 氨氮污染評(píng)價(jià)

根據(jù)《水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》對(duì)衡水湖水環(huán)境中氨氮污染因子的分析結(jié)果表明，衡水湖湖區(qū)除李家埠斷面氨氮含量超標(biāo)外，其余各斷面氨氮含量數(shù)據(jù)基本滿足地表水環(huán)境的要求。結(jié)果詳見表1。

表1 衡水湖湖區(qū)水環(huán)境中氨氮污染因子分析結(jié)果表

3.2 衡水湖氨氮污染趨勢(shì)分析

衡水湖湖區(qū)水環(huán)境氨氮污染趨勢(shì)分析采用秩相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)法，公式具體為：

(1)

di=Xi-yi

(2)

式(1)、(2)中：rj—預(yù)計(jì)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(hào)；yi—按時(shí)間排列的序號(hào)。

根據(jù)上式以及所選取的衡水湖湖區(qū)2011—2020年水資源污染量數(shù)據(jù)資料，便可求得2011—2020年間衡水湖湖區(qū)水環(huán)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(qū)水環(huán)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(qū)氨氮指標(biāo)基本符合Ⅴ類水質(zhì)要求，在2011—2020年間，雖無顯著的上升趨勢(shì)，但是始終處于波動(dòng)狀態(tài)，必須引起湖區(qū)水環(huán)境相關(guān)管理部門的重視。

3.3 湖區(qū)氨氮排放量分析

3.3.1 工業(yè)源氨氮排放量

衡水湖湖區(qū)所受納工業(yè)污染源氨氮排放量約為81.48 t，湖區(qū)主要工業(yè)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(wàn)t。衡水湖湖區(qū)水污染中對(duì)氨氮排放量影響較大的工業(yè)企業(yè)主要為其中的5家，年廢水排放量共計(jì)1 884.67萬(wàn)t，分別占湖區(qū)廢水排放量及氨氮排放量的53.74%和40.5%。對(duì)上述5家企業(yè)污染物中氨氮排放濃度進(jìn)一步分析表明，其中2家工業(yè)企業(yè)氨氮排放濃度超0.20 mg/L，且主要分布在李家埠區(qū)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(qū)氨氮污染物排放量和排放濃度明細(xì)表

從上表結(jié)果可以看出，對(duì)衡水湖湖區(qū)氨氮污染貢獻(xiàn)最大的是衡水興源造紙廠，其氨氮排放量占湖區(qū)總量的53.46%，其次是衡水食品加工廠，氨氮排放量是湖區(qū)水污染氨氮總量的10.20%。

3.3.2 生活源氨氮排放量

根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，衡水湖湖區(qū)水環(huán)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(zhèn)居民生活污水在內(nèi)的污染物直接排入衡水湖湖區(qū)水體總量約為251.30萬(wàn)t，產(chǎn)生氨氮量139 t，排放量126 t，排放濃度均值56.02 mg/L，超出標(biāo)準(zhǔn)約2.40倍。

3.3.3 集中式氨氮排放量

工業(yè)集中式污染治理設(shè)施排入衡水湖湖區(qū)廢水量總共約210.70萬(wàn)t，各種污染物排放總量245.80萬(wàn)t，產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)。

通過上述分析不難發(fā)現(xiàn)，河北衡水湖湖區(qū)水環(huán)境氨氮污染主要來自生活源，應(yīng)采取有效措施積極應(yīng)對(duì)和盡快解決生活源氨氮排放，同時(shí)加強(qiáng)預(yù)防工業(yè)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(qiáng)對(duì)湖區(qū)氨氮排放超標(biāo)企業(yè)的整治

工業(yè)廢水中氨氮嚴(yán)重超標(biāo)，必須采取經(jīng)濟(jì)手段、行政手段和法律手段盡快整改，敦促企業(yè)盡快改進(jìn)廢水處理工藝、改良設(shè)施設(shè)備，保證廢水達(dá)標(biāo)后排放。

4.2 實(shí)施污染物總量控制

提升中水處理利用率，從源頭上減少?gòu)U水排放，降低湖區(qū)受納水體的氨氮污染負(fù)荷。

4.3 加強(qiáng)生活源氨氮排放治理

衡水湖湖區(qū)主要位于衡水市和冀州區(qū)之間待開發(fā)的城鄉(xiāng)結(jié)合區(qū)，其中李家埠區(qū)域人口最為密集，生活方式也最為原生態(tài)，區(qū)域內(nèi)無生活垃圾、生活污水及畜禽糞便處理設(shè)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(qū)水體，嚴(yán)重影響人居環(huán)境的同時(shí)還對(duì)湖區(qū)水環(huán)境造成極大威脅。為此，必須加快建設(shè)農(nóng)村生活污水、生活垃圾及畜禽糞便處理設(shè)施及廢棄物綜合利用等實(shí)用技術(shù)推廣應(yīng)用，并考慮建設(shè)周邊村鎮(zhèn)污水納入城市污水收集管網(wǎng)，逐步實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)垃圾處理一體化模式。

5 結(jié)論

綜上所述，河北衡水湖湖區(qū)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(dǎo)致水體產(chǎn)生富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，對(duì)魚類及水生生物具有毒害作用。進(jìn)一步分析表明，各影響源對(duì)湖區(qū)氨氮排放貢獻(xiàn)程度中，生活源、工業(yè)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(qū)氨氮排放的主要方面，必須采取積極有效措施加強(qiáng)應(yīng)對(duì)。