遼河鐵嶺段污染物入河通量及支流污染物貢獻率分析

熊悅丁

(遼寧朝陽水文局，遼寧 朝陽 122000)

近幾年來，遼河鐵嶺段水質持續好轉，但是在不同時間段也出現水質超標的現象，其主要污染源首先是入河排污口排放的污水；另外是以農田徑流、畜禽糞便、農村生活垃圾污染為主的面源污染[1]。目前，遼河鐵嶺段重要支流招蘇臺河、亮子河、萬泉河、寇河、凡河等河流水質達標尚不穩定，存在影響遼河水質穩定達標和鐵嶺市水環境安全風險隱患，亟需對遼河鐵嶺段河流污染物入河量及其主要支流污染物來源及貢獻率進行核算，從而制定相對應的水環境保護措施[2]。通過篩選遼河鐵嶺段水環境風險來源，確定優先治理的污染物和風險源，為實現精準治污、科學治污、依法治污，全面消除劣Ⅴ類水體，穩步提升優良水體比例，打贏污染防治攻堅戰提供技術支撐[3]。近些年來，對于入河污染物通量核算研究取得一些研究成果[4- 11]，這些污染物入河通量大都采用水環境數值模型對河流排污節點進行污染物的通量計算，這種方法需要大量的數據作為模型支撐，操作程度較為復雜[12]。為簡化污染物入河通量核算方法，本文在國內一些河流[12- 15]應用較為成功的污染物通量概化方法，結合結合遼河鐵嶺段17個國、省控監測斷面2016—2020年水質監測數據，對其年污染物入河通量及支流污染物貢獻率進行核算。研究成果對于遼河鐵嶺段水環境治理和保護具有重要的參考價值，對其他地區河流污染物入河通量核算也具有借鑒意義。

1 監測斷面選擇

本文選擇遼河鐵嶺段17個國、省控監測斷面作為代表斷面，對遼河鐵嶺段入河污染入河通量進行核算，各監測斷面所在河流見表1。

2 入河污染物通量核算方法

遼河干流污染物排污途徑主要可分為直接排入和間接排入，總的入河排污通量計算方程為：

W入河污染物總量=W直接排入+W間接排入

(1)

式中，W入河污染物總量—入河污染物總通量，萬t;W直接排入—通過排污口直接排入到河道內的污染物通量，萬t;W間接排入—間接進入河道斷面的非點源污染物通量，萬t。

直接進入河道內的污染物通量W直接排入計算方程可為：

W直接排入=W直接排放量×α

(2)

式中，W直接排入—排污口排放量，萬t;α—排污系數，取值在0.96～0.98之間。

表1 遼河鐵嶺段典型水質監測斷面

流域的水量水質受區域水循環影響較為顯著，對遼河鐵嶺段及其主要支流河流狀況進行了搜集，結合鐵嶺市2016—2020年水文資料及主要排污口監測數據，提出遼河鐵嶺段間接排污量的計算方程為：

(3)

Q=q×S×α

(4)

式中，Q—水質監測斷面流量，m3/s;C—水質監測斷面污染物監測濃度，mg/L;i—水質監測斷面編號，i=1～17;j—監測天數，j=1～365;q—降雨量，mm;S—監測斷面以上匯水面積，km2;α—徑流系數，可按照《遼寧省無資料地區設計暴雨洪水計算方法》讀取。

3 “十三五”期間遼河鐵嶺段污染物濃度變化

結合遼河鐵嶺段17個國、省控監測斷面2016—2020年監測數據，對各河流“十三五”期間濃度變化進行分析，并統計分析各河流水質綜合指數，其計算方程為：

(5)

式中，CWQI—水質綜合指數；CWQI(i)—第i個水質指標的單一指數；n—水質指標個數，本文n取值21。

3.1 遼河干支流水質類比比對

將遼河干流2015、2020年及其遼河支流2015、2020年的水質類別占比進行比對，比對結果見表2—3。

表2 遼河干流2015年和2020年水質類比占比對比結果 單位：%

表2 遼河鐵嶺段主要支流2015年和2020年水質類比占比對比結果 單位：%

從表2對比結果可看出，在十三五”期間，遼河干流水質明顯改善，2020年干流斷面優良水質類別比例比2015年上升66.7%，且無劣Ⅴ類水質。從表3對比結果可看出，在“十三五”期間，遼河支流水質明顯改善。2020年14個支流斷面中，劣Ⅴ類水質比例比2015年下降37.3%，Ⅰ—Ⅲ類斷面水質比例比2015年上升31.8%。主要污染指標為化學需氧量、氨氮、總磷，其中氨氮、總磷污染明顯減輕，與2015年相比，氨氮劣Ⅴ類斷面比例下降26.2%，總磷劣Ⅴ類斷面比例下降44.4%。

3.2 遼河鐵嶺段干支流“十三五”期間水質變化

結合遼河鐵嶺段17個國、省控監測斷面2016—2020年水質變化數據，對其遼河鐵嶺段干支流“十三五”期間主要污染物濃度變化進行分析，并結合水質綜合指數方法對其綜合指數進行計算。具體結果如圖1所示、見表4。

圖1 2016—2020年遼河鐵嶺段水質監測斷面主要污染物濃度變化

表4 2016—2020年遼河鐵嶺段干流及主要支流水質綜合指數變化

從圖1可看出，年遼河干流化學需氧量、氨氮濃度總體均呈現遞減變化。亮子河2個水質斷面水質明顯好轉，主要污染物濃度均有不同程度的下降，化學需氧量濃度2020年比2016年分別下降36.8%、29.7%，氨氮濃度2020年比2016年下降67.8%、67.7%。寇河松樹水文站斷面水質有所下降，主要污染物氨氮、總磷濃度有下降，2020年比2016年分別下降48.4%、27.8%；化學需氧量濃度有所上升，2020年比2016年上升46.7%。水質指數有所下降，水質穩中向好。柴河水庫入庫口斷面、東大橋斷面在2016—2020年水質均持續改善。凡河一號橋斷面水質持續保持良好，黃河子斷面水質明顯下降，氨氮濃度有不同程度上升，化學需氧量濃度有所下降，2020年比2016年下降10.0%。馬仲河門臉和八寶二社2個斷面主要污染物濃度均有不同程度下降，化學需用量濃度2020年比2016年分別下降66.2%、42.6%，氨氮濃度2020年比2016年分別下降79.8%、69.1%。清河水庫入庫口斷面水質持續保持良好，清遼斷面水質有所好轉，主要污染物濃度均有不同程度下降。萬泉河諸民屯橋斷面水質有所好轉，主要污染物濃度均有不同程度下降。化學需氧量濃度2020年比2016年降低31.0%，氨氮濃度2020年比2016年降低34.3%。馮家窩棚斷面水質無明顯變化，化學需氧量有不同程度下降，濃度202年比2016年分別降低30.8%，氨氮濃度有所上升。從表4可看出，水質綜合指數越高其水質越差，遼河鐵嶺段干流及其主要支流的水質綜合指數變化均呈現遞減變化，各河水質均有所好轉。

4 遼河鐵嶺段入河污染物通量及貢獻率分析

4.1 入河污染物通量均值核算結果

結合前述入河污染物通量計算方法，分別結合遼河鐵嶺段各水質監測斷面數據及區域內主要排污口數據對遼河鐵嶺段入河污染物通量進行核算，結果見表5。

表5 遼河鐵嶺段各支流主要污染物年入河通量均值核算結果 單位：t/a

分別對遼河鐵嶺段各支流的主要污染物化學需氧量和氨氮年入河通量進行核算后，清河化學需氧量年入河污染通量最大，達到18753.1t/a，其次是招蘇臺河，為6270.6t/a，長溝河作為遼河鐵嶺段最小支流，其化學需氧量污染物入河年通量最低，為345.4t/a。從遼河鐵嶺段各支流氨氮年污染物通量可看出，同樣清河氨氮污染物年入河通量最大，達到1159.7t/a，其次為招蘇臺河，為360.6t/a，長溝河的氨氮污染物年入河通量最低，為10.3t/a，通過對遼河鐵嶺段各支流污染物來源調查分析，其各支流主要污染物之一的化學需氧量主要為流域內的農業面源污染負荷，而氨氮主要來自于流域內工業廢水排放和居民生活污水排放所致。

4.2 入河污染物貢獻率分析

分別對遼河鐵嶺段主要支流化學需氧量和氨氮對遼河干流污染物通量的貢獻率進行分析，結果見表6—7所示。

表6 遼河鐵嶺段主要支流化學需氧量污染物通量貢獻率分析結果

通過遼河鐵嶺段支流化學需氧量和氨氮污染物通量的貢獻率分析結果可知，排入遼河鐵嶺段的污染物COD，清河和招蘇臺河貢獻率分別為比例占49.6%、16.6%，排入遼河鐵嶺段的污染物氨氮，清河和招蘇臺河貢獻率分別為比例占59.3%、18.4%，因此，清河和招蘇臺河2條支流為高污染通量支流。

表7 遼河鐵嶺段主要支流氨氮污染物通量貢獻率分析結果

5 遼河鐵嶺段水環境保護對策及建議

目前，遼河鐵嶺段水污染防治工作存在的問題：一是畜禽養殖廢棄物污染仍然是制約遼河鐵嶺段水環境質量改善的重要因素，目前一些養殖戶仍存在畜禽糞便露天堆放，缺少防雨防滲設施，養殖廢水向河道排放問題。二是農村生產、生活垃圾直排入河影響水質。在農村基層大部分生產、生活垃圾存儲不規范，村級保潔隊伍不穩定，鄉鎮收集轉運不能堅持常態化，沒有形成收集轉運體系，雖經整治一時有所改善，但向河道內隨意丟棄現象還屢禁不止。三是仍有部分涉水企業污水處理設施擅自閑置、不正常運行，生產廢水直排入河，逃避監管違法排污。

針對上述問題，提出以下對策和建議：

(1)重點圍繞10個國考斷面及各省考斷面水質達標、提升這一目標，以農業農村污染問題，尤其是直接影響河流水質的沿河村莊生產生活垃圾、畜禽養殖廢棄物、生產生活污水直排問題為重點，開展遼河鐵嶺段重點河流專項整治行動，切實提高水環境質量。

(2)嚴格按照《鐵嶺市水污染防治攻堅行動實施方案(2020—2022年)》確定的十大重點任務，認真組織、狠抓落實，確保完成各項水污染防治目標任務。

(3)加強環境執法，嚴厲打擊違法排污行為，建立完善聯防聯控機制，推動水環境質量改善，推動水污染防治法全面有效實施。

(4)要科學編制遼河鐵嶺段重點流域“十四五”環境保護規劃，在全面梳理問題的基礎上，精心謀劃項目，積極爭取各方面政策和資金支持。以水生態環境質量為核心，污染減排和生態擴容兩手發力，統籌水資源利用、水生態保護和水環境治理，創新機制體制，一河一策精準施治，持續改善水生態環境。

6 結語

(1)十三五”期間，遼河干、支流流水質均明顯改善，2020年干流斷面優良水質類別比例比2015年上升66.7%，且無劣Ⅴ類水質，14個支流斷面中，劣Ⅴ類水質比例相比2015年下降37.3%，I—Ⅲ類斷面水質比例相比2015年上升31.8%。

(2)畜禽養殖廢棄物污染仍然是制約遼河鐵嶺段水環境質量改善的重要因素，且仍有部分涉水企業污生產廢水直排入河，建議重點加大對清河、招蘇臺河的污染物排放整治力度。

(3)在后續研究中還應確定遼河鐵嶺段優先治理的污染物和風險源，全面采取水環境污染調控技術、產業結構優化調控對策等措施，在管理體制下才能具有較好的可操作性。