興城市入海河流總氮污染風險源調查及防控對策

王國龍

(遼寧省水利水電勘測設計研究院有限責任公司,遼寧 沈陽 110006)

總氮的污染會造成水體富營氧化，對人體和生態環境造成較大危害。對此學者進行了多方面研究，董斯齊等[1]對粵港澳大灣區陸源氮污染來源結構與空間分布進行了研究，研究結果表明:控制總氮排放，能有效恢復生態平衡；鐘秀娣[2]對龜石水庫總氮污染特征進行了分析并制定防控對策，分析結果表明:采取總氮排放的防控措施，能有效改善水資源環境；賈娟娟等[3]對鄱陽湖湖區總磷總氮污染變化趨勢進行了分析，分析結果表明：經過科學的治理，湖區總氮濃度逐年降低；陳麗娜等[4]對武宜運河小流域平原河網地區總氮污染特征及來源進行了研究，研究結果表明：控制養殖業及生活污染源，能有效降低總氮排放；王輝等[5]對渤海氮污染的來源結構與污染壓力空間分布進行研究，研究結果表明:治理居民生活及農業耕種總氮污染，能有效改善生態環境。

本文對興城河流域總氮排放污染源進行了調查，并對水質進行了分析，通過所得資料，制定了污染風險源治理措施和管理措施。

1 工程概況

興城市位于遼寧省西南部，東南瀕臨渤海，興城河發源于郭家滿族鎮西端的把石嶺，由西北向東南直接流入渤海(如圖1所示)。由于部分入海河流水質惡化，葫蘆島興城河、連山河等河流總氮濃度總體呈現沿程升高趨勢。為確保渤海生態環境不再惡化，確定開展陸源污染治理行動、海域污染治理行動、生態保護修復行動及環境風險防范行動。

圖1 興城河流域圖

2 總氮污染調查及水質分析

2.1 總氮排放源調查

根據污染源普查成果，興城河流域內涉及總氮直接排放的污染企業共有10家，包括5座屠宰場，4座食品廠和1座機械加工廠。經統計，工業污染源總氮入河量為0.307t/a。興城河流域城鎮生活污水主要包括2個部分，一是現狀城鎮污水處理廠排污，二是污水管網未覆蓋的城鄉結合部及各鄉、鎮生活污水散排。流域范圍內現有污水處理廠2座，處理廠出水均排入興城西河。流域內未建設污水處理廠的區域，污水產生量等于污水排放量，生活污水總氮入河量為92.59t/a。

興城河流域內共有58家規模化養殖場、144家養殖戶，主要養殖的畜禽為生豬、雞、肉牛和羊，牲畜全年出欄量共計為11.77萬頭豬當量，其規模化養殖場均配套有相應的無害化及資源化處理設施，畜禽糞污綜合利用率90.71%，其余則直接排放。根據估算，興城河流域內畜禽養殖污染物總氮入河量共計57.30t/a。興城河干流及支流河兩岸種植大量的農作物，有機肥、生物農藥利用率低，施用的農藥化肥中的氮素通過降水沖刷、農田排水和地下滲漏等方式進入水體，土壤中氮營養元素的流失會造成河流中總氮濃度偏，造成農業面源污染，其農業種植污染物總氮的入河量為55.30t/a。

根據現場調查，興城河流域河道內垃圾傾倒堆放現象較嚴重，且以生活垃圾為主。興城河穿越村莊集中區時，部分農村河道漂浮物及岸線垃圾較多，垃圾分散堆置未收集。由于雨水、河水沖刷下，河道垃圾中的總氮逐漸浸出，影響水體水質。興城河干流河道較長，流經的鄉、鎮、街道較多，中游兩岸居民將大量的生活垃圾、廢棄的農業垃圾及建筑垃圾等堆放至河道兩側或河道內，影響河流水質的同時，還會造成河道受阻，流通不暢。經初步估算，興城河流域河道生活垃圾量約為4.93萬m3，總氮浸出量為500～700mg/kg，計算生活垃圾總氮入河量為16.87t。

河道底泥污染也是水體污染的重要原因之一。由于受到溫度、pH值、流速及底泥狀態結構的影響，一般情況下，河湖底泥中各種污染物與水體中的污染物維持一種穩定的狀態。當外界環境改變到一定闕值時，河流底泥中污染物就會重新被釋放出來發揮面源污染的作用。根據現場調查及資料收集分析，興城河流域底泥污染主要為城郊區域生活基礎設施滯后所影響的興城東河等支流河、受沿線居民的生活污水、垃圾、腐敗植物影響較大的興城河城區。按照底泥厚度30～50cm進行估算，底泥中總氮含量約31.55t。根據《不同環境要素條件下大河口水庫底泥氮磷釋放特征研究》中，大河口水庫中底泥在不同溫度下氮素釋放速率的進行分析，分別以5、15、25℃代表冬季、春季和秋季、夏季的河流溫度，估算出興城河底泥的總氮釋放量共計為16.73t。

根據對興城河流域的污染源分析，各污染源總氮入河量及污染負荷占比如圖2所示。

圖2 興城河流域各污染源總氮負荷分布圖

通過對興城河流域內各污染源總氮入河量分析可知，元臺子滿族鄉和紅崖子鎮總氮入河量最高，分別為30.621t/a和27.36t/a，分別占流域內總氮入河量的12.30%、10.99%；占比最少的為楊郊鄉(5.29t/a)和釣魚臺街道(4.88t/a)，分別占流域內總氮入河量的2.13%、1.96%(見表1)。

表1 興城河流域各區域污染負荷情況

2.2 水質分析及同位素監測

興城河流域總氮主要由硝態氮和有機氮構成，且以硝態氮為主(見表2)。

表2 興城河流域各區域總氮構成情況

興城河干流總氮濃度升高的原因除受干流沿岸畜禽養殖、河道垃圾、生活污水排放等引起外，非點源污染排放及總氮濃度超標支流來水的匯入，也可能是干流水質總氮含量超標的原因。總氮濃度超標支流來水中的總氮含量雖相對于干流較低，但沒有起到有利于自凈能力強化的稀釋作用，還進一步削弱了干流自凈效果，也是造成干流水質氮含量持續超標的原因之一。

本研究在興城河干流設置同位素監測點位10個，在支流設置同位素監測點位11個。根據興城河干流及各主要支流河的氮穩定同位素變化及分析結果，該流域中除部分區域外，多數區域的養殖、農村生活等潛在污染源均距離河道較遠，耕地為河道沿河主要的景觀類型，多種潛在污染源在入河前，均需經過長度不等的旱耕地，耕地由此成為各類污染源的緩沖介質。不同來源的氮素污染物進入耕地后經土壤的截留、吸附等作用暫存于土壤中。

由于取樣期為冬季枯水期、河流上凍、土壤凍結，缺少使留存于耕地土壤中的各類氮素，經水土流失進入河流的動力，也就使流失的氮素以先期耕地水土流失進入河流的土壤氮素為主，表現為氮素流失的滯后性。綜合已獲得的數據，興城河潛在氮素來源是畜禽養殖、村鎮生活和農業種植的潛在混合污染造成，在枯水期表現為農業面源污染排放為主的污染特征。

3 污染源防控措施

3.1 工程措施

針對興城河流域土壤有機氮輸入、農業種植污染、農村生活污染問題，大力推進生態緩沖帶、生態凈化溝渠建設，充分發揮其污染阻控作用，減少流域總氮污染物入河。建設與修復河道、河口濕地，提升河流自凈能力。針對河道環境差，河道垃圾多，局部區底泥總氮含量高等問題，在干流、支流河道實施垃圾清理、水生植物殘體及淤積底泥清理，減少內源總氮釋放。城郊區完善生活污水管網建設，擴大污水管網覆蓋范圍，應收盡收。

城區完善污水管網，推進雨污分流改造，加強管網養護及破損管網修復。強化對規模化養殖場的監管，推動企業切實履行污染防治責任，完善糞污治理及資源化利用設施。加快推進養殖戶、散養戶糞污治理設施建設。種養結合，推進流域養殖糞污的資源化利用[6- 8]。

3.2 管理措施

嚴格落實各級河長在河道管理方面的職責，開展巡河工作，及時發現、整改影響河流水質的各類突出問題。持續加強工業、企業排污執法監管，對超標排放、非法傾倒等違法行為進行嚴厲查處。加強入河排污口執法檢查，嚴肅查處污水偷排和管網私搭亂接行為。對禁(限)養區內養殖場戶開展排查，對規模場戶進行執法抽查。積極防控種植業污染，從源頭開始控制化肥使用，推廣測土配方技術，優化施肥方式，促進施肥結構調整，推進化肥科學施用。

加強農業廢棄物回收利用，嚴格控制畜禽養殖污染，優化養殖結構，嚴格限制河流兩側300m范圍內新增規模養殖場、養殖戶，對于現有的養殖場、養殖戶強化監管，加強露天晾曬和無標準化設施堆肥活動的排查和清理工作。針對主要支流河設置監測考核斷面，定期對水質進行分析研判。加強生態文明教育，有效發揮媒體輿論的引導和監督作用，著力引導企業履行社會責任，自覺防污治污，大力發展綠色循環經濟。

4 結語

本文通過對興城河流域總氮排放源進行了調查，結果顯示興城河流域總氮排放污染源來自于工業排放污染、生活污染、農業污染等。應加強生態建設，提升系統功能。建設緩沖帶、生態凈化溝渠，阻控總氮污染入河，并加強河道內源的治理。完善城鎮、農村基礎設施，完善生活污水管網建設，擴大污水管網覆蓋范圍。推進畜禽養殖糞污治理及資源化利用，完善糞污治理及資源化利用設施。嚴格落實各級河長在河道管理方面的職責，開展巡河工作，并持續加強工業、企業排污執法監管，積極防控種植業污染，開展水體監測與考核工作。