松花江流域水污染特征及其調(diào)控對策

李 瑋，褚俊英，秦大庸，周祖昊

（中國水利水電科學(xué)研究院 水資源研究所，北京 100038）

1 流域概況

松花江流域位于我國東北地區(qū)北部，總面積55.68萬km2，2005年流域總?cè)丝?831萬人，GDP為1.16萬億元。流域包括黑龍江省、吉林省大部、內(nèi)蒙古自治區(qū)和遼寧省一部分，共涉及地（市、州、盟）26個，是我國重工業(yè)的集中地，也是我國重要的農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)基地。松花江流域人口超過100萬的大城市有哈爾濱、長春、大慶、齊齊哈爾、吉林5座。2005年全流域干、支流主要水質(zhì)評價斷面中，年均值為V類或劣V類斷面占34%，高錳酸鹽指數(shù)和氨氮是主要的污染指標(biāo)。本文主要根據(jù)已有關(guān)于松花江流域的水環(huán)境研究總結(jié)其水污染的特征及規(guī)律，并針對松花江流域獨特的水污染形勢提出管理及調(diào)控的對策。

2 松花江流域的水污染特征分析

2.1 入河污水量大，同時不可忽視面源污染 松花江流域污染主要來自工業(yè)和生活污水排放形成的點源污染及地表徑流帶來的農(nóng)業(yè)面源污染。流域的點源污染問題突出，為主要污染源，冰封期幾乎不存在面源污染［1-2］。表1為統(tǒng)計的2005—2008年松花江流域的廢污水排放量和入河量，其中廢污水排放量在30億t左右，入河污水量在15億～16億t左右，整體仍有上升的趨勢；廢水入河系數(shù)在50%以上。流域點源年入河污染負(fù)荷COD和氨氮分別約為50.1萬和4.8萬t。

表1 松花江流域廢污水排放及入河量統(tǒng)計

松花江流域土質(zhì)良好，作物生長周期短，流域內(nèi)推廣綠色食品和有機(jī)食品，使得流域內(nèi)農(nóng)藥和化肥的施用量遠(yuǎn)低于全國平均水平，由此帶來的面源污染也相對較低。松花江流域面源污染COD、氨氮負(fù)荷的估算值分別為34.6萬和4.0萬t/a，且主要集中在豐水期［3］。但松花江流域面源污染也占到總污染負(fù)荷的41%和45%，對其控制也不容忽視。

2.2 流域水污染物以有機(jī)污染為主，有機(jī)毒物行為復(fù)雜 松花江流域的水污染中有機(jī)污染尤為突出，江水中檢出的有機(jī)物數(shù)量有100～400種，“三致”有機(jī)毒物數(shù)量最高檢出46種［2，4］。松花江流域的有機(jī)污染源主要包括沿江城市工業(yè)廢水、城市生活污水排放和面源污染。其中，工業(yè)廢水和城市生活污水是有機(jī)污染物的主要來源，沿江城市工業(yè)廢水排放也是有機(jī)毒物的重要來源［5］。松花江流域分布眾多造紙和石油化工企業(yè)，其造成的有機(jī)污染的嚴(yán)重程度超過全國其他流域。

2.3 流域水污染主要集中于大城市及其周邊 沿江的大城市排污是松花江流域點源污染的主要來源，這些排污量大的城市包括哈爾濱、吉林、長春、齊齊哈爾、大慶、牡丹江以及佳木斯等。這些城市的COD及氨氮入河排放總量約為全流域的58%～68%［6-7］，主要集中于松花江干流，造成城市周邊河段污染嚴(yán)重。從流域水質(zhì)斷面評價結(jié)果來看，松花江干流中下游和第二松花江水質(zhì)污染較嚴(yán)重［8］。大城市在創(chuàng)造工業(yè)產(chǎn)值的同時，也排放了大量的生活及工業(yè)廢水，使得城市附近河道污染明顯嚴(yán)重于其他河段。

2.4 流域水污染呈加重趨勢，冰封期嚴(yán)重 2000—2005年期間，松花江干流水質(zhì)總體稱污染加劇的趨勢［6］。年內(nèi)，水污染狀況在冰封期尤為嚴(yán)重。主要是由于低溫環(huán)境下微生物降解有機(jī)毒物的功能下降，導(dǎo)致污水處理廠處理效率低下［2］；另一方面，冰封期形成冰層使有機(jī)毒物難于揮發(fā)和光解，冰封期期間小水量也使有機(jī)毒物濃度增大。

2.5 突發(fā)性水環(huán)境污染風(fēng)險大 突發(fā)性環(huán)境污染事故一般事前難以預(yù)測，不確定性高，風(fēng)險大，難于控制，嚴(yán)重危及社會安全［9］。尤其是水污染事故，因水體的流動性強(qiáng)，使得水污染事故危害波及范圍廣，影響社會生產(chǎn)和人民生活，涉及近6000萬人口的安全用水問題。流域內(nèi)大城市除大慶外，幾乎均沿江建設(shè)，污染事件響應(yīng)時間短，對突發(fā)性事故的處理要求高。2005年由于石化公司發(fā)生爆炸引發(fā)松花江重大水污染事故，嚴(yán)重影響了沿江城市的飲用水安全，造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失。

3 水污染調(diào)控的問題與對策

3.1 流域水污染調(diào)控缺乏系統(tǒng)性 目前松花江流域的水污染治理問題已經(jīng)得到各部門的高度重視，已逐步開展對于流域水污染防治及水環(huán)境保護(hù)方式的研究。但這些研究多關(guān)注于某一方面，針對不同保護(hù)目標(biāo)提出，如核定松花江流域的納污能力［7］，對有機(jī)毒物的生態(tài)污染防治研究［2］，飲用水源保護(hù)策略［4］，或針對松花江流域子流域或省級行政區(qū)提出［1，10-11］等。這些研究較零散，協(xié)調(diào)統(tǒng)一性差，沒有從流域角度、水污染過程角度形成完整的系統(tǒng)體系，致使流域整體水環(huán)境管理力度不足，需要創(chuàng)新管理思路，調(diào)整控制策略，以應(yīng)對松花江流域水環(huán)境問題。

3.2 流域水污染調(diào)控的創(chuàng)新思路

3.2.1 構(gòu)建基于二元水循環(huán)過程的水質(zhì)水量聯(lián)合調(diào)控模式 水體是污染物運移的載體，水資源的“自然-人工”二元循環(huán)過程則伴隨著污染物的產(chǎn)生和遷移［12］，沿著水循環(huán)路徑進(jìn)行水質(zhì)和水量的聯(lián)合調(diào)控是進(jìn)行水污染綜合治理的重要途徑，在此基礎(chǔ)上建立完整的水污染調(diào)控系統(tǒng)，才能保證整個水循環(huán)過程中的水質(zhì)狀況。

圖1為水循環(huán)過程中進(jìn)行水質(zhì)水量過程調(diào)控的基本模式。圖1表明，自然水循環(huán)中主要是地表徑流洗刷農(nóng)田和城市地面過程產(chǎn)生面源污染影響河流水質(zhì)。首先，控制這一產(chǎn)污過程需要對城市、林草地、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)控，如城市雨污分流，初雨收集處理，路面清掃；森林草地防風(fēng)固沙；農(nóng)業(yè)平衡施肥，合理灌溉，推廣綠色農(nóng)業(yè)等。其次，可建立河岸綠色緩沖帶，利用生物凈化功能，處理部分面源污染物，降低其入河量。另一方面，在社會水循環(huán)過程中城市排水是污染的主要來源，對河流進(jìn)行取用水統(tǒng)一控制，入河排污總量統(tǒng)一控制才能切實保障河流水質(zhì)水量調(diào)控目標(biāo)。松花江流域2008年監(jiān)測的集中式飲用水水源地中全年水質(zhì)均不合格的水源地占到了46.6%，需重視飲用水安全問題，保護(hù)水源地水質(zhì)。污染物的末端治理是目前處理點源最有效的方式之一，但其經(jīng)濟(jì)投入較高，目前松花江流域的污水處理率不高，需加強(qiáng)投入，注重生活污水收集管網(wǎng)建設(shè)和污水處理工程以及工業(yè)污水的分散治理，加強(qiáng)對有機(jī)污染物，尤其是有機(jī)毒物的處理。節(jié)約用水、污水回用以及污染物的源頭減排是環(huán)境管理的重要手段和根本策略，并針對松花江流域工業(yè)企業(yè)特點，在引進(jìn)重要污染行業(yè)的污水處理先進(jìn)技術(shù)并進(jìn)行推廣的同時，也要注重清潔生產(chǎn)技術(shù)，降低污染排放量。最后，針對水體的污染治理技術(shù)也非常重要，一方面可以修復(fù)已經(jīng)被破壞的水體環(huán)境，另一方面也是應(yīng)對污染嚴(yán)重的突發(fā)性環(huán)境事件的重要技術(shù)手段。

3.2.2 管理體制和機(jī)制保障 從自然水循環(huán)和社會水循環(huán)兩大層面上進(jìn)行統(tǒng)一管理，具體以上述七個方面為基礎(chǔ)建立完整的水質(zhì)水量調(diào)控系統(tǒng)，進(jìn)行水質(zhì)水量統(tǒng)籌管理，還需要在管理體制和機(jī)制上進(jìn)行創(chuàng)新，關(guān)鍵在于協(xié)調(diào)各層面工作。在管理體制上，必要時建立具有行政權(quán)力的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，組織協(xié)調(diào)松花江流域正在開展的水環(huán)境管理工作，如末端治理、節(jié)水減排等，開展或加強(qiáng)流域仍未涉及或管理力度薄弱的工作，如面源污染治理等。領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)為各負(fù)責(zé)部門設(shè)定近遠(yuǎn)期工作目標(biāo)，并負(fù)責(zé)制定適合松花江流域的各項經(jīng)濟(jì)政策，以促進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)部良好的協(xié)調(diào)機(jī)制。在管理機(jī)制上，通過工程調(diào)控手段，經(jīng)濟(jì)手段和公眾參與手段進(jìn)行水污染綜合控制，如污染物入河總量控制、排污收費和排污交易等市場管理制度和信息公開和宣傳制度等。在松花江流域建立管理體制和機(jī)制保障，形成流域獨特的綜合水環(huán)境管理體系。

3.2.3 注重水污染的風(fēng)險管理與應(yīng)急機(jī)制建設(shè) 松花江流域作為我國七大流域之一，同時作為重要水源地，向流域內(nèi)眾多城市提供生活、生產(chǎn)用水，向重要農(nóng)業(yè)基地提供農(nóng)業(yè)用水，其水環(huán)境管理中應(yīng)注重水質(zhì)與水量調(diào)控的風(fēng)險分析與評價。應(yīng)識別松花江流域主要風(fēng)險因子［13］，研究不同水量條件和污染控制條件下的水環(huán)境風(fēng)險，并制定風(fēng)險應(yīng)對策略。另外，流域相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對于突發(fā)水污染事故的科學(xué)決策和應(yīng)急處理能力，確保各部門安全用水。

4 結(jié)語

隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，松花江流域面臨越來越嚴(yán)重的水污染問題。其主要特征表現(xiàn)為入河污染量大，不僅涉及工業(yè)污水和生活污水排放，還有日趨突出的農(nóng)業(yè)非點源污染。另外，與流域工業(yè)類型相關(guān)的有機(jī)污染和有機(jī)毒物污染問題突出，還面臨高緯度河流冰封期污染加重的問題，這些致使流域具有污染事故風(fēng)險高的特征。松花江流域需要構(gòu)建基于二元水循環(huán)過程的水質(zhì)水量聯(lián)合調(diào)控模式完善原有的分散水管理方式。本文從自然水循環(huán)和社會水循環(huán)兩大層面七個控制系統(tǒng)進(jìn)行了松花江流域調(diào)控模式建立分析，并提出充分利用經(jīng)濟(jì)、行政和公眾參與力量實現(xiàn)水質(zhì)水量統(tǒng)籌管理的體制和機(jī)制保障創(chuàng)新思路，以及流域水污染風(fēng)險管理和應(yīng)急機(jī)制的建立，以應(yīng)對突發(fā)污染事件，提高水管理體系運行能力并保障松花江流域安全有效的利用水資源，保護(hù)水環(huán)境。

［1］楊育紅，閻百興，沈波，等.第二松花江流域非點源污染輸出負(fù)荷研究［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2009，28（1）：161-165.

［2］崔長俊，翟平陽，松花江水質(zhì)有機(jī)毒物生態(tài)污染防治［J］.北方環(huán)境，2005，30（2）：24-26.

［3］岳勇，程紅光，楊勝天，等.松花江流域非點源污染負(fù)荷估算與評價［J］.地理科學(xué)，2007，27（2）：231-235.

［4］劉繼鳳.松花江流域有機(jī)污染成因分析及飲用水源保護(hù)對策［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2006，31（9）：66-68.

［5］劉玉萍，王麗紅，劉薇，等.松花江流域有機(jī)污染物的污染特征研究［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2006，31（3）：73-75.

［6］國家發(fā)展和改革委員會.松花江流域水污染防治“十一五”規(guī)劃［R］.2006.

［7］吳東芳，魏民，宿華，等.松花江流域納污能力核定及實例分析［J］.水利發(fā)展研究，2008，9：21-24.

［8］王博，楊志強(qiáng)，李慧穎，等.基于模糊數(shù)學(xué)和GIS的松花江流域水環(huán)境質(zhì)量評價研究［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2008，21（6）：124-129.

［9］林盛群，金臘華.水污染事件應(yīng)急處理技術(shù)與決策［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

［10］于相毅，孫錦業(yè)，沈英娃，等.松花江吉林段水環(huán)境分類管理研究［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2009，32（3）：184-187.

［11］周長虹，錢偉，趙志權(quán).松花江流域內(nèi)蒙古區(qū)域入河排污口現(xiàn)狀及管理［J］.東北水利水電，2008，26（286）：56-57.

［12］王浩.湖泊流域水環(huán)境污染治理的創(chuàng)新思路與關(guān)鍵對策研究［M］.北京：科學(xué)出版社，2010.

［13］顧文權(quán)，邵東國，黃顯峰，等.水資源優(yōu)化配置多目標(biāo)風(fēng)險分析方法研究［J］.水利學(xué)報，2008，39（3）：339-345.