常州市地表水中氨氮輸移分析及對策建議

章建寧,蔡繼軍,張 浩

(常州市環(huán)境監(jiān)測中心站,江蘇 常州 213001)

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常州市地表水中氨氮輸移分析及對策建議

章建寧,蔡繼軍,張 浩

(常州市環(huán)境監(jiān)測中心站,江蘇 常州 213001)

目前常州市地表水中氨氮污染已成為最突出的問題。通過近 2年來的監(jiān)測和調(diào)查,參考有關(guān)資料和科研成果,估算出常州市地表水中年接納氨氮總量為 17 998.0 t/a,其中農(nóng)田徑流占 32%,上游行政交界來水占 30%,而城鎮(zhèn)生活污水、農(nóng)村生活污水、工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)地表徑流和規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖等所占比重均不足 13%。并據(jù)此提出了減輕地表水中氨氮污染的對策建議。

氨氮;來源;分析;對策

常州市地處太湖流域上游,根據(jù)近年來環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果,地表水中氨氮已是常州市地表水環(huán)境的首要污染物和最突出的問題,已直接影響到常州市太湖水環(huán)境綜合整治目標考核、太湖流域水環(huán)境資源補償和常州市生態(tài)市建設(shè)等重大環(huán)境目標的實現(xiàn),對常州市社會、經(jīng)濟發(fā)展造成了巨大的環(huán)境壓力。

水中氨氮 (NH3-N)是指游離氨 (NH3)和銨鹽(NH4+)[1-3]。氨氮是生活污水中的含氮有機物受微生物作用分解的主要產(chǎn)物,是化工、冶金、石油化工、油漆顏料、煤氣、煉焦、鞣革、化肥等工業(yè)廢水中的主要污染物,是農(nóng)用化肥流失的主要成分,是水中動物排泄物分解后的主要產(chǎn)物,是雨水徑流中的主要污染物之一[4]。由此可見,氨氮的主要來源包括城鄉(xiāng)居民生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)面源污水、雨水徑流等[5]。另外對于一個區(qū)域來說,上游來水中的氨氮含量也是有很大影響的關(guān)鍵因素。

1 常州市出、入境河流氨氮輸移總量分析

為了能全面掌握上游入境來水和下游出境河流氨氮總量,自 2008年以來,結(jié)合太湖流域江蘇省環(huán)境資源區(qū)域補償辦法,對常州市主要行政交界河流 14個入境斷面和 9個出境斷面實施了高密度的水文水質(zhì)專題性監(jiān)測,控制了 90%以上入境和出境流量,獲得水文水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)近 2萬個。斷面設(shè)置情況和監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計見圖 1和表 1。

圖1 常州市主要行政交界河流監(jiān)測斷面

表 1 2008—2009年常州市主要行政交界斷面流量和_氨氮監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計

從統(tǒng)計結(jié)果來看,常州市來水中除梅渚河和桃花港等氨氮濃度偏高外,總體上低于出境河流,因此流出的氨氮總量大大高于流入量。

2 常州市氨氮輸入總量測算

2.1 工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)生活污水氨氮排放量

根據(jù)有關(guān)資料,2008年全市工業(yè)企業(yè)廢水中氨氮排放量為 1 424.3 t/a,全市城鎮(zhèn)生活污水中氨氮排放量為 2 297.6 t/a。

2.2 農(nóng)田徑流、規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖和農(nóng)村生活污水氨氮排放量

近期常州市全市農(nóng)田徑流氨氮排放量為5 930.1 t/a,全市規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖污水氨氮排放量為 309.5 t/a,農(nóng)村生活污水氨氮排放量為2 120.1 t/a[6]。

2.3 城鎮(zhèn)地表徑流氨氮排放量

常州市建成區(qū) (城鎮(zhèn)人口 157.0萬)地表徑流中氨氮排放量為 3 36.8 t/a,據(jù)此估算,全市城鎮(zhèn)地表徑流氨氮排放量為 481.6 t/a[7]。

2.4 其他來源

氨氮的其他來源還應(yīng)包括未列入統(tǒng)計或漏報的污染源、城鎮(zhèn)以外非農(nóng)業(yè)用地地表徑流等,但這些污染來源貢獻相對較小且較難測算,這里暫不考慮。

3 調(diào)查結(jié)果分析

3.1 地表水中各種氨氮污染來源比例分析

根據(jù)以上估算結(jié)果,常州市地表水中年接納氨氮總量 17 998.0 t,其中主要來源于農(nóng)田徑流,達32%,其次來源于行政交界上游來水,達 30%。而城鎮(zhèn)生活污水、農(nóng)村生活污水、工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)地表徑流和規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖污水所占比重均不超過13%,累計也僅 38%,見圖 2。從而也間接說明了常州市近年來為何重點控制了工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)生活污水和農(nóng)村生活污水,但水環(huán)境質(zhì)量中氨氮下降仍不顯著的原因。

圖2 常州市地表水氨氮來源

3.2 氨氮平衡分析

常州市地表水中年接納氨氮總量 17 998.0 t,通過主要行政交界水域輸出氨氮總量為 8 661.8 t,這就意味著常州市域內(nèi)各水體年降解氨氮總量達9 336.2 t。其中扣除行政交界上游氨氮后年凈輸出氨氮 3 227.0 t,見圖 3。

4 對策建議

圖3 常州市地表水中氨氮平衡示意

常州市地表水中氨氮主要來自農(nóng)田徑流和行政交界上游,而目前工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)生活污水中氨氮已經(jīng)得到較好控制,基于此,提出下列對策建議。

4.1 控制行政交界上游來水水質(zhì)

上游入境河道氨氮高濃度輸入對常州市水環(huán)境造成很大的壓力,如梅渚河殷橋斷面氨氮平均質(zhì)量濃度高達 26.2 mg/L,桃花港香樹灣斷面氨氮平均質(zhì)量濃度達 5.89mg/L,錫溧漕河?xùn)|尖大橋斷面氨氮平均質(zhì)量濃度達 3.21 mg/L。應(yīng)建立一套監(jiān)控體系,及時掌握水質(zhì)動態(tài),與上游有關(guān)部門友好協(xié)商,敦促改善水質(zhì)。

4.2 重點控制農(nóng)田徑流污染

農(nóng)田徑流污染是常州市地表水中氨氮污染的主要來源,根據(jù)統(tǒng)計,近年來常州市氮肥年使用總量超過 5萬 t。有資料表明,氮肥的流失率通常超過 10%,是造成地表水中氨氮污染的主要原因。因此必須采取措施,嚴格管理,控制氮肥使用量,提高氮肥使用效率,以減少氮肥的流失。雖然這項工作難度大,但十分關(guān)鍵。

4.3 改善措施,盡量改善換水條件

常州市區(qū)氨氮污染最為嚴重的區(qū)域,應(yīng)采取工程措施引長江水,改善市區(qū)換水條件,增加河流流量,其目的一是使河流流量變大,且長江水氨氮濃度較低,可起到稀釋作用,直接降低市區(qū)河流氨氮濃度;二是使河流流速增大,且來水含氧較高,可大大增加水體溶解氧,從而增強河流對氨氮的降解能力,達到降低氨氮濃度的目的,這是最有效最快捷的辦法。

4.4 生物措施

水生植物能有效降低水中的氨,如在條件許可的水域,可栽種水生植物如水浮蓮或鳳眼蓮等飄浮植物。另外要控制浮游動物數(shù)量,適當?shù)胤硼B(yǎng)以浮游動物為食的魚類,或適時殺滅水蚤以達到減少水中氨氮來源的目的。

4.5 其他綜合性污染控制和治理

要進一步做好工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)生活污水、規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖污水和農(nóng)村生活污水的管理和控制工作,提高污水處理率,采取措施減少城鎮(zhèn)地表徑流污染。

[1]劉波,張艷,高靜,等.北京市通州區(qū)農(nóng)村地下水氨氮濃度及其影響因素[J].環(huán)境與健康雜志,2006,23(4):328-330.

[2]ABR IL G,FRANKIGNOULLE M.Nitrogen-Alkalinity Interactions in the Highly Polluted ScheldtBasin(Belgium)[J].Water Research,2001,35(3):844-850.

[3]L IIKANEN A,MARTIKA INEN P J.Effectof ammonium and oxygen on methane and nitrous oxide fluxes across sediment-water interface in a eutrophic lake[J].Chemosphere,2003,52(8):1287-1293.

[4]王莉萍,曹國平,周小虹.氨氮廢水處理技術(shù)研究進展[J].化學(xué)推進劑與高分子材料,2009,7(3):26-32.

[5]王建.氨氮污染對寧夏水環(huán)境質(zhì)量的影響及其控制[J].江蘇環(huán)境科技,2002,15(1):40-41.

[6]常州市環(huán)境監(jiān)測中心站.常州市水環(huán)境容量研究[R].2006.

[7]常州市環(huán)境監(jiān)測中心站.常州市區(qū)地表徑流污染情況調(diào)查[R].2008.

The Analysis and Countermeasures of Ammon ia Nitrogen Transportation in SurfaceWater of Changzhou

ZHANG Jian-ning,CA IJi-jun,ZHANG Hao
(Changzhou EnvironmentalMonitoring Central Station,Changzhou,Jiangsu 213001,China)

Currently ammonia nitrogen pollution in surface water has become the most predominant problem in Changzhou.It was estimated that surface water accepted 17 998.0 t/a ammonia nitrogen in Changzhou by two years ofmonitoring and investigation and relevant infor mation and scientific research.By calculation,far mland runoff contributed 32%of ammonia nitrogen,while the upstream runoff contributed 30%and the urban domestic sewage,rural domestic sewage,industrialwastewater,urban runoff and large-scale livestock breeding accounted for less than 13%.Finally,counter measureswere proposed on how to reduce ammonia nitrogen in the surface water.

ammonia;source;analysis;countermeasures

X 502

B

1674-6732(2010)-06-0036-03

10.3969/j.issn.1674-6732.2010.06.011

2010-01-20;

2010-02-02

章建寧 (1960—),男,高級工程師,本科,從事環(huán)境監(jiān)測管理與綜合分析工作。