東陽江干流水環(huán)境評價及污染防治對策研究

郭麗君,顧?？?/p>

(1.浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020;2.浙江廣川工程咨詢有限公司,浙江 杭州 310020)

1 東陽江干流概況

東陽市地處浙江省中部,隸屬金華市,總面積1 739 km2。2010年底,轄內(nèi)有6個街道、11個鎮(zhèn)和1個鄉(xiāng),總?cè)丝?0.44萬。

東陽江為東陽市內(nèi)最大河流,東陽市以上集水面積1 124 km2,東陽市境內(nèi)干流長36.1 km,平均坡降1.18‰。東陽江干流多年平均年降水量1 466.6mm,多年平均蒸發(fā)量1 310.3mm。主要支流有20多條,最大支流為白溪。

隨著東陽市經(jīng)濟的快速發(fā)展,歌山工業(yè)園區(qū)、城北工業(yè)園區(qū)的建立,污水排放現(xiàn)象日益突出,水流域污染逐年加重,嚴(yán)重影響了人們的生產(chǎn)生活和身體健康,迫切需要對東陽江水環(huán)境進(jìn)行綜合治理。

2 水環(huán)境質(zhì)量評價方法

污染指數(shù)法,用來表示河流水體相對污染程度,可以用來對同一條河流不同時期水質(zhì)進(jìn)行比較。常用的污染指數(shù)法有單項污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)法[1].。

單項污染指數(shù)法:單項水質(zhì)參數(shù)i在第j點的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)為:Sij=Cij/Csi

綜合污染指數(shù)法:Sj=ΣSij/m

式中:Sij為單項水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)指數(shù);Cij為項目i在第j點的監(jiān)測濃度;Csi為項目i的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);Sj為綜合污染標(biāo)準(zhǔn)指數(shù);m為評價因子數(shù)量。

單項污染指數(shù)法首先需要確定水體評價標(biāo)準(zhǔn),我國一般采用GB 3828—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[1].作為水體的評價標(biāo)準(zhǔn)。評價標(biāo)準(zhǔn)確定后,將評價因子的濃度值與評價標(biāo)準(zhǔn)比較,根據(jù)比值是否大于1來評價該水體的污染程度。

綜合污染指數(shù)評價方法是對各評價因子的污染指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計,得出代表水體污染程度的數(shù)值,該方法用以確定污染程度和主要污染物,并對水污染狀況進(jìn)行綜合判斷[2].。

3 東陽江干流水環(huán)境評價

3.1 監(jiān)測斷面布設(shè)

東陽江干流共設(shè)置水質(zhì)監(jiān)測點8個,有橫錦水庫、橫錦水庫出口、義東橋3個省控水質(zhì)監(jiān)測點,上陳大橋(原新康上游)、田川干大橋、下蔣橋(原蔡盧橋)、迎賓大橋、濱江電站5個市控水質(zhì)監(jiān)測點(見圖1)。省控監(jiān)測點監(jiān)測項目包括水溫、pH值、懸浮物、總硬度、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、化學(xué)需氧量、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、揮發(fā)性酚、氰化物、砷、汞、六價鉻、鉛、鎘、總銅、石油類、氟化物、總氮、總磷等;市控監(jiān)測點監(jiān)測項目主要為pH值、化學(xué)需氧量、氨氮和總磷。監(jiān)測頻次:每周1次。

圖1 東陽江水環(huán)境監(jiān)測站點分布示意圖

3.2 評價因子及評價結(jié)果分析[2].

按照國家技術(shù)規(guī)范和東陽市規(guī)定的水質(zhì)檢測項目,并結(jié)合東陽市地表水水質(zhì)特點,選取化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、總氮、總磷、氨氮5項常用的評價指標(biāo),用污染指數(shù)法進(jìn)行評價。評價結(jié)果見表1。

表1 2010年東陽江干流主要監(jiān)測點水質(zhì)評價表

由表1可知,2種評價方法具有較強的一致性。東陽江干流水質(zhì)沿程逐漸變差。橫錦水庫、橫錦水庫出口水質(zhì)較好且穩(wěn)定,為Ⅱ類水質(zhì)。義東橋氨氮、總氮、化學(xué)需氧量超標(biāo),綜合污染指數(shù)高達(dá)1.906,屬于重污染區(qū)。

氨氮是總氮在自然水體中的存在形式之一,氨氮是水體中的主要耗氧污染物,氨氮氧化分解消耗水中的溶解氧,使水體發(fā)黑發(fā)臭。氨氮中的非離子氨是引起水生生物毒害的主要因子,對水生生物有較大的毒害。因此控制氨氮有利于減輕東陽江干流氨氮和總氮的負(fù)荷。

4 污染源分析

目前,東陽江干流主要污染物為化學(xué)需氧量和氨氮。工業(yè)排污、污水處理廠尾水排放的點源污染和生活污水和農(nóng)業(yè)排污的面源污染是區(qū)域內(nèi)水體的主要污染源。

4.1 工業(yè)污染源

東陽江干流工業(yè)污染源主要分布在江北工業(yè)園區(qū)以及電子工業(yè)區(qū),根據(jù)2011年 《東陽統(tǒng)計年鑒》,2010年東陽市工業(yè)廢水排放總量為3308.84萬t,達(dá)標(biāo)排放量3230.97萬t,達(dá)標(biāo)排放率高達(dá)98%。依據(jù)東陽江沿江各鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)總產(chǎn)值比例,參照GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》,估算出東陽江沿江工業(yè)廢水排放中COD排放量為2415t,NH3-N排放量為496t。

4.2 污水處理廠尾水污染源

污水處理廠尾水排放來源為東陽污水處理廠(處理規(guī)模4萬t/d)、歌山污水處理工程(處理規(guī)模2萬t/d)以及巍山鎮(zhèn)污水處理廠 (5000t/d)。根據(jù) GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》以及污水處理廠處理規(guī)模,計算得出2010年東陽污水處理廠、歌山污水處理工程、巍山鎮(zhèn)污水處理廠尾水排放中COD排放量分別為876,438,109.5t;NH3-N排放量分別為219.0,109.5,27.4t。

4.3 農(nóng)業(yè)污染源

4.3.1 農(nóng)藥、化肥污染

2010年,東陽市農(nóng)用化肥施用量(折純后)達(dá)13865t,耕地面積2.356萬hm2(35.339萬畝),經(jīng)計算,東陽市農(nóng)用化肥施用量高達(dá)585kg/hm2(39kg/畝),遠(yuǎn)高于國際上為防止化肥對水體造成污染而設(shè)置的225kg/hm2安全上限。

農(nóng)田徑流產(chǎn)生的COD、NH3-N入河量按照 《全國水環(huán)境容量核定技術(shù)指南》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算:

式中:W入為污染物入河量 (t/a);M為耕地面積(畝);α為農(nóng)田排污系數(shù) (kg/畝?年),COD為10kg/畝?年;NH3-N為2kg/畝?年;β為農(nóng)田污染物入河系數(shù);γ為流失系數(shù),年降水量在800mm以上的地區(qū)流失系數(shù)為1.2～1.5;η為修正系數(shù),化肥每畝施用量在25～35kg,修正系數(shù)取1.0～1.2。

經(jīng)計算得2010年東陽江農(nóng)田徑流產(chǎn)生的COD入河量約為414t,NH3-N入河量約為83t。

4.3.2 畜禽養(yǎng)殖污染

畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的COD和NH3-N入河量按照《全國水環(huán)境容量核定技術(shù)指南》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算:

式中:W畜禽為畜禽污染物入河量 (t/a);N畜禽為畜禽養(yǎng)殖頭數(shù);λ為畜禽排污系數(shù);η為畜禽污染物入河系數(shù)。

根據(jù)2010年東陽江流域畜禽養(yǎng)殖年產(chǎn)量,計算得東陽江畜禽養(yǎng)殖COD入河量為302t,NH3-N入河量為35t。

4.4 生活污水污染源

根據(jù) 《東陽統(tǒng)計年鑒》,2010年東陽江沿江農(nóng)村人口約37萬,生活污水排放量以及系數(shù)參照 《第一次全國污染源普查—城鎮(zhèn)生活源產(chǎn)排污系數(shù)手冊》選取,計算公式如下:

式中:Gp為居民生活污水年產(chǎn)生量或污染物年排放量(污水量t/a,污染物量kg/a);N為城鎮(zhèn)居民常住人口 (萬人);Fp為城鎮(zhèn)居民生活污水或污染物排放系數(shù)(g/人?d)。

經(jīng)計算得COD入河量為1341t,NH3-N入河量為197t。

4.5 污染源總量分析

根據(jù)以上計算結(jié)果,各污染物入河量匯總見表2。

表2 2010年東陽江干流污染物入河量表

由表2可知,東陽江的污染物主要來源為工業(yè)污染與污水處理廠尾水污染。COD入河量工業(yè)污染與污水處理廠尾水污染分別為41%和24%,NH3-N入河量工業(yè)污染與污水處理廠尾水污染比例分別為43%和31%。

5 水污染防治及對策

東陽江干流污染源眾多,針對各類污染源和有機物的降解機理,工程上以減污截污為主,結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)修復(fù),管理上以加強在線監(jiān)控,來達(dá)到改善水質(zhì)的目的。

5.1 減污截污

(1)優(yōu)化工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),控制工業(yè)污染源頭,關(guān)閉污染嚴(yán)重企業(yè)或產(chǎn)品。大力推行清潔生產(chǎn),加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟;生態(tài)化改造歌山、城北2個工業(yè)園區(qū),建立廢塑循環(huán)經(jīng)濟園區(qū);強化工業(yè)污染源頭控制,建立和實行空間準(zhǔn)入、總量準(zhǔn)入以及項目準(zhǔn)入的 “三位一體”制度;在重污染工業(yè)區(qū)的排放企業(yè),建立集中生產(chǎn)、集中治理基地,控制工業(yè)污染物入河量;“十二五”末期,化學(xué)需氧量、氨氮排放總量需分別比2010年減少13.6%,14.7%,關(guān)閉污染嚴(yán)重企業(yè)。

(2)加快推進(jìn)東陽江流域環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)。加快污水處理廠的建設(shè),在城鎮(zhèn)污水處理廠下游建立20 hm2(300畝),處理規(guī)模為6萬t/d的人工濕地對其尾水進(jìn)行生態(tài)型處理工程;啟動?xùn)|陽市第二污水處理廠,近期規(guī)模2萬t/d;新建東陽江、歌山、虎鹿、佐村等鎮(zhèn)污水處理工程。加快管網(wǎng)建設(shè)進(jìn)度,完善城市污水收集系統(tǒng)。

(3)控制農(nóng)藥化肥、畜禽養(yǎng)殖污染。調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu),因地制宜地選擇合理的種植布局模式,發(fā)揮地區(qū)農(nóng)業(yè)比較優(yōu)勢;優(yōu)先發(fā)展需肥量低,環(huán)境效益較高的經(jīng)濟作物;通過測土配方技術(shù)指導(dǎo)農(nóng)民合理有效施肥,減輕農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對化學(xué)品的過度依賴,施用有機肥以培肥地力;鼓勵農(nóng)民使用生物農(nóng)藥代替化學(xué)農(nóng)藥,以減少對水體的污染;加強畜禽養(yǎng)殖污染管理,進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃、合理布局、分區(qū)管理;構(gòu)建畜禽養(yǎng)殖廢棄物處理與利用相結(jié)合的循環(huán)體系;合理使用飼料添加劑;建立高效生態(tài)循環(huán)示范基地項目。

(4)城郊農(nóng)村農(nóng)民生活污水、就近接入市政管網(wǎng)的污水實施截污納管,接入污水處理廠進(jìn)行處理;人口密集、污水產(chǎn)生量大的農(nóng)村,因地制宜地利用地埋式無動力裝置、人工濕地和生物穩(wěn)定塘等污水處理技術(shù);對規(guī)模小、分散的村莊,建立氧化池、沼氣池等。

5.2 生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)

生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的目的是在保護東陽江的基礎(chǔ)上,改善東陽江生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,恢復(fù)東陽江生態(tài)系統(tǒng)的完整性。保護東陽江水生態(tài)系統(tǒng),對涉水部分進(jìn)行保護,防治水污染,使其水質(zhì)不再下降,進(jìn)而保護水中生物多樣性和水生物種群落結(jié)構(gòu)。通過生態(tài)修復(fù),增加?xùn)|陽江的生物多樣性,提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,增強水體的自凈能力,使其具有較高的生態(tài)效益和環(huán)境效益。生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)工程包括人工濕地、生態(tài)護坡建設(shè)等。

在東陽江干流河道建設(shè)東陽江康裕生物制藥廠出水口下游;歌山公路橋上游面積300m×80m;圳干橋堰壩區(qū)域面積200m×100 m;歌山北江工業(yè)區(qū)人工濕地出水口下游面積500 m×80m;迎賓大橋堰壩區(qū)域面積200m×100m;臨江大橋下游面積1 800m×80m,5處生態(tài)修復(fù)工程。

生態(tài)護坡可以凈化水質(zhì),穩(wěn)固河岸,確保河岸物理生境的完整性,提高河岸的生態(tài)穩(wěn)定性,使整個河流健康發(fā)展。護坡岸邊配以特色樹木,不但生態(tài)景觀效果好,而且繁茂的枝條可為陸地上昆蟲、飛禽提供生息場所。

5.3 加強在線監(jiān)控

按全國環(huán)境監(jiān)測站標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)(東部地區(qū)三級站),全面加強環(huán)境監(jiān)測能力建設(shè),參與構(gòu)建和完善市、縣2級聯(lián)網(wǎng)、全天候?qū)崟r監(jiān)測的現(xiàn)代化環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。到2015年,完成所有縣級以上交界斷面及重要敏感水域水質(zhì)、橫錦水庫水自動監(jiān)測站等自動監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè),開展敏感生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)監(jiān)測。加強農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測,建立并完善農(nóng)村環(huán)境監(jiān)測體系,定期公布農(nóng)村環(huán)境狀況。

6 結(jié) 語

(1)東陽江是錢塘江的源頭之一,東陽江干流水質(zhì)評價結(jié)果表明單項污染指數(shù)評價法和綜合污染指數(shù)評價法具有較強的一致性,橫錦水庫、橫錦水庫出口為Ⅱ類水質(zhì),義東橋氨氮、化學(xué)需氧量超標(biāo),綜合污染指數(shù)高達(dá)1.906,東陽江干流水質(zhì)沿程逐漸變差。

(2)通過對2010年東陽江干流入河污染物的計算分析,2010年東陽江干流COD入河量為5 857 t,NH3-N入河量為836 t。工業(yè)污染與污水處理廠尾水污染為東陽江干流污染物的主要來源,COD入河量比例分別為41%和24%,NH3-N入河量比例分別為43%和31%。

(3)鑒于東陽江干流污染源眾多,針對各類污染源和有機物的降解機理,本文提出了“工程上以減污截污為主,結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)修復(fù),管理上加強在線監(jiān)控”的防治理念,以達(dá)到改善水質(zhì)的目的。

(4)建議開展東陽江水環(huán)境保護專題研究,做好水環(huán)境保護工作,扭轉(zhuǎn)東陽江水污染日趨嚴(yán)重的局面。

[1].國家環(huán)境保護總局.GB 3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) [S]..北京:國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局,2002.

[2].陸衛(wèi)軍,張濤.幾種河流水質(zhì)評價方法的比較 [J]..環(huán)境科學(xué)

與管理,2009,34(6):174-176.