大冶市水環(huán)境污染源調(diào)查及防治

魯 珍

（江漢大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430056）

大冶市水環(huán)境污染源調(diào)查及防治

魯 珍

（江漢大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430056）

為全面了解大冶市水環(huán)境污染源情況，分別對(duì)大冶市點(diǎn)污染源和面污染源進(jìn)行調(diào)查，采用產(chǎn)排污系數(shù)法、間接估算法和源強(qiáng)系數(shù)修正法等方法對(duì)污染物入河量進(jìn)行核算。結(jié)果表明：大冶市面源污染對(duì)水環(huán)境造成的危害與點(diǎn)污染源相當(dāng)，當(dāng)?shù)厣钗鬯幚砺瘦^低，畜禽養(yǎng)殖與農(nóng)田徑流污染未能得到有效控制。針對(duì)上述結(jié)果提出相應(yīng)保護(hù)水環(huán)境的防治措施建議：（1）從嚴(yán)控制面源污染；（2）強(qiáng)化環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)；（3）調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)施礦業(yè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。

大冶市；污染源；水環(huán)境污染；入河量；礦業(yè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型

1 區(qū)域概況

大冶市位于湖北省東南部，地跨東經(jīng)114°31′33″～ 115°20′42″、 北 緯 29°40′16″～30°15′45″，位于幕阜山北面向長(zhǎng)江中下游平原的過渡地帶，以丘陵和平原為主。當(dāng)?shù)貙儆诘湫偷膩啛釒Т箨懶约撅L(fēng)型氣候，在地理和氣候上具有南北交替的雙重過渡性特征，四季分明，光照充足，雨量充沛。年均降雨量為1 414.6 mm，氣候溫和濕潤(rùn)，生物種類繁多，水源充沛。大冶市有16個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（辦），2012年總?cè)丝?0余萬。當(dāng)?shù)氐V產(chǎn)資源豐富，金屬礦藏包括金、銀、銅和鐵等；非金屬礦藏包括石膏、煤炭等，當(dāng)?shù)匾再Y源優(yōu)勢(shì)大力發(fā)展礦產(chǎn)開采洗選、金屬冶煉加工等重工業(yè)。

2 污染源調(diào)查結(jié)果分析

本次調(diào)查范圍包括大冶市的大冶湖和保安湖流域。調(diào)查內(nèi)容包括點(diǎn)污染源和面污染源兩個(gè)方面。其中，點(diǎn)污染源主要包括工業(yè)污染源和城鎮(zhèn)生活污染源，面污染源主要包括農(nóng)村生活污染源、農(nóng)田徑流、畜禽養(yǎng)殖和地表徑流［1-3］。點(diǎn)污染源污染物的產(chǎn)生量采用直接調(diào)查法、間接估算法［4］和產(chǎn)排污系數(shù)法；面污染源數(shù)污染物產(chǎn)生量采用產(chǎn)排污系數(shù)法和源強(qiáng)系數(shù)修正法，相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和修正系數(shù)來源于統(tǒng)計(jì)年鑒、環(huán)境統(tǒng)計(jì)和污染源普查等。

2.1 點(diǎn)污染源調(diào)查

根據(jù)大冶市環(huán)保局歷年《環(huán)境統(tǒng)計(jì)》數(shù)據(jù)，間接估算2012年化學(xué)需氧量（chemical oxygen demand，COD）排放總量約為9 200 t/a，其中，工業(yè)源排放量約為1 800 t/a，占19.6%，生活源排放約為7 400 t/a，占80.4%；氨氮（ammonia nitrogen，NH3-N）排放總量約為965 t/a，其中，工業(yè)源排放約為85 t/a，占8.8%，生活源排放約為880 t/a，占91.2%。由此可見，大冶市點(diǎn)污染源以生活污染源為主，這與當(dāng)?shù)匚鬯幚碓O(shè)施嚴(yán)重不足的現(xiàn)狀相吻合。

2.1.1 工業(yè)污染源 大冶市礦產(chǎn)資源豐富，采礦、選礦和金屬冶煉業(yè)十分發(fā)達(dá)，為保護(hù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境，相關(guān)部門一直加強(qiáng)對(duì)污染企業(yè)的管理，基本實(shí)現(xiàn)企業(yè)廢水達(dá)標(biāo)排放［5］，參考相關(guān)資料［6］，工業(yè)源污染物入河系數(shù)取r=1。調(diào)查數(shù)據(jù)表明，2012年大冶市主要廢水排放企業(yè)一共59家，主要工業(yè)污染源企業(yè)數(shù)量分布情況為金湖街辦11個(gè)，羅橋街辦13個(gè)，陳貴鎮(zhèn)14個(gè)，靈鄉(xiāng)鎮(zhèn)9個(gè)，還地橋鎮(zhèn)5個(gè)，金山店鎮(zhèn)3個(gè)，保安鎮(zhèn)3個(gè)，大箕鋪鎮(zhèn)1個(gè)，這些企業(yè)廢水及污染物排放量約占全市廢水85%（圖1、圖2）。

由圖1和圖2可知，還地橋鎮(zhèn)工業(yè)源廢水排放量及COD排放量最大，其次是工業(yè)源分布較多的陳貴鎮(zhèn)。在59家企業(yè)中僅5家企業(yè)在還地橋鎮(zhèn)，但當(dāng)?shù)貜U水排放量卻達(dá)到892.6萬t/a，COD排放量為495.4 t/a，NH3-N排放量為23.6 t/a。分析原因有兩個(gè)：（1）還地橋鎮(zhèn)5家企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過程中，用水量較大，上一年廢水、中水回用工作做得較好，故在下一年并未消耗大量新鮮水，但下一年中廢水、中水回用工作并未較好地繼續(xù)開展，導(dǎo)致有大量廢水排放并多于新鮮用水量；（2）企業(yè)規(guī)模較大，運(yùn)行時(shí)原輔料消耗多。上述行政區(qū)中，還地橋鎮(zhèn)、保安鎮(zhèn)緊鄰保安湖南部水域，其余均匯水于大冶湖流域三里七湖。

圖1 各行政區(qū)企業(yè)用排水情況

從行業(yè)方面來看，2012年大冶市主要調(diào)查的59家重點(diǎn)廢水排放企業(yè)涉及到18個(gè)行業(yè)，分別為煙煤和無煙煤的開采洗選、鐵礦采選、銅礦采選、畜禽屠宰、其他農(nóng)副食品加工、白酒制造、化纖針織品及編織品制造、機(jī)制紙及紙板制造、炸藥及火工產(chǎn)品制造、水泥制造、玻璃纖維及制品制造、玻璃纖維增強(qiáng)塑料制品制造、銅冶煉、鋁冶煉、水輪機(jī)及輔機(jī)制造、氣體壓縮機(jī)械制造、制冷空調(diào)設(shè)備制造、鋼鐵鑄件制造。其中煙煤和無煙煤的開采洗選工業(yè)廢水排放量最大，該行業(yè)與鐵礦采選、銅礦采選、白酒制造和鋁冶煉的廢水排放量達(dá)到全市工業(yè)廢水總量的95.5%。根據(jù)行業(yè)廢水排放量情況做比例構(gòu)成圖（見圖3）。

圖2 各行政區(qū)企業(yè)污染物排放情況

圖3 大冶市各行業(yè)廢水排放比例構(gòu)成圖

由圖3可知，大冶市煙煤和無煙煤的開采洗選業(yè)廢水排放量占全市38%，鐵礦采選業(yè)占27%，銅礦采選業(yè)占23%，白酒制造、鋁冶煉和其他行業(yè)各占4%，該現(xiàn)象與大冶實(shí)際情況相符，因?yàn)榇笠笔幸灾匦凸I(yè)發(fā)展為主，當(dāng)?shù)刂匦凸I(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以煤炭開采和金屬冶煉工業(yè)為主體。

2.1.2 城鎮(zhèn)生活污染源 通過產(chǎn)排污系數(shù)法計(jì)算出各行政區(qū)污水產(chǎn)生量及COD、NH3-N和總磷（total phosphorus，TP）的產(chǎn)生量，關(guān)于間接入河存在入河系數(shù)問題，根據(jù)全國(guó)水環(huán)境容量核定方法中的入河系數(shù)要求，本研究取入河系數(shù)如下：rCOD=0.72～1.0，rNH3-N=0.48～1.0，rTP=0.6～1.0，綜合考慮大冶市原有湖泊研究相關(guān)資料，本研究城鎮(zhèn)生活污染物入河系數(shù)取r=0.9，污染物入河量詳見表1，各行政區(qū)污水產(chǎn)生量對(duì)比情況見圖4。由表1和圖4知東岳路街辦污水產(chǎn)生量最高達(dá)7 385.94 t/a，其次是金湖街辦和開發(fā)區(qū)均達(dá)1 500 t/a。根據(jù)大冶市實(shí)際情況，開發(fā)區(qū)、東岳路街辦、金湖街辦相連為大冶市中心，市中心人口密度大，城鎮(zhèn)居民多，導(dǎo)致其污水及污染物產(chǎn)生量大［7］。

目前，大冶市城鎮(zhèn)生活污水60%進(jìn)入城市污水管網(wǎng)，通過城市污水處理廠處理達(dá)標(biāo)后排入受納水體，根據(jù)大冶市實(shí)際情況，污染物均不是直接排入受納水體，而是經(jīng)過港渠間接入湖，排入三里七湖和保安湖南部水域。

表1 大冶市各城鎮(zhèn)主要污染物入河量/（t·a-1）

圖4 大冶市各行政區(qū)城鎮(zhèn)生活污水產(chǎn)生量對(duì)比圖

根據(jù)工業(yè)污染源和城鎮(zhèn)生活污染源的基本情況，2012年大冶市地表水環(huán)境需承受以下表2中污染物的產(chǎn)生經(jīng)部分處理后的入河量。由表2可知，生活污染源污染物的產(chǎn)生量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過工業(yè)污染源，說明工業(yè)生產(chǎn)上廢水已經(jīng)得到較好的處理，處理后達(dá)標(biāo)排放，生活污水方面治理工作迫在眉睫，配套城市管網(wǎng)設(shè)施需完善，減少生活污水未經(jīng)處理直接排入地表水體。

表2 大冶市點(diǎn)源污染入河量/（t·a-1）

2.2 面污染源現(xiàn)狀

面源污染沒有固定污染排放點(diǎn)，位置、途徑、數(shù)量不確定且分布范圍廣，隨機(jī)性大，所以，面源污染一旦發(fā)生難以得到快速而有效的控制。本文考慮的面源污染主要包括4個(gè)方面：農(nóng)村生活污水、畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)田徑流和地表徑流［8-9］。大冶市農(nóng)村生活污水和畜禽養(yǎng)殖均未通過管網(wǎng)收集經(jīng)污水處理廠處理，直接分散式排入水環(huán)境中。在農(nóng)業(yè)種植過程中，化肥農(nóng)藥的播撒，導(dǎo)致污染物通過土壤滲透進(jìn)入水環(huán)境。參考全國(guó)水環(huán)境容量的核定方法對(duì)污染物入河系數(shù)要求，面污染源入 河 系 數(shù) 取 r生活污水=0.23，r畜禽養(yǎng)殖=0.12，r農(nóng)田徑流=0.22，r地表徑流=1。

2.2.1 農(nóng)村生活污染源 2012年大冶市農(nóng)村人口約67萬人，約占全市人口的73%。農(nóng)村生活污水及污染物產(chǎn)生量參考全國(guó)污染源普查辦發(fā)布的源強(qiáng)系數(shù)，采用產(chǎn)排污系數(shù)法，農(nóng)村生活污水量按80 L/人·d計(jì)算，污染物負(fù)荷按COD為16.4 g/人·d，NH3-N為4 g/人·d，TP為0.44 g/人·d計(jì)算。

2.2.2 畜禽養(yǎng)殖污染 大冶市是湖北省內(nèi)重要的畜禽養(yǎng)殖基地之一，規(guī)?；B(yǎng)殖和散戶養(yǎng)殖數(shù)量均較大。據(jù)調(diào)查，大冶市現(xiàn)有養(yǎng)殖場(chǎng)由于缺乏配套污染處理設(shè)施，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖排泄污染物基本處于無序排放狀態(tài)或者回收作為農(nóng)家肥處理，由于大冶市養(yǎng)殖廢水均未集中收集處理，畜禽養(yǎng)殖成為大冶市水環(huán)境較大污染，需加強(qiáng)其防治工作［10］。根據(jù)污染源普查辦法，采用產(chǎn)排污系數(shù)確定污染物產(chǎn)生量，計(jì)算公式如下：

式中：Wi，j為第i類畜禽第 j種污染物的產(chǎn)生量；Fi為第i類畜禽日產(chǎn)糞量；Qi為第i類畜禽日產(chǎn)尿量；αi，j為第i類畜禽第 j種污染物在糞便中的平均含量；βi，j為第i類畜禽第 j種污染物在尿中的平均含量；r為飼養(yǎng)期；n為飼養(yǎng)數(shù)。

畜禽養(yǎng)殖污染物產(chǎn)生后按產(chǎn)生量的12%計(jì)算污染物的流失量，再通過雨水沖刷，地表徑流按一定的入河系數(shù)進(jìn)入大冶市地表水，綜合考慮當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖種類及數(shù)量，本文主要納入計(jì)算的畜禽種類為：豬、牛、雞、鴨，通過上述公式計(jì)算并考慮入河系數(shù)得出主要污染物的產(chǎn)生量：COD產(chǎn)生量達(dá)29 972.39 t/a，NH3-N產(chǎn)生量達(dá)2 636.98 t/a，TP產(chǎn)生量達(dá)2 072.64 t/a。

2.2.3 農(nóng)田徑流污染 大冶平均每年農(nóng)田的化肥施用量大，且化肥不能完全被農(nóng)作物吸收，進(jìn)入土壤后，經(jīng)雨水沖刷進(jìn)入大冶市水環(huán)境造成污染。參考中國(guó)環(huán)境規(guī)劃院編寫的《全國(guó)水環(huán)境容量核定技術(shù)指南》關(guān)于污染源調(diào)查辦法中對(duì)農(nóng)田徑流的調(diào)查分析，標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田源強(qiáng)系數(shù)COD取10［kg/（667 m2·a）］，NH3-N取2［kg/（667 m2·a）］，對(duì)于其他農(nóng)田，對(duì)應(yīng)的源強(qiáng)系數(shù)需要進(jìn)行修坡度、農(nóng)作物類型、土壤類型、化肥施用量、降水量修正。經(jīng)分析，大冶市化肥施用量約66.3 kg/（667 m2·a），年降雨量1 414 mm，根據(jù)修正系數(shù)計(jì)算大冶市農(nóng)田徑流污染物產(chǎn)生量。

2.2.4 地表徑流污染 參考標(biāo)準(zhǔn)城市的源強(qiáng)系數(shù)：COD為50 t/a，NH3-N為5 t/a?？紤]各實(shí)際情況對(duì)城市徑流的影響，分別進(jìn)行地形修正、人口修正、面積修正、降雨修正和管網(wǎng)修正，大冶市地表徑流污染物負(fù)荷量為：COD為24 t/a，NH3-N為4 t/a。

綜合考慮上述4種面污染源主要污染物的產(chǎn)生量計(jì)算方法及相關(guān)入河系數(shù)，詳細(xì)結(jié)果見表3，各類面污染源污染物比例構(gòu)成圖見圖5。

表3 大冶市面源污染物計(jì)算結(jié)果/（t·a-1）

由表3和圖5可知，大冶市面源污染已是一個(gè)較大的數(shù)值，畜禽養(yǎng)殖污染貢獻(xiàn)量最大，其次是農(nóng)田徑流，再是農(nóng)村生活污染源。地表徑流污染量與前幾種污染源相比相對(duì)甚小。大冶市農(nóng)村生活和畜禽養(yǎng)殖污水均未得到妥善處理，部分以回收方式用作農(nóng)家肥料，但最終去處是以無序排放形式進(jìn)入大冶市水環(huán)境，對(duì)各水功能區(qū)造成一定污染。

圖5 大冶市各類型面源污染比例構(gòu)成圖

2.3 點(diǎn)面源對(duì)比分析

由表4知，大冶市COD入河總量14 520.93 t，其中，點(diǎn)源占55%，面源占45%；NH3-N入河總量達(dá)1 714.37 t，點(diǎn)源占45%，面源占55%；TP入河總量為345.86 t，點(diǎn)源占21%，面源占79%。因此，大冶市面污染源入河量已不容忽視，與點(diǎn)污染源相當(dāng)甚至部分污染物超過點(diǎn)污染源。

表4 大冶市污染物入河量對(duì)比表 （/t·a-1）

3 大冶市水污染防治措施建議

（1）加快污水處理廠建設(shè)步伐。加快市區(qū)生活污水處理設(shè)施和配套管網(wǎng)建設(shè)的同時(shí)，推進(jìn)集鎮(zhèn)生活污水處理廠建設(shè)步伐，使重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理率能夠得到一定提高。新建的污水處理廠要同步建設(shè)脫氮除磷設(shè)施，制定并實(shí)施更嚴(yán)格的氮磷排放標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步降低氮磷入湖濃度。對(duì)于農(nóng)村生活污水，采用集中和分散相結(jié)合的治理模式，利用農(nóng)村地區(qū)廣泛分散的河塘溝渠，建立濕地等生態(tài)工程處理生活污水。

（2）從嚴(yán)控制面源污染。對(duì)于污染較大的畜禽養(yǎng)殖業(yè)，已建的規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)必須配套建設(shè)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)糞便處理或資源化利用設(shè)施。加快沼氣池等污染治理設(shè)施建設(shè)，鼓勵(lì)生態(tài)養(yǎng)殖和標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖小區(qū)建設(shè)。關(guān)于農(nóng)田徑流需嚴(yán)格控制農(nóng)藥化肥污染。大力建設(shè)有機(jī)和綠色農(nóng)產(chǎn)品基地。推廣測(cè)土施肥、平衡施肥、針對(duì)性施肥，鼓勵(lì)使用有機(jī)肥、復(fù)混肥、緩釋肥；加強(qiáng)政策引導(dǎo)，擴(kuò)大配方肥生產(chǎn)供應(yīng)，創(chuàng)新推廣機(jī)制，引導(dǎo)企業(yè)參與，降低農(nóng)業(yè)化肥污染。采取灌排分離等措施控制農(nóng)田氮磷流失。

（3）調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)［11］，實(shí)施礦業(yè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。大冶市工業(yè)污染源主要行業(yè)有煙煤和無煙煤的開采洗選、黑色金屬礦采選業(yè)、有色金屬冶煉及壓延。造成流域內(nèi)主要排放污染物有COD、NH3-N和石油類。由于大冶市礦產(chǎn)資源接近枯竭，且對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成較大污染，需禁止工業(yè)和建設(shè)項(xiàng)目，實(shí)施經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，適當(dāng)開展科研、旅游項(xiàng)目，同時(shí)，要嚴(yán)格限制發(fā)展農(nóng)業(yè)和林業(yè)項(xiàng)目。

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Investigation and Prevention of Pollution Sources of Water Environment in Daye City

LU Zhen
（School of Chemistry and Environmental Engineering，Jianghan University，Wuhan 430056，Hubei，China）

Surveys were conducted on point pollution source and nonpoint pollution source in Daye city，total amount of pollutants into the river was checked with using the method of pollutants producing coefficient，indirect estimation，and correction of source intensity coefficient.The pur?pose was to understand the situation of pollution source of water environment in Daye City.The re?sults indicated that the harm of nonpoint pollution source was equal to point pollution source approxi?mately.The local sewage treatment rate is low.Livestock breeding and agricultural runoff pollution had not been controlled effectively.The countermeasures of water environmental protection were sug?gested on the basis of the results.Firstly，the controlling of nonpoint source pollution need to be treated seriously.Secondly，the construction of environmental protection infrastructure need to be strengthen.Finally，to adjust the industrial structure，and realize the mineral economic transition.

Daye City；pollution source；pollution of water environment；amount into river；mineral economic transition

X5

：A

：1673-0143（2013）06-0044-05

（責(zé)任編輯：葉 冰）

2013－08－21

魯 珍（1987—），女，實(shí)驗(yàn)員，碩士，研究方向：水污染控制工程。