于橋水庫水源地外源污染分析及環(huán)境保護對策

張慧　梁瓊　高如泰

摘 要：通過對于橋水庫水源地的污染現(xiàn)狀和外源污染源的分析，得出農(nóng)田徑流和畜禽養(yǎng)殖是水庫周邊面源氮磷污染負荷的主要來源。水庫流域范圍內(nèi)分布的大量選礦廠是入庫河流水體中鐵超標的主要原因。另外，于橋水庫周邊農(nóng)村生活污水排放也對水庫水質(zhì)構(gòu)成了威脅。針對于橋水庫水源地外源污染問題提出了外源污染控制和環(huán)境保護對策。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)；水源地；外源污染；鐵礦；于橋水庫

中圖分類號 X52 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）01-02-101-06

我國飲用水源主要以河流、湖泊等地表水為主。飲用水的清潔安全是人類健康生活的基本條件，關(guān)系到社會穩(wěn)定與經(jīng)濟發(fā)展。近年來，我國排污總量與環(huán)境容量間的矛盾日益突出，水源安全面臨著巨大挑戰(zhàn)，據(jù)報道，我國3億人飲水不安全，其中1.9億人喝有害物質(zhì)含量超標的水[1]。識別地表水水源地外源污染風(fēng)險，對有效管理與控制水源地水質(zhì)、確保飲用水安全具有重要的現(xiàn)實意義。

于橋水庫位于天津市薊縣城東，屬引灤入津工程大型調(diào)蓄水庫，是一座山谷與平原過渡型盆地水庫，以防洪、供水為主，兼顧灌溉、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用，是天津市重要的供水水源地。近年來，由于水庫上游河段及水庫周邊地區(qū)經(jīng)濟社會的發(fā)展，污染物排放強度增大，污染物通過入庫河流和庫區(qū)進入水庫，造成水庫水質(zhì)惡化。與20世紀80年代相比，水庫水體中營養(yǎng)鹽含量明顯增加，浮游植物增長1.25倍，水體富營養(yǎng)化加劇，對天津市飲用水源地的安全構(gòu)成了威脅[2]。

水庫匯水河流包括沙河、黎河、淋河3大支流。沙河、淋河、黎河的匯水面積主要集中在河北省遵化市境內(nèi)，接納了其匯水面積內(nèi)所有農(nóng)田、果園的氮磷等營養(yǎng)鹽的面源污染；同時由于遵化市采礦業(yè)的不斷發(fā)展，3條支流范圍內(nèi)分布著大量鐵選礦廠，其選礦污水和選礦廢渣直接或間接進入3條支流，鐵錳等重金屬污染開始顯現(xiàn)[3]。于橋水庫的水環(huán)境問題是整個海河流域水體水質(zhì)問題的一個縮影，因此對其外源污染開展調(diào)查研究有重要意義。

1 于橋水庫流域污染現(xiàn)狀

于橋水庫控制流域面積2 060km2，占整個州河流域面積的96%[4]，流域境內(nèi)雨量充沛，多年平均降雨750mm，平均徑流量3.5億m3。水庫總庫容15.59億m3，最大回水長東西約30km，南北寬8km；正常蓄水位時淹沒面積86.8km2，最大淹沒面積250km2。為了解于橋水庫入庫支流污染現(xiàn)狀，2012年4月和11月分別對淋河、沙河和黎河3條主要支流進行了布點采樣，進行水質(zhì)檢測。根據(jù)于橋水庫流域的河流水系分布狀況，結(jié)合流域的土地利用類型和產(chǎn)業(yè)布局、地形地貌等因素，選擇入庫河流典型斷面進行布點。共選擇了河流斷面11個樣點，其中淋河4個樣點，沙河4個樣點，黎河3個樣點。水庫內(nèi)確定了2個采樣點作為對照，樣點的分布如圖1所示，對測定結(jié)果進行統(tǒng)計（表1）。監(jiān)測結(jié)果顯示，于橋水庫流域的外源污染物以總磷、總氮和鐵為主。

2 外源主要污染物氮磷污染源分析

據(jù)天津市水務(wù)局2010年4月發(fā)布的《于橋水庫周邊水污染源近期治理工程實施方案》調(diào)查結(jié)果顯示，在于橋水庫的總氮負荷中，3條入庫河流占55.5%，引灤來水占30.6%，水庫周邊徑流占13.9%；總磷負荷中3條入庫河流占41.0%，引灤來水占20.5%，水庫周邊占38.6%。農(nóng)田徑流、畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)村生活、魚塘和庫周餐館是于橋水庫周邊面源氮磷污染的主要來源。根據(jù)現(xiàn)有調(diào)查數(shù)據(jù)資料和相關(guān)研究結(jié)果[5-6]，不同污染源占庫區(qū)周邊污染負荷的比例如表2所示，農(nóng)田徑流和畜禽養(yǎng)殖是水庫周邊面源污染負荷的主要來源。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)統(tǒng)計，得到徑流和侵蝕面源總氮的污染負荷分別為126.28t和135.95t，兩者合計262.24t；徑流和侵蝕面源總磷的污染負荷分別為7.947t和14.301t，兩者合計22.247t。

作為典型的農(nóng)業(yè)耕作區(qū)，于橋水庫流域種植有小麥、玉米、棉花，以及蔬菜和果樹等多種作物，僅水庫周邊有耕地0.53萬hm2，果園0.2萬hm2，林地1.3萬hm2。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)藥和化肥大量使用，其利用率僅有30%左右?；实倪^量使用，粗放的農(nóng)田管理方式，不但造成土壤中氮磷養(yǎng)分比例失調(diào)，而且過量的氮磷未被作物吸收，會隨農(nóng)田徑流流失，污染水體，造成庫區(qū)水體富營養(yǎng)化。農(nóng)田徑流污染是于橋水庫水體氮磷超標，富營養(yǎng)化的主要原因之一。

2.2 畜禽養(yǎng)殖污染 據(jù)不完全統(tǒng)計，僅于橋水庫周邊臨近的68個自然村，流域內(nèi)共飼養(yǎng)牛3.35萬頭，豬27.96萬頭，羊5.96萬只，雞171.7萬只，畜禽糞便年均產(chǎn)生量9萬t[10]。根據(jù)各類畜禽的飼養(yǎng)周期選取不同的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在牛的計算中，由于當?shù)刂饕B(yǎng)殖作為肉牛，占養(yǎng)牛量的85%以上。一般6月齡肉牛的出欄周期為10～12個月，年末存欄數(shù)可以代表當年的飼養(yǎng)數(shù)量；在豬的計算中，豬的平均飼養(yǎng)周期為180d，因此豬的飼養(yǎng)數(shù)量就是當年的出欄數(shù)；在羊的計算中，羊的生長周期一般是1a，因此采用年未存欄數(shù)作為當年的飼養(yǎng)數(shù)量；家禽的飼養(yǎng)以肉雞為主，飼養(yǎng)周期一般為60d，因此以當年的出欄數(shù)作為飼養(yǎng)數(shù)量。

畜禽的糞便排泄系數(shù)是指單個動物每天排出糞便的數(shù)量，它與動物的種類、品種、性別、生長期、喂養(yǎng)飼料甚至天氣條件等諸多因素有關(guān)。因目前我國尚沒有相應(yīng)的國家標準，故牛、豬、羊、雞的排泄系數(shù)均參考相關(guān)文獻獲得，如表4、表5[11]。

由沙河流域畜禽的飼養(yǎng)量、糞便排放量及其中污染物的含量，可以得到流域內(nèi)畜禽糞便面源污染的年污染負荷，COD、TN、TP的年污染負荷分別為22 613.0t、5 018.03t和1 418.65t。畜禽糞便露天堆放，在降雨的沖刷下產(chǎn)生會污水徑流，而沖洗圈舍也會產(chǎn)生大量含氮污水，這些污水通過徑流或滲流的方式匯入河道中，并最終匯入于橋水庫，為于橋水庫輸入大量的氮負荷。

2.5 流域內(nèi)農(nóng)村面源污染負荷 由以上分析可以得到流域生活污水、生活垃圾、人糞尿、畜禽糞便的年污染負荷，TN、TP年污染負荷為356.3t、125.2t。在氮磷污染方面，各部分在氮、磷年污染負荷中所占的比例如圖8、圖9所示。由圖8、圖9可以看出，在TN年污染負荷中，畜禽糞便和人糞尿所占的比重較大；在TP年污染負荷中，畜禽糞便所占的比例也遠遠超過其余3個部分。由此可知，畜禽糞便是面源污染的重大源頭，直接進入到環(huán)境中危害嚴重，為大幅削減面源污染負荷必須加強對其控制與管理。同時應(yīng)規(guī)范人糞尿的處理途徑，加強公廁的建設(shè)與管理，建立起其產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移、最終處置的導(dǎo)則。生活污水、生活垃圾在氮磷污染負荷中所占的比例較少，但其臨河、臨溝、臨路隨意傾倒的方式仍值得關(guān)注，尤其在實現(xiàn)畜禽糞便與人糞尿規(guī)范性管理措施之后，將是村落面源污染的主要源頭。endprint

3 外源主要污染物重金屬污染源分析

于橋水庫匯流面積近80%在河北省遵化市境內(nèi)，該區(qū)域有豐富的礦產(chǎn)資源，包括鐵、金、錳、鉻、鋁、鋅等金屬礦物和白云巖建筑材料等[13]。近年來，黎河、沙河、淋河中上游鐵礦開采業(yè)急速發(fā)展，沿河開采加工鐵礦石的場點星羅棋布。據(jù)不完全調(diào)查統(tǒng)計，僅黎河上游主河道兩側(cè)200m范圍內(nèi)就有鐵礦石開采及鐵選加工廠多達70余家，其中黎河主河道隧洞出口至河北省遵化市黎河橋20km的區(qū)域內(nèi)就有35家鐵選加工廠。沙河從北嶺河的堡子店至塔頭村的一條支流上就有15家鐵選礦廠；淋河主河道興隆縣境內(nèi)從頭撥子村到七撥子村有11家大型鐵選礦廠；薊縣境內(nèi)共有13家選礦廠[14]。鐵礦石的大量開采不僅威脅河堤安全，由于部分鐵選礦廠生產(chǎn)方式粗放，生產(chǎn)工藝簡單，大量選礦廢水未經(jīng)處理即排放入河，使河道中鐵錳含量大量增加，對于橋水庫水源造成污染。同時，選礦廠的尾礦大量堆積在河道兩岸，在雨季隨著徑流的增加，大量重金屬污染物將會隨徑流一同進入于橋水庫，污染水庫水體。2004年調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果顯示，遵化市排污企業(yè)有207家，主要排污單位有遵化化肥廠、建明化肥廠、平安城造紙廠等，工業(yè)污水年排放量1 857萬t，生活污水年排放量1 308萬t[15]。

4 污染控制與環(huán)境保護對策

4.1 加強農(nóng)村生活污染治理 加大對該區(qū)域內(nèi)村鎮(zhèn)，尤其是鄰近河道的村莊的環(huán)境治理力度。建立農(nóng)村生產(chǎn)、生活垃圾處理設(shè)施和場所。在人口集中的村鎮(zhèn)建立小型污水處理站，力求將農(nóng)村生活污水和生產(chǎn)廢水處理達標后排放。對農(nóng)村人畜糞便和生活垃圾盡量做無害化處理，將生活垃圾采用分散收集、統(tǒng)一處置的方法，清運至垃圾處置場，避免垃圾圍村造成的污染。

對于畜禽養(yǎng)殖中產(chǎn)生的畜禽糞便，雨季應(yīng)避免露天堆放，盡量集中處置。通過有機肥還田的方式降低因堆置產(chǎn)生的污染，同時改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤肥力。推廣新型的畜禽糞便堆肥技術(shù)，將畜禽糞便制成有機肥料，變廢物為資源，提高糞便中養(yǎng)分的利用效率，即避免了環(huán)境污染，又可以增加經(jīng)濟收入。

4.2 控制農(nóng)業(yè)面源污染 大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行無公害化扶持和補貼。推廣測土配方施肥，引導(dǎo)農(nóng)民采用合理的施肥和灌溉方式，根據(jù)實際需要選擇肥料和施用量，減少農(nóng)藥、化肥的施用量和流失量，最大限度的減少因過量施肥導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)面源污染，同時還能有效的避免資源浪費。采取工程措施，增加河岸綠化林帶，形成防護隔離帶，既防止溝岸侵蝕，減輕于橋水庫上游河道兩岸的水土流失，又能攔截阻擋沿岸農(nóng)田徑流和村落的污水、垃圾。

4.3 加強中上游鐵礦加工業(yè)管理 加強對于橋水庫匯水區(qū)內(nèi)鐵礦開采和選礦加工場點的監(jiān)管和治理力度，取締非法建設(shè)的小型選礦廠，嚴格控制鐵礦石的開采點數(shù)量，對亂采亂挖及隨意傾倒等現(xiàn)象給予嚴厲處罰；限定河道兩側(cè)200m范圍內(nèi)不得堆放尾礦礦渣，露天堆放場應(yīng)使用覆蓋材料遮蓋，避免揚塵以及降雨沖刷。對于選礦廠尾水中重金屬濃度較高等問題，通過提高尾水處理工藝，嚴格執(zhí)行排放標準，降低尾水排放對入庫河流造成的污染。盡快尋找礦渣再利用途徑，消除潛在污染。

參考文獻

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3 外源主要污染物重金屬污染源分析

于橋水庫匯流面積近80%在河北省遵化市境內(nèi)，該區(qū)域有豐富的礦產(chǎn)資源，包括鐵、金、錳、鉻、鋁、鋅等金屬礦物和白云巖建筑材料等[13]。近年來，黎河、沙河、淋河中上游鐵礦開采業(yè)急速發(fā)展，沿河開采加工鐵礦石的場點星羅棋布。據(jù)不完全調(diào)查統(tǒng)計，僅黎河上游主河道兩側(cè)200m范圍內(nèi)就有鐵礦石開采及鐵選加工廠多達70余家，其中黎河主河道隧洞出口至河北省遵化市黎河橋20km的區(qū)域內(nèi)就有35家鐵選加工廠。沙河從北嶺河的堡子店至塔頭村的一條支流上就有15家鐵選礦廠；淋河主河道興隆縣境內(nèi)從頭撥子村到七撥子村有11家大型鐵選礦廠；薊縣境內(nèi)共有13家選礦廠[14]。鐵礦石的大量開采不僅威脅河堤安全，由于部分鐵選礦廠生產(chǎn)方式粗放，生產(chǎn)工藝簡單，大量選礦廢水未經(jīng)處理即排放入河，使河道中鐵錳含量大量增加，對于橋水庫水源造成污染。同時，選礦廠的尾礦大量堆積在河道兩岸，在雨季隨著徑流的增加，大量重金屬污染物將會隨徑流一同進入于橋水庫，污染水庫水體。2004年調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果顯示，遵化市排污企業(yè)有207家，主要排污單位有遵化化肥廠、建明化肥廠、平安城造紙廠等，工業(yè)污水年排放量1 857萬t，生活污水年排放量1 308萬t[15]。

4 污染控制與環(huán)境保護對策

4.1 加強農(nóng)村生活污染治理 加大對該區(qū)域內(nèi)村鎮(zhèn)，尤其是鄰近河道的村莊的環(huán)境治理力度。建立農(nóng)村生產(chǎn)、生活垃圾處理設(shè)施和場所。在人口集中的村鎮(zhèn)建立小型污水處理站，力求將農(nóng)村生活污水和生產(chǎn)廢水處理達標后排放。對農(nóng)村人畜糞便和生活垃圾盡量做無害化處理，將生活垃圾采用分散收集、統(tǒng)一處置的方法，清運至垃圾處置場，避免垃圾圍村造成的污染。

對于畜禽養(yǎng)殖中產(chǎn)生的畜禽糞便，雨季應(yīng)避免露天堆放，盡量集中處置。通過有機肥還田的方式降低因堆置產(chǎn)生的污染，同時改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤肥力。推廣新型的畜禽糞便堆肥技術(shù)，將畜禽糞便制成有機肥料，變廢物為資源，提高糞便中養(yǎng)分的利用效率，即避免了環(huán)境污染，又可以增加經(jīng)濟收入。

4.2 控制農(nóng)業(yè)面源污染 大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行無公害化扶持和補貼。推廣測土配方施肥，引導(dǎo)農(nóng)民采用合理的施肥和灌溉方式，根據(jù)實際需要選擇肥料和施用量，減少農(nóng)藥、化肥的施用量和流失量，最大限度的減少因過量施肥導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)面源污染，同時還能有效的避免資源浪費。采取工程措施，增加河岸綠化林帶，形成防護隔離帶，既防止溝岸侵蝕，減輕于橋水庫上游河道兩岸的水土流失，又能攔截阻擋沿岸農(nóng)田徑流和村落的污水、垃圾。

4.3 加強中上游鐵礦加工業(yè)管理 加強對于橋水庫匯水區(qū)內(nèi)鐵礦開采和選礦加工場點的監(jiān)管和治理力度，取締非法建設(shè)的小型選礦廠，嚴格控制鐵礦石的開采點數(shù)量，對亂采亂挖及隨意傾倒等現(xiàn)象給予嚴厲處罰；限定河道兩側(cè)200m范圍內(nèi)不得堆放尾礦礦渣，露天堆放場應(yīng)使用覆蓋材料遮蓋，避免揚塵以及降雨沖刷。對于選礦廠尾水中重金屬濃度較高等問題，通過提高尾水處理工藝，嚴格執(zhí)行排放標準，降低尾水排放對入庫河流造成的污染。盡快尋找礦渣再利用途徑，消除潛在污染。

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[15]王立林，王鴻雁，杜玉鳳.于橋水庫水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價及趨勢分析[J].海河水利，2007（3）： 18-20. （責(zé)編：張宏民）endprint

3 外源主要污染物重金屬污染源分析

于橋水庫匯流面積近80%在河北省遵化市境內(nèi)，該區(qū)域有豐富的礦產(chǎn)資源，包括鐵、金、錳、鉻、鋁、鋅等金屬礦物和白云巖建筑材料等[13]。近年來，黎河、沙河、淋河中上游鐵礦開采業(yè)急速發(fā)展，沿河開采加工鐵礦石的場點星羅棋布。據(jù)不完全調(diào)查統(tǒng)計，僅黎河上游主河道兩側(cè)200m范圍內(nèi)就有鐵礦石開采及鐵選加工廠多達70余家，其中黎河主河道隧洞出口至河北省遵化市黎河橋20km的區(qū)域內(nèi)就有35家鐵選加工廠。沙河從北嶺河的堡子店至塔頭村的一條支流上就有15家鐵選礦廠；淋河主河道興隆縣境內(nèi)從頭撥子村到七撥子村有11家大型鐵選礦廠；薊縣境內(nèi)共有13家選礦廠[14]。鐵礦石的大量開采不僅威脅河堤安全，由于部分鐵選礦廠生產(chǎn)方式粗放，生產(chǎn)工藝簡單，大量選礦廢水未經(jīng)處理即排放入河，使河道中鐵錳含量大量增加，對于橋水庫水源造成污染。同時，選礦廠的尾礦大量堆積在河道兩岸，在雨季隨著徑流的增加，大量重金屬污染物將會隨徑流一同進入于橋水庫，污染水庫水體。2004年調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果顯示，遵化市排污企業(yè)有207家，主要排污單位有遵化化肥廠、建明化肥廠、平安城造紙廠等，工業(yè)污水年排放量1 857萬t，生活污水年排放量1 308萬t[15]。

4 污染控制與環(huán)境保護對策

4.1 加強農(nóng)村生活污染治理 加大對該區(qū)域內(nèi)村鎮(zhèn)，尤其是鄰近河道的村莊的環(huán)境治理力度。建立農(nóng)村生產(chǎn)、生活垃圾處理設(shè)施和場所。在人口集中的村鎮(zhèn)建立小型污水處理站，力求將農(nóng)村生活污水和生產(chǎn)廢水處理達標后排放。對農(nóng)村人畜糞便和生活垃圾盡量做無害化處理，將生活垃圾采用分散收集、統(tǒng)一處置的方法，清運至垃圾處置場，避免垃圾圍村造成的污染。

對于畜禽養(yǎng)殖中產(chǎn)生的畜禽糞便，雨季應(yīng)避免露天堆放，盡量集中處置。通過有機肥還田的方式降低因堆置產(chǎn)生的污染，同時改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤肥力。推廣新型的畜禽糞便堆肥技術(shù)，將畜禽糞便制成有機肥料，變廢物為資源，提高糞便中養(yǎng)分的利用效率，即避免了環(huán)境污染，又可以增加經(jīng)濟收入。

4.2 控制農(nóng)業(yè)面源污染 大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行無公害化扶持和補貼。推廣測土配方施肥，引導(dǎo)農(nóng)民采用合理的施肥和灌溉方式，根據(jù)實際需要選擇肥料和施用量，減少農(nóng)藥、化肥的施用量和流失量，最大限度的減少因過量施肥導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)面源污染，同時還能有效的避免資源浪費。采取工程措施，增加河岸綠化林帶，形成防護隔離帶，既防止溝岸侵蝕，減輕于橋水庫上游河道兩岸的水土流失，又能攔截阻擋沿岸農(nóng)田徑流和村落的污水、垃圾。

4.3 加強中上游鐵礦加工業(yè)管理 加強對于橋水庫匯水區(qū)內(nèi)鐵礦開采和選礦加工場點的監(jiān)管和治理力度，取締非法建設(shè)的小型選礦廠，嚴格控制鐵礦石的開采點數(shù)量，對亂采亂挖及隨意傾倒等現(xiàn)象給予嚴厲處罰；限定河道兩側(cè)200m范圍內(nèi)不得堆放尾礦礦渣，露天堆放場應(yīng)使用覆蓋材料遮蓋，避免揚塵以及降雨沖刷。對于選礦廠尾水中重金屬濃度較高等問題，通過提高尾水處理工藝，嚴格執(zhí)行排放標準，降低尾水排放對入庫河流造成的污染。盡快尋找礦渣再利用途徑，消除潛在污染。

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