水源地霍童溪蕉城段水質(zhì)污染分析和保護對策

李 萍，雷 瑩 ，謝紅璐，陸 杰

(1. 寧德師范學(xué)院 化學(xué)系，福建 寧德 352100; 2. 寧德市環(huán)境監(jiān)測站，福建 寧德 352100)

飲用水問題引起了國內(nèi)外各界的關(guān)注．農(nóng)村飲用水的好壞直接制約著農(nóng)村居民生活質(zhì)量的提高、社會主義新農(nóng)村建設(shè)和農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展．到目前為止，全國尚有 3億多農(nóng)民飲用水不安全，1.9億多人飲用有害物質(zhì)含量超標(biāo)的水[1]．

霍童溪是福建省“五江兩溪”之一，是福建省和寧德市的重要生態(tài)屏障，在福建生態(tài)省和寧德生態(tài)市的建設(shè)中具有重要地位．近年來，由于畜禽養(yǎng)殖、工業(yè)及經(jīng)濟開發(fā)等，導(dǎo)致流域污染負荷加重，水質(zhì)下降，給霍童溪農(nóng)村地表水源地給水安全帶來了一定的問題．本文選取霍童溪蕉城段九都支流的農(nóng)村飲用水為監(jiān)測對象，分析流域農(nóng)村飲用水的水質(zhì)及污染類型，并探討保障農(nóng)村飲用水安全的對策和建議，為促進農(nóng)村飲用水源地區(qū)域社會、經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)．

1 農(nóng)村飲用水源地概況

霍童溪源于寧德市屏南、政和縣境，集屏南的黛溪、棠口溪、金造溪和流經(jīng)政和、周寧的后壟溪等支流，于蕉城區(qū)洪口鄉(xiāng)金鐘渡匯合，向東南流至寧德市蕉城區(qū)霍童鎮(zhèn)興賢村、溪南村后，沿九都鎮(zhèn)，至八都鎮(zhèn)金垂村右屏入海．2010年，流域涉及的兩縣一區(qū)人口數(shù)量達82.88萬人，占寧德市人口總數(shù)的24.3 %；流域兩縣一區(qū)生產(chǎn)總值達 137.32億元，占寧德市生產(chǎn)總值的 25.3 %，是寧德市重要的經(jīng)濟區(qū)之一[2]．霍童溪流域干流全長126 km，經(jīng)蕉城區(qū)境內(nèi)長約68 km，流域面積2 244 km2，總落差815 m，河道比降18 ‰，多年平均徑流量2.73 × 109m3，平均流量 81 m3/s[2]．

2 樣品的采集與評價方法

2.1 水樣的采集

對霍童溪蕉城段流域的農(nóng)村現(xiàn)有飲用水模式及狀況進行實地調(diào)查，了解到霍童溪流域農(nóng)村飲水源為山澗水、井水．飲水的方式有村民水井供水和分散式(引山澗水到村莊水塔，分散供應(yīng) 10多戶用水) 供水．因此在流域兩岸選擇興賢村、扶搖村、瓦樓兜村等村鎮(zhèn)不同類型的飲用水源地為代表(見圖 1)，定期對地表水進行監(jiān)測．其中地表水源選擇了霍童溪九都扶搖村支流，九都扶搖村斷面，八都瓦樓兜村渡口、八都瓦樓兜村農(nóng)田邊支流．為了便于討論和水質(zhì)比較，寧德市環(huán)境監(jiān)測站分別于2011年和2012年對以上4個水樣點進行了取樣分析．

2.2 水質(zhì)項目的確定

根據(jù)國家頒布的《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準》(GB3838-2002)[3]，并結(jié)合霍童溪流域目前主要污染物的來源情況選取 11個有代表性的水質(zhì)監(jiān)測項目[4]，包括：pH、化學(xué)需氧量(COD)、溶解氧(DO)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)、鉛、銅、鎘、鋅、揮發(fā)酚．從2011年3月起至2012年11月，對監(jiān)測點位的地表水指標(biāo)開展定期監(jiān)測，共監(jiān)測水環(huán)境質(zhì)量8期．其中地表水評價時段為枯、豐、平水期，采用國家《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第四版)的技術(shù)要求進行水質(zhì)分析，然后計算每年各期水質(zhì)濃度的平均值作為該年份年平均水質(zhì)數(shù)據(jù)．

圖1 霍童溪水系圖

2.3 水質(zhì)評價標(biāo)準和方法

霍童溪的地表水評價標(biāo)準主要參考《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準》(GB3838-2002)．地表水質(zhì)評價采用標(biāo)準指數(shù)法對單項水質(zhì)參數(shù)進行評價，得出各單項水質(zhì)參數(shù)的達標(biāo)情況．單項水質(zhì)參數(shù)評價能客觀地反映水體的污染程度，可清晰地判斷出主要污染因子、主要污染時段和水體的主要污染區(qū)域，能較完善地提供監(jiān)測水域的時空污染變化．

3 結(jié)果與討論

3.1 地表水質(zhì)指標(biāo)的對比分析

霍童溪農(nóng)村飲用水源地各監(jiān)測斷面的地表水環(huán)境質(zhì)量見表 1．對于九都扶搖村支流監(jiān)測點位上的 6個水質(zhì)指標(biāo)，變異系數(shù)的大小規(guī)律為BOD5＞COD＞TP＞NH3-N＞DO＞pH，BOD5濃度的時間變異最大，變異系數(shù)是99.3 %；其次是COD濃度的時間變異，變異系數(shù)為47.27 %；其它幾個水質(zhì)指標(biāo)的時間變異相對較?。哦挤鰮u村斷面監(jiān)測點位上的 6個水質(zhì)指標(biāo)，變異系數(shù)的大小規(guī)律為 BOD5＞COD＞NH3-N＞TP＞DO＞pH，與九都扶搖村支流監(jiān)測點位上的水質(zhì)指標(biāo)變異系數(shù)不同的是氨氮的變異系數(shù)要大于總磷．八都瓦樓兜村渡口監(jiān)測點位上的6個水質(zhì)指標(biāo)，BOD5變異系數(shù)是60.4 %，變異系數(shù)的大小規(guī)律同九都扶搖村支流監(jiān)測點位上的各水質(zhì)指標(biāo)變異系數(shù)．八都瓦樓兜村農(nóng)田邊支流監(jiān)測點位上的6個水質(zhì)指標(biāo)，變異系數(shù)的大小規(guī)律為COD＞BOD5＞TP＞NH3-N＞DO＞pH，COD濃度的時間變異最大，變異系數(shù)是 58.82 %，與九都扶搖村支流監(jiān)測點位上的水質(zhì)指標(biāo)變異系數(shù)不同的是COD的變異系數(shù)要大于BOD5．

在 4個監(jiān)測點位上，其水質(zhì)指標(biāo)的變異系數(shù)有一定的相似性．對于 COD和 BOD5，各監(jiān)測點位上的時間變異大，說明在監(jiān)測時期內(nèi)，濃度隨時間的波動較大；其次是NH3-N和 TP；除了八都瓦樓兜村農(nóng)田邊支流監(jiān)測點位外，DO隨時間的波動較??；pH隨時間的波動最小，說明在監(jiān)測期間比較穩(wěn)定．

由表 1可以看出，重金屬指標(biāo)濃度控制在國家水域功能的Ⅱ類水以內(nèi)，沒有超過飲用水的限值．監(jiān)測的11個水質(zhì)指標(biāo)中，九都扶搖村支流和九都扶搖村斷面兩個監(jiān)測點位的水質(zhì)達標(biāo)率為100 %；八都瓦樓兜村渡口和八都瓦樓兜村農(nóng)田邊支流監(jiān)測點位的水質(zhì)達標(biāo)率為81.8 %．其中八都瓦樓兜村渡口監(jiān)測點位的TP超標(biāo)，其質(zhì)量濃度為 0.129 mg/L；八都瓦樓兜村農(nóng)田邊支流的 NH3-N的質(zhì)量濃度是 0.767 mg/L，TP的質(zhì)量濃度是0.519 mg/L，這兩個指標(biāo)超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準》(GB3838-2002)的Ⅱ類標(biāo)準．綜上所述，該飲用水源地的主要污染物為NH3-N和TP．究其原因可能是由畜禽養(yǎng)殖廢水所致．

表1 不同水質(zhì)指標(biāo)的評價

3.2 不同水質(zhì)指標(biāo)的時間變化

為了了解 4個監(jiān)測點位 NH3-N和 TP這 2種污染物隨時間的變化情況，2011—2012年 4個監(jiān)測點位的NH3-N水質(zhì)指標(biāo)分別見圖2；2011—2012年4個監(jiān)測點位的TP的指標(biāo)見圖3．

圖2 農(nóng)村飲用水源地氨氮濃度的時間變化圖

圖3 農(nóng)村飲用水源地總磷濃度的時間變化圖

圖2顯示的是2011—2012年氨氮濃度隨時間的變化圖．從圖可知，2011年八都瓦樓兜村渡口3月和5月份的NH3-N超過水功能區(qū)域Ⅱ類標(biāo)準，其質(zhì)量濃度分別為0.584 mg/L，0.589 mg/L．而八都瓦樓兜村農(nóng)田邊支流的在任何一個月 NH3-N質(zhì)量濃度都超過了Ⅱ類標(biāo)準值，最低濃度為 7月份達到了 0.687 mg/L，最高濃度為 3月份，達到了0.925mg/L．在2012年八都瓦樓兜村渡口監(jiān)測的4個月份NH3-N均未超標(biāo)；八都瓦樓兜村農(nóng)田邊支流在5月與9月都超過了標(biāo)準值，出現(xiàn)濃度最大值是5月份，為0.889 mg/L．通過對NH3-N超標(biāo)的兩個監(jiān)測點位八都瓦樓兜村渡口和八都瓦樓兜村農(nóng)田邊支流的對比，可知2012年NH3-N的濃度較2011年有所改善．

圖3可以看出，2011—2012年TP濃度隨時間的變化情況．2011年八都瓦樓兜村渡口除了5月份TP未超標(biāo)外，其余的 3個月份均超過地表水功能區(qū)域Ⅱ類標(biāo)準，在這一年中 TP的最大值為 0.186 mg/L，超標(biāo)率為66.7 %．由圖3的數(shù)據(jù)還可得到，2012年八都瓦樓兜村農(nóng)田邊支流的4個月份TP的超標(biāo)率為100 %，最小值為0.285 mg/L，最大值為0.495 mg/L．通過對比發(fā)現(xiàn)，2012年八都瓦樓兜村農(nóng)田邊支流TP的濃度較2011年有所惡化．

3.3 水污染來源分析

研究區(qū)的水質(zhì)污染主要以 NH3-N、TP污染為主，污染點位都是出現(xiàn)在流域的下游．通過調(diào)查分析可知，造成流域水污染的來源主要有以下幾個方面：

1) 畜禽養(yǎng)殖廢水．農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖廢水處理不當(dāng)極易引起水體的污染．根據(jù)寧德市監(jiān)測站對霍童溪流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)養(yǎng)殖的調(diào)查資料，九都鎮(zhèn)有養(yǎng)豬小區(qū)1個，年存欄量為18 850頭，年出欄量50 000頭[5]．養(yǎng)豬專業(yè)戶3個，年存欄量 238頭，年出欄量 330頭，年總磷產(chǎn)生量 18.8 t，排放量 3.4 t，NH3-N產(chǎn)生量 20.9 t，排放量8.4 t[6-8]．養(yǎng)殖污水成了這一流域主要污染源．

2) 農(nóng)田施肥．由于研究區(qū)域附近農(nóng)業(yè)種植量逐漸增大，農(nóng)藥的施用量也逐年增加．查閱文獻資料[9]可知，農(nóng)作物中的農(nóng)藥只有10 % ~ 20 %才真正被利用，其余的農(nóng)藥都流失到土壤、空氣和水體中．農(nóng)田中施用化肥和農(nóng)藥時，由于不合理的使用及其氮素的損失，極易造成地表水富營養(yǎng)化，污染了地表水[10]．

3) 農(nóng)村生活污水和生活垃圾．研究區(qū)域的農(nóng)村沒有任何處理設(shè)施和收集生活污水的收集管網(wǎng)．農(nóng)村生活中任意排放的污水，含有大量的氮、磷、碳水化合物和有機質(zhì)；同時露天堆放的生活垃圾在雨水的淋溶作用下，產(chǎn)生的滲濾液對流域的水源造成了一定的污染．

4 結(jié)論及建議

4.1 結(jié)論

通過對霍童溪蕉城段流域農(nóng)村飲用水源地 4個監(jiān)測點位水質(zhì)的分析得出以下結(jié)論：研究區(qū)域的 COD 和BOD5有機污染物指標(biāo)、重金屬污染指標(biāo)均未超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準》水功能區(qū)域的Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準，NH3-N和 TP水質(zhì)指標(biāo)的濃度超過了Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準．其中 COD 和 BOD5的時間變異系數(shù)大，年際間的濃度隨時間變化不穩(wěn)定、波動大；NH3-N和TP隨時間的變異系數(shù)較小，年際間的濃度變化較穩(wěn)定．水源地地表水的主要污染物是氨氮和總磷，引起該類水質(zhì)指標(biāo)污染主要是由上游的畜禽養(yǎng)殖場的廢水，流域附近的農(nóng)村農(nóng)田施肥、生活污水和生活垃圾排放引起的．

4.2 建議

根據(jù)以上研究結(jié)果，為了保障農(nóng)村飲用水源地的安全，對研究區(qū)域內(nèi)飲用水資源的利用和保護提出幾點建議：

1) 全面治理畜禽養(yǎng)殖污染．在流域水源地保護區(qū)，根據(jù)水功能區(qū)劃、水資源可持續(xù)利用的要求和地方經(jīng)濟發(fā)展需要，科學(xué)劃分養(yǎng)殖區(qū)、限養(yǎng)區(qū)和禁養(yǎng)區(qū)．嚴禁在霍童溪流域兩岸的禁建區(qū)內(nèi)建設(shè)畜禽養(yǎng)殖場．對養(yǎng)殖區(qū)新建、改建和擴建的畜禽養(yǎng)殖場，必須嚴格執(zhí)行“三同時”制度和環(huán)境影響評價，大力推行養(yǎng)殖場廢棄物綜合利用和處理的生態(tài)種養(yǎng)模式[11]，確保畜禽污水和廢棄物集中處理達標(biāo)排放．

2) 農(nóng)業(yè)面源污染防治．加大農(nóng)村農(nóng)業(yè)面源污染控制，嚴格控制氮、磷嚴重超標(biāo)地區(qū)的氮肥、磷肥施用量，推廣應(yīng)用低殘留、低毒、高效農(nóng)藥和生物防治技術(shù)，禁止使用有機磷農(nóng)藥、使用除草劑、殺毒劑等高毒農(nóng)藥[12]．積極推廣清潔能源，改善農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)，推進生態(tài)型村鎮(zhèn)建設(shè)．推廣秸稈、糞便沼化還田，加快有機廢棄物的資源化處理．推廣使用可降解農(nóng)膜，減少農(nóng)田白色污染．在實際工作中，要靠政府引導(dǎo)，經(jīng)濟利益推動，建立無公害、綠色和有機食品基地，防治農(nóng)業(yè)面源污染．

3) 農(nóng)村生活污水和垃圾處理裝置的建設(shè)．加強推進沿溪鄉(xiāng)鎮(zhèn)環(huán)保基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程．根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟條件和水污染物控制要求，加大生活污水收集管網(wǎng)的投入和處理設(shè)施的建設(shè)，實行集中處理達標(biāo)排放．生活垃圾按資源化、減量化和無害化處理原則，設(shè)置生活垃圾處理點，建設(shè)垃圾焚燒處理廠或垃圾無害化處理的其它方式，積極促進垃圾處理的綜合利用，達到垃圾無害化的根本目標(biāo)．

4) 加強農(nóng)村飲用水源地的保護．鎮(zhèn)政府應(yīng)成立“鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲用水供水安全環(huán)境保護委員會”統(tǒng)一協(xié)調(diào)，制定年度規(guī)劃，籌劃資金投入，研究解決霍童溪流域水源保護工程建設(shè)，依法完成集中式生活飲用水二、三級保護區(qū)的綜合整治，防止水源地水體污染和生態(tài)破壞，確保各行政村、自然村生活飲用水的安全．

[1] 王穎.福建沿海地區(qū)農(nóng)村飲用水安全的評價研究[D].廈門:廈門大學(xué)管理學(xué)院,2008:1.

[2] 閩東日報.今年寧德市投 2.6億元治理“兩江三溪”流域[EB/OL].(2012-06-04)[2013-07-28].http://www.ffw.com.cn/1/10/544/121041.html.

[3] 奚旦立,孫裕生.環(huán)境監(jiān)測[M].4版.北京:高等教育出版社,2010:14.

[4] 隗玉霞,段小兵.淄博市地下水水質(zhì)現(xiàn)狀分析[J].地下水,2012,34(2):69-70.

[5] 寧德市人民政府辦公室.關(guān)于2012年度“兩江三溪”重點流域水環(huán)境綜合整治計劃的通知[EB/OL]. (2012-05-25)[2012-07-28]. http://www.fujian.gov.cn/zwgk/zxwj/sqswj/nd/201205/t20120529_476648.htm.

[6] 董紅敏,朱志平,黃宏坤,等.畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)核計算方法[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2011,27(1):303-307.

[7] 蘇楊.我國集約化畜禽養(yǎng)殖場污染問題研究[J].中國農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)報,2006,14(2):15-18.

[8] 閻波杰,吳文英,潘瑜春,等.畜禽養(yǎng)殖廢棄物統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化方法[J].江南大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2011(6):653-657.

[9] EKHOLM P, TURTOLA E, GRONROOS J, et al. Phosphorus loss from different farming systems estimated from soil surface phosphorus balance[J]. Agriculture, Ecosystems and Environment,2005,110(3):266-278.

[10] 黃生斌,葉芝菡,李學(xué)東,等.密云水庫流域非點源污染研究概述[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報,2008,16 (5):1131-1316.

[11] 仇旭,張婷,王柏莉,等.吉林省河流水質(zhì)污染分析及對策研究[J].工程勘察,2011(8):65-68.

[12] 馮慧芳,賀秋芳,謝世友,等.重慶巖溶山區(qū)農(nóng)村飲用水水質(zhì)評價及分析——以南川區(qū)南平鎮(zhèn)石慶村為例[J].地球與環(huán)境,2010,38(1):54-58.