2006年~2013年德陽市綿遠(yuǎn)河和石亭江流域水體中總磷污染狀況及其來源初探

王玉林 王春艷

（德陽市環(huán)境監(jiān)測中心站 四川德陽 618000）

1 前言

人類活動(dòng)導(dǎo)致的水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象是當(dāng)今世界水污染治理的難題，并已成為全球最重要的環(huán)境問題之一。水體富營養(yǎng)化不但直接危害漁業(yè)和水資源的利用，嚴(yán)重地影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，且加速水體淤積，使江河湖泊蓄水能力下降,導(dǎo)致洪澇災(zāi)害。因水體富營養(yǎng)化主要由水體中N、P濃度增加所致，所以人們把注意力放在控制營養(yǎng)物質(zhì)的來源上，特別是點(diǎn)源污染，采用對重污染企業(yè)進(jìn)行徹底整治和城市污水集中處理等方法，這些措施有效地降低了水體營養(yǎng)物質(zhì)的負(fù)荷量，但水質(zhì)狀況并未因此而得到明顯改善。

磷是湖泊藍(lán)藻水華暴發(fā)常見的限制性營養(yǎng)鹽，研究湖泊磷的生物地球化學(xué)循環(huán)行為對揭示湖泊富營養(yǎng)化發(fā)生機(jī)制、治理藍(lán)藻水華具有重要意義[1]。水中總磷是評價(jià)水體受污染程度的重要指標(biāo)之一，在水質(zhì)理化檢測指標(biāo)中，總磷是重要檢測項(xiàng)目之一。磷是生物體不可缺少的元素之一，磷元素的豐缺、環(huán)境的優(yōu)劣將直接影響包括人在內(nèi)的一切生物的生長發(fā)育。生活中，磷的存在形式多種多樣，最常見的如人們大量使用的含磷洗衣粉與磷肥；工業(yè)上用磷酸鹽礦石制取的磷單質(zhì)以及一系列的含磷化合物，金屬表面處理過程中產(chǎn)生的磷酸鹽廢水等。大量含磷化合物的使用與排放嚴(yán)重破壞了磷的自然循環(huán)和社會代謝，造成環(huán)境污染，其中水圈與生物圈受磷的影響最為明顯。

本研究通過系統(tǒng)的分析我市綿遠(yuǎn)河、石亭江流域水體總磷中環(huán)境本底值、工業(yè)污染源、生活污染源、畜禽養(yǎng)殖污染源及農(nóng)業(yè)面源污染源等各個(gè)方面的來源及其貢獻(xiàn)率，為進(jìn)一步加強(qiáng)兩條流域的污染防治和環(huán)境監(jiān)管，改善和提升流域水環(huán)境質(zhì)量提供重要的基礎(chǔ)資料。

2 研究方法

2.1 水樣的采集

2012年～2013年1月～12月每月月初，德陽市環(huán)境監(jiān)測中心站沿綿遠(yuǎn)河流域自上游向下游設(shè)置7個(gè)監(jiān)測斷面，沿石亭江流域自上游向下游設(shè)置8個(gè)監(jiān)測斷面、3個(gè)開發(fā)區(qū)監(jiān)測點(diǎn)位。樣品采樣過程嚴(yán)格按照地表水相關(guān)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[2]和標(biāo)準(zhǔn)方法[3]進(jìn)行采集，采集樣品的聚乙烯塑料瓶是一次性的，現(xiàn)場采集的水樣必須馬上用硫酸調(diào)pH<2.0(pH試紙驗(yàn)定)保存。采集后水樣快速帶回實(shí)驗(yàn)室并在規(guī)定時(shí)限內(nèi)進(jìn)行分析測定。采樣點(diǎn)位見圖1。

圖1 德陽市綿遠(yuǎn)河和石亭江監(jiān)測點(diǎn)位圖

2.2 分析方法

嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)方法鉬酸銨分光光度法（GB11893-89）進(jìn)行分析[3]。

3 結(jié)果與討論

3.1 綿遠(yuǎn)河總磷調(diào)查

3.1.1 監(jiān)測斷面數(shù)據(jù)分析

研究監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示從2012年～2013年，總磷斷面年均值超標(biāo)率達(dá)到90%以上，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況見表1。結(jié)合歷年的數(shù)據(jù)可以看出，2006年綿遠(yuǎn)河總磷年均值為0.199mg/L達(dá)標(biāo)之外，其余年份均超標(biāo)，2008年和2012年綿遠(yuǎn)河水質(zhì)已達(dá)到Ⅴ類和劣Ⅴ類。2007年～2009年清平和連山斷面超標(biāo)率高達(dá)100%，清平最大超標(biāo)倍數(shù)為19.3倍，連山最大超標(biāo)倍數(shù)3.2倍。

表1 綿遠(yuǎn)河2006-2013年總磷濃度變化情況 單位：mg/L

3.1.22006 -2013年綿遠(yuǎn)河各斷面總磷濃度變化情況

由監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，自2006年以來，各斷面總磷濃度均有不同程度超標(biāo)情況，各斷面年均值變化趨勢見圖1。

圖1 綿遠(yuǎn)河2006-2013年各斷面總磷年均值變化趨勢圖

綿遠(yuǎn)河清平屬Ⅰ類水域，總磷標(biāo)準(zhǔn)限值為0.02mg/L[4]，雖然2006-2013年均值均超標(biāo)，但是總磷的濃度變化不大，趨于穩(wěn)定；八角斷面屬Ⅳ類水域，總磷濃度變化很不穩(wěn)定，2007-2009年濃度呈下降趨勢，2010年～2011年濃度上升并很穩(wěn)定，2012年～2013年濃度再次呈現(xiàn)出下降趨勢并達(dá)標(biāo)，2013年為歷年最低值；東橋斷面總磷年均值濃度未出現(xiàn)超標(biāo)，2006年～2011年濃度值較穩(wěn)定，2012年由于斷面調(diào)整取消了東橋斷面的監(jiān)測；黃許和連山斷面分別于2011年以前和2012年以前濃度呈現(xiàn)下降趨勢，但此之后總磷濃度又再次呈現(xiàn)出上升趨勢并處于超標(biāo)狀態(tài)，水質(zhì)達(dá)到Ⅳ類水域；歷年隆興總磷的濃度呈現(xiàn)出上升的趨勢至2013年濃度下降進(jìn)入達(dá)標(biāo)狀態(tài)；2009年～2013年袁家橋總磷變化不穩(wěn)定，2010年和2011年水質(zhì)達(dá)標(biāo)，但是12年和13年水質(zhì)超標(biāo)處于劣V類。

3.1.2 綿遠(yuǎn)河各斷面總磷的貢獻(xiàn)

2006年～2013年，綿遠(yuǎn)河總磷河流平均值不是很穩(wěn)定（見圖2），2006-2008年呈現(xiàn)出上升趨勢，2009年～2013年，除了2012年總磷濃度顯著增加，其余年份比較穩(wěn)定。

2006年～2009年，綿遠(yuǎn)河連山和八角兩個(gè)斷面的總磷濃度較高，約占整條河流的50%，黃許次之；2010年～2011年，八角和黃許兩個(gè)斷面濃度較高，約占整條河流的60%，其次為連山；2012年，袁家橋斷面濃度突然增加，所占百分比加大，也是2012年河流平均值增加的主要原因，隆興第二，黃許次之，八角斷面明顯減少；2013年袁家橋的百分比仍然第一，連山第二，黃許次之。

圖2 綿遠(yuǎn)河2006-2013年總磷濃度和各斷面總磷貢獻(xiàn)百分比分布圖

3.2 石亭江總磷監(jiān)測情況

3.2.1 監(jiān)測斷面及監(jiān)測頻次

2006～2013年德陽市環(huán)境監(jiān)測中心站對石亭江高景觀、雙盛開發(fā)區(qū)、新市開發(fā)區(qū)、馬尾河匯合處、金輪、筏子河、天元開發(fā)區(qū)、大件路下游柳林村、雙江橋9個(gè)斷面開展總磷項(xiàng)目監(jiān)測，其中綿竹新市、什邡雙盛、旌陽區(qū)天元監(jiān)測點(diǎn)為該流域內(nèi)各開發(fā)區(qū)廢水匯入石亭江總排放口；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況見表2、表3。

表2 石亭江歷年總磷濃度變化情況 單位：mg/L

表3 開發(fā)區(qū)總排口歷年總磷濃度變化情況 單位：mg/L

2.各開發(fā)區(qū)總排放口執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)限值0.5mg/L。

從表2可以看出，本次研究2006年～2013年石亭江斷面總磷水質(zhì)屬于V類，超標(biāo)情況較為嚴(yán)重。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年水質(zhì)處于IV類（見表2），其余年份均處于劣IV類，且2011年河流年均值高達(dá)0.845mg/L，超標(biāo)4.225倍；2011年高景觀總磷最大濃度為19.32mg/L，超標(biāo)96.6倍，2006年～2007年雙江橋、紅白、高景觀連續(xù)兩年超標(biāo)率為100%；2006-2008年金輪斷面連續(xù)三年超標(biāo)率為100%。

從表3中可以看出，開發(fā)區(qū)總排口從2008年～2013年總磷濃度均超標(biāo)，雙盛開發(fā)區(qū)的超標(biāo)率全為100%，濃度最高為103.5mg/L，超標(biāo)207倍；2007年～2009年新市開發(fā)區(qū)連續(xù)三年超標(biāo)率為100%，最高濃度10.295mg/L，超標(biāo)20.6倍；天元開發(fā)區(qū)超標(biāo)情況較好，2008年超標(biāo)率最高為25%，最大濃度為0.823mg/L，超標(biāo)1.6倍。

3.2.2 石亭江各斷面總磷濃度變化情況

由監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，石亭江地表水各監(jiān)測斷面自2006年以來呈下降趨勢，射馬匯合斷面2012年～2013年達(dá)標(biāo)，其余均未達(dá)到相應(yīng)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。各斷面年均值變化情況見圖4。

從圖5中可以看出，天元開發(fā)區(qū)和新市開發(fā)區(qū)從2006年以來總磷濃度成下降趨勢。2009年以來，天元開發(fā)區(qū)總磷的超標(biāo)率已經(jīng)為0，新市的超標(biāo)率也在逐漸減低，2012年和2013年超標(biāo)率已降至5%以下；雙盛開發(fā)區(qū)的總磷濃度高出其它兩個(gè)開發(fā)區(qū)很多，并且呈現(xiàn)出上升的趨勢。

圖4 石亭江歷年各斷面總磷變化趨勢圖

圖5 石亭江歷年各開發(fā)區(qū)總磷變化趨勢圖

4 德陽市境內(nèi)綿遠(yuǎn)河和石亭江流域水體中總磷來源初探

4.1 農(nóng)業(yè)源

據(jù)德陽市環(huán)境監(jiān)測站2011年～2013年不同性質(zhì)土壤中總磷調(diào)查（見表4），綿遠(yuǎn)河和石亭江流域土壤總磷含量農(nóng)業(yè)化基地＞重金屬廠區(qū)附近＞林地，磷養(yǎng)分由農(nóng)田進(jìn)入水體環(huán)境主要是通過徑流和淋洗進(jìn)入[5]。從1950年～1995年間，約有400×106t磷凈殘留在農(nóng)田土壤中，其中有3%~20%的比例進(jìn)入地表水[6]，可推算出農(nóng)田土壤總磷平衡進(jìn)入水體環(huán)境的磷負(fù)荷至少有660t/a。因此，大量重復(fù)施用磷肥，是水體中總磷含量的主要來源。

表4 2011年～2013年不同性質(zhì)土壤樣品總磷濃度單位：mg/kg

4.2 工業(yè)企業(yè)廢水

據(jù)2011年德陽市環(huán)保局總量控制科數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì)，排入綿遠(yuǎn)河的工業(yè)廢水有124家工企業(yè)，共排放工業(yè)廢水2057.277×104t，其中直接排向綿遠(yuǎn)河的有1586.615×104t，直接排入環(huán)境的1137.437×104t。據(jù)2012年20家工業(yè)企業(yè)廢水調(diào)查中（無磷化工企業(yè)），總磷含量為0.147mg/L~2.78mg/L，均值0.695mg/L，超標(biāo)率為71.8%。104家工業(yè)企業(yè)的廢水經(jīng)過渠堰排向石亭江，工業(yè)廢水排放量總計(jì)為3134.767×104t，直接排入江河有3123.298×104t。根據(jù)2013年對35家工業(yè)企業(yè)所排的廢水進(jìn)行調(diào)查，總磷含量0.131mg/L~3.25mg/L，平均值0.857mg/L，超標(biāo)率為81.8%。綿遠(yuǎn)河和石亭江流域調(diào)查的工業(yè)企業(yè)均超污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）中一級排放標(biāo)準(zhǔn)（0.5mg/L）。工業(yè)廢水中的磷源主要來自循環(huán)冷卻水處理中采用的磷系藥劑和金屬表面處理過程中產(chǎn)生的磷酸鹽廢水等。此外，食品加工、發(fā)酵、魚品加工、化肥工業(yè)、洗滌劑、金屬拋光等工廠的廢水也含有大量的磷。工業(yè)廢水量大、成分復(fù)雜、難處理，不易降解和凈化，危害性較大。陳荷生[7]等在對太湖流域1998年限期達(dá)標(biāo)的l035家重點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行重點(diǎn)抽樣調(diào)查和與日本JiCA調(diào)查團(tuán)隊(duì)合作研究太湖水環(huán)境后，發(fā)現(xiàn)工業(yè)點(diǎn)源TP(總磷)排放負(fù)荷達(dá)污染物總量的55.8%?？梢?，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，工業(yè)廢水排放量和工業(yè)廢水中磷的含量不斷增大，導(dǎo)致水質(zhì)污染日趨嚴(yán)重。

排入綿遠(yuǎn)河的畜禽養(yǎng)殖有德陽市廣東溫氏家禽有限公司壽豐種雞場等59家畜禽養(yǎng)殖戶，共排放總磷62.81t；排入石亭江的畜禽養(yǎng)殖企業(yè)有96家，共排放總磷108.30t。畜禽養(yǎng)殖場集中排放進(jìn)入水體的污水，包括飼養(yǎng)圈舍的沖洗水、青貯飼料間的滲漏液、儲糞池以及生化塘的污水、肥料返田的畜禽糞便和畜禽養(yǎng)殖場污水污染。美國喬治亞州的研究表明，施用畜禽糞便的土壤磷的滲漏量大于未施用畜禽糞便的土壤，該州地下水和地表水中硝酸和磷酸污染主要是農(nóng)田過量施用畜禽糞便所致[8]。李榮剛等在江蘇太湖地區(qū)水污染物排放的研究中發(fā)現(xiàn)，磷排放量最高的是畜禽糞尿，在CODcr、TP、TN等污染物中，總磷對水體的污染最嚴(yán)重[9]，因此畜禽養(yǎng)殖是水體中總磷來源之一。

4.3 生活污水

據(jù)統(tǒng)計(jì)排入綿遠(yuǎn)河的生活廢水共排放總磷135.3t；排入石亭江的生活污水共排放總磷70.53t。磷主要來自人體排泄物以及合成洗滌劑、排入污水處理廠處理的含磷工業(yè)廢水，含磷洗滌劑是生活污水含磷的重要來源之一。

5 結(jié)語

本文研究了2006年～2013年德陽市境內(nèi)綿遠(yuǎn)河和石亭江水體中總磷濃度，數(shù)據(jù)顯示，綿遠(yuǎn)河和石亭江流域總磷超標(biāo)現(xiàn)象較為嚴(yán)重，總磷超標(biāo)率高，2012年綿遠(yuǎn)河和石亭江超標(biāo)率均為100%，2013年綿遠(yuǎn)河超標(biāo)率66.7，石亭江超標(biāo)率100%。

根據(jù)土壤、工業(yè)廢水、生活污水總磷含量的數(shù)據(jù)，初步確定德陽市境內(nèi)綿遠(yuǎn)河和石亭江水體中總磷來源依次為農(nóng)業(yè)、工業(yè)廢水和生活污水。

5.1 對策建議

5.1.1 加強(qiáng)工業(yè)廢水治理

著力整治工業(yè)點(diǎn)源污染。工業(yè)廢水要全部進(jìn)入污水收集管網(wǎng)。引導(dǎo)企業(yè)調(diào)整產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，全面推行清潔生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。按照“誰污染誰治理”和“三同時(shí)”的原則，對未能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的企業(yè)實(shí)施限期治理，對逾期未完成治理實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的企業(yè)依法予以關(guān)閉。加強(qiáng)對重點(diǎn)污染排放單位的審核和監(jiān)管，實(shí)施排污口自動(dòng)化在線監(jiān)測。大力推進(jìn)清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排，提高廢水綜合利用率，減少水污染物排放量。針對德陽市現(xiàn)有磷化工存在的問題，加大德陽磷化工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，限制和逐步關(guān)停低層次的磷化工產(chǎn)品生產(chǎn)，改進(jìn)廢水處理工藝，增加總磷的去除效率，使總磷達(dá)標(biāo)排放。

5.1.2 推進(jìn)污染減排將總磷納入總量控制指標(biāo)中

由于總磷不在總量控制指標(biāo)之內(nèi)，很多企業(yè)未對總磷進(jìn)行監(jiān)督，例如食品加工、發(fā)酵、魚品加工、化肥工業(yè)、洗滌劑、金屬拋光等工廠的廢水也含有大量磷，但都未進(jìn)行處理直接排入河流，與生活污水不同的是，工業(yè)廢水量大、成分復(fù)雜、難處理，不易降解和凈化，危害性較大，因此建議將總磷納入總量控制指標(biāo)之中。

5.1.3 控制面源污染

（1）農(nóng)業(yè)面源污染無法采取集中治理的方法加以解決,但可以根據(jù)其污染特點(diǎn)采取針對性的措施減輕其危害。水體富營養(yǎng)化中的農(nóng)業(yè)面源污染可以采用“控源節(jié)流”方法進(jìn)行治理,“控源”即科學(xué)合理施肥,也就是平衡農(nóng)田中的養(yǎng)分,使其輸入(化肥、糞肥、種子、降水等)與輸出(作物、水土流失等)基本一致,減少營養(yǎng)物質(zhì)的積累量與流失量。

（2）在畜禽養(yǎng)殖區(qū)控制水華和水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵就是減少畜禽廢物磷的排放。在畜禽養(yǎng)殖密集地區(qū)，糞便中磷對水體污染具有點(diǎn)源污染和非點(diǎn)源污染的雙重特征。因此必須根據(jù)其特點(diǎn)，采取針對性的管理措施以減少危害，如減少畜禽糞便磷污染；加強(qiáng)畜禽飼養(yǎng)場管理；加強(qiáng)畜禽糞便返田的養(yǎng)分管理；加強(qiáng)畜禽糞便返田的政策扶持。

（3）在生活污水污染源方面限制含磷洗滌劑的使用，用4A沸石等替代品作為新的助洗劑；加強(qiáng)城市污水處理廠和垃圾處理廠的建設(shè)，并按照國家基本建設(shè)程序進(jìn)行管理。集中處理城市污水(包括生活污水和工業(yè)廢水)，建設(shè)污水三級處理設(shè)施，安裝除磷設(shè)施，提高磷的去除率等，保證磷達(dá)標(biāo)排放。

5.1.4 將總磷納入各項(xiàng)環(huán)境統(tǒng)計(jì)

由于新的地表水水質(zhì)評價(jià)方法增加了總磷項(xiàng)目的考核，現(xiàn)有環(huán)境統(tǒng)計(jì)方法僅有部分農(nóng)業(yè)源和生活源統(tǒng)計(jì)了相關(guān)數(shù)據(jù)，將總磷納入各項(xiàng)環(huán)境統(tǒng)計(jì)，有助于更好的掌握總磷來源和排放量，為環(huán)境監(jiān)管提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

5.1.5 有效控制內(nèi)源性磷的釋放

內(nèi)源性磷主要是底泥中的磷，它在一定條件下可以向水體釋放。根據(jù)污染情況的不同，可采取如工程性措施、物理化學(xué)法、生物法等控制技術(shù)減少水體內(nèi)部磷的富集。

5.1.6 實(shí)行斷面水質(zhì)超標(biāo)資金罰繳制度

按省政府關(guān)于在岷江沱江流域試行跨界水質(zhì)超標(biāo)資金扣繳制度的要求，市政府將出臺具體考核辦法，從2012年起全面啟動(dòng)全市重點(diǎn)流域跨界水質(zhì)超標(biāo)資金扣繳工作，對各縣(市、區(qū))重點(diǎn)小流域考核斷面、工業(yè)園區(qū)廢水排放口水質(zhì)超標(biāo)的落實(shí)資金罰繳制度。目前已經(jīng)實(shí)行一年，綿遠(yuǎn)河河流水質(zhì)得到了一定的改善，超標(biāo)率已經(jīng)降為66.7%，雖然石亭江超標(biāo)率沒有改變，但是工業(yè)排放口的總磷濃度也有所下降。

[1]蔡佑振.環(huán)境樣品總磷測定方法研究.福建分析測試(綜述與進(jìn)展),2003,(12)3.

[2]HJ/T91-2002,地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].

[3]水和廢水監(jiān)測分析方法編委會.國家環(huán)境保護(hù)局.水和廢水監(jiān)測分析方法（第四版）（增補(bǔ)版）[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.12.

[4]GB3838-2002，地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5]杜秋根，小流域匯水區(qū)水質(zhì)保護(hù)方案制定方法與實(shí)例[M].沈陽:遼寧科技出版社,2004.

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