洋河水庫上游流域污染源調(diào)查與分析

李鳳彬，王佰梅

（秦皇島市引青管理局，河北秦皇島 066001）

洋河水庫是秦皇島市的重要飲用水水源地，1961年8月建成使用，總庫容3.6 億m3，多年平均入庫水量1.7億m3，水庫面積14 km2，可蓄水量1.47億m3，多年平均蓄水量0.8 億m3，平均水深5.7 m，水庫上游流域755 km2，主要有東洋河、迷霧河、麻河、干澗河和西洋河等支流，目前每年向城市供水0.6 億m3，同時向農(nóng)業(yè)供水0.7 億m3。該水庫有明顯的富營養(yǎng)化現(xiàn)象，其歷史主要污染源為秋季粉漿污水的流入，近年來隨著水庫上游農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，造成水庫富營養(yǎng)化的污染源有所變化。通過對水庫上游污染源的調(diào)查，分析洋河水庫污染源的構(gòu)成情況，以期為洋河水庫污染源的控制、水庫環(huán)境規(guī)劃和管理、水資源的調(diào)度和管理提供科學(xué)依據(jù)，并為我國北方水庫的環(huán)境管理和治理提供參考。

1 調(diào)查概況

2013年9月，秦皇島市水務(wù)局抽調(diào)引青管理局及其所屬的洋河水庫技術(shù)人員共30人，成立5個調(diào)查小組，另設(shè)1 個水質(zhì)檢驗組。調(diào)查小組在當(dāng)?shù)卣藛T的配合和支持下，對洋河水庫上游流域的污染源實施了全覆蓋調(diào)查，調(diào)查方式為逐干流、逐支流、逐村現(xiàn)場踏勘，對社會環(huán)境狀況、生活污染源、工業(yè)污染源、養(yǎng)殖污染源等各類污染源進行了系統(tǒng)調(diào)查，其中養(yǎng)殖污染源是調(diào)查的重點，采集河道控制斷面水質(zhì)樣品交水質(zhì)檢驗組進行分析。

2 結(jié)果和分析

2.1 社會生活污染源

根據(jù)洋河水庫上游水系的發(fā)源及分布情況，對洋河水庫有影響的村莊確定為盧龍縣、撫寧縣和青龍縣共計246個村莊，影響區(qū)內(nèi)總?cè)丝跒?7.8萬人，耕地面積1.78萬hm2，西洋河流域人均耕地0.13 hm2，而東洋河流域人均耕地只有0.07 hm2，具體分布情況見表1。

表1 洋河水庫上游農(nóng)村生活與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染源

（1）生活廢水。以廢水產(chǎn)生量0.06 m3/（d·人）計，水庫上游每天廢水產(chǎn)生量10 685 m3。因上游為農(nóng)村地區(qū)，各村莊廢水無收集設(shè)施，廢水往往潑灑在農(nóng)院內(nèi)，不會外流入庫；可能進入地表水環(huán)境的社會生活污染源主要為上游使用水沖廁的政府集中辦公地、鎮(zhèn)醫(yī)院和具備一定規(guī)模的鎮(zhèn)中學(xué)。鄉(xiāng)衛(wèi)生院或衛(wèi)生所一般采用旱廁，不產(chǎn)生廢水。各污染源單位均對化糞池中的廢水采取了委托處置的方式，沒有進入河道。

（2）生活垃圾。以垃圾產(chǎn)生量0.5 kg/（d·人）計，水庫上游每天垃圾產(chǎn)生量90 t。居民集中處的垃圾棄于河道現(xiàn)象相當(dāng)普遍，其中的諸如塑料包裝袋、以核桃皮為代表的農(nóng)產(chǎn)品加工廢物、樹木的殘枝破葉、散養(yǎng)畜禽產(chǎn)生的部分糞便等輕薄垃圾會隨雨季徑流入庫，每年汛期首次入庫水流會在庫區(qū)北部形成垃圾帶。

2.2 農(nóng)業(yè)種植污染源

洋河水庫上游流域有耕地1.78 萬hm2，東洋河上游流域的農(nóng)作物以玉米和花生為主，而西洋河流域則以玉米、白薯、花生為主，東西洋河流域均有少量水稻種植。農(nóng)業(yè)種植污染源主要為農(nóng)藥和化肥。

（1）農(nóng)藥。洋河水庫上游流域年農(nóng)藥施用量為497 981 kg。其中，盧龍縣境內(nèi)耕地農(nóng)藥施用量5.10 kg/hm2，與世界發(fā)達(dá)國家相差不大；撫寧縣境內(nèi)則是世界發(fā)達(dá)國家的近4 倍，這與其境內(nèi)經(jīng)濟林多有關(guān)。農(nóng)藥被植物的截取率在20%左右，40%～60%落到地面，5%～30%進入大氣環(huán)境后隨降雨回到地面，調(diào)查區(qū)域約30%的農(nóng)藥使用量進入洋河水庫，估計農(nóng)藥年入庫總量約150 t。

（2）化肥。洋河水庫上游流域年化肥施用量為17 597 601 kg，平均施用量989.85 kg/hm2，遠(yuǎn)超過國際公認(rèn)的上限225 kg/hm2。多余部分未被有效利用的化肥就會流失而造成環(huán)境污染。據(jù)統(tǒng)計，2004年各河流徑流入庫總氮為446 t，而目前化肥使用量上升使入庫總氮量更高。

2.3 養(yǎng)殖污染源

入庫糞便來自上游規(guī)模養(yǎng)殖場，絕大多數(shù)養(yǎng)殖場行政審批手續(xù)不全。

（1）養(yǎng)殖場分布特點。經(jīng)調(diào)查，共發(fā)現(xiàn)68 家規(guī)模養(yǎng)殖場，養(yǎng)殖種類有豬、牛、雞和羊等，豬、牛和雞養(yǎng)殖方式為圈養(yǎng)，羊的養(yǎng)殖方式為散養(yǎng)，具體情況見表2。整體上看，自西向東有明顯的養(yǎng)雞比重上升、養(yǎng)豬比重下降的特征。撫寧縣臺營鎮(zhèn)為洋河水庫上游流域最重要的養(yǎng)殖區(qū)，養(yǎng)殖場有33 個，養(yǎng)殖規(guī)模也較大。

表2 各類養(yǎng)殖物糞便營養(yǎng)物質(zhì)進入河道量

（2）清糞工藝、糞便產(chǎn)生量的分布特點。養(yǎng)殖場采取干清糞方式，包括人工清糞、刮糞機機械清糞和水沖糞3種，前2種方式的廢水主要是地面沖洗消毒水，主要應(yīng)用在養(yǎng)雞場、養(yǎng)牛場；而水沖糞工藝則產(chǎn)生大量廢水，主要應(yīng)用在西洋河和臺營鎮(zhèn)上游流域的養(yǎng)豬場。

按照養(yǎng)殖規(guī)模，糞便產(chǎn)生量在不同區(qū)域差異較大。臺營鎮(zhèn)和陳官屯鄉(xiāng)的產(chǎn)生量較大，青龍縣境內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖場。

按糞便產(chǎn)生定額9.1 t/（a·牛）、0.04 t/（a·雞）、1.1 t/（a·豬）、0.3 t/（a·羊）計，洋河水庫上游流域糞便產(chǎn)生總量為377 567.6 t/a。

（3）養(yǎng)殖糞便的臨時儲存。大多數(shù)養(yǎng)殖場往往在養(yǎng)殖場附近的坑內(nèi)隨意堆放，有的把河道旁的平地作為曬糞場，甚至離河道較近的養(yǎng)殖場把糞便臨時堆存到河道內(nèi)，其污染情況觸目驚心。

（4）養(yǎng)殖糞便雨季進入河道量。根據(jù)上游養(yǎng)殖畜禽廢水的產(chǎn)生與排放特點、當(dāng)?shù)赜昙炯性?—8月的氣候特點及糞便的儲存方式等，估計豬糞入河率為80%，入河總量為143 305 t/a；雞糞入河率為20%，入河總量為10 895 t/a；牛糞和羊糞入河率為10%，牛糞和羊糞入河總量分別為13 179、1 218 t/a，糞便總?cè)牒恿?68 597 t/a。具體情況，見表3。

表3 洋河水庫上游規(guī)模養(yǎng)殖污染源情況匯總

2.4 工業(yè)污染源

調(diào)查結(jié)果表明，洋河水庫上游流域內(nèi)的主要工業(yè)污染源為鐵選、采場等，共有18個，主要分布在撫寧縣境內(nèi)。東洋河上游流域青龍縣境內(nèi)則沒有發(fā)現(xiàn)工業(yè)污染源。

2.5 旅游污染源

旅游污染源主要分布在東洋河流域，有花果山、冰糖溝、背牛頂?shù)嚷糜吸c，由于接待規(guī)模較小，游人較少，目前污染影響不明顯。

3 討論

從上面分析可知，養(yǎng)殖污染源是近年來發(fā)展起來的一種污染源，也是對河道和水庫水質(zhì)影響較大的污染源。

3.1 養(yǎng)殖污染源進入河道量

根據(jù)各類養(yǎng)殖物糞便營養(yǎng)物質(zhì)含量，推得養(yǎng)殖糞便進入河道的氮、磷、鉀量分別為512 111、164 480、385 132 kg/a，見表3。

3.2 養(yǎng)殖污染源對河道水質(zhì)的影響

對入庫水質(zhì)的檢測結(jié)果表明，各河流總氮、總磷濃度值均較高，其中總氮全部超標(biāo)，與養(yǎng)殖糞便的進入有極大關(guān)系，具體見表4。調(diào)查期間，尚無秋季粉漿污水的流入，通過對入庫河流水質(zhì)的分析，結(jié)合污染源的分布及廢水入河情況，可知畜禽養(yǎng)殖糞便入庫是洋河水庫調(diào)查期間主要入庫污染源。

表4 入庫河流水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

3.3 養(yǎng)殖污染源對水庫水質(zhì)的影響

從表2 可知，以庫容0.7 億m3計，養(yǎng)殖糞便可使水庫中總氮、總磷濃度分別增加7.3、2.3 mg/L，其增加值使水庫水質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中相應(yīng)參數(shù)的Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，更是超出水源地的Ⅲ類水質(zhì)要求，對水庫富營養(yǎng)化影響嚴(yán)重。

洋河水庫近年來的監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計情況表明，高錳酸鹽指數(shù)、總磷和氨氮各次監(jiān)測值和統(tǒng)計的年均值變化趨勢不明顯，而總氮具有明顯的上升趨勢，具體見表5，因此洋河水庫水質(zhì)有惡化趨勢?？偭兹霂炝枯^大卻上升不明顯是由于其在水質(zhì)偏堿性條件下沉降性遠(yuǎn)高于氮。

表5 洋河水庫水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計、達(dá)標(biāo)情況及趨勢分析

4 措施與建議

鑒于養(yǎng)殖污染是調(diào)查發(fā)現(xiàn)的對河道和水庫水質(zhì)影響最大的污染源，較農(nóng)業(yè)種植污染源也容易控制，因此現(xiàn)階段應(yīng)主要針對養(yǎng)殖污染源采取以下有效措施。

4.1 制定規(guī)劃，劃定養(yǎng)殖區(qū)，因地制宜采取污染物治理措施

洋河水庫上游地區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府制定農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)劃，明確禁養(yǎng)區(qū)、限養(yǎng)區(qū)和適養(yǎng)區(qū)，劃定畜牧養(yǎng)殖區(qū)域或生態(tài)養(yǎng)殖區(qū)，全面推廣清潔養(yǎng)殖，根據(jù)地形、周圍水體、污水種類、污染情況等確定污水設(shè)施，通過采用活性污泥法、慢速土地處理系統(tǒng)等多種污水處理手段與技術(shù)，因地制宜開展集中式或分散式養(yǎng)殖污水處理，實現(xiàn)處理過程營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)移與資源化回收，建立具有良好的實用性、可操作性和推廣性的廢水無害化資源化利用技術(shù)措施與應(yīng)用模式，還可考慮糞便的集中處理措施，如收集后用于制造有機肥的工廠，促進畜禽養(yǎng)殖環(huán)境和經(jīng)濟的可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

4.2 提升沼氣池實用性，提高資源循環(huán)利用率

結(jié)合文明生態(tài)村等新農(nóng)村建設(shè)，全面推廣清潔養(yǎng)殖，建立具有防滲功能的糞便儲存池和沼氣池，使養(yǎng)殖糞便作為資源循環(huán)利用。針對沼氣池在本區(qū)域冬季運行不好的特點，可采取冬季暖棚覆蓋等方式，提高溫度至25 ℃，并保持日溫度變化在15 ℃內(nèi)，以提高產(chǎn)氣量和實用性，并使全年產(chǎn)生的糞便全部得以消耗，從而減少進入河道糞便量。

4.3 開展農(nóng)村環(huán)境治理

結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)和農(nóng)村環(huán)境治理規(guī)劃，把上游所有村莊納入農(nóng)村環(huán)境治理計劃，設(shè)置垃圾集中收集和處置設(shè)施，改善農(nóng)村居住條件的同時減少垃圾進入河道量。

4.4 推廣先進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，從源頭減少污染物的產(chǎn)生

推廣生態(tài)保肥、生態(tài)防治病蟲害等先進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，在減少化肥、農(nóng)藥用量、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的同時降低化肥、農(nóng)藥的入庫量。