栗水河水質(zhì)狀況及污染防治對策分析

劉衛(wèi)根，榮宗根，邢久生，鄭金順，陳 東，柳 誠

(1.江西省宜春水文局，江西 宜春 336000；2.江西省上栗縣環(huán)境保護局，江西 萍鄉(xiāng) 337009；3.中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心，北京 100085)

0 引 言

上栗縣位于江西省西部，萍鄉(xiāng)市北部，西、北面分別與湖南省醴陵市、瀏陽市接界，為湘贛邊貿(mào)重鎮(zhèn)，總?cè)丝诩s50萬人。栗水河自東向西流經(jīng)上栗縣城，是上栗縣居民飲用水、農(nóng)業(yè)灌溉用水和工業(yè)用水的主要來源。隨著工業(yè)的發(fā)展和人口的增多，我國環(huán)境問題越來越嚴峻，江、河、湖泊、水庫等水質(zhì)普遍受到不同程度的污染[1]，作為上栗縣的母親河，栗水河的水質(zhì)狀況和環(huán)境保護受到當?shù)鼐用竦钠毡殛P(guān)注和政府的高度重視。本文通過對栗水河水質(zhì)的監(jiān)測，對栗水河水質(zhì)的污染情況進行綜合評價，為上栗的區(qū)域發(fā)展、栗水河的綜合治理及水資源的有效利用提供理論依據(jù)。

1 栗水河流域概況

栗水河發(fā)源于江西省宜春市袁州區(qū)水江鄉(xiāng)，流經(jīng)上栗縣城及楊歧、桐木、雞冠山、上栗、金山 5 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，流入湖南醴陵后經(jīng)淥水匯入湘江。江西省境內(nèi)主河長42 km，上栗出境斷面控制流域面積412.2 km2，其中上栗境內(nèi)流域面積350.0 km2，宜春入境流域面積48.6 km2，湖南瀏陽境內(nèi)流域面積13.6 km2。 栗水河流域有中型水庫(棗木水庫)一座、小(1)型水庫5 座、小(2)型水庫16 座，總庫容3 053萬m3[2，3]。近年來，上栗縣經(jīng)濟發(fā)展迅速，擁有花炮、造紙、水泥、裝備制造等工業(yè)體系，第一產(chǎn)業(yè)中的畜禽養(yǎng)殖業(yè)也保持穩(wěn)定快速增長態(tài)勢。工業(yè)廢水、生活污水及畜禽養(yǎng)殖廢水經(jīng)處理后多排入栗水河，因此，對栗水河水質(zhì)進行監(jiān)測分析，可為栗水河水質(zhì)現(xiàn)狀評價和預(yù)測水體環(huán)境質(zhì)量變化趨勢提供數(shù)據(jù)支撐，對栗水河的污染防治具有重要的指導(dǎo)意義。

2 污染源分析

2.1 生活污染源分析[4]

栗水河上栗段流域人口約32.2萬。佛嶺以上河段人口約12.4萬，年產(chǎn)生活污水362.08萬t，其中化學(xué)需氧量排放量約651.7 t、氨氮約54.3 t。佛嶺～鄧家洲段約19.8萬人(縣城約7.2萬人，其中5.3萬人生活污水已納管)，年產(chǎn)生活污水746.35萬t，其中縣城378.43萬t(278.5萬t經(jīng)上栗縣污水處理廠處理后達標排放，99.93萬t縣城生活污水未經(jīng)有效收集，經(jīng)地表徑流進入栗水河)，縣城外經(jīng)楊岐河、金山河納入栗水河生活污水367.92萬t。佛嶺～鄧家洲段年排放化學(xué)需氧量約1 321.4 t，氨氮約78.58t。

2.2 工業(yè)污染源分析

佛嶺以上區(qū)域企業(yè)數(shù)為5家，年排放工業(yè)廢水6.4萬t，其中化學(xué)需氧量2.37t、氨氮暫無統(tǒng)計數(shù)據(jù)。佛嶺～鄧家洲段企業(yè)數(shù)28家，年排放工業(yè)廢水146.4萬t，其中化學(xué)需氧量809.32 t、氨氮24.21 t[5]。

2.3 農(nóng)業(yè)污染源分析

佛嶺以上區(qū)域規(guī)?；陨橡B(yǎng)殖企業(yè)10家(均為生豬養(yǎng)殖)，飼養(yǎng)量12 300頭，化學(xué)需氧量年排放量59.22 t，氨氮9.9 t。佛嶺～鄧家洲段規(guī)?；陨橡B(yǎng)殖企業(yè)11家(均為牲豬養(yǎng)殖)，飼養(yǎng)量15 400頭，化學(xué)需氧量年排放量59.22 t，氨氮10.69 t[5]。

3 栗水河水質(zhì)監(jiān)測

3.1 監(jiān)測斷面設(shè)置

栗水河流經(jīng)上栗縣城，在縣城上、下游分別設(shè)置一個監(jiān)測斷面，由萍鄉(xiāng)市環(huán)境保護局進行長期水質(zhì)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析?？h城上游監(jiān)測斷面——佛嶺飲用水源保護區(qū)斷面(對照斷面)，每月監(jiān)測一次；縣城下游監(jiān)測斷面——鄧家洲出境水斷面(削減斷面)，每逢單月監(jiān)測一次。兩個斷面均為江西省省控斷面[6]，具體點位信息和水質(zhì)保護目標見表1。

表1 栗水河監(jiān)測斷面設(shè)置及水質(zhì)保護目標

3.2 水質(zhì)評價方法

3.2.1 單因子評價法

單因子評價法，即根據(jù)評價時段內(nèi)該斷面參評的指標中類別最高的一項來確定水質(zhì)綜合評價結(jié)果。各指標類別的確定方法為將所評價河流某斷面該指標的實測濃度與地表水各類標準相比較，低于或等于該類標準，即報該類標準的數(shù)字，超過V 類標準的用“劣V”表示。該方法簡單明了，可直接了解水質(zhì)狀況與評價標準之間的關(guān)系。目前，此方法在我國環(huán)保、水利等水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中得到普遍應(yīng)用。

3.2.2 綜合污染指數(shù)法[7-9]

綜合污染指數(shù)法通過計算綜合污染指數(shù)和污染分擔(dān)率來判斷河流各斷面的污染情況，甄別主要的污染因子。與單因子評價法不同的是，綜合污染指數(shù)法可以在同一類別中比較水質(zhì)的優(yōu)劣，不會因個別水質(zhì)指標較差就否定綜合水質(zhì)，因而可以更好地反映水體環(huán)境質(zhì)量變化的整體信息。

3.2.2.1地表水綜合污染指數(shù)

Pi j=Ci j/Cio

(1)

(2)

式中：Pi j為j斷面i項污染物污染指數(shù)；Ci j為j斷面i項污染物濃度的年均值；Cio為i項污染物濃度評價標準值；Pj為j斷面水質(zhì)綜合污染指數(shù)；n為參與評價的污染物項數(shù)。

3.2.2.2污染分擔(dān)率

Ki=Pi j/Pj× 100%

(3)

式中：Ki為i項污染物在該斷面諸污染物中的污染分擔(dān)率；Pj為j斷面水質(zhì)綜合污染指數(shù)；Pi j為j斷面i項污染物污染指數(shù)。

4 栗水河水質(zhì)評價結(jié)果

4.1 單因子評價結(jié)果

按照國家環(huán)境保護部發(fā)布的環(huán)辦[2011]22號《地表水環(huán)境質(zhì)量評價辦法(試行)》，選擇《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)表1中除水溫、總氮、糞大腸菌群以外的21項作為評價指標，采用單因子法進行水質(zhì)評價[10，11]。具體評價結(jié)果見表2和表3。

由表2和表3可知，佛嶺斷面水質(zhì)以Ⅱ類為主，在所有月份中所占比例達88.3%；當水質(zhì)為Ⅲ類時，通常因高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、總磷、汞等項目為Ⅲ類結(jié)果所致。鄧家洲斷面水質(zhì)以Ⅲ類為主，所占比例為66.7%，當水質(zhì)為Ⅲ類時，通常因化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、汞、總磷等項目為Ⅲ類結(jié)果所致。佛嶺斷面因位于上游飲用水源地，水質(zhì)總體優(yōu)于鄧家洲斷面。根據(jù)各月份統(tǒng)計結(jié)果可知，栗水河各斷面水質(zhì)總體達到良好或以上水平，水質(zhì)質(zhì)量達到水環(huán)境功能區(qū)劃要求。

表2 2011～2015年栗水河佛嶺斷面各月份水質(zhì)類別統(tǒng)計

表3 2011～2015年栗水河鄧家洲斷面各月份水質(zhì)類別統(tǒng)計

4.2 綜合污染指數(shù)法評價結(jié)果

根據(jù)栗水河水質(zhì)監(jiān)測統(tǒng)計結(jié)果，選擇化學(xué)需氧量、氨氮、總磷、總氮、糞大腸菌群等12項作為評價因子，計算各項目濃度年均值(統(tǒng)計結(jié)果見表4)，并根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)Ⅲ類水質(zhì)標準，采用綜合污染指數(shù)法對每年的水質(zhì)情況進行評價，評價結(jié)果見表5。

由表5可知，對各項目污染指數(shù)和污染分擔(dān)率進行排序，得出“十二五”期間佛嶺斷面前六位污染因子依次為總氮、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、汞、五日生化需氧量和糞大腸菌群；綜合污染指數(shù)除2012年較2011年略有降低外，其余年份總體呈現(xiàn)上升趨勢。鄧家洲斷面排名前六位的污染因子依次為總氮、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷；綜合污染指數(shù)先升高后降低再升高，但總體處于上升趨勢。2011～2015年，佛嶺斷面各年份綜合污染指數(shù)均低于鄧家洲斷面，與單因子評價法評價結(jié)果一致。上游水質(zhì)優(yōu)于下游水質(zhì)主要原因是，佛嶺斷面位于集中式飲用水地表水源地保護區(qū)，排污受到環(huán)保、水利等管理部門的嚴格控制；鄧家洲斷面因位于縣城下游，受縣城生活污水和沿岸工業(yè)廢水排放的影響而水質(zhì)下降。佛嶺斷面和鄧家洲斷面排名前六位的污染因子中有4項共同因子，即總氮、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)和五日生化需氧量，栗水河水質(zhì)總體上屬于有機類污染，主要因生活污水、畜禽養(yǎng)殖業(yè)排泄物的大量排放及化肥的大量使用并向水源地流失等多方面原因造成。

表4 2011～2015年栗水河主要項目監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計表 (糞大腸菌群除外)mg/L

續(xù)表4

斷面名稱鄧家洲項目2011年2012年2013年2014年2015年平均值高猛酸鹽指數(shù)2.52.72.12.42.52.5化學(xué)需氧量7.489.979.8211.512.410.2五日生化需氧量1.892.041.421.281.611.65氨氮0.4270.3230.1890.4890.4400.374總磷(以P計)0.0280.0510.0640.0800.0700.059氟化物(以F-計)0.2480.2130.1920.2340.2220.222汞0.000010.000030.000020.000020.000020.00002鉻(六價)0.0150.0120.0090.0060.0030.009石油類0.0050.0120.0050.0130.0200.011硫化物0.0100.0180.0120.0120.0070.012總氮1.0371.8021.3401.7142.0201.583糞大腸菌群(個/L)550034152383155017072911

續(xù)表5

斷面名稱鄧家洲項目2011年2012年2013年2014年2015年平均值Pij總計污染名次化學(xué)需氧量Pij0.370.500.490.570.620.51Ki8.89.512.211.611.610.82.552五日生化需氧量Pij0.470.510.360.320.400.41Ki11.19.79.06.57.58.62.063氨氮Pij0.430.320.190.490.440.37Ki10.26.14.710.08.27.81.875總磷(以P計)Pij0.140.260.320.400.350.30Ki3.34.98.08.16.66.31.476氟化物(以F-計)Pij0.250.210.190.230.220.22Ki5.94.04.74.74.14.61.108汞Pij0.100.300.200.200.200.20Ki2.45.75.04.13.74.21.0010鉻(六價)Pij0.300.240.180.120.060.18Ki7.14.64.52.41.13.80.9011石油類Pij0.100.240.100.260.400.22Ki2.44.62.55.37.54.61.108硫化物Pij0.050.090.060.060.040.06Ki1.21.71.51.20.71.30.3012總氮Pij1.041.801.341.712.021.58Ki24.634.233.334.837.833.37.911糞大腸菌群Pij0.550.340.240.160.170.29Ki13.06.56.03.33.26.11.467綜合污染指數(shù)(Pj)4.225.264.024.925.344.74--

5 結(jié)論與防治對策

5.1 結(jié) 論

通過對栗水河近五年不同斷面的監(jiān)測，采用單因子評價法對每月水質(zhì)進行評價，較直觀地給出了栗水河不同斷面每月的水質(zhì)類別，結(jié)果表明：佛嶺斷面以Ⅱ類水質(zhì)為主，鄧家洲斷面以Ⅲ類水質(zhì)為主，上游水質(zhì)優(yōu)于下游水質(zhì)，栗水河水環(huán)境質(zhì)量總體較好，能夠達到水環(huán)境功能區(qū)劃的要求。

通過綜合污染指數(shù)法對栗水河不同斷面及同一斷面不同污染指標的污染分擔(dān)率進行評價，客觀地給出了栗水河近五年來的實際污染程度，得出栗水河的主要污染指標為總氮、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)和五日生化需氧量等有機污染因子。由污染指數(shù)的變化趨勢可知，佛嶺斷面和鄧家洲斷面的綜合污染指數(shù)總體呈現(xiàn)上升趨勢，水環(huán)境形勢不容樂觀，水環(huán)境保護和治理還需加強。

5.2 防治對策

為了更好地保護栗水河，力爭水環(huán)境質(zhì)量總體改善，根據(jù)栗水河水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果和污染源統(tǒng)計數(shù)據(jù)，結(jié)合當?shù)貙嶋H情況，提出以下建議：

(1)加強源頭治理。佛嶺以上區(qū)域主要為生活源和農(nóng)業(yè)源污染，應(yīng)關(guān)停和取締飲用水源地保護區(qū)內(nèi)的排污口以及與供水作業(yè)和水源保護無關(guān)的建設(shè)項目。按照飲用水水源地保護區(qū)管理要求，加強生活污水收集處理、垃圾清運、截污溝建設(shè)、生態(tài)柵欄等各項環(huán)境管理措施，確保飲用水源地水質(zhì)達到水功能區(qū)要求。

(2)狠抓工業(yè)污染防治。栗水河上栗段工業(yè)企業(yè)主要分布在佛嶺-鄧家洲段，佛嶺上游企業(yè)數(shù)較少。一是依托“水十條”、“藍天碧水行動計劃”，開展重污染行業(yè)水污染調(diào)查，進一步調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化空間布局，依法淘汰落后產(chǎn)能，取締不符合產(chǎn)業(yè)政策的生產(chǎn)項目，關(guān)停取締轄區(qū)內(nèi)張光啟火焙紙廠、李輝火焙紙廠、黃文明火焙紙廠及塑料加工等其他小作坊企業(yè)和落后產(chǎn)能。二是依托“工礦企業(yè)全面達標排放”等專項行動，不斷提高工業(yè)廢水處理效率，減少工業(yè)廢水污染物排放量。三是以清潔生產(chǎn)為重要抓手，分行業(yè)、按年度有計劃推進造紙、啤酒、食品加工等主要涉水企業(yè)清潔生產(chǎn)審核，從降低單位產(chǎn)品用水量、提高生產(chǎn)用水重復(fù)使用率、降低排放濃度方面著手，不斷削減工業(yè)企業(yè)外排水量及污染物。四是加強已關(guān)停、取締礦井生態(tài)修復(fù)，通過“封源、清表、截污、治污、生態(tài)修復(fù)”技術(shù)手段開展礦井生態(tài)修復(fù)，不斷削減礦井外涌水中鐵、錳、汞等重金屬對栗水河水質(zhì)影響。

(3)強化城鎮(zhèn)生活污水治理。進一步強化城區(qū)生活污水收集管網(wǎng)的建設(shè)、改造和維護，引進先進污水處理設(shè)施，重點解決污水處理廠進水化學(xué)需氧量濃度和污水處理量偏低的問題。全面推進集鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施建設(shè)，桐木鎮(zhèn)、雞冠山鄉(xiāng)、楊岐鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)應(yīng)加快建立集鎮(zhèn)污水處理設(shè)施。依托“全國農(nóng)村生活污水治理示范縣(上栗縣)”建設(shè)項目，結(jié)合新農(nóng)村、美麗鄉(xiāng)村、特色小鎮(zhèn)建設(shè)要求，縱深推進農(nóng)村生活污水處理，不斷削減污染物排放總量。

(4)推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染防治。一是繼續(xù)推進禁養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖企業(yè)(含專業(yè)養(yǎng)殖戶)的關(guān)停、搬遷工作。二是加強限養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖企業(yè)(含專業(yè)養(yǎng)殖戶)綜合整治，淘汰一批不符合產(chǎn)業(yè)政策、整改無望的養(yǎng)殖企業(yè)(含專業(yè)養(yǎng)殖戶)，規(guī)范一批治污設(shè)施較規(guī)范的養(yǎng)殖企業(yè)(含專業(yè)養(yǎng)殖戶)，確保養(yǎng)殖糞污全部農(nóng)業(yè)利用。三是持續(xù)推進可養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖企業(yè)(含專業(yè)養(yǎng)殖戶)達標治理，推進新型節(jié)水養(yǎng)殖、生態(tài)養(yǎng)殖、微生物墊床養(yǎng)殖模式，確保養(yǎng)殖糞污全部農(nóng)業(yè)利用或達標排放。四是推進農(nóng)村環(huán)境綜合整治，加強流域內(nèi)農(nóng)業(yè)面源的污染控制、農(nóng)村生活垃圾的收集運轉(zhuǎn)和治理，合理調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)和布局，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，防止農(nóng)業(yè)污染。

(5)加強考核和部門聯(lián)動。一是全面實施排污許可和總量控制。加強排污許可的審查、核發(fā)及主要污染物總量控制指標的考核。二是實行最嚴格水資源管理制度，落實“四項制度”，嚴控“三條紅線”。大力推行升級版“河長制”，構(gòu)建完善的河湖管理保護機制。在污染減排、環(huán)評審批、工程管理、河流治理、農(nóng)業(yè)灌溉等方面加強環(huán)保、水利、農(nóng)業(yè)等部門的合作交流，形成合力。

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