大汶河泰安段水質(zhì)評(píng)價(jià)及水污染控制初步研究

吳曉婷

大汶河泰安段水質(zhì)評(píng)價(jià)及水污染控制初步研究

吳曉婷

文章以大汶河水系泰安段河流為研究對(duì)象，依據(jù)其水環(huán)境功能區(qū)劃，對(duì)大汶河泰安段水污染控制與水質(zhì)預(yù)測(cè)進(jìn)行初步研究，為該流域泰安段水質(zhì)評(píng)價(jià)和水污染防治、水資源可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。

大汶河水系；水環(huán)境容量；水質(zhì)評(píng)價(jià)；水污染防治

水是生命之源泉，自然界一切生命活動(dòng)都離不開水，水是城市發(fā)展的根本。人類的城市與江河、湖泊、冰川、海洋、地下水、大氣中的水等各種水體有著重要的聯(lián)系。在這些水體中，河流是與城市聯(lián)系最為密切的水體之一，關(guān)乎著城市的繁榮昌盛。

我國(guó)水環(huán)境面臨著水體污染、水資源短缺和洪澇災(zāi)害等多方面壓力。水體污染加劇了水資源短缺，水生態(tài)環(huán)境破壞促使洪澇災(zāi)害頻發(fā)。河流水質(zhì)污染是目前較為突出的水環(huán)境問(wèn)題之一，而區(qū)域水環(huán)境綜合質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)為水資源保護(hù)、合理開發(fā)利用及水體污染的綜合防治提供了科學(xué)論證依據(jù)。但是，因河流水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)的條件要求較為苛刻，致使水資源科學(xué)管理遇到了“瓶頸”問(wèn)題。

大汶河泰安段水質(zhì)評(píng)價(jià)及水污染控制的初步研究，是根據(jù)大汶河流域中王臺(tái)、大汶口、角峪、谷里、沙坡5個(gè)監(jiān)測(cè)斷面的1998年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，選取其中對(duì)水質(zhì)影響明顯、年際、年內(nèi)變化較大者5-8項(xiàng)，運(yùn)用疊加型指數(shù)法進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)。選擇合適的水質(zhì)模型，合理確定參數(shù)，計(jì)算大汶河泰安段的水環(huán)境容量、排污消減量及其分配。結(jié)合實(shí)際，提出大汶河水污染控制措施。

一、大汶河流域背景

大汶河，古稱“汶水”，發(fā)源于山東省境內(nèi)旋崮山北麓沂源縣境，上游稱牟汶河，流經(jīng)新泰、萊蕪至泰安大汶口納柴汶河后稱大汶河，是一條季節(jié)性較明顯的河流。

大汶河的水體污染來(lái)源于沿河兩岸城市生活生產(chǎn)所排放的廢水、農(nóng)藥及化肥等，主要分為點(diǎn)污染源和面污染源。面污染源主要有各種面積較大排放的污染源，包括化肥農(nóng)藥、家禽養(yǎng)殖排放的污水廢物以及生活垃圾等，而點(diǎn)污染源主要有14個(gè)。在各行業(yè)中，造紙、化工等行業(yè)，其等標(biāo)污染負(fù)荷占全部行業(yè)等標(biāo)污染負(fù)荷的93%以上。

搜集到大汶河流域1997～2003年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，針對(duì)1998年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，對(duì)1998年的大汶河泰安段的水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。由現(xiàn)有水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面中，選擇下列斷面作為水質(zhì)評(píng)價(jià)斷面：王臺(tái)大橋、大汶口、角峪、谷里、沙坡。

主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：流量、PH、溶解氧（DO）、化學(xué)需氧量（COD）、高錳酸鹽指數(shù)（CODmn）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮（NH3-N）、亞硝酸鹽氮（NO2-N）、硝酸鹽氮（NO3-N）、揮發(fā)酚（FEN）、氫化物（CN）、砷（As）、六價(jià)鉻（Cr6+）、鉛（Pb）、鎘（Cd）。采樣時(shí)間（CYSJ）：一般每年取樣次數(shù)為六次，取樣時(shí)間分別為：枯水期2次（3月、5月），豐水期2次（7、8月）、平水期2次（10、11月）①監(jiān)測(cè)資料在年份、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、采樣時(shí)間上有變化。。

二、大汶河流域水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

（一）疊加型指數(shù)法評(píng)價(jià)

此法是將選定的參與評(píng)價(jià)的N個(gè)單項(xiàng)污染指數(shù)進(jìn)行疊加，其計(jì)算公式為：

式中：P—水質(zhì)質(zhì)量指數(shù)；

m—污染物個(gè)數(shù)；

Ci—i種污染物實(shí)測(cè)值（單位：mg/L）；

Si——i種污染物評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（單位：mg/L）。

此次評(píng)價(jià)，對(duì)于河流，Si取《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中Ⅲ級(jí)水標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算P后，按疊加型指數(shù)污染等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)，如表1。

表1 疊加型指數(shù)污染等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

（二）疊加型指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果

按照疊加型指數(shù)法對(duì)大汶河泰安段各監(jiān)測(cè)斷面進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算得到各斷面的水質(zhì)質(zhì)量指數(shù)：大汶口21.6、王臺(tái)14.4、角峪18、谷里22.5、沙坡3.2。參照表4，可得到結(jié)論，大汶口、王臺(tái)、角峪和谷里屬于重污染，而沙坡屬于清潔類。

三、水環(huán)境容量計(jì)算、排污消減量及其分配

（一）河段環(huán)境容量計(jì)算

1.計(jì)算方法

根據(jù)計(jì)算單元的劃分方法，將各計(jì)算單元的上斷面均定在排污口以上且緊靠排污口處，所以可以應(yīng)用單個(gè)排污口——維水環(huán)境容量計(jì)算模型（單點(diǎn)容量計(jì)算法）計(jì)算水環(huán)境容量。即：

關(guān)于計(jì)算單元水質(zhì)控制斷面的位置，采用下斷面控制方案計(jì)算河段水環(huán)境容量。

2.水體納污能力的計(jì)算及成果分析

根據(jù)確定的設(shè)計(jì)水量、水功能區(qū)的水資源保護(hù)目標(biāo)（2010年）和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)單點(diǎn)容量計(jì)算法水質(zhì)模型，對(duì)大汶河各河段水體納污能力（水環(huán)境容量）進(jìn)行了計(jì)算，其結(jié)果列于表2。

表2 大汶河各河段水體納污能力（環(huán)境容量）計(jì)算成果表

從表2可以看出，平陽(yáng)河口至大汶口河段的納污能力最差，為4144kg/d，其次為角峪至大汶口河段，為10268 kg/d，大汶口至東平湖入湖口河段的納污能力是三者中最強(qiáng)的，為16236 kg/d。造成這種差距的原因是河段的設(shè)計(jì)流量、設(shè)計(jì)流速和規(guī)劃水質(zhì)級(jí)別等的不同。

隨著城市人口的日益增長(zhǎng)，對(duì)于城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要更高，必然導(dǎo)致城市用水量的增加。用水量與排污量成正比關(guān)系，用水量與大汶河的納污能力（環(huán)境容量）成反比關(guān)系，即越來(lái)越小。歷史發(fā)展要求我們尋求合理有效的措施，對(duì)大汶河水體的污染給予科學(xué)控制。

四、納污總量控制方案

納污總量控制及分配方案的研究與制定是水資源保護(hù)工作的重要內(nèi)容。根據(jù)規(guī)劃水域納污能力，規(guī)劃水平年（2010年）的水質(zhì)控制目標(biāo)和受納污染物負(fù)荷，并考慮污染物衰減、稀釋作用等因素，測(cè)算2010年控制斷面（點(diǎn)）各主要污染物總量控制指標(biāo)，即水質(zhì)目標(biāo)要求下的入河污染物削減量。然后將總的河段削減量按削減率分配至各排污口，對(duì)于無(wú)排污口的河段不進(jìn)行削減量分配。

各河段污染物消減量計(jì)算公式如下：

削減率：

根據(jù)以上公式，計(jì)算各河段的CODcr削減量及分配量。其結(jié)果見表3。

五、污染防治對(duì)策及措施

綜合大汶河1997～2003年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)分析，可以得知大汶河幾乎各個(gè)河段的水質(zhì)都屬于Ⅳ、Ⅴ類水，有些甚至是超Ⅴ類水體。大汶河已受到了嚴(yán)重的污染，若不及時(shí)進(jìn)行治理和防治，大汶河水質(zhì)必定愈加惡劣，成為制約沿河經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、影響沿河人群的生產(chǎn)生活用水的正常供應(yīng)。為此，提出以下防治對(duì)策。

表3 各河段的CODcr削減量及分配成果表

（一）調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

以實(shí)地調(diào)查結(jié)合科學(xué)研究的基礎(chǔ)上，確定適合大汶河流域水體的工農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)方案，重點(diǎn)調(diào)整大汶河干支流沿河的化工、金屬等行業(yè)，對(duì)于過(guò)度膨脹的造紙、印染等工廠實(shí)行合理化調(diào)配，關(guān)停一些“三無(wú)”廠家，以謀求預(yù)防為主、防治結(jié)合的控制轉(zhuǎn)變。

（二）污水處理工程

加大污水處理力度，建設(shè)一批污水處理工程，通過(guò)污水處理技術(shù)，使“死水”變?yōu)椤霸偕保┏鞘猩钌a(chǎn)再利用。目前，“再生水”主要用于農(nóng)田、水利、工業(yè)、景觀和消防等方面，既使“死水”注入新鮮活力，同時(shí)也提高了水資源的重復(fù)使用率。

（三）建立健全水管理系統(tǒng)的法律法規(guī)

一是制定有效的、強(qiáng)有力的法律法規(guī)，規(guī)范人們的水利用道德觀念，克服“水盲”。二是加大執(zhí)法力度，對(duì)于超標(biāo)準(zhǔn)超量排放的企業(yè)要嚴(yán)厲整治，對(duì)于節(jié)約用水，利用綠色工藝有效保護(hù)水資源的企業(yè)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。采取獎(jiǎng)懲相結(jié)合的措施，積極調(diào)動(dòng)企業(yè)防污治污的責(zé)任心和使命感。三是通過(guò)建立健全水質(zhì)監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)建設(shè)，專門針對(duì)大汶河流域水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)管工作，按河流生態(tài)的規(guī)律，計(jì)算流域內(nèi)主要河段水文周期內(nèi)最佳自凈能力的污染臨界負(fù)荷等，在這些研究分析基礎(chǔ)上，發(fā)展生物監(jiān)測(cè)，利用水生物與水環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系，提高大汶河流域的水質(zhì)監(jiān)測(cè)水平。

（四）加大環(huán)境保護(hù)投入，提高環(huán)保意識(shí)

環(huán)境保護(hù)是一個(gè)涉及方方面面的事業(yè)，現(xiàn)代社會(huì)越來(lái)越重視保護(hù)生存的環(huán)境。因此，大汶河流域范圍內(nèi)的各縣、市級(jí)政府應(yīng)建立專項(xiàng)污染綜合治理基金，合理管理及使用排污資金，努力通過(guò)多渠道多手段籌集水體治污費(fèi)用。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)領(lǐng)導(dǎo)和群眾的思想教育，使其充分認(rèn)識(shí)河流水土防污治理的重要性，逐步提高人們的環(huán)保意識(shí)。

［1］葉桂忠，劉俊.漓江桂林市區(qū)段水環(huán)境容量研究［J］.水資源保護(hù)，2003，（3）.

［2］王彩霞.城市污水處理新技術(shù)［M］北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1990.

［3］徐國(guó)東，呂華，占松.大汶河污染現(xiàn)狀及其治理［J］.水資源保護(hù)，2003，（1）.

吳曉婷，梧州市防洪排澇工程管理處，廣西梧州，543002

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