洱海流域村落污水類型及污染特征分析

竇嘉順

(大理州洱海湖泊研究中心,云南 大理 671000)

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洱海流域村落污水類型及污染特征分析

竇嘉順

(大理州洱海湖泊研究中心,云南 大理 671000)

摘要：對(duì)洱海流域村落污水進(jìn)行深入調(diào)查，分析得出流域村落污水主要由畜禽養(yǎng)殖廢水、農(nóng)村居民廢水、旅游廢水三種類型組成。詳細(xì)分析了各類廢水產(chǎn)生量、污染物濃度、排放規(guī)律，并提出相應(yīng)治理對(duì)策建議。

關(guān)鍵詞：村落污水類型；村落污水排放特征；污染調(diào)查；洱海流域

洱海位于大理白族自治州境內(nèi)，是云南省第二大高原淡水湖泊，流域地跨大理市和洱源縣。洱海既是大理市主要飲用水源地，又是蒼山洱海國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和風(fēng)景名勝區(qū)的核心地帶，具有調(diào)節(jié)氣候、保護(hù)生物多樣性、為流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供水源保障等多種功能，是整個(gè)流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，被譽(yù)為大理人民的“母親湖”。

近年來，伴隨流域內(nèi)人口增加和經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，洱海水質(zhì)日益下降，水質(zhì)已由20世紀(jì)90年代的Ⅱ類惡化為現(xiàn)在的Ⅱ～Ⅲ類。2014年，洱?？偭缀?.023mg/L，總氮含量0.49mg/L，高錳酸鹽指數(shù)為3.22mg/L，水質(zhì)透明度為2.03m左右，各項(xiàng)水質(zhì)污染指標(biāo)中以總磷、總氮污染最為嚴(yán)重[5]。洱海的污染主要是面源的污染，依據(jù)相關(guān)研究，洱海面源污染中65.08%TN、42.15%TP來自村落污水[1]，村落污水污染是洱海面源污染中最重要的污染源。開展洱海流域村落污水類型、特征分析研究，摸清洱海流域村落污水類型、廢水產(chǎn)生量、產(chǎn)生系數(shù)、污染物含量，對(duì)于洱海保護(hù)治理具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1材料與分析方法

1.1數(shù)據(jù)收集和調(diào)查方法

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集方法：畜禽數(shù)量、人口、旅游人次等以大理市、洱源縣統(tǒng)計(jì)年鑒為準(zhǔn)；水沖式廁所普及率通過問卷調(diào)查及實(shí)地走訪調(diào)查得出。

1.2水質(zhì)采樣與分析方法

水質(zhì)采樣嚴(yán)格按照《HJ/T91 地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行，各類型廢水水量通過在排水末端放置容積桶累加測(cè)量得出。

室內(nèi)水質(zhì)分析方法：COD采用快速消解分光光度法(HJ/T399-2007，哈希測(cè)定儀)；TN采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(HJ636-2012)；TP采用鉬酸銨分光光度法(GB11893-89)。

2結(jié)果與分析

通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料和實(shí)地調(diào)查，洱海流域村落污水主要包括畜禽養(yǎng)殖廢水、農(nóng)村居民生活廢水、旅游餐飲住宿廢水3種類型。

2.1畜禽養(yǎng)殖廢水

畜禽養(yǎng)殖廢水是指畜禽養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的廢水，主要由畜禽尿液、圈舍沖洗水組成[4]。

2.1.1流域主要產(chǎn)生廢水畜禽種類及養(yǎng)殖方式

流域畜禽養(yǎng)殖種類主要包括奶牛、耕牛、豬、家禽、羊、騾馬等[2，3]。

通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，流域耕牛、家禽、羊、騾馬等牲畜養(yǎng)殖方式為傳統(tǒng)圈養(yǎng)。牲畜產(chǎn)生尿液排入糞便中儲(chǔ)存在圈內(nèi)，待播種季節(jié)運(yùn)至農(nóng)田中做農(nóng)家肥，在養(yǎng)殖過程中基本不產(chǎn)生廢水。

奶牛和豬養(yǎng)殖方式主要為衛(wèi)生圈養(yǎng)殖。衛(wèi)生圈在清潔圈舍過程中會(huì)使用大量沖圈水，沖圈水將圈內(nèi)畜禽的尿液及少量糞沖出圈外，從而形成高濃度的畜禽養(yǎng)殖廢水。流域奶牛、豬養(yǎng)殖清糞工藝為干清糞工藝。依據(jù)相關(guān)研究，流域奶牛、豬主要養(yǎng)殖方式為農(nóng)戶散養(yǎng)，流域奶牛中96.2%來自于農(nóng)戶散養(yǎng)，92.43%的豬來自于農(nóng)戶散養(yǎng)[1]。

2.1.2畜禽養(yǎng)殖廢水水量產(chǎn)生系數(shù)和水質(zhì)調(diào)查

對(duì)流域內(nèi)下關(guān)、上關(guān)、右所、喜州、鄧川鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)典型養(yǎng)殖戶進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，調(diào)查對(duì)象均為衛(wèi)生圈養(yǎng)殖。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)奶牛、豬養(yǎng)殖廢水產(chǎn)生量受水源供給情況影響較大，一般而言，水源豐富地區(qū)，農(nóng)夫沖圈水用量相對(duì)較大，反之用量較小；廢水中污染物濃度與各家農(nóng)戶清除糞便的清潔程度有關(guān)，圈舍干清糞越干凈，廢水中污染物濃度就越低。同時(shí)奶牛養(yǎng)殖中，部分養(yǎng)殖戶白天會(huì)將奶牛牽至圈外飼養(yǎng)放牧，在圈外期間奶牛產(chǎn)生的糞便及尿液直接排入環(huán)境，因此奶牛圈外飼養(yǎng)時(shí)間越長(zhǎng)，圈內(nèi)產(chǎn)生畜禽糞便越少，廢水中污染物濃度就越低。詳細(xì)調(diào)查結(jié)果見表1。

表1　洱海流域村落畜禽養(yǎng)殖廢水產(chǎn)生系數(shù)和污染物濃度

2.1.3流域畜禽養(yǎng)殖廢水產(chǎn)生量及污染物量

2013年洱海流域養(yǎng)殖奶牛114314頭、豬435723頭[2,3]。奶牛廢水產(chǎn)生系數(shù)以95L/頭·d計(jì)算，流域奶牛養(yǎng)殖廢水產(chǎn)生量為296.38萬m3/a。豬廢水產(chǎn)生系數(shù)以18L/頭·d計(jì)算，流域每天產(chǎn)生豬養(yǎng)殖廢水286.27萬m3/a。合計(jì)流域畜禽養(yǎng)殖廢水產(chǎn)生量為682.65萬m3/a。廢水中含有污染物量COD 8695.15t/a，TN 719.72t/a，TP 84.79t/a，詳見表2。

2.1.4畜禽養(yǎng)殖廢水排放規(guī)律

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)奶牛、豬畜禽養(yǎng)殖廢水主要產(chǎn)生在農(nóng)戶清掃圈舍時(shí)，其余時(shí)段圈內(nèi)產(chǎn)生的尿液及畜禽飲水產(chǎn)生的廢水一般儲(chǔ)存在圈內(nèi)低洼處，待圈舍清掃時(shí)沖出圈外，因此廢水排放比較集中。流域一般清掃圈舍時(shí)間為上午7∶00—10∶00，廢水也在此時(shí)段排出。此時(shí)段廢水產(chǎn)生量占廢水量90%以上，其他時(shí)段排放量極少，因此廢水的日變化系數(shù)較大。

表2　洱海流域村落畜禽養(yǎng)殖廢水總量和污染物量

2.1.5流域畜禽養(yǎng)殖廢水分布情況分析

通過核算流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖廢水產(chǎn)生量，發(fā)現(xiàn)流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖廢水排放量由大到小依次為右所鎮(zhèn)>茈碧湖鎮(zhèn)>三營(yíng)鎮(zhèn)>上關(guān)鎮(zhèn)>鳳儀鎮(zhèn)>喜洲鎮(zhèn)>鳳羽鎮(zhèn)>牛街鎮(zhèn)>鄧川鎮(zhèn)>灣橋鎮(zhèn)>銀橋鎮(zhèn)>大理鎮(zhèn)>海東鎮(zhèn)>挖色鎮(zhèn)>雙廊鎮(zhèn)。從洱海流域各分區(qū)情況看，洱海北部區(qū)畜禽廢水排放量最大，廢水排放量超過總廢水量的60%，其次為洱海西部，約占20%，洱海東部、南部相對(duì)較少。

2.2農(nóng)村居民生活廢水

農(nóng)村居民生活廢水指農(nóng)村居民在日常生活中產(chǎn)生并排放的廢水，廢水產(chǎn)生系數(shù)與居民庭院內(nèi)自來水供給情況和室內(nèi)衛(wèi)生設(shè)施數(shù)量有直接關(guān)系[5]。一般室內(nèi)供水設(shè)施完善有水沖式廁所及淋浴(水沖式廁一般和淋浴設(shè)施合建)的，廢水產(chǎn)生量大，且污染物濃度高。

2.2.1流域水沖式廁所普及率調(diào)查結(jié)果

在流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)放調(diào)查問卷，調(diào)查結(jié)果顯示2013年洱海流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村居民水沖式廁所普及率為8%～71%，平均為33.00%。其中大理市的大理鎮(zhèn)、下關(guān)鎮(zhèn)、銀橋鎮(zhèn)普及率較高，洱源鳳羽、牛街、三營(yíng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)較低。

2.2.2農(nóng)村居民生活廢水產(chǎn)生系數(shù)及污染物濃度

分別選擇流域三營(yíng)、右所、上關(guān)、喜州、海東、大理等鄉(xiāng)鎮(zhèn)家中設(shè)有水沖式廁所和無水式廁所家庭，對(duì)典型農(nóng)村居民生活廢水產(chǎn)生量及濃度進(jìn)行調(diào)查、監(jiān)測(cè)。

家中設(shè)有水沖式廁所的家庭排放的生活廢水主要包括居民淋浴廢水、衛(wèi)生間糞便沖洗水、居民日常洗滌衣物排水、廚房餐飲廢水、居民早晚洗漱廢水等。設(shè)有水沖廁所居民家中供排水設(shè)施相對(duì)完善，廢水大多直接排放，廢水回用較少。廢水中因含衛(wèi)生間糞便沖洗水，廢水污染物濃度相對(duì)較高，水量較大。

家中不設(shè)水沖式廁所的家庭排放的生活廢水主要包括居民日常洗滌衣物排水、廚房餐飲廢水、居民早晚洗漱廢水等。沒有水沖式廁所的家庭，室內(nèi)供排水設(shè)施較差，用水量較小，同時(shí)在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)居民有將廚房產(chǎn)生的淘米水、首次沖洗餐具水等有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的廢水當(dāng)做飼料喂豬的習(xí)慣，存在一定的廢水回用。因此廢水排放量相對(duì)較小，污染物濃度較低。詳細(xì)調(diào)查結(jié)果見表3。

表3　洱海流域農(nóng)村居民生活廢水產(chǎn)生系數(shù)和污染物濃度

2.2.3流域農(nóng)村居民廢水產(chǎn)生量及污染物量

洱海流域2013年共計(jì)有農(nóng)村居民59.95萬人(包括全部農(nóng)業(yè)人口和居住在農(nóng)村的城鎮(zhèn)人口)[2,3]。家中設(shè)有水沖式廁所廢水產(chǎn)生系數(shù)以平均50L/人·d計(jì)算，家中不設(shè)水沖廁所廢水產(chǎn)生系數(shù)以平均15L/人·d計(jì)，流域共計(jì)產(chǎn)生居民生活廢水580.96萬m3/a。農(nóng)村居民生活廢水共含有污染物COD 963.45t/a，TN 78.00t/a、TP 14.41t/a，詳見表4。

表4　洱海流域農(nóng)村居民生活廢水總量和污染物量

2.2.4廢水排放規(guī)律及分布

流域居民生活污水排放較為集中，一般早上6∶30—10∶00和晚上17∶30—20∶00為主要排放時(shí)段，其他時(shí)間排水水量較小，廢水日變化系數(shù)較大。同時(shí)不同地點(diǎn)、不同季節(jié)居民生活污水排放量也有一定差異，一般夏秋季節(jié)農(nóng)戶洗漱頻率較高，排水量較大，而冬春季節(jié)排水量相對(duì)較少。

通過核算流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村居民生活廢水產(chǎn)生量，發(fā)現(xiàn)流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村居民生活廢水排放量由大到小依次為大理鎮(zhèn)>喜洲鎮(zhèn)>下關(guān)鎮(zhèn)>鳳儀鎮(zhèn)>右所鎮(zhèn)>上關(guān)鎮(zhèn)>茈碧湖鎮(zhèn)>銀橋鎮(zhèn)>開發(fā)區(qū)>三營(yíng)鎮(zhèn)>灣橋鎮(zhèn)>鳳羽鎮(zhèn)>海東鎮(zhèn)>挖色鎮(zhèn)>雙廊鎮(zhèn)>牛街鄉(xiāng)>鄧川鎮(zhèn)。從洱海各分區(qū)情況看洱海西部區(qū)廢水排放量最大，廢水排放量超過總量的40%，其次為洱海北部，約占30%，洱海東部、南部相對(duì)較少。

2.3旅游餐飲服務(wù)設(shè)施廢水

大理是國(guó)家歷史文化名城，國(guó)家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)，著名的旅游度假勝地，旅游業(yè)是流域經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。近年來隨著洱海環(huán)湖公路的修建和滇西旅游黃金線路的建成，洱海旅游業(yè)迅速發(fā)展，旅游接待人次不斷增加。

2.3.1洱海流域旅游概況

洱海周邊地區(qū)氣候宜人，有眾多游客到大理避暑休閑。洱海流域旅游主要以休閑、療養(yǎng)游為主，游客在流域地區(qū)居住時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。據(jù)旅游部門統(tǒng)計(jì)，游客在流域逗留時(shí)間一般在1～5d，平均約為3d。

流域旅游廢水主要產(chǎn)生于游客住宿、餐飲過程中。餐飲飯店和住宿客棧主要分布在流域旅游景區(qū)周邊，形成小的聚集區(qū)。聚集區(qū)內(nèi)住宿客棧和餐飲設(shè)施相配套，部分旅游服務(wù)設(shè)施既有餐飲又有住宿客棧的綜合經(jīng)營(yíng)，旅游住宿廢水和餐飲廢水排入旅游聚集區(qū)域的污水收集管網(wǎng)形成旅游綜合廢水。

2.3.2旅游廢水產(chǎn)生系數(shù)和水質(zhì)特征分析

旅游餐飲廢水、住宿廢水一般混合排放，流域治理旅游廢水污染一般采取片區(qū)集中治理，廢水處理設(shè)施處理對(duì)象為片區(qū)旅游綜合廢水。因此選流域內(nèi)雙廊大建旁、喜州桃源碼頭、才村碼頭等典型旅游區(qū)綜合廢水進(jìn)行不同季節(jié)水質(zhì)監(jiān)測(cè)，得出旅游廢水水質(zhì)。

對(duì)洱海流域雙廊古鎮(zhèn)區(qū)域旅游客棧、餐飲設(shè)施排水情況進(jìn)行調(diào)查。發(fā)現(xiàn)流域旅游客棧廢水產(chǎn)生量與客棧類型、淋浴衛(wèi)生、洗漱設(shè)施及回用情況有關(guān)，每個(gè)游客每晚產(chǎn)生廢水量在80～160L，平均約為120L。流域餐飲飯店廢水產(chǎn)生量與飯店供給類型、飯店規(guī)模有關(guān)，一般而言餐館規(guī)模越大、越豪華，廢水排放量越大。主供魚類餐廳(包含養(yǎng)魚水及洗殺魚廢水)廢水排放量大，而小吃類餐飲店廢水排放量較小。每個(gè)游客每餐廢水產(chǎn)生量在5～25L，平均約為15L。每個(gè)游客每天以吃兩餐住客棧一晚計(jì)，游客在大理期間廢水產(chǎn)生量85～185L/d，平均約為150L旅游廢水。詳細(xì)情況見表5。

表5　洱海流域村落旅游廢水產(chǎn)生系數(shù)和污染物濃度

2.3.3流域旅游廢水產(chǎn)生量及污染物量

2013年洱海流域旅游接待人次達(dá)929.87萬人次[2,3]，以平均每人次游客在流域逗留3d計(jì)，旅游人口在流域居住天數(shù)為2148.00萬人/d。以旅游人口在流域每天產(chǎn)生150L廢水計(jì)，流域每年產(chǎn)生旅游廢水322.20萬m3/a，廢水中含污染物COD 731.39t/a、TN 125.42t/a、TP 13.50t/a。

2.3.4旅游廢水排放和分布特征分析

旅游餐飲住宿廢水排放量受旅游人口居住情況影響較大。廢水產(chǎn)生量季節(jié)變化大，一般6—10月為流域旅游旺季，旅游餐飲廢水量較大，而11月—次年5月旅游餐飲廢水量較小，旅游廢水年內(nèi)變化系數(shù)大。就日內(nèi)而言，客棧排水一般主要集中在傍晚(18∶00—22∶00)，而餐飲飯店主要集中在中午(11∶00-13∶00)和傍晚(17∶00—20∶00)，總體而言旅游廢水日內(nèi)變化不大。

旅游廢水由游客餐飲住宿過程中產(chǎn)生，依據(jù)流域各景點(diǎn)旅游接待情況和旅游餐飲、住宿服務(wù)設(shè)施分布情況分析可知，流域旅游廢水主要產(chǎn)生于雙廊鎮(zhèn)大建旁、玉幾島片區(qū)，大理鎮(zhèn)古城、才村碼頭、龍龕碼頭片區(qū)，喜洲古鎮(zhèn)、桃源碼頭、沙村碼頭片區(qū)，銀橋鎮(zhèn)馬甲邑至富美邑沿海一線區(qū)域，海東的金梭島區(qū)域，洱源茈碧湖沿湖一線及下山口片區(qū)等區(qū)域。

2.3.5旅游廢水對(duì)洱海影響及未來變化分析

流域旅游廢水主要產(chǎn)生于洱海環(huán)湖近海、甚至臨海等洱海敏感區(qū)域內(nèi)的旅游餐飲、住宿服務(wù)聚集區(qū)內(nèi)，產(chǎn)生的廢水無衰減地直接排入洱海及入湖河流，且旅游廢水濃度相對(duì)較高，對(duì)洱海水質(zhì)及水生生態(tài)影響較為直接。同時(shí)近年來洱海流域旅游業(yè)迅速發(fā)展，旅游接待人次及旅游人口在流域逗留時(shí)間急劇增加，旅游餐飲、住宿服務(wù)設(shè)施數(shù)量不斷增加，旅游廢水及污染物排放量大幅提高，將對(duì)洱海水質(zhì)及生態(tài)構(gòu)成嚴(yán)重威脅，應(yīng)引起相關(guān)部門高度重視，并積極采取有效措施加以應(yīng)對(duì)。

3結(jié)論及建議

3.1結(jié)論

洱海流域村落污水由畜禽養(yǎng)殖廢水、農(nóng)村居民生活廢水、旅游廢水3種類型組成，2013年流域村落污水排放總量為1585.81萬m3/a，廢水中共計(jì)含有污染物COD 10389.99t/a、TN 923.14t/a、TP 112.70t/a。村落污水中水量、COD、TP排放量由大到小依次為畜禽養(yǎng)殖廢水>農(nóng)村居民生活廢水>旅游廢水，TN污染物排放量由大到小依次為畜禽養(yǎng)殖廢水>旅游廢水>農(nóng)村居民生活廢水，因此流域村落污水主要是畜禽養(yǎng)殖廢水，其次為農(nóng)村居民生活廢水，旅游廢水、污染物排放量相對(duì)較小，詳見表6。

表6　洱海流域村落污水總量和污染物量

雖然對(duì)流域內(nèi)的畜禽養(yǎng)殖廢水、居民生活廢水、旅游廢水進(jìn)行分類調(diào)查測(cè)算，但在實(shí)際中畜禽圈內(nèi)養(yǎng)殖廢水與居民生活廢水一般在農(nóng)戶庭院內(nèi)就進(jìn)行混合形成綜合村落污水；旅游服務(wù)設(shè)施聚集區(qū)周邊分布有農(nóng)村居民，旅游廢水中也會(huì)混入部分農(nóng)村居民生活廢水。因此實(shí)際上除典型的旅游聚集區(qū)外很少有單一類型的廢水排放，流域大部分村落的廢水為兩種甚至3種類型廢水的混合廢水。

3.2建議

(1)洱海流域村落污水排放量和廢水污染物含量巨大，目前雖流域已建立起部分村落污水處理設(shè)施，但仍存在處理能力不足、配套管網(wǎng)不健全、處理效果不佳等問題，不能滿足洱海保護(hù)治理要求，因此必須加大村落污水治理設(shè)施及配套管網(wǎng)建設(shè)力度，加強(qiáng)已建立村落污水處理設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理。

(2)流域村落污水為混合廢水，流域畜禽養(yǎng)殖廢水、旅游廢水排放量較大，導(dǎo)致流域村落廢水較國(guó)內(nèi)其他區(qū)域農(nóng)村村落廢水污染物濃度高，因此在選擇治理技術(shù)和工藝時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)厭氧預(yù)處理措施，選擇的廢水處理工藝應(yīng)能同時(shí)處理高、中、低濃度廢水。

(3)洱海流域村落污水中畜禽養(yǎng)殖廢水日變化系數(shù)、旅游廢水年變化系數(shù)較大，流域村落廢水處理設(shè)施進(jìn)水水質(zhì)、水量不穩(wěn)定，因此在建設(shè)村落污水處理設(shè)施時(shí)，應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大廢水調(diào)節(jié)池，增強(qiáng)村落污水處理設(shè)施對(duì)水質(zhì)、水量調(diào)節(jié)能力，在旅游聚集區(qū)內(nèi)的廢水處理設(shè)施，應(yīng)加強(qiáng)旅游淡季進(jìn)水管理，保證廢水處理設(shè)施內(nèi)污泥活性。

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Sources and Characteristics of Village Sewage in theErhai Lake Basin

DOU Jia-shun

(Erhai Lake Research Center of Dali, Dali Yunnan 671000,China)

Abstract：An in-depth investigation of village sewage in the Erhai Lake basin was carried out. It revealed that three major sources of village sewage in this region were from livestock & poultry breeding, rural residents, and tourism. The characteristics of sewage amount, the concentration of the pollutants, and the emission law were thoroughly examined. In addition, suggestions of pollution control were proposed.

Key words：sources ofvillage sewage; characteristics of village sewage discharge; pollution investigation;the Erhai Lake basin

中圖分類號(hào)：X52

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1673-9655(2016)03-0059-05

基金項(xiàng)目：國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)

收稿日期：2016-01-19

(2010ZX07105-007)資助。