澄碧河水庫流域污染負荷估算

馮 媛 趙侶璇 宋曉薇 劉文杰 覃楠鈞（廣西壯族自治區(qū)環(huán)境保護科學研究院，廣西 南寧 530022）

澄碧河水庫流域污染負荷估算

馮 媛 趙侶璇 宋曉薇 劉文杰 覃楠鈞
（廣西壯族自治區(qū)環(huán)境保護科學研究院，廣西 南寧 530022）

運用統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及排污系數(shù)法對澄碧河水庫流域范圍內(nèi)工業(yè)、生活、農(nóng)業(yè)面源、畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游污染負荷進行全面估算，確定流域的主要污染源。結(jié)果表明，澄碧河水庫流域范圍內(nèi)主要污染源為農(nóng)業(yè)面源污染，其次是生活污染源和畜禽養(yǎng)殖污染源，2015年主要污染物COD、氨氮、總氮、總磷的入庫量分別為：5314.32t、177.13t、386.48t和35.52t。

澄碧河水庫流域；污染源；污染負荷

1 研究背景

澄碧河水庫是全國三大土壩水庫之一，位于右江支流澄碧河的下游，具有城鄉(xiāng)飲用水、防洪、發(fā)電、旅游等多種功能。近年來，隨著澄碧河水庫流域范圍內(nèi)城鎮(zhèn)化進程不斷加快、人口持續(xù)增多，生活污染加??；產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟的快速發(fā)展，粗放的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，不合理的施用化肥和農(nóng)藥，使大量污染物隨農(nóng)田徑流進入庫區(qū)，農(nóng)業(yè)面源污染等帶來嚴重的環(huán)境問題；澄碧湖風景名勝區(qū)的設立，旅游業(yè)的發(fā)展等帶來各類污染物負荷的增加等問題，對澄碧河水庫生態(tài)環(huán)境造成了一定的威脅。

流域污染負荷估算是識別流域主要污染源的重要手段，也是污染物總量控制的關鍵技術支持[1,2]。近年來，國內(nèi)外對河流、湖泊、水庫污染負荷的研究大多集中在非點源污染負荷模擬估算[3-7]，全面估算流域范圍點源和非點源污染負荷的研究較少。本文將對澄碧河流域范圍內(nèi)的工業(yè)、生活、農(nóng)業(yè)面源、畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游污染負荷進行估算，確定澄碧河流域的主要污染源。

2 研究區(qū)域概況

澄碧河水庫位于廣西百色市右江區(qū)北面永樂鎮(zhèn)境內(nèi)，水庫壩址以上流域面積覆蓋右江區(qū)永樂鎮(zhèn)、汪甸鄉(xiāng)、龍川鎮(zhèn)，凌云縣泗城鎮(zhèn)、邏樓鎮(zhèn)、朝里鄉(xiāng)、伶站鄉(xiāng)、下甲鎮(zhèn)、沙里鄉(xiāng)、加尤鎮(zhèn)共一區(qū)一縣十個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）。入庫支流有澄碧河、仁東河和百練河 3條河流。澄碧河發(fā)源于凌云縣水源洞，是年均徑流量最大的入庫支流，年均徑流量11.92億m3，約占總?cè)霂焖康?98%以上，因此以澄碧河流域范圍作為澄碧河水庫流域范圍。研究區(qū)域位置及水系分布見圖1。

圖1 研究區(qū)域位置及水系分布

3 流域污染負荷估算

3.1 工業(yè)污染負荷

根據(jù)對流域內(nèi)工業(yè)、企業(yè)污染現(xiàn)狀調(diào)查，澄碧河水庫流域范圍內(nèi)共有工業(yè)企業(yè) 6家，其中，企業(yè)生產(chǎn)廢水循環(huán)使用不外排的1家，產(chǎn)生廢水直接排入澄碧河的企業(yè)有2家，廢水納入凌云縣污水處理廠處理后排入澄碧河的企業(yè)有 1家，企業(yè)停產(chǎn)的 2家。庫區(qū)內(nèi)未設排污口，無工業(yè)廢水直接排入庫區(qū)。根據(jù)2015年環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)資料對流域內(nèi)工業(yè)污染負荷進行估算。

企業(yè)廢水均直接排入澄碧河，取入庫系數(shù)為1。

3.2 生活污染負荷

生活污染負荷估算基于人均產(chǎn)污系數(shù)法。澄碧河水庫流域范圍內(nèi)2015年末總?cè)丝?7.03萬人，其中城鎮(zhèn)人口4.23萬人，農(nóng)業(yè)人口12.80萬人。城鎮(zhèn)居民生活污水中污染物的排放系數(shù)按照《第一次全國污染源普查-城鎮(zhèn)生活源產(chǎn)排污系數(shù)手冊》經(jīng)過化糞池處理后排放，農(nóng)村居民生活污水中污染物的排污系數(shù)參照中國環(huán)境規(guī)劃院編寫的《全國水環(huán)境容量核定技術指南》確定，具體見表1。

表1 城鎮(zhèn)和農(nóng)村人口排污系數(shù)

生活污染負荷計算公式為：

式中：Gi為第i種污染物污染負荷，t/a;

N為人口，人;

Fi為第i種污染物排放系數(shù)，g/人·d 。

城鎮(zhèn)生活污水通過管網(wǎng)收集進入污水處理廠處理后直接排入澄碧河，或由污水管道直接排入澄碧河，取入庫系數(shù)為1；農(nóng)村生活污水一般經(jīng)過化糞池或沼氣池發(fā)酵貯存得到削減，進入農(nóng)田后最終約有50%入庫，入庫系數(shù)為0.5。

3.3 農(nóng)業(yè)面源污染負荷

農(nóng)業(yè)面源污染負荷估算根據(jù)《第一次全國污染源普查-農(nóng)業(yè)污染源肥料流失系數(shù)手冊》中肥料流失系數(shù)手冊和《全國水環(huán)境容量核定技術指南》中的污染源調(diào)查方法，結(jié)合澄碧河流域具體情況確定，具體見表2。

表2 肥料流失系數(shù)

農(nóng)業(yè)面源污染負荷=農(nóng)田面積×肥料流失系數(shù)

因農(nóng)田化肥流失的污染物由于土壤再吸附等原因不能完全入庫，按流失量的80%計算入庫量，入庫系數(shù)為0.8。

3.4 畜禽養(yǎng)殖污染負荷

3.4.1 規(guī)?；B(yǎng)殖污染負荷

據(jù)調(diào)查，流域范圍內(nèi)分布有 6家規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖小區(qū)，根據(jù)2015年環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)統(tǒng)計流域范圍內(nèi)畜禽養(yǎng)殖小區(qū)污染負荷。

3.4.2 散養(yǎng)污染負荷

流域范圍內(nèi)生豬的飼養(yǎng)主要以單戶散養(yǎng)為主，飼養(yǎng)周期一般為 8個月；家禽養(yǎng)殖主要以肉雞和鴨為主，滿足家庭生活所需，全年存欄量變化不大；飼養(yǎng)牛主要用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，為單戶散養(yǎng)。參照《第一次全國污染源普查-畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊》和《“十二五”主要污染物總量減排核算細則》，采用西南區(qū)畜禽養(yǎng)殖專業(yè)戶排污系數(shù)。結(jié)合實際情況，確定散戶養(yǎng)殖排污系數(shù)確定如下：

（1）生豬飼養(yǎng)多數(shù)養(yǎng)殖戶水沖清糞或糞尿混合直排，生豬水沖清糞工藝的排污系數(shù)：COD336.36g/頭?d、氨氮 7.8g/頭?d、總氮16.20g/頭?d、總磷3.65g/頭?d；

（2）單戶牛散養(yǎng)一般不用水沖清糞，按干清糞取排污系數(shù)：COD 143.69g/頭?d、氨氮4.9g/頭?d、總氮32.91g/頭?d、總磷1.61g/頭?d；

（3）流域范圍內(nèi)家禽的養(yǎng)殖50%為圈養(yǎng)，采用干清糞或其他預處理，50%養(yǎng)殖戶為放養(yǎng)，糞尿混合直排，肉雞的飼養(yǎng)按商品肉雞確定排放系數(shù)：干清糞工藝的排污系數(shù)：COD1.68g/只?d、氨氮0.05g/頭?d、總氮0.06g/只?d、總磷0.04g/只?d；水沖清糞工藝的排污系數(shù)：COD8.31g/只?d、氨氮0.05g/頭?d、總氮0.27g/只?d、總磷0.04g/只?d。

（4）養(yǎng)羊換算成生豬的量計算，換算關系為：3只羊=1頭豬。

根據(jù)《全國水環(huán)境容量核算指南》和《廣西壯族自治區(qū)地表水環(huán)境容量研究報告》（2011）中提供的技術參數(shù)，結(jié)合澄碧河水庫流域的實際情況，取畜禽養(yǎng)殖排放的COD、氨氮和總氮入庫系數(shù)為0.2，總磷入庫系數(shù)為0.1。

3.5 水產(chǎn)養(yǎng)殖污染負荷

水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)對水體的污染主要來源于過量的投餌，自2013年起澄碧河水庫庫區(qū)已全面取締網(wǎng)箱養(yǎng)殖，采取以水養(yǎng)魚、以魚凈水的生態(tài)養(yǎng)殖模式，庫區(qū)范圍內(nèi)不投加魚飼料和藥物。澄碧河水庫目前僅有生態(tài)養(yǎng)殖放養(yǎng)魚類，對水體的污染較小，主要是魚類糞便和尸體對水體的污染，在自然狀態(tài)下可被水體自凈，其對水體的污染忽略不計。

3.6 旅游住宿餐飲行業(yè)污染負荷

流域范圍內(nèi)主要旅游業(yè)集中在澄碧湖風景區(qū)，景區(qū)旅游旺季一般為每年5月至10月，庫區(qū)周邊共有6家餐廳，沿庫區(qū)岸邊布設，總接待能力1670人。澄碧湖風景區(qū)內(nèi)有1家賓館，約有床位50個。

依據(jù)《第一次全國污染源普查城鎮(zhèn)生活源產(chǎn)排污系數(shù)手冊-第二分冊-住宿餐飲業(yè)污染物產(chǎn)生、排放系數(shù)》，流域范圍內(nèi)以小型一般旅館和小型餐館為主，按直排系數(shù)計算污染負荷：

（1）小型一般旅館排污系數(shù)為：COD35g/床位·d，氨氮3.10g/床位·d，總氮4.8g/床位·d，總磷0.47g/床位·d；

（2）小型正餐服務排污系數(shù)為：COD206g/餐位·d，氨氮1.43g/餐位·d，總氮3.38g/餐位·d，總磷0.82g/餐位·d。

澄碧湖風景區(qū)內(nèi)部分旅游住宿餐飲行業(yè)廢水采用廢水運輸車外運的方式進行收集和處理，部分直接入庫，取入庫系數(shù)為0.5。

4 結(jié)果與討論

將各污染負荷的計算結(jié)果匯總后得到各污染物的負荷總量，再結(jié)合確定的入庫系數(shù)可以得到入庫污染負荷量及貢獻率見表3和圖2。澄碧河水庫流域范圍內(nèi)五大類污染來源的主要污染物COD、氨氮、總氮、總磷的入庫量分別為：5314.32t/a、177.13t/a、386.48t/a和35.52t/a。

（1）COD的入庫量來源從大到小排序：農(nóng)業(yè)面源污染＞畜禽養(yǎng)殖污染＞生活污染＞工業(yè)污染＞旅游業(yè)污染，貢獻比例分別為61.78%、21.16%、14.59%、1.89%、0.57%，以農(nóng)業(yè)面源污染為主。

（2）氨氮的入庫量來源從大到小排序：生活污染＞農(nóng)業(yè)面源污染＞畜禽養(yǎng)殖污染＞工業(yè)污染＞旅游業(yè)污染，貢獻比例分別為50.28%、37.50%、10.18%、1.77%、0.27%，以生活污染源為主。

（3）總氮的入庫量來源從大到小排序：農(nóng)業(yè)面源污染＞生活污染＞畜禽養(yǎng)殖污染＞工業(yè)污染＞旅游業(yè)污染，貢獻比例分別為53.55%、29.33%、15.83%、1.15%、0.54%，以農(nóng)業(yè)面源污染為主。

（4）總磷的入庫量來源從大到小排序：農(nóng)業(yè)面源污染＞生活污染＞畜禽養(yǎng)殖污染＞旅游業(yè)污染＞工業(yè)污染，貢獻比例分別為53.14%、27.24%、19.08%、0.37%、0.17%，以農(nóng)業(yè)面源污染為主。

表3 各類污染源入庫負荷

圖2 各污染源入庫污染負荷貢獻率

5 結(jié)語

澄碧河水庫流域范圍內(nèi)主要污染源為農(nóng)業(yè)面源，其次是生活污染源和畜禽養(yǎng)殖污染源，2015年主要污染物COD、氨氮、總氮、總磷的入庫量分別為：5314.32t、177.13t、386.48t和35.52t。

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Estimation of pollution load in ChengBi River Reservoir Basin

Using the statistical data and discharge coefficient to conduct a comprehensive estimation of pollution load from industry, domestic sewage, agriculture non-point source,livestock, aquaculture,tourist industry in ChengBi River Reservoir Basin. The results indicated the water pollution in ChengBi River Reservoir Basin was mainly contributed by agriculture non-point source, secondly contributed by domestic sewage and livestock feces pollution.5314.32tons of COD,177.13tons of NH3-N,386.48tons of TN and 35.52tons of TP was discharged into ChengBi River Reservoir Basin in 2015.

Chengbi River Reservoir Basin; pollution sources; pollution loading

X52

A

1008-1151(2016)11-0019-03

2016-10-11

馮媛（1987－），女，江西景德鎮(zhèn)人，廣西壯族自治區(qū)環(huán)境保護科學研究院工程師，研究方向為水環(huán)境研究。