廊坊市面污染源入河量調(diào)查與分析

(河北省廊坊水文水資源勘測局，河北 廊坊 065000)

水環(huán)境污染調(diào)查一般從兩方面考慮，點(diǎn)源污染和面源污染。本次廊坊市污染物入河量調(diào)查主要從面源污染著手。面污染源是指溶解的、非溶解的固體污染物，從不固定的地點(diǎn)，在降水(或融雪)沖刷作用下，通過徑流過程而匯入河流，引起水體的富營養(yǎng)化或其它形式的污染。

面污染源有自己獨(dú)特的特點(diǎn)。首先是這類污染源的多樣性。它們包括農(nóng)村生活污水、從事農(nóng)業(yè)活動或造林活動所使用的侵蝕性物質(zhì)的流失、畜禽養(yǎng)殖糞便排放物等；還包括直接排入水體的城市廢物、城鎮(zhèn)地表徑流污染物等。其次，是它的偶發(fā)性。它集中發(fā)生在降雨和積雪融化的時期。再次，是它的不易監(jiān)測性。由于面源污染涉及多個污染者，在一定范圍內(nèi)它們的排放是相互交叉的， 受不同的地理、氣象、水文條件對污染物的遷移轉(zhuǎn)化影響很大，因此很難具體監(jiān)測到單項(xiàng)污染物的排放量。結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際排污情況，多采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)與估算相結(jié)合的方法計(jì)算污染物入河量。

1 面污染源污水排放量及入河量計(jì)算

1.1 農(nóng)村生活污水排放量及入河量

農(nóng)村生活污水中只有很少一部分被處理后排放，大部分污水都是未經(jīng)過處理而直接排入了河流。生活污水產(chǎn)生量按20 L/(人·d)估算，農(nóng)村人口以2012年廊坊市經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒資料為依據(jù)，根據(jù)各計(jì)算單元的人口數(shù)推算出年生活污水量；根據(jù)河北省調(diào)查結(jié)果，生活污水中主要污染物的排放系數(shù)為：化學(xué)需氧量 為300 mg/L，氨氮 為15 mg/L，總氮為35 mg/L，總磷為8 mg/L，可計(jì)算出污水中污染物含量；然后按河北省調(diào)查的經(jīng)驗(yàn)值有7.0%的污染物排入河流進(jìn)行估算，得出農(nóng)村生活污水中污染物的年入河量。見表1。

表1 廊坊市農(nóng)村生活污水污染物含量及入河量統(tǒng)計(jì)表

通過對廊坊農(nóng)村生活污水入河量的計(jì)算，污染物總?cè)牒恿繛槊磕?66.12 t。其中總氮入河量為74.9 t，總磷入河量為17.12 t，氨氮入河量為32.10 t，化學(xué)需氧量入河量為642.00 t。從分析結(jié)果可以看出，農(nóng)村生活污水的主要污染物是化學(xué)需氧量。占污染物總量的83.8%。

1.2 化肥、農(nóng)藥施用量及入河量

化肥從農(nóng)田流失到水域中的途徑有很多，如天然降水和不適當(dāng)?shù)墓喔刃问叫纬傻牡乇韽搅?、滲漏淋洗等，造成氮素的大量損失，由于不利的地形、植被狀況及不當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施，養(yǎng)分流失量也會很大。

根據(jù)廊坊市經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒資料調(diào)查，2012年農(nóng)藥化肥施用量(折純)471 491 t，其中農(nóng)藥施用量3 020 t，氮肥263 286 t，磷肥61 609 t，鉀肥23 699 t，復(fù)合肥119 877 t。

氮肥流失系數(shù)：根據(jù)資料考究，一般農(nóng)作物對氮肥的吸收利用率為35%左右，65%氮肥通過揮發(fā)、淋失、滲漏等損失掉。有氮肥流失研究成果的地區(qū)按當(dāng)?shù)氐牧魇禂?shù)進(jìn)行估算，無研究成果的地區(qū)，按最低隨水流失量20%進(jìn)行測算。

總氮=(氮肥+磷肥×0.185+復(fù)合肥×0.3)×20%

(1)

磷肥流失系數(shù)：一般作物對磷肥的當(dāng)季吸收利用率為20%左右，約15%隨水流失。有磷肥流失研究成果的地區(qū)按當(dāng)?shù)氐牧魇禂?shù)進(jìn)行估算，無研究成果的地區(qū)，按15%進(jìn)行估算。

總磷=(磷肥+復(fù)合肥×0.3)×15%

(2)

氨氮流失量估算：氨氮是地表水水質(zhì)的主要超標(biāo)項(xiàng)目，氨氮流失量按照總氮流失量的10%估算。

氨氮=(氮肥+磷肥×0.185+復(fù)合肥×0.3)×20%×10%

(3)

化肥、農(nóng)藥施用量的計(jì)算采用實(shí)際調(diào)查的折純量。農(nóng)藥的流失量占農(nóng)藥各項(xiàng)有效成分的39%；利用公式(1)(2)(3)，可以計(jì)算出化肥農(nóng)藥中污染物的年入河量。見表2。

通過對廊坊市化肥農(nóng)藥入河量的計(jì)算，污染物總?cè)牒恿繛槊磕?4 155.97 t。其中農(nóng)藥總?cè)牒恿繛? 177.80 t，總氮入河量為62 129.37 t，總磷入河量為14 635.85，氨氮入河量為6 212.95 t。從分析結(jié)果可以看出，農(nóng)藥化肥的主要污染物是總氮，占污染物總量的73.8%。

1.3 分散式畜禽廢水排放量及入河量

1.3.1 牲畜家禽污染物排放量

根據(jù)2012年廊坊市經(jīng)濟(jì)年鑒統(tǒng)計(jì)資料，廊坊市2012年末大牲畜存欄數(shù)為4 907百頭，豬的存欄數(shù)為15 494百頭，羊的存欄數(shù)為18 511百只，家禽存欄數(shù)為234 377百只。

養(yǎng)殖業(yè)的糞尿排泄物及廢水中含有大量的有機(jī)物、氮、磷、懸浮物及致病菌，并產(chǎn)生惡臭，污染物量大而集中。畜禽排泄量及排泄量中所含污染物的量，參照“張紅舉-水質(zhì)保護(hù)”中的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

表2 廊坊市化肥農(nóng)藥污染物入河量統(tǒng)計(jì)表 t

1.3.2 養(yǎng)殖業(yè)污染物入河量

牲畜家禽產(chǎn)生的污染物，通過各種渠道進(jìn)入河道，污染水體。牲畜家禽排放的污染物進(jìn)入水體，與排放點(diǎn)、排放途徑、距離河道的遠(yuǎn)近等多種因素有關(guān)，而且是一個非常復(fù)雜的排放過程，糞便污染物進(jìn)入水體流失率，采用《河北省綜合規(guī)劃》中經(jīng)驗(yàn)系數(shù)近似計(jì)算。計(jì)算出不同牲畜糞便污染物排放量中總氮、總磷、化學(xué)需氧量和氨氮主要污染物的年入河量。見表3。

表3 廊坊市牲畜家禽污染物入河量統(tǒng)計(jì)表 t

通過對廊坊市牲畜家禽污染物入河量計(jì)算，污染物總?cè)牒恿繛槊磕?8 096.85 t。其中總氮入河量為2 971.10 t，總磷入河量為2 356.88 t，氨氮入河量為49.01 t，化學(xué)需氧量入河量為12 719.86 t。從分析結(jié)果可以看出，牲畜家禽飼養(yǎng)中主要污染物是化學(xué)需氧量，占污染物總量的70.3%。

1.4 固體廢棄物污染物入河量

固體廢棄物主要包括農(nóng)業(yè)秸稈廢棄物、生活廢棄物和工業(yè)廢棄物等。將這些廢棄物隨意堆放時，其含有的各類有毒有害物質(zhì)，隨雨水的淋溶，入滲污染地下水或者直接流入河流， 使地下水或地表水水質(zhì)受到污染，影響生態(tài)平衡。

1.4.1 農(nóng)作物秸稈廢棄物

受資料條件的限制，農(nóng)業(yè)秸稈污染物入河量僅考慮冬小麥和玉米兩種情況。根據(jù)河北省農(nóng)作物種植經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合廊坊市實(shí)際情況，小麥秸稈主要以機(jī)械收割為主，秸稈系數(shù)采用1.039，玉米秸稈產(chǎn)量系數(shù)選用1.5，廊坊市2012年經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒資料統(tǒng)計(jì)，小麥515 122 t、玉米1 354 779 t，糧食產(chǎn)量于對應(yīng)系數(shù)相乘計(jì)算出主要農(nóng)作物的秸稈總量。農(nóng)作物秸稈中，含有氮、磷、鉀等物質(zhì)，利用秸稈還田，可以增加農(nóng)田莊稼所需的營養(yǎng)物質(zhì)，但另一方面，未能被作物吸收的部分，將會造成污染。通過測定，小麥秸稈含氮量0.88%，含磷量0.72%，玉米秸稈含氮量為0.61%，含磷量為0.27%；可分別計(jì)算出小麥和玉米秸稈的氮、磷污染物含量。秸稈的利用率一般達(dá)90%左右，入河流失量按10%計(jì)算?？捎?jì)算主要農(nóng)作物污染物的年入河量。見表4。

通過對廊坊市農(nóng)作物秸稈物入河量計(jì)算，污染物總?cè)牒恿繛槊磕? 644.7 t。其中總氮入河量為1 710.5 t，總磷入河量為934.2 t。從分析結(jié)果可以看出，農(nóng)業(yè)秸稈中主要污染物是總氮，占污染物總量的64.7%。

表4 廊坊市各行政區(qū)2012年小麥、玉米秸稈污染物含量、入河量統(tǒng)計(jì)表 t

1.4.2 城市生活廢棄物

城市生活廢棄物主要是指城市生活垃圾。城市生活垃圾產(chǎn)量預(yù)測，一般有人均指標(biāo)法和遞增系數(shù)法，規(guī)劃時可以用兩種方法，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行校核。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國城市人均生活垃圾產(chǎn)量為0.6～1.2 kg/(人·d)。本次計(jì)算根據(jù)廊坊市經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒中的數(shù)據(jù)采用人均指標(biāo)法計(jì)算，根據(jù)廊坊市生活垃圾的產(chǎn)量情況，采用1.2 kg/(人·d)系數(shù)計(jì)算。由人均指標(biāo)乘以規(guī)劃的人口數(shù)則可得到年城市生活垃圾產(chǎn)量。

城市生活垃圾中污染物產(chǎn)生量分別按總氮0.21%、總磷0.22%、氨氮0.021%計(jì)算，所含污染物的入河量按7%估算，由此計(jì)算出污染物年入河量。見表5。

表5 廊坊市生活垃圾生產(chǎn)量污染物入河量統(tǒng)計(jì)表

通過對廊坊市生活廢棄物入河量計(jì)算，污染物總?cè)牒恿繛槊磕?79.08 t?？偟廴疚锶牒恿繛?69.63 t，總磷污染物入河量為282.49 t，氨氮污染物入河量為26.96 t。從分析結(jié)果可以看出，城市生活廢棄物中主要污染物是總磷，占污染物總量的48.8%。

1.4.3 工業(yè)固體廢棄物

工業(yè)固體廢物的產(chǎn)生量與城市的產(chǎn)業(yè)性質(zhì)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)管理水平等有關(guān)系。工業(yè)固體廢棄物的計(jì)算采用預(yù)測方法主要有：單位產(chǎn)品法和萬元產(chǎn)值法。 本次計(jì)算參照我國部分城市規(guī)劃指標(biāo)，結(jié)合廊坊市實(shí)際情況采用萬元產(chǎn)值法，固體廢棄物產(chǎn)生的系數(shù)采用0.06 t/萬元，根據(jù)廊坊市2012年工業(yè)總產(chǎn)值，計(jì)算出廊坊市工業(yè)固體廢棄物數(shù)量1 672 803 t。

固體廢棄物中污染物產(chǎn)生量分別按總氮0.21%、總磷0.22%、氨氮0.021%計(jì)算出污染物含量。

工業(yè)固體廢棄物堆放相對集中，造成對水體的污染主要是通過雨水沖刷所致，所含污染物的入河量按7%估算，計(jì)算出污染物的年入河量。見表6。

通過對廊坊市工業(yè)固體廢棄物入河量計(jì)算，污染物總?cè)牒恿繛槊磕?28.1 t?？偟廴疚锶牒恿繛?45.9 t，總磷污染物入河量為257.6 t，氨氮污染物入河量為24.6 t。從分析結(jié)果可以看出，城市工業(yè)固體廢棄物中主要污染物是總磷，占污染物總量的48.8%。

1.4.4 固體污染物入河量統(tǒng)計(jì)

通過對農(nóng)作物秸稈、城市生活垃圾、工業(yè)固體廢棄物中污染物的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，得出污染物每年的入河量為總氮2 226.0 t，總磷1 474.3 t，氨氮51.6 t。

1.5 城鎮(zhèn)地表徑流

由于城鎮(zhèn)人類活動繁雜，導(dǎo)致城鎮(zhèn)地表徑流的污染負(fù)荷復(fù)雜，而且濃度變化幅度較大。不同城鎮(zhèn)用地類型的地表徑流面源污染濃度統(tǒng)計(jì)特征亦不同，降雨條件、城鎮(zhèn)用地類型對城鎮(zhèn)地表徑流面源污染輸出有較大影響。計(jì)算一般采用平均濃度。城鎮(zhèn)地表徑流的年污染負(fù)荷簡易模型為：

L=R×C×A×10-6

式中：L為年負(fù)荷量，kg；R為年徑流深，mm；C為徑流污染物平均濃度，mg/L；A為集水區(qū)面積，m2。

不同土地利用類型的徑流污染物的平均濃度：總氮2.4 mg/L ，總磷0.42 mg/L，化學(xué)需氧量70.0 mg/L，氨氮0.24 mg/L。

根據(jù)調(diào)查的2012年廊坊市城鎮(zhèn)集水面積以及廊坊市年徑流深數(shù)值，利用上述公式，計(jì)算出廊坊市城鎮(zhèn)地表徑流污染物年入河量。見表7。

通過對城鎮(zhèn)居住地污染物流失量計(jì)算，廊坊市城鎮(zhèn)居住地污染物總流失量為每年15 839.78 t?？偟牒恿繛?20.33 t，總磷入河量為91.06 t，氨氮入河量為52.03 t，化學(xué)需氧量污染物入河量為15 176.36 t。從分析結(jié)果可以看出，城鎮(zhèn)地表徑流中污染物主要是化學(xué)需氧量，占污染物總量的95.8%。

2 面污染源分析

通過上述對生活污水、農(nóng)藥化肥流失、畜禽養(yǎng)殖、固體廢棄物、城鎮(zhèn)徑流污染物等多項(xiàng)面污染情況進(jìn)行分析計(jì)算，得到廊坊市各類面污染物入河量，見表8?？梢钥闯?，廊坊市各類面污染入河總量達(dá)122 610.62 t。農(nóng)藥化肥流失量占污染物的比重為68.6%，是面污染的主要污染源。其次為畜禽養(yǎng)殖污染物，占總污染物的14.8%，農(nóng)藥化肥流失造成的主要面污染源不是短時間內(nèi)形成的，是由于人們農(nóng)業(yè)種植過程中的逐利行為或者技術(shù)使用不當(dāng)(超強(qiáng)度使用化肥、農(nóng)藥)等引起；畜禽養(yǎng)殖造成的面源污染，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，人們對肉食品的需求日益增加，規(guī)模化養(yǎng)殖場將大幅增加，種養(yǎng)業(yè)脫節(jié)更加嚴(yán)重，畜牧養(yǎng)殖污染將進(jìn)一步加劇。

從所考察的幾種污染物質(zhì)比重來看，總氮〉化學(xué)需氧量>總磷〉氨氮>農(nóng)藥殘留物?？偟嘉廴疚锟偭康?5.4%，是主要污染物質(zhì)，其次是化學(xué)需氧量，占污染物總量的23.3%，總磷占總污染物的15.1%，氨氮占總污染物的5.2%，農(nóng)藥殘留物占總污染物的1.0%。

表7 廊坊市地表徑流污染物入河量統(tǒng)計(jì)表

表8 廊坊市各類面源污染物入河量統(tǒng)計(jì)表

3 結(jié)語

通過對廊坊市面污染源分析，面污染源年入河量為122 610.62 t，相對于點(diǎn)污染源而講，面污染將是影響環(huán)境的主要污染源。農(nóng)藥化肥流失入河量總量達(dá)84 155.97 t，占總污染物的68.6%；主要污染物的入河量中總氮總?cè)牒恿?7 921.70 t，占污染物總量的55.4%，可以看出，化肥流失量是面污染的主要污染源，因此在有條件的地區(qū)通過對控制站點(diǎn)監(jiān)測，以研究主要河流受面污染影響程度。當(dāng)?shù)赜斜匾l(fā)展農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)，消減、控制農(nóng)業(yè)面污染。

依據(jù)面污染源分析結(jié)果，提出以下建議：隨著點(diǎn)源污染逐步得到治理，面源污染對于水環(huán)境的危害性受到人們的普遍關(guān)注，已成為河流污染的主要污染源之一。進(jìn)一步完善廊坊市農(nóng)村生活污水處理設(shè)施及配套管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)，增建農(nóng)村生活污水處理廠，力爭生活污水處理達(dá)標(biāo)后排入河流；對于主要面污染源的化肥農(nóng)藥流失量對河流的污染，進(jìn)行重點(diǎn)治理，廊坊市應(yīng)加強(qiáng)對種植業(yè)施肥的技術(shù)指導(dǎo)，改變農(nóng)戶的生產(chǎn)經(jīng)營行為，提高農(nóng)戶對過量使用農(nóng)藥化肥對環(huán)境污染造成危害的認(rèn)識，減少化肥、農(nóng)藥的流失而污染河流；對于分散式畜禽廢水排放物的河流污染，應(yīng)制定計(jì)劃，完成轄區(qū)內(nèi)畜禽養(yǎng)殖禁養(yǎng)區(qū)、限養(yǎng)區(qū)和適養(yǎng)區(qū)的劃定，嚴(yán)格執(zhí)行新建、改建、擴(kuò)建畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖場，提高環(huán)保準(zhǔn)入門檻；對于固體廢棄物、城鎮(zhèn)地表徑流夾帶物對河流造成的污染，廊坊市應(yīng)加大治污投入，增建固體廢棄物無害化處理廠，提高固體垃圾無害化處理率，減少由于地表水徑流和地下水滲流方式對河流造成污染。保護(hù)好環(huán)境，建設(shè)美好家園。逐步實(shí)施“一河一賬”管理，推動落實(shí)河長制，持續(xù)改善河流水環(huán)境質(zhì)量。