哈密市面源污染現(xiàn)狀調(diào)查及控制對(duì)策分析

(新疆哈密水文勘測(cè)局，新疆 哈密 839000)

1 水環(huán)境污染源概述

水環(huán)境污染可劃分為點(diǎn)源污染和面源污染(又稱非點(diǎn)源污染，分散源污染)，點(diǎn)源污染主要包括工業(yè)廢水和城市生活污水，通常有固定的排污口，集中排放，哈密市經(jīng)調(diào)查沒有入河排污口，點(diǎn)源污染不做考慮。面源污染則是相對(duì)點(diǎn)源污染而言，溶解的和固體的污染物從非特定的地點(diǎn)，在降水(或融雪)沖刷作用下，通過徑流過程而匯入受納水體(包括河流、湖泊、水庫(kù)和海灣等)并引起有機(jī)污染、水體富營(yíng)養(yǎng)化或有毒有害等其它形式的污染。

對(duì)水環(huán)境影響較大的面污染源主要有兩個(gè)方面：(1)源于農(nóng)牧區(qū)生活污水、垃圾，農(nóng)牧區(qū)農(nóng)藥、化肥的使用及牲畜排泄物隨地表徑流進(jìn)入水體的面污染源；(2)來自灌區(qū)的農(nóng)田排水。面污染源采用污染負(fù)荷當(dāng)量法估算。其調(diào)查內(nèi)容和方法參照《全國(guó)水資源保護(hù)規(guī)劃技術(shù)大綱》要求，各類污染源中污染物的流失量、入河量估算系數(shù)參照《全國(guó)水資源綜合規(guī)劃—地表水水質(zhì)評(píng)價(jià)及污染物排放量調(diào)查估算工作補(bǔ)充技術(shù)細(xì)則》確定。

2 研究區(qū)概況

哈密市位于新疆維吾爾自治區(qū)最東端，地跨天山南北，總面積14.21 km2。市最東在星星峽東北東經(jīng)96°23′00″處，最西在七角井以西東經(jīng)91°06′33″處，最南為哈密市嘎順戈壁的白龍山附近北緯40°52′47″處，最北在巴里坤哈薩克自治縣的大哈甫提克山北緯45°05′33″處。南北距離約440 km，東西相距約404 km。東部、東南部與甘肅省酒泉市為鄰；南接巴音郭楞蒙古自治州；西部、西南部與昌吉回族自治州、吐魯番市毗鄰；北部、東北部與蒙古國(guó)接壤，有長(zhǎng)達(dá)577.6 km的國(guó)界線[1]。

3 各類面源污染現(xiàn)狀調(diào)查及入河量估算

3.1 農(nóng)村生活污水和固體廢棄物排放調(diào)查及入河量估算

農(nóng)村生活污水及污染物流失采用人均綜合排污系數(shù)法。采用哈密市統(tǒng)計(jì)局編制的《2017年哈密統(tǒng)計(jì)年鑒》中的數(shù)據(jù)，哈密市農(nóng)業(yè)人口伊州區(qū)13.768萬(wàn)人、伊吾縣0.993 6萬(wàn)人、巴里坤縣5.809 5萬(wàn)人；哈密市牲畜牛7.45萬(wàn)頭、大牲畜3.98萬(wàn)頭、羊99.96萬(wàn)頭、豬11.41萬(wàn)頭、家禽71.49萬(wàn)頭；哈密市農(nóng)用化肥施用量為氮肥32 870 t/a、磷肥18 169 t/ a、復(fù)合肥4 930 t/ a[2]。

表1 2016年哈密市農(nóng)村生活污水污染物產(chǎn)生量估算

表2 2016年哈密市農(nóng)村生活污水污染物入河量估算

3.1.1 農(nóng)村生活污水及污染物入河量估算

根據(jù)農(nóng)村人口統(tǒng)計(jì)數(shù)，計(jì)算生活污水、固體廢棄物產(chǎn)生量與入河量。農(nóng)村生活污水產(chǎn)生量按45 L/人·d，總氮6.4 g/人·d、總磷1.3 g/人·d、化學(xué)需氧量50 g/人·d、氨氮3.2 g/人·d計(jì)算。

污染物產(chǎn)生量估算結(jié)果：農(nóng)村生活污水量337.88萬(wàn) t，總氮480.54 t、總磷 97.61 t、化學(xué)需氧量3 754 t、氨氮240.27 t。 農(nóng)村生活污水污染物產(chǎn)生量見表1。污染物流失量按產(chǎn)生量的12% 估算，入河量按流失量的10%估算，污染物入河量估算結(jié)果：生活污水4.05萬(wàn) t，總氮5.77 t、總磷1.17 t、化學(xué)需氧量45.05 t、氨氮2.88 t。 農(nóng)村生活污水污染物入河量，詳見表2。

表3 2016年哈密市農(nóng)村生活垃圾污染物入河量估算 t/a

3.1.2 農(nóng)村生活垃圾、固體廢棄物及污染物入河量估算

農(nóng)村生活垃圾和固體廢棄物產(chǎn)生量按1.2 kg/人·d，其中總氮按0.21%，總磷按0.22%計(jì)算，氨氮0.021%。農(nóng)村生活垃圾和固體廢棄物產(chǎn)生量估算結(jié)果：生活垃圾89 568 t，總氮188.1 t、總磷197.1 t、氨氮18.81 t。

污染物入河量按產(chǎn)生量的10%估算，估算結(jié)果：總氮18.8 t、總磷19.7 t、氨氮1.88 t，詳見表3。

3.2 畜牧業(yè)污染及入河量估算

根據(jù)《2017年哈密統(tǒng)計(jì)年鑒》中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)哈密市共有大、小牲畜194.29萬(wàn)頭。牲畜糞便產(chǎn)生量按豬3.5 kg/頭·d，牛25 kg/頭·d，雞/鴨 0.10/頭·d，大畜(包括驢、馬、騾子、駱駝)10 kg/頭·d，羊2 kg/頭·d計(jì)算。牲畜糞便排放量計(jì)算見表4。各種牲畜糞便中污染物含量估算參照技術(shù)細(xì)則，見表5。根據(jù)畜禽糞便排放量、畜禽糞便污染物含量計(jì)算出畜禽養(yǎng)殖污染物產(chǎn)生量，見表6。

分散式畜禽養(yǎng)殖污染物流失量按產(chǎn)生量的12%估算，入河量按流失量的10%估算。各區(qū)縣牲畜糞便中污染物入河量估算結(jié)果見表 7。

根據(jù)估算，哈密市牲畜排泄污染物入河量氨氮為5.83 t/a，總氮156.29 t/a，總磷 90.43 t/a ，化學(xué)需氧量659.56 t/a。

3.3 化肥施用量及污染物入河量估算

化肥有效成分以N、P計(jì)，氮有效成分按氮肥施用量的46%，磷有效成分按磷肥施用量40%，復(fù)合肥中氮有效成分復(fù)合肥施用量的19%，磷有效成分按施用量的7%?；柿魇Я堪词┯每傉奂兞康陌俜直扔?jì)算，化肥隨水流失量中COD占氮肥有效成分的80%，總氮占氮肥有效成分的20%,氨氮占總氮的10%，總磷占磷肥有效成分的15%。入河量按化肥流失量的25%進(jìn)行估算。哈密市施用化肥氨氮入河量為26.53 t/a，總氮流失量 265.31 t/a 。哈密市農(nóng)用化肥施用量及化肥有效成分見表8，入河量統(tǒng)計(jì)見表9。

表4 哈密市 牲畜及糞便排泄量統(tǒng)計(jì)表

表5 畜禽糞便污染物含量 %

3.4 面源污染物入河總量計(jì)算分析

根據(jù)以上各類污染源污染負(fù)荷估算，哈密市面污染源污染物入河總量估算結(jié)果為：總氮978.05 t、總磷395.73 t、化學(xué)需氧量3 870.94 t、氨氮 88.01 t，各區(qū)縣污染物入河量見表10。不同類型面源污染物及所占污染物總量的比例統(tǒng)計(jì)見表11。

表6 哈密市畜禽糞便污染物產(chǎn)生量 t/a

表7 哈密市畜禽糞便污染物入河量統(tǒng)計(jì) t/a

表8 哈密市農(nóng)用化肥施用量及有效成分統(tǒng)計(jì) t/a

4 污染控制對(duì)策

通過調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)哈密市污染物入河量化學(xué)需氧量>總氮>總磷>氨氮，化學(xué)需氧量中貢獻(xiàn)最大，主要來源為化肥污染，占比82.96%，應(yīng)作為主要控制項(xiàng)目，提出幾點(diǎn)建議：

4.1 繼續(xù)推廣節(jié)水灌溉和農(nóng)田水分管理

采用大水漫灌的灌溉方式，灌溉水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過土壤系統(tǒng)的下滲和儲(chǔ)水能力，不僅造成了農(nóng)田養(yǎng)分的大量流失，也對(duì)當(dāng)?shù)厮Y源的可持續(xù)利用產(chǎn)生了不利影響。當(dāng)?shù)卣铜h(huán)境主管部門應(yīng)該通過灌溉的日程安排、高效的灌溉方式、高效的灌溉運(yùn)輸方式、灌溉侵蝕控制措施、排水管理措施等方式增加作物對(duì)水分的吸收，促進(jìn)農(nóng)田灌溉節(jié)水，減少灌溉水的徑流和滲透損失。

表9 哈密市農(nóng)用化肥流失量及入河量統(tǒng)計(jì)表 t/a

表10 面污染源污染物入河總量統(tǒng)計(jì) t/a

4.2 推廣平衡施肥技術(shù)

平衡施肥是目前國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的能夠有效提高農(nóng)田養(yǎng)分利用率和控制農(nóng)田養(yǎng)分流失的重要手段之一。研究表明采用平衡施肥可顯著減少氮、磷肥的施用量，氮肥用量可減少25%左右，磷肥用量可減少50%左右。平衡施肥技術(shù)的主要措施為：(1)根據(jù)作物的產(chǎn)量水平，施用合理的養(yǎng)分；(2)合理安排施肥時(shí)間和施肥方法；(3)利用農(nóng)業(yè)種植業(yè)技術(shù)，提高養(yǎng)分利用率；(4)考慮施肥地點(diǎn)的環(huán)境需求；(5)在有機(jī)肥料作為養(yǎng)分來源的地方，需優(yōu)先施用有機(jī)肥料。(6)當(dāng)養(yǎng)分的來源不是商業(yè)肥料時(shí)，需確定養(yǎng)分含量和用量。(7)確定豆科作物的固氮貢獻(xiàn)。(8)采用定期的土壤和植物組織的營(yíng)養(yǎng)診斷方法。

表11 哈密市不同類型面源污染物入河量及所占比例

4.3 推廣人工濕地技術(shù)

人工濕地技術(shù)是在自然或者半自然凈化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的污水處理技術(shù)。它是一種人為地將石、沙、土壤、煤渣等一種或者幾種介質(zhì)按一定比例構(gòu)成基質(zhì)，并有選擇性地植入植物的污水處理生態(tài)系統(tǒng)，具有投資小、運(yùn)行費(fèi)用地和效果好等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于農(nóng)業(yè)面源污染處理和控制?？梢栽诎屠锢ず饔蚍e極推廣人工濕地的試驗(yàn)，確定人工濕地對(duì)湖水水質(zhì)凈化的作用和效果，為大規(guī)模的人工濕地技術(shù)推廣奠定良好的基礎(chǔ)。