環(huán)巢湖小流域污染源的調(diào)查與分析

周琳 陳學(xué)強(qiáng) 邵甜

摘要：污染源調(diào)查與分析是流域水環(huán)境治理的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作。為解決環(huán)巢湖小流域水污染問(wèn)題，以某小流域?yàn)檠芯繉?duì)象，以水質(zhì)現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)資料為基礎(chǔ)，對(duì)流域內(nèi)的點(diǎn)源、面源、內(nèi)源污染物進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查分析，得到流域內(nèi)水污染物的主要來(lái)源、貢獻(xiàn)率和空間分布，進(jìn)而為下一步提出有針對(duì)性的水環(huán)境治理措施打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：巢湖;小流域;污染源調(diào)查

Abstract：Investigation and analysis of pollution sources is a basic work for water environment control in river basins.To Solve the Water Pollution Problem in the Small Watershed around Chaohu Lake，this paper takes a small watershed as the research object，based on the monitoring data of water quality status，the point source，non-point source and endogenous pollutants in the basin were investigated and analyzed in detail，the main sources，contribution rates and spatial distribution of water pollutants in the basin are obtained，and then lay a solid foundation for the next step to put forward targeted water environment control measures.

Key words：Chaohu;Small watershed;Investigation of pollution sources

巢湖位于安徽省腹地、長(zhǎng)江流域下游左岸，是我國(guó)5大淡水湖之一。流域人口稠密、社會(huì)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，受地形、降水及人類活動(dòng)等影響，巢湖流域水旱災(zāi)害、水質(zhì)污染、水系萎縮、濕地消失、生態(tài)退化等問(wèn)題較為突出。巢湖污染負(fù)荷高、總磷總氮超標(biāo)嚴(yán)重，湖泊水體自凈能力衰退，是我國(guó)最早進(jìn)入富營(yíng)養(yǎng)化的湖泊之一，20世紀(jì)70年代，巢湖部分水體已出現(xiàn)了富營(yíng)養(yǎng)現(xiàn)象，20世紀(jì)90年代全湖處于重富營(yíng)養(yǎng)，成為了全國(guó)藍(lán)藻年年嚴(yán)重暴發(fā)的“三湖”（太湖、巢湖、滇池）重災(zāi)區(qū)之一[1]。

從以往治理的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，主要措施是通過(guò)控源截污、減少氮磷入湖，加強(qiáng)污染源頭治理。但由于其污染源分布廣且水污染成因復(fù)雜，流域內(nèi)共有大小河流近90條，每一條入湖河流攜帶的污染物都構(gòu)成了巢湖的污染源。因此，治理巢湖的污染，需要從每個(gè)入湖的小流域入手，將入湖河流的污染源調(diào)查分析清楚，制定針對(duì)性的對(duì)策措施，從而進(jìn)行源頭控制，最終達(dá)到全流域治理的目的。

譚茜通過(guò)對(duì)環(huán)巢湖14個(gè)小流域污染源進(jìn)行分類調(diào)查，結(jié)果表明，城鎮(zhèn)生活污水、農(nóng)村生活和畜禽養(yǎng)殖廢水、城鎮(zhèn)建成區(qū)地表徑流對(duì)巢湖流域污染貢獻(xiàn)比例較大[2]。高斌友等研究表明，巢湖的污染特性表現(xiàn)為點(diǎn)源和面源并重，總磷和總氮為主的入湖污染結(jié)構(gòu)，提出“治湖先治河，治河先治污，治污先治源”的治水方略[3]?？镂涞纫猿埠饔蚴謇锖訛檠芯繉?duì)象，對(duì)巢湖小流域進(jìn)行了污染源分析，并提出了相應(yīng)的對(duì)策措施[4]。

本研究以巢湖流域的某河為例，對(duì)流域內(nèi)點(diǎn)源、面源、內(nèi)源污染物進(jìn)行了調(diào)查分析，得到流域內(nèi)水污染物的主要來(lái)源、貢獻(xiàn)率和空間分布，分析其污染特征，為下一步探索有針對(duì)性的水環(huán)境治理措施打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 流域概況

某河屬于巢湖流域派河的左岸支流，處于巢湖流域中上游位置。河道長(zhǎng)6.48km，流域面積28.34km2，多年平均徑流量約940萬(wàn)m2，占派河徑流量的4.8%。流域內(nèi)有小水庫(kù)1座，總庫(kù)容354.9萬(wàn)m3。根據(jù)《合肥市水功能區(qū)劃》的要求，某河近期（2020年）水質(zhì)目標(biāo)為IV類水。河長(zhǎng)制斷面常規(guī)監(jiān)測(cè)的汛期及非汛期水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，2014—2018年河道汛期水質(zhì)均能達(dá)到水質(zhì)目標(biāo)要求，但非汛期基本為Ⅴ～劣Ⅴ類水，主要超標(biāo)因子為氨氮、總氮，其次為COD等，不能達(dá)到水質(zhì)目標(biāo)要求。

為系統(tǒng)評(píng)價(jià)全流域水質(zhì)、底泥情況，本次在河道干流和支渠共設(shè)置了14個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，于2017年雨天及非雨天分別對(duì)流域水質(zhì)、底泥進(jìn)行取樣監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，上游水質(zhì)比下游水質(zhì)差，主要超標(biāo)因子為氨氮、總氮，COD和總磷有不同程度超標(biāo)。這與上游工商業(yè)及居民區(qū)較為密集有很大關(guān)系。

2 污染源的調(diào)查任務(wù)、內(nèi)容及步驟

2.1 調(diào)查任務(wù) 流域污染源調(diào)查的任務(wù)有以下幾個(gè)方面：（1）摸清河道水質(zhì)的時(shí)間及空間特點(diǎn);（2）摸清污染源類型、空間分布及污染負(fù)荷;（3）為流域（區(qū)域）水質(zhì)與污染源響應(yīng)關(guān)系提供數(shù)據(jù)支撐;（4）為后續(xù)污染物總量控制、水質(zhì)達(dá)標(biāo)提供依據(jù);（5）為流域水環(huán)境治理設(shè)計(jì)方案提供設(shè)計(jì)依據(jù);（6）為非工程措施的選擇提供參考依據(jù);（7）為流域水環(huán)境管理提供基礎(chǔ)資料。

2.2 調(diào)查原則

2.2.1 客觀真實(shí) 調(diào)查結(jié)果應(yīng)能客觀、真實(shí)地反映區(qū)域內(nèi)污染源現(xiàn)狀和排放水平。對(duì)存在污水直排、管網(wǎng)錯(cuò)接漏接、下墊面污染嚴(yán)重等情況的位置重點(diǎn)調(diào)查。

2.2.2 全面系統(tǒng) 本次調(diào)查工作應(yīng)做到不留死角，采用“排口普查、重點(diǎn)排查、輔助探查、全面調(diào)查”的方式，在整個(gè)流域范圍內(nèi)，全面、系統(tǒng)地對(duì)污染源進(jìn)行梳理和統(tǒng)計(jì)。

2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一 為保證調(diào)查結(jié)果的統(tǒng)一性和科學(xué)性，流域內(nèi)各區(qū)域的污染源調(diào)查需實(shí)行統(tǒng)一的技術(shù)路線、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和評(píng)價(jià)用語(yǔ)等。

2.2.4 重點(diǎn)突出 工作分點(diǎn)源、面源和內(nèi)源污染調(diào)查3個(gè)方面進(jìn)行，有重點(diǎn)地進(jìn)行污染源調(diào)查。點(diǎn)源污染調(diào)查主要在排口普查的基礎(chǔ)上，對(duì)存在旱流污水的排口進(jìn)行上溯追查，查詢污染來(lái)源;面源污染主要對(duì)重點(diǎn)污染區(qū)段、重點(diǎn)行業(yè)、有突出污染特征因子的排放企業(yè)和單位進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)查;內(nèi)源主要對(duì)污染河段底泥進(jìn)行調(diào)查分析。

2.3 調(diào)查內(nèi)容

2.3.1 點(diǎn)源 清查流域內(nèi)所有點(diǎn)源污染，包括雨水口、污水口、雨污混接口等所有入河湖排口和支渠。（1）排口形式：形狀、材質(zhì)、尺寸。（2）點(diǎn)源的排放特點(diǎn)：排放時(shí)間是分散還是集中排放;排放口的定位及排放去向。（3）排放數(shù)據(jù)：調(diào)查BOD5、COD、氨氮、總氮、總磷、特征污染物等主要水質(zhì)參數(shù)的濃度、排放量、排放時(shí)間及變化規(guī)律等方面的數(shù)據(jù)。（4）排放來(lái)源：對(duì)于水質(zhì)差水量大的排口，明確污水排放來(lái)源，應(yīng)按照工業(yè)廢水、生活污水等不同種類污水的性質(zhì)分別調(diào)查。

2.3.2 面源

2.3.2.1 農(nóng)業(yè)面源 對(duì)于農(nóng)業(yè)面源主要調(diào)查以下幾個(gè)方面：（1）農(nóng)村生活污染源：村莊居住區(qū)面積、人口情況;農(nóng)村生活污水處置方式。（2）農(nóng)業(yè)種植業(yè)污染源：調(diào)查各村鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、面積、農(nóng)藥、化肥施用量等。（3）畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖調(diào)查：調(diào)查畜禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖企業(yè)規(guī)模、數(shù)量、廢水和糞便產(chǎn)生量、利用情況，處理及排放情況等。

2.3.2.2 城市面源污染 城市面源污染調(diào)查應(yīng)按照不同下墊面情況分類調(diào)查，調(diào)查城市各地類用地面積，包括工業(yè)用地面積、商業(yè)用地面積、居住區(qū)用地面積、綠地面積、路面面積、水面面積等。選取不同地類的代表性地塊進(jìn)行初期雨水的水質(zhì)、水量監(jiān)測(cè)，掌握初雨濃度和變化規(guī)律。

2.3.3 內(nèi)源 內(nèi)源污染主要為底泥污染，底泥調(diào)查應(yīng)明確流域內(nèi)底泥污染、淤積嚴(yán)重河段，調(diào)查底泥物理化學(xué)性質(zhì)、含水率、厚度等。

2.3.4 管網(wǎng)溯源排查 管網(wǎng)排查主要是對(duì)小流域和管網(wǎng)匯入單元存在雨水管道混有各類污廢水的排口進(jìn)行“溯源”式的管網(wǎng)排查，查明污廢水的排放單位，同時(shí)查明污水量、污染濃度等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)排水管網(wǎng)進(jìn)行全面摸查與重點(diǎn)調(diào)查相結(jié)合的方法，查清管網(wǎng)平面位置、高程、走向、管徑、材質(zhì)、水流方向、水位、管道性質(zhì)和連接關(guān)系，以及管道內(nèi)存在的結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷，為下一步開(kāi)展治河治污，以及加強(qiáng)排水管網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)和管理提供基礎(chǔ)資料。

2.4 調(diào)查步驟 污染源調(diào)查的參與方包含治理工作的各相關(guān)方：設(shè)計(jì)單位、檢測(cè)公司、業(yè)主單位、政府/企業(yè)/社會(huì)各利益相關(guān)方等。污染源調(diào)查的步驟見(jiàn)圖1。

2.5 污染源解析 污染源解析是將收集和監(jiān)測(cè)到的污染物數(shù)據(jù)用一定的方法計(jì)算出源強(qiáng)，得到污染物負(fù)荷。污染物從產(chǎn)生源頭至河道的輸移過(guò)程由于蒸發(fā)、滲漏、沉降、降解等因素衰減，最終進(jìn)入河流的污染物總量可通過(guò)一定的入河系數(shù)確定。

3 結(jié)果與分析

3.1 點(diǎn)源污染 根據(jù)點(diǎn)源調(diào)查結(jié)果，沿河雨天和非雨天共計(jì)取樣32個(gè)排口。根據(jù)對(duì)排口的水質(zhì)分析，多數(shù)排口水質(zhì)超標(biāo)，其中雨天較非雨天水質(zhì)差，說(shuō)明初雨污染或雨天溢流污染嚴(yán)重，其中COD最大超標(biāo)5.1倍，氨氮最大超標(biāo)8.6倍，TP最大超標(biāo)4.9倍。多數(shù)排口工作日較非工作日入河污染物濃度大，說(shuō)明水質(zhì)污染與生產(chǎn)有較大關(guān)系。根據(jù)排口監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得到的點(diǎn)源污染負(fù)荷見(jiàn)圖2。

從空間分布分析：32#、31#排口的COD貢獻(xiàn)率最大，全部位于上游片區(qū)，其中32#排口COD貢獻(xiàn)率達(dá)43%，氨氮貢獻(xiàn)率25%，總磷貢獻(xiàn)率15.4%。其次是29#排口，COD貢獻(xiàn)率達(dá)7.6%，氨氮貢獻(xiàn)率11.4%，總磷貢獻(xiàn)率18.4%。對(duì)于以上貢獻(xiàn)率較大的32#、31#排口，本次進(jìn)行了匯流區(qū)域的管網(wǎng)溯源調(diào)查，探測(cè)管線總長(zhǎng)度為78.65km。共查出39處晴天有污水的雨水井，調(diào)查區(qū)域主要以小區(qū)和工業(yè)園區(qū)為主，用戶雨污水管網(wǎng)錯(cuò)接亂排現(xiàn)象明顯，據(jù)調(diào)查排水方式存在管線設(shè)計(jì)不規(guī)范，后期運(yùn)行管理不嚴(yán)格等眾多問(wèn)題。雨污水管網(wǎng)排查范圍圖見(jiàn)圖3。

3.2 面源污染 本流域位于城市建成區(qū)，不同地塊的初雨污染物濃度采用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。本流域內(nèi)基本不存在農(nóng)業(yè)面源，除了城市面源以外均為未利用地，未利用地主要為雜草地和荒地，對(duì)于其初期雨水濃度難以掌握，監(jiān)測(cè)的可操作性差。有研究單位做過(guò)類似實(shí)驗(yàn)，效果均不理想。另外，考慮到草地等植物對(duì)雨水具有凈化作用，是初雨凈化的措施之一，起到正向功能，因此本次不將其作為污染源進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。

通過(guò)表2和圖4各地塊的污染物貢獻(xiàn)率，COD入河量中，居民小區(qū)（39%）>行政辦公單位及學(xué)校（24%）>工業(yè)區(qū)污染輕區(qū)域（23%）;氨氮入河量中，工業(yè)區(qū)污染重區(qū)域（31%）>居民小區(qū)（27%）>行政辦公單位及學(xué)校（16%）;TP入河量中，居住小區(qū)（54%）>行政辦公單位及學(xué)校（17%）>工業(yè)區(qū)污染輕區(qū)域（16%）。從面源污染物的空間分布來(lái)看，上游片區(qū)污染負(fù)荷普遍較高，是城市面源的主要來(lái)源，這與河道上游水質(zhì)較下游差是相符的。

3.3 內(nèi)源污染 以《全國(guó)河流湖泊水庫(kù)底泥污染狀況調(diào)查評(píng)價(jià)》為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)底泥中的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，各個(gè)取樣斷面中TP和TN指標(biāo)為1級(jí)斷面，有機(jī)質(zhì)指標(biāo)基本為1級(jí)斷面或2級(jí)斷面，有機(jī)質(zhì)污染程度較低。河道取樣的4個(gè)斷面中除了Cd以外其他重金屬污染物指標(biāo)均不超標(biāo)。Cd平均超標(biāo)倍數(shù)為2.61，超標(biāo)原因可能與環(huán)境背景值偏高有關(guān)。

綜上所述，由于該流域在環(huán)巢湖生態(tài)清潔小流域建設(shè)2期、3期工程中已經(jīng)進(jìn)行過(guò)底泥清淤治理，經(jīng)過(guò)清淤后河道底泥各項(xiàng)污染物含量較低，基本不存在底泥污染問(wèn)題，因此內(nèi)源污染可以忽略不計(jì)。

4 結(jié)論

根據(jù)污染源調(diào)查結(jié)果，流域內(nèi)COD入河總量為406.89t/a，氨氮入河總量為14.57t/a，總磷入河總量為3.21t/a。其中COD入河總量中點(diǎn)源、面源占比分別為18%和82%;氨氮入河總量中點(diǎn)源、面源占比分別為45%和55%;總磷入河總量中點(diǎn)源、面源占比分別為56%和44%。

由此可見(jiàn)，該流域COD、氨氮主要來(lái)源于面源，而TP主要來(lái)源于點(diǎn)源，內(nèi)源貢獻(xiàn)微小可以忽略不計(jì)。面源污染中，居住小區(qū)和工業(yè)區(qū)是主要的污染源。點(diǎn)源污染主要來(lái)自于流域雨污水管網(wǎng)錯(cuò)接漏接或損壞導(dǎo)致的污水通過(guò)雨水排口進(jìn)入河道。

根據(jù)以上調(diào)查結(jié)果，在進(jìn)行水環(huán)境治理措施設(shè)計(jì)時(shí)，要因地制宜地開(kāi)展初雨面源污染治理工程以及城市雨污水管網(wǎng)正本清源等工程，同時(shí)進(jìn)行河道生態(tài)修復(fù)，提高水體的自凈能力，以削減污染負(fù)荷，改善水質(zhì)，達(dá)到治湖先治河的目的。

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（責(zé)編：張宏民）