巢湖流域縣河污染物來源特征分析

龔文娟 李堃 劉志剛

摘要基于對巢湖流域縣河小流域主要污染物來源構(gòu)成和污染特征的分析，對污染物入河量進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明，縣河的CODCr、氨氮和總磷的入河總量分別為6 607.3、421.0和76.3 t/a，主要來源于城鎮(zhèn)生活污染；總氮入河總量為753.6 t/a，主要來源于城鎮(zhèn)生活污染和污水處理廠的尾水排放。同時(shí)，針對流域錯(cuò)綜復(fù)雜的排水系統(tǒng)，將中塘河+蘇家河片區(qū)的雨污分流改造工作納入?yún)^(qū)域水環(huán)境治理的重點(diǎn)，為有效改善河流水環(huán)境質(zhì)量提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞污染物；來源構(gòu)成；污染特征；入河量；巢湖流域

中圖分類號X522文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號0517-6611（2019）08-0073-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.08.019

AbstractBased on analysis of the main pollutant source composition and pollution characteristics of the Xian River in the Chaohu Lake Basin，the total amount of pollutants into the river was calculated. The results showed that the total amount of chemical oxygen demand，ammonia nitrogen and total phosphorus entering the Xian River were 6 607.3，421.0 and 76.3 t/a respectively， mostly from urban life pollution. The total amount of total nitrogen entering the Xian River was 753.6 t/a， mostly from urban life pollution and effluent of wastewater treatment plants. In view of the complex characteristics of the drainage system in the region， reconstruction project of separation of rain and sewage for Zhongtang River and Sujia River is treated as the key work of water environment treatment. This provides a foundation for effectively improving water environmental quality in the small river basin.

Key wordsPollutant；Source compositon；Pollution characteristics；Amount of pollutants into river；Chaohu Lake Basin

巢湖是全國五大淡水湖之一，在蓄洪、供水、航運(yùn)、水產(chǎn)、旅游和維護(hù)生物多樣性等方面發(fā)揮了巨大作用。河流是陸地生態(tài)系統(tǒng)和湖泊生態(tài)系統(tǒng)之間進(jìn)行物質(zhì)交換的通道，已成為湖泊富營養(yǎng)化最大的驅(qū)動力[1]。巢湖流域中兆河、十五里河和南淝河等入湖河流進(jìn)入巢湖的TN、TP分別占TN、TP輸入量的76.9%和68.5%[2]，入湖河流的整治是有效解決巢湖水污染問題的首要任務(wù)，流域水環(huán)境質(zhì)量的影響因素多而復(fù)雜[3-4]，準(zhǔn)確地掌握入湖河流的污染物來源[5-7]、構(gòu)成及污染物入河量成為開展入湖河流整治的難點(diǎn)[8]。在“控制增量、削化存量、擴(kuò)大容量”的總體策略引導(dǎo)下，近年來安徽省城建設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司開展了流域內(nèi)不同污染物排放負(fù)荷分布特征的研究，并利用污染源與水環(huán)境目標(biāo)之間的輸入-響應(yīng)關(guān)系，明確污染源對目標(biāo)河流控制斷面水質(zhì)的貢獻(xiàn)率，據(jù)此對污染源的排放進(jìn)行監(jiān)督管理，削減污染物排放總量，最終實(shí)現(xiàn)流域水環(huán)境的根本性改善。筆者擬通過污染源排放量-入河量-目標(biāo)河流斷面水質(zhì)三位一體的系統(tǒng)分析[9]，確定縣河區(qū)域內(nèi)主要污染物的來源及其對目標(biāo)控制斷面水質(zhì)污染的貢獻(xiàn)率，以期為入湖河流污染控制提供依據(jù)，也為打造生態(tài)清潔小流域奠定基礎(chǔ)。

1研究區(qū)域及研究方法

1.1研究區(qū)概況

縣河位于巢湖西南側(cè)廬江縣境內(nèi)，廬江縣下轄17個(gè)鎮(zhèn)，縣河流域主要涉及行政區(qū)域有廬城鎮(zhèn)、冶父山鎮(zhèn)、泥河鎮(zhèn)、萬山鎮(zhèn)、白湖鎮(zhèn)、柯坦鎮(zhèn)。其中，流域大部分區(qū)域在廬城鎮(zhèn)區(qū)域?？偭饔蛎娣e148.36 km2，流域內(nèi)水系自西北向東南流入黃陂湖，后分流兆河及西河（入裕溪河）進(jìn)入巢湖（圖1）。流域內(nèi)水系豐富，主要有中塘河、東大河、蘇家河、馬店河、舒廬干渠及其他相關(guān)支流，主要水庫有余月水庫、移湖水庫、石板塘水庫。根據(jù)縣河小流域匯流特征，將區(qū)域劃分為4個(gè)片區(qū)：蘇家河+中塘河片區(qū)61.6 km2、縣河下游片區(qū)39.6 km2、東大河片區(qū)36.14 km2、馬店河片區(qū)11.02 km2（圖2）。根據(jù)合肥市環(huán)保局提供的縣河與兆河交匯處斷面水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，2016年縣河水質(zhì)基本處于地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838—2002）中的劣Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，氨氮、總氮為主要超標(biāo)因子，而2020年縣河的水質(zhì)管理目標(biāo)為Ⅴ類。

1.2研究方法

1.2.1污染源調(diào)查與統(tǒng)計(jì)。

調(diào)查范圍和內(nèi)容主要為牽涉到縣河流域范圍內(nèi)的點(diǎn)源和面源[10]，并將污染源類型按屬地分為城鎮(zhèn)和農(nóng)村污染源兩類。根據(jù)2016年環(huán)境統(tǒng)計(jì)[11]、排污申報(bào)和環(huán)境保護(hù)部門等資料，初步確定重點(diǎn)排污點(diǎn)和主要污染物排放量。對不同來源且數(shù)據(jù)差異較大或者缺少主要污染物（CODCr、氨氮、總氮、總磷）排放數(shù)據(jù)的排污點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查和監(jiān)測。

針對城鎮(zhèn)污染源，對地塊進(jìn)行網(wǎng)格化，精確調(diào)查每個(gè)地塊中的排污單位[12]，如小區(qū)、企事業(yè)單位、學(xué)校、餐飲等，統(tǒng)計(jì)各排污單位的排放點(diǎn)、排污量、主要排放污染物、處置情況及排放情況等。在管網(wǎng)排查過程中，通過監(jiān)視器觀察管道內(nèi)部狀況并進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像，以確定管道內(nèi)部情況；針對農(nóng)村污染源，調(diào)查包括村莊居住區(qū)面積及人口情況、生活垃圾種類、數(shù)量和處置方式、農(nóng)村生活污水處置方式[13]、村莊范圍內(nèi)工業(yè)污染及防治情況、畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖情況、農(nóng)業(yè)與土地利用情況等的調(diào)查。

通過以上污染源的調(diào)查，弄清流域內(nèi)污染源的類型及分布，然后根據(jù)匯-源關(guān)系進(jìn)行污染源梳理和統(tǒng)計(jì)，使調(diào)查結(jié)果與流域范圍相統(tǒng)一。

1.2.2污染物排放量計(jì)算。

1.2.2.1城鎮(zhèn)生活污染排放量。

根據(jù)各污水未納管地塊人口數(shù)量，參照相關(guān)計(jì)算手冊[14]，計(jì)算排放量[15]，并通過對排口水質(zhì)各污染指標(biāo)進(jìn)行取樣實(shí)測加以修正。

1.2.2.2工業(yè)污染排放量。

根據(jù)排污申報(bào)和環(huán)境保護(hù)管理部門監(jiān)管資料，并經(jīng)走訪調(diào)查和取樣監(jiān)測復(fù)核，因流域工業(yè)廢水已基本達(dá)標(biāo)排放，初步計(jì)算發(fā)現(xiàn)，工業(yè)污染排放量占縣河小流域總排放量比例不到2%，故此次計(jì)算暫不計(jì)入。

1.2.2.3污水廠尾水排放量。

按照環(huán)保局對安徽省白湖監(jiān)獄管理分局、安徽省白湖閥門廠有限責(zé)任公司、廬江縣益民污水處理有限公司的監(jiān)測數(shù)據(jù)，各排放指標(biāo)取年平均值計(jì)算排放量。

1.2.2.4農(nóng)業(yè)種植污染流失量。

按照農(nóng)田占地面積調(diào)查計(jì)算結(jié)果，參照相關(guān)計(jì)算手冊[16]，根據(jù)地形、作物輪作方式、種植種類，選取流失量[17]，并通過當(dāng)?shù)厥┓柿啃拚齺頊y算污染量。

1.2.2.5農(nóng)村生活污染排放量。

按照當(dāng)?shù)貙?shí)際常住人口數(shù)量及單位人口污染物排放量計(jì)算[15，18]。

1.2.2.6畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖污染排放量。

根據(jù)流域內(nèi)畜禽養(yǎng)殖方式、糞便清理方式等統(tǒng)計(jì)養(yǎng)殖數(shù)量并計(jì)算排污量[19]。

1.2.2.7地表徑流污染排放量。

根據(jù)城鎮(zhèn)實(shí)際占地面積及建成區(qū)的實(shí)際地表徑流濃度檢測值計(jì)算污染量。

1.2.2.8垃圾滲濾液污染排放量。

根據(jù)垃圾滲濾液實(shí)際產(chǎn)生量及其濃度檢測值計(jì)算污染量。

1.2.3污染源入河系數(shù)的確定。

根據(jù)對現(xiàn)有資料的匯總[20]，初步確定不同污染源入河系數(shù)的變化范圍，綜合考慮控制單元、污染源類型、排放方式、排放口距河道長度等來確定污染源入河系數(shù)（表1）。

2結(jié)果與分析

2.1流域污染物排放量

2.1.1區(qū)域污染源構(gòu)成。

污染物排放的種類、數(shù)量、方式及途徑?jīng)Q定其危害的范圍和程度。污染源調(diào)查結(jié)果表明（表2），縣河小流域CODCr主要來源于城鎮(zhèn)和農(nóng)村生活污染源，二者分別占總負(fù)荷量的50%和20%；氨氮主要來源于城鎮(zhèn)和農(nóng)村生活污染源，二者分別占總負(fù)荷量的53%和20%；總氮主要來源于城鎮(zhèn)生活污染源和農(nóng)業(yè)種植，分別占總負(fù)荷量的32%和28%；城鎮(zhèn)生活污染源對總磷的貢獻(xiàn)量為48%，其次為農(nóng)村生活污染源，占22%。

2.1.2污染源分布特征。

從圖3可看出，中塘河+蘇家河片區(qū)對縣河總流域污染物排放量貢獻(xiàn)最大，每年排放CODCr 4 715.3 t、氨氮284.1 t、總氮565.3 t、總磷54.8 t，占縣河小流域總排放量的46%以上，主要污染源來自城鎮(zhèn)生活污染；其次是縣河下游片區(qū)和東大河片區(qū)，二者每年對縣河小流域污染的貢獻(xiàn)量分別在CODCr 22%和23%，其氨氮、總氮和總磷排放量所占的比例也均在23%左右，主要污染源來自城鎮(zhèn)生活污染和農(nóng)村生活污染；馬店河片區(qū)對縣河小流域的污染貢獻(xiàn)量較小，CODCr、氨氮、總氮和總磷排放量分別占4%、5%、6%和7%，主要污染源來自農(nóng)村生活污染和填埋場垃圾滲濾液。

2.2區(qū)域污染源特征

2.2.1生活污染特征。

生活污染源包括城鎮(zhèn)生活和農(nóng)村生活污染源。目前縣河小流域范圍內(nèi)的集鎮(zhèn)片區(qū)已基本覆蓋污水收集管網(wǎng)，且廬江縣城西污水處理廠和廬江縣益民污水處理廠實(shí)際總運(yùn)營規(guī)模約4.2萬t/d，排放標(biāo)準(zhǔn)分別執(zhí)行地方標(biāo)準(zhǔn)中的準(zhǔn)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)和地表水一級A標(biāo)準(zhǔn)。部分集鎮(zhèn)污水處理廠處于試運(yùn)行、待建或規(guī)劃階段。區(qū)域農(nóng)村生活污水基本未處理。

生活污水主要通過排放口直排、不完全分流制（混接分流制）管道雨季溢流、分流制雨水管道旱流等方式污染受納水體。據(jù)探測結(jié)果和不完全統(tǒng)計(jì)，縣河小流域范圍內(nèi)入明渠河道旱季污水排口共計(jì)36個(gè)，其中污水直接排口12個(gè)，雨污合流排口24個(gè)，現(xiàn)狀雨污合流排口及截留井上游存在的污水錯(cuò)接點(diǎn)高達(dá)570個(gè)。城區(qū)雨污混接情況嚴(yán)重是導(dǎo)致污水排入河道，縣河水體長期處于劣V類標(biāo)準(zhǔn)的主要原因，此外錯(cuò)綜復(fù)雜的地下管線成為流域水環(huán)境治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

2.2.2農(nóng)業(yè)面源污染特征。

目前，種植業(yè)污染缺少有效控制措施，縣河小流域共有耕地面積約3 000 hm2，約占區(qū)域總面積的20%。種植業(yè)污染源分散，空間差異大，且受到氣象等隨機(jī)條件影響，治理難度大，種植業(yè)總氮排放量占農(nóng)業(yè)面源排放總量的97%，占縣河小流域總污染排放量的28%?，F(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在柯坦鎮(zhèn)小墩村5個(gè)養(yǎng)殖戶存欄量共約1 000頭豬，區(qū)域養(yǎng)殖業(yè)總體規(guī)模不大，畜禽糞便綜合利用和處置率低。

47卷8期龔文娟等巢湖流域縣河污染物來源特征分析

2.2.3城鎮(zhèn)地表徑流污染特征。

城鎮(zhèn)地表徑流污染主要是由降雨徑流的淋浴和沖刷作用產(chǎn)生的，其中初期雨水污染物濃度較高，根據(jù)對區(qū)域多次降雨的實(shí)測值，并取平均得到流域地表徑流污染物濃度CODCr 71.7 mg/L、氨氮1.1 mg/L、總氮3.28 mg/L、總磷0.21 mg/L，其中CODCr超出地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)V類標(biāo)準(zhǔn)的79%。

2.2.4垃圾滲濾液污染特征。

廬江縣填埋場垃圾滲濾液是馬店河片區(qū)的重要污染源，根據(jù)相關(guān)規(guī)范計(jì)算[21]，得到填埋場滲濾液日產(chǎn)生量約200 t，且污染物濃度較高，是馬店河片區(qū)污染治理的重點(diǎn)。

2.3污染物入河量計(jì)算

由表3可知，城鎮(zhèn)生活污水中CODCr仍是目前重要的污染物來源，入河量占縣河小流域總量的63%，各類面源CODCr入河量之和占縣河小流域總量的24%；氨氮和總磷的入河量污染物也主要來自城鎮(zhèn)生活污染，分別高達(dá)66%和67%；城鎮(zhèn)生活污染和污水處理廠的尾水排放是總氮入河的主要污染源，分別占47%和29%。

3結(jié)論

（1）城鎮(zhèn)生活污染排放量較大，分別為CODCr 4 629.8 t/a、氨氮310.8 t/a、總氮394.7 t/a和總磷57.0 t/a，分別占縣河小流域總排放量的50%、53%、32%和48%，是縣河小流域的主要污染源，其次是農(nóng)村生活污染，最后是污水處理廠的尾水和農(nóng)業(yè)種植污染。

（2）中塘河+蘇家河片區(qū)對縣河流域的污染貢獻(xiàn)量最大，每年排放CODCr 4 715.3 t、氨氮284.1 t、總氮565.3 t、總磷54.8 t，占縣河小流域總排放量的46%以上，其次是縣河下游片區(qū)和東大河片區(qū)，馬店河片區(qū)對縣河小流域的污染貢獻(xiàn)量較小。

（3）縣河小流域范圍內(nèi)入明渠河道旱季污水排口和污水錯(cuò)接點(diǎn)眾多，城區(qū)雨污混接情況嚴(yán)重，是流域水環(huán)境治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，農(nóng)村生活污水、農(nóng)業(yè)面源、城鎮(zhèn)地表徑流及填埋場垃圾滲濾液等的治理是解決流域水污染問題不可忽略的部分。

（4）城鎮(zhèn)生活污染中CODCr入河量占縣河小流域總?cè)牒恿康?3%，各類面源CODCr入河量之和占縣河小流域總量的24%；氨氮和總磷的入河量污染物也主要來自城鎮(zhèn)生活污染，分別高達(dá)66%和67%；城鎮(zhèn)生活污染和污水處理廠的尾水排放是總氮入河的主要污染源，分別占47%和29%。以城鎮(zhèn)生活污染治理為重點(diǎn)的源頭截污工程是縣河流域污染治理的核心[22]。

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