南方某河流水環(huán)境問題分析及防治對策建議

劉付真，易 勇，肖家鵬

（1.核工業(yè)二三〇研究所，湖南 長沙 410000；2.湖南省長沙生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，湖南 長沙 410000；3.華北電力大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，北京 102206）

國務(wù)院在2015年4月發(fā)布了《水污染防治行動計劃》，提出“到2020年，地級及以上城市建成區(qū)黑臭水體控制在10%以內(nèi)，到2030年，城市建成區(qū)黑臭水體總體得到消除”的目標(biāo)［1］。國家在《水污染防治行動計劃》的推進過程中對各河流水體提出了明確的水質(zhì)目標(biāo)。河流污染來源復(fù)雜，如生活污水、工業(yè)廢水、養(yǎng)殖廢水排放等，并且不同支流河段的水環(huán)境污染特征各有差異［2］。

南方某河流流域內(nèi)聚集了多個工業(yè)園區(qū)及工業(yè)聚居區(qū)，加上周邊的農(nóng)業(yè)污染，已經(jīng)造成了嚴(yán)重的水環(huán)境污染。了解該河流水環(huán)境污染現(xiàn)狀和水質(zhì)變化特征，分析原因并提出源頭管控措施和污染防治對策，對改善中小型河流流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境和實現(xiàn)地區(qū)經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義［3］。

1 河流水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀

1.1 水質(zhì)時空變化特征分析

1.1.1 化學(xué)需氧量

水體化學(xué)需氧量參數(shù)如圖1所示，該河流國控斷面的化學(xué)需氧量在2014年至2019年有下降趨勢（相關(guān)系數(shù)R2＝0.058 7）。2016年5月至8月化學(xué)需氧量出現(xiàn)明顯的降低，2016年8月到2020年4月化學(xué)需氧量波動較小?；瘜W(xué)需氧量在2016年5月份達到最大值27.30 mg/L，在2018年11月份達到最小值9.68 mg/L?；瘜W(xué)需氧量呈現(xiàn)波動性周期變化，第一周期為362 d，第二周期為100 d，第三周期為163 d，第四周期為64 d。

圖1 水體化學(xué)需氧量參數(shù)

1.1.2 氨氮

水體氨氮濃度參數(shù)如圖2所示，該河流國控斷面的氨氮濃度在2014年至2020年呈明顯降低趨勢（相關(guān)系數(shù)R2＝0.314 6）。2014年2月至2015年4月，2017年6月至2018年6月兩個時期出現(xiàn)明顯的濃度波動。2019年至2020年氨氮濃度部分月份達到Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。氨氮濃度在2017年10月至2018年3月較高，在2017年11月超過Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。氨氮濃度呈現(xiàn)三個周期，第一周期為415 d，第二周期為100 d，第三周期為181 d。

圖2 水體氨氮濃度參數(shù)

1.1.3 總氮

水體總氮濃度參數(shù)如圖3所示，2017年10月到11月該河流國控斷面總氮濃度急劇升高，之后到2018年8月出現(xiàn)明顯的降低（相關(guān)系數(shù)R2＝0.070 9）。總氮濃度在2017年11月份達到最大值8.75 mg/L，在2019年9月份達到最低值1.49 mg/L?？偟獫舛瘸尸F(xiàn)周期性波動變化趨勢，第一周期為374 d，第二周期為87 d，第三周期為187 d，第四周期為142 d。

圖3 水體總氮濃度參數(shù)

1.1.4 總磷

水體總磷濃度參數(shù)如圖4所示，該河流國控斷面的總磷濃度在2018年2月至3月超過Ⅳ類水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其他時候低于Ⅳ類水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并且在2016年至2019年濃度有下降趨勢（相關(guān)系數(shù)R2＝0.120 6）?？偭诐舛仍?018年3月份達到最大值為0.34 mg/L，在2018年6月份達到最小值0.06 mg/L?？偭诐舛仍?017年7月份之后變化周期延長，第一變化周期是388 d，第二變化周期是163 d，第三變化周期是64 d。

圖4 水體總磷濃度參數(shù)

1.1.5 水溫

國控斷面逐月水溫觀測值變化趨勢如圖5所示，該河流水溫逐年呈上升趨勢（相關(guān)系數(shù)R2＝0.003 5）。水溫存在明顯的季節(jié)性變化。2018年8月為歷年水溫最大值34.1℃。

圖5 國控斷面逐月水溫觀測值變化趨勢

1.2 主要污染物的季節(jié)性變化趨勢分析

根據(jù)季節(jié)性Kendall檢驗法從表1可以看出［4］，該河流國控斷面化學(xué)需氧量在枯水期呈上升趨勢，氨氮和總磷濃度在豐水期較高，可能的原因是該時期降雨量大，徑流搬運能力較強，將空氣中的粉塵、農(nóng)田里的農(nóng)藥、化肥等攜帶匯入河中，增加了河流中的氨氮和總磷總量。

表1 該河流主要河段2014年至2019年水質(zhì)變化趨勢 mg/L

國控斷面化學(xué)需氧量、氨氮、總氮和總磷變化趨勢如圖6所示，由圖6可知，該河流國控斷面的化學(xué)需氧量濃度在2014年枯水期高于豐水期，2015年和2017年豐枯水期濃度基本保持一致，其他年均為豐水期高于枯水期。2014年至2018年氨氮濃度在枯水期高于豐水期，2019年則相反。氨氮濃度整體呈降低趨勢，在2017年氨氮濃度相較于2016年有所升高?？偟獫舛?016年至2018年枯水期高于豐水期。2019年豐、枯水期濃度基本一致。2016年至2017年豐、枯水期濃度均有所升高。2016年至2017年總磷濃度在枯水期高于豐水期，2018年至2019年總磷濃度在豐水期高于枯水期。2016年至2017年豐、枯水期濃度均有所升高，2017年至2019年豐水期濃度基本保持不變。2017年至2018年枯水期總磷濃度明顯降低。

圖6 國控斷面化學(xué)需氧量、氨氮、總氮和總磷變化趨勢

2 水環(huán)境問題分析

2.1 水資源開發(fā)利用已超過流域內(nèi)承載能力

該河流開發(fā)利用率大、用水效率低、排污口多，納污量大，水資源開發(fā)利用已超過其承載能力。

2.2 水污染問題突出

1.工業(yè)集聚區(qū)較多，污水排放量大。流域內(nèi)聚集了多個工業(yè)園區(qū)及工業(yè)聚居區(qū)，入河排口分布集中。

2.城鄉(xiāng)排水體系及截污治污實際功效差距大。流域內(nèi)排水體系還是以合流制的末端截污為主，存在雨污不分流或雨污分流不徹底現(xiàn)象，管道老化失修情況嚴(yán)重。

3.農(nóng)業(yè)污染嚴(yán)重。流域內(nèi)農(nóng)業(yè)發(fā)達，化肥農(nóng)藥使用量偏高，利用率偏低，面源污染嚴(yán)重；流域沿線畜禽養(yǎng)殖業(yè)十分發(fā)達，產(chǎn)生大量養(yǎng)殖廢水和廢渣。

3 水環(huán)境治理對策和建議

3.1 水資源管理和保護措施

1.嚴(yán)格用水總量控制管理。嚴(yán)格按照現(xiàn)已制定的流域用水分配方案和單位年度用水計劃，控制用水總量。

2.進一步加強水資源統(tǒng)一調(diào)度。加強對流域內(nèi)大中型水庫、水閘的運行調(diào)度管理。完善應(yīng)急水資源閘壩聯(lián)合調(diào)度工作，確?？菟诤恿髦邢掠魏佣尾粩嗔?。

3.提高農(nóng)業(yè)用水效率。推進灌區(qū)渠道防滲、建筑物的維修、更新和田間工程配套等節(jié)水計劃改造。

3.2 水污染防治措施

1.源頭調(diào)查與評估。建議對流域內(nèi)各類工廠污水排放，畜禽養(yǎng)殖企業(yè)污水排放，及城區(qū)生活污水排放進行重點調(diào)查和評估。

2.工業(yè)污染防治。嚴(yán)格控制高污染項目進入該流域，從源頭預(yù)防環(huán)境污染和生態(tài)破壞。建議對流域內(nèi)氨氮、總磷消減企業(yè)的污水處理廠進行提標(biāo)改造。

3.生活源治理。有序推進污水處理廠配套污水收集管網(wǎng)建設(shè)和改造，提升污水收集能力。重點對飲用水源保護區(qū)截污干管進行改造，提高污水處理廠運行效率。同時，因地制宜修建集中式、分散式農(nóng)村生活污水處理設(shè)施。

4.農(nóng)業(yè)面源污染治理。實施化肥減量行動，調(diào)整施肥結(jié)構(gòu)及方式，深入推進測土配方施肥。推廣商品有機肥，用有機肥替代部分化肥。實施農(nóng)藥減量行動，因地制宜集成推廣適合不同作物的病蟲害綠色防控技術(shù)模式，提高生物農(nóng)藥使用比例。

5.畜禽養(yǎng)殖污染治理。按照畜禽標(biāo)準(zhǔn)化生態(tài)養(yǎng)殖要求和標(biāo)準(zhǔn)，分類治理，通過調(diào)整一批、退出一批、整治一批、創(chuàng)新一批的措施，提高畜禽養(yǎng)殖規(guī)?；潭龋瑥娀B(yǎng)區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)退出，全面推進規(guī)模養(yǎng)殖場升級改造。

6.建立排口截污工程。推進該河流干支流全截污，建立已截污排口的長效穩(wěn)定管理機制。除城區(qū)大型污水廠的排口外，僅可保留原有截污后的市政雨水排口，其他一切自設(shè)排污口、農(nóng)業(yè)排口、入河溝渠等全部取締或?qū)崿F(xiàn)截污。

7.建立以自然修復(fù)為主的污水凈化體系。加強該流域兩岸生態(tài)廊道建設(shè)，通過河岸生態(tài)防護，兩岸綠化，提高流域的自凈能力。同時加快推進周邊濕地建設(shè)，利用濕地將片區(qū)產(chǎn)生的污水進一步凈化。

4 總 結(jié)

水資源是人類和動植物賴以生存的基礎(chǔ)，國控斷面水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析表明該流域內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)季節(jié)性水資源短缺和水體污染問題，這與區(qū)域內(nèi)過量使用化肥、農(nóng)藥以及周邊工業(yè)污染等人類活動密切相關(guān)。水污染問題對人們的飲用水安全和生活環(huán)境都造成了一定的影響，應(yīng)當(dāng)引起足夠重視，采取相應(yīng)的水資源管理保護和水污染防治措施，改善當(dāng)前該流域存在的水環(huán)境問題，確保生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟社會的協(xié)調(diào)發(fā)展。