武河流域(山東蘭陵段) 汛期水質(zhì)總磷超標(biāo)原因分析及治理措施

孔祥龍 徐從海 王 靜

（1.臨沂市生態(tài)環(huán)境局蘭陵縣分局，山東 蘭陵 276000；2.臨沂君和環(huán)?？萍加邢薰荆綎| 臨沂 276000；3.山東君成環(huán)境檢測有限公司，山東 臨沂 276000）

1 研究區(qū)域概況

武河發(fā)源于山東省臨沂市蘭陵縣莊塢鎮(zhèn)多福莊閘，總體呈東北—西南流向，經(jīng)莊塢、長城兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，于江蘇省邳州市境內(nèi)匯入京杭運河，為跨省河流。武河在蘭陵縣境內(nèi)全長28. 9km，流域面積約82km2，涉及61 個自然村，周邊有10 萬畝高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，屬于典型的農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源污染型河流。為保護武河水質(zhì)，自“十二五”起，國家在蘭陵縣長城鎮(zhèn)紅圈村建設(shè)武河310 公路橋水質(zhì)自動監(jiān)測站，“十四五”以來，該自動監(jiān)測站國控斷面水質(zhì)一直不能穩(wěn)定達到Ⅲ類水質(zhì)考核標(biāo)準(zhǔn)，特別是汛期存在總磷嚴重超標(biāo)等問題。武河流域(山東蘭陵段)范圍及采樣點位布設(shè)見圖1。

2 研究路線

2.1 采樣點位布設(shè)

入河排污口污染物排放分析是污染源防治的重要措施。經(jīng)調(diào)查，武河流域（山東蘭陵段）內(nèi)共有83 個入河排污口，2020年汛期，有59 個排水口形成徑流。2020年7月在59 個有水排水口進行了樣品采樣（37個在莊塢鎮(zhèn)，22 個在長城鎮(zhèn)）。同時，為更好地比較各點位水質(zhì)變化情況，在每處排水口的干流上游50m和下游50m 同步進行了采樣，共采集水樣177 個。

2.2 樣品分析

所有樣品采集及水樣分析均委托第三方環(huán)境檢測機構(gòu)完成，水樣分析指標(biāo)主要為總磷濃度，采樣時，現(xiàn)場同步測定流速。采樣嚴格按照《地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ 91.2—2022）和《水質(zhì)采樣 樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定》（HJ 493—2009）的要求進行，水體總磷濃度檢測依據(jù)《水質(zhì) 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》（GB 11893—1989）進行。

2.3 污染排放量貢獻占比計算方法

通過“污染排放量貢獻占比（P）”，即各個排污（水）口的污染物排污量占所有排污（水）口排污總量的比例，來反映各個排污（水）口的污染嚴重程度。污染排放量貢獻占比計算公式為

式中：P為污染排放量貢獻占比，%；ci為某處排污（水）口污染物檢測濃度，mg/ L；Qi為某處排污（水）口汛期流量，m3/ d。

3 結(jié)果與分析

3.1 武河流域（山東蘭陵段）水體總磷濃度分布特征

武河流域(山東蘭陵段)水體總磷濃度分布情況見表1 和圖2。由表1 可知，59 個排水口中，52個水體總磷濃度高于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）Ⅳ類限值（大于0.3mg/ L），占比為88.1% ，7 個水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)在Ⅲ ～ Ⅳ類，占比為11.9% 。由圖2 可知，武河流域（山東蘭陵段）水體總磷濃度分布總體上呈現(xiàn)出分段式集中特點，東北部濃度偏高，西南部偏低。

圖2 武河流域(山東蘭陵段)入河口總磷濃度分布情況

3.2 總磷排放量貢獻占比

總磷排放量貢獻占比見表2。由表2可知，武河流域（山東蘭陵段）59 個排水口總磷排放貢獻占比大于1%的有23 個，對以上23 個排水口污染源進行重點排查。

從公式看出所以在氣體質(zhì)量流量Gg和霧化氣流流速Vg中，提高霧化氣流流速Vg對氣體動能增加效果明顯。從能量守恒定律可推出，氣體的動能增加，相應(yīng)轉(zhuǎn)化為增大總表面積的表面能。但是這種能量交換過程效率極低，不到1%。

表2 總磷排放量貢獻占比

3.3 污染源調(diào)查

為更好地開展污染源調(diào)查，基于排放濃度貢獻占比（P）及武河流域（山東蘭陵段）總磷濃度呈現(xiàn)出的分段式集中分布特點，由東北向西南，沿著武河水流方向，將武河流域（山東蘭陵段）范圍劃分成9 段進行分段調(diào)查，污染源分段調(diào)查情況見表3。

表3 污染源分段調(diào)查情況 單位：個

采用徒步、遙感、無人機航拍等調(diào)查方式，輔助問卷調(diào)查、文獻查閱、實地觀察、訪談等方法對排水口支流上游污染源進行調(diào)查。據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，武河（山東蘭陵段）沿線污染源分布較多，涉及村莊61 個，其中莊塢鎮(zhèn)35 個、長城鎮(zhèn)26 個。污染源類別主要為畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)面源、農(nóng)村生活污水直排、生活污水管網(wǎng)溢流、牛蒡加工廠、洗蒜加工作坊、蔬菜加工、工藝品加工等，其中，牛蒡加工廠33 家，主要集中在莊塢鎮(zhèn)；畜禽養(yǎng)殖（散養(yǎng)、規(guī)?；?00 家，莊塢鎮(zhèn)108 家、長城鎮(zhèn)92家；沿岸還有少量洗蒜加工作坊、蔬菜加工、工藝品加工等，主要分布在莊塢鎮(zhèn)。

3.4 超標(biāo)原因分析

非汛期時，流域降水量少，不能形成有效的地表徑流，點源和面源污染物不易隨地表徑流進入河道，對河水水質(zhì)影響較小，且根據(jù)歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，非汛期時武河水質(zhì)總磷濃度基本不超標(biāo)，因此本文主要對汛期引起武河水質(zhì)總磷超標(biāo)的原因進行分析。

3.4.1 農(nóng)村面源污染

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，武河流域（山東蘭陵段）內(nèi)分布有高效農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)田，面積約6 萬畝，以種植蔬菜、苗圃為主。沿岸農(nóng)業(yè)種植面積大，農(nóng)藥噴灑頻繁、化肥施用強度大，吸收利用率較低（磷肥利用率低于30%），造成汛期農(nóng)田退水氮磷濃度高。汛期來臨時，大量富余肥料被浸出，進入武河河道。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，96%以上采樣點位都存在較嚴重的面源污染，農(nóng)業(yè)面源污染是造成武河（山東蘭陵段）汛期水質(zhì)總磷超標(biāo)的重要原因之一。

3.4.2 畜禽養(yǎng)殖污染

畜禽糞便富含氮磷，若糞污發(fā)酵不徹底或使用不當(dāng)流入河流，會造成水體發(fā)黑、富營養(yǎng)化及生物病原等污染。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，武河流域(山東蘭陵段)內(nèi)沿河有規(guī)?；B(yǎng)鴨場28 家、 養(yǎng)雞場32 家，生豬散養(yǎng)戶140戶，中小規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場(戶)普遍沒有糞污收集處理設(shè)施，汛期來臨，糞污隨雨水直接進入溝渠，最終匯入武河，造成河流水質(zhì)總磷超標(biāo)。

3.4.3 農(nóng)村生活污水

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，武河流域（山東蘭陵段）涉及61 個村10 萬人，許多村莊沒有污水管網(wǎng)，村莊中生活污水隨附近水溝漫流，在汛期，居民用水量高，生活污水得不到及時收集，隨雨水沖刷最終匯入武河河道。

3.4.4 農(nóng)業(yè)種植廢棄物

武河河道兩側(cè)蔬菜大棚在種植、清理時，存在廢棄農(nóng)藥塑料袋、菜葉、蔬菜秧子等隨意堆積的情況，堆積物腐爛變質(zhì)后，造成水溝水質(zhì)變黑發(fā)臭。汛期被雨水沖刷進入武河，不僅影響水質(zhì)，而且堵塞河道。

3.4.5 生活污水管網(wǎng)溢流

生活污水管網(wǎng)溢流容易將未經(jīng)處理的生活污水直接排入農(nóng)田排水溝匯入武河河道中，對水質(zhì)造成影響。

3.4.6 河道淤積

河道淤積不僅影響河道的泄洪、防澇功能，還會對河道的生態(tài)功能產(chǎn)生一定破壞作用。一方面，河道常年沒有疏通和維護，淤塞現(xiàn)象逐年增加，削弱了河道的自凈能力。強降雨時將地表土壤顆粒沖入河道，形成黏附力較強的淤泥，其在不斷淤積下增加河道堵塞風(fēng)險。另一方面，不合理地開發(fā)利用河道兩岸河坡，如種植作物、隨意丟棄農(nóng)業(yè)種植廢棄物和生活垃圾等，也會導(dǎo)致河道不同程度的淤積。自1991年至今，武河河道一直未開展清淤，河流自凈能力逐漸降低，淤積底泥內(nèi)源污染嚴重。

3.4.7 汪塘納污溢流

武河流域(山東蘭陵段)內(nèi)分布著容量大小不等的汪塘32 個。汪塘水質(zhì)較差，且水面漂浮大量綠藻生物，這些汪塘不同程度地與附近水溝相通，汛期來臨時，汪塘蓄水溢出，隨貫通水溝匯入武河，影響水質(zhì)。

4 治理措施

2021年，蘭陵縣生態(tài)委員會辦公室設(shè)立武河水環(huán)境綜合整治工作專班，通過揭榜招標(biāo)，與第三方環(huán)保公司簽訂購買服務(wù)協(xié)議，成立技術(shù)團隊，共同開展分段監(jiān)測、精準(zhǔn)溯源、超標(biāo)原因分析。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，技術(shù)團隊提出“控源減污、標(biāo)本兼治”的解決方案，對具體任務(wù)和責(zé)任分工進行安排部署，統(tǒng)籌治污潔水。具體治理措施如下。

4.1 創(chuàng)新思路，突出實效

根據(jù)確定的科學(xué)治污工作思路，通過揭榜招標(biāo)，與第三方環(huán)保公司簽訂購買服務(wù)協(xié)議，成立技術(shù)團隊，提出“控源減污、標(biāo)本兼治”的解決方案。第一階段，在汛期開始前，充分利用現(xiàn)有32 個汪塘和122 條溝渠留水滯污，實現(xiàn)旱季污水不入河，小雨污水滯留減量，大雨污水“掐頭去尾”。第二階段，汛期過后，對部分河道清淤，同時配套建設(shè)蓄水凈化濕地、調(diào)蓄灌溉池等生態(tài)輔助工程，提升河道生態(tài)自凈能力，使汪塘兼具污水凈化、農(nóng)田灌溉功能，提高留水滯污能力，并助力高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田灌溉建設(shè)。

4.2 科技賦能，精準(zhǔn)治污

從武河源頭多福莊閘到310 公路橋國控斷面，每隔2 ～3km 設(shè)置一個監(jiān)控斷面，把全河道分成9 小段，分段對水質(zhì)變化情況進行調(diào)查分析，測定水量和水質(zhì)，通過無人機航拍配合人工徒步調(diào)查等方式，尋找污染來源，精準(zhǔn)鎖定治污靶點。建立武河流域(山東蘭陵段)水環(huán)境監(jiān)控平臺，把武河干流、支流、入河排污口及重點污染源等所有數(shù)據(jù)整合到一個數(shù)據(jù)App 平臺上，實現(xiàn)武河全流域水質(zhì)精準(zhǔn)管理。

4.3 超前謀劃，夏病春治

結(jié)合“控源減污、標(biāo)本兼治”的工作思路進行超前謀劃，夏病春治，在充分調(diào)研論證的基礎(chǔ)上，參考《關(guān)于加快推進生態(tài)清潔小流域建設(shè)的指導(dǎo)意見》，印發(fā)《武河流域綜合整治行動攻堅方案》，對具體任務(wù)和責(zé)任分工進行安排部署，統(tǒng)籌治污潔水。整治措施包括全面治理農(nóng)業(yè)面源污染、依法取締沿河畜禽養(yǎng)殖戶、加強畜禽養(yǎng)殖糞污治理和綜合治理生活污水等，結(jié)合實施農(nóng)村人居環(huán)境整治提升行動，推進流域內(nèi)水污染治理、生活污水和農(nóng)村生活垃圾治理、農(nóng)業(yè)面源污染防治和鄉(xiāng)村綠化美化。

4.4 健全機制，保證效果

依托蘭陵縣生態(tài)委員會辦公室設(shè)立武河水環(huán)境綜合整治工作專班，負責(zé)整治工作的日常組織與督導(dǎo)調(diào)度。專班與技術(shù)團隊合署辦公，做到督導(dǎo)與指導(dǎo)、檢查與參與、考核與分擔(dān)“三個緊密結(jié)合”。通過專班實體化運行，實現(xiàn)閉環(huán)管理，保障整治效果。通過治理，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，2022年1—11月武河水質(zhì)均值達到地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)于國家考核標(biāo)準(zhǔn)一個等級，非汛期全部達標(biāo)，主汛期(7—9月)除7月份總磷輕微超標(biāo)外，其余2 個月全部穩(wěn)定達到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，主要污染因子總磷同比改善78% ，污染峰值同比削減50% 。

5 結(jié)語

武河流域(山東蘭陵段)水環(huán)境綜合整治攻堅行動取得理想效果。把養(yǎng)殖污染管住，把農(nóng)業(yè)廢棄物處置好，利用汪塘、溝渠“控源滯污”，減少生活污水入河，以上措施短期內(nèi)快速有效。要實現(xiàn)武河水質(zhì)長期穩(wěn)定達標(biāo)，需要標(biāo)本兼治，扎實做好農(nóng)村生活污水治理、合理用藥施肥、規(guī)范養(yǎng)殖糞污處置、農(nóng)產(chǎn)品廢棄物資源化和恢復(fù)河道自凈能力等五個方面工作。成立專班并實體化運行，行政與技術(shù)手段深度融合，是武河水環(huán)境綜合整治的基本經(jīng)驗，對其他同類地區(qū)打好水污染防治攻堅戰(zhàn)具有積極借鑒意義。