温州市龙湾区河道污染源及对应措施浅析

2014-04-03 05:20顾希俊陈青青
浙江水利科技 2014年3期
关键词:底泥污染源径流

仇 健,顾希俊,陈青青

(1.浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020;2.浙江广川工程咨询有限公司,浙江 杭州 310020;3.温州市水利电力勘测设计院,浙江 温州 325000)

1 温州市龙湾区概况

龙湾区地处浙江省东南部、瓯江入海口南岸,是温州市的三大城区之一。龙湾区地理位置界于120°42′~120°51′和北纬27°54′~28°01′。其东临东海,南接瑞安市,西邻鹿城、瓯海两区,北濒瓯江,与乐清市、永嘉县隔江相望,全区陆地面积为279km2。现状河网密布,区内均属永强塘河水系。据温州市水利电力勘测设计院2006—2007年的调查、测量,得出以下成果:永强塘河流域面积142.8km2,干流长16km,河网总长386km,正常水位2.5m,相应水面面积7.0km2,蓄水量约936万m3。

随着农民生活水平的提高以及农村生活方式的改变,生活污水的产生量和污染浓度都随之大幅度增长,同时农村生活污水处理率较低,农村生活垃圾随意倾倒现象比较普遍。部分畜禽养殖业主环境意识不强,重经济、轻环保、未批先建或不重视治理设施的后期维护,使治理设施发挥不了应有作用。长期以来粗放型的农业生产经营方式带来的生态破坏和环境污染问题日益明显,加上流域内生产活动的广泛性和普遍性,废水、废弃物未经处理直接排入附近水体,农业、农村面源对龙湾水体污染影响正在加剧。

2 龙湾区水质现状

根据 《温州市龙湾区生态调水专题研究》对龙湾区布设的26个水质监测点的水质监测成果分析,龙湾区内河河道水质大多为劣Ⅴ类,龙湾区永强片内河河网水环境平均污染指数均超过了2.00,污染最严重的河段,平均污染指数高达7.56,属于严重污染区域,内河河道DO含量较低,主要污染物因子为COD、NH3-N、TP。永强塘河流域区块西北片瑶溪街道河道水质相较中心片、东南片好,主要是西北片区块主要为山区、农田与农村居民,污染物来源为农药化肥的施用与生活污水的排放;而中心老城片居民区居民众多、皮革、造纸等化工小作坊分布广且散,再加之截污纳管系统不完善,居民生活污水及小作坊工业污废水均就近排放,由于工业污废水中污染物含量大,造成河道面貌差,污染程度严重。

3 水质污染源现状

3.1 工业污染源

龙湾区永强片的工业污染源主要是化工企业的工业废水,与水质有关的污染物主要有COD、NH3-N、TP等。

根据2012年 《龙湾统计年鉴》,2012年龙湾区工业废水排放总量为1012.84万t,达标排放量916.99万t,达标排放率为90.54%,高于2011年的68.04%。参照 GB 8978—1996《污水综合排放标准》,达标排放的污水按一级排放标准计算,未达标的按二级排放标准进行估算,最终计算得出龙湾区工业废水排放中NH3-N排放量为473.0 t/a,TP (以 磷 酸 盐 计 ) 为 10.2t/a,COD 排 放 量 为 2954.0t/a。

3.2 农业污染源

3.2.1 农药、化肥污染

2012年,龙湾区农用化肥施用量 (折纯后)达1560 t,其中氮肥为1065t、磷肥357t、钾肥90t、复合肥48t。龙湾区年末常用耕地面积4034.67hm2(60520亩),其中永强片年末常用耕地面积3095.00hm2(46425亩)。经计算,龙湾区农用化肥施用量高达387kg/hm2(25.8kg/亩),远高于国际上为防止化肥对水体造成污染而设置的225kg/hm2(15kg/亩)的安全上限。化肥的不合理使用不仅成本高,同时由于化肥中N、P、K养分流失,还容易对水环境造成破坏,导致水体富营养化。

参照 《全国水环境容量核定技术指南》,估算得出农药、化肥污染源中 NH3-N排放量为10.7t/a,TP为1.6t/a,COD排放量为55.3t/a。

3.2.2 畜禽养殖污染

2012年龙湾区永强片生猪年末存栏头数为6.31万头,家禽30.96万只,牛622头,羊0.5万只。肉猪养殖规模大、粪尿及污水排放量大;家禽如鸭、鹅,长时间在水中活动,其排泄物大多数直接排放河水中。

参照 《全国水环境容量核定技术指南》,估算得出畜禽养殖所带来的污染中,NH3-N排放量为16.9t/a,TP为12.0t/a,COD排放量为187.0t/a。

3.3 城镇地表径流污染源

城镇地表径流污染是指城镇、村民居住地,包括居民、企业、道路和其他公共用地的地表径流。城镇地表如商业区、街道、停车场等,聚集了一系列降雨径流污染物,如油类、盐分、氮、磷、有毒物质及城市垃圾,在降雨过程中雨水及其形成的地表径流冲刷地面污染物,通过排水渠道或直接进入江河湖泊[1],造成地表水污染。

根据浙江省温州市农科院调查研究[2],龙湾区城镇径流污染入河量COD为1674.0t/a,NH3-N为376.0t/a,TP为22.4t/a。

3.4 生活污水污染源

城乡生活污水主要包括厨房炊事用水、洗涤用水、沐浴洗漱用水,主要含有有机物、氮、磷以及细菌、病毒、寄生虫等。目前,永强片生活污水收集率较低,截污纳管工程尚在进行中,居民生活污水基本未经处理沿河直接排放。经统计,2012年龙湾区永强片人口达到26.3万,生活污水排放量以及系数选取参照 《第一次全国污染源普查—城镇生活源产排污系数手册》,估算得出生活污水污染入河量COD为1221.0t/a,NH3-N为179.0t/a,TP为12.4t/a。

图1 实验周期内各污染物浓度变化趋势图

3.5 河道底泥污染源

对于工业发达的城市,河道底泥中污染物对水体的影响越来越大,底泥中污染物质的释放又为藻类提供了充足的营养,致使以藻类为优势种的生态结构得以维持、延续;由于底泥中含有大量污染物质,且有机污染物质分解消耗大量氧气,对底栖生物而言它们的生存环境产生了变化,作为生物响应,一些不适应环境变化的物种逐渐减少,耐污种群得以繁衍,底栖生物多样性降低;生态系统是一个食物链系统,在底泥或水体中摄食的污染物质会在低等生物体内聚集,当高等生物摄食低等生物时,污染物质便会在高等生物体内富集,有些污染物还会产生生物放大。因此,底泥中的有害物质很可能影响到生态系统的更广范围。

根据2005年温州市水利电力勘测设计院对温州市区河道淤积进行过抽样调查结果,温州市区河道平均淤积厚度约为0.62m。为分析底泥污染物释放对水体水质的影响,2012年11月取永强塘河原状底泥,采用浸泡模拟室内实验,来模拟底泥氮、磷的释放规律并计算释放强度。底泥采样点位于永中街道永强塘河处,用圆柱状取样器取0~40cm的土样。将底泥样品按0~5,5~10,10~20,20~30,30~40cm分层,并将各层土样风干、研磨、过筛。浸泡试验箱尺寸为25cm×20cm×30cm,浸泡实验用水取自永强塘河。初始加水7L,分别在浸泡3,6,9,12,15,18,21,24,27,30d后监测试验箱中COD、NH3-N、TP的浓度 (见图1)。

根据实验周期内污染物浓度变化规律及污染物释放强度计算公式[3],得出NH3-N、TN、TP、COD的释放强度分别为17.00,27.00,0.23,155.00mg/ (m2·d)。结合河道淤积面积,计算得出底泥中污染物入河量COD为406.0t/a,NH3-N为46.6t/a,TP为0.8t/a。

3.6 污染源总量分析

各污染物入河量汇总见表1。

表1 2012年龙湾区污染物入河量表

续表1

通过图2中各污染源分布比例可知:①工业污染、城镇地表径流污染、生活污水污染为龙湾区永强片的主要污染源,其中工业污染COD、NH3-N、TP入河量分别达到了45%、43%、17%,城镇地表径流COD、NH3-N、TP入河量分别达到了26%、34%、38%,生活污水污染COD、NH3-N、TP入河量分别达到了19%、16%、21%。②农业面源污染物TP的释放量较大,已占总量的23%。

图2 龙湾区河道各污染源污染物比例分布图

4 水污染防治及对策

4.1 工业污水、城镇居民生活污水收集措施

永强片区块发展速度加快,但工业布局的不合理造成河道面貌差,水体中污染物浓度过高,尤其是电镀、化工、造纸等高污染排放小作坊,企业环保意识薄弱,工业废水,污染物含量高且伴有重金属、有毒有害的有机物,同时污水管网无法纳入覆盖,导致大量工业污水和居民生活用水未经处理直接排入城市河道,进而导致城市河道水环境污染严重,水环境容量不断降低。

应积极开展专题工业污水、生活居民污水收集专题研究,加快污水处理厂污水收集系统的完善和改造,完成城镇建成区污水管网建设和所有片区污水管网改造,城镇建成区外污水管网基本得到完善,成片成网,进行已有管网的疏通和改进,完善清污分流,提高污水收集和处理率,没有条件纳管的区域要建成就地处理系统,近期污水收集率应达到85%以上。

深化合成革、印染、制革、电镀、不锈钢拉管、拉丝等重点行业治理。着力推进工业循环经济,加强水资源节约利用,重点推进火力发电、纺织印染、食品加工、化工等高水耗行业节水技术改造,促进工业用水重复利用。

4.2 城镇地表径流截留措施

作为城市系统工程,城市绿地是在源头减少城镇地表径流污染的强大组件。它从2个方面实现此功能:一是入渗雨水,减少径流;二是滞留污染,净化水质。绿地的林冠层、地被层能滞留雨水,随着疏密程度和降雨形态的不同,一般能滞留1~4mm的降雨量。林冠层、地被层的植被还减少了雨滴落地或地表径流冲刷的功能,减少了土壤侵蚀的程度。地表结构中的枯枝落叶、腐殖质层和木屑含有较多的木质素累基团,能吸收约等于其自身质量的水,并对径流中的污染物有一定的净化作用;地表结构中的物质也能减少冲刷的动能,减少土壤侵蚀。

4.3 农业面源污染截留措施

实施测土配方施肥和农药减量控害增效工程,大力推广节肥、节药和农田污染最佳综合管理措施等先进适用技术,建立农田氮、磷流失控制示范区。积极防治秸秆、地膜、农药 (兽药)包装物等农田废弃物污染,加强秸秆禁烧和综合利用。测土配方施肥技术应用覆盖率达到80%,年推广配方肥5万t,化肥利用率提高5%,氮肥使用量减少8%。

强化规模化畜禽养殖场的污染治理,推广农牧结合、沼气化资源循环利用等畜禽养殖污染生态治理模式,完成生猪存栏50头以上畜禽养殖场 (户)排泄物无害化处理与资源化利用,规模化畜禽养殖场排泄物综合利用率达到97%以上。

4.4 生态调水

龙湾区客水资源丰富,水质优良,鉴于本地区水质较差,上述3种措施对时间要求高,为了保障近期河网水质,可引入瓯江水,对本地区的水体进行补充和置换。

5 结 语

温州市龙湾区内河网密布、人口密集、产业发达。境内河网行洪除涝、供水灌溉、生态景观等重要功能,目前河网水质目前大多为Ⅴ类和劣Ⅴ类,与水功能区划确定的Ⅲ类或Ⅳ类标准差距较大。河水发黑、发臭,能见度明显降低,不适于水生动植物的生长,河道的生态功能遭受了较大破坏。河网水质改善是维护河湖健康生命、保障经济社会可持续发展的需要;是适应社会主义市场经济要求、转变水利行政职能的需要;是落实有关水行政许可制度的需要。在河网水系中勾画出清水、活水,是当前做好龙湾区水环境保护工作,扭转水污染日趋严重的局面,响应“五水共治”的盛举必须解决的问题。

[1]左良平.城市地表径流非点源污染的研究现状与进展 [J].江西化工,2008 (4):51-53.

[2]潘琇,王亮,刘恩玲,等.温州市温瑞塘河流域地表径流污染负荷的调查与评价 [J].现代农业科技,2007 (18):189-190.

[3]王俊,姜翠玲,孙佳佳,等.长潭水库底泥氮磷释放对水质的影响研究 [C]//中国科学技术协会.首届中国湖泊论坛论文集.南京:东南大学出版社,2011:172-176.

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