衡水湖水质氨氮污染状况分析

李红艳

(河北省张家口水文勘测研究中心，河北 张家口 075000)

1 衡水湖湖区概况

衡水湖水深均值3.50～4.50 m，湖底高程均值17.50～18.50 m，区域年降水量均值547.60 mm，且降水年内、年际变化大。年蒸发量均值1 315.50～2 655.50 mm，衡水湖地表水主要来自人工引水和天然降水，由于湖区年蒸发量远远大于年降水量，大气降水稀少，所以湖区水源主要为人工引水，即通过王口闸引取黄河水。黄河引水工程通常在每年年末至次年1月实施，可实现对衡水湖150万m3的年补水量。

衡水湖湖区周围轻工业较为发达，且住户多，人口密度大，106国道横穿衡水湖湿地东岸而过，且是衡水市和冀州区的主要交通要道。衡水湖湖区西北岸主要为平均宽度10 m的行车道，2015年年中完成硬质岸堤改建。湖中常年都有渔民捕鱼作业，夏季衡水湖便迎来旅游旺季，有大批游客坐船进湖采摘莲蓬、观赏荷花。衡水市还定期举办大型湿地马拉松赛事，人为活动对衡水湖水环境影响较为剧烈。

此外，衡水湖沿途还接纳了衡水市和冀州区的部分工业废水与生活污水，加剧了湖区水质污染。通过衡水湖水质调查及沿途主要污染源分析，提出切实可行的污染治理措施，对于尽快改善湖区水环境质量具有重要意义。

2 衡水湖废水污染物总量分析

2.1 衡水湖污染物排放量

根据调查，湖区污染物排放总量为11 452.70 t，其中工业生产污染物排放量2 336.35 t，占湖区污染物总量的20.40%，生活污染物排放量8 412.50 t，占污染物总量的73.45%，集中式污染物总量703.85 t，占污染物总量的6.15%。由上可知，衡水湖湖区所接纳的污染物总量中，生活污染物排放量占比最大，应作为湖区污染治理的重点。

2.2 衡水湖受纳污染物情况

根据对衡水湖湖区污染物排放量的分析，主要污染物包括COD、BOD、总氮、动植物油、氨氮、石油类、总铬、挥发酚、六价铬、氰化物、铅、汞、砷等，其中COD排放量8 795.23 t，在湖区污染物总量中占比76.79%，位居污染程度首位，来自工业源占比24.31%，生活源占比74.12%，集中式占比1.57%。BOD排放量1 320.35 t，在湖区污染总量中占比11.53%，位居第二，其中工业源、生活源和集中式占比分别为54.37%、34.28%和11.35%。总氮排放量1 031.50 t，在总污染量中占比9%，位居第三，其中工业源、生活源和集中式占比分别为0%、47.65%和52.35%。动植物油、氨氮等污染物排放量分别为103.70 t和101.2 t，占比0.91%和0.88%。

3 衡水湖氨氮污染状况分析

衡水湖湖区水质污染物中氨氮是水体营养素，更是水体中的主要耗氧污染物，能导致水体产生富营养化现象，对鱼类及水生生物具有毒害作用，故着重进行氨氮污染状况分析。

3.1 氨氮污染评价

根据《水污染源在线监测系统验收技术规范》对衡水湖水环境中氨氮污染因子的分析结果表明，衡水湖湖区除李家埠断面氨氮含量超标外，其余各断面氨氮含量数据基本满足地表水环境的要求。结果详见表1。

表1 衡水湖湖区水环境中氨氮污染因子分析结果表

3.2 衡水湖氨氮污染趋势分析

衡水湖湖区水环境氨氮污染趋势分析采用秩相关系数检验法，公式具体为：

(1)

di=Xi-yi

(2)

式(1)、(2)中：rj—预计污染量；di—变量Xi和变量yi的差；Xi—周期1到周期N由小到大排列的序号；yi—按时间排列的序号。

根据上式以及所选取的衡水湖湖区2011—2020年水资源污染量数据资料，便可求得2011—2020年间衡水湖湖区水环境氨氮污染年际变化情况，具体见图1。

图1 2011—2020年间衡水湖湖区水环境氨氮污染年际变化图

通过上图年际变化情况曲线可以看出，衡水湖湖区氨氮指标基本符合Ⅴ类水质要求，在2011—2020年间，虽无显著的上升趋势，但是始终处于波动状态，必须引起湖区水环境相关管理部门的重视。

3.3 湖区氨氮排放量分析

3.3.1 工业源氨氮排放量

衡水湖湖区所受纳工业污染源氨氮排放量约为81.48 t，湖区主要工业污染源共有8家。衡水兴源造纸厂废水排放总量约为883.66万t。衡水湖湖区水污染中对氨氮排放量影响较大的工业企业主要为其中的5家，年废水排放量共计1 884.67万t，分别占湖区废水排放量及氨氮排放量的53.74%和40.5%。对上述5家企业污染物中氨氮排放浓度进一步分析表明，其中2家工业企业氨氮排放浓度超0.20 mg/L，且主要分布在李家埠区域，具体的氨氮污染物排放量和排放浓度详见表2。

表2 衡水湖湖区氨氮污染物排放量和排放浓度明细表

从上表结果可以看出，对衡水湖湖区氨氮污染贡献最大的是衡水兴源造纸厂，其氨氮排放量占湖区总量的53.46%，其次是衡水食品加工厂，氨氮排放量是湖区水污染氨氮总量的10.20%。

3.3.2 生活源氨氮排放量

根据水质监测数据，衡水湖湖区水环境污染物中生活源氨氮排放量在流域氨氮污染总量中占比55.78%，包括城镇居民生活污水在内的污染物直接排入衡水湖湖区水体总量约为251.30万t，产生氨氮量139 t，排放量126 t，排放浓度均值56.02 mg/L，超出标准约2.40倍。

3.3.3 集中式氨氮排放量

工业集中式污染治理设施排入衡水湖湖区废水量总共约210.70万t，各种污染物排放总量245.80万t，产生氨氮量5.70 t，排放氨氮量0.49 t，氨氮排放浓度均值为0.21 mg/L，符合排放标准。

通过上述分析不难发现，河北衡水湖湖区水环境氨氮污染主要来自生活源，应采取有效措施积极应对和尽快解决生活源氨氮排放，同时加强预防工业源氨氮排放和集中式氨氮排放。

4 衡水湖氨氮污染治理措施

4.1 加强对湖区氨氮排放超标企业的整治

工业废水中氨氮严重超标，必须采取经济手段、行政手段和法律手段尽快整改，敦促企业尽快改进废水处理工艺、改良设施设备，保证废水达标后排放。

4.2 实施污染物总量控制

提升中水处理利用率，从源头上减少废水排放，降低湖区受纳水体的氨氮污染负荷。

4.3 加强生活源氨氮排放治理

衡水湖湖区主要位于衡水市和冀州区之间待开发的城乡结合区，其中李家埠区域人口最为密集，生活方式也最为原生态，区域内无生活垃圾、生活污水及畜禽粪便处理设施，上述污染物基本上随意排放，在降水等的影响下直接流入湖区水体，严重影响人居环境的同时还对湖区水环境造成极大威胁。为此，必须加快建设农村生活污水、生活垃圾及畜禽粪便处理设施及废弃物综合利用等实用技术推广应用，并考虑建设周边村镇污水纳入城市污水收集管网，逐步实现城乡垃圾处理一体化模式。

5 结论

综上所述，河北衡水湖湖区水污染物中氨氮污染虽不是主要污染物，污染量占比也不高，但是是水体中的主要耗氧污染物，能导致水体产生富营养化现象，对鱼类及水生生物具有毒害作用。进一步分析表明，各影响源对湖区氨氮排放贡献程度中，生活源、工业源和集中式氨氮排放分别占氨氮污染总量的55.78%、34.78%和9.44%。生活源是影响湖区氨氮排放的主要方面，必须采取积极有效措施加强应对。