水污染分析与水环境保护策略分析_张治忠 (1).pdf

环境保护-81-水污染分析与水环境保护策略分析张治忠，张 青（潍坊市生态环境监控中心，山东 潍坊 261000）摘要：本文以黄河流域中的内蒙古河段为例，分析了水环境容量和不同控制单元污染物的特征，并针对两个控制单元流域污染问题提出了针对性的解决措施，旨在进一步加强水环境保护。结果表明：A控制单元水污染主要来源于城镇生活和工业源，B控制单元污染物主要来源于城镇生活，针对该污染源特征，建议A控制单元进一步加强污水处理、回收、利用，B控制单元重点关注污水设施建设和改造。关键词：水污染；水环境；黄河流域中图分类号：TS5 文献标志码：A DOI：10.20025/ki.CN10-1679.2023-04-27Water Pollution Analysis and Water Environment Protection Strategy AnalysisZhang Zhizhong,Zhang Qing(Weifang Ecological Environment Monitoring Center,Weifang 261000,China)Abstract:In this paper,the Inner Mongolia reach of the Yellow River Basin is taken as an example to analyze the water environmental capacity and the characteristics of pollutants in different control units,and to solve the pollution problems in the two control units of the basin targeted measures,in order to further strengthen water environmental protection.The results show that the water pollution of control unit A mainly comes from urban life and industrial sources,while the pollutants of control Unit B mainly come from urban life.According to the pollution characteristics,it is suggested that Unit A should further strengthen sewage treatment,recycling and utilization,and Unit B should focus on the construction and renovation of sewage facilities.Key words:water pollution;water environment;Yellow River basin近年来，黄河流域水污染治理取得积极进展，但水生态环境形势依然严峻。由于流域附近工业、农业的快速发展，水环境污染物进一步增加，污染物成分也越发复杂，为水环境保护工作带来的挑战。因此，加强对水污染分析，掌握水污染特性，对开展水环境保护工作和提高水环境保护工作质量具有重要意义。1研究区域与研究方法1.1水污染现状近年来，黄河流域水污染问题依然严峻，污水排放呈逐年增长趋势，环境基础设施欠账，部分地区化肥农药过量施用，生态用水不足，湿地减少，为水污染治理工作带来了巨大的压力。仅2020年，黄河流域污水排放量达到45亿吨，其中生活污水排放量达到11亿吨，占比为24%；第二产业和第三产业污水排放量分别为28亿吨和6亿吨，污水排放量占比为62%、14%。从总体上来看黄河流域-类水质断面为98%以上，类水质断面为5%以上，类水质断面较少。黄河流域水污染主要集中于中下游，黄河流域支流水污染相对严重，-类水质断面为50%以上，-类水质断面为20%以上，部分支流形成了排污沟，主要污染物包括高锰酸盐、氨氮、COD等。重点污染流域包括汾河、湟水、渭河、大黑河和省界河段1。除了以上河段污染问题较为严重外，省界水质污染也相对严重。随着黄河流域发展，用水增加，河湖断流干涸与流域高耗水问题严重，各省界河段污水排放也进一步增加。2021年黄河流域各省界河段-类、类、-类水质断面占比分别为53.6%、16.8%、18.6%、11.0%。另外，由于黄河流域各省界河段为污染管辖区域，水污染问题形势严峻。黄河流域水污染问题除了对附近城市居民生产和生活等活动产生影响外，对水生污染也具有毁灭性的伤害。目前，黄河流域水生物中洛阳鲤鱼、刀鱼等鱼类已经濒危。黄河流域水质问题也会对供水安全、农田生态环境和农作物生产等产生影响，造成农作物减产，品质下降等情况。如果居民长期饮用受污染的水源，也会出现身体不适，影响居民身体健康等问题2。1.2研究方法1.2.1 数据来源内蒙古段流域国控和省控断面TP、氨氮、COD浓度数据来源 第一作者简介：张治忠（1989-），男，本科，工程师，研究方向：环境工程、环境在线监测、环境影响评价.环境保护-82-于2019年2021年全国地表水水质月报和实地采样。A断面数据包括2019年19月；B断面数据包括2019年18月、1112月，2020年16月、11月，2021年全年；工业污染源数据和流域各地市人口数据来源于当地统计年鉴。1.2.2 水环境容量计算黄河流域内蒙古河段水环境容量计算精度符合一维河道特点，因此一维稳态模型适合内蒙古河段。模型综合降解系数k分别设置为0.2、0.3、0.1 d。内蒙古河段流域丰水期为79月、平水期为36月和10月、枯水期为112月。流域水流量Q0分别为0.48、0.23、0.14、0.06 m3/s，B控制单元污水排放量q为0.07 m3/s，A控制单元污水排放量为0.33 m3/s。1.2.3 污染物排放量与入河量计算（1）城镇生活源农村与城镇生活污染源主要来自A、B等控制单元，不同控制单元污染物排放量如表1所示。表1不同控制单元污染物排放量控制单元COD排放量氨氮排放量TP排放量A657.640.73B607.690.64城镇生活污染源入河量计算公式为：11136511112式中：Wc1为城镇生活污染源排放量，单位：t/a；Wp1为城镇人均污染源排放量，单位：t/（人d）；n1为城镇生活污染源入河量，单位：t/a；m为城镇水污染收集率，单位：%；1为城镇污水处理厂水污染负荷削减率；2为城镇污染源未收集部分入河系数，2=0.90。（2）农村生活源农村生活污染源入河量计算公式为：12227513式中：为农村污染源排放量，单位：t/a；Wp2为农村人均污染源排放量，单位：t/（人d）；n2为各控制单元人口数量，单位：人。由于内蒙古河段冬季122月无入河径流产生，因此不考虑污染物流入量；3为农村污染源未收集部分入河系数，3=0.35；WA为农村生活污染源入河量，单位：t/a。（3）工业源工业污染源入河量计算公式如下：114式中：WG为工业污染源入河量，单位：t/a；WG1为工业污染源排放量，单位：t/a；1为污水处理厂工业污染物处理量，单位：t/a；4为工业污染物入河系数。（4）农业源农业污染源主要包括禽畜养殖和农田污染源，其中禽畜养殖污染源入河量和排放量计算公式如下所示：1142515式中：WL为禽畜养殖产生的污染物入河量，单位：t/a；1为禽畜日均产粪量，单位：t/（d头）；T为禽畜饲养周期，单位：d；NL为禽畜数量，单位：头；4为禽畜粪便污染物含量，单位：kg/t；2为禽畜产尿量，单位：t/（d头）；5为禽畜尿液中污染物含量，单位：kg/t；WL1为禽畜污染物排放量，单位t/a；5为禽畜污染物入河系数。农田污染物入河量和排放量计算公式为：13161式中：WF1为农田污染物总排放量，单位：t/a；WF为农田污染物入河量，单位：t/a；M为农田面积，单位：hm2；3为农田污水排放系统；6为农田污染物入河系数；1为修正系数。水产养殖活动污染物入河量和排放量计算公式如下：17WYWY18式中：WY1为水产养殖活动污染物排放量，单位：t/a；SY为水产养殖面积，单位：hm2；7为单位面积污染物排放量，单位：t/hm2；WY为水产养殖活动污染物入河量，单位：t/a；8为水产养殖活动入河系数。2结果与分析2.1流域水环境容量分析表2所示内蒙古段黄河流域TP、氨氮、COD水环境容量统计表，从表中可以看出，流域丰水期与枯水期之间水环境容量差距较大，出现该情况的主要原因为内蒙古段流域水量和降水分布不均匀，夏季降水量较多，枯水期降水量较少，甚至部分河流存在断流情况3。因此，枯水期水环境相对脆弱，流域污染问题严重。此外流域部分地区受农业生产、扬水灌溉、工业等活动污水排放的影响，黄河流域水环境容量较低。表2内蒙古段黄河流域TP、氨氮、COD水环境容量统计表水期COD氨氮TP丰水期1 238.25193.6012.85平水期940.57114.648.81枯水期774.7782.326.902.2污染来源分析2.2.1 B控制单元B控制单元2021年污染源入河量和排放量如表3所示，从表中可以看出，B控制点TP、氨氮、COD排放量分别为1 104.33 t/a、2 734.62 t/a、27 278.05 t/a4。以上三种污染物主要来源于禽畜养殖，排放量占比分别为84.0%、48.5%、46.4%，入河量分别为128.34 t/a、456.96 t/a、6 318.82 t/a，其中COD入河量占比较多的为农业生活和工业源，分别为环境保护-83-20.5%、46.0%；氨氮入河量占比较多的为城镇生活和农村生活源，占比为22.7%、35.4%；TP入河量占比较多为禽畜养殖，占比为71.7%。近年来，B经济飞速发展，工业、农产品加工、纺织等产业得到了进一步发展，因此黄河流域污染源中COD较高。此外，该地区经济发展也推动着人口的增长，由农村生活产生的氨氮、COD污染物进一步加重5。表3B控制单元污染入河量与排放量污染负荷来源COD排放量入河量氨氮TPCOD氨氮TP城镇生活源4 458.84555.8747.56647.88103.666.48农村生活源4 947.21616.7552.771 298.64 161.9013.86工业源4 129.0022.0002 890.3015.400农业源禽畜养殖12 660.001 327.00924.001 266.00 133.0092.00标准农田1 068.00213.0080.00213.0043.0016.00水产养殖15.00003.0000合计27 278.052 734.62 1 104.33 6 318.82 456.96 128.342.2.2 A控制单元表4所示A控制单元2021年污染源入河量和排放量，从表中可知，A控制单元TP、氨氮、COD排放量分别为1 612.93 t/a、3 345.11 t/a、27 459.00 t/a。其中COD污染物主要来源于农村生活和禽畜养殖，占比分别为36.7%、42.6%；氨氮污染物主要来源于农村生活和禽畜养殖，占比分别为38.6%、37.1%；TP污染物排放量主要来源于禽畜养殖，占比为82.0%。COD污染物入河量主要来源于城镇和农村生活，占比分别为31.7%、39.2%；TP入河量主要来源于禽畜养殖，占比为61.0%；氨氮污染物入河量主要来源于城镇和农村生活，占比为31.6%、39.0%6。表4A控制单元污染入河量与排放量污染负荷来源COD排放量入河量氨氮TPCOD氨氮TP城镇生活源3 072.57393.8037.382 136.35274.6825.93农村生活源10 067.43 1 290.31 122.492 642.70338.7032.15工业源532.0095.000.063