李方敏,鄭 露,俞 鋼 (長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,湖北 荊州434023)
改革開(kāi)放30多年來(lái),農(nóng)村經(jīng)濟(jì)雖然有了一定程度的發(fā)展,但除極少數(shù)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的富裕村外,絕大多數(shù)農(nóng)村區(qū)域均沒(méi)有鋪設(shè)下水道,也沒(méi)有任何污水處理設(shè)施,加上人畜居住區(qū)混雜、村民的環(huán)保意識(shí)淡薄、國(guó)家對(duì)農(nóng)村環(huán)境治理的投入少等原因,導(dǎo)致目前約96%的村莊居民的生活污水未經(jīng)任何處理,就直接排放到小溪、河流或潑灑到地面上,嚴(yán)重地影響了地表水體的水質(zhì),成為湖泊、河流富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象的重要因素之一[1-4]。
農(nóng)村生活污水包括廚房用水、洗衣用水、洗澡用水和沖洗廁所排放的污水等,含有大量的動(dòng)植物殘?jiān)?、油污、毛發(fā)、洗發(fā)香波等,加上農(nóng)村人均用水量少于城鎮(zhèn),污染物排放濃度則高于城鎮(zhèn)[5]。根據(jù)陳能汪等對(duì)福建省九龍江流域農(nóng)村生活污水污染定量調(diào)查結(jié)果表明,全流域年均農(nóng)村生活污水排放總氮、總磷分別占該流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染排放量的28%、25%[6]。由于中國(guó)農(nóng)村生活污水的排放與居民的生活方式和作息時(shí)間十分相關(guān)[7-8],各地的污水排放特點(diǎn)及其水質(zhì)指標(biāo)的變化各不相同。本研究選取湖北荊州市郊某村莊有代表性的幾個(gè)農(nóng)戶不同季節(jié)的生活污水,進(jìn)行了濁度、COD、BOD5、總氮 (TN)、總磷 (TP)等水質(zhì)指標(biāo)分析和污染狀況判定,以期為農(nóng)村生活污水的治理及其對(duì)地表水體的污染提供參考依據(jù)。
調(diào)查地點(diǎn)位于荊州市沙市區(qū)岑河鎮(zhèn)廟興村,西接荊州市郊東方大道、南與荊州市農(nóng)科院接壤,全村2009年底耕地面積138.5hm2,人口1862人、489戶,轄9個(gè)村民小組,屬城郊型農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì),村民的主要收入來(lái)源于農(nóng)業(yè)種養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)、外出打工收入和小商販經(jīng)營(yíng)等。該村是荊州市新農(nóng)村建設(shè)示范樣板村,在市、區(qū)、鎮(zhèn)等各級(jí)政府的大力扶持下,全村積極爭(zhēng)取資金和農(nóng)民自籌經(jīng)費(fèi),新修戶戶通公路6.5km,疏通主下水渠道5km,硬化村內(nèi)溝渠743m,村民生產(chǎn)生活條件和村容村貌有了較大改善,但該村村民的生活污水幾乎未經(jīng)任何處理便由集水井收集后排放、簡(jiǎn)易下水道排放和簡(jiǎn)易明溝就地排放等多種主要方式,本研究選擇上述3種主要排水形式的A戶、B戶、C戶進(jìn)行取樣分析。
按春、夏、秋、冬4季,分別在2010年3月10日、6月22日、10月14日和12月21日分早、中、晚有代表性地采集上述3農(nóng)戶的生活污水排放樣品,早、中、晚的時(shí)間段分別為:8∶00~9∶00、13∶00~14∶00、19∶00~20∶00,水樣采集后置于冰箱中備測(cè)。
pH采用PB-10便攜式pH計(jì)測(cè)定,濁度采用TN-100濁度測(cè)量?jī)x測(cè)定,COD采用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定,BOD5采用稀釋培養(yǎng)法測(cè)定;TN采用堿性過(guò)硫酸鉀消解-紫外分光光度法測(cè)定,TP采用過(guò)硫酸鉀消解-鉬銻抗比色法測(cè)定。
在一年內(nèi)不同季節(jié)、不同采樣時(shí)間收集的3種排污類型農(nóng)戶排放的生活污水,其水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知,3個(gè)農(nóng)戶的污水平均pH及其標(biāo)準(zhǔn)誤均較接近,且污水的pH均在6.0~7.8的中堿性范圍內(nèi),直接排放后不會(huì)對(duì)地表水體造成酸堿度污染,故以下不再討論pH的變化特征。其他水質(zhì)指標(biāo)如濁度、COD、BOD5、TN、TP等均是C戶>B戶>A戶,表明經(jīng)簡(jiǎn)易明溝就地排放的污水水質(zhì)指標(biāo)較高,可能與明溝局部被外來(lái)垃圾污染、水分蒸發(fā)和污水下滲等因素有關(guān),而經(jīng)集水井集中收集后排放的水質(zhì)指標(biāo)相對(duì)較小,兩者之比達(dá)到2.21~4.70倍。各農(nóng)戶排放的污水濁度、COD指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)誤的變化較大,表明受排放時(shí)間的影響明顯,而B(niǎo)OD5、TN、TP的變化較小,則受排放時(shí)間的影響不大。
表1 不同農(nóng)戶生活污水的水質(zhì)指標(biāo)
各農(nóng)戶在不同季節(jié)、不同時(shí)間段的生活污水的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知,濁度指標(biāo)在夏季為最高,這可能與村民在農(nóng)田勞作后,洗澡、洗衣排放的污水中含有較多混濁物有關(guān),而春、秋、冬季的濁度指標(biāo)相差不大。其他水質(zhì)指標(biāo)COD、BOD5、TN、TP等,其濃度大多呈現(xiàn)出冬季≥春季>秋季≥夏季的規(guī)律性,冬季與夏季各指標(biāo)之比達(dá)到了1.37~2.53倍,冬季BOD5/COD可生化性比值平均為0.33,而在夏季則可達(dá)到0.53,表明生活污水水質(zhì)受用水量、氣溫等因素的影響比較明顯,冬季和春季用水量相對(duì)較小,加上氣溫低,微生物的生化活性弱,因而污水中有機(jī)、無(wú)機(jī)污染物尤其是廚房含油污水難以分解,其水質(zhì)指標(biāo)濃度較高;到了夏季和秋季,村民用水量增大、氣溫變高,微生物的活動(dòng)加強(qiáng),污水中污染物質(zhì)的分解加快,各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)出現(xiàn)了一定程度的好轉(zhuǎn)。雖然目前國(guó)家尚未制定農(nóng)村生活污水污染物排放標(biāo)準(zhǔn),但對(duì)照 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002),除春、夏、秋季的TN和夏、秋季的TP達(dá)到上述排放標(biāo)準(zhǔn)的三級(jí)之外,其余指標(biāo)均遠(yuǎn)未達(dá)到最低級(jí)的三級(jí)允許排放標(biāo)準(zhǔn)。因此,農(nóng)村的生活污水必須要經(jīng)過(guò)處理后才能達(dá)標(biāo)排放。
表2 不同季節(jié)的生活污水水質(zhì)指標(biāo)
比較早、中、晚不同排放時(shí)間段3個(gè)農(nóng)戶生活污水的平均水質(zhì)指標(biāo) (表3),發(fā)現(xiàn)濁度、COD和BOD5等指標(biāo)均是早晨>傍晚>中午,而TN、TP的差異則不太明顯。這可能與當(dāng)?shù)卮迕竦纳盍?xí)慣、用水時(shí)間有一定的關(guān)系。據(jù)調(diào)查,當(dāng)?shù)卮迕癖容^重視早餐和晚餐的飲食,而對(duì)中餐則重視不夠,僅熱早餐剩余飯菜以果腹,或外出辦事在外地用餐;洗菜、洗衣用水常在早晨進(jìn)行,勞作一天后洗澡用水則在晚間進(jìn)行,故早、晚用水量較大,而中午用水量較小。表現(xiàn)為濁度、COD和BOD5等有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物指標(biāo)濃度較高,濃度的日變化也較大;而TN、TP等指標(biāo)則受村民用水量等的影響相對(duì)較小,其濃度的日變化亦不大。
表3 不同排放時(shí)間的生活污水水質(zhì)指標(biāo)
通過(guò)對(duì)荊州市郊某村莊村民生活污水污染現(xiàn)狀的抽樣調(diào)查,可得出如下結(jié)論與建議。
(1)通過(guò)集水井收集后排放的生活污水污染物濃度相對(duì)較低,而由簡(jiǎn)易下水道排放和明溝就地排放的污染物濃度較高。故建議采用集水井收集后排放或采用暗管排放,不要采用明溝就地排放,以免給周邊環(huán)境帶來(lái)更大的污染。
(2)生活污水的水質(zhì)與季節(jié)和用水量有關(guān),濁度在夏季最高,而其他季節(jié)的濁度指標(biāo)相差不大。COD、BOD5、TN、TP等其他水質(zhì)指標(biāo),大多呈現(xiàn)出冬季≥春季>秋季≥夏季的規(guī)律性,冬、春季可生化性較弱,夏、秋季可生化性較強(qiáng),常年生活污水的排放指標(biāo)大多未達(dá)到相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的最低級(jí)允許排放濃度。因此,建議農(nóng)村生活污水預(yù)先經(jīng)過(guò)人工濕地、土壤滲濾系統(tǒng)或污水凈化器處理后達(dá)標(biāo)排放。
(3)不同排放時(shí)間影響生活污水的水質(zhì),濁度、COD和BOD5等指標(biāo)均是早晨>傍晚>中午,其指標(biāo)濃度是相應(yīng)國(guó)家最低排放標(biāo)準(zhǔn)的2.4~3.2倍,而TN、TP的日變幅則不太明顯,亦基本達(dá)到了最低排放標(biāo)準(zhǔn)。
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