李 潔

(河南省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院， 鄭州 450004)

流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)控制重點(diǎn)及控制水平研究

李 潔

(河南省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院， 鄭州 450004)

以賈魯河流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)制定為案例，探討流域標(biāo)準(zhǔn)制定技術(shù)方法。根據(jù)流域水質(zhì)狀況和污染排放特點(diǎn)，分析水污染成因，確定主要污染源，作為流域標(biāo)準(zhǔn)控制重點(diǎn)，并根據(jù)水質(zhì)改善和環(huán)境管理需求、流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的階段性特征確定標(biāo)準(zhǔn)控制水平。

流域；排放標(biāo)準(zhǔn)；控制重點(diǎn)；控制水平

我國(guó)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)從級(jí)別上可分為國(guó)家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和地方級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家級(jí)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)分為綜合性排放標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)性排放標(biāo)準(zhǔn)，是綜合各地污染排放水平之后提出的一條基本線。但是，各地自然環(huán)境基礎(chǔ)不同，發(fā)展路徑有別，發(fā)展水平不一，環(huán)境問題也就有著明顯的地區(qū)差異。近年來，山東、河南等省份紛紛制定了地方流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)與綜合性排放標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)相比，最大的優(yōu)勢(shì)在于其可結(jié)合流域?qū)嶋H情況與河流水質(zhì)直接掛鉤[1]，可以更有針對(duì)性、實(shí)效性地解決流域水環(huán)境問題。

制定流域標(biāo)準(zhǔn)必須控制好影響河流水質(zhì)的主要污染源。這就需要摸清流域自然環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、水環(huán)境質(zhì)量和水污染排放情況，找到流域污染主要成因，以此作為標(biāo)準(zhǔn)的控制重點(diǎn)，并在充分考慮流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的階段性特征基礎(chǔ)上，緊扣水質(zhì)改善和環(huán)境管理需求，確定其控制水平?，F(xiàn)以賈魯河流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)為案例，探討流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)控制重點(diǎn)及控制水平的研究, 以期為流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)制定提供技術(shù)參考。

1 賈魯河流域水污染成因

1.1 流域概況

賈魯河屬于淮河流域沙穎河水系潁河支流，是淮河的二級(jí)支流。賈魯河發(fā)源于河南鄭州，流經(jīng)鄭州、許昌、開封后，于周口市匯入潁河。賈魯河全長(zhǎng)255km，流域面積5896km2，其中鄭州境占賈魯河全長(zhǎng)的54%，占賈魯河流域總面積的76%。

圖1 賈魯河流域分布圖

1.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)

根據(jù)河南省2013年統(tǒng)計(jì)年鑒[2]數(shù)據(jù)，對(duì)賈魯河流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況進(jìn)行考察。從城鎮(zhèn)化率上看，2012年賈魯河流域城鎮(zhèn)化率約為63.7%，遠(yuǎn)高于全省42.4%的平均水平，其中鄭州市66.3%，開封市39.7%，周口市僅為33.4%。從人均GDP上看，賈魯河流域人均GDP約4.94萬元，遠(yuǎn)高于全省3.15萬元的平均水平，其中鄭州市6.21萬元，位居全省第二，已進(jìn)入工業(yè)化后期；開封市2.59萬元，處于全省第13位，剛步入工業(yè)化中期；周口市1.77萬元，處于全省末位，尚處于工業(yè)化初期。從生產(chǎn)總值分產(chǎn)業(yè)構(gòu)成來看，賈魯河流域三產(chǎn)比例約為5:51:44，與全省三產(chǎn)比例(13:56:31)相比，第一、二產(chǎn)業(yè)比重低，第三產(chǎn)業(yè)比重高。

可見，賈魯河流域經(jīng)濟(jì)以二、三產(chǎn)業(yè)為主，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平總體較高，但地區(qū)差距大，鄭州是河南省最發(fā)達(dá)地區(qū)，而周口則處于全省末位。

1.3 水環(huán)境質(zhì)量分析

賈魯河水環(huán)境功能為Ⅳ類[3]。《河南省流域水污染防治規(guī)劃(2011-2015年)》確定：2015年中牟陳橋斷面、扶溝擺渡口斷面水質(zhì)責(zé)任目標(biāo)為氨氮≤3.0 mg/L，其余指標(biāo)達(dá)Ⅴ類；西華大王莊斷面為氨氮≤2.0mg/L，其余指標(biāo)達(dá)Ⅳ類。

2012年，賈魯河鄭州市出境斷面中牟陳橋斷面化學(xué)需氧量年均43.6mg/L、氨氮年均4.17mg/L，主要超標(biāo)因子為氨氮、化學(xué)需氧量，超標(biāo)率分別為100%、83%，年均值超標(biāo)倍數(shù)分別為1.9、0.05；周口西華大王莊斷面化學(xué)需氧量年均24.1mg/L、氨氮年均2.56mg/L，主要超標(biāo)因子為氨氮，超標(biāo)率為50%，年均值超標(biāo)倍數(shù)為0.4。

可見，賈魯河是一條典型的無天然徑流的、季節(jié)性的、又基本不具備自凈能力的河流,水質(zhì)長(zhǎng)期處于劣Ⅴ類，主要超標(biāo)因子為氨氮、化學(xué)需氧量，鄭州中牟陳橋斷面水質(zhì)最差，下游逐步改善。

1.4 水污染物排放

2012年賈魯河流域化學(xué)需氧量排放量9.6萬t/a、氨氮排放量1.2萬t/a。從排放區(qū)域看，流域鄭州境化學(xué)需氧量排放量、氨氮排放量分別占流域排放量的83.5%、88.7%；開封境分別占10.6%、5.7%；周口境分別占6.0%、5.5%。就鄭州市區(qū)來看，化學(xué)需氧量、氨氮排放量分別占流域鄭州境排放總量的29%、60%，其中生活源化學(xué)需氧量、氨氮排放量分別占市區(qū)排放總量的63.8%、92.5%。從排放類別看，流域工業(yè)源化學(xué)需氧量、氨氮排放量分別占流域排放總量的12.6%、5.4%；生活源分別占32.5%、70.3%；農(nóng)業(yè)源分別占54.9%、24.3%。

可見，賈魯河流域水污染排放主要來自鄭州市生活污水。

表1 賈魯河流域各河段水污染物排放及水質(zhì)狀況一覽表

2 標(biāo)準(zhǔn)控制重點(diǎn)

賈魯河流域中鄭州境占流域總面積高達(dá)76%，超過80%的水污染物來自鄭州，而其中55%以上的氨氮排放來自鄭州市區(qū)生活污水。流域水質(zhì)狀況與流域分布、流域水污染物排放情況相互印證，據(jù)此可以推斷，鄭州市區(qū)生活污水是賈魯河污染主要來源，主要污染因子為氨氮、化學(xué)需氧量。

可見，賈魯河流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)需要控制各類污染源的排放，其中需重點(diǎn)控制鄭州市區(qū)生活污水，控制因子重點(diǎn)為氨氮、化學(xué)需氧量。

3 標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)控制內(nèi)容的控制水平研究

3.1 城鎮(zhèn)污水處理廠調(diào)查

⑴生活污水集中處理率

經(jīng)調(diào)查估算，2012年賈魯河流域城鎮(zhèn)生活污水集中處理率約為85%，其中鄭州市區(qū)為86.7%，其他地區(qū)為73.4%。

賈魯河流域現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理廠17個(gè)，總規(guī)模150萬t/d，其中鄭州市14個(gè)，處理能力143.5萬t/d。流域在建污水處理廠11個(gè)，總規(guī)模153萬t/d，其中鄭州市9個(gè)，處理能力150萬t/d。流域規(guī)劃污水處理廠3個(gè)，總規(guī)模32.5萬t/d，其中鄭州市2個(gè)，處理能力31萬t/d。鄭州市污水處理廠約占流域總數(shù)的80%，占流域總處理規(guī)模95%以上。

⑶污水處理廠選用工藝

賈魯河流域現(xiàn)有及在建城鎮(zhèn)污水處理廠多采用A2/O、氧化溝、CASS等工藝，其中10萬t及以上的大中型城鎮(zhèn)污水處理廠中，除兩家采用改良型氧化溝外，其它均采用A2/O系列工藝。

⑷污水處理廠執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

賈魯河流域內(nèi)現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理廠多執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，僅2家執(zhí)行一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，2家執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，1家兩期工程分別執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)和一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。

⑸相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)情況

城鎮(zhèn)污水處理廠排放的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)。該標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)間較早，在目前的環(huán)境管理工作中標(biāo)準(zhǔn)要求已顯寬松。

肥料的使用在葡萄促成栽培過程中是不可缺少的，為了更好的達(dá)到施肥效果，果農(nóng)應(yīng)該充分結(jié)合葡萄在不同時(shí)期的生長(zhǎng)特性和肥料需求來針對(duì)性的進(jìn)行施肥，如果條件允許的情況下可以進(jìn)行測(cè)土配方，從而更好的保證肥料使用的科學(xué)性和合理性，提升葡萄植株的抗逆性和生長(zhǎng)速度，為提高葡萄的產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)提供更好的保障。

2012年，北京市出臺(tái)了《北京市城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 11/890-2012)，其標(biāo)準(zhǔn)限值要求大幅加嚴(yán)，排入Ⅳ、Ⅴ類水體的標(biāo)準(zhǔn)要求與地表水Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)，開創(chuàng)了排放標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)接軌的先河。2011年北京市人均GDP達(dá)8.05萬元[4]，完成了工業(yè)化，進(jìn)入了發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)初期階段。2011年北京市三產(chǎn)結(jié)構(gòu)0.8:23.1:76.1[4]，可見北京市已確立了服務(wù)主導(dǎo)和消費(fèi)主導(dǎo)型經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，北京的環(huán)境污染問題不僅關(guān)乎自身形象，也嚴(yán)重影響著中國(guó)在國(guó)際社會(huì)上的形象，其環(huán)境改善的政治需求迫切。在此背景下，北京制定實(shí)施了如此嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 鄭州市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)耦合關(guān)系初步分析

鄭州之于河南，就如同北京之于全國(guó)。依據(jù)錢納里工業(yè)化階段理論，鄭州市在2005年及以前處于工業(yè)化初期階段，經(jīng)歷了2006—2007兩年的工業(yè)化中期發(fā)展階段，從2008年進(jìn)入工業(yè)化后期階段;1996—1998年北京市處于工業(yè)化初期階段，1999—2005年處于工業(yè)化中期階段，2006—2010年處于工業(yè)化后期階段，2011年進(jìn)入發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)初級(jí)階段。

選取2001年—2012年鄭州市人均GDP及賈魯河中牟陳橋斷面COD和氨氮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，結(jié)果顯示：從環(huán)境庫茲涅茨曲線來看，鄭州市已通過倒U型曲線拐點(diǎn)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境污染程度將呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，表明目前鄭州市環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展關(guān)系處于良性發(fā)展階段。氨氮庫茲涅茨曲線從2008年之后越過轉(zhuǎn)折點(diǎn)，目前已處于倒U形的右側(cè)；COD庫茲涅茨曲線形狀從2001年之后已經(jīng)越過轉(zhuǎn)折點(diǎn)，均處于倒U形的右側(cè)。

3.3 控制方案初步設(shè)計(jì)

鄭州的水環(huán)境改善壓力與北京相當(dāng)，但經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等明顯有別于北京，標(biāo)準(zhǔn)制定應(yīng)兼顧環(huán)境保護(hù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。借鑒北京經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合流域?qū)嶋H，嘗試排放標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)接軌。分區(qū)域差別化控制，適度收緊鄭州市區(qū)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)?；谒|(zhì)改善的需求，分情景研究不同控制水平下的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性。

因此，基于賈魯河水質(zhì)目標(biāo)的城鎮(zhèn)生活污水處理廠控制水平預(yù)測(cè)結(jié)果和污水處理的工藝路線，擬定高、中、低三種控制水平。其中低控制水平采用現(xiàn)有成熟的工藝路線即可實(shí)現(xiàn)，中控制水平通過現(xiàn)有成熟工藝路線的優(yōu)化即可實(shí)現(xiàn)，高控制水平則需采用膜處理等新工藝才能實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，綜合考慮現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)有及在建污水處理廠實(shí)際控制水平、流域水質(zhì)改善需要等因素，又將高、中、低三種控制水平細(xì)分為五個(gè)方案，具體如下：

方案一(低控制水平)： 化學(xué)需氧量50 mg/L、氨氮5mg/L，也即現(xiàn)行GB18918-2002一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)。該方案全流域執(zhí)行。

方案二(中控制水平)：化學(xué)需氧量40 mg/L、氨氮4mg/L，其它指標(biāo)執(zhí)行GB18918-2002一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)，也即流域內(nèi)在建的鄭州新區(qū)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)。該方案僅鄭州市區(qū)(含航空港區(qū))執(zhí)行，其它區(qū)域仍執(zhí)行GB18918-2002一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)。

方案三(中控制水平)：化學(xué)需氧量40 mg/L、氨氮3mg/L，其它指標(biāo)執(zhí)行GB18918-2002一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)，主要參考流域內(nèi)在建的鄭州市雙橋污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)。該方案僅鄭州市區(qū)(含航空港區(qū))執(zhí)行，其它地區(qū)仍執(zhí)行GB18918-2002一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)。

方案四(高控制水平)：化學(xué)需氧量30 mg/L、氨氮2(3)mg/L，其它指標(biāo)與地表水Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)。也即基于水質(zhì)目標(biāo)的控制水平。該方案僅鄭州市區(qū)(含航空港區(qū))執(zhí)行，其它區(qū)域仍執(zhí)行現(xiàn)行GB18918-2002一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)。

方案五(高控制水平)：化學(xué)需氧量30 mg/L、氨氮1.5(2.5)mg/L，其它指標(biāo)與地表水Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)。也即基于水環(huán)境功能目標(biāo)的控制水平，與北京標(biāo)準(zhǔn)限值基本相同。該方案僅鄭州市區(qū)(含航空港區(qū))執(zhí)行，其它地區(qū)仍執(zhí)行現(xiàn)行GB18918-2002一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 控制方案比選

針對(duì)擬定的高、中、低三種控制水平的五個(gè)方案，從工藝路線、工程示例、經(jīng)濟(jì)投入等方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性分析，預(yù)測(cè)各方案的水質(zhì)改善效果，對(duì)比各方案的利與弊，統(tǒng)籌考慮流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、水污染治理技術(shù)裝備發(fā)展水平、賈魯河水質(zhì)改善需要等因素，提出標(biāo)準(zhǔn)控制方案。

三種控制水平的五個(gè)方案綜合對(duì)比見表2。

表2 不同控制水平、控制方案綜合對(duì)比表

由表中數(shù)據(jù)可見，高的控制水平就意味著高的經(jīng)濟(jì)投入，當(dāng)然也就會(huì)有好的環(huán)境效益。其中方案三經(jīng)濟(jì)投入較適中，依托成熟工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)及強(qiáng)化管理，水質(zhì)改善特別是中牟陳橋斷面水質(zhì)改善明顯。

在各方案綜合比選的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌考慮流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的政治經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性、河流水質(zhì)改善和環(huán)境管理需要等因素，將方案三作為控制方案。

4 結(jié)語

從行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)到流域排放標(biāo)準(zhǔn)，由依據(jù)行業(yè)發(fā)展所能承受的治污水平確定排放標(biāo)準(zhǔn)限值，到依據(jù)河流水質(zhì)目標(biāo)、環(huán)境容量來確定排放標(biāo)準(zhǔn)限值，從某種意義上講，是環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的重大轉(zhuǎn)變。

制定流域標(biāo)準(zhǔn)必須要解決好流域主要污染源的控制，控制重點(diǎn)應(yīng)著力于流域主要水污染源，控制水平要緊扣水質(zhì)改善和環(huán)境管理需求，但也必須充分考慮流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的階段性特征。

[1] 魯東霞. 雙洎河流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的定位研究[J]. 河南科學(xué), 2012, 30(9): 1311-1314．

[2] 河南省統(tǒng)計(jì)局, 國(guó)家統(tǒng)計(jì)局河南調(diào)查總隊(duì). 河南2013統(tǒng)計(jì)年鑒[M]. 北京: 中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社, 2012．

[3] 河南省環(huán)境保護(hù)局. 河南省環(huán)境功能區(qū)劃[M].鄭州：河南省環(huán)境保護(hù)局，2006

[4] 中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局. 2012年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒[M]. 北京: 中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社, 2012．

Study on key pollutant species and concentration thresholds controlled by water pollutant discharge standard in River Basin

Li Jie

(Henan Research Academy of Environmental Sciences, Zhengzhou 450004, China)

Based on the development of water pollutant discharge standard in Jialu River Basin, this paper discusses the technical method of watershed standard setting. According to the characteristics of river basin water quality and pollution discharge, the causes of water pollution are analyzed and the main pollutants are identified and taken as the key control objects. With the consideration of the water quality improvement and environmental management needs and the stage characteristics of the social and economic development of the river basin, the standard control level is determined.

water pollutant emission standard; watershed water quality standard

2017-02-09;2017-03-03修回

李潔，女，1973年生，碩士，高級(jí)工程師，主要從事環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制定、環(huán)境影響評(píng)價(jià)等工作。E-mail：807795835@qq.com

X32

A