王長芳子，逄 勇,2

(1.河海大學(xué) 環(huán)境學(xué)院，南京 210098；2.河海大學(xué) 淺水湖泊綜合治理與資源開發(fā)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210098)

1 引 言

在我國經(jīng)濟(jì)由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段過程中，污染防治和環(huán)境治理是需要跨越的一道重要關(guān)口。為切實(shí)加大水污染防治力度，保障國家水安全，國家制定了“水十條”[1]。水污染防治法旨在保護(hù)和改善環(huán)境，防治水污染，保護(hù)水生態(tài)，保障飲用水安全，維護(hù)公眾健康，推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。陸一維[2]對(duì)無錫市運(yùn)東片區(qū)、岳政[3]對(duì)洪澤湖、宋為威[4-5]對(duì)秦淮河及七橋甕國考斷面的水環(huán)境進(jìn)行了水質(zhì)分析及污染物入河量進(jìn)行了計(jì)算。陳亞平[6]通過計(jì)算各污染源的分擔(dān)率進(jìn)行污染源的解析，得到岷江大橋水體主要污染源為生活源和畜禽養(yǎng)殖。饒瑤[7]通過建立輸出系數(shù)模型，結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及資料，估算瀨溪河瀘縣段污染負(fù)荷并分析主要來源為城鎮(zhèn)生活源及工業(yè)源。楊麗萍[8]利用主成分分析及絕對(duì)主成分得分多元線性回歸模型等對(duì)溫瑞塘河流域水體進(jìn)行污染源解析，結(jié)果表明該流域在城市區(qū)域得到4個(gè)污染源，郊區(qū)3個(gè)污染源，農(nóng)村3個(gè)污染源。本文通過水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料、污染源現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查等進(jìn)行水質(zhì)分析及污染物入河量計(jì)算，通過分析各污染源的貢獻(xiàn)率得到研究區(qū)域內(nèi)主要污染來源，并對(duì)主要水環(huán)境問題進(jìn)行診斷并提出對(duì)策。

2 研究區(qū)域及概況

鴉崗斷面位于廣東省白云區(qū)，為國考斷面，2019年“水十條”水質(zhì)考核目標(biāo)為Ⅳ類水，2017年及2018年前10月水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，斷面水質(zhì)超標(biāo)。鴉崗為西航道起始斷面，珠江從鴉崗流至白鵝潭統(tǒng)稱為西航道，長18km。珠江三角洲河網(wǎng)發(fā)育，水道縱橫交錯(cuò)，河網(wǎng)密度0.81～0.88km/km2，河網(wǎng)區(qū)面積9 750km2，是典型的河網(wǎng)三角洲[9-10]。鴉崗斷面處于感潮河段，水質(zhì)既受上游流溪河、白坭河、西南涌來水所承載污染物的影響，漲潮期又受到下游水體中污染負(fù)荷逆流而上的影響[11]。依據(jù)《廣州市城市環(huán)境總體規(guī)劃(2014～2030年)》，確定研究區(qū)域上游流溪河以考核斷面李溪壩斷面為界，白坭河以考核斷面大坳斷面為界，西南涌以入廣州市為界，下游以考核斷面鴉崗斷面為界。研究區(qū)域地理位置約為23°21′～23°39′N，113°14′～113°32′E，面積約為228.2km2，涉及行政區(qū)包括廣州市的白云區(qū)與花都區(qū)。研究區(qū)域及水系見圖1。

圖1 研究區(qū)域及水系圖Fig.1 Research area and drainage system diagram

3 水質(zhì)分析

3.1 鴉崗斷面水質(zhì)現(xiàn)狀

根據(jù)2017年水質(zhì)監(jiān)測(cè)情況，從水質(zhì)指標(biāo)年均值角度分析，鴉崗斷面水質(zhì)屬于地表水Ⅴ類，超標(biāo)的主要因子為氨氮，其中氨氮屬Ⅴ類水質(zhì)范疇。

表1 鴉崗斷面2017年水質(zhì)情況Tab.1 Water quality conditions of the Yagang section in 2017 (mg/L)

由表1可見，2017年西航道鴉崗斷面COD、總磷均能夠達(dá)到Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)，氨氮未能達(dá)標(biāo)，超標(biāo)倍數(shù)為0.32。

3.2 鴉崗斷面水質(zhì)變化趨勢(shì)

從近3年的情況分析(表2)，鴉崗斷面主要污染指標(biāo)氨氮濃度呈上升趨勢(shì)。2017年該斷面水質(zhì)為Ⅴ類，主要污染指標(biāo)氨氮濃度為1.97mg/L，同比上升1.4%。2018年1～10月，該斷面水質(zhì)類別為劣V類，主要污染指標(biāo)氨氮濃度為2.68 mg/L，同比上升42.6%；總磷濃度為0.19 mg/L，同比持平。鴉崗斷面溶解氧濃度2016年為Ⅳ類水，2017年稍有好轉(zhuǎn)，但在2018年前10個(gè)月溶解氧濃度下降。

表2 2016～2018年鴉崗斷面各指標(biāo)年均值Tab.2 Annual average concentration of each indicator of the Yagang section in 2016～2018 (mg/L)

4 污染物入河量計(jì)算及特征分析

4.1 污染源現(xiàn)狀

4.1.1 點(diǎn)源

4.1.1.1 污水處理廠及分散式污水處理設(shè)施

研究區(qū)域內(nèi)污水處理廠包括白云區(qū)的龍歸污水處理廠、竹料污水處理廠、石井污水處理廠，這3個(gè)污水處理廠執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18919)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，總設(shè)計(jì)處理能力35萬t/d，實(shí)際處理規(guī)模23.3萬t/d。石井、龍歸污水處理廠的尾水受納水體不屬于本次研究范圍，因此最終排放值除去以上污水處理廠收納的污水及污染物。石井污水處理廠實(shí)際處理4 590.83萬t/a，COD、氨氮、總磷出口濃度分別為11.3、0.17、0.22mg/L。2017年竹料污水處理廠年排放污染物量：分別為COD124.26 t、氨氮5.31 t、總磷4.14 t。

農(nóng)村生活分散式污水處理設(shè)施污染物排放考慮24個(gè)污水未接入市政污水管網(wǎng)的行政村，共有39個(gè)污水處理設(shè)備。COD平均進(jìn)水濃度為54.8mg/L，出水濃度為13mg/L；氨氮平均進(jìn)水濃度為9.99mg/L，氨氮平均出水濃度為3.15mg/L，總磷平均進(jìn)水濃度為1.37mg/L，總磷出水平均濃度為0.798mg/L。

4.1.1.2 工業(yè)企業(yè)

根據(jù)2017年環(huán)統(tǒng)數(shù)據(jù)獲知：研究范圍內(nèi)有13家直接排放工業(yè)廢水的企業(yè)(不含“散亂污”場(chǎng)所等)，廢水排放量合計(jì)為6.8萬t/a。COD、氨氮、總磷產(chǎn)生量分別為205.33t、8.97t和4.07t，直排外環(huán)境量分別為7.91t、1.78t、0.015 3t。

4.1.1.3 生活直排

經(jīng)實(shí)地調(diào)查，研究區(qū)域內(nèi)管網(wǎng)覆蓋范圍較小，污水接管不到位，城中村、城郊結(jié)合部等盲點(diǎn)和薄弱地區(qū)存在管網(wǎng)未到、雨污合流、污水直排等問題導(dǎo)致大量生活污水未經(jīng)處理而直接排放到水體中。研究區(qū)域內(nèi)人口約148.3萬人，約有69.53%的生活污水未經(jīng)收集處理直排。2017年研究區(qū)域內(nèi)生活污染直排量分別為：COD 32 392.30 t、NH3-N 3 690.95t、TP 424.69 t。

4.1.2 面源

流域面源包含農(nóng)業(yè)面源和城鎮(zhèn)徑流。面源入河情況，見表3。

表3 2017年研究區(qū)域內(nèi)面源污染物入河量結(jié)果Tab.3 Results of various Non-point source pollutants entering the river in 2017 (t)

經(jīng)對(duì)相關(guān)鎮(zhèn)街及村實(shí)地走訪調(diào)查，在本研究區(qū)域內(nèi)沒發(fā)現(xiàn)規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖以及散養(yǎng)禽畜，因此本研究對(duì)畜禽養(yǎng)殖源的污染物不做計(jì)算。根據(jù)調(diào)查，研究范圍內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)養(yǎng)殖模式100%為池塘養(yǎng)殖，池塘養(yǎng)殖面積為23 598.18畝，養(yǎng)殖品種以四大家魚為主，養(yǎng)殖產(chǎn)量為24 203.24t/a；不同用地類型分別為水田53.727km2、旱地0.321 km2、菜地0.780 km2、果園8.262 km2。采用《湖泊污染負(fù)荷計(jì)算方法》中單位負(fù)荷法計(jì)算城鎮(zhèn)徑流面源，本次研究范圍內(nèi)城鎮(zhèn)徑流面源COD總排放量為1 961.73t/a，NH3-N總排放量為239.77t/a，TP總排放量為87.19t/a。

4.1.3 入河污染物計(jì)算

根據(jù)各污染源基礎(chǔ)資料及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析各個(gè)污染源的入河量情況，由此可知本次研究區(qū)域內(nèi)污染物COD、氨氮、總磷的入河量分別為35 635.67t/a、4 010.558t/a、539.346t/a，匯總研究區(qū)域內(nèi)各類污染物入河量，見表4。

表4 研究區(qū)域污染物入河量匯總表Tab.4 Summary of various pollutants entering the river in 2017 (t)

4.2 污染源特征分析

將研究區(qū)域各污染源COD、NH3-N、TP入河量構(gòu)成作圖分析，見圖2。

由圖2可知，生活源對(duì)COD入河量貢獻(xiàn)最大，占總體的91%，其次是城市徑流，占6%，畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)田灌溉和農(nóng)田徑流對(duì)COD貢獻(xiàn)量較小；生活源對(duì)氨氮的入河量貢獻(xiàn)最大，占總體的92%，其次為城市徑流，占比6%；生活源對(duì)總磷的入河量貢獻(xiàn)最大，占總體的80%，其次為城市徑流，占16%?？傮w上，研究區(qū)域COD、氨氮、TP均以生活污染為主，工業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等對(duì)總磷貢獻(xiàn)量較小。

圖2 研究區(qū)域各類污染源入河貢獻(xiàn)比Fig.2 The proportion of all kinds of pollution sources entering the river in the study area

5 主要水環(huán)境問題和對(duì)策

5.1 水環(huán)境問題分析

5.1.1 污水收集能力偏低

研究區(qū)域內(nèi)目前已建污水處理廠包括龍歸污水處理廠、竹料污水處理廠、石井污水處理廠。污水管網(wǎng)建設(shè)主要集中在流溪河兩岸人口聚集地，流溪河左岸的沿河街鎮(zhèn)(鐘落潭、人和鎮(zhèn)、太和鎮(zhèn)、均禾街道、石井街道)區(qū)域污水管網(wǎng)建設(shè)比較密集，但流溪河右岸的人和鎮(zhèn)污水管網(wǎng)建設(shè)較少。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，部分合流制管道管徑偏小，不能滿足現(xiàn)時(shí)的排水需要，污水與地面雨水一起形成徑流匯入河涌；并且有些城中村的污水管網(wǎng)未設(shè)污水支管、某些污水提升泵站未建成等原因，造成區(qū)域內(nèi)的生活污水無法納入市政污水管網(wǎng)，區(qū)域污水收集處理能力不足。

此外，研究區(qū)域內(nèi)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施不夠完善，依然存在生活污水直接排放入河道的情況，對(duì)臨近支涌水環(huán)境產(chǎn)生較大影響。

5.1.2 跨界來水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)

鴉崗斷面水質(zhì)主要受廣佛交界西南涌、白坭河和流溪河來水水質(zhì)的影響，其中西南涌來水廣佛跨界斷面水質(zhì)為劣Ⅴ類，主要超標(biāo)污染物為氨氮，來水水質(zhì)差，水量多，攜帶的污染負(fù)荷對(duì)鴉崗斷面水質(zhì)影響較大；流溪河李溪壩斷面年均值均達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但流溪河下游李溪壩～江村段白云區(qū)大量直排污染物對(duì)鴉崗斷面水質(zhì)惡化也會(huì)產(chǎn)生一定的影響；白坭河大坳斷面近三年水質(zhì)均為劣Ⅴ類，氨氮超標(biāo)比較嚴(yán)重，近3年達(dá)標(biāo)月份只有2次，對(duì)下游鴉崗斷面水質(zhì)惡化有很大的影響。

5.1.3 “散亂污”及沿河違法建設(shè)存量大

根據(jù)調(diào)查，研究區(qū)范圍內(nèi)“散亂污”及沿河違法建設(shè)存量很大。廣州將對(duì)重點(diǎn)河涌流域兩岸的“散亂污”工業(yè)企業(yè)進(jìn)行全面清理[12]，白云區(qū)已累計(jì)整治“散亂污”場(chǎng)所12 896家。大量排放污(廢)水“散亂污”場(chǎng)所被關(guān)停，對(duì)流溪河乃至鴉崗斷面水質(zhì)的改善起到巨大的作用。但由于歷史存量巨大，仍有大量“散亂污”場(chǎng)所未能治理。

5.1.4 感潮河段污染物回蕩影響

鴉崗斷面處于廣州市珠江三角洲感潮河段范圍內(nèi)，鑒于河流流速、潮位和污染物輸移之間內(nèi)在的聯(lián)系[13]，不同潮汐條件下潮汐周期性的變化的影響，以致河口段的水流流向、流速和流量經(jīng)常發(fā)生劇烈變化，從而造成鴉崗斷面水質(zhì)問題的復(fù)雜性[14]。感潮河段受海水頂托，流動(dòng)困難，造成下游污水滯留，大量有機(jī)物沉積于河底厭氧發(fā)酵，使水體黑臭。此外，由于潮汐震蕩入河，使河道沉積底泥中的污染物經(jīng)擾動(dòng)后重新進(jìn)入水體[15]，在潮汐作用下，水體往復(fù)振蕩，需較長時(shí)間到達(dá)出?？?，污染物的自凈能力較差，一旦受污染，持續(xù)時(shí)間較長[16-17]。

5.2 整治思路及建議

5.2.1 整治思路

本次研究區(qū)域的總面積為229.8km2，共涉及人口約148.4萬人，人口密度大。研究顯示生活污染源對(duì)污染總量貢獻(xiàn)大，因此生活污染源整治為重點(diǎn)內(nèi)容；研究區(qū)域內(nèi)只有13家直排企業(yè)，但“散亂污”場(chǎng)所等較多，缺乏接管處理配套設(shè)施，故應(yīng)加強(qiáng)對(duì)“散亂污”場(chǎng)所等整治及監(jiān)管；水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的整治重點(diǎn)在于加強(qiáng)監(jiān)管，化整為零，使養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；?；來水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，攜帶較多污染物。因此，鴉崗斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)整治區(qū)域內(nèi)的首要任務(wù)是對(duì)生活污染源和來水水質(zhì)整治。

5.2.2 建議

建議加強(qiáng)流溪河右岸配套污水管網(wǎng)建設(shè)；通過鋪設(shè)污水支管、建設(shè)污水提升泵站，提高城中村接駁完成率，解決城中村、城郊結(jié)合部等盲點(diǎn)地區(qū)管網(wǎng)未到、雨污合流、管網(wǎng)密度較低、建設(shè)不均衡等問題；新建污水處理廠等提高現(xiàn)狀污水處理廠的處理能力，保證區(qū)域內(nèi)足夠的污水處理設(shè)施；另外，加強(qiáng)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的運(yùn)行管理、問題。

建議廣州市各區(qū)政府及佛山市相關(guān)部門和單位加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，確保完成各項(xiàng)工作任務(wù)，對(duì)斷面水質(zhì)改善重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行協(xié)調(diào)、推進(jìn)及落實(shí)保障西南涌入境斷面、白坭河大坳斷面達(dá)到水質(zhì)目標(biāo)要求，保證鴉崗上游來水水質(zhì)改善。

此外，為使鴉崗斷面水質(zhì)改善必須加強(qiáng)力度、持續(xù)整治、關(guān)停各類“散亂污”等場(chǎng)所。

6 結(jié) 論

6.1 鴉崗斷面2017年水質(zhì)為Ⅴ類水，2018年前10個(gè)月水質(zhì)又惡化為劣Ⅴ類水，主要超標(biāo)因子為氨氮。相比于2017年COD、氨氮、總磷濃度均有所上升，且溶解氧濃度下降。推測(cè)研究區(qū)域水體溶解氧含量的下降與水體中COD、氨氮、總磷含量的上升有關(guān)。

6.2 根據(jù)實(shí)地調(diào)查結(jié)合匯水單元、水系、土地利用現(xiàn)狀及支流覆蓋人等口計(jì)算研究區(qū)域內(nèi)主要污染物入河量分別為COD為35 635.67t、氨氮為4 010.558t、總磷為539.346t，其中均以生活污染為主，工業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等對(duì)總磷貢獻(xiàn)量較小。

6.3 針對(duì)研究區(qū)域現(xiàn)狀建議研究區(qū)域內(nèi)采取提高生活污水收集處理率，加強(qiáng)“散亂污”等場(chǎng)所整治工作，改善邊界來水水質(zhì)等整治措施。