王留鎖

（遼寧省生態(tài)環(huán)境保護(hù)科技中心，遼寧沈陽 110161）

1 引言

遼西北是遼寧省的西北地區(qū)，包括錦州市、阜新市、鐵嶺市、朝陽市、葫蘆島市5 個市，該地區(qū)嚴(yán)重缺水。近年來，由于全球氣候變暖，遼西北地區(qū)水資源量顯著減少。受遼西北地區(qū)河流水量不足影響，區(qū)域內(nèi)河道淤積、沙化嚴(yán)重、水土流失加劇，水質(zhì)惡化、生態(tài)平衡遭到破壞。遼西北供水工程的實施，徹底解決了遼西北目前存在的用水嚴(yán)重短缺問題，隨著農(nóng)村居民生活水平的迅速提高，生活污水隨意排放所導(dǎo)致的農(nóng)村環(huán)境污染不容忽視。本文通過對遼西北丘陵地區(qū)農(nóng)村生活污水各類污染物產(chǎn)污系數(shù)進(jìn)行測算研究，提出適合遼西北丘陵地區(qū)的農(nóng)村生活污水產(chǎn)污系數(shù)，為農(nóng)村生活污水減排提供理論依據(jù)。

2 研究內(nèi)容與方法

2.1 研究區(qū)域概況

選擇錦州北鎮(zhèn)市鮑家鄉(xiāng)、常興店鎮(zhèn)、羅羅堡鎮(zhèn)，朝陽北票市涼水河鄉(xiāng)作為典型區(qū)域進(jìn)行研究，具有一定的地域代表性。錦州市屬溫帶季風(fēng)性氣候，年平均氣溫9.1 ℃，年平均降水量570 mm，地勢東北高、南部低，農(nóng)村常住居民人均年可支配收入15 384元；朝陽市屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，全年平均氣溫5.4～8.7 ℃，年降水量450～580 mm，區(qū)域地勢地表層巒疊嶂，丘陵起伏，峽谷相間，溝壑縱橫，農(nóng)村常住居民人均年可支配收入12 681 元。

2.2 研究方法

2.2.1 監(jiān)測點的設(shè)置及采樣方法

本研究的生活污水指生活在北鎮(zhèn)市鮑家鄉(xiāng)、常興店鎮(zhèn)、羅羅堡鎮(zhèn)，北票市涼水河鄉(xiāng)范圍內(nèi)的農(nóng)村常住人口在日常生活中產(chǎn)生的污水，包括洗漱、洗衣、洗澡、廚房、房屋清潔產(chǎn)生的直接排出戶外的污水。2018 年9 月至11 月，選擇錦州北鎮(zhèn)市3 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)具有代表性的30 戶農(nóng)戶開展總污水監(jiān)測。在已初步完成農(nóng)村生活源水污染物產(chǎn)污校核系數(shù)測算的基礎(chǔ)上，2019 年7 月、8 月，選擇朝陽北票市涼水河鄉(xiāng)具有代表性的3 戶農(nóng)戶開展不同類型生活污水調(diào)查和監(jiān)測，進(jìn)一步研究生活污水污染特征。每次連續(xù)3 d對監(jiān)測農(nóng)戶所產(chǎn)生的生活污水進(jìn)行收集，污水收集采用發(fā)放污水收集桶的方式，采樣監(jiān)測后送至實驗室完成COD、BOD5、NH3-N、TN、TP、油類等指標(biāo)的分析測定。樣品采集及指標(biāo)均按國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定和技術(shù)規(guī)范［1］執(zhí)行，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

因選擇的監(jiān)測點位地形條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、農(nóng)戶生活方式相近，只是生活用水供水量以及用水來源有所差異，因此從農(nóng)戶用水來源上進(jìn)行區(qū)分，按自來水、井水或泉水、村集中供桶裝水開展研究。

2.2.2 產(chǎn)污系數(shù)界定

污水及污染物產(chǎn)生系數(shù)指農(nóng)村家庭戶在居家生活中日均每人產(chǎn)生的生活污水量及污染物量［2-6］。通過調(diào)查相應(yīng)的農(nóng)戶人數(shù)、用水量和生活習(xí)慣，特征污染物的實測濃度，確定其人均污水量和主要污染物產(chǎn)生系數(shù)?；居嬎愎綖椋?/p>

式中，F(xiàn)i為廢水中污染物i 的產(chǎn)生系數(shù)，g/（人·d）；WC為測算住戶的生活污水排放量，m3/d，此值為監(jiān)測值；Ci為污染物i 的實測濃度，mg/L，此值為監(jiān)測值；n 為對應(yīng)于日的系數(shù)，取值為1；N 為所測農(nóng)戶的常住人數(shù)，人，此值為調(diào)查值。

3 結(jié)果與分析

3.1 農(nóng)村生活污水?dāng)?shù)據(jù)合理性分析

3.1.1 總生活污水各指標(biāo)數(shù)據(jù)合理性分析

北鎮(zhèn)市30 戶農(nóng)戶生活污水監(jiān)測指標(biāo)統(tǒng)計匯總見表1。

表1 北鎮(zhèn)市30 戶農(nóng)戶生活污水監(jiān)測指標(biāo)統(tǒng)計匯總

從表1 可以看出，30 戶農(nóng)戶總生活污水人均日產(chǎn)污水量、COD、BOD5、NH3-N、TN、TP、動植物油變異系數(shù)均高于50%，表明雖然農(nóng)戶居住地形條件和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、生活方式相近，但是各指標(biāo)濃度隨農(nóng)戶生活方式等因素的不同還是存在較大差異。根據(jù)偏度和峰度可以看出，人均日產(chǎn)污水量和COD、BOD5、NH3-N、TN、TP、動植物油呈偏態(tài)分布，對各指標(biāo)在異常值剔除的基礎(chǔ)上進(jìn)行對數(shù)變換并對變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行Shapiro-Wilk 檢驗。

北鎮(zhèn)市30 戶農(nóng)戶生活污水各監(jiān)測指標(biāo)對數(shù)轉(zhuǎn)換后的檢驗結(jié)果見表2。

表2 北鎮(zhèn)市30 戶農(nóng)戶生活污水各監(jiān)測指標(biāo)對數(shù)轉(zhuǎn)換后的檢驗結(jié)果

從表2 可知，人均日產(chǎn)污水量和COD、BOD5、NH3-N、TN、TP、動植物油經(jīng)自然對數(shù)變換后符合正態(tài)分布，故用幾何平均數(shù)表示各指標(biāo)濃度的平均水平。因此，計算得出監(jiān)測農(nóng)戶總生活污水中人均日產(chǎn)污水量為16.42 L，COD、BOD5、NH3-N、TN、TP、動植物油濃度的平均水平分別 為696.9，341.83，4.34，36.79，4.32，2.28 mg/L。

3.1.2 分類生活污水各指標(biāo)數(shù)據(jù)合理性分析

北票市3 戶農(nóng)戶監(jiān)測分類生活污水各指標(biāo)分析結(jié)果見表3。

表3 北票市3 戶農(nóng)戶分類生活污水監(jiān)測指標(biāo)統(tǒng)計匯總

從偏度和峰度來看，餐廚污水的TP、動植物油，房屋清潔污水的人均日產(chǎn)污水量、TP、動植物油，洗漱污水的人均日產(chǎn)污水量、TN、TP，洗衣污水的人均日產(chǎn)污水量、COD、NH3-N、動植物油，洗澡污水的人均日產(chǎn)污水量、NH3-N 服從正態(tài)分布，而其他分類污水各指標(biāo)則不服從正態(tài)分布。在剔除異常值基礎(chǔ)上，對不符合正態(tài)分布的污水指標(biāo)進(jìn)行自然對數(shù)變換，變換后各類污水各指標(biāo)符合正態(tài)分布（p＞0.05），故用幾何平均數(shù)表示監(jiān)測農(nóng)戶污水指標(biāo)經(jīng)轉(zhuǎn)換后符合正態(tài)分布濃度的平均水平，用算數(shù)平均數(shù)表示監(jiān)測農(nóng)戶污水指標(biāo)轉(zhuǎn)換前就已接近正態(tài)分布濃度的平均水平。由此合理得出北票市監(jiān)測農(nóng)戶各類污水各指標(biāo)排放濃度的平均水平，見表4。

表4 北票市3 戶農(nóng)戶分類生活污水監(jiān)測指標(biāo)平均水平

3.2 生活污水產(chǎn)污系數(shù)的測算

因監(jiān)測分類污水的北票市3 戶典型農(nóng)戶用水來源均為村定期開車送水，無井水及自來水，故將分類的生活污水產(chǎn)污系數(shù)求和計算總污水，只分析影響因素在不同用水來源下總生活污水產(chǎn)污系數(shù)的情況。對不同用水來源下生活污水進(jìn)行方差分析見表5。

表5 用水來源對農(nóng)戶生活污水產(chǎn)污系數(shù)影響的方差分析

由表5 可知，用水來源對農(nóng)戶生活污水中人均日產(chǎn)污水量和動植物油產(chǎn)污系數(shù)無顯著影響（p＞0.05），但對COD，BOD5，NH3-N，TN，TP 影響極顯著（p＜0.01）。因此，COD，BOD5，NH3-N，TN，TP 產(chǎn)污系數(shù)需按用水來源劃分，而人均日產(chǎn)污水量和動植物油產(chǎn)污系數(shù)可取監(jiān)測農(nóng)戶的平均值作為統(tǒng)一值。

農(nóng)戶生活污水產(chǎn)污系數(shù)測算結(jié)果見表6。自來水與井水來自北鎮(zhèn)市的監(jiān)測，其中，COD，BOD5，TN產(chǎn)污系數(shù)一致，NH3-N 和TP 系數(shù)趨勢接近，說明生活方式、生活水平趨同系數(shù)接近。集中送水來自北票市監(jiān)測，與北鎮(zhèn)市系數(shù)偏差較大，可能是由于用水本底值不同和生活方式引起的差異。人均日產(chǎn)污水量和動植物油產(chǎn)污系數(shù)不受相關(guān)因素影響，表示地域、生活水平一致而人均日產(chǎn)污水量和動植物油產(chǎn)污系數(shù)接近。

表6 不同用水來源農(nóng)戶生活污水產(chǎn)污系數(shù)測算結(jié)果

由此，錦州北鎮(zhèn)市農(nóng)戶生活污水人均日產(chǎn)量為19.12 L，COD、BOD5、TN、動植物油產(chǎn)污系數(shù)分別為0.05，0.11，0.09，0.87 g/（人·d），NH3-N 和TP 在7.29～7.35 g/（人·d）和14.69～14.83 g/（人·d）。

4 結(jié)論

（1）監(jiān)測農(nóng)戶總生活污水中人均日產(chǎn)污水量16.42 L，COD、BOD5、NH3-N、TN、TP、動植物油濃度的平均水平分別為696.9，341.83，4.34，36.79，4.32，2.28 mg/L。

（2）用水來源對農(nóng)戶生活污水中人均日產(chǎn)污水量和動植物油產(chǎn)污系數(shù)無顯著影響，可取監(jiān)測農(nóng)戶的平均值作為統(tǒng)一值。錦州北鎮(zhèn)市農(nóng)戶生活污水人均日產(chǎn)量19.12 L，COD、BOD5、TN、動植物油產(chǎn)污系數(shù)分別為0.05，0.11，0.09，0.87 g/（人·d），NH3-N 和TP 產(chǎn)污系數(shù)分別為7.29～7.35 g/（人·d）和14.69～14.83 g/（人·d）。朝陽北票市農(nóng)戶生活污水人均日產(chǎn)量19.12 L，COD、BOD5、NH3-N、TN、TP、動植物油產(chǎn)污系數(shù)分別為13.59，6.49，0.09，0.43，0.02，0.87 g/（人·d）。