牛头山水库水源地保护存在的问题与对策探讨

徐文博,徐明宝

(1.临海市水利局城关水利站,浙江 临海 317000;2.临海市水利局,浙江 临海 317000)

1 牛头山水库概况

临海市牛头山水库位于灵江支流逆溪上,距临海城区22 km。坝址座落在邵家渡街道的牛头山村,东径 121°16′,北纬28°51′。总库容3.025亿m3,有效库容1.585亿m3,集雨面积254 km2,在95%的保证率下年可供水量为1.59亿m3。库区内有小芝镇以及东塍镇的康岭办事处和邵家渡、涌泉镇的个别行政村,共计63个行政村,总人口63 607,山林总面积20 653.6 hm2,森林覆盖率为64.44%。该水库除了防洪、发电和满足农田灌溉作用外,更是临海城区和东部沿海区块(包括椒江区的两镇一乡)近60多万人的主要饮用水水源地。该水库水源地根据水功能区划分方案,目标水质为Ⅱ类,现状水质根据2008年第1季度监测结果为Ⅲ类,水体中富营养化;在2006年10月城区自来水管网中检测出锰含量超标;在2007年6月环保、卫生、供水3部门对锰含量超标原因的联合调查中,检测出库区周边土壤中锰的浓度高于全国背景中值水平,库底泥、库底层水体锰含量超标。

2 入库污染源调查分析

2.1 农田、自然林的污染

根据《临海市饮用水水源地环境保护规划》(2007年),对牛头山水库水源地非点源污染物的年排入量分析计算的各种源强数据(下同),农田源强系数为:COD为22.5 kg/(667 m2·a),氨氮为4.5 kg/(667 m2·a)。旱地源强系数为:COD 为15 kg/(667m2·a), 氨氮为3 kg/(667 m2·a)。自然林源强系数为:COD为10 kg/(667 m2·a),氨氮为2 kg/(667 m2·a)。按此计算产生的污染物为:COD为3 791.4 t/a,氨氮758.2 t/a。

2.2 农药、化肥污染

根据对库区小芝镇等的47个行政村97户农户的农药和化肥施用量的抽样调查,库区2007年的化肥施用总量为1 535.52 t,农药施用总量为7.68 t。又据有关资料显示:化肥利用率为70%～80%,其余的渗入土壤、地下水和挥发空气中;农药一般只有10%～20%附着在农作物上及被害虫吸收分解外,而80%～90%则流失在土壤、水体和空气中。农药的流失,通过灌水与降水等淋溶作用下污染水体;过量使用氮肥和磷肥,氮、磷流入水体,日积月累,极易造成水体的富营养化。

2.3 工业企业污染

目前,有较大污染源的企业已由环保部门一票否决,禁止入库。据调查统计,库区内有生产企业78家,工业废水排放量较小,但生产废料、废水污染水环境在一定程度上存在,影响着周边水环境。

2.4 畜禽养殖污染

库区养殖禽畜排泄的粪便,除一部分由农作物吸收外,还有一部分对土壤和水体环境造成污染,使水体富营养化。根据调查统计,2007年库区内家庭养牛943头,猪19 742头,羊2 328头,家禽48 930只。其中有100头以上养猪场4家,饲养生猪660头;有饲养肉牛1家,饲养量80头;有饲养鸵鸟1家,饲养量500只。

牛源强系数确定为:牛饲养周期365 d,牛粪7 300 kg/a,牛尿 3 600 kg/a。牛粪 COD为 31.0 kg/t,氨氮为 1.7 kg/t,总磷1.2 kg/t;牛尿COD为6.0 kg/t,氨氮为3.5 kg/t,总磷0.4 kg/t。

猪源强系数确定为:猪饲养周期150 d,猪粪300 kg/a,猪尿495 kg/a。猪粪COD为52.0 kg/t,氨氮为3.1 kg/t,总磷3.4 kg/t;猪尿COD为9.0 kg/t,氨氮为1.4 kg/t,总磷为0.5 kg/t。

家禽源强系数确定为:家禽饲养周期60 d,家禽粪6 kg/a。家禽粪 COD为45.0 kg/t,氨氮为 4.8 kg/t,总磷 5.4 kg/t。经计算产生的污染物为:COD为666.53 t/a,总氮为59.09 t/a,总磷为37.72 t/a。

2.5 居民生活污水、垃圾污染

生活污水一般不含有毒物质,但含有大量细菌 (包括病原菌、病毒和寄生虫卯),污染地表水和地下水,导致水环境恶化。牛头山水库坝址以上的集雨区范围内,总人口63 607。他们的日常生活和生产活动,势必影响和污染水环境。

按农村人口人均0.6 kg/(人·d),估算垃圾产生量为38.16 t/d;居民生活污水及其污染物排放量:生产污水排放量为80 L/(人·d),COD为16.4 g/(人·d),总氮5.0 g/(人·d),总磷0.44 g/(人·d),氨氮4.0 g/(人·d)。按此计算产生的污染物为:COD为380.75 t/a,总氮116.0 8 t/a,总磷10.22 t/a,氨氮92.86 t/a。

3 主要污染物成因与危害分析

3.1 水体富营养化的成因与危害分析

(1)成因分析。水体富营养化是指氮、磷等植物性营养物大量进入湖泊、水库等相对封闭、水流缓慢的水体,引起藻类和其他水生植物大量繁殖,导致水体透明度和溶解氧(DO)下降,水质恶化,其他水生生物大量死亡,水体生态系统和水功能受到阻碍和破坏的现象。牛头山水库库区常住人口较多,农业生产也较为发展,加上居民对环境问题认识的滞后,从建库至今将近20 a,农业生产流失的农药化肥、未经处理的人畜粪便直排水中,使水中氮含量猛增;同时,含磷洗衣粉源源不断排入水体,犹如给庄稼施肥一样,水中氮磷含量的超多,过量积聚,形成水体富营养化,水里生物 (主要是藻类)大量繁殖,导致该水库从2004年开始,水质已从Ⅱ类逐渐向Ⅲ类过渡。近几年来,在高温季节发现库尾有蓝藻发生,持续时间将近1个多月。由于这些藻类的呼吸作用及死亡藻类的分解作用消耗了大量的氧,致使水体处于严重的缺氧状态,并分解出有毒物质(MC),污染水环境。

(2)危害分析。世界卫生组织 (WHO)调查指出:人类所患疾病的1/3的死亡和80%的癌症均与饮水有关。我国著名流行病学专家、复旦大学预防医学研究所俞顺章教授领衔的该课题组,经10多年对蓝藻 (微囊藻)及其毒素(MC)的深入研究,发现MC等藻类毒素经口或静脉进入体内后,主要积累于肝、肾等器官;研究首次发现MC可通过胎盘屏障引起胎肝肾受损,并使胎鼠畸形;另据有关资料显示,氮磷流失进入水环境后造成水体的富营养化,而且人体消化道形成亚硝胺而致癌的现象都与水体中含有过量的氮关系密切。

3.2 锰超标

2007年4月由环保、卫生、供水和水库管理单位联合组织调查,调查结果表明:①牛头山水库水质除库区中心库底、库区入口库底水质及南岙支流水体中锰超标外,其他采样点水体均达标;②水库中心区底泥中锰的含量最高;③土壤中锰含量分布规律:植被完好区域的锰含量＞人工造田区域的锰含量,人工造田底层土区域的锰含量＞表层土区域的锰含量。与全国土壤中锰背景值中值 (540 mg/kg)相比,植被完好区域土壤中锰的浓度高于全国背景值中值水平,南岙、滩溪等区域,经土地整理后表层土中锰浓度低于或接近全国背景值中值,这说明人工造田后土壤锰流失严重。

(1)成因分析。根据调查,初步认为牛头山水库库区底部水体出现锰超标是由3方面因素造成的。一是牛头山水库周边山体土壤中锰的背景值含量较高,高于全国背景值中值水平,能够通过水土流失、雨水侵蚀等途径迁移到库区,并沉积到底泥中。二是库区及上游区域大规模挖沙,使原有湿地生态系统造成破坏,失去了净化功能,并且使挖砂区域底部污泥、水体中污染物及锰含量较高胶体颗粒等通过挖沙扰动及水流向库区中心及取水口一带迁移、沉积,释放到水体中。三是库区的一、二级保护区范围内大规模开展土地整理,加剧了水土流失,加大了土壤中锰流失量,并迁移到库区中。

(2)危害分析。据有关资料显示,锰是一种重金属,长期饮用锰超标的水后果严重,会导致锰中毒,早期表现为疲倦乏力、头昏头痛、记忆力减退,肌肉疼痛、情绪上不稳定、抑郁或激动。随着病情的发展又逐渐出现下肢有沉重感,走路晃动,语言不清或 “口吃”,表情呆滞。晚期重症又可出现面具样面容;肌肉僵直、肌张力增高;尤其是出现明显的肢体震颤、书写困难,字越写越小 (又称“小字症”);有的出现发烧和呼吸困难,但不能用抗生素治疗。走路时身体前倾,倒退行走更困难。

4 对策与建议

4.1 编制水源保护规划,建立预警和长效管理体系

编制水库水源有关规划,提出水质保护的总体目标和措施;按照全市经济社会发展的实际,提出分阶段实施水环境整治工作方案;编制突发性水污染应急预案,即针对库区日趋脆弱的水环境,要从战略的高度,加快备用水源地建设。尽快上马方溪水库,抓紧指岩水库工程建设的立项论证,通过供水管道把二水源工程进行联网,作为城区的备用水源,确保城区的饮用水安全;完善地方性水源地保护法律法规,依法保护水资源;编制 《临海市水资源质量通报》,及时地对外公开发布信息,便于广大群众及时了解自己生存空间的水环境,以及饮用水质量状况。

4.2 加强水质监测,强化原水规范处理

整合环保、水利、卫生以及制水企业水质监测分析力量,统一规范,合理分工,信息共享,数据统一发布。认真做好与新的 《生活饮用水卫生标准》的衔接工作,尽快加强硬件建设,建立自动与人工双平台的水质监测体系,加密监测频次,规范水质检测,特别是要规范对供水水质“三致”物质的检测。原水处理要对化学等污染,诸如农药、杀虫剂、合成洗涤剂、重金属、各种有机和无机化合物及其它有害毒素进行深度处理,确保居民喝上卫生水。

4.3 建立生态补偿机制,加大资金投入力度

生态补偿对象有3类:一是生态环境破坏的受害者;二是减少生态环境破坏行为的生产和消费者;三是生态环境的建设者。对于补偿模式,可从以下几方面作探索:对从事生态环境建设、有利于生态环境状况改善的单位,实行税收减免;对专门从事生态环境建设,并提供无法通过市场途径实现其价值和收益的环境服务,可根据社会的平均利润水平进行补偿;对实行企业化管理的污水处理厂、垃圾处理厂(场)实行加速折旧。补偿资金的来源可由受益区按经济总量的一定比例支付。同时,政府要加大对水环境保护资金的投入力度,建立生态补偿基金制度。为保证这一制度的执行,有必要建立利益相关地区和政府相关部门共同组成的区域性的水环境保护协调委员会,决定各方的筹资比例和基金分配方案,明确职责,强化基金管理。

4.4 加强水环境整治,完善污水处理设施

一是对集中居民点建立相对完善的污水处理系统,以“厌氧、好氧、湿地”三步法处理。二是对分散居民点采用独立的沼气池,大幅度降低污染负荷。三是加快水环境整治。主要实施小芝溪和康谷溪的整治工程、前置库工程、前置人工湿地工程、生态滚水堰坝工程、生态环境修复等工程措施,改善水环境,增加水面与湿地率,增加拦污吸污能力,加强氮、磷的吸收,进一步净化水质。

4.5 加大执法力度,强化水功能区的管理

一是严格污染源控制和排污口审批管理,严格执行环境影响评价制度和水资源论证制度,有计划有重点地关闭有污染企业。二是禁止在库区挖砂,禁止在保护区内开矿采石、大规模扰动土壤和在消落区内开垦种植。三是要重点研究牛头山水库控制运用计划。通过论证方式确定每年排泄置换一定数量的库底水体,以增加水体活性。四是进一步加强对83省道改建工程穿库露天路段的防护工程建设,确保工程质量。五是对库区耕地进行规划,调整农业产业结构,转变农业生产方式,宜林则林,宜草则草,有计划地退耕还林。同时,发展节水农业、生态农业,减少肥料农药的流失率。六是结合高山移民和奔小康工程,有计划地把一级保护区内的人口迁移出库,减少生活污水对水体的直接污染。七是禁止在库区网箱养鱼,严格监管库内鱼种放养比例,杜绝水产养殖的直接污染。八是禁止销售含磷洗衣粉,关停一级保护区内的餐饮业,加强保护区内其它行业的管理。

4.6 加强宣传,提高认识,明确职责

一是增强责任感和紧迫感。以“让人民喝上放心水”为目标,充分认识饮用水安全的重要性和紧迫性,把这项工作作为政府和部门的首要任务,抓紧抓好。二是加强考核。把饮用水源地保护作为领导干部政绩考核的重要内容,饮用水源地达标率应列入政府和部门的年度考核目标。三是加强宣传。有计划、有步骤地通过电视、广播、报纸等媒体以及在进入水源地的路口,设立大型宣传牌,进行大张旗鼓地宣传,营造浓厚的舆论氛围,增强广大群众节约用水、保护水源责任。

5 结 语

牛头山水库饮用水源保护和管理是一项庞大的系统工程,也是一项实实在在的民生工程,如何逐步纳入统一,规范和有效的管理轨道,需要我们作进一步的研究和不懈的努力。