廊坊市面污染源入河量调查与分析

(河北省廊坊水文水资源勘测局，河北 廊坊 065000)

水环境污染调查一般从两方面考虑，点源污染和面源污染。本次廊坊市污染物入河量调查主要从面源污染着手。面污染源是指溶解的、非溶解的固体污染物，从不固定的地点，在降水(或融雪)冲刷作用下，通过径流过程而汇入河流，引起水体的富营养化或其它形式的污染。

面污染源有自己独特的特点。首先是这类污染源的多样性。它们包括农村生活污水、从事农业活动或造林活动所使用的侵蚀性物质的流失、畜禽养殖粪便排放物等；还包括直接排入水体的城市废物、城镇地表径流污染物等。其次，是它的偶发性。它集中发生在降雨和积雪融化的时期。再次，是它的不易监测性。由于面源污染涉及多个污染者，在一定范围内它们的排放是相互交叉的， 受不同的地理、气象、水文条件对污染物的迁移转化影响很大，因此很难具体监测到单项污染物的排放量。结合当地实际排污情况，多采用经验系数与估算相结合的方法计算污染物入河量。

1 面污染源污水排放量及入河量计算

1.1 农村生活污水排放量及入河量

农村生活污水中只有很少一部分被处理后排放，大部分污水都是未经过处理而直接排入了河流。生活污水产生量按20 L/(人·d)估算，农村人口以2012年廊坊市经济统计年鉴资料为依据，根据各计算单元的人口数推算出年生活污水量；根据河北省调查结果，生活污水中主要污染物的排放系数为：化学需氧量 为300 mg/L，氨氮 为15 mg/L，总氮为35 mg/L，总磷为8 mg/L，可计算出污水中污染物含量；然后按河北省调查的经验值有7.0%的污染物排入河流进行估算，得出农村生活污水中污染物的年入河量。见表1。

表1 廊坊市农村生活污水污染物含量及入河量统计表

通过对廊坊农村生活污水入河量的计算，污染物总入河量为每年766.12 t。其中总氮入河量为74.9 t，总磷入河量为17.12 t，氨氮入河量为32.10 t，化学需氧量入河量为642.00 t。从分析结果可以看出，农村生活污水的主要污染物是化学需氧量。占污染物总量的83.8%。

1.2 化肥、农药施用量及入河量

化肥从农田流失到水域中的途径有很多，如天然降水和不适当的灌溉形式形成的地表径流、渗漏淋洗等，造成氮素的大量损失，由于不利的地形、植被状况及不当的农业生产措施，养分流失量也会很大。

根据廊坊市经济统计年鉴资料调查，2012年农药化肥施用量(折纯)471 491 t，其中农药施用量3 020 t，氮肥263 286 t，磷肥61 609 t，钾肥23 699 t，复合肥119 877 t。

氮肥流失系数：根据资料考究，一般农作物对氮肥的吸收利用率为35%左右，65%氮肥通过挥发、淋失、渗漏等损失掉。有氮肥流失研究成果的地区按当地的流失系数进行估算，无研究成果的地区，按最低随水流失量20%进行测算。

总氮=(氮肥+磷肥×0.185+复合肥×0.3)×20%

(1)

磷肥流失系数：一般作物对磷肥的当季吸收利用率为20%左右，约15%随水流失。有磷肥流失研究成果的地区按当地的流失系数进行估算，无研究成果的地区，按15%进行估算。

总磷=(磷肥+复合肥×0.3)×15%

(2)

氨氮流失量估算：氨氮是地表水水质的主要超标项目，氨氮流失量按照总氮流失量的10%估算。

氨氮=(氮肥+磷肥×0.185+复合肥×0.3)×20%×10%

(3)

化肥、农药施用量的计算采用实际调查的折纯量。农药的流失量占农药各项有效成分的39%；利用公式(1)(2)(3)，可以计算出化肥农药中污染物的年入河量。见表2。

通过对廊坊市化肥农药入河量的计算，污染物总入河量为每年84 155.97 t。其中农药总入河量为1 177.80 t，总氮入河量为62 129.37 t，总磷入河量为14 635.85，氨氮入河量为6 212.95 t。从分析结果可以看出，农药化肥的主要污染物是总氮，占污染物总量的73.8%。

1.3 分散式畜禽废水排放量及入河量

1.3.1 牲畜家禽污染物排放量

根据2012年廊坊市经济年鉴统计资料，廊坊市2012年末大牲畜存栏数为4 907百头，猪的存栏数为15 494百头，羊的存栏数为18 511百只，家禽存栏数为234 377百只。

养殖业的粪尿排泄物及废水中含有大量的有机物、氮、磷、悬浮物及致病菌，并产生恶臭，污染物量大而集中。畜禽排泄量及排泄量中所含污染物的量，参照“张红举-水质保护”中的标准参数进行计算。

表2 廊坊市化肥农药污染物入河量统计表 t

1.3.2 养殖业污染物入河量

牲畜家禽产生的污染物，通过各种渠道进入河道，污染水体。牲畜家禽排放的污染物进入水体，与排放点、排放途径、距离河道的远近等多种因素有关，而且是一个非常复杂的排放过程，粪便污染物进入水体流失率，采用《河北省综合规划》中经验系数近似计算。计算出不同牲畜粪便污染物排放量中总氮、总磷、化学需氧量和氨氮主要污染物的年入河量。见表3。

表3 廊坊市牲畜家禽污染物入河量统计表 t

通过对廊坊市牲畜家禽污染物入河量计算，污染物总入河量为每年18 096.85 t。其中总氮入河量为2 971.10 t，总磷入河量为2 356.88 t，氨氮入河量为49.01 t，化学需氧量入河量为12 719.86 t。从分析结果可以看出，牲畜家禽饲养中主要污染物是化学需氧量，占污染物总量的70.3%。

1.4 固体废弃物污染物入河量

固体废弃物主要包括农业秸秆废弃物、生活废弃物和工业废弃物等。将这些废弃物随意堆放时，其含有的各类有毒有害物质，随雨水的淋溶，入渗污染地下水或者直接流入河流， 使地下水或地表水水质受到污染，影响生态平衡。

1.4.1 农作物秸秆废弃物

受资料条件的限制，农业秸秆污染物入河量仅考虑冬小麦和玉米两种情况。根据河北省农作物种植经验，结合廊坊市实际情况，小麦秸秆主要以机械收割为主，秸秆系数采用1.039，玉米秸秆产量系数选用1.5，廊坊市2012年经济统计年鉴资料统计，小麦515 122 t、玉米1 354 779 t，粮食产量于对应系数相乘计算出主要农作物的秸秆总量。农作物秸秆中，含有氮、磷、钾等物质，利用秸秆还田，可以增加农田庄稼所需的营养物质，但另一方面，未能被作物吸收的部分，将会造成污染。通过测定，小麦秸秆含氮量0.88%，含磷量0.72%，玉米秸秆含氮量为0.61%，含磷量为0.27%；可分别计算出小麦和玉米秸秆的氮、磷污染物含量。秸秆的利用率一般达90%左右，入河流失量按10%计算。可计算主要农作物污染物的年入河量。见表4。

通过对廊坊市农作物秸秆物入河量计算，污染物总入河量为每年2 644.7 t。其中总氮入河量为1 710.5 t，总磷入河量为934.2 t。从分析结果可以看出，农业秸秆中主要污染物是总氮，占污染物总量的64.7%。

表4 廊坊市各行政区2012年小麦、玉米秸秆污染物含量、入河量统计表 t

1.4.2 城市生活废弃物

城市生活废弃物主要是指城市生活垃圾。城市生活垃圾产量预测，一般有人均指标法和递增系数法，规划时可以用两种方法，结合历史数据进行校核。据统计，目前我国城市人均生活垃圾产量为0.6～1.2 kg/(人·d)。本次计算根据廊坊市经济统计年鉴中的数据采用人均指标法计算，根据廊坊市生活垃圾的产量情况，采用1.2 kg/(人·d)系数计算。由人均指标乘以规划的人口数则可得到年城市生活垃圾产量。

城市生活垃圾中污染物产生量分别按总氮0.21%、总磷0.22%、氨氮0.021%计算，所含污染物的入河量按7%估算，由此计算出污染物年入河量。见表5。

表5 廊坊市生活垃圾生产量污染物入河量统计表

通过对廊坊市生活废弃物入河量计算，污染物总入河量为每年579.08 t。总氮污染物入河量为269.63 t，总磷污染物入河量为282.49 t，氨氮污染物入河量为26.96 t。从分析结果可以看出，城市生活废弃物中主要污染物是总磷，占污染物总量的48.8%。

1.4.3 工业固体废弃物

工业固体废物的产生量与城市的产业性质与产业结构、生产管理水平等有关系。工业固体废弃物的计算采用预测方法主要有：单位产品法和万元产值法。 本次计算参照我国部分城市规划指标，结合廊坊市实际情况采用万元产值法，固体废弃物产生的系数采用0.06 t/万元，根据廊坊市2012年工业总产值，计算出廊坊市工业固体废弃物数量1 672 803 t。

固体废弃物中污染物产生量分别按总氮0.21%、总磷0.22%、氨氮0.021%计算出污染物含量。

工业固体废弃物堆放相对集中，造成对水体的污染主要是通过雨水冲刷所致，所含污染物的入河量按7%估算，计算出污染物的年入河量。见表6。

通过对廊坊市工业固体废弃物入河量计算，污染物总入河量为每年528.1 t。总氮污染物入河量为245.9 t，总磷污染物入河量为257.6 t，氨氮污染物入河量为24.6 t。从分析结果可以看出，城市工业固体废弃物中主要污染物是总磷，占污染物总量的48.8%。

1.4.4 固体污染物入河量统计

通过对农作物秸秆、城市生活垃圾、工业固体废弃物中污染物的统计计算，得出污染物每年的入河量为总氮2 226.0 t，总磷1 474.3 t，氨氮51.6 t。

1.5 城镇地表径流

由于城镇人类活动繁杂，导致城镇地表径流的污染负荷复杂，而且浓度变化幅度较大。不同城镇用地类型的地表径流面源污染浓度统计特征亦不同，降雨条件、城镇用地类型对城镇地表径流面源污染输出有较大影响。计算一般采用平均浓度。城镇地表径流的年污染负荷简易模型为：

L=R×C×A×10-6

式中：L为年负荷量，kg；R为年径流深，mm；C为径流污染物平均浓度，mg/L；A为集水区面积，m2。

不同土地利用类型的径流污染物的平均浓度：总氮2.4 mg/L ，总磷0.42 mg/L，化学需氧量70.0 mg/L，氨氮0.24 mg/L。

根据调查的2012年廊坊市城镇集水面积以及廊坊市年径流深数值，利用上述公式，计算出廊坊市城镇地表径流污染物年入河量。见表7。

通过对城镇居住地污染物流失量计算，廊坊市城镇居住地污染物总流失量为每年15 839.78 t。总氮入河量为520.33 t，总磷入河量为91.06 t，氨氮入河量为52.03 t，化学需氧量污染物入河量为15 176.36 t。从分析结果可以看出，城镇地表径流中污染物主要是化学需氧量，占污染物总量的95.8%。

2 面污染源分析

通过上述对生活污水、农药化肥流失、畜禽养殖、固体废弃物、城镇径流污染物等多项面污染情况进行分析计算，得到廊坊市各类面污染物入河量，见表8。可以看出，廊坊市各类面污染入河总量达122 610.62 t。农药化肥流失量占污染物的比重为68.6%，是面污染的主要污染源。其次为畜禽养殖污染物，占总污染物的14.8%，农药化肥流失造成的主要面污染源不是短时间内形成的，是由于人们农业种植过程中的逐利行为或者技术使用不当(超强度使用化肥、农药)等引起；畜禽养殖造成的面源污染，随着经济的发展和生活水平的提高，人们对肉食品的需求日益增加，规模化养殖场将大幅增加，种养业脱节更加严重，畜牧养殖污染将进一步加剧。

从所考察的几种污染物质比重来看，总氮〉化学需氧量>总磷〉氨氮>农药残留物。总氮占污染物总量的55.4%，是主要污染物质，其次是化学需氧量，占污染物总量的23.3%，总磷占总污染物的15.1%，氨氮占总污染物的5.2%，农药残留物占总污染物的1.0%。

表7 廊坊市地表径流污染物入河量统计表

表8 廊坊市各类面源污染物入河量统计表

3 结语

通过对廊坊市面污染源分析，面污染源年入河量为122 610.62 t，相对于点污染源而讲，面污染将是影响环境的主要污染源。农药化肥流失入河量总量达84 155.97 t，占总污染物的68.6%；主要污染物的入河量中总氮总入河量67 921.70 t，占污染物总量的55.4%，可以看出，化肥流失量是面污染的主要污染源，因此在有条件的地区通过对控制站点监测，以研究主要河流受面污染影响程度。当地有必要发展农业清洁生产技术，消减、控制农业面污染。

依据面污染源分析结果，提出以下建议：随着点源污染逐步得到治理，面源污染对于水环境的危害性受到人们的普遍关注，已成为河流污染的主要污染源之一。进一步完善廊坊市农村生活污水处理设施及配套管网系统建设，增建农村生活污水处理厂，力争生活污水处理达标后排入河流；对于主要面污染源的化肥农药流失量对河流的污染，进行重点治理，廊坊市应加强对种植业施肥的技术指导，改变农户的生产经营行为，提高农户对过量使用农药化肥对环境污染造成危害的认识，减少化肥、农药的流失而污染河流；对于分散式畜禽废水排放物的河流污染，应制定计划，完成辖区内畜禽养殖禁养区、限养区和适养区的划定，严格执行新建、改建、扩建畜禽规模化养殖场，提高环保准入门槛；对于固体废弃物、城镇地表径流夹带物对河流造成的污染，廊坊市应加大治污投入，增建固体废弃物无害化处理厂，提高固体垃圾无害化处理率，减少由于地表水径流和地下水渗流方式对河流造成污染。保护好环境，建设美好家园。逐步实施“一河一账”管理，推动落实河长制，持续改善河流水环境质量。