黄盖湖入湖污染物负荷估算及治理的思考

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(1.长江工程职业技术学院,武汉 430212; 2.湖北天成建设工程项目管理有限公司咸宁分公司,湖北 咸宁 437000)

1 黄盖湖概况及基本情况

黄盖湖地处长江中游南岸，是湖南省临湘市、湖北省赤壁市的界湖。黄盖湖流域涉及临湘市的黄盖镇、乘风乡、源源镇、聂市镇、定湖镇、坦渡乡、江南镇、羊楼司镇8个乡镇和赤壁市黄盖湖镇、沧湖开发区、余家桥乡、新店镇、赵李桥镇5个乡镇。黄盖湖流域面积1 538 km2，其中临湘市1 106 km2，赤壁市432 km2。现有水域面积70km2(相应水位26.8m)其中临湘市42km2，赤壁市28km2。湖底高程21m，最高水位30.15m(2010年7月)，最低水位23m。最大湖容5.75亿m3(相应湖内水位29.6m)。新店河、源潭河以及湖周地区来水经黄盖湖调蓄后，向北由鸭棚口河排入长江。黄盖湖流域居长株潭城市群和武汉城市圈交汇中点，水陆两便，交通发达，是临湘市重要的粮、棉油、鱼生产基地，也是赤壁市优质水稻、蔬菜、茶叶生产基地。据长江水资源保护科学研究调查，2013年黄盖湖区农作物播种面积45.43万亩，其中粮食作物播种面积29.78万亩，经济作物播种面积15.65万亩，粮经比约2∶1。黄盖湖区临湘市2013年地区生产总值(GDP)20.96亿元，占临湘市的21.8%。2013年粮食总产量17.65万t，油料0.87万t，棉花0.19万t，蔬菜6.8万t，水产品2.18万t；赤壁市黄盖湖区2013年实现地区生产总值(GDP)15.6亿元，工业总产值11.32亿元，粮食总产量5.2万t，棉花总产量950t，油料总产量4 852t。近十几年来，在农牧业及水产业发展的过程中，黄盖湖水体受到了一定的污染，对该区域的可持续发展与生态建设有一定的影响。

2 入湖污染物来源分析

理论上讲，进入湖区的污染物主要来源为：外源污染物和内源污染物。外源污染物又有点污染源和面污染源(非点污染源)之分。点污染源主要包括湖区周边集中的工矿企业废水排放、集镇的生活污水以及固体废物处置场；面污染源主要包括农业施肥、禽畜养殖、城镇地表径流、大气降水与降尘、水体投饵养殖、水面娱乐活动废弃物、水土流失及土壤侵蚀等。内源污染物主要指底泥及沉积物。各类污染物有的直接进行湖泊水体，有的先排入河渠(沟)，再汇集到湖泊中。由于面源污染主要受水文循环过程(降雨和径流)的影响，有空间上的广泛性，时间上的不确定性、滞后性和模糊性，且污染物的来源和排放点不固定等特点，信息获取难度大，不便于监测、研究，实际工作中常用简便方法进行处理。

3 污染负荷估算

3.1 点污染负荷

据《黄盖湖综合治理规划环境影响报告》中有关资料，黄盖湖周边13个乡镇无大型工矿企业分布，也无固体废物处置场。点污染主要为13个乡镇的生活污水，一部分生活污水不是直接流入湖区，而是通过入湖河流或沟渠汇水区净化后流入湖区。各乡镇进入湖区的生活污染负荷占总负荷的比例为:黄盖镇80%、乘风乡80%、源潭镇80%、聂市镇65%、定湖镇70%、坦渡乡60%、江南镇10%、羊楼司镇5%、黄盖湖镇85%、沧湖开发区65%、余家桥乡65%、赵李桥镇45%、新店镇15%。经计算，2012年黄盖湖13个城镇生活污水总产生量255.21万t，生活污水入湖量为122.35万t。据调查，乡镇生活污水中各项污染物的浓渡为：COD200.0mg/L、BOD590.0 mg/L、NH3-N40.0 mg/L、TN38.0 mg/L、TP5.2 mg/L。据此计算出各乡镇入湖污染物含量见表1。

表1 黄盖湖环湖各乡镇生活污水排放量及污染物含量计算表

3.2 非点源污染

为简化计算，黄盖湖非点源污染主要考虑农业施肥污染、禽畜养殖污染、水产养殖污染及农村分散居民生活污染4个方面。2012年黄盖湖周边13个乡镇的基本情况见表2。

(1)农业施肥污染

根据统计资料，黄盖湖周边13个乡镇氮肥施用主要以尿素、碳酸氢氨为主，磷肥以过磷酸钙为主，复合肥以磷酸二氢钾为主。据调查，2012年黄盖湖13个乡镇化肥施用量4 968 t，其中氮肥1 825t，占36.7%，磷肥1 046t，占21.1%，复合肥2 097t，占42.2%。考虑土壤类型和坡度、植物类别与吸收、农田截流等因素，计算时取综合折算系数0.8，再根据各乡镇污染物进入湖区的比例，计算出施用化肥进入黄盖湖区的TN471.21t/a,TP164.81t/a。

(2) 禽畜养殖污染

畜禽所排泄出大量的废弃物是水体污染的源头，养殖过程中，使用清洁的水体冲洗饲养圈内外产生污水排入沟渠、河流造成地表水污染或下渗造成地下水污染；清洁水体与养殖场的粪便等废弃物发生接触，使清洁水体受到污染；禽畜粪便作为肥料施用后，粪便中氮、磷从耕地流失形成地表水或地下水污染：畜禽养殖生产过程中不恰当的粪便贮存，造成氮、磷养分的渗漏和散发到在大气中造成污染。为简化计算，取禽畜粪便排泄系数为：家禽为TN0.28(kg/只·年),TP为0.15(kg/只·年)；猪粪尿为TN4.51(kg/头·年),TP为1.7(kg/头·年)；牛粪尿TN为61.1(kg/头·年),TP为10.07(kg/头·年)。

表2 黄盖湖环湖各乡镇2012年基本情况调查统计表

据调查，黄盖湖13个乡镇2012年末约有生猪存栏68.7万头，牛5 248头，家禽(鸡鸭鹅)199.4万只。依据禽粪便排泄系数可计算出畜禽年污染物产生量。按20%计算进入水体和各乡镇污染物进入湖区的比例，计算出畜禽污染年进入黄盖湖区的TN为437.24 t/a,TP166.18 t/a。

(3) 水产养殖污染

据调查，黄盖湖周边13乡镇2012年水产品养殖量25 834 t，按养殖1kg杂食性鱼类向环境中排放氮0.028kg，磷0.0046 kg计算，水产养殖向环境中排放的TN约为723.37 t，TP约为118.85 t。进入湖区的污染量按25%计算，则水产养殖进入湖区的TN为180.87 t，TP约为29.73 t。

如黄盖镇2012年的水产养殖量为1 541t，则进入湖区的TN、TP计算如下：

TN=1541×0.028×25%=10.79(t)；TP=1541×0.0046×25%=1.77(t)。

(4)农村生活污染

农村生活污染源主要来源于农村人口的生活污水。由于农村庭院、农田对居民一般生活排水和粪尿排水的消纳，根据有关研究确定生活污染水的排污系数及流失系数为：农村污水：TN为0.58(kg/人·年)、TP为0.15(kg/人·年)、流失率65%；人粪尿：TN为3.06(kg/人·年)、TP为0.52(kg/人·年)、流失率20%。根据各乡镇农村人口，考虑各乡镇进入湖区水体污染物比例，可计算出农村生活污染物进入湖区的TN为59.07 t, TP为12.03 t。

如黄盖镇2012年农村人口7 908人，则进入湖区的TN、TP计算如下：

TN=[7 980×(0.58×65%+3.06×20%)/1 000]×80%=6.25(t)；TP=[7980×(0.15×65%+0.52×20%)/1 000]×80%=1.27(t)。

从上述计算可以看出，黄盖湖的入湖污染物总负荷量为：TN1194.88 t,TP379.12 t。见表3 。入湖氮、磷污染负荷过重，已超出湖泊的纳污能力。主要来源是化肥污染和禽畜养殖污染，分别占41%和38%。围网养殖污染也不可小视，主要由人工投饵造成，据调查当时黄盖湖养殖面积为12.16万亩，占正常水面面积的18.7%。

表3 黄盖湖环湖各乡镇2012年入湖污染负荷汇总计算表

4 水质变化趋势

据《长江水资源质量公报》2006～2017年对黄盖湖湖区的黄盖湖农场(铁山咀)断面水质评价成果汇总表4，从表中可看出：水质为劣Ⅴ类的月份共19个，占总数的13.19%；水质为Ⅴ类的月份共8个，占总数的5.56%；水质为Ⅳ类的月份共44个，占总数的30.56%；Ⅲ类及以下水质月份共73个，占总数的50.69%，总体水质情况不是很好。2006-2007年几乎全年水质都在Ⅴ类以上，以后逐渐有所好转，但2015-2017年又明显变差。主要超标指标为总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)、五日生化需氧量(BOD5)、溶解氧(DO)、pH等。湖区水质超标的主要原因是水产养殖业和种植业面源污染负荷过大，超过了湖区水域枯水期的纳污能力。

表4 黄盖湖农场(铁山咀)断面水质评价成果汇总表

5 几点思考

(1)提高认识，强化流域统一管理。

由于黄盖湖是湖南和湖北两省的界湖，两省应统一提高认识，联合加强管理，只有政策一致，统一污染综合治理的标准和要求，才能取得较为理想的效果。好在《黄盖湖综合治理规划》项目正在实施，项目完工后，对水质改善会有明显的提升作用。

(2)加强农业施肥管理，减少农药的使用量。

倡导有机肥和无机肥相结合的施肥方式，逐步降低化肥的施用水平，推进生物防治，尽量减少农药的使用量，即使要用，也应选择低毒害、低残留及高效能的新型农药。此外，还应合理规划禽畜养殖场布局与结构，提高畜禽粪便的资源化利用，逐步改善农村生活方式，实施农村生活垃圾集中清运，建设分散式生活污水处理设施，减少农村生活污水排放入湖。

(3)应尽量减少围堤(池)养殖，确保湖泊面积不减少，湖区各水体畅通。

据报道，截止到2017年底，湖南临湘市已将9 636亩围栏、6 800口网箱全部端掉。湖北赤壁市也全部拆除了网箱6 470个，迷魂阵1008部，涉及水域面积1.1万亩。湖区全面完成拆围后可减少围网投饵养殖造成的污染，但湖汊围堤建渔池现象时有发生，围堤养殖不仅致使湖泊面积逐年减少，水体不能得到交换，降低自净能力，而且养殖户为提高产量，普遍采用投化肥喂养，导致水体水质严重破坏，虽说也用湖泊水体进行轮换，但轮换的水体进入湖泊后，造成整个湖水的污染。此外，投肥养殖时养殖密度和投肥量等控制不好，容易造成死鱼，如对大批死鱼处理不当，还会造成更严重的污染。笔者有次到湖边村庄走访，离湖边还有上百米就闻到一股死鱼臭味，近湖察看，岸坡到处丢弃的是死鱼，湖汊水面上也漂浮一层死鱼(风浪吹来)。养殖户为省钱，未对大批死鱼作处理，任其自然腐难，造成长时间严重污染。因此，应加强对水产养殖的科学规划与管理，对小鱼池全部退池还湖，对较大面积的湖汊围堤，也应设置合适的拦网连通口，以确保水体的连通。

(4)认真落实湖长制，加大执纪和处罚力度

随着河湖长制的全面推行，各层级的湖长都已明确，一定要全面负起责任，一件一件抓落实，真正做到守湖有责、守湖担责、守湖尽责。加大对责任落实情况和工作执行情况的督查力度，对失职失责行为严格执纪、严肃问责。对蓄意造成污染的当事者严惩不贷。此外，建议建立以村级湖长为群主的沿湖村民微信群，广泛接受群众监督。