梁斐斐 张秀敏 胡 星 徐银凤 齐云婷
(山东省济宁市水文局 济宁 272000)
济宁市位于鲁西南腹地,地处鲁中南山地与鲁西平原交流地带。地理坐标为北纬34°26′~35°57′,东经115°52′~117°36′,总面积11285km2。济宁市属暖温带季风型大陆性气候区,四季分明,暖湿交替。年平均气温13.8℃,全市多年平均降水量695.6mm。
济宁市属淮河流域,市区西部有梁济运河,东部有洸氵府河,南部紧靠南四湖,城区内河流较多,小洸河、小府河、越河从市区通过,汇入老运河,最后流入南四湖。梁济运河,境内全长88km,流域面积3306km2;洸氵府河流域面积1331km2。
南四湖是山东省最大的湖泊,位于济宁市的南部微山县境内,由南阳湖、独山湖、昭阳湖和微山湖串联而成,湖面南北长126km,东西宽5~25km,最大水面面积为1266km2。
本次以点污染源入河量核算为重点,调查入河湖库的排污口及其主要污染物入河量,并按照排入全部水域与水功能区两种水域范围统计核算。面源污染物入河量仅对典型区域进行估算,典型区域主要为南四湖。主要污染物指COD 和氨氮,湖库水体还应包括总氮(TN)和总磷(TP)。主要污染物入河量调查采用2016年的监测数据。
点源污染物入河量调查对象为入河排污口。调查所有入河排污口的位置、数量、分布、类型及入河方式、污水性质、排放规律与废污水及主要污染物入河量。
面源污染物入河量指由农村生活、农田、分散式畜禽养殖、水土流失和城镇地表径流进入水域的污染物量。
2.3.1 点源污染物评价方法
点源污染物入河量指通过入河排污口(含入河退水口)进入地表水体的废污水及污染物量。点源主要污染物入河量主要利用入河排污口实测数据获得。
对有水质水量实测资料的入河排污口,根据废污水排放量和水质监测资料,按下式估算主要污染物入河量:
W排=10-6×Q排×C排
式中:W排—某种污染物的年入河量,t/a;
Q排—废污水年入河量,t/a;
C排—某种污染物的年均入河浓度,mg/L。
2.3.2 面源污染物评价方法
面源污染物入河量指由农村生活、农田、分散式畜禽养殖、水土流失和城镇地表径流进入水域的污染物量。
(1)农村生活污染物源强及排放量调查估算
农村生活污染面源源强调查主要包括农村生活污水和生活垃圾的源强,调查农村常住人口数量和人均用水量等指标。农村生活废水及生活垃圾产生量和排放量估算采用人均产污系数法和人均排污系数法。
(2)农田肥料和农药施用量及流失量调查估算
农田面源源强调查包括肥料及农药施用量调查和折纯量计算。
(3)分散式畜禽养殖污染物产生量与排放量调查估算
分散式畜禽养殖污染主要调查猪、奶牛、肉牛、羊、大牲畜(马、驴、骡)、蛋鸡、肉鸡等的养殖数量。采用典型调查与类比分析相结合的方法确定畜禽种类及其产污系数和排污系数。
(4)城镇地表径流污染物流失量调查估算
城镇地表径流面源污染主要调查城镇区域的土地利用情况,包括居民区、商业区、工业区、公共设施、公路、城市空地、水面面积等。采用典型调查与类比分析相结合的方法,确定不同土地利用类型的径流污染物平均浓度。
(5)水土流失污染物流失量调查估算
水土流失污染物流失量调查包括流域的土壤类型及其分区面积、土壤中总氮与总磷的平均含量、土壤流失状况、污染物富集比等。
济宁市入河排污口点源污染物入河统计表(按水资源分区)见表1。由表1 可知,在济宁市9 个一级水功能区中,废污水量排放量和化学需氧量最高的为南四湖上级湖调水水源保护区,废污水量及化学需氧量为7597 万t/a、1565t/a;主要是由于济宁市市区内两大污水处理厂排放到此水功能区中,济宁市任城区太白湖新区污水处理厂和济宁市任城区太白湖新区山东公用北湖污水处理厂承担着整个济宁市区的城镇居民生活污水,济宁市城区内人口89.2 万,因此废污水排放量较大。
表1 济宁市流域点源入河污染物统计表(按水资源分区)
氨氮、总氮、总磷排放量最高的为洙水河菏泽济宁开发利用区,分别为209.28t/a、941.77t/a、57.30t/a。这主要是由于洙水河菏泽济宁开发利用区的排污口主要为排入嘉祥县的7 个化工类项目,且可能由于这些工厂的污水处理系统未能高效地消解水中污染物,导致排入洙水河菏泽济宁开发利用区水功能区中的氨氮、总氮、总磷含量很高。
在济宁市9 个一级水功能区中废污水量排放量最低的为南四湖下级湖调水水源保护区,为2806.18万t/a,排入此水功能区的排污口仅微山县的2 个煤矿企业和当地污水处理厂,由于两个企业生产能力较小,排污量也少。
化学需氧量、总氮排放量最低的为东鱼河菏泽、济宁开发利用区,分别为514.57t/a、163.51t/a,这是由于鱼台县污水处理厂和化工企业本身排污量少,且含有化学需氧量和总氮的成分相对较少,导致此开发利用区的化学需氧量、总氮排放量最低。南四湖上级湖调水水源保护区氨氮、
总磷排放量最低为21.16t/a 和17.32t/a。虽然南四湖上级湖调水水源保护区的废污水量排放量最高,但氨氮和总磷的指标在9个一级水功能区中的指标最低,这是由于城镇居民生活污水中氨氮和总磷的排放量较少。
济宁市入河排污口点源污染物入河统计表(按行政分区)见表2。2016年整个济宁市排污口排污水量为30450 万t/a。其中废污水量排放量、化学需氧量、总氮最高的都为任城区,分别为11010 万t/a、2153t/a、246.47t/a;主要是由于济宁市任城区为济宁市最大城区,人口众多,且排污口数量最多,同时任城区内有较多煤矿排污口、污水处理厂排污口。
氨氮排放量最高的为兖州区,为49.30t/a;这是由于兖州区内有个太阳纸业,污水排放量较高,且污染物浓度高,由于太阳纸业有较为先进的污水处理工艺,能将化学需氧量、总氮等指标有效降低,但氨氮降低指标相对较少,因而氨氮的排放量兖州区最高。总磷排放量最高的为邹城市,为40.46t/a。
废污水量排放量最低的为汶上县,废污水排放总量、化学需氧量、总氮、氨氮分别为736.37 万t/a、80.81t/a、16.91t/a 和1.03t/a;总磷排放量最低的为鱼台县,为4.78t/a。总体原因是由于汶上县总体经济能力相对于其他县市区较低且人口较少,工矿企业较少。这也说明经济能力对排污口排放量是有影响的。
表2 济宁市流域点源入河污染物统计表(按行政分区)
南四湖点源污染全口径入河污染物见图1。南四湖区2016年点源污染造成的废污水总量为285.40万t/a;南四湖区化学需氧量为164.80t/a;总氮为36.30t/a;氨氮为13.03t/a;总磷为0.18t/a。南四湖流域面源入河污染物统计表见表3,其中农村生活造成的化学需氧量、氨氮、总氮、总磷等各项指标最大,这是由于大部分农村生活污水乱排乱放,且没有经过系统的污水处理。南四湖流域污染物点源污染入河量相对于面源污染来说量较少。因此造成南四湖污染的主要原因是面源污染,农村生活和分散式畜禽养殖是主要成因。
表3 南四湖流域面源入河污染物统计表
图1 南四湖点源污染全口径入河污染物图
点源污染主要是通过对济宁市88 家入河排污口的调查、监测、分析。结果显示入河排污口调查结果不仅与地区排污状况、经济发展水平、产业结构和工艺技术、地区工业和生活用水量相关,还与企业的管理水平、污染治理水平有关。点源污染中,废污水量排放量和化学需氧量最高的为南四湖上级湖调水水源保护区。济宁市任城区的废污水量排放量、化学需氧量、总氮最高。通过对南四湖污染源调查,造成其污染的主要原因是面源污染,且农村生活和分散式畜禽养殖是主要成因。本次调查结果可为济宁市流域、南四湖的调查研究提供基础资料和数据支撑,对保护南四湖的生态环境和相关部门制定治理措施具有重要意义■