田愛軍，李 冰，屈 健，王 水，高 鳴

(江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院，南京210036)

江蘇省灌河流域污染特征及污染控制對策*

田愛軍，李 冰，屈 健，王 水，高 鳴

(江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院，南京210036)

基于2008年江蘇省沿海地區(qū)灌河流域各城市污染源統(tǒng)計及調(diào)查數(shù)據(jù)，分析灌河流域主要污染物來源構(gòu)成和污染特征，對污染物入河量進行計算及修正.結(jié)果表明:灌河的CODMn入河總量為36944.2 t/a，氨氮入河總量為4366.5 t/a，總氮和總磷入河總量分別為6507.4 t/a、444.6 t/a，各污染源均主要來源于農(nóng)業(yè)污染.同時，針對灌河流域的污染特征，明確各類污染源的治理重點，提出了污染控制對策，為有效保護灌河水環(huán)境質(zhì)量，支撐灌河口和灌河沿線的開發(fā)提供依據(jù).

污染物來源;污染特征;污染控制對策;灌河;江蘇沿海地區(qū)

2009年6月10日國務(wù)院常務(wù)會議審議通過了《江蘇沿海地區(qū)發(fā)展規(guī)劃》，至此，江蘇沿海地區(qū)成為國家規(guī)劃發(fā)展的戰(zhàn)略重點區(qū)域，標(biāo)志著沿海地區(qū)發(fā)展進入了新階段［1-2］.隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，區(qū)域污染物排放量逐漸增加，環(huán)境壓力日益增大，2004-2008年灌河水質(zhì)污染指數(shù)呈逐年升高趨勢，這期間灌河主要污染物CODMn、氨氮平均年入海量分別為12833.34、1242.62 t［3］，陸源污染已導(dǎo)致近岸海域環(huán)境及生態(tài)損害，并最終導(dǎo)致海水富營養(yǎng)化［4］.灌河口港區(qū)是江蘇沿海開發(fā)的重要節(jié)點之一，灌河岸線開發(fā)利用也是區(qū)域開發(fā)的重點，區(qū)域內(nèi)重污染行業(yè)突出，農(nóng)業(yè)面源污染嚴重，水環(huán)境影響因素復(fù)雜，2007年僅響水縣排入灌河的CODMn、氨氮就分別達到7949、1001 t/a［5］.本文通過調(diào)查灌河流域污染源，分析污染源排放量—入河量—入海斷面水質(zhì)定性關(guān)系［6］，確定影響灌河水質(zhì)的污染物來源，制定合理的污染控制措施，為改善區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量，有效削減污染物入海通量，支撐灌河口和灌河沿線的開發(fā)提供科學(xué)依據(jù).

1 研究區(qū)域及研究方法

1.1 水文水系特征

灌河西起灌南縣境內(nèi)與鹽河交匯處，向東至燕尾港入海，是蘇北地區(qū)最大的入海潮汐河流，也是江蘇省沿海地區(qū)唯一在干流上沒有建閘的天然入海河道，水利和生態(tài)功能獨特.灌河流域面積大，匯水面積為6758 km2，河道常年流水充足，實測最大流速為2.34 m/s，漲潮平均流量為6032 m3/s，落潮平均流量為4360 m3/s，年徑流量為40.06×108m3，是廢黃河以北，新沂河以南，淮沭新河以東廣大區(qū)域的主要入海通道.灌河干流不同水期均能達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準》(GB/T 3838-2002)中Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準，可滿足其功能區(qū)劃的要求.通榆河工程作為蘇北地區(qū)主要的清水通道，由南向北穿越灌河，目前高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)及氨氮無法穩(wěn)定達到其水質(zhì)目標(biāo)Ⅲ類標(biāo)準.灌河7條主要支流的總氮和總磷亦有不同程度的超標(biāo)，其中沂南河受沭陽縣境內(nèi)工業(yè)、生活污水排放的影響，整體水質(zhì)處于Ⅴ類水平，是灌河主要支流中污染最重的河流.總氮評價標(biāo)準執(zhí)行GB/T 3838-2002中湖、庫標(biāo)準.研究區(qū)域水系詳見圖1.

圖1 灌河流域水系Fig.1 The water system of Guanhe River Basin

1.2 研究方法

1.2.1 污染源現(xiàn)狀調(diào)查與核算 根據(jù)2008年環(huán)境統(tǒng)計、企業(yè)排污申報和環(huán)境保護管理部門重點企業(yè)監(jiān)管等資料，利用等標(biāo)污染負荷排序［7］，初步確定重點工業(yè)污染源名單及其廢水和主要污染物排放量.對不同來源且數(shù)據(jù)差異較大或缺少主要污染物(CODMn、氨氮、總氮和總磷)排放數(shù)據(jù)的企業(yè)進行現(xiàn)場調(diào)查和監(jiān)測.

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)［8-11］，統(tǒng)計并核實調(diào)查區(qū)域內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)的城鎮(zhèn)人口、農(nóng)村人口的數(shù)量.選取有代表性的鎮(zhèn)、村，抽樣調(diào)查不同類型居民的生活方式和生活習(xí)慣，確定城鎮(zhèn)和農(nóng)村人均綜合用水量、人均綜合排水量、生活污水中污染物平均質(zhì)量濃度等參數(shù).參照《全國水環(huán)境容量核定技術(shù)指南》中確定的華東地區(qū)人均污染物排放當(dāng)量對生活污染的統(tǒng)計結(jié)果進行校核.

農(nóng)業(yè)面源污染主要包括種植業(yè)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染，種植業(yè)污染物排放量計算公式為:

式中，W種植p為種植業(yè)污染物排放量(t/a);M為耕地面積(hm2);α1為種植業(yè)排污系數(shù)(t/(hm2·a)).

式中，W畜禽p為畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放量(t/a);δ1為畜禽個體日產(chǎn)糞量(kg/(頭·a));t為飼養(yǎng)期(a);N畜禽為飼養(yǎng)數(shù);α2為畜禽糞中污染物平均含量(t/kg);δ2為畜禽個體日產(chǎn)尿量(kg/(頭·a));α3為畜禽尿中污染物平均含量(t/kg).

水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染物排放量計算公式為:

式中，W水產(chǎn)p為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染物排放量(t/a);M水產(chǎn)為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)面積(hm2);α4為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)排污系數(shù)(kg/(hm2·a)).

1.2.2 污染物入河量計算 工業(yè)污染物入河量計算公式為:

畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放量計算公式為:

式中，W工為工業(yè)污染物入河量(t/a);M工為工業(yè)污染物排放量(t/a);θ1為污水處理后污染物削減量(t/a);k為水質(zhì)降解系數(shù)(s－1);x為點源距離入河排污口的距離(m);u為平均流速(m/s).

農(nóng)村生活污染物入河量計算公式為:

式中，W生1為農(nóng)村生活污染物入河量(t/a);N農(nóng)為農(nóng)村人口數(shù)(人);δ3為農(nóng)村生活排污系數(shù)(t/(人·a));β1為農(nóng)村生活污染物入河系數(shù).

城鎮(zhèn)生活污染物入河量計算公式為:

式中，W生2為城鎮(zhèn)生活污染物入河量(t/a);N城為城鎮(zhèn)人口數(shù)(人);δ4為城鎮(zhèn)生活排污系數(shù)(t/(人·a));β2為城鎮(zhèn)生活污染物入河系數(shù);θ2為污水處理后污染物削減量(t/a).

種植業(yè)污染物入河量計算公式為:

式中，W種植為種植業(yè)污染物入河量(t/a);β3為農(nóng)田污染物入河系數(shù);γ1為修正系數(shù).養(yǎng)殖業(yè)污染物入河量分為畜禽養(yǎng)殖和水產(chǎn)養(yǎng)殖兩部分，計算公式為:

式中，W養(yǎng)殖為養(yǎng)殖業(yè)污染物入河量(t/a);W畜禽p為畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放量(t/a);β4為畜禽養(yǎng)殖業(yè)入河系數(shù);W水產(chǎn)p為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染物排放量(t/a);β5為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)入河系數(shù).

污染源入河系數(shù)的確定:入河系數(shù)根據(jù)研究區(qū)和污染源類型而定，主要有收集現(xiàn)有成果確定［12］和開展小區(qū)試驗確定兩種獲取方式，根據(jù)對現(xiàn)有資料［13］匯總，初步確定工業(yè)、城鎮(zhèn)生活、農(nóng)村生活污染源入河系數(shù)分別為0.9 ～1.0、0.7 ～0.9、0.2 ～0.4;農(nóng)業(yè)面源包括種植業(yè)、畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖污染源，其入河系數(shù)分別為 0.1 ～0.3、0.1 ～0.5、0.1 ～0.5.

2 結(jié)果與分析

2.1 區(qū)域污染構(gòu)成

灌河流域內(nèi)污染物排放量大，主要來源于農(nóng)業(yè)污染，CODMn占總量的46.6%，氨氮占50.0%，TN占50.7%，TP約占48.3%;其次是生活污染，CODMn占總量的39.4%;工業(yè)污染所占份額較小，CODMn占總量的14.0%(表1).

表1 灌河流域不同污染源污染物入河量Tab.1 The pollutants of different sources into the Guanhe River Basin

2.2 區(qū)域污染特征

2.2.1 工業(yè)污染特征 (1)結(jié)構(gòu)性污染突出.研究區(qū)工業(yè)污染源行業(yè)分布較廣泛，但化工行業(yè)、食品制造業(yè)、紡織印染行業(yè)、造紙行業(yè)等重污染企業(yè)在區(qū)域工業(yè)經(jīng)濟中占有主導(dǎo)地位，各項排污指標(biāo)均占區(qū)域工業(yè)排污總量的80%以上.其中食品制造業(yè)是廢水排放量和CODMn排放量最大的行業(yè)，廢水排放量占總量的28.4%，CODMn排放量占總量的55.0%(圖2).(2)落后產(chǎn)能比重大、污染治理難度高.化工行業(yè)和食品制造業(yè)是研究區(qū)污染貢獻率最高的兩類行業(yè)，其中化工企業(yè)主要分布在化工園區(qū)，但園區(qū)數(shù)量偏多，規(guī)模整體偏小，入?yún)^(qū)項目主要是從蘇南及周邊省份轉(zhuǎn)移來的三類中間體項目，產(chǎn)業(yè)雷同，且檔次低、規(guī)模小、污染重、治理難;食品制造業(yè)分布較分散，在響水縣、灌南縣、漣水縣、沭陽縣和淮陰區(qū)的多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布，因此逐步淘汰落后產(chǎn)能，加強污染源監(jiān)管是研究區(qū)污染治理的首要任務(wù).

圖2 重點工業(yè)行業(yè)污染排放分布Fig.2 The composition of pollution discharge amount of key industries

2.2.2 生活污染特征 研究區(qū)生活污染物排放量占區(qū)域排污總量的39.0%.區(qū)內(nèi)2008年已建成的城鎮(zhèn)污水處理廠的處理能力為9.0×104t/d，但配套管網(wǎng)建設(shè)不足，實際處理量僅有3.3×104t/d，其中生活污水處理量為2.4×104t/d，從而導(dǎo)致研究區(qū)生活污水集中處理率較低，僅為13.4%.其中灌南縣城目前尚無運行的城鎮(zhèn)污水處理廠.

2.2.3 農(nóng)業(yè)污染特征 研究區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染尚未得到有效控制.區(qū)域內(nèi)化肥施用強度大，平均化肥施用量約為525.00 kg/hm2，高于全國平均水平(306.45 kg/hm2).種植業(yè)排放的CODMn、NH3-N、TP分別達農(nóng)業(yè)面源污染總量的 26.9%、42.5%和 43.1%.

2.3 污染治理措施

2.3.1 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局 對研究區(qū)內(nèi)所有工業(yè)企業(yè)，特別是未入園的企業(yè)進行分類清理整頓.逐步淘汰落后生產(chǎn)能力，保留的企業(yè)逐步搬遷進入工業(yè)園區(qū)或工業(yè)集中區(qū).重點企業(yè)必須推行全過程清潔生產(chǎn)，中水回用，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟.加快現(xiàn)有工業(yè)園區(qū)的環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推進循環(huán)經(jīng)濟和生態(tài)工業(yè)園的創(chuàng)建.新建項目必須符合《關(guān)于明確蘇北地區(qū)建設(shè)項目環(huán)境準入條件的通知》(蘇環(huán)管［2005］262號)中的相關(guān)要求，并全部進入基礎(chǔ)設(shè)施完善的工業(yè)園區(qū)，實現(xiàn)集約化發(fā)展.

2.3.2 加強生活污水處理能力建設(shè) 加快城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)，進一步擴大城鎮(zhèn)生活污水處理廠規(guī)模.研究區(qū)內(nèi)灌南、沭陽、漣水、淮陰區(qū)、漣水、泗陽城鎮(zhèn)污水集中處理率2012年達到40%以上，2015年達75%.同時加快配套截污管網(wǎng)建設(shè)，提高污水管網(wǎng)覆蓋率，切實提高截污能力.2012年規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)各城鎮(zhèn)管網(wǎng)覆蓋率達到40%以上，2015年達到75%.

因地制宜，在實施農(nóng)村改廁的基礎(chǔ)上，建設(shè)農(nóng)村分散式小型生活污水處理設(shè)施，或者利用村莊或住戶周圍自然環(huán)境建設(shè)生態(tài)組合處理工程，削減氮磷污染.積極開展農(nóng)村生活污水資源化技術(shù)試點工作.重點建設(shè)漣水等地的農(nóng)村小型生活污水處理設(shè)施.

2.3.3 加快實施綠色農(nóng)業(yè)工程 實施生態(tài)農(nóng)業(yè)工程，積極鼓勵、引導(dǎo)區(qū)域內(nèi)沿河農(nóng)戶大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、有機農(nóng)業(yè)和節(jié)水農(nóng)業(yè)，全面推廣測土配方施肥和農(nóng)藥減量增效控污等先進適用技術(shù).利用不同植被對土壤養(yǎng)分吸收能力的互補性和對農(nóng)業(yè)非點源污染的截留、過濾能力，在農(nóng)田與水體之間建立合理的植被過濾帶，減少地表徑流.

取締“禁止排放區(qū)”內(nèi)的畜禽養(yǎng)殖，嚴格禁止在通榆河一級保護區(qū)內(nèi)新建畜禽養(yǎng)殖場.排放區(qū)外的畜禽養(yǎng)殖場必須做到糞便資源化利用，建設(shè)污水收集和處理設(shè)施，實現(xiàn)廢水達標(biāo)排放.推廣發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù);推行干清糞作業(yè)，減少污水和糞便流失;修建秸稈、糞便、生活垃圾等固體廢棄物發(fā)酵池，處理有機垃圾等廢棄物，生產(chǎn)沼氣和有機肥，實現(xiàn)資源循環(huán)利用.

2.3.4 加強環(huán)境監(jiān)控預(yù)警能力 加大對排污單位的監(jiān)管力度.各排污口安裝自動監(jiān)控裝置，與各地的污染源監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)，實行實時監(jiān)控、動態(tài)管理，監(jiān)控指標(biāo)包括廢水流量、CODMn、NH3-N、TP等.加強現(xiàn)場監(jiān)督檢查，對偷排、超標(biāo)排放等違法排污企業(yè)按高限予以處罰，直至關(guān)停.結(jié)合流域、區(qū)域污染容量管理要求，健全完善企業(yè)排污總量控制和排污許可證制度，做到持證排放、按量排污，把各項減排措施落實到每一個工業(yè)點源.在加大監(jiān)控的深度和廣度的同時，建立一套聯(lián)動的環(huán)境預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案，提高環(huán)境預(yù)警能力，以預(yù)防突發(fā)環(huán)境事故，及時采取有效的應(yīng)對措施.

3 結(jié)論

1)灌河流域 CODMn、NH3-N、TP、TN均主要來源于農(nóng)業(yè)污染源，四項指標(biāo)分別占區(qū)域排污總量的46.6%、50.0%、48.3%和50.7%;三類污染源排污量大小為農(nóng)業(yè)面源＞生活污染源＞工業(yè)污染源.

2)種植業(yè)是農(nóng)業(yè)面源的主要污染來源.實施生態(tài)農(nóng)業(yè)工程，積極調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu).大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、有機農(nóng)業(yè)和節(jié)水農(nóng)業(yè)，全面推廣測土配方施肥和農(nóng)藥減量增效控污等先進適用技術(shù)，將有效削減農(nóng)業(yè)污染排放量.

3)化工行業(yè)、食品制造業(yè)、紡織印染行業(yè)、造紙行業(yè)等重污染企業(yè)為區(qū)域工業(yè)經(jīng)濟主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，各項排污指標(biāo)均占區(qū)域工業(yè)排污總量的80%以上.其中食品制造業(yè)和化學(xué)工業(yè)是區(qū)域污染貢獻率最高的兩個行業(yè)，必須通過優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局，以有效控制工業(yè)污染排放.

4)生活污水集中處理率過低，區(qū)內(nèi)2008年已建成的城鎮(zhèn)污水處理廠的處理能力為9.0×104t/d，實際生活污水處理量為2.4×104t/d.生活污水集中處理率僅為13.4%，且灌南縣城尚無運行的城鎮(zhèn)污水處理廠.加快區(qū)域污水處理設(shè)施建設(shè)已迫在眉睫.

［1］李 冰，吳海鎖.從決策源頭保護生態(tài)敏感區(qū)——江蘇沿海地區(qū)發(fā)展規(guī)劃環(huán)評經(jīng)驗.環(huán)境保護，2009，21:46-48.

［2］劉振亞.基于江蘇沿海開發(fā)生態(tài)實現(xiàn)的生態(tài)倫理原則研究.生態(tài)經(jīng)濟，2010，(3):162-165.

［3］馬洪瑞，陳聚法，崔 毅等.灌河和射陽河水質(zhì)狀況分析及主要污染物入海量估算.漁業(yè)科學(xué)進展，2010，31(3):92-99.

［4］金浩波，黃 衛(wèi).江蘇沿海地區(qū)水污染現(xiàn)狀及防治對策.環(huán)境導(dǎo)報，2001，(1):42-44.

［5］陳小麗.灌河響水段納污能力及污染總量控制分析.科協(xié)論壇，2009，3:118.

［6］張利民，劉偉京，尤本勝等.太湖流域漕橋河污染物來源特征.湖泊科學(xué)，2009，22(10):1150-1155.

［7］鐘定勝，張宏偉.等標(biāo)污染負荷法評價污染源對水環(huán)境的影響.中國給水排水，2005，(5):106-108.

［8］連云港市統(tǒng)計局.2009連云港統(tǒng)計年鑒.北京:中國統(tǒng)計出版社，2009:54-60.

［9］鹽城市統(tǒng)計局.2009鹽城統(tǒng)計年鑒.北京:中國統(tǒng)計出版社，2009:86-91.

［10］宿遷市統(tǒng)計局.2009宿遷統(tǒng)計年鑒.北京:中國統(tǒng)計出版社，2009:39-44.

［11］淮安市統(tǒng)計局.2009淮安統(tǒng)計年鑒.北京:中國統(tǒng)計出版社，2009:76-81.

［12］河海大學(xué).江蘇省主要水域納污能力核定和限制排污總量研究.南京:河海大學(xué)出版社，2007:147-186.

［13］孟 偉.流域水污染物總量控制技術(shù)與示范.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2008:50-56.

Characteristics of pollutant sources and control measures in Guanhe River Basin，Jiangsu Province

TIAN Aijun，LI Bing，QU Jian，WANG Shui＆GAO Ming
(Jiangsu Provincial Academy of Environmental Science，Nanjing 210036，P.R.China)

Based on municipal pollutant sources data of Jiangsu coastal area in 2008，the main pollutant source composition and pollution characteristics of Guanhe River，the total amount of pollutants into the river was calculated and corrected.Results showed that the total input amount of chemical oxygen demand，ammonia nitrogen，total nitrogen and total phosphorus to Guanhe River was 36944.2，4366.5，6507.4 and 444.6 t/a，respectively，all of which were mostly originated from agricultural pollution.According to the pollution characteristics of Guanhe River，various pollution sources were clarified.Therefore we put forward countermeasures to control the pollution，which provide a foundation for effectively protecting the Guanhe River water quality and supporting the development of the region.

Pollutant source;pollution characteristics;pollution control measures;Guanhe River;Jiangsu coastal area

http://www.jlakes.org.E-mail:jlakes@niglas.ac.cn

?2012 by Journal of Lake Sciences

* 江蘇省自然科學(xué)基金項目(BK2009454)資助.2011-08-02收稿;2012-02-07收修改稿.田愛軍，男，1978年生，工程師;E-mail:tianaijun@hotmail.com.