黃玉瑩，祖白玉，張瑞斌

（1.江蘇龍騰工程設(shè)計(jì)股份有限公司，南京 210001；2.南京市雨污水資源化利用工程技術(shù)研究中心，南京 210001；3.南京市生態(tài)河道工程技術(shù)研究中心，南京 210000）

城市郊區(qū)小流域污染源調(diào)查及分析—以南京市江寧區(qū)團(tuán)結(jié)河為例

黃玉瑩1、2、3，祖白玉1，張瑞斌1、2、3

（1.江蘇龍騰工程設(shè)計(jì)股份有限公司，南京 210001；2.南京市雨污水資源化利用工程技術(shù)研究中心，南京 210001；3.南京市生態(tài)河道工程技術(shù)研究中心，南京 210000）

以南京市團(tuán)結(jié)河為例，研究細(xì)化小流域污染源計(jì)算方法。將團(tuán)結(jié)河流域的主要污染物排放量及入河量量化處理，分析流域主要污染物的來(lái)源及其構(gòu)成，明確辨別流域內(nèi)各片區(qū)及各類(lèi)污染源的污染物貢獻(xiàn)率，為特定目標(biāo)下的流域污染物削減量計(jì)算奠定基礎(chǔ)，使后續(xù)環(huán)境整治更有針對(duì)性和目標(biāo)性。

污染源；小流域；污染物排放量；污染物入河量；污染物貢獻(xiàn)率

隨著城市不斷擴(kuò)大、城郊快速發(fā)展，帶來(lái)了嚴(yán)重的水環(huán)境污染問(wèn)題。發(fā)達(dá)地區(qū)城郊的小流域污染物來(lái)源復(fù)雜，生活、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、商業(yè)等污染源同時(shí)存在。如何快速準(zhǔn)確識(shí)別導(dǎo)致流域水質(zhì)無(wú)法達(dá)標(biāo)的主要原因，也是當(dāng)前重要的研究工作。依據(jù)《水體達(dá)標(biāo)方案技術(shù)編制指南》（環(huán)辦污防函〔2016〕563號(hào)），流域污染源現(xiàn)狀調(diào)查與分析是進(jìn)行水環(huán)境綜合整治的基礎(chǔ)和前提。

南京市江寧區(qū)團(tuán)結(jié)河流域內(nèi)地處蘇南河網(wǎng)地區(qū)，近年來(lái)區(qū)內(nèi)的水體環(huán)境質(zhì)量明顯下降，全年水質(zhì)為Ⅳ～劣Ⅴ類(lèi)。本文詳細(xì)調(diào)查了團(tuán)結(jié)河流域水環(huán)境污染源類(lèi)型，并對(duì)各類(lèi)污染源進(jìn)行量化分析，識(shí)別出流域內(nèi)主要污染源和污染嚴(yán)重的區(qū)域，反映蘇南地區(qū)小流域水污染現(xiàn)狀，為污染來(lái)源復(fù)雜的小流域水體達(dá)標(biāo)方案編制提供了依據(jù)。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

團(tuán)結(jié)河位于江寧區(qū)祿口街道，秦淮河水系上游，全長(zhǎng)5.3km，河面寬15～20m，河底高程5.5～9m，底寬4m；堤頂高12.5～13.2m，頂寬3～4m。上游為回龍坳水庫(kù)和排駕口水庫(kù)，水質(zhì)為地表Ⅲ類(lèi)水。主要支浜有達(dá)練港河、團(tuán)結(jié)圩中心溝、回龍坳水庫(kù)溢洪河，支浜總長(zhǎng)度約15.2 km。按照地形、河道水系、地表徑流走向和行政區(qū)劃等劃出流域內(nèi)，涉及祿口街道的溧塘社區(qū)、謝村社區(qū)、銅山社區(qū)、桑園社區(qū)、陳巷社區(qū)、尚洪社區(qū)、石埝社區(qū)、徒蓋社區(qū)8個(gè)社區(qū)，34個(gè)村，總面積為15.95km2，流域內(nèi)范圍見(jiàn)圖1。

圖1 團(tuán)結(jié)河匯水范圍

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及調(diào)查內(nèi)容

數(shù)據(jù)提供主要來(lái)自祿口街道環(huán)保所及祿口街道的統(tǒng)計(jì)年鑒及實(shí)地勘查收集的數(shù)據(jù)，調(diào)查內(nèi)容包括流域內(nèi)的工業(yè)企業(yè)及居民的生活污水排放量，區(qū)域內(nèi)市政管網(wǎng)現(xiàn)狀，城鎮(zhèn)污水處理廠及農(nóng)村污水分散處理設(shè)施的進(jìn)出水情況，餐飲、住宿、洗浴、醫(yī)院、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、公共廁所等公共場(chǎng)所的污水排放量，以及農(nóng)業(yè)的面源排放情況等。

1.2.1 工業(yè)污水排放情況

流域內(nèi)的排污工業(yè)企業(yè)共17家，主要分布在石埝社區(qū)、謝村社區(qū)和尚洪社區(qū)，工業(yè)廢水年排放量4.42萬(wàn)t，根據(jù)《工業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)》[1]，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，確定各企業(yè)的污染物排放系數(shù)，估算流域內(nèi)工業(yè)企業(yè)主要污染物的年排放量分別為COD25.93t、氨氮1.24t、總氮1.79t、總磷0.06t。

1.2.2 居民生活污水排放情況

流域涉及8個(gè)社區(qū)的34個(gè)村，以及3所高等院校和兩所中小學(xué)，其中銅嶺新村、南航金城學(xué)院、銅山中學(xué)、銅山小學(xué)、京華學(xué)院、金肯職業(yè)技術(shù)學(xué)院南校區(qū)的生活污水接入祿口街道污水處理二廠，污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模5000t/d，實(shí)際處理水量約106.21萬(wàn)t/a，2016年尾水水質(zhì)見(jiàn)表1；謝村社區(qū)的張業(yè)村和山業(yè)村建有污水分散處理設(shè)施，設(shè)計(jì)規(guī)模共60t/d，實(shí)際處理水量1.98萬(wàn)t/a，出水水質(zhì)執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)；其余村莊（小區(qū)）居民（涉及人口1.68萬(wàn)人）生活污水經(jīng)化糞池處理后進(jìn)入附近溝渠，最后進(jìn)入河道，是造成河流水體污染重要原因。

表1 祿口污水處理二廠尾水出水水質(zhì)

由公式①，估算流域居民生活污水主要污染物年排放量分別為COD 31.86t、氨氮1.59t、總氮6.90t、總磷0.42t。

式中：

E生—生活污染物排放量；

N直排—生活污水直排人數(shù)；

α1—生活排污系數(shù)，查《城鎮(zhèn)生活源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)》[2]確定；

θ—污水處理廠及分散處理設(shè)施尾水中排放的污染物量。

1.2.3 商業(yè)場(chǎng)所污水排放情況

區(qū)域內(nèi)有3所高校，毗鄰祿口機(jī)場(chǎng)，分布在石埝社區(qū)和謝村社區(qū)，商業(yè)繁榮，餐館、旅館等密集。據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)提供的數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，區(qū)域內(nèi)大小餐館158家，污水排放量為25.97萬(wàn)t；賓館69家，污水排放量為34.36萬(wàn)t；浴室14家，年污水排放量約50萬(wàn)t；公共場(chǎng)所主要包括2家農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)和3個(gè)公廁，年污水排放總量14.60萬(wàn)t。以上場(chǎng)所的污水經(jīng)化糞池處理后排放至周邊水體，對(duì)水體造成嚴(yán)重污染。根據(jù)相關(guān)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)[1]，確定行業(yè)主要污染物排放系數(shù)，進(jìn)而估算得到各行業(yè)污染物排放量。

1.2.4 公共場(chǎng)所污水排放情況

公共場(chǎng)所主要包括2家農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)和3個(gè)公廁，年污水排放總量14.60萬(wàn)噸，分布在謝村社區(qū)。農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)屠宰污水和水產(chǎn)污水是主要的污水來(lái)源，根據(jù)《工業(yè)源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)》[1]確定相關(guān)污染物排放系數(shù)。公廁污水經(jīng)化糞池處理后排入周邊水體，參考《江蘇農(nóng)村“三格式”化糞池污水處理效果評(píng)價(jià)》[3]的相關(guān)研究成果，蘇南農(nóng)村地區(qū)廁所化糞池出水水質(zhì)為：COD641mg/L、氨氮40mg/L、總氮73mg/L、總磷7.7mg/L。

1.2.5 農(nóng)業(yè)面源污染物排放情況

農(nóng)業(yè)面源污染是指農(nóng)村在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的氮素和磷素等營(yíng)養(yǎng)物、農(nóng)藥以及其他有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物，通過(guò)地表徑流和農(nóng)田滲漏引起控制河流的有機(jī)污染、水體富營(yíng)養(yǎng)化和有毒有害等其他形式的污染。流域內(nèi)現(xiàn)有旱地1.67km2、水田8.35km2，不同類(lèi)型農(nóng)田的面積與南京地區(qū)相應(yīng)類(lèi)型農(nóng)田的產(chǎn)污系數(shù)相乘，得到不同類(lèi)型農(nóng)田的年污染負(fù)荷。根據(jù)相關(guān)研究成果[4]，確定南京地區(qū)農(nóng)田的產(chǎn)污系數(shù)如表2。

表2 南京市不同土地利用類(lèi)型的產(chǎn)污系數(shù) （單位：kg/hm2·a）

目前區(qū)域內(nèi)僅石埝社區(qū)有一家生豬規(guī)模為930頭的養(yǎng)殖場(chǎng)；水產(chǎn)養(yǎng)殖以魚(yú)、蝦等淡水產(chǎn)品為主，養(yǎng)殖面積1200畝。通過(guò)對(duì)相關(guān)單位的研究[4、5]分析，結(jié)合江蘇當(dāng)?shù)氐酿B(yǎng)殖品種及方式，確定生豬養(yǎng)殖及水產(chǎn)養(yǎng)殖的排污系數(shù)，見(jiàn)表3。

表3 生豬養(yǎng)殖及水產(chǎn)養(yǎng)殖的排污系數(shù)

由種植/養(yǎng)殖數(shù)量乘以相關(guān)系數(shù)，計(jì)算得到農(nóng)業(yè)面源主要污染物排放量分別為COD108.4t/a、氨氮11.86t/a、總氮34.47t/a、總磷0.22t/a。

1.2.6 污染源污染物入河量計(jì)算

由公式②測(cè)算得到團(tuán)結(jié)河流域內(nèi)污染物入河量。

式中：

Wi— i類(lèi)污染源污染物入河量；

Ei— i類(lèi)污染源污染物排放量；

βi— i類(lèi)污染源污染物入河系數(shù)。

參考相關(guān)研究結(jié)果[4]，確定工業(yè)污染源入河系數(shù)取1.0，生活污水入河系數(shù)取0.8，餐飲、住宿、洗浴行業(yè)污水入河系數(shù)取0.8，公共場(chǎng)所入河系數(shù)取0.8，種植業(yè)入河系數(shù)取0.2，畜禽養(yǎng)殖業(yè)入河系數(shù)取0.6，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)入河系數(shù)取0.6，測(cè)算得到團(tuán)結(jié)河流域內(nèi)污染物的入河量。

2 調(diào)查結(jié)果分析

2.1 不同類(lèi)型污染源污染物入河量分析

從污染源角度分析，各類(lèi)污染源對(duì)入河COD的貢獻(xiàn)率由高到低依次為生活污水、餐飲業(yè)、公共場(chǎng)所、洗浴業(yè)、農(nóng)業(yè)面源、工業(yè)污水和住宿業(yè)。生活污水、餐飲業(yè)和公共場(chǎng)所對(duì)入河COD貢獻(xiàn)率之和達(dá)84.38%，是流域內(nèi)入河COD的主要來(lái)源；入河氨氮主要來(lái)源于生活污水，其貢獻(xiàn)率達(dá)64.08%，其次來(lái)源于公共場(chǎng)所，貢獻(xiàn)率為18.61%；入河總氮主要來(lái)源于生活污水，貢獻(xiàn)率達(dá)54.5%，其次來(lái)源于公共場(chǎng)所，貢獻(xiàn)率為21.86%；入河總磷主要來(lái)源于生活污水，貢獻(xiàn)率達(dá)46.31%，其次來(lái)源于農(nóng)業(yè)面源、餐飲業(yè)和公共場(chǎng)所，三者的貢獻(xiàn)率之和達(dá)44.21%。見(jiàn)圖2。

圖2 污染源污染物貢獻(xiàn)率

2.2 各社區(qū)污染源污染物入河量分析

從社區(qū)角度分析，COD入河量由高到低排名為謝村社區(qū)、銅山社區(qū)、石埝社區(qū)、陳巷社區(qū)、尚洪社區(qū)、徒蓋社區(qū)、溧塘社區(qū)、桑園社區(qū)，謝村社區(qū)是入河COD的主要來(lái)源；氨氮入河量由高到低排名為謝村社區(qū)、銅山社區(qū)、石埝社區(qū)、陳巷社區(qū)、尚洪社區(qū)、徒蓋社區(qū)、溧塘社區(qū)、桑園社區(qū)，氨氮主要源于謝村社區(qū)和銅山社區(qū)；總氮入河量由高到低排名為謝村社區(qū)、銅山社區(qū)、石埝社區(qū)、陳巷社區(qū)、尚洪社區(qū)、徒蓋社區(qū)、溧塘社區(qū)、桑園社區(qū)；總磷排放量由高到低排名為謝村社區(qū)、石埝社區(qū)、銅山社區(qū)、陳巷社區(qū)、尚洪社區(qū)、徒蓋社區(qū)、溧塘社區(qū)、桑園社區(qū)。

團(tuán)結(jié)河小流域主要污染源是生活污水，主要原因是該地區(qū)的人口稠密，污染物產(chǎn)量大，而地區(qū)管網(wǎng)覆蓋不健全，導(dǎo)致污水接管率低，大部分污水未經(jīng)處理直接排放，對(duì)流域水體造成嚴(yán)重污染。其次為公共場(chǎng)所和餐飲業(yè)污染，屠宰廢水、公廁污水和餐飲廢水污染物濃度負(fù)荷高，高濃度有機(jī)廢水未經(jīng)處理直排入河，是導(dǎo)致流域水環(huán)境惡化的主要原因之一。團(tuán)結(jié)河小流域涉及的8個(gè)社區(qū)中，謝村社區(qū)、銅山社區(qū)和石埝社區(qū)污染物入河量較大，對(duì)河流的污染較為嚴(yán)重，主要原因是由于這3個(gè)社區(qū)人口的密度較大，工商業(yè)發(fā)達(dá)，污染物排放量高。

3 結(jié)論與建議

團(tuán)結(jié)河小流域的主要污染源是生活污水、公共場(chǎng)所和餐飲業(yè)廢水，是蘇南城市郊區(qū)普遍存在的污染問(wèn)題。本研究在詳細(xì)調(diào)查流域內(nèi)各類(lèi)污染源污染物排放方式及排放去向的基礎(chǔ)上，參考了相關(guān)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)及相關(guān)研究，確定相關(guān)污染源產(chǎn)排污及入河系數(shù)，將流域各類(lèi)污染物排放量及入河量量化處理，從而分析出流域造成水體污染的污染源構(gòu)成及貢獻(xiàn)率。

針對(duì)小流域污染問(wèn)題，建議相關(guān)部門(mén)統(tǒng)一規(guī)劃區(qū)域管廊設(shè)計(jì)，加快管網(wǎng)建設(shè)步伐，同時(shí)對(duì)未納管的老舊小區(qū)、高校及商業(yè)街、公共場(chǎng)所等，實(shí)施嚴(yán)格的雨污分流改造，對(duì)已建成的化糞池加強(qiáng)管理，定期清理維護(hù)。

[1] 國(guó)務(wù)院第一次全國(guó)污染源普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，第一次全國(guó)污染源普查工業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)[S]. 2010.

[2] 國(guó)務(wù)院第一次全國(guó)污染源普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室.第一次全國(guó)污染源普查城鎮(zhèn)生活源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)[S]. 2010.

[3] 王玉華，方毅，焦雋.江蘇農(nóng)村“三格式”化糞池污水處理效果評(píng)價(jià)[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)，2008，24（4）：80-83.

[4] 江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院.太湖流域主要入湖河流水環(huán)境綜合整治規(guī)劃編制技術(shù)規(guī)范[S].2008.

[5] 全國(guó)污染源普查水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)測(cè)算項(xiàng)目組.第一次全國(guó)污染源普查水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)[S].2010.

Investigation and Analysis on Pollution Sources in Small Watersheds of City Suburbs —A Case Study of Tuanjie He of Jiangning District, Nanjing City

HUANG Yu-ying1,2,3, ZHU Bai-yu1, ZHANG Rui-bin1,2,3
(1.Jiangsu Long-leaping Engineering Design Co., Ltd, Nanjing 210001;2.Nanjing Engineering amp; Technical Research Center for Rain Sewage Recycling and Use, Nanjing 210001;3.Nanjing Engineering amp; Technical Research Center of Ecological Riverway, Nanjing 210000, China)

By taking Tuanjie He of Nanjing city as an example, this paper studies the calculating method of the pollution sources in the small watersheds. The paper quantizes the major pollutant discharge amounts and river intakes, analyzes the sources and their compositions of the major pollutants in the watersheds. The paper identi fi es the contribution rates of pollutants in each area and various pollution sources in the watershed in order to lay a foundation for the calculation of the removal of pollutants in the river basin under a speci fi c target, so that subsequent environmental remediation shows its pertinence and target.

pollution source; small watershed; pollutant discharge amount; pollutant river intake; contribution rate of pollutant

X522

A

1006-5377（2017）11-0033-04

南京市科技計(jì)劃項(xiàng)目（201608023）；江蘇省自然科學(xué)青年基金項(xiàng)目（BK20140603）。