廖 杰，張愛玲，陳曉青，莊馬展

(1.廈門理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，福建廈門 361024；2.廈門市環(huán)境科學(xué)研究院，福建廈門 361021)

人類社會“因水而起，得水而興”，水不僅是生命的源泉，也是城市和鄉(xiāng)村發(fā)展的源泉，是生態(tài)環(huán)境的基本要素，是人類賴以生存、延續(xù)和發(fā)展的基礎(chǔ)。濱海小水系是匯集徑流、產(chǎn)水、產(chǎn)泥沙的源頭，是連接山、城(村)、海的紐帶，對維護(hù)濱海區(qū)域山水格局具有重要意義。同時(shí)，水系內(nèi)各類污染物在降水和徑流沖刷作用下最終匯流入海，對整體生態(tài)環(huán)境有著重要影響[1-4]。

廈門作為我國最早設(shè)立的經(jīng)濟(jì)特區(qū)之一，地處東南沿海，境內(nèi)水系均屬山丘區(qū)短小河流，流程短，坡度大，水量隨季節(jié)變化大，島外中小河網(wǎng)密布，但匯水面積不大，基本都為獨(dú)流入海的小水系。島外十條主要水系總面積為1 038 km2，占廈門市總面積的61%；干流長為150 km，總河長為465.1 km。據(jù)統(tǒng)計(jì)，廈門市島外水系多數(shù)處于劣Ⅴ類水質(zhì)，臭溪總面積為939 km2，約占廈門市總面積的60%[5-7]。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水系生態(tài)環(huán)境問題已嚴(yán)重影響廈門市生態(tài)安全及社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，本研究以島外十大水系之一——埭頭溪為對象，針對其生態(tài)環(huán)境問題進(jìn)行深入研究，分析成因和治理難點(diǎn)，以期為河道綜合治理工作提供技術(shù)支撐和應(yīng)用借鑒。

1 概況

埭頭溪位于同安區(qū)西柯鎮(zhèn)境內(nèi)，發(fā)源于石壁山(海拔240.4 m)，流經(jīng)壩頭→新民→西洪塘→泥山→西浦→埭頭，與匯入的梧侶支流注入東咀港。埭頭溪匯水面積為44.84 km2，由泥山溪和梧侶溪兩條支流組成。其中，泥山溪匯水面積為28.41 km2。城南排洪溝匯水面積為16.94 km2。梧侶溪發(fā)源于小西山(海拔為162.1 m)，匯水面積為11.8 km2，河長為7.68 km，坡降為3.83 km，流經(jīng)梧侶→四口圳→埭頭匯入埭頭溪。城南排洪溝是20世紀(jì)90年代建成的排洪工程，原設(shè)計(jì)按照20年一遇的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防，流量為70 m3/s，穿過瑤埔水閘排放入海。水系分布如圖1所示。

圖1 埭頭溪水系分布圖Fig.1 River System Distribution of Daitou Creek

埭頭溪屬于同安區(qū)，包括祥平街道和西柯、新民鎮(zhèn)以及白沙倫農(nóng)場，涉及3個(gè)街道及鄉(xiāng)鎮(zhèn)的22個(gè)行政村，共計(jì)農(nóng)村人口4.29萬人，城鎮(zhèn)人口15.79萬人，總計(jì)20.08萬人。埭頭溪區(qū)域?qū)倌蟻啛釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候，全年雨量充沛。同安城區(qū)全年平均氣溫為21 ℃，最低1月的平均氣溫為12.8 ℃，最高7月的平均氣溫為28.4 ℃。多年平均年蒸發(fā)量為1 668.1 mm，一年中夏季7月的蒸發(fā)量最大。多年平均降水量在1 290～2 300 mm，降雨年內(nèi)分配不均，降水的地理分布也不均，降水分布由北部山區(qū)向東南沿海遞減。

2 生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查

2.1 水環(huán)境污染

埭頭溪上游水質(zhì)良好；進(jìn)入城區(qū)后，河道由明渠變成暗涵，隨著工業(yè)廢水、生活污水等的匯入，水質(zhì)逐漸變差。兩條支流出城后，由于下游各類污染物匯入量仍較大，水質(zhì)表觀繼續(xù)惡化，水體顏色發(fā)黑，部分區(qū)段散發(fā)惡臭，且垃圾入河等現(xiàn)象嚴(yán)重。城南排洪溝在途經(jīng)城南工業(yè)園前，水質(zhì)尚好；在途經(jīng)工業(yè)園后，水質(zhì)惡化。埭頭溪河道設(shè)有埭頭溪橋、西浦水閘和新橋水閘等監(jiān)控?cái)嗝?，主要監(jiān)測的指標(biāo)有溶解氧(DO)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、化學(xué)需氧量(CODCr)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)和總氮(TN)。2017年1月—2018年8月，3個(gè)斷面的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)如表1和表2所示。

表1 2017年埭頭溪河道斷面部分監(jiān)測結(jié)果 (單位：mg/L)Tab.1 Results of Cross Section of Daitou Creek for Water Quality Monitoring in 2017 (Unit: mg/L)

注：數(shù)據(jù)來源為廈門市環(huán)境監(jiān)測中心站

表2 2018年埭頭溪河道斷面部分監(jiān)測結(jié)果 (單位：mg/L)Tab.2 Results of Cross Section of Daitou Creek for Water Quality Monitoring in 2018 (Unit: mg/L)

注：數(shù)據(jù)來源為廈門市環(huán)境監(jiān)測中心站

由表1可知，2017年埭頭溪河道的監(jiān)控?cái)嗝嫠|(zhì)指標(biāo)低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)中Ⅴ類水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，屬于劣Ⅴ類水質(zhì)，3個(gè)斷面的CODCr、BOD5、NH3-N、TP和TN的超標(biāo)率高達(dá)100%。其中，埭頭溪橋的DO超標(biāo)率為17%，CODMn超標(biāo)率為83%；西浦水閘的DO超標(biāo)率為67%，CODMn超標(biāo)率為67%；新橋水閘的DO超標(biāo)率為83%，CODMn超標(biāo)率為67%。西浦水閘和新橋水閘的斷面監(jiān)測結(jié)果表明，由于工業(yè)區(qū)的工業(yè)廢水及周邊生活污水水體污染嚴(yán)重，CODCr、BOD5、NH3-N、TN和TP嚴(yán)重超標(biāo)。根據(jù)《城市黑臭水體分級標(biāo)準(zhǔn)》的評價(jià)指標(biāo)來看，39%的斷面DO指標(biāo)達(dá)到輕度黑臭，6%的斷面DO指標(biāo)達(dá)到重度黑臭；23%的斷面NH3-N指標(biāo)達(dá)到輕度黑臭，77%的斷面NH3-N指標(biāo)達(dá)到重度黑臭。

2017年底，河道綜合治理后監(jiān)控?cái)嗝娴母黜?xiàng)水質(zhì)指標(biāo)提升效果顯著(表2)。2018年7月的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，3個(gè)斷面的CODMn、CODCr和BOD5均達(dá)到Ⅴ類水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，埭頭溪橋和新橋水閘除NH3-N、TN和TP超標(biāo)，其余指標(biāo)均達(dá)到Ⅳ類水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，西浦水閘除NH3-N和TN超標(biāo)，其余指標(biāo)均達(dá)到Ⅳ類水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，基本消除黑臭水體。

總體來看，目前埭頭溪河道的水環(huán)境存在的主要問題是氮、磷等富營養(yǎng)化指標(biāo)超標(biāo)。

2.2 污染源調(diào)查

埭頭溪區(qū)域是同安區(qū)經(jīng)濟(jì)最活躍、產(chǎn)業(yè)發(fā)展最集聚的區(qū)域。區(qū)域內(nèi)的主要污染源如下。

(1)工業(yè)污染源：根據(jù)2012年廈門市同安區(qū)污染源普查成果和工業(yè)企業(yè)成果的統(tǒng)計(jì)得出，埭頭溪區(qū)域內(nèi)分布有同安工業(yè)集中區(qū)、環(huán)東海域工業(yè)園區(qū)和城南工業(yè)區(qū)，存在工業(yè)企業(yè)約有167家，包含食品加工、化工、電子、照明、家具、塑膠等多種類型的企業(yè)。廢水、CODCr和NH3-N總排放量分別為4.01×106、1.11×103t/a和24.4 t/a。埭頭溪區(qū)域內(nèi)未納管工業(yè)企業(yè)廢水排放量達(dá)1.86×106t/a，占所有工業(yè)企業(yè)排放廢水總量的46.4%；工業(yè)污染源中CODCr的排放量621 t/a，占所有工業(yè)企業(yè)CODCr排放總量的55.8%；工業(yè)污染源中NH3-N的排放量為6.97 t/a，占所有工業(yè)企業(yè)NH3-N排放總量的28.6%。區(qū)域內(nèi)有未納管工業(yè)企業(yè)132家，占所有工業(yè)企業(yè)數(shù)的79.0%。

(2)生活污染源：生活污染源主要來自埭頭溪區(qū)域內(nèi)農(nóng)村居民和鄉(xiāng)鎮(zhèn)中未截污納管進(jìn)行處理的城鎮(zhèn)居民生活洗滌污水、糞便污水及生活垃圾，生活污染源排放總量計(jì)算主要按規(guī)劃范圍內(nèi)人口和人均生活污染物排放系數(shù)估算。據(jù)統(tǒng)計(jì)，埭頭溪區(qū)域涉及同安區(qū)4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和22個(gè)行政村，涉及人口達(dá)20.1萬人。

參照《全國水環(huán)境容量核定技術(shù)指南》，埭頭溪區(qū)域內(nèi)村鎮(zhèn)生活污水人均CODCr和NH3-N的排放系數(shù)分別取40 g/d和4 g/d[8]；根據(jù)《第一次全國污染源普查城鎮(zhèn)生活源產(chǎn)排污系數(shù)手冊》，廈門市屬于二區(qū)一類城市，人均TP的排放系數(shù)分別為0.98 g/d，區(qū)域內(nèi)工業(yè)企業(yè)較多，有一部分流動人口生活污水納入工業(yè)企業(yè)排放廢水，且區(qū)域內(nèi)有部分農(nóng)村人口。因此，TP排放系數(shù)取廈門市人均TP的70%，即TP為0.69 g/d。

根據(jù)以上計(jì)算方法，區(qū)域內(nèi)生活廢水、CODCr、NH3-N和TP的排放量分別為7.70×106、2.93×103、293 t/a和50.6 t/a。區(qū)域內(nèi)生活污染源納管或處理工作尚處于起步階段，生活污水處理率還很低，隨著污水管網(wǎng)的鋪設(shè)，有條件納管的均應(yīng)納管。

(3)畜禽養(yǎng)殖污染源：廈門埭頭溪區(qū)域內(nèi)的各村莊畜禽養(yǎng)殖情況調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明，埭頭溪區(qū)域內(nèi)生豬存欄數(shù)量約8.77萬頭，生豬存欄300頭及以上的養(yǎng)殖戶共有40戶。除生豬養(yǎng)殖外，區(qū)域內(nèi)還有一定規(guī)模的肉雞養(yǎng)殖、少量奶牛和羊養(yǎng)殖，但以上幾類養(yǎng)殖的數(shù)量較少，污染物排放量較小。由區(qū)域內(nèi)畜禽養(yǎng)殖污染物排放量統(tǒng)計(jì)表可知，畜禽養(yǎng)殖污染源中CODCr、NH3-N和TP的排放量分別為1.64×103、128 t/a和70.7 t/a。隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，畜禽養(yǎng)殖將逐步清退，畜禽養(yǎng)殖污染源將逐步減少。

2.3 水生態(tài)環(huán)境調(diào)查

埭頭溪河道分上中下3個(gè)區(qū)段，中游區(qū)段有箱涵段和敞開段。埭頭溪上游郊野河段河長較短，河道窄，流量小，河道內(nèi)及兩側(cè)叢生雜草，以濕生種類為主，偶有上游池塘內(nèi)的魚類進(jìn)入。埭頭溪中游箱涵河段主要沿為城市建成區(qū)，兩邊為工業(yè)廠房和企業(yè)，部分河段已硬質(zhì)化，水體主要來自上游天然徑流以及周邊工廠污水。埭頭溪中游敞開河段為城郊區(qū)域，有一定數(shù)量的工業(yè)企業(yè)和村莊，由于受上游污染物匯入影響，河道內(nèi)有淤積，水體發(fā)黑發(fā)臭。埭頭溪下游河段為城郊結(jié)合部，由于流量小，上游工業(yè)企業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)田灌溉用水等的匯入，水體溶解氧及多個(gè)富營養(yǎng)化指標(biāo)超標(biāo)。而城南排洪溝主要用于雨季排洪，非雨季主要用于收集城市生活污水和工業(yè)排水，現(xiàn)狀水質(zhì)較差。

整體上來看，埭頭溪河道內(nèi)水生生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尚存，但功能基本喪失。

3 存在問題分析

3.1 水環(huán)境問題分析

埭頭溪河道水體中過量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)主要來自處理不完全的工業(yè)廢水和農(nóng)村生活污水等。氮、磷含量過高是水體富營養(yǎng)化的根本原因，而富營養(yǎng)化的防治是水污染處理中最為復(fù)雜和困難的問題。這是因?yàn)椋?1)污染源的復(fù)雜性，導(dǎo)致水質(zhì)富營養(yǎng)化的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)，既有天然源，又有人為源；既有外源性，又有內(nèi)源性。這涉及農(nóng)田徑流所造成的的營養(yǎng)鹽流失、遷移和轉(zhuǎn)化、底泥與水體間營養(yǎng)鹽的釋放和吸附機(jī)理等方面的研究。(2)營養(yǎng)物質(zhì)去除的高難度，至今還沒有任何單一的生物學(xué)、化學(xué)和物理措施能夠徹底去除廢水中的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)。在水環(huán)境問題治理上，需要利用多種手段，制定治理方案，分階段進(jìn)行，逐步恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

3.2 污染源問題分析

鑒于人口的不斷增長和工業(yè)企業(yè)的不斷發(fā)展，埭頭溪區(qū)域內(nèi)的污染源各類排放物的總量呈逐年上升趨勢，水環(huán)境受到越來越多的污染。該區(qū)域內(nèi)主要污染源為工業(yè)污染源和生活污染源。雖針對水污染防治做了很多工作，但是仍然存在以下問題：(1)隨著城鎮(zhèn)化規(guī)模不斷擴(kuò)大，污水設(shè)施建設(shè)明顯滯后于城市化進(jìn)程，亟需擴(kuò)建或新建污水處理工程以提高污水處理能力；(2)農(nóng)村污水收集系統(tǒng)不完善，部分污水沒有納管收集，對有條件鋪設(shè)管道的進(jìn)行納管改造，沒條件的則就地處理；(3)個(gè)別的企業(yè)工業(yè)污水存在未達(dá)標(biāo)排放、偷排、漏排等現(xiàn)象，需加大監(jiān)督管理力度。

3.3 治理難點(diǎn)分析

河道綜合治理涉及治河、治污、景觀建設(shè)及用地開發(fā)等各個(gè)方面，牽涉到多個(gè)職能部門，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，主要存在的治理難點(diǎn)如下。(1)河流整治工程本身耗時(shí)長，完成后仍需長期有效的管理運(yùn)營，目前廈門市尚無相關(guān)長效運(yùn)營機(jī)制。若民眾參與度不高，在后期工程建設(shè)中極有可能出現(xiàn)征地拆遷糾紛、畜禽養(yǎng)殖賠償不合理等問題，不但不能發(fā)揮民心工程造福廣大市民的作用，反而有可能引發(fā)矛盾[9-10]。(2)分析和評估埭頭溪河道治理所采取的現(xiàn)有工程措施的效能，同時(shí)，借鑒國內(nèi)外先進(jìn)成熟的工程案例，進(jìn)行針對性的處理設(shè)施深度優(yōu)化，并尋求經(jīng)濟(jì)、污染治理和生態(tài)環(huán)境之間的效應(yīng)關(guān)系，為制定宏觀政策及具體的污染控制措施服務(wù)。

4 對策與建議

4.1 政府管理層面

(1)設(shè)立河道綜合管理機(jī)構(gòu)。廈門市政府把污染整治工作列入了相關(guān)項(xiàng)目負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)與部門的年度目標(biāo)責(zé)任績效考核體系。埭頭溪河道各河流斷面的水質(zhì)有所改善，這與“河長制”的推行有密切關(guān)系。“河長制”能夠把區(qū)域周邊鄉(xiāng)村的生態(tài)文明建設(shè)納入河流綜合治理的范疇，其模式值得借鑒和推廣。管理機(jī)構(gòu)必須加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)、明確責(zé)任，形成協(xié)調(diào)、高效的管理實(shí)施體系。要明確協(xié)調(diào)機(jī)制、決策機(jī)制和責(zé)任追究機(jī)制。將河道綜合治理目標(biāo)的完成情況列入政府考核指標(biāo)體系，定期嚴(yán)格考核，確保治理目標(biāo)、任務(wù)和措施落實(shí)到位。

(2)提高村民參與治理的意識和能力。在治理的規(guī)劃決策及實(shí)施過程中，專家及相關(guān)部門應(yīng)與村民深入交流，共同協(xié)商完成河道綜合治理規(guī)劃。村民的意愿和想法在河道綜合治理中得到體現(xiàn)，讓村民感受到治理措施是為自身設(shè)計(jì)的，進(jìn)而促進(jìn)其主動參與，提升村民對河道綜合治理的積極性[11]。

(3)建立埭頭溪綜合治理機(jī)制。建立健全養(yǎng)殖業(yè)第三方巡查機(jī)制，摸查養(yǎng)殖情況，積極推進(jìn)退養(yǎng)；全面開展企業(yè)污水排放排查整治和小作坊污染整治，確保全區(qū)域環(huán)境治理成效。

4.2 工程措施層面

(1)進(jìn)行同安污水處理廠的污水處理能力提升，并加快中水回用水平，深化尾水處理程度。在近期污水無出路的地區(qū)重點(diǎn)建設(shè)再生水回用設(shè)施，將再生水作為非常規(guī)水資源，強(qiáng)化再生水利用。尾水排放水體可結(jié)合具體條件，利用河灘、濕地等自然生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)行生態(tài)凈化，進(jìn)一步削減污染物。

(2)應(yīng)加強(qiáng)環(huán)境綜合整治，加快鄉(xiāng)鎮(zhèn)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐。逐步將靠近城區(qū)的村鎮(zhèn)生活污水納入城市污水收集系統(tǒng)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的村鎮(zhèn)逐步建成自己的污水處理系統(tǒng)，提高村鎮(zhèn)污水處理率，配套污水管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)污水集中處理。進(jìn)一步做好垃圾

分類的工作，推動村鎮(zhèn)生活垃圾實(shí)現(xiàn)收集袋裝化和無害化處理，逐步加強(qiáng)農(nóng)村基層環(huán)衛(wèi)設(shè)施建設(shè)，集中收集、壓縮垃圾后運(yùn)至城市垃圾填埋場。

(3)應(yīng)結(jié)合同安區(qū)用地規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，加快區(qū)域工業(yè)布局調(diào)整步伐，進(jìn)一步優(yōu)化工業(yè)布局。積極推動企業(yè)實(shí)施清潔生產(chǎn)，建立清潔生產(chǎn)運(yùn)行機(jī)制，提高工業(yè)用水重復(fù)利用率。對轄區(qū)內(nèi)的重點(diǎn)排污企業(yè)進(jìn)行監(jiān)察，對污染物排放不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的企業(yè)實(shí)施限期治理，確保流域水環(huán)境質(zhì)量[12-13]。

(4)作為水處理環(huán)節(jié)中最重要的部分，水廠消毒還應(yīng)當(dāng)考慮微生物泄露風(fēng)險(xiǎn)問題，如突發(fā)的上游水污染風(fēng)險(xiǎn)(2013年黃浦江上游死豬漂浮事件)、出廠水中少量細(xì)微的活性炭粉末可能攜帶致病微生物的風(fēng)險(xiǎn)等。因此，建議在水廠中增加紫外消毒設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對微生物污染控制的多級風(fēng)險(xiǎn)屏障。