張士光
(山東省聊城生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,山東 聊城 252000)
聊城市位于山東省西部,北部和東北部與德州接壤,東南瀕臨黃河與濟(jì)南市、菏澤市分界,南部依金堤河同河南省濮陽市毗鄰,西部靠漳衛(wèi)河與河北省隔水相望。聊城市地處黃河泛濫沖積平原,多年平均降水量為567.2 mm,境內(nèi)有馬頰河、徒駭河以及位山一、二、三干渠等數(shù)十條大小引水干渠,具有較完整的排灌工程體系。聊城市的水資源由地表水、地下水和客水組成[1]。
為了全面、及時(shí)掌握聊城市主要河流氮類物質(zhì)污染狀況,本文選取馬頰河、徒駭河、黃河三條主要河流作為研究對(duì)象,共設(shè)置了13個(gè)水質(zhì)斷面。其中含國(guó)控?cái)嗝?個(gè)、省控?cái)嗝?個(gè)、其他斷面6個(gè),詳見表1。
表1 聊城市主要河流監(jiān)測(cè)斷面
監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為氨氮和總氮。
監(jiān)測(cè)周期自2022年6~8月每周監(jiān)測(cè)一次,連續(xù)監(jiān)測(cè)三個(gè)月。
本文選取2022年6~8月三條河流的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。河流各斷面監(jiān)測(cè)總氮濃度與2021年、2020年同期變化情況詳見表2。
表2 總氮濃度變化情況一覽表 單位:mg/L
從監(jiān)測(cè)期間各河流氨氮和總氮濃度均值可以看出,氨氮、總氮濃度水平以徒駭河最高,馬頰河次之,黃河最低,詳見圖1。
圖1 監(jiān)測(cè)期間(2022.6.29~8.31)三條河流氨氮和總氮對(duì)比圖(單位:mg/L)
匯總2020年7月、2021年7月和2022年6月29日~8月31日,三條主要河流斷面氨氮及總氮數(shù)據(jù),詳見表3。
表3 氨氮、總氮數(shù)據(jù)一覽表 單位:mg/L
徒駭河情況分析:(1)徒駭河各斷面監(jiān)測(cè)期間氨氮和總氮濃度均值變化情況見圖2,由圖2可以看出,徒駭河流經(jīng)聊城市的上、中、下游,氨氮和總氮基本呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)。(2)徒駭河在聊城境內(nèi)主要流經(jīng)莘縣、陽谷、度假區(qū)、東昌府區(qū)、開發(fā)區(qū)、茌平區(qū)、高唐縣,流經(jīng)的各縣(市、區(qū))入河排污口總氮均值分別為8.14 mg/L、8.17 mg/L、7.32 mg/L、13.1 mg/L、7.09 mg/L、7.72 mg/L、8.49 mg/L,各縣(市、區(qū))入徒駭河的水質(zhì)總氮濃度較高,造成相應(yīng)斷面李鳳桃橋、王堤口、聊城水文站、老南鎮(zhèn)和前油坊等斷面水質(zhì)總氮濃度升高(詳見圖3),表明各縣(市、區(qū))所排廢水是造成徒駭河總氮濃度變高的主要原因。由圖2可知,徒駭河馬集閘斷面至李鳳桃橋河段、聊城水文站至前油坊河段總氮濃度升高趨勢(shì)明顯,應(yīng)為重點(diǎn)管控?cái)嗝妗?/p>
圖2 監(jiān)測(cè)期間(2022.6.29~8.31)徒駭河各斷面氨氮和總氮折線圖(單位:mg/L)
圖3 監(jiān)測(cè)期間(2022.6.29~8.31)徒駭河各斷面氨氮和總氮柱形圖(單位:mg/L)
(3)匯總2020年7月、2021年7月和2022年6月29日~8月31日的數(shù)據(jù),可以看出徒駭河出境斷面前油坊,氨氮和總氮濃度逐年遞增(詳見圖4),整體呈現(xiàn)總氮、氨氮污染逐年加重的趨勢(shì),污染形勢(shì)不容樂觀。
圖4 出境斷面前油坊不同時(shí)段氨氮和總氮變化圖(單位:mg/L)
馬頰河情況分析:(1)馬頰河各斷面監(jiān)測(cè)氨氮和總氮濃度均值變化情況見圖5,由圖5可以看出,馬頰河在務(wù)莊閘至千戶營(yíng)斷面總氮濃度顯著升高,千戶營(yíng)至出境董姑橋段各斷面總氮濃度變化不明顯,基本持平。氨氮各斷面濃度基本持平。(2)馬頰河在聊城境內(nèi)主要流經(jīng)莘縣、冠縣、東昌府區(qū)、臨清市和高唐縣,流經(jīng)的各縣(市、區(qū))入河排污口總氮均值分別為8.14 mg/L、10.8 mg/L、13.1 mg/L、10.6 mg/L、8.49 mg/L,沿途各縣(市、區(qū))入河廢水總氮濃度較高,相應(yīng)的斷面千戶營(yíng)、薛王劉閘、裴莊閘、李奇閘和董姑橋水質(zhì)總氮濃度維持較高水平(詳見圖6),表明各縣(市、區(qū))入河廢水是造成馬頰河總氮濃度高的主要原因。務(wù)莊閘至千戶營(yíng)河段總氮濃度顯著升高,應(yīng)為重點(diǎn)管控河段。
圖5 監(jiān)測(cè)期間(2022.6.29~8.31)馬頰河各斷面氨氮和總氮折線圖(單位:mg/L)
圖6 監(jiān)測(cè)期間(2022.6.29~8.31)馬頰河各斷面氨氮和總氮柱形圖(單位:mg/L)
(3)匯總2020年7月、2021年7月和2022年6月29日~8月31日的數(shù)據(jù),可以看出馬頰河出境斷面董姑橋氨氮和總氮濃度明顯升高,尤其是總氮濃度較2021年同期顯著升高,詳見圖7。
圖7 出境斷面董姑橋不同時(shí)段氨氮和總氮變化圖(單位:mg/L)
艾山斷面位于黃河聊城東阿段,黃河屬于地上河,黃河流經(jīng)聊城市,沒有外排廢水注入,只是受黃河上游來水影響,對(duì)比近三年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),艾山斷面氨氮及總氮濃度變化不明顯,但總氮濃度水平維持在較高狀態(tài)(詳見表1、表2、表3)。
河流中的氮污染大多以硝酸鹽形態(tài)存在,其次是氨氮,占比量少的是亞硝酸氮。河流中氮的來源主要為污水處理廠排水、固定源排水以及農(nóng)業(yè)面源污染。
(1)污水處理廠及固定源污水處理設(shè)施去除氨氮效果較好,而去除總氮效果較差。盡管目前污水處理廠及固定源污水處理設(shè)施進(jìn)水中氨氮去除效果較好,但其他形態(tài)的氮污染去除效果較差,且部分氨氮污染的削減僅是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌螒B(tài)的氮。在污水處理設(shè)施運(yùn)行時(shí)通過調(diào)整各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)可以達(dá)到化學(xué)需氧量和氨氮削減的最佳處理狀態(tài),而對(duì)非考核指標(biāo)重視程度不夠,導(dǎo)致一些污水處理廠采用的工藝對(duì)總氮的去除效果不好。(2)農(nóng)業(yè)面源污染是影響河流總氮濃度不可忽視的因素。農(nóng)業(yè)面源污染又稱非點(diǎn)源污染,是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中,由于化肥、農(nóng)藥的不合理使用、畜禽糞污的不規(guī)則排放以及分散式農(nóng)村生活所產(chǎn)生的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),在降水的驅(qū)動(dòng)下,受地形影響,以地表、地下徑流和土壤侵蝕為載體,進(jìn)入鄰近受納水體的一種污染形式。山東省是農(nóng)業(yè)大省,主要種植小麥、玉米等經(jīng)濟(jì)類農(nóng)作物,每年消耗大量的化肥,由于固定源污染逐漸得到控制,農(nóng)業(yè)面源污染成為流域水環(huán)境質(zhì)量的主要影響因素,進(jìn)而成為水污染物總氮的主要來源。
本文提出的治理建議有:(1)加強(qiáng)管控徒駭河和馬頰河總氮指標(biāo)總量。徒駭河和馬頰河是聊城市主要的兩條納污河流,河流各斷面,尤其是出境斷面總氮濃度一直處于較高水平,其沿線縣(市、區(qū))入河廢水總氮濃度較高,是造成徒駭河和馬頰河各斷面水質(zhì)總氮濃度較高的主要原因。因此,相關(guān)部門要加強(qiáng)對(duì)徒駭河和馬頰河全境廢水總氮指標(biāo)的管理控制,尤其要加強(qiáng)對(duì)徒駭河馬集閘至李鳳桃橋河段、聊城水文站至前油坊河段,馬頰河務(wù)莊閘至千戶營(yíng)河段等重點(diǎn)河段總氮污染的管控。(2)利用高效除氮技術(shù)進(jìn)行提標(biāo)改造,加強(qiáng)總氮指標(biāo)總量控制。積極探索廢水中總氮的去除工藝,分階段加快污水處理廠及固定源污水處理設(shè)施升級(jí)改造進(jìn)程,將水污染物總氮指標(biāo)納入下一步提標(biāo)改造的任務(wù),并作為環(huán)境管理部門日常監(jiān)管的必查指標(biāo),實(shí)施總量控制。尤其要加強(qiáng)對(duì)河流匯水起主要作用的縣(市、區(qū))污水處理廠和固定源排水的管控,提高廢水中總氮的去除效率,同時(shí)積極爭(zhēng)取政府、部門的政策和資金支持,或通過市場(chǎng)化管理運(yùn)營(yíng)的方式籌措資金進(jìn)行現(xiàn)有工程的提升改造。(3)加強(qiáng)調(diào)查,摸清底子,制定切實(shí)可行的措施。建議環(huán)境管理部門安排職能科室對(duì)廢水排入徒駭河、馬頰河的縣(市、區(qū))進(jìn)行拉網(wǎng)式檢查,重點(diǎn)對(duì)各轄區(qū)污水處理廠、重點(diǎn)涉氮企業(yè)進(jìn)行摸底調(diào)查,了解各企業(yè)污水處理廠設(shè)施正常運(yùn)轉(zhuǎn)下總氮的去除效率,掌握各企業(yè)廢水處理工藝存在的短板和不足,按照“陸水統(tǒng)籌、河湖兼顧、上下聯(lián)動(dòng)、協(xié)同共治”的原則,制定切實(shí)可行的治理方案,確保聊城市河流總氮濃度持續(xù)降低。(4)倡導(dǎo)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),加強(qiáng)部門聯(lián)動(dòng),減少化肥和有機(jī)肥的生產(chǎn)和使用??茖W(xué)減量使用農(nóng)藥、化肥是緩解氮污染的重要途徑。(5)優(yōu)化地表水環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建多尺度支撐農(nóng)業(yè)面源污染溯源解析工作的地表水環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),建立農(nóng)業(yè)面源污染全過程監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),確保有效監(jiān)控農(nóng)業(yè)面源污染[2]。