江西地區(qū)典型村鎮(zhèn)河流蔣巷河水質污染現(xiàn)狀及分析

鄒國林，王全金，朱 平，宋嘉俊

（華東交通大學土木建筑學院，江西南昌330013）

蔣巷河是東西貫穿蔣巷鎮(zhèn)的一條人工河道，河長約12 km，河寬8 m，河水匯入贛江，主要承擔河岸居民、農田的排水、排洪的作用。蔣巷河的南北兩岸錯落著許多自然村莊，河道兩邊分布有農田、果園、魚塘，并且河的北面有一條沿河公路，與村民的生活生產息息相關。由于長期沒有注重對蔣巷河水的保護，蔣巷河水質日益惡化，河水長期處于渾濁和富營養(yǎng)化狀態(tài)，枯水期河水發(fā)黑發(fā)臭，對周圍居民的生活造成嚴重影響，對其最終匯入河流即贛江的水質也造成污染。目前,蔣巷河形成了點源污染與面源污染共存現(xiàn)象，生活污染、工業(yè)污染和農業(yè)污染疊加的嚴峻形勢［1］，有必要對蔣巷河水質污染現(xiàn)狀進行監(jiān)測分析，并進行治理。

1 河水水質污染主要原因

1.1 生活污水的直接排入

根據(jù)建設部2005年10月《村莊人居環(huán)境現(xiàn)狀與問題》調查報告,我國具有代表性的9個省43個縣74個村莊的入村入戶調查顯示：96%的村莊沒有排水渠道和污水處理系統(tǒng)［2］。蔣巷鎮(zhèn)也同樣存在村莊布局分散，收集污水集中處理較為困難，因此蔣巷河附近村莊的生活污水均是直接排放進河水中，且隨著蔣巷鎮(zhèn)經濟的發(fā)展，農民的生活水平日益提高，生活污水產生量大幅增加，污染程度也大幅上升。

1.2 工業(yè)廢水的不合理排放

蔣巷河旁邊有一條臨河公路，交通便利，周邊分布有一些小型食品加工廠、印刷廠和汽車修理廠，其工業(yè)污水未經任何處理直接排入蔣巷河中，造成河水嚴重污染。

1.3 農田尾水和養(yǎng)殖廢水及公路徑流

蔣巷鎮(zhèn)有耕地12.5萬畝，水面3.05萬畝，是遠近聞名的“魚米之鄉(xiāng)”[3]，隨著農業(yè)生產中化肥使用量的快速增長和不合理施用,加上農田漫灌和雨水徑流的沖刷，使得農田徑流水中氮、磷等污染物進入河流。加上規(guī)?；笄莺退a養(yǎng)殖業(yè)的飛速發(fā)展，畜禽、水產養(yǎng)殖場產生大量廢水，主要是畜禽糞尿和圈舍沖洗水，這些污水直接排入蔣巷河水中，還有直接在蔣巷河養(yǎng)殖家禽，給河水造成嚴重污染。公路徑流污染［4］是非點源污染的組成部分，蔣巷河邊的公路徑流也對河水造成一定程度的污染。

1.4 水資源短缺加重水質污染

枯水季節(jié)，蔣巷河的主要水源是兩岸居民生活污水和工廠排放的工業(yè)污水，這些污廢水在河床中沉積、滲透，同時造成了沿岸地下水的污染；豐水期，由于降水形成地表徑流匯入河內，使河床中沉積的污染物被沖至下游，易造成下游水體污染的加重或突發(fā)性污染。

2 水質狀況及分析

蔣巷河水質監(jiān)測斷面選在厚李村（1號斷面）和蔣巷閘（2號斷面），1號斷面在厚李村的公交站牌旁，斷面位于村民居住區(qū)附近，2號斷面距農田排水口較近。兩斷面相隔2 000 m。2011年8月至2012年7月，每月第1天對其水質監(jiān)測一次，監(jiān)測河水TN，NH3-N，TP和CODCr等4項指標。測定方法參照《水和廢水監(jiān)測分析方法(第4版)》進行測定，總氮采用堿性過硫酸鉀氧化紫外分光光度法,氨氮采用納氏分光光度法，總磷采用過硫酸鉀消解法，COD用重鉻酸鉀法測定[5]。

2.1 TN濃度監(jiān)測結果及分析

由圖1可知蔣巷河TN濃度在1.47～48.63 mg·L-1之間，年均值為11.70 mg·L-1。通過與地表水環(huán)境標準（見表1）對比，發(fā)現(xiàn)均值為地表Ⅴ類水標準的5.85倍，其中，9月份TN濃度最低，均值為1.47 mg·L-1，達地表Ⅴ類水標準，2月份最高，達48.63 mg·L-1，1年中有11個月處于劣Ⅴ類水平。1～4季度TN的平均濃度分別為24.72，10.77，4.55，4.53 mg·L-1，由此我們可以看出蔣巷河在第1季度污染最為嚴重，均值為地表Ⅴ類水標準12.4倍，第3，4季度污染最輕，均值為地表Ⅴ類水標準2.3倍。

由圖1可以看出TN濃度在平水期（8～11月）變化較為平緩，TN濃度低，河水污染比其他時期輕，這是因為在平水期河中水生植物豐富，河堤上植被茂盛，在一定程度上減少了河水污染[6-7]；在枯水期（12～3月）TN濃度急劇升高，污染嚴重，這主要是由于蔣巷河是一條排污河，枯水期雨量較少，河水得不到其他水源補充，所以污染程度逐漸升高。在突降暴雨時把長期沉積在底泥中的污染物質沖擊起來后，TN 濃度在2 月1日達到峰值。經過這次暴雨對河流的沖擊之后，水質得到更新，之后TN濃度開始降低[8]；在豐水期（4～7月），TN濃度變化幅度較小，但比平水期濃度更高，這是因為蔣巷河有一條沿河公路，豐水期公路上的污染物質都隨雨水沖進河流中，并且4，5月農民使用化肥農藥較多，農藥和化肥的殘留物隨著雨水、農田尾水進入河道[9]。

表1 地表水環(huán)境質量標準基本項目標準限值Tab.1 The basic project standard limits of surface water environment quality standard mg·L-1

2.2 NH3-N濃度監(jiān)測結果及分析

由圖2可知蔣巷河NH3-N濃度在0.35～31.05 mg·L-1之間，年均值為6.72 mg·L-1。通過與表1對比，其均值超過地表Ⅴ類水標準3.36倍，其中，9月份NH3-N濃度最低，均值為0.35 mg·L-1，達地表Ⅱ類水標準，2月份最高，達31.07 mg·L-1，1年中有7個月處于劣Ⅴ類水平。1～4季度NH3-N的平均濃度為18.61，7.67，1.79，1.23 mg·L-1,由此我們可以看出蔣巷河在第1季度污染最為嚴重，均值為地表Ⅴ類水標準9.3倍，第4季度水質最好，均值達到地表Ⅳ類水標準。

由圖2可以看出NH3-N濃度在平水期（8～11月）變化較為平緩，維持在一個較低水平，水質較好；在枯水期（12～3月）NH3-N濃度急劇升高，污染嚴重。這主要是由于蔣巷河是排污河，枯水期雨量較少，得不到其他水源補充，所以枯水期污染程度嚴重，并在2月份達到最大值，這是因為監(jiān)測前突降暴雨，把長期沉積在底泥中的污染物質沖擊起來了；在豐水期（4～7月），NH3-N濃度變化幅度較小，但濃度比平水期更高，原因與TN相同。

圖1 蔣巷河河水TN變化Fig.1 The TN changes in Jiangxiang River

圖2 蔣巷河河水NH3-N變化Fig.2 The NH3-N changes in the Jiangxiang River

2.3 TP濃度監(jiān)測結果及分析

由圖3可知蔣巷河TP濃度在0.11～4.83 mg·L-1之間，年均值為1.09 mg·L-1。通過與表1對比，其均值超過地表Ⅴ類水標準2.5倍，其中，9月份TP濃度最低，兩斷面均值為0.11 mg·L-1，達地表Ⅲ類水標準，2月份最高，達4.83 mg·L-1，1 年中有6 個月處于劣Ⅴ類水平。1～4 季度TP 的平均濃度分別為2.40，0.52，0.22，1.11 mg·L-1,由此我們可以看出蔣巷河在第1季度污染最為嚴重，均值為地表Ⅴ類水標準12倍，第3季度水質最好，均值達到達到地表Ⅲ類水標準。

由圖3 可以看出TP 濃度在平水期（8～11 月）變化較為平緩，維持在一個低水平，水質較好；在枯水期（12～3月）TP濃度急劇升高，污染嚴重，原因與氮相似；在豐水期（4～7月），TP濃度變化幅度較小，比平水期濃度稍高。

2.4 CODCr濃度監(jiān)測結果及分析

由圖4可知CODCr濃度在18.82～99.45 mg·L-1之間，年均值為43.57 mg·L-1。通過與表1對比，發(fā)現(xiàn)年均值稍高于地表Ⅴ類水，其中，3月份CODCr濃度最低，兩斷面均值為18.82 mg·L-1，達地表Ⅲ類水標準，2月份最高，達99.45 mg·L-1，1 年中有4 個月處于劣Ⅴ類水平。1～4 季度CODCr的平均濃度分別為53.758，29.46，38.02，42.28 mg·L-1,由此我們可以看出蔣巷河在第1 季度污染最為嚴重，均值為地表Ⅴ類水標準1.4 倍，第2 季度水質最好，均值達到達到地表Ⅳ類水標準。

由圖4可以看出，除枯水期（12～3月）外，其他時段河水CODCr平均濃度均優(yōu)于地表Ⅴ類水，平水期與豐水期CODCr濃度基本處于同一水平，這是因為生態(tài)系統(tǒng)對可沉降的有機物去除是很迅速的，水生動植物、微生物對有機物的處理效果也非常好[10]，總體上蔣巷河有機物污染比氮，磷污染更輕。

2.5 小結

蔣巷河河水TN，NH3-N，TP，CODCr的年平均濃度分別為11.70，6.72，1.09，43.57 mg·L-1，河水常年處于高度富營養(yǎng)化狀態(tài)。在長達4 個月的枯水期，河水污染最為嚴重，TN，NH3-N，TP，CODCr平均濃度分別為20.37，12.19，2.45，57.33 mg·L-1，除CODCr外，各項指標均高出地表Ⅴ類水標準5倍以上，河水在這時期經常發(fā)黑發(fā)臭，嚴重影響周邊居民的生產生活，并且污染河水直接排入贛江，對贛江水體造成污染，亟需對蔣巷河進行治理。

圖3 蔣巷河河水TP變化Fig.3 The TP changes in Jiangxiang River

圖4 蔣巷河河水CODCr變化Fig.4 The CODCr changes in Jiangxiang River

3 治理途徑

3.1 點源和面源污染的控制和治理

對于排入蔣巷河的工業(yè)廢水，必須采取措施加快控制及整治，工廠廢水必須經過處理達標后才能排放，以防止對水體的污染和生態(tài)環(huán)境的破壞。對于人口密集、規(guī)模較大的村莊，其生活污水量較大，需加強污水收集和處理設施建設工作，避免污水未經處理直接排放。在農業(yè)生產過程中,化肥的利用率只有30%～40%,其余的60%～70%白白流失掉[11]，因此需控制施肥量和提高肥料的利用率以減少農田尾水和農田徑流對蔣巷河河水的污染。

3.2 工程治理污染河水

1）可以把與蔣巷河相臨的贛江水引流入其中，解決蔣巷河枯水期水位低、斷流等現(xiàn)象，進一步降低河水污染程度。定時清理河里的淤泥，因為底泥二次污染是影響水質改善的重要因素之一，在水位較低的枯水期對水質影響更大[12]。

2）運用污水處理工程對已污染的蔣巷河水進行處理。國內外污染河水多用人工濕地[13]和生態(tài)浮床[14]來處理。鄧輔商等[15]采用復合型人工濕地示范工程系統(tǒng)進行凈化處理滇池入湖河道污水的研究，結果表明該系統(tǒng)對處理滇池入湖河道污水具有良好的適用性。在系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下，其對所處理河道污水中CODCr，BOD5，TN，TP的去除率分別最高可達67%，74%，83%，65%。徐玉榮等[16]以上海市某黑臭河道為研究對象，采用逐級下沉的立體生態(tài)浮床系統(tǒng)，結果表明試驗系統(tǒng)對氮有良好的去處作用，黑臭河道得到有效地治理。

［1］王有樂，高康寧，蒲生彥.黃河蘭州段面源污染分析與防治對策［J］.人民黃河，2008，30（10）：57-60.

［2］富立鵬.我國農村污水生態(tài)處理技術綜述［J］.科技資訊，2009，7（5）：162.

［3］徐劉凱.農業(yè)非點源的遷移規(guī)律及非點源污染負荷——以贛江下游為例［D］.南昌：華東交通大學，2012.

［4］毛坤.公路徑流污染特征與控制技術設計研究［D］.北京：北京建筑工程學院，2009.

［5］國家環(huán)境保護總局.水和廢水監(jiān)測分析方法［M］.4版.北京：中國環(huán)境科學出版社，2002：123-207.

［6］黃亮，黎道豐，蔡慶華.不同水生植物對滇池入湖河道污水凈化［J］.生態(tài)環(huán)境，2008，17（4）：1385-1389.

［7］張俊成，鄭昭佩，李艷娟.小流域生態(tài)恢復對策研究—以大汶河源頭黃莊河流域為例［J］.環(huán)境科學與管理，2009，34（3）：156-159.

［8］楊凱，袁林江，趙丙良.降雨對灃河水質和污染特征的影響［J］.水資源與水工程學報，2011，22（2）：50-54.

［9］徐劉凱，王全金，向速林.贛江下游地區(qū)各類非點源污染源的影響研究［J］.華東交通大學學報，2012，29（1）：48-53.

［10］鄒國林，王全金.低溫下沉水植物塘對農村污染水體的凈化作用［J］.武漢工程大學學報，2012，34（3）：38-41.

［11］葉恩發(fā)，黃金煌.加強福建省農業(yè)面源污染防治工作的對策與建議［J］.中國農學通報，2004，30（11）：45-47.

［12］胡永定，韓寶平，王曉.徐州沛沿河水質變化特征及其污染原因分析［J］.環(huán)境科技，2009，22（5）：50-56.

［13］李麗，王全金.人工濕地在污水處理中的研究進展［J］.華東交通大學學報，2007，24（1）：11-14.

［14］CARL C H，ANNETTE B P.Reesttabish in freshwater wetlands in Denmark［J］.Ecological Engineering，2006（9）：22.

［15］鄧輔商，吳廣，李強.人工濕地凈化滇池入湖河道污水的示范工程研究［J］.環(huán)境工程，2005，23（3）：29-31.

［16］徐玉榮，張勇，黃民生.梯級生態(tài)浮床凈化城市黑臭河水中氮污染物的試驗研究［J］.華東師范大學學報：自然科學版，2011，47（1）：104-110.