基于輸出系數(shù)法的渾河撫順段污染負(fù)荷核定

劉 放

(撫順縣水務(wù)局，遼寧 撫順 113006)

解決水體污染問(wèn)題需要明確水體主要污染物的來(lái)源以及排放量，進(jìn)而做到有目的性、有針對(duì)性地控制水環(huán)境質(zhì)量[1]。運(yùn)用污染負(fù)荷核定技術(shù)有效地核定污染物的排放量以及入河量，制定有效方案解決水體污染，提高河流凈化能力具有十分重要的意義[2]。早期西方國(guó)家對(duì)工業(yè)污染為主的點(diǎn)源污染進(jìn)行治理，發(fā)現(xiàn)單純治理點(diǎn)源污染不能從根本上解決水體污染，因此非點(diǎn)源污染受到關(guān)注。我國(guó)非點(diǎn)源污染主要研究了江河湖泊的水質(zhì)問(wèn)題，涉及內(nèi)容包括非點(diǎn)源模型研究、污染負(fù)荷研究等。馬原[3]等以污染負(fù)荷的傳輸為輸出、以降雨徑流為輸入，建立數(shù)學(xué)模型對(duì)流域非點(diǎn)源污染負(fù)荷進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)該模型具有一定局限性。陳媛[4]借助GIS技術(shù)，建立了農(nóng)村居民點(diǎn)和流域土地輸出非點(diǎn)源污染年負(fù)荷模型，分析了流域非點(diǎn)源氮磷污染年負(fù)荷量，得到了溶解態(tài)磷、氮溶解過(guò)程的損失量。耿潤(rùn)哲[5]等通過(guò)改進(jìn)的輸出系數(shù)模型對(duì)白河流域與密云水庫(kù)上游潮河進(jìn)行了非點(diǎn)源污染負(fù)荷，具有一定的可靠性。本文通過(guò)統(tǒng)計(jì)法與輸出系數(shù)法分別對(duì)渾河撫順段NH3-H、COD進(jìn)行點(diǎn)源污染負(fù)荷核定與面源污染負(fù)荷核定，為改善渾河撫順段水質(zhì)污染提供了理論研究。

1 污染負(fù)荷核定

污染物經(jīng)過(guò)地表徑流、排污口等途徑進(jìn)入水體稱為污染負(fù)荷，污染負(fù)荷是水體污染的主要原因。污染負(fù)荷包括點(diǎn)源與非點(diǎn)源，點(diǎn)源污染是指工業(yè)廢水與居民生活用水經(jīng)過(guò)管道排放至水體引起的污染；非點(diǎn)源污染是指污染物經(jīng)過(guò)水體沖刷進(jìn)入地下引起的污染，來(lái)源包括水體養(yǎng)殖、施用化肥農(nóng)藥、農(nóng)村生活污水、畜禽糞便等，過(guò)程復(fù)雜，具有潛伏性、模糊性與難以控制性等特點(diǎn)。

1.1 點(diǎn)源污染負(fù)荷核定方法

點(diǎn)源污染負(fù)荷核定的常用方法有通量法、物料衡算、類比分析與常規(guī)統(tǒng)計(jì)等，本文主要運(yùn)用常規(guī)統(tǒng)計(jì)法。常規(guī)統(tǒng)計(jì)法根據(jù)污水處理廠與企業(yè)的廢水排放量和主要污染物排污口濃度來(lái)核定污染物的入河量以及排放量，見(jiàn)式(1)、(2)[6- 7]。

Wα=dCQ

(1)

W=CQ

(2)

式中，Wα—污染物入河量，kg；W—污染物排放量，kg；Q—廢水排放量，m3；C—出口濃度，mg/L；d—入河系數(shù)。

1.2 面源污染負(fù)荷核定方法

面源污染負(fù)荷核定方法為輸出系數(shù)法，輸出系數(shù)法是指通過(guò)某種污染源得出的污染物輸出系數(shù)預(yù)估流域的面源污染負(fù)荷產(chǎn)生量[8]。通過(guò)資料數(shù)據(jù)估算面源污染負(fù)荷，避免了面源污染負(fù)荷發(fā)生的復(fù)雜過(guò)程，具有較高的準(zhǔn)確性[9]。污染物輸出系數(shù)為單位時(shí)間內(nèi)降雨、某種土地、農(nóng)村人口以及某種畜禽等輸出的污染負(fù)荷量見(jiàn)式(3)[10]。

(3)

式中，Lj—流域內(nèi)污染物j的總負(fù)荷，t/a；Eij—在第i種污染源下污染物j的輸出系數(shù)，t/(km2(人)·a)；Ai—人口數(shù)量、第i種牲畜的數(shù)量、第i類土地利用類型的面積等；E—降雨輸出系數(shù)，t/(mm·a)；p—流域降水，mm；i—流域中農(nóng)村人口、土地種類等(i=1，2，3…n)；j—污染物種類。

表1 渾河撫順段直排源行業(yè)類別統(tǒng)計(jì) 單位：家

表2 渾河撫順段點(diǎn)源污染物排放量及入河量 單位：t

2 渾河撫順段污染負(fù)荷核定

2.1 污染源調(diào)查

對(duì)渾河上游的主要I級(jí)支流及上游河流進(jìn)行排放污染物進(jìn)行調(diào)查。河流包括渾河干流、李石河、方曉河、歐家河、古城子河、東洲河、章黨河、杜河、蘇子河、紅河以及英額河，調(diào)查內(nèi)容包括污染源的類型、排污口出口濃度、排放去向、廢水排放量、污染物含量與種類等。按照2016年污染源調(diào)查結(jié)果與環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，得到渾河撫順段的直排源行業(yè)統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知，渾河撫順段各河流直排源統(tǒng)計(jì)總數(shù)為60余家。直排源最少為英額河，只有1家污水處理廠。直排源最多為渾河干流，并且涉及列出的所有行業(yè)，共23家，其中設(shè)備配件制造7家，污水處理廠5家。

2.2 點(diǎn)源污染負(fù)荷核定結(jié)果

按照2016年污染源調(diào)查結(jié)果與環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計(jì)法對(duì)渾河干流、李石河、方曉河、歐家河、古城子河、東洲河、章黨河、杜河、蘇子河、紅河以及英額河的NH3-N、COD入河量和排放量進(jìn)行研究，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可知，渾河撫順段NH3-N、COD的污染負(fù)荷入河總量分別為373.041t與4050.965t。其中城鎮(zhèn)生活污染負(fù)荷入河量為282.73t、2803.64t，工業(yè)點(diǎn)源污染負(fù)荷入河量分別為90.31t、1247.32t。對(duì)其貢獻(xiàn)最大的為渾河干流，NH3-N、COD的污染負(fù)荷分別為345.56t、3684.72t，占污染負(fù)荷入河總量的92.6%、91.0%。

圖1 工業(yè)點(diǎn)源、城鎮(zhèn)生活NH3-N入河貢獻(xiàn)率

圖2 工業(yè)點(diǎn)源、城鎮(zhèn)生活COD入河貢獻(xiàn)率

工業(yè)點(diǎn)源、城鎮(zhèn)生活NH3-N入河貢獻(xiàn)率和工業(yè)點(diǎn)源、城鎮(zhèn)生活COD入河貢獻(xiàn)率如圖1、2所示。由圖1、2可知，渾河撫順段NH3-N城鎮(zhèn)生活與工業(yè)點(diǎn)源的污染負(fù)荷入河量所占比例為75.79%、24.21%。COD城鎮(zhèn)生活與工業(yè)點(diǎn)源的污染負(fù)荷入河量所占比例為69.21%與30.79%，兩種污染物質(zhì)都以城市生活為主。渾河干流、蘇子河與英額河的NH3-N、COD污染負(fù)荷入河總量主要源自城鎮(zhèn)生活，而李石河、方曉河、古城子河、歐家河、東洲河、杜河和紅河的NH3-N、COD污染負(fù)荷入河總量都源自工業(yè)點(diǎn)源。

2.3 面源污染負(fù)荷核定結(jié)果

通過(guò)輸出系數(shù)法對(duì)李石河、友愛(ài)河、方曉河、歐家河、古城子河、東洲河、章黨河、杜河、蘇子河、紅河以及英額河進(jìn)行面源污染負(fù)荷核定，核定結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 渾河撫順段面源NH3-N、COD污染負(fù)荷核定結(jié)果

根據(jù)表3可知，渾河撫順段NH3-N、COD的面源污染負(fù)荷總量為118.4t與

3008.19t。其中方曉河與杜河在NH3-N、COD的面源污染負(fù)荷最小，東洲河與蘇子河在NH3-N、COD的面源污染負(fù)荷最大。

2.4 污染負(fù)荷削減措施

針對(duì)渾河撫順段渾河干流與相關(guān)流域的污染負(fù)荷狀況，根據(jù)各河流NH3-N、COD點(diǎn)源與面源的排放現(xiàn)狀，采取以下措施：①治理污染嚴(yán)重的水域河流，增加污水處理廠的數(shù)量，做到工業(yè)廢水與生活污水必須經(jīng)過(guò)處理達(dá)標(biāo)排放，嚴(yán)禁一切偷排情況的發(fā)生；②面源污染主要來(lái)源于垃圾堆放，因此應(yīng)該嚴(yán)格控制鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)的垃圾隨意堆放，增加垃圾清理廠的數(shù)量，減少生活垃圾污染的風(fēng)險(xiǎn)；③對(duì)直排企業(yè)進(jìn)行重點(diǎn)治理，企業(yè)污染物必須經(jīng)過(guò)處理達(dá)標(biāo)以后才可排入河流，對(duì)偷排企業(yè)加大處罰力度，杜絕偷排情況的發(fā)生；④建設(shè)自然保護(hù)區(qū)與生態(tài)文明區(qū)對(duì)河流進(jìn)行保護(hù)，大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，提高河流凈化能力，保護(hù)河流水質(zhì)。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)渾河干流、李石河、方曉河、歐家河、古城子河、東洲河、章黨河、杜河、蘇子河、紅河以及英額河進(jìn)行污染源調(diào)查，核定分析了點(diǎn)源污染負(fù)荷與面源污染負(fù)荷，主要得出以下結(jié)論：渾河撫順段NH3-N、COD兩種污染物質(zhì)

的來(lái)源主要是城市生活污水；方曉河與杜河面源污染負(fù)荷最小，東洲河與蘇子河面源污染負(fù)荷最大。針對(duì)渾河撫順段存在的污染問(wèn)題，應(yīng)該增加污水處理廠的數(shù)量，控制工業(yè)廢水與生活污水達(dá)標(biāo)排放，及時(shí)處理鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)的生活垃圾，減少生活垃圾污染的風(fēng)險(xiǎn)，大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，提高河流凈化能力，保護(hù)河流水質(zhì)。

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