河道水環(huán)境污染成因分析及控制探析

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摘要：目前，某河道過集鎮(zhèn)段兩岸為居民區(qū)、基本農田，其污水在無其他出路的情況下均直排入河，造成河道水體污染嚴重，河水黑臭，水質為劣V類水。本文通過河道水環(huán)境污染成因分析，提出了河道水質改善的方法，為該河道后續(xù)水環(huán)境治理和中小河流水環(huán)境整治提供一定的技術借鑒。

關鍵詞：河道；水環(huán)境污染；成因分析；控制措施

某河道長約為6km，流域面積為5.64km2，上游段沿河居民區(qū)較少，河水無明顯黑臭問題，中游段水體發(fā)黑發(fā)臭，下游段水體顏色加深，氣味愈加刺鼻。本文主要對河道水環(huán)境污染進行分析，經實地調查與資料收集，河道主要污染源包括城區(qū)污染源、鄉(xiāng)鎮(zhèn)污染源和農村污染源。城區(qū)污染源主要有城區(qū)生活污水、雨污混合廢水；鄉(xiāng)鎮(zhèn)污染源主要有鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水和鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)污水；農村污染源主要有農村生活污水、生活垃圾、農業(yè)面源污染、畜禽養(yǎng)殖糞便和廢水。

1水污染防治問題

1.1城鎮(zhèn)環(huán)境基礎設施建設嚴重滯后污染源統(tǒng)計結果顯示，該河道的主要污染物化學需氧量（COD）和氨氮（NH3-N）的排放量主要來源于生活污染源，二者分別占入河總量的45.5%和61.9%。人口增長帶來的生活污染問題是治理的關鍵，在城鎮(zhèn)迅速發(fā)展、工業(yè)迅猛增長和人口激增的過程中，城鎮(zhèn)集污管網、污水處理廠等城鎮(zhèn)賴以生存和發(fā)展的基礎設施沒有同步建設，使得河道中游地區(qū)生活污染問題突出。

1.2農村面源污染對流域水質的影響顯著

1.2.1農村生活污水排放。流域內，大部分農戶建有衛(wèi)生廁所和化糞池，部分農戶未建衛(wèi)生廁所，廁所、廚房、衛(wèi)生污水直接排放到周邊環(huán)境，通過渠道等流入水體。部分農戶有簡易雨水溝渠，基本是明溝，老化、堵塞現(xiàn)象嚴重，雨污分流渠道少，生活污水收集管網配備或規(guī)格不足，雨污分流不足或不當，大部分雨水和污水混合后直接排放至附近水體。同時，生活污水處理措施或意識不足，新建的部分房屋建有三格式化糞池，大部分房屋生活污水經便池簡單處理后，少量用于種菜或是養(yǎng)魚，其余直排或散排進入溝渠、堰塘、農田以及地表水等水體，直接影響農村居民飲用水質量。1.2.2農村生活垃圾污染。隨著農村經濟的發(fā)展，農村生活水平逐漸提高，人均產生的垃圾量也逐漸增多，而農村生活垃圾收集與處理設施并不健全。各村雖配有少量的垃圾桶，但分類垃圾桶不足，對可堆肥的垃圾分類意識不強，垃圾轉運車配備不足；管理不到位，部分農戶的生活垃圾隨意丟棄和堆放，對村莊環(huán)境和景觀造成了不良影響，部分農村居民直接對生活垃圾進行焚燒處理，對大氣環(huán)境產生二次污染；垃圾處置方式不當使垃圾累積量逐年增加，處理難度日益加大。1.2.3畜禽養(yǎng)殖污染。流域內，畜禽養(yǎng)殖主要為分散養(yǎng)殖，以飼養(yǎng)生豬為主，部分家庭存在散養(yǎng)現(xiàn)象。部分養(yǎng)殖戶建有儲糞池、沼氣池、儲沼液池等處理設施，但處理設施數量少、規(guī)模小，與養(yǎng)殖規(guī)模所需要的配套處理能力不符。分散養(yǎng)殖戶沼氣池配套建設比例不高，未建沼氣池的養(yǎng)殖糞污直接外排至當地水體中，已建沼氣池的養(yǎng)殖戶對發(fā)酵處理后的沼渣也未經過消毒滅菌處理就直接還田利用，極易造成細菌病毒傳播、蚊蟲滋生，導致明顯的環(huán)境污染，尤其是散養(yǎng)家畜（10頭以下）的農戶；已經建有沼氣池的養(yǎng)殖戶也存在沼氣池大小與現(xiàn)有養(yǎng)殖規(guī)模和糞尿處理量不匹配、設施不能正常運行的情況，致使畜禽糞便和污水不能完全處理達標排放；部分養(yǎng)殖戶的畜禽糞尿經沼氣池發(fā)酵處理后的沼液、沼渣沒有回用，也未進一步處理就直接外排，均對水體產生潛在的污染。

1.3部分支流污染嚴重，威脅水質安全

目前，河道中游干支流水質較差。近年來，流域內經濟迅速發(fā)展，城市化進程加快，大量農村人口向城鎮(zhèn)、集鎮(zhèn)聚集。隨著兩岸小流域人口激增，工業(yè)排污量和生活污水排放量變大，超過河流水環(huán)境容量，水體受到嚴重污染，發(fā)黑發(fā)臭，水質為劣Ⅴ類。究其原因，當前，農村種植和養(yǎng)殖經營粗放，糞便、農藥、化肥等盲目使用，導致水體污染，局部水體出現(xiàn)嚴重富營養(yǎng)化，河道內水葫蘆等水生植物泛濫，水生態(tài)環(huán)境失衡，河段所承納的污染物排放量遠遠大于該河段的納污自凈能力，有機污染負荷逐步加重，水中NH3-N、總磷（TP）等污染物含量上升，使得水質受到嚴重破壞。

2水污染防治措施

2.1生態(tài)措施

在進行河道水環(huán)境污染治理時，首先要考慮生態(tài)措施，主要包括生態(tài)引水和水生植物修復等[1-2]。2.1.1生態(tài)引水工程。生態(tài)引水工程是通過優(yōu)化水資源配置、恢復河庫相連和河河相連的水網體系來充分發(fā)揮水體自凈能力，消納部分污染物，從而改善水體環(huán)境。稀釋、沖刷和動水是水體自凈能力的主要體現(xiàn)。其中，稀釋作用是凈水的關鍵，通過引入清潔水源，降低水體中污染物的濃度，從而抑制藻類的生長；沖刷作用主要洗去水庫中的藻類，降低河流的藻類生物量，增加水體的透明度；動水作用通過增強河流的動力，使水體由靜變動，激活水體，增強水體的復氧能力，從而加強水體的自凈能力。生態(tài)引水工程的最大優(yōu)點是治理成效快，提高了水體的流速和水動力，增加水體富氧能力，從而增強水體自凈能力。同時，可以凈化水體底泥，避免厭氧環(huán)節(jié)產生的營養(yǎng)物質再次釋放到水體中，從而有效抑制水華現(xiàn)象。2.1.2水生植物修復治理工程。水生植物修復治理工程利用特定的水生植物對河流中的污染物進行吸收、富集、降解和轉移，其關鍵在于削減河流中的氮、磷、有機碳及其他污染物質的負荷，是去除水體中污染物的根本方法。目前，利用水生植物來治理和修復水環(huán)境已成為河流富營養(yǎng)化控制技術中發(fā)展最快的一種方法。

2.2農業(yè)面源污染控制措施

根據面源污染問題識別及面源污染現(xiàn)狀評價，要分別從農業(yè)面源污染、農村生活污水及固體廢棄物、城鎮(zhèn)地表徑流污染和分散式畜禽養(yǎng)殖污染四個方面進行面源污染控制。結合流域內地形地貌和社會經濟情況，該河道農業(yè)面源污染控制主要放在基礎設施建設、污染過程阻斷和污染末端凈化方面。2.2.1基礎設施建設。流域內建立完善的垃圾處理設施?？h城建立一座垃圾處理廠，并配備垃圾桶、垃圾轉運車等垃圾收集、處理與轉運設施，對縣城及周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)的垃圾進行處理。鄉(xiāng)鎮(zhèn)建立垃圾處理設施，流域內鄉(xiāng)村設置垃圾桶、垃圾池，配備垃圾收集車，并設置河道保潔員，對河道及沿岸垃圾定期進行清掃。生物垃圾采用埋填處理，易燃垃圾進行焚燒處理。流域內建立垃圾回收超市，利用積分兌換生活用品，將垃圾變廢為寶。當前，要盡快完善縣城污水處理廠及污水管網建設，加大雨污分流污水管網建設力度。污水管網可延伸到周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)及村莊，將周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村莊的污水引入縣城污水處理廠。距離縣城較遠或者居住較為分散的農村地區(qū)污水自行處理，建立截污溝、截污管或者污水處理裝置（污水處理池），或者建立人工濕地進行污水處理。2.2.2污染過程阻斷。農業(yè)面源污染物（生活垃圾、污水、畜禽糞便等）排放后，大部分隨地表徑流進入河道。污染物進入水體前，通過工程措施或非工程措施進行攔截，有效阻斷氮、磷等污染物進入地表水環(huán)境，是控制農業(yè)面源污染的重要技術手段[3-5]。農業(yè)面源污染過程阻斷常用的措施有兩大類。一類是農田內部的攔截，設置生態(tài)攔截緩沖帶。另一大類是污染物離開農田后的攔截，建設生態(tài)攔截溝渠，用于收集農田徑流、滲漏排水，其一般位于田塊間。2.2.3污染末端凈化。當前，可建立生態(tài)塘池、人工濕地，收集農業(yè)面源污染物，再進行末端凈化處理。（1）生態(tài)塘池。根據實際需要，可開挖生態(tài)塘池，儲存污水。生態(tài)塘池深度一般介于1～2m，可種植柔性沉水植物。生態(tài)塘池儲水通過出口控制閘進入沉淀池，沉淀池的深度一般控制在1m內，面積由實際地形決定。經沉淀、攔截作用，徑流中的大部分泥沙和懸浮顆粒物沉降下來，出水采用表層水漫流的形式進入前置庫。前置庫主庫區(qū)位于沉淀池后，庫區(qū)面積根據現(xiàn)有地形設定，盡量大一些，水深一般介于10～100cm，庫區(qū)內種植對水位脅迫適應能力強、凈化效果好、根系發(fā)達的土著水生植被。在前置庫庫區(qū)邊，利用原有溝渠，建設泄洪通道。（2）堰塘濕地。堰塘濕地通過植物吸收、底泥吸附、微生物降解等綜合作用，對農田排水進行凈化。它不是專門建造的人工濕地，而是選取廢棄堰塘進行小幅改造（如種植水生植物、清淤等）。其余設施可以根據農田現(xiàn)有設施進行改造。

2.3農村生活污水處理

農村生活污水具有污染物濃度低、水質波動大、可生化性強、水量較小、變化系數大的特點。流域內，當地污水處理設施管理水平較低，缺乏專業(yè)污水處理人員。因此，在進行污水處理系統(tǒng)建設時，應結合當地地形，選擇工藝簡單、投資少、運行維護管理方便的污水處理技術。推薦采用就地處置的截污治污方式，采用水力負荷低、生態(tài)效果明顯、運行費用低的污水處理工藝。2.3.1村莊污水收集系統(tǒng)建設。村莊污水收集系統(tǒng)的建設要充分利用各村莊現(xiàn)有溝渠，對村內破損溝渠進行修繕，清理溝渠中的淤泥、生活垃圾和其他固體廢物，并開展溝渠明改暗、增加沿街雨水箅子等工作，以免今后垃圾混入致使下游截污、溢流系統(tǒng)堵塞，造成排水不暢和污水外溢。在現(xiàn)有基礎上，可補充新建路段雨污暗溝，確保村內排水均能進入溝渠系統(tǒng)，最終排入截污管；在村內改造或新建三級（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）排污溝，村子外圍的主排污溝為Ⅰ級溝，Ⅰ級溝沿主要道路的分支為Ⅱ級溝，Ⅱ級溝沿小巷的分支為Ⅲ級溝，在選定的截污點進行直接截污，在截污點設置溢流井，最終實現(xiàn)將村內生活污水與地表徑流截入污水處理系統(tǒng)進行凈化的目標。2.3.2村莊污水處理系統(tǒng)建設。污水處理工藝的選取應綜合考慮各村莊的土地資源情況、村落規(guī)模等實際因素，本著節(jié)約水資源、充分回收利用污水的原則，推薦采用厭氧-人工濕地組合處理工藝。該工藝可以大幅度降低污水中有機物含量，減少人工濕地負荷，使污水處理后達到農田灌溉水質標準。厭氧處理單元可以減小人工濕地的壓力，從而大大縮小人工濕地的占地面積，同時可以去除污水中的大量懸浮物，避免人工濕地長時間運行而出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。該工藝可以實現(xiàn)處理和回用一體化，利用污水處理過程，合理選配水生植物、半水生植物及濕生植物，建造生態(tài)景觀，美化生活環(huán)境。污水處理系統(tǒng)規(guī)模根據各村莊生活污水排放量和初期雨水徑流量而定，建設規(guī)模介于40～260m3/d，處理后的生活污水排入農灌溝渠，用于周圍農田的澆灌。

3結論

本文分析了河道水環(huán)境污染成因并提出具體控制措施，以期有效地改善區(qū)域水環(huán)境質量。河道水環(huán)境保護需要人人參與，尤其是沿河居民，建議開展保護河流的宣傳、執(zhí)法監(jiān)督工作。

作者:李明 高峰 單位:德州市生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心 山東省德州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心