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(nóng)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(yán)重，河水黑臭，水質(zhì)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(zhì)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(shù)借鑒。

關(guān)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(jìn)行分析，經(jīng)實地調(diào)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(nóng)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(nóng)村污染源主要有農(nóng)村生活污水、生活垃圾、農(nóng)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(chǔ)設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重滯后污染源統(tǒng)計結(jié)果顯示，該河道的主要污染物化學(xué)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(guān)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(wǎng)、污水處理廠等城鎮(zhèn)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施沒有同步建設(shè)，使得河道中游地區(qū)生活污染問題突出。

1.2農(nóng)村面源污染對流域水質(zhì)的影響顯著

1.2.1農(nóng)村生活污水排放。流域內(nèi)，大部分農(nóng)戶建有衛(wèi)生廁所和化糞池，部分農(nóng)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(nóng)戶有簡易雨水溝渠，基本是明溝，老化、堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重，雨污分流渠道少，生活污水收集管網(wǎng)配備或規(guī)格不足，雨污分流不足或不當(dāng)，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(jīng)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(jìn)入溝渠、堰塘、農(nóng)田以及地表水等水體，直接影響農(nóng)村居民飲用水質(zhì)量。1.2.2農(nóng)村生活垃圾污染。隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村生活水平逐漸提高，人均產(chǎn)生的垃圾量也逐漸增多，而農(nóng)村生活垃圾收集與處理設(shè)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(qiáng)，垃圾轉(zhuǎn)運車配備不足；管理不到位，部分農(nóng)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(nóng)村居民直接對生活垃圾進(jìn)行焚燒處理，對大氣環(huán)境產(chǎn)生二次污染；垃圾處置方式不當(dāng)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(nèi)，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(shè)施，但處理設(shè)施數(shù)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(shè)比例不高，未建沼氣池的養(yǎng)殖糞污直接外排至當(dāng)?shù)厮w中，已建沼氣池的養(yǎng)殖戶對發(fā)酵處理后的沼渣也未經(jīng)過消毒滅菌處理就直接還田利用，極易造成細(xì)菌病毒傳播、蚊蟲滋生，導(dǎo)致明顯的環(huán)境污染，尤其是散養(yǎng)家畜（10頭以下）的農(nóng)戶；已經(jīng)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(shè)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(dá)標(biāo)排放；部分養(yǎng)殖戶的畜禽糞尿經(jīng)沼氣池發(fā)酵處理后的沼液、沼渣沒有回用，也未進(jìn)一步處理就直接外排，均對水體產(chǎn)生潛在的污染。

1.3部分支流污染嚴(yán)重，威脅水質(zhì)安全

目前，河道中游干支流水質(zhì)較差。近年來，流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，城市化進(jìn)程加快，大量農(nóng)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(yán)重污染，發(fā)黑發(fā)臭，水質(zhì)為劣Ⅴ類。究其原因，當(dāng)前，農(nóng)村種植和養(yǎng)殖經(jīng)營粗放，糞便、農(nóng)藥、化肥等盲目使用，導(dǎo)致水體污染，局部水體出現(xiàn)嚴(yán)重富營養(yǎng)化，河道內(nèi)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于該河段的納污自凈能力，有機(jī)污染負(fù)荷逐步加重，水中NH3-N、總磷（TP）等污染物含量上升，使得水質(zhì)受到嚴(yán)重破壞。

2水污染防治措施

2.1生態(tài)措施

在進(jìn)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(fù)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(fù)河庫相連和河河相連的水網(wǎng)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(guān)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(qiáng)河流的動力，使水體由靜變動，激活水體，增強(qiáng)水體的復(fù)氧能力，從而加強(qiáng)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(qiáng)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(chǎn)生的營養(yǎng)物質(zhì)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(fù)治理工程。水生植物修復(fù)治理工程利用特定的水生植物對河流中的污染物進(jìn)行吸收、富集、降解和轉(zhuǎn)移，其關(guān)鍵在于削減河流中的氮、磷、有機(jī)碳及其他污染物質(zhì)的負(fù)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(fù)水環(huán)境已成為河流富營養(yǎng)化控制技術(shù)中發(fā)展最快的一種方法。

2.2農(nóng)業(yè)面源污染控制措施

根據(jù)面源污染問題識別及面源污染現(xiàn)狀評價，要分別從農(nóng)業(yè)面源污染、農(nóng)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(jìn)行面源污染控制。結(jié)合流域內(nèi)地形地貌和社會經(jīng)濟(jì)情況，該河道農(nóng)業(yè)面源污染控制主要放在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、污染過程阻斷和污染末端凈化方面。2.2.1基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。流域內(nèi)建立完善的垃圾處理設(shè)施。縣城建立一座垃圾處理廠，并配備垃圾桶、垃圾轉(zhuǎn)運車等垃圾收集、處理與轉(zhuǎn)運設(shè)施，對縣城及周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)的垃圾進(jìn)行處理。鄉(xiāng)鎮(zhèn)建立垃圾處理設(shè)施，流域內(nèi)鄉(xiāng)村設(shè)置垃圾桶、垃圾池，配備垃圾收集車，并設(shè)置河道保潔員，對河道及沿岸垃圾定期進(jìn)行清掃。生物垃圾采用埋填處理，易燃垃圾進(jìn)行焚燒處理。流域內(nèi)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(dāng)前，要盡快完善縣城污水處理廠及污水管網(wǎng)建設(shè)，加大雨污分流污水管網(wǎng)建設(shè)力度。污水管網(wǎng)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(yuǎn)或者居住較為分散的農(nóng)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(jìn)行污水處理。2.2.2污染過程阻斷。農(nóng)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(jìn)入河道。污染物進(jìn)入水體前，通過工程措施或非工程措施進(jìn)行攔截，有效阻斷氮、磷等污染物進(jìn)入地表水環(huán)境，是控制農(nóng)業(yè)面源污染的重要技術(shù)手段[3-5]。農(nóng)業(yè)面源污染過程阻斷常用的措施有兩大類。一類是農(nóng)田內(nèi)部的攔截，設(shè)置生態(tài)攔截緩沖帶。另一大類是污染物離開農(nóng)田后的攔截，建設(shè)生態(tài)攔截溝渠，用于收集農(nóng)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(dāng)前，可建立生態(tài)塘池、人工濕地，收集農(nóng)業(yè)面源污染物，再進(jìn)行末端凈化處理。（1）生態(tài)塘池。根據(jù)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(jìn)入沉淀池，沉淀池的深度一般控制在1m內(nèi)，面積由實際地形決定。經(jīng)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(jìn)入前置庫。前置庫主庫區(qū)位于沉淀池后，庫區(qū)面積根據(jù)現(xiàn)有地形設(shè)定，盡量大一些，水深一般介于10～100cm，庫區(qū)內(nèi)種植對水位脅迫適應(yīng)能力強(qiáng)、凈化效果好、根系發(fā)達(dá)的土著水生植被。在前置庫庫區(qū)邊，利用原有溝渠，建設(shè)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(nóng)田排水進(jìn)行凈化。它不是專門建造的人工濕地，而是選取廢棄堰塘進(jìn)行小幅改造（如種植水生植物、清淤等）。其余設(shè)施可以根據(jù)農(nóng)田現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行改造。

2.3農(nóng)村生活污水處理

農(nóng)村生活污水具有污染物濃度低、水質(zhì)波動大、可生化性強(qiáng)、水量較小、變化系數(shù)大的特點。流域內(nèi)，當(dāng)?shù)匚鬯幚碓O(shè)施管理水平較低，缺乏專業(yè)污水處理人員。因此，在進(jìn)行污水處理系統(tǒng)建設(shè)時，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦危x擇工藝簡單、投資少、運行維護(hù)管理方便的污水處理技術(shù)。推薦采用就地處置的截污治污方式，采用水力負(fù)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(shè)。村莊污水收集系統(tǒng)的建設(shè)要充分利用各村莊現(xiàn)有溝渠，對村內(nèi)破損溝渠進(jìn)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(chǔ)上，可補(bǔ)充新建路段雨污暗溝，確保村內(nèi)排水均能進(jìn)入溝渠系統(tǒng)，最終排入截污管；在村內(nèi)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(jìn)行直接截污，在截污點設(shè)置溢流井，最終實現(xiàn)將村內(nèi)生活污水與地表徑流截入污水處理系統(tǒng)進(jìn)行凈化的目標(biāo)。2.3.2村莊污水處理系統(tǒng)建設(shè)。污水處理工藝的選取應(yīng)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(jī)物含量，減少人工濕地負(fù)荷，使污水處理后達(dá)到農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。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(jù)各村莊生活污水排放量和初期雨水徑流量而定，建設(shè)規(guī)模介于40～260m3/d，處理后的生活污水排入農(nóng)灌溝渠，用于周圍農(nóng)田的澆灌。

3結(jié)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(zhì)量。河道水環(huán)境保護(hù)需要人人參與，尤其是沿河居民，建議開展保護(hù)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