洞庭湖污染狀況及防治對(duì)策

鐘振宇,陳 燦,萬 斯

(1.湖南省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院,湖南長(zhǎng)沙 410004; 2.湖南有色金屬研究院,湖南長(zhǎng)沙 410015)

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洞庭湖污染狀況及防治對(duì)策

鐘振宇1,陳 燦1,萬 斯2

(1.湖南省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院,湖南長(zhǎng)沙 410004; 2.湖南有色金屬研究院,湖南長(zhǎng)沙 410015)

調(diào)查洞庭湖主要污染物來源,分析入湖污染特征,確定湖區(qū)重點(diǎn)控制污染源包括規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖污染源、水產(chǎn)養(yǎng)殖污染源和城鎮(zhèn)生活污染源。在此基礎(chǔ)上提出污染防治對(duì)策,為洞庭湖區(qū)進(jìn)行綜合開發(fā)和污染治理提供依據(jù)和參考。

洞庭湖;污染現(xiàn)狀;措施

洞庭湖位于湖南省東北部,長(zhǎng)江中游荊江段南岸,地跨湘、鄂兩省(28°44′N～29°35′N;111°53′E～113°05′E),是我國(guó)第二大淡水湖。湖泊天然水域面積2 720 km2,平均水深6.39 m,總?cè)莘e174億m3[1～3]。洞庭湖是長(zhǎng)江中游地區(qū)調(diào)蓄洪水能力最大的通江湖泊,西、南匯湘、資、沅、澧4水,北納松滋河、虎渡河、藕池河三口河道分泄的長(zhǎng)江洪水。江河來水進(jìn)入洞庭湖調(diào)蓄后,由城陵磯注入長(zhǎng)江[4,5]。洞庭湖是我國(guó)重要的商品糧、淡水魚、棉、麻生產(chǎn)基地,是國(guó)際重要濕地之一,濕地858.9 km2列入國(guó)際濕地名錄。

近年來隨著湖區(qū)人口增加和城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快,周邊地區(qū)工業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展造成的污染,湖泊嚴(yán)重萎縮、水質(zhì)變差、生態(tài)環(huán)境遭受破壞,生物多樣性受到嚴(yán)重威脅。2005年以后,湖泊水體全部超過Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[6],2008年,Ⅳ類、Ⅴ類和劣Ⅴ類分別占到50%、36%、14%。本文根據(jù)洞庭湖污染物入湖量,分析入湖污染特征,提出水污染防治對(duì)策,以實(shí)現(xiàn)湖泊生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán),逐步恢復(fù)洞庭湖生態(tài)環(huán)境安全狀態(tài),為今后洞庭湖區(qū)進(jìn)行綜合開發(fā)和污染治理提供依據(jù)和參考。

1 洞庭湖排污現(xiàn)狀

1.1 點(diǎn)源污染

1.1.1 工業(yè)污染源

洞庭湖區(qū)2008年共有工業(yè)企業(yè)788家,工業(yè)廢水排放量為27 723萬t。洞庭湖工業(yè)以造紙、化工、紡織、印染為主,這些企業(yè)廢水中總氮的濃度為23 mg/L,總磷濃度在0.11～1.21 mg/L之間,平均值為0.571 mg/L。以此參考為依據(jù),估算工業(yè)廢水中總磷總氮的排放量。洞庭湖區(qū)2008年總氮、總磷排放量分別為36.91 t和6 376 t,CODCr排放量為120 067 t。分析工業(yè)污染源各行業(yè)的排污情況,洞庭湖化學(xué)需氧量的排放主要集中在造紙業(yè)、紡織業(yè)、食品加工業(yè)、化工制造業(yè)和農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)這五個(gè)行業(yè)。其中,造紙業(yè)企業(yè)有96家,CODCr排放量為87 572 t,占CODCr總排放量的72.9%,居各行業(yè)之首。氨氮的排放主要集中在化工制造業(yè)。

1.1.2 城鎮(zhèn)生活污染源

城鎮(zhèn)生活污水及污染物產(chǎn)生量用公式(1)計(jì)算,污染物排放量用公式(2)計(jì)算。

式中Gc、Gp為城鎮(zhèn)居民生活污水或污染物年產(chǎn)生量和排放量/t·a-1;N為城鎮(zhèn)居民常住人口/萬人(來源于湖南省統(tǒng)計(jì)年鑒);Fc為城鎮(zhèn)居民生活污水或污染物產(chǎn)生系數(shù)/L·人-1,Fp排放系數(shù)/g·人-1d-1。

洞庭湖區(qū)2008年城鎮(zhèn)人口有660萬,城鎮(zhèn)生活污水排放量為40 300萬t,CODCr、總磷和總氮排放量分別為172 538 t、19 758 t和27 703 t,入湖量分別為97 766 t、1 124 t和17 622 t。湖區(qū)城鎮(zhèn)集中式污水處理廠僅有四家,分布于岳陽市區(qū)、常德市區(qū)、益陽市區(qū)和臨湘市,實(shí)際處理能力在70%～86%之間,污水實(shí)際處理量?jī)H為7 975萬t,處理率低于20%。

1.1.3 規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖

近年來,湖區(qū)內(nèi)畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅猛,據(jù)統(tǒng)計(jì)[7],2008年湖區(qū)生豬存欄1 711.29萬頭,養(yǎng)殖牛10.74萬頭,雞存欄3 290.35萬羽,鴨存欄2 814.22萬羽,其他家禽87.20萬只(羽),全年畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生糞便達(dá)768.36萬t。對(duì)湖區(qū)內(nèi)農(nóng)戶抽樣調(diào)查,畜禽糞便多以干清糞方式收集,露天堆放,經(jīng)日曬雨淋,流失量大,洞庭湖區(qū)2008年規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)污染流失CODCr59 378 t、總磷3 347 t、總氮22 469 t,污染主要分布在丘陵丘崗地帶和平原現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展地帶,畜禽糞便污染約占全區(qū)85%。

1.2 非點(diǎn)源污染

1.2.1 水產(chǎn)養(yǎng)殖

洞庭湖區(qū)是我國(guó)重要的淡水養(yǎng)殖漁業(yè)基地,湖區(qū)漁業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展和水產(chǎn)養(yǎng)殖面積不斷擴(kuò)大,對(duì)水域環(huán)境已經(jīng)產(chǎn)生了不利影響。一是飼料投放量高。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì),2008年水產(chǎn)養(yǎng)殖平均每667 m2水面投放混合飼料315 kg、餅107.5 kg、肥水劑43.2 kg、青飼料1.3 kg;二是大量投入人畜糞便,甚至是直接投入化肥。2008年洞庭湖區(qū)水產(chǎn)品總產(chǎn)量達(dá)89萬t,占全省水產(chǎn)品產(chǎn)量的50%。據(jù)統(tǒng)計(jì)估算,水產(chǎn)養(yǎng)殖排放CODCr98 384 t、總磷2 768 t、總氮10 178 t。

1.2.2 農(nóng)田徑流

農(nóng)田地表徑流流失是導(dǎo)致地表水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因,其所帶來的一系列環(huán)境、經(jīng)濟(jì)問題已引起國(guó)內(nèi)外有關(guān)人士的極大關(guān)注。調(diào)查洞庭湖區(qū)農(nóng)田面積、施肥量、農(nóng)作物類型、土壤類型等,按農(nóng)田源強(qiáng)系數(shù)計(jì)算農(nóng)田徑流排放量。根據(jù)估算洞庭湖區(qū)2008年農(nóng)田徑流流失CODCr310 885 t、總磷12 684 t、總氮78 343 t,入湖量分別為31 088 t、1 268 t、7 834 t。

1.2.3 農(nóng)村生活源

根據(jù)湖南省農(nóng)村分布狀況及農(nóng)村生活污染物的處理、利用狀況,結(jié)合規(guī)劃院的規(guī)定(農(nóng)村生活源的入河系數(shù)定為1%～10%),湖南省將農(nóng)村生活源的入河系數(shù)定為7%。洞庭湖區(qū)2008年鄉(xiāng)村人口為964萬,計(jì)算得出農(nóng)村居民生活污染排放 CODCr57 713 t、總磷1 548 t、總氮17 595 t,入湖量分別為 4 040 t、108 t和 1 232 t。

1.3 上游河流注入洞庭湖的污染物總量

2008年上游河流注入洞庭湖的平均污染物總量見表1。

表1 2008年上游河流注入洞庭湖的污染物總量

1.4 入湖污染特征分析

1.4.1 CODCr入湖量

根據(jù)污染源調(diào)查與統(tǒng)計(jì)結(jié)果(圖1),洞庭湖區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖污染源、城鎮(zhèn)生活污染源和工業(yè)污染源居CODCr入湖量前3位,此3類污染源CODCr入湖量占總量的75%,3類污染源入湖比例基本持平。

圖1 2008年洞庭湖區(qū)各污染源CODCr入湖量分布圖

1.4.2 總磷入湖量

洞庭湖區(qū)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖污染源、水產(chǎn)養(yǎng)殖污染源和農(nóng)田徑流污染源居總磷入湖量前3位,此3類污染源總磷入湖量占總量的85%,其中規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖污染源入湖量占總量38%,而農(nóng)田徑流污染源入湖量?jī)H占總量的15%(圖2)。

圖2 2008年洞庭湖區(qū)各污染源總磷入湖量分布圖

1.4.3 總氮入湖量

洞庭湖區(qū)規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖污染源、城鎮(zhèn)生活污染源和水產(chǎn)養(yǎng)殖污染源居總氮入湖量前3位,此3類污染源總氮入湖量占總量的79%,其中規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖污染源入湖量占總量35%,而水產(chǎn)養(yǎng)殖污染源入湖量?jī)H占總量的16%(圖3)。

圖3 2008年洞庭湖區(qū)各污染源總氮入湖量分布圖

2 洞庭湖污染防治措施

2.1 強(qiáng)化工業(yè)污染防治,加快城鎮(zhèn)生活污水處理

以點(diǎn)源污染控制為主,嚴(yán)格產(chǎn)業(yè)污染控制,產(chǎn)業(yè)實(shí)行達(dá)標(biāo)排放和清潔生產(chǎn)。加強(qiáng)造紙、紡織、化工等主要污染行業(yè)的治理,實(shí)行更嚴(yán)格的淘汰制度,取締關(guān)閉能耗高、污染重的小企業(yè)和落后工藝設(shè)備,做大做強(qiáng)龍頭企業(yè),加快建立高技術(shù)、低能耗的工業(yè)產(chǎn)業(yè)體系。

加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),重點(diǎn)抓好泰格林紙集團(tuán)“林紙一體化”、汨羅再生資源集散市場(chǎng)回收利用與加工示范基地等循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)示范工作,以點(diǎn)帶面,努力推進(jìn)洞庭湖區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

大力促進(jìn)清潔生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)源頭預(yù)防和全過程污染控制,重點(diǎn)抓好石油化工、造紙、紡織等關(guān)鍵行業(yè)清潔生產(chǎn),扶持建設(shè)湖南天潤(rùn)化工、華容昊天化工等一批污染物“零排放”示范企業(yè),扶持建設(shè)中石化長(zhǎng)煉公司、巴陵石化等一批企業(yè)的節(jié)能減排和污水回用工程,全面提高工業(yè)企業(yè)清潔生產(chǎn)水平。

強(qiáng)化城鎮(zhèn)生活污染處理工程建設(shè)與技術(shù)革新,實(shí)施內(nèi)源重金屬污染綜合整治。加快市(縣)級(jí)生活污水處理廠和處理設(shè)施的建設(shè),新建污水處理廠均配套脫氮除磷設(shè)施,現(xiàn)運(yùn)行的四家污水處理廠實(shí)行挖潛改造,增加除磷脫氮工藝,提高處理深度,增加處理能力。全面推行收取污水處理費(fèi)有關(guān)政策,保障污水處理廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。重點(diǎn)抓好重點(diǎn)城市污染控制區(qū)雨污分流排水管網(wǎng)改造與建設(shè),基本形成主城區(qū)雨污分流的管網(wǎng)體系,有效提高污水處理廠的處理效率。建設(shè)中水回用網(wǎng)絡(luò),提高水資源利用率,開展污水處理廠污泥的資源化利用或無害化處置示范。

2.2 加強(qiáng)水產(chǎn)養(yǎng)殖和畜禽養(yǎng)殖污染防治

水產(chǎn)養(yǎng)殖和畜禽養(yǎng)殖是洞庭湖水質(zhì)污染的主要因素,加強(qiáng)水產(chǎn)養(yǎng)殖和畜禽養(yǎng)殖污染治理對(duì)改善洞庭湖環(huán)境具有重要的作用。

加強(qiáng)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的管理,全面規(guī)劃養(yǎng)殖區(qū)域,確定養(yǎng)殖容量,積極推進(jìn)和完善以養(yǎng)殖許可證為核心的水產(chǎn)養(yǎng)殖管理制度,對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境、苗種、飼料、漁藥和水產(chǎn)品質(zhì)量等進(jìn)行全面管理;加強(qiáng)對(duì)養(yǎng)殖用水的排放管理,制定漁業(yè)用水排放標(biāo)準(zhǔn),對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)廢水排放進(jìn)行控制。禁止直接向洞庭湖養(yǎng)殖水域“投肥養(yǎng)殖”及投毒餌釣魚;推廣科學(xué)飼養(yǎng)技術(shù),減小殘餌污染。優(yōu)化養(yǎng)殖結(jié)構(gòu),采用混養(yǎng)、間養(yǎng)、輪養(yǎng)等立體養(yǎng)殖和生態(tài)養(yǎng)殖,提高餌料利用率;科學(xué)投飼餌料,減少殘餌量;推廣生態(tài)營(yíng)養(yǎng)飼料的使用,減少飼料造成的污染。

加強(qiáng)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水凈化處理和循環(huán)利用及畜禽養(yǎng)殖污染防治。集約化養(yǎng)殖場(chǎng)配備污水凈化設(shè)施,養(yǎng)殖廢水處理后再排放;水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水引入農(nóng)田灌溉,讓農(nóng)作物吸收,實(shí)現(xiàn)廢水資源化利用。積極推廣集中養(yǎng)殖、集中治污,按照工業(yè)污染源一樣的污染防控要求,實(shí)施規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)的排污許可、排污申報(bào)和排放總量控制制度。

引導(dǎo)畜牧業(yè)從傳統(tǒng)散養(yǎng)方式向規(guī)?；⒓s化方向轉(zhuǎn)變,推進(jìn)畜禽規(guī)模場(chǎng)和生態(tài)養(yǎng)殖小區(qū)建設(shè)。以“減量化、無害化、資源化”為原則加強(qiáng)畜禽養(yǎng)殖排泄物的處理。全面推廣過程控制與末端治理相結(jié)合的清潔生產(chǎn)技術(shù)及農(nóng)牧結(jié)合的生態(tài)型治理模式。建立“畜禽養(yǎng)殖零排放基地”,實(shí)施規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖資源化工程?？刹扇∫韵履Ｊ?一是“畜禽-果園”模式,適用于養(yǎng)殖場(chǎng)周圍配套有果園或山林等資源。生豬糞尿通過干濕分離,糞便進(jìn)行堆積發(fā)酵和微生物接種,成為優(yōu)良有機(jī)菌肥,用于果園;尿液通過沉淀處理后,成為果樹的水肥。此外,還可利用果園放養(yǎng)家禽,家禽糞便成為果園的有機(jī)肥。二是“畜禽-魚塘”模式,適用于牧場(chǎng)周圍有配套的漁塘資源。將畜禽排泄物用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的有機(jī)飼料。三是“畜禽-有機(jī)肥加工廠”模式,適用于規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)發(fā)達(dá)且周邊沒有足夠的農(nóng)田來吸納畜糞的地區(qū)。在規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)附近興建有機(jī)飼料加工廠,將畜禽糞制成清潔、便于運(yùn)輸?shù)挠袡C(jī)肥。四是“畜禽-生化池”模式,適用于周圍耕地少,無法進(jìn)行自然吸納的一些其資金力量雄厚的大型規(guī)模場(chǎng)。畜禽排泄物采用養(yǎng)殖場(chǎng)糞污厭氧發(fā)酵處理后達(dá)標(biāo)排放。五是“畜禽-沼氣-果園”模式,適用于農(nóng)村散養(yǎng)戶發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖。畜禽糞尿排入沼氣池,產(chǎn)生的沼氣用于養(yǎng)殖場(chǎng)照明和日常用電;沼液、沼渣是“清潔”優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料,含有大量植物生產(chǎn)所必須的營(yíng)養(yǎng)成分,可用于狼尾草、果樹等作物的施肥,也可飼養(yǎng)魚蝦等水生動(dòng)物,或者就近引到其它農(nóng)田,增加并延長(zhǎng)食物鏈;狼尾草通過粉碎打漿后作為飼料喂豬,發(fā)展“綠色肉制品”,此外狼尾草可消納大量沼液,吸收豬場(chǎng)臭氣,綠化豬場(chǎng)。六是生態(tài)循環(huán)式,適用于多種養(yǎng)殖結(jié)合。實(shí)行立體養(yǎng)殖,實(shí)現(xiàn)資源的多級(jí)循環(huán)利用。

2.3 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源綜合整治

推廣高效生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。在平原生態(tài)區(qū)合理開發(fā)利用湖州、水面、平原等濕地資源,實(shí)現(xiàn)糧、棉、油、漁、麻、蘆葦、速生工業(yè)用材高產(chǎn)高效綜合生態(tài)農(nóng)業(yè)模式,構(gòu)建農(nóng)業(yè)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),節(jié)約成本,提高收益。

加強(qiáng)畜禽糞便等有機(jī)肥的施用,推廣秸稈還田綜合利用模式,實(shí)施“肥藥減量增效工程”,調(diào)整優(yōu)化用肥結(jié)構(gòu),大力提倡增積增施有機(jī)肥,減少碳銨等易揮發(fā)的低效肥料;科學(xué)合理施用農(nóng)藥,推廣高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥的應(yīng)用,確保沿湖周邊2 km范圍內(nèi)禁止或限制使用化學(xué)農(nóng)藥和化肥。

加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生態(tài)化建設(shè)。繼續(xù)加強(qiáng)畜禽養(yǎng)殖與水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)生態(tài)化建設(shè),加速前期生態(tài)養(yǎng)殖示范成果的推廣應(yīng)用,擴(kuò)大生態(tài)農(nóng)業(yè)覆蓋面積,持續(xù)提高養(yǎng)殖業(yè)清潔生產(chǎn)水平及廢棄物資源化利用水平,推進(jìn)農(nóng)村能源的高效化、優(yōu)質(zhì)化和清潔化,持續(xù)鞏固與提高農(nóng)業(yè)污染治理成果。

3 結(jié) 語

洞庭湖主要環(huán)境問題是由于氮、磷導(dǎo)致的湖泊水域局部污染及生態(tài)系統(tǒng)破壞。洞庭湖污染防治措施要以入湖污染物總量控制為原則,堅(jiān)持“控源節(jié)污、循環(huán)高效、清淤保潔、標(biāo)本兼治、生態(tài)養(yǎng)殖、綜合防治”方針,對(duì)洞庭湖進(jìn)行綜合治理,提出控制點(diǎn)源污染,加快城鎮(zhèn)生活污水處理,加強(qiáng)水產(chǎn)養(yǎng)殖和畜禽養(yǎng)殖污染防治,加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源綜合整治等污染控制對(duì)策,實(shí)現(xiàn)水質(zhì)持續(xù)好轉(zhuǎn),促進(jìn)自然生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán),推動(dòng)洞庭湖區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的健康、持續(xù)發(fā)展。

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The Pollution Status and Control Measures for Dongting Lake

ZHONG Zhen-yu,CHEN Can,WAN Si
(1.Hunan Research Academy of Environment Sciences,Changsha410004,China;2.Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

T o investigate sources of major pollutants in Dongting Lake,to analysis pollution characteristics which pollutants have joined into the lake,to determine key control pollution sources including large-scale raising livestock,aquaculture and municipal in lakes.Based on these features,pollution control measures be proposed,basis and reference be provided for the comprehensive development and pollution control of the Dongting Lake area.

dongting lake;pollution status;measure

X5

A

1003-5540(2011)04-0064-04

全國(guó)重點(diǎn)湖泊水庫生態(tài)安全調(diào)查及評(píng)估項(xiàng)目(WFPLPB05)

鐘振宇(1985-),男,碩士,主要從事區(qū)域流域生態(tài)環(huán)境研究。

2011-04-10