城鎮(zhèn)人口增長(zhǎng)造成水環(huán)境壓力淺析

程涵+金哲+管蓓

摘 要：該文以南京市某河流為例，考慮區(qū)域人口增長(zhǎng)，通過(guò)現(xiàn)狀及未來(lái)城鎮(zhèn)生活源入河污染物量分析，識(shí)別區(qū)域內(nèi)城鎮(zhèn)人口增長(zhǎng)給河流水環(huán)境造成的壓力。在此基礎(chǔ)上，提出后續(xù)針對(duì)河流水環(huán)境質(zhì)量改善措施的合理化建議。

關(guān)鍵詞：人口增長(zhǎng)；水環(huán)境壓力；南京市

中圖分類(lèi)號(hào) X24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）24-0075-03

Abstract：Taking a district/county river in Nanjing as an example，taking into account the increase of population in the region，the paper analyzes the current situation and future pollutants input into the river，and analyzes the pressure caused by urban population growth in the region to the river water environment.On this basis，we put forward reasonable suggestions for improving the quality of river water environment.

Key words：Population growth；Water environment；Nanjing City

隨著城市化進(jìn)程的加快，城市呈輻射狀向外圍發(fā)展，主城區(qū)周邊區(qū)縣城鎮(zhèn)人口大幅度增加并將在未來(lái)5～10年內(nèi)出現(xiàn)井噴式增長(zhǎng)，從而給區(qū)域水環(huán)境造成了巨大壓力。有些城市及地方在制定相關(guān)斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)方案及實(shí)施水環(huán)境改善措施時(shí)僅著眼于水環(huán)境現(xiàn)狀，而對(duì)人口增長(zhǎng)所帶來(lái)的水環(huán)境壓力缺乏科學(xué)論證，從而造成工作反復(fù)和資源浪費(fèi)。本文以南京市某區(qū)縣河流為例，在考慮研究區(qū)域人口增長(zhǎng)的前提下，通過(guò)現(xiàn)狀及未來(lái)城鎮(zhèn)生活污染源入河污染物量計(jì)算，分析該區(qū)域城鎮(zhèn)人口增長(zhǎng)給水環(huán)境造成的壓力，在此基礎(chǔ)上提出針對(duì)后續(xù)水質(zhì)改善工作的合理化建議。

1 基本概況

1.1 A河流概況 該區(qū)縣河流（以下簡(jiǎn)稱(chēng)A河）位于南京市南部，為秦淮河主要支流，全長(zhǎng)14.2km，河面寬10～40m，河底高程6～8m，底寬7～8m，河堤頂高12～13m，頂寬3m。A河流向自西向東，自南向北，流經(jīng)L鎮(zhèn)和H鎮(zhèn)，流域匯水面積153km2，于Q斷面匯入秦淮河。

1.2 區(qū)域人口現(xiàn)狀 據(jù)2016年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，區(qū)域內(nèi)L鎮(zhèn)和H鎮(zhèn)常住人口約9.1萬(wàn)人，其中非農(nóng)人口約7.3萬(wàn)人，農(nóng)村人口約1.8萬(wàn)人。區(qū)域人口分布見(jiàn)表1。

1.3 區(qū)域污水處理系統(tǒng)概況 區(qū)域內(nèi)共有2座集中式污水處理設(shè)施，分別為H鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)和L鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)。H鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)模4000t/d，采用A2O生物接觸氧化曝氣處理加水生植物綜合處理工藝，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)B，主要收納H鎮(zhèn)生活污水及部分企業(yè)工業(yè)廢水，污水收集通過(guò)自然溝渠，根據(jù)H鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)氨氮進(jìn)水濃度推算，其集中處理率約為40%；L鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)模10000t/d，采用A/O工藝，排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行一級(jí)A，通過(guò)市政管網(wǎng)收集L鎮(zhèn)生活污水進(jìn)行集中處理，根據(jù)污水處理廠(chǎng)進(jìn)水氨氮濃度推算，其集中處理率約為70%。

1.4 控制斷面水質(zhì)現(xiàn)狀 Q斷面為A河流水質(zhì)控制斷面，是228個(gè)省控?cái)嗝嬷?，根?jù)《南京市“十三五”水環(huán)境質(zhì)量考核目標(biāo)》，該斷面現(xiàn)狀要求達(dá)到Ⅳ類(lèi)水水質(zhì)，2018年要求達(dá)到Ⅲ類(lèi)水水質(zhì)，目前斷面水質(zhì)存在波動(dòng)，不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。根據(jù)南京市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站2017年1—9月例行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)看，Q斷面監(jiān)測(cè)水質(zhì)有超標(biāo)現(xiàn)象，1—9月Q斷面水質(zhì)均值水質(zhì)為Ⅳ類(lèi)，未達(dá)2018年水質(zhì)目標(biāo)要求—穩(wěn)定達(dá)到Ⅲ類(lèi)水水質(zhì)。其中氨氮指標(biāo)于2017年2—4月分別超Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)0.58倍、0.26倍、0.6倍，COD指標(biāo)于2017年5月超Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)0.05倍。

2 現(xiàn)狀水環(huán)境問(wèn)題及城鎮(zhèn)生活源入河量計(jì)算

2.1 現(xiàn)狀水環(huán)境問(wèn)題

2.1.1 城鎮(zhèn)生活源污染處理能力亟待提升 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，大量未經(jīng)有效處理的生活污水排入河道是造成Q斷面COD、氨氮超標(biāo)的主要原因。目前A河流域現(xiàn)狀人口規(guī)模已接近10萬(wàn)人，區(qū)域內(nèi)2個(gè)污水處理廠(chǎng)收水能力及實(shí)際處理效率不足。總體上看，區(qū)域內(nèi)進(jìn)入污水處理廠(chǎng)集中處理的生活污水約占污水產(chǎn)生量的50%，直排或滲漏占50%。由于直排污水中污染物濃度遠(yuǎn)高于經(jīng)處理的污水，因此直排污水的污染貢獻(xiàn)不可忽視。

2.1.2 農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源污染防治有待提高 在農(nóng)村生活污水方面，除規(guī)劃保留村莊建有農(nóng)村生活污水處理設(shè)施外，其余村莊生活污水基本以直排為主，農(nóng)村區(qū)域生活污水總體處理率偏低。而A河匯水區(qū)域內(nèi)的村莊大多為規(guī)劃拆除村莊，暫未建立起有效的污水收集處理能力。

2.1.3 工業(yè)點(diǎn)源污染控制工作需要加強(qiáng) 匯水區(qū)內(nèi)有數(shù)個(gè)工業(yè)集中區(qū)，集中區(qū)內(nèi)企業(yè)較多。由于管網(wǎng)建設(shè)滯后等原因，部分工業(yè)污水摻雜在生活污水中送入污水處理廠(chǎng)處理。工業(yè)點(diǎn)源直排污染物標(biāo)準(zhǔn)值一般來(lái)說(shuō)高于現(xiàn)行生活污水處理廠(chǎng)尾水排放標(biāo)準(zhǔn)（一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)）值，這些污染物入河加重了河道水環(huán)境污染物負(fù)荷，給區(qū)域水環(huán)境問(wèn)題改善增加了更大難度。因此，加強(qiáng)工業(yè)企業(yè)污染源控制工作，不僅有助于提高污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)、降低污染物入河量，而且還可以減輕行業(yè)監(jiān)管工作量，提高監(jiān)管效率。

2.2 現(xiàn)狀城鎮(zhèn)生活源污染物入河量計(jì)算

2.2.1 計(jì)算方法 本文研究因城鎮(zhèn)人口增長(zhǎng)造成的水環(huán)境壓力，污染物入河量主要考慮城鎮(zhèn)生活源污染，采用下式計(jì)算。

2.2.1.1 生活污染物產(chǎn)生量 計(jì)算公式為：

[W產(chǎn)生=N城×α] （1）

其中：[N城]為城鎮(zhèn)人口數(shù)；[α]為城鎮(zhèn)生活排污系數(shù)。根據(jù)《城市居民生活用水量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50331-2002）、《江蘇省城市生活與公共用水定額》（2006年），選取城鎮(zhèn)居民人均日用水量取180L/（人·d），根據(jù)《城市排水工程規(guī)劃方案》（GB50318-2000）取生活污水排污系數(shù)為0.85，人均日干物質(zhì)排放量COD取80g/（人·d）、氨氮取6g/（人·d）、總磷取0.6g/（人·d）。endprint

2.2.1.2 生活污水處理率 計(jì)算公式為：

城鎮(zhèn)生活污水集中處理率=污水廠(chǎng)接管城鎮(zhèn)生活污水量/城鎮(zhèn)生活污水產(chǎn)生量 （2）

2.2.1.3 城鎮(zhèn)生活污染物排放量 計(jì)算公式為：

[W生p=W產(chǎn)生×（1-城鎮(zhèn)生活污水集中處理率）+θ] （3）

其中[θ]為污水處理廠(chǎng)生活污染物部分的排放量。

2.2.2 現(xiàn)狀城鎮(zhèn)生活源污染物入河量 城鎮(zhèn)生活源污染物入河量包括污水處理廠(chǎng)尾水污染物入河量和經(jīng)推算集中處理率后城鎮(zhèn)生活源未經(jīng)有效收集直排入河量。H鎮(zhèn)：H鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)尾水排放量按4000t/d計(jì)算，排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)（COD60mg/L、氨氮8mg/L、總磷1.0mg/L），污水處理廠(chǎng)尾水污染物入河量COD87.6t/a、氨氮11.68t/a、總磷1.46t/a；匯水范圍內(nèi)H鎮(zhèn)城鎮(zhèn)人口6593人，污水集中處理率取40%，未經(jīng)有效收集直排入河量為COD 106.12t/a、氨氮7.96t/a、總磷0.79t/a。H鎮(zhèn)城鎮(zhèn)生活源污染物入河量為COD193.72t/a、氨氮19.64t/a、總磷2.25t/a。L鎮(zhèn)：L鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)尾水排放量按10000t/d計(jì)算，排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)（COD50mg/L、氨氮5mg/L、總磷 0.5mg/L），污水處理廠(chǎng)尾水污染物入河量COD187.98t/a、氨氮18.8t/a、總磷1.88t/a；匯水范圍內(nèi)L鎮(zhèn)城鎮(zhèn)人口64800人，污水集中處理率取70%，未經(jīng)有效收集直排入河量為COD344.79t/a、氨氮25.92t/a、總磷2.57t/a。L鎮(zhèn)城鎮(zhèn)生活源污染物入河量為COD532.77t/a、氨氮44.72t/a、總磷5.19t/a?，F(xiàn)狀城鎮(zhèn)生活源污染物入河量見(jiàn)表2。

3 城鎮(zhèn)人口增長(zhǎng)造成水環(huán)境壓力

3.1 未來(lái)城鎮(zhèn)生活源污染物入河量預(yù)測(cè) 在基于城鎮(zhèn)人口增長(zhǎng)、水環(huán)境改善措施（規(guī)劃項(xiàng)目）實(shí)施的基礎(chǔ)上，分析未來(lái)該區(qū)域水環(huán)境壓力。基于區(qū)域發(fā)展規(guī)劃，至2020年區(qū)域城鎮(zhèn)人口增加至15.65萬(wàn)人，H鎮(zhèn)、L鎮(zhèn)污水均收集至L鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)集中處理，H鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)不再運(yùn)行，L鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)擴(kuò)容至5.2wt/d，排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到準(zhǔn)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)，即COD30mg/L，氨氮1.5mg/L，總磷0.3mg/L。按城鎮(zhèn)生活污水集中處理率提升至85%，采用式1～2，預(yù)測(cè)2020年區(qū)域內(nèi)城鎮(zhèn)生活污染源入河量。L鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)尾水污染物入河量為COD569.4t/a，氨氮28.47t/a，總磷5.69t/a。匯水范圍內(nèi)城鎮(zhèn)人口156500人，污水集中處理率取85%，人均日干物質(zhì)排放量COD取80g/（人·d）、氨氮取6g/（人·d）、總磷取0.6g/（人·d），入河系數(shù)取0.8，則未經(jīng)有效收集直排入河量為COD548.37t/a、氨氮41.13t/a、總磷4.11t/a。2020年，城鎮(zhèn)生活源污染物入河量為COD1117.7t/a、氨氮69.6t/a、總磷9.8t/a。

3.2 因城鎮(zhèn)人口增長(zhǎng)造成的水環(huán)境壓力 區(qū)域內(nèi)城鎮(zhèn)生活源污染物入河量變化見(jiàn)圖1。結(jié)合相關(guān)發(fā)展規(guī)劃，研究范圍內(nèi)城鎮(zhèn)人口從現(xiàn)狀9.1萬(wàn)人增長(zhǎng)至2020年的15.65萬(wàn)人，并考慮城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)建設(shè)提高城鎮(zhèn)污水集中處理率至85%。在此工況下，A河城鎮(zhèn)生活源污染物中，氨氮及總磷入河量均有一定程度的下降，分別較2017年下降36.1%和44.8%；COD入河量則增長(zhǎng)較為明顯，較2017年增加53.8%。研究區(qū)域內(nèi)因滲漏或直排未經(jīng)有效收集處理的城鎮(zhèn)生活源COD、氨氮及總磷入河量占COD、氨氮、總磷總?cè)牒恿康?9.1%、59.1%和41.9%。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論 （1）以本研究為例，城鎮(zhèn)人口增長(zhǎng)將造成城鎮(zhèn)生活源COD入河量的大幅度增加；（2）雖然城鎮(zhèn)人口增長(zhǎng)，但在污水處理廠(chǎng)擴(kuò)容、配套管網(wǎng)建設(shè)、污水處理廠(chǎng)尾水排放標(biāo)準(zhǔn)提高等措施實(shí)施到位的情況下，城鎮(zhèn)生活源中氨氮、總磷入河量有望得到較大幅度消減；（3）因滲漏或直排未經(jīng)有效收集處理的城鎮(zhèn)生活源污染物是造成區(qū)域水環(huán)境壓力的重要來(lái)源。

4.2 建議 （1）有關(guān)部門(mén)在制定區(qū)域水環(huán)境改善政策時(shí)需要充分考慮因城鎮(zhèn)人口增長(zhǎng)帶來(lái)的環(huán)境壓力；（2）進(jìn)一步提高城鎮(zhèn)污水有效收集率以降低城鎮(zhèn)生活源污染物入河量；（3）加大工業(yè)源、農(nóng)村生活源、農(nóng)業(yè)面源等治理力度，提倡節(jié)約用水、中水回用，從而提升水環(huán)境容量，緩解水環(huán)境壓力。

參考文獻(xiàn)

[1]南京市政府.南京市“十三五”水環(huán)境質(zhì)量考核目標(biāo)[Z].2016.

[2]環(huán)境保護(hù)部.水體達(dá)標(biāo)方案編制技術(shù)指南[Z].2016.

[3]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.城市居民生活用水量標(biāo)準(zhǔn)GB/T50331-2002）[S].2002.

[4]江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳.江蘇省城市生活與公共用水定額[S].2006.

[5]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.城市排水工程規(guī)劃方案（GB50318-2000）[S].2000.

（責(zé)編：張宏民）endprint