大凌河流域水環(huán)境污染成因及防控對策

李 玥

(遼寧省河庫管理服務(wù)中心(遼寧省水文局)，遼寧 沈陽 110000)

1 大凌河流域概況

大凌河是遼寧省西部最大的河流，地處118°53′～121°52′，北緯40°28′～42°38′，上游分南北兩支，兩支于喀左縣匯合后流經(jīng)朝陽縣、朝陽市區(qū)、北漂市、義縣、凌海市等地后注入渤海。干流全長435 km，總面積23 837 km2，呈西東向，較大的支流有大凌河西支、牤牛河、老虎山河、細(xì)河，大多數(shù)位于流域左側(cè)。該流域?qū)儆跍貛Ъ撅L(fēng)氣候，年均降水量400～600 mm，降水量年際變化較大，年內(nèi)分配極不均勻，主要集中在7、8月份，年徑流量為16.33億 m3，其中70%的徑流量發(fā)生于7-9月。流域內(nèi)植被稀疏，多風(fēng)化砂土和石山，洪峰漲跌迅速，水土流失嚴(yán)重。大凌河干流上建有白石、閻王鼻子、宮山咀三座控制性水庫，依據(jù)不同河段的河流特點，可以把大凌河劃分成河源段、上游段、中游段和下游段。

近年來，受高速的經(jīng)濟發(fā)展和引水、施肥、筑壩、城市化等人類活動影響，大凌河流域面臨著不同程度的水環(huán)境污染、水生態(tài)功能退化、水資源過度開發(fā)等問題，流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟社會與水資源系統(tǒng)之間逐漸失衡。因此，必須全面調(diào)查水環(huán)境污染成因，并及時采取有效的防控對策，為打好流域水污染治理攻堅戰(zhàn)、維護河流生命系統(tǒng)健康以及修復(fù)水生態(tài)功能等奠定堅實的基礎(chǔ)。

2 流域水環(huán)境污染成因

大凌河流域水環(huán)境污染源主要有大氣的沉降、未進入下水道的城市徑流、森林與農(nóng)田徑流、農(nóng)田灌溉以及可能引起污染的土地開發(fā)、水利建設(shè)、森林砍伐等生產(chǎn)活動[1-3]。通過對流域水資源供需平衡分析以及水資源、水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查，將造成水污染的成因總體上分為3大類。

2.1 水生態(tài)環(huán)境破壞

隨著社會的發(fā)展流域內(nèi)越來越多的使用混凝土路面，自然透水路面不斷減少，這在一定程度上擾亂了水資源系統(tǒng)的正常循環(huán)，流域內(nèi)逐漸表現(xiàn)出水生物單一、植被稀少、水生態(tài)服務(wù)下降等問題[4]。

受城市化、工業(yè)化進程加快以及經(jīng)濟高速發(fā)展影響，流域水資源承載力逐漸下降，難以保障河道生態(tài)流量，水庫干涸、河道斷流的情況時有發(fā)生，并進一步導(dǎo)致生物多樣性減少和河湖水生態(tài)惡化等問題。洄游魚類魚道因傳統(tǒng)的攔河建筑物等人類活動干擾被阻斷，生物完整性特別是上下游之間具有明顯差異[5]。近十年，大凌河流域上游濕地面積減少了10.28%，達到60 km2，河湖水面大范圍縮小，許多中小河流已消失不見。湖泊和濕地生態(tài)服務(wù)能力下降，生態(tài)功能退化，嚴(yán)重威脅著流域生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性和穩(wěn)定性。

2.2 工業(yè)廢水污染

近年來，隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的快速發(fā)展和各行業(yè)用水量的增加，工業(yè)廢水、生活污水的排放量也急劇增大，流域水環(huán)境污染日益嚴(yán)重。大凌河流經(jīng)工礦企業(yè)、城鎮(zhèn)的污廢水大多都沒有經(jīng)過處理就直接排入到干、支流河道，并且隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展排污總量逐漸增加，加之河道徑流減少其自凈功能不斷下降，導(dǎo)致河道納污能力遠(yuǎn)小于排污量，水環(huán)境污染嚴(yán)重。此外，流域內(nèi)第三產(chǎn)業(yè)特別是餐飲業(yè)快速發(fā)展，餐飲業(yè)分布范圍廣、數(shù)量多，洗滌劑的廣泛應(yīng)用造成大量餐飲污水，隨著地表徑流遷移或下滲大致水體污染。

人口增加和經(jīng)濟發(fā)展使得污廢水排放量急劇增大，流域水體污染嚴(yán)重，尤其是成分復(fù)雜、數(shù)量大的工業(yè)廢水引起更為嚴(yán)重的污染。總體上，可以將工業(yè)廢水歸結(jié)為設(shè)備與地面沖洗水、原料加工處理廢水、設(shè)備冷卻水和其他廢水等幾種類型。按所含物質(zhì)的不同，可以將工業(yè)廢水劃分成含酚等有機物的廢水，含磷廢水，含拋光機磨料、污泥、塵埃等懸浮物的廢水，含HCl、H2SO4、HF的酸水，含油脂、碳水化合物等洗滌水[6-7]。未經(jīng)處理或處理不達標(biāo)時，將這些工業(yè)廢水直接排入河流將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出河流的自凈化能力。

2.3 農(nóng)業(yè)非點源污染

非點源污染是指受暴雨動力作用地表產(chǎn)生徑流，隨水體遷移的污染物對受納水體所造成沖擊性污染，這是誘發(fā)水環(huán)境問題的關(guān)鍵原因。農(nóng)業(yè)非點源污染是指農(nóng)田水土流失、農(nóng)藥和化肥施用等而引起的海灣、湖泊、河流等受納水體的污染。調(diào)查顯示，大凌河流域農(nóng)業(yè)非點源污染有農(nóng)村生活污水、農(nóng)業(yè)廢棄物、禽畜水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)藥與化肥流失、水土流失等。

化肥工業(yè)的迅猛發(fā)展使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)邁向了高產(chǎn)出、高投入的道路，其造成的結(jié)果是氮磷等養(yǎng)分過剩，在降雨徑流作用下氮磷污染物進入水體引起河湖富營養(yǎng)化，故農(nóng)業(yè)面源污染是富營養(yǎng)化的重要污染源[8]?；实氖┯媚軌蝻@著提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，而一般施肥管理條件和自然環(huán)境下氮肥的利用率只有25%～30%，所以大部分氮肥隨著灌溉水和降水流入河道或下滲至含水層，這增加了水體的污染負(fù)荷，使得水環(huán)境質(zhì)量明顯下降[9]。因此，加劇流域有機污染的主要原因是氮肥的流失。

此外，禽畜養(yǎng)殖和農(nóng)村生活污廢水的隨意排放以及作物殘茬、廢棄物的亂堆亂放也是引起水體富營養(yǎng)化及污染的重要原因。具體而言，受底泥吸附作用進入水體中的污染物有相當(dāng)一部分會沉積，在外界環(huán)境條件改變時這部分污染物會從底泥中釋放出來，從而造成二次污染；從底部向上部溢出過程中底泥發(fā)生降解作用，從而加速水體中溶解氧的消耗使得水質(zhì)黑臭程度加??；底泥內(nèi)的有機物受厭氧和好氧細(xì)菌作用發(fā)生分解，前者產(chǎn)生硫化物、氨、甲烷、有機酸、二氧化碳等有害物質(zhì)，后者消耗水體內(nèi)的溶解氧，加劇了水質(zhì)惡化。

3 水環(huán)境污染防控對策

人類活動、本地污染源和上游來水等因素均可對流域水質(zhì)造成影響，但其主要影響因素是城市生活污染和農(nóng)業(yè)非點源污染。因此，改善水生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵是提高污水處理率、減少工業(yè)污染、有效遏制生活與農(nóng)業(yè)污水的快速上升等。

3.1 實施河道用水優(yōu)化改造工程

為保證大凌河流域水生態(tài)、水環(huán)境和水資源安全，必須全面普查受水區(qū)水體，摸清水環(huán)境污染成因及其現(xiàn)狀，并提出行之有效的管控措施，為受水區(qū)水質(zhì)安全提供技術(shù)保證和科學(xué)依據(jù)。

借鑒現(xiàn)有研究資料[10-11]，并考慮大凌河流域具體情況，歸納總結(jié)出農(nóng)田灌溉工程、田間污染控制工程、水土保持工程、坡耕地改造工程的技術(shù)措施，通過給變耕作方式和耕地結(jié)構(gòu)提高化肥利用率，減少水土流失和地表徑流量，以此實現(xiàn)有效控制氮磷含量、糧食增產(chǎn)、保水效益和減少泥沙污染等目標(biāo)。

3.2 建設(shè)工業(yè)廢水處理系統(tǒng)

在實現(xiàn)自身發(fā)展的同時工業(yè)企業(yè)還要注重能源資源的節(jié)約以及環(huán)境的保護，實現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟效益雙贏的目標(biāo)。

對難降解廢水的治理?？紤]到工業(yè)廢水難降解的實際情況，重點探討了含有機物、含酚和含油廢水的處理方法，具體如下：(1)含有機物廢水中的還圓形物質(zhì)、有機物可通過臭氧氧化、空氣氧化除去。其中，臭氧能夠在水中快速分解并與大部分微生物、有機物發(fā)生反映，對降低BOD5與COD、除去錳、鐵、氰、酚和殺菌、脫色、除臭具有顯著效果，多余的臭氧可以分解成氧，不會帶來二次污染，對三級處理具有較好適用性；空氣氧化是將空氣吹入氧化塔內(nèi)以氧化硫、硫醇、硫化氫的的銨鹽和鈉鹽，為提高氧化效率也可加入催化劑。(2)含酚廢水的處理一般選用生化技術(shù)，經(jīng)沉淀先將污水中懸浮物除去，再送至曝氣凈化池使空氣與水充分接觸，促進球菌、桿菌等耗氧細(xì)菌分解酚類，通過生化技術(shù)處理可以將含酚量減少到0.5 mg/L，從而達到排放標(biāo)準(zhǔn)。(3)采用格柵過濾到含油廢水中的粗大雜物，然后利用沉淀池和隔油池使泥沙沉淀、浮油去除，利用油水分離器除油，經(jīng)以上處理油脂濃度不超過10 mg/L，從而達到排放標(biāo)準(zhǔn)；若將氣浮裝置加裝至油水分離器后，既可除去表面油污還能除去廢水中的乳化油，經(jīng)此處理可減低污水含油量至1 mg/L；若污水內(nèi)存在較多的可溶性有機物，還需經(jīng)生物處理才能達標(biāo)排放。

強化廢水的常規(guī)處理。通常有一級、二級和三級常規(guī)處理辦法，具體如下：(1)一級處理主要是除去懸浮物，并且通過預(yù)處理可以調(diào)節(jié)廢水，若達到排放標(biāo)準(zhǔn)則排放，若達不到標(biāo)準(zhǔn)則實行二級處理，主要包括漂浮分離、沉淀、中和、過濾等物理和化學(xué)方法，一級處理能夠去除廢水中30%的BOD5含量。(2)二級處理主要是除去溶解狀態(tài)或膠態(tài)的有機物，主要包括生物氧化、生物還原、過濾、濃縮吸附、漂浮分離、凝聚沉淀、氧化還原、中和等生物、化學(xué)和物理方法，二級處理能夠去除廢水中90%以上的BOD5含量，基本達到排放標(biāo)準(zhǔn)。(3)三級處理，在一級、二級處理的情況下專門處理難以降解的有毒物質(zhì)或有機物。

3.3 完善城區(qū)面源污染控制設(shè)施

通過工程措施即各種技術(shù)手段實現(xiàn)城區(qū)面源污染控制，主要體現(xiàn)在以下方面：(1)源頭的控制，主要是對危害或潛在威脅水環(huán)境的各種產(chǎn)品控制使用，從源頭上最大限度地控制雨水徑流污染物；(2)擴散途徑的控制，在全面掌握污染物擴散與輸送機制的情況下，制定科學(xué)的管控措施，從而減少降雨徑流污染物流入地表或地下水的數(shù)量；(3)終端的控制，為降解水體內(nèi)的徑流污染物實行人工凈化或自然生態(tài)處理技術(shù)。一般地，為了達到預(yù)期效果要綜合利用以上3種控制措施。

流域水環(huán)境保護應(yīng)引起各地政府的高度重視，將城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)擺在首要位置，實行分片包廠、專人負(fù)責(zé)制，保質(zhì)保量、按時完成污水處理廠建設(shè)，并保證各項設(shè)施正常運行。針對重點污染源企業(yè)加大監(jiān)測管理力度，確保污廢水達標(biāo)排放，從根本上改善流域水環(huán)境。

3.4 加快農(nóng)村非點源污染治理

出臺合理的政策法規(guī)鼓勵農(nóng)場主發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，以科學(xué)的農(nóng)田管理方式有效控制農(nóng)業(yè)非點源污染，例如有效治理受污染的河流與湖泊、隨地表水遷移時隨污染物截留與凈化、科學(xué)種田適當(dāng)減少化肥用量，其中控源是最有效最經(jīng)濟的非點源污染控制措施[12-15]?？卦词橇饔蛩h(huán)境保護的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具體措施如下：(1)流域管理部門要加強管控，條件允許時通過排污管道改造集中處理農(nóng)村生活污水；(2)通過水環(huán)境監(jiān)管能力建設(shè)、河流生態(tài)修復(fù)工程、農(nóng)田徑流控制工程、非點源污染和村鎮(zhèn)污染控制技術(shù)等，綜合防治流域非點源污染；(3)遵循自愿參與的原則，合理利用市場經(jīng)濟和行政法律手段，全面落實流域面源污染控制政策，加大水環(huán)境保護力度[16-18]。

4 結(jié)語

本文全面分析了大凌河流域水質(zhì)狀況和排污情況，并進一步總結(jié)出流域水質(zhì)影響因素，簡要分析了水環(huán)境污染成因及其防治技術(shù)，對農(nóng)業(yè)非點源污染等產(chǎn)生重要影響作用的因素提出相應(yīng)的防控對策，為科學(xué)管理大凌河流域水環(huán)境提供一定技術(shù)支持。另外，還要加強流域水資源管理與規(guī)劃，加大污水處理力度及污水排放量控制力度，加強管理，明確責(zé)任，充分利用現(xiàn)代技術(shù)手段，強調(diào)非傳統(tǒng)水源的積極開發(fā)與利用。