常州市地表水中氨氮输移分析及对策建议

章建宁,蔡继军,张 浩

(常州市环境监测中心站,江苏 常州 213001)

·解析评价·

常州市地表水中氨氮输移分析及对策建议

章建宁,蔡继军,张 浩

(常州市环境监测中心站,江苏 常州 213001)

目前常州市地表水中氨氮污染已成为最突出的问题。通过近 2年来的监测和调查,参考有关资料和科研成果,估算出常州市地表水中年接纳氨氮总量为 17 998.0 t/a,其中农田径流占 32%,上游行政交界来水占 30%,而城镇生活污水、农村生活污水、工业废水、城镇地表径流和规模化畜禽养殖等所占比重均不足 13%。并据此提出了减轻地表水中氨氮污染的对策建议。

氨氮;来源;分析;对策

常州市地处太湖流域上游,根据近年来环境质量监测结果,地表水中氨氮已是常州市地表水环境的首要污染物和最突出的问题,已直接影响到常州市太湖水环境综合整治目标考核、太湖流域水环境资源补偿和常州市生态市建设等重大环境目标的实现,对常州市社会、经济发展造成了巨大的环境压力。

水中氨氮 (NH3-N)是指游离氨 (NH3)和铵盐(NH4+)[1-3]。氨氮是生活污水中的含氮有机物受微生物作用分解的主要产物,是化工、冶金、石油化工、油漆颜料、煤气、炼焦、鞣革、化肥等工业废水中的主要污染物,是农用化肥流失的主要成分,是水中动物排泄物分解后的主要产物,是雨水径流中的主要污染物之一[4]。由此可见,氨氮的主要来源包括城乡居民生活污水、工业废水、农业面源污水、雨水径流等[5]。另外对于一个区域来说,上游来水中的氨氮含量也是有很大影响的关键因素。

1 常州市出、入境河流氨氮输移总量分析

为了能全面掌握上游入境来水和下游出境河流氨氮总量,自 2008年以来,结合太湖流域江苏省环境资源区域补偿办法,对常州市主要行政交界河流 14个入境断面和 9个出境断面实施了高密度的水文水质专题性监测,控制了 90%以上入境和出境流量,获得水文水质监测数据近 2万个。断面设置情况和监测结果统计见图 1和表 1。

图1 常州市主要行政交界河流监测断面

表 1 2008—2009年常州市主要行政交界断面流量和_氨氮监测结果统计

从统计结果来看,常州市来水中除梅渚河和桃花港等氨氮浓度偏高外,总体上低于出境河流,因此流出的氨氮总量大大高于流入量。

2 常州市氨氮输入总量测算

2.1 工业废水、城镇生活污水氨氮排放量

根据有关资料,2008年全市工业企业废水中氨氮排放量为 1 424.3 t/a,全市城镇生活污水中氨氮排放量为 2 297.6 t/a。

2.2 农田径流、规模化畜禽养殖和农村生活污水氨氮排放量

近期常州市全市农田径流氨氮排放量为5 930.1 t/a,全市规模化畜禽养殖污水氨氮排放量为 309.5 t/a,农村生活污水氨氮排放量为2 120.1 t/a[6]。

2.3 城镇地表径流氨氮排放量

常州市建成区 (城镇人口 157.0万)地表径流中氨氮排放量为 3 36.8 t/a,据此估算,全市城镇地表径流氨氮排放量为 481.6 t/a[7]。

2.4 其他来源

氨氮的其他来源还应包括未列入统计或漏报的污染源、城镇以外非农业用地地表径流等,但这些污染来源贡献相对较小且较难测算,这里暂不考虑。

3 调查结果分析

3.1 地表水中各种氨氮污染来源比例分析

根据以上估算结果,常州市地表水中年接纳氨氮总量 17 998.0 t,其中主要来源于农田径流,达32%,其次来源于行政交界上游来水,达 30%。而城镇生活污水、农村生活污水、工业废水、城镇地表径流和规模化畜禽养殖污水所占比重均不超过13%,累计也仅 38%,见图 2。从而也间接说明了常州市近年来为何重点控制了工业废水、城镇生活污水和农村生活污水,但水环境质量中氨氮下降仍不显著的原因。

图2 常州市地表水氨氮来源

3.2 氨氮平衡分析

常州市地表水中年接纳氨氮总量 17 998.0 t,通过主要行政交界水域输出氨氮总量为 8 661.8 t,这就意味着常州市域内各水体年降解氨氮总量达9 336.2 t。其中扣除行政交界上游氨氮后年净输出氨氮 3 227.0 t,见图 3。

4 对策建议

图3 常州市地表水中氨氮平衡示意

常州市地表水中氨氮主要来自农田径流和行政交界上游,而目前工业废水、城镇生活污水中氨氮已经得到较好控制,基于此,提出下列对策建议。

4.1 控制行政交界上游来水水质

上游入境河道氨氮高浓度输入对常州市水环境造成很大的压力,如梅渚河殷桥断面氨氮平均质量浓度高达 26.2 mg/L,桃花港香树湾断面氨氮平均质量浓度达 5.89mg/L,锡溧漕河东尖大桥断面氨氮平均质量浓度达 3.21 mg/L。应建立一套监控体系,及时掌握水质动态,与上游有关部门友好协商,敦促改善水质。

4.2 重点控制农田径流污染

农田径流污染是常州市地表水中氨氮污染的主要来源,根据统计,近年来常州市氮肥年使用总量超过 5万 t。有资料表明,氮肥的流失率通常超过 10%,是造成地表水中氨氮污染的主要原因。因此必须采取措施,严格管理,控制氮肥使用量,提高氮肥使用效率,以减少氮肥的流失。虽然这项工作难度大,但十分关键。

4.3 改善措施,尽量改善换水条件

常州市区氨氮污染最为严重的区域,应采取工程措施引长江水,改善市区换水条件,增加河流流量,其目的一是使河流流量变大,且长江水氨氮浓度较低,可起到稀释作用,直接降低市区河流氨氮浓度;二是使河流流速增大,且来水含氧较高,可大大增加水体溶解氧,从而增强河流对氨氮的降解能力,达到降低氨氮浓度的目的,这是最有效最快捷的办法。

4.4 生物措施

水生植物能有效降低水中的氨,如在条件许可的水域,可栽种水生植物如水浮莲或凤眼莲等飘浮植物。另外要控制浮游动物数量,适当地放养以浮游动物为食的鱼类,或适时杀灭水蚤以达到减少水中氨氮来源的目的。

4.5 其他综合性污染控制和治理

要进一步做好工业废水、城镇生活污水、规模化畜禽养殖污水和农村生活污水的管理和控制工作,提高污水处理率,采取措施减少城镇地表径流污染。

[1]刘波,张艳,高静,等.北京市通州区农村地下水氨氮浓度及其影响因素[J].环境与健康杂志,2006,23(4):328-330.

[2]ABR IL G,FRANKIGNOULLE M.Nitrogen-Alkalinity Interactions in the Highly Polluted ScheldtBasin(Belgium)[J].Water Research,2001,35(3):844-850.

[3]L IIKANEN A,MARTIKA INEN P J.Effectof ammonium and oxygen on methane and nitrous oxide fluxes across sediment-water interface in a eutrophic lake[J].Chemosphere,2003,52(8):1287-1293.

[4]王莉萍,曹国平,周小虹.氨氮废水处理技术研究进展[J].化学推进剂与高分子材料,2009,7(3):26-32.

[5]王建.氨氮污染对宁夏水环境质量的影响及其控制[J].江苏环境科技,2002,15(1):40-41.

[6]常州市环境监测中心站.常州市水环境容量研究[R].2006.

[7]常州市环境监测中心站.常州市区地表径流污染情况调查[R].2008.

The Analysis and Countermeasures of Ammon ia Nitrogen Transportation in SurfaceWater of Changzhou

ZHANG Jian-ning,CA IJi-jun,ZHANG Hao
(Changzhou EnvironmentalMonitoring Central Station,Changzhou,Jiangsu 213001,China)

Currently ammonia nitrogen pollution in surface water has become the most predominant problem in Changzhou.It was estimated that surface water accepted 17 998.0 t/a ammonia nitrogen in Changzhou by two years ofmonitoring and investigation and relevant infor mation and scientific research.By calculation,far mland runoff contributed 32%of ammonia nitrogen,while the upstream runoff contributed 30%and the urban domestic sewage,rural domestic sewage,industrialwastewater,urban runoff and large-scale livestock breeding accounted for less than 13%.Finally,counter measureswere proposed on how to reduce ammonia nitrogen in the surface water.

ammonia;source;analysis;countermeasures

X 502

B

1674-6732(2010)-06-0036-03

10.3969/j.issn.1674-6732.2010.06.011

2010-01-20;

2010-02-02

章建宁 (1960—),男,高级工程师,本科,从事环境监测管理与综合分析工作。