嘉兴市地表水质主要影响因素及治理对策分析
2011-08-27苏营营
吕 升,陈 吉,苏营营
(1.浙江省嘉兴市环境保护监测站,浙江 嘉兴 314000;2.浙江省嘉兴市环境监察支队,浙江 嘉兴 314000)
1 引言
嘉兴市地处太湖流域末端,全市河道纵横,湖荡众多。河道总长度13802km,水域面积273.24km2,其中市、县二级主干河道57条,总长度959km,1万m2以上湖荡66个,水面积38.29km2,水面积率7.96%,河道分布密度为3.5km/km2,为典型的平原水网。自“七五”以来,嘉兴市经济得到了快速发展,GDP从“七五”初期47.90亿元增至“十一五”末的2296.00亿元,增长了近50倍,年增长率最快达到25.8%,下辖的5个县(市)均步入全国县域经济百强县行列。但地表水环境质量则出现了明显恶化,一方面由于地处太湖流域末端受来水水质影响明显,另一方面也受到经济发展带来的内源污染,地表水质不断恶化成了“江南水乡”的“切肤之痛”。“十一五”以来,嘉兴市充分把握国家主要污染物减排的政策导向,全力推进环保基础工程和基础能力建设,地表水环境质量恶化趋势得到有效遏制,局部区域水环境质量有了一定改善,地表水质总体进入缓慢修复的阶段。然而,2011年上半年,由于受多方面因素的影响,全市地表水断面水质又重新出现明显恶化趋势,在全市64个市控断面中,劣Ⅴ类断面比上年净增加了17个,三项主要污染物浓度也均有不同幅度的上升,高锰酸盐指数、氨氮和总磷浓度分别同比上升3.8%、25.6%和3.2%。
针对上述情况,为了全面分析研究造成水质下降的原因,为下一步水污染防治重点提供参考意见,笔者筛选了具有代表性的13个地表水重点监测断面,在各县(市、区)环保部门的配合下,于6月下旬至7月上旬进行了一次全面现场调查,调阅所有调查断面近年来主要指标变化状况,沿河排摸了其上游主要污染源分布,现场检查所在河道水质情况。综合各类资料,对重点断面水质恶化原因进行了初步分析。
2 调查断面基本情况
本次调查筛选的13个地表水监测断面分布于南湖、秀洲、嘉善、平湖、桐乡、海宁等6个县(市、区),主要为以上各县(市、区)的出境断面,有一定的区域特点,且上半年断面主要污染物指标恶化幅度相对较大。13个断面分布及水质年际变化情况见表1、图1。
表1 地表水重点监测断面主要指标变化情况
图1 13个调查断面主要指标年际变化情况
2.1 高锰酸盐指数
13个断面高锰酸盐指数均值“十一五”期间除2007年有小幅攀升外,基本呈逐年下降趋势,后2年下降幅度较大。各监测断面中,除柏树桥断面“十一五”前4年超过Ⅳ类水质标准外,其余各断面均保持在Ⅳ类水质标准线以下,“十一五”期末,红旗塘大坝和池家浜水文站断面水质已能达到Ⅲ类标准。
在2011年,各监测断面高锰酸盐指数出现明显反弹,13个断面平均升幅达到11.6%。其中5个断面的上升幅度达到15%以上,最高的白马水泥厂断面升幅高达26.3%;红旗塘大坝断面高锰酸盐指数浓度重新回到Ⅲ类标准线以上,池家浜水文站断面虽目前尚未突破Ⅲ类标准线,但上升幅度达到18.0%,仅次于白马水泥厂断面,恶化趋势明显;13个断面中柏树桥和嘉兴二县渔坝2个断面高锰酸盐指数相对稳定。
2.2 氨氮
13个断面氨氮浓度平均值“十一五”各年度均超过Ⅴ类水质标准,但“十一五”期末有8个断面浓度达到Ⅴ类水质标准,其中七星和油车港出口断面达到Ⅳ类水质标准,红旗塘大坝和池家浜水文站断面水质达到Ⅲ类标准。
2011年上半年嘉兴市地表水断面水质恶化在氨氮浓度上反映得最为明显,13年断面平均浓度与上年同期相比上升幅度达到21.6%。8个断面的氨氮浓度同比上升幅度在30%以上,最高的白马水泥厂断面上升幅度达到64.1%;七星断面氨氮浓度上升42.6%后由上年度Ⅳ类水质标准直接跃升至Ⅴ类水质标准以上,新文桥、油车港出口、红旗塘大坝、清凉大桥和新生新运桥等5断面氨氮浓度各下降了一个类别;池家浜水文站和嘉兴二县渔坝2个断面氨氮浓度相对稳定;柏树桥断面氨氮浓度同比下降15.1%,但与2010年全年平均相比仍有较大幅度的上升。
2.3 总磷
“十一五”期间总磷平均浓度走势与高锰酸盐指数相仿,初期微升后逐年走低,期末达到Ⅳ类水质标准,13个断面中仅新生新运桥超过Ⅴ类水质标准,油车港出口、红旗塘大坝和池家浜水文站断面水质达到Ⅲ类标准,其他各断面全年平均浓度均在Ⅲ类至Ⅴ类水质标准之间。
三项地表水水质主要指标中,总磷上半年的恶化程度相对较好,13个断面平均浓度上升幅度为6.3%,但值得关注的是,池家浜水文站和红旗塘大坝2个水质相对较好断面总磷浓度上升幅度较大,分别达到31.1%和22.7%;白马水泥厂和青阳汇断面的总磷浓度同比均上升了18.7%;枫南大桥、新生新运桥和嘉兴二县渔坝3个断面上半年总磷平均浓度同比都有不同程度的下降。
从13个调查断面三项主要指标变化情况来看,高锰酸盐指数的抬升具有普遍性,除个别断面外,几乎所有断面都以12%左右的幅度上升;氨氮除柏树桥断面异常性下降和池家浜水文站基本保持稳定外,其余各断面均出现上升,且八成以上断面上升幅度很大;总磷相对较稳定,但仍有4个断面出现大幅走高迹象。
2.4 断面周边污染源分布情况
从本次对13个重点地表水监测断面周边污染源排摸情况来看,嘉兴市工业污染源格局并未发生显著变化,工业废水基本都已入网处理,近年来通过对工业污染源的大力整治,如桐乡市污水处理厂尾水排海、秀洲区家庭式喷水织机废水集中收集处理等,排入河道的工业污染物总量得到进一步削减,仅零星有部分排水量小、污水处理厂收集管网尚未覆盖的工业企业废水经自行处理后直排河道;畜禽养殖业呈现明显的区域特征,养殖场和散养户点多面广、星罗棋布,养殖规模随市场上下波动;农村集居区生活污水管网仍未完善,基本所有监测断面周边的村级集居区均未接通污水管网,生活污水未经处理直接排入河道,生活垃圾随意抛弃河边,任由风雨带入河流;目前农村生活污水和养殖废水已使大部分小支流河道水质严重恶化,主干河流水位一旦下降,支流内污水进入主干河流,直接威胁到监测断面水质;此外,从周边农田灌溉系统设置来看,种植业灌溉用水流经农田后尾水最终也汇入地表水体。
本次调查中对部分断面水质进行了取样分析,结果显示,经6月份强降雨后,大部分断面高锰酸盐指数和氨氮浓度均有所下降,而由于暴雨对农田耕地的冲刷将化肥农药残留带入河道,总磷浓度有所升高。值得注意的是,平湖市两个出境断面青阳汇和小新村总磷浓度反弹幅度相当大。
3 地表水断面水质恶化原因分析
3.1 气象水文因素影响
2011年上半年以来,长江中下游地区遭遇50年来罕见干旱,嘉兴市也受波及,降水量同比大幅度下降,为新中国成立后有观测资料以来降水量最少的一年。根据嘉兴市气象局提供的资料,1月~5月份,嘉兴市区降雨量为171.5mm,比去年同期(549.4mm)减少68.8%,造成河道水位严重下降;2011年1~5月嘉兴市区平均水位2.63m,较去年同期(3.03m)下降15.2%。嘉兴市河网水源主要包括上游来水和降水,其中降水约占25%,假设上游来水保持原有水平,降水量下降68.8%,则水体总水量下降17.2%。从水位数据分析,由于河道上部容水量大,下部相对较小,因此,虽然嘉兴市水位仅比上年同期下降15.2%,实际河道总水量减少比例应远高于此。这一现象从上半年嘉兴市大部分河道河床裸露程度也可得到映证(表2)。
表2 嘉兴市2011年和2010年1-5月份降水量统计
在暂不考虑河流自净能力的情况下,地表水污染物浓度基本取决于污染物纳入量和水体的总水量,受纳水体水量的减少,将直接导致污染物浓度的升高。按理论计算,在排入河道污染物总量不变的前提下,水体水量下降17.2%,则水体污染物浓度将上升20.8%。同时,由于水位下降河道变浅,会进一步降低水体自净能力,加剧水质恶化,步入恶性循环。
3.2 农业面源污染
3.2.1 畜禽养殖业污染
受国内CPI指数影响,食品肉类价格不断上扬,猪肉价格一度高达32元/kg,牛羊肉价格也节节攀升,对畜禽养殖户形成极大利好,导致上半年嘉兴市禽养殖总量全面上升。据市农经部门统计,嘉兴市上半年畜禽养殖上升趋势明显,养殖户总数达到17971户,二季度末生猪存栏量为263.29万头,比2010年同期增加12.58%,肉猪和仔猪存栏率同比增加均在13%以上;沿河养殖的鸭类养殖量同比增加也达到6.05%,且各养殖畜禽品种二季度比一季度仍呈上升趋势,势必导致畜禽养殖业粪便排泄量大大增加,对地表水环境构成极大威胁。调查发现,许多养殖场紧临河道而建,虽近几年对畜禽养殖污染整治取得了一定成效,但缺乏长效管理,畜禽养殖污染没有从根本上得到彻底解决,今年以来大幅度新增养殖使原有治理设施超负荷运行无法达到预期的处理效果,跟风养殖的散养户甚至不具备处理能力,未经有效处理的大量畜禽废渣液仍然就近排放到小河道,日积月累长期淤积,主干河道水位下降则受污水体大量汇入,对地表水造成区域性污染。
3.2.2 农业种植业污染
嘉兴市属重点产粮区,上半年是早稻育苗和插秧季节,在育苗和翻耕农田时都要施用化肥和农药,农业灌溉尾水基本都直接排入附近河道。出于价格等方面的考虑,低毒农药替代和测土施肥工作目前尚未实现全覆盖,化肥中所含磷、氮和农药残留物随灌溉尾水进入水体,也对地表水体造成污染。
3.2.3 渔业污染
通过调查,秀洲区油车港出口断面上游大片水域都进行水产养殖,嘉善县池家浜水文站上游河道两侧也有珍珠养殖,其饵、饲料等残留物通过养殖水置换进入地表水体,珍珠养殖过程中还不断对养殖区域投放畜禽粪便提高水体营养,对附近河道构成较严重和持久的污染。
3.3 生活源污染
调查时发现,几乎每个监测断面上游零星分布着居民集居区。“十一五”期间,为配合主要污染物减排工作,生活污水收集管网建设力度不断加大,管网已到达所有建制镇,城镇生活污水收集处理率有了一定的提升,但支管网的建设却仍显滞后,村落型集居点生活污水基本未经处理直接排入附近河道,与养殖废水一起造成地表水富营化。如按每人每天用水量70L计算,未入网居民每万人每天排入河道的生活污水量700t,按生活污水氨氮浓度40mg/L计算,每年随生活污水排入河道的氨氮总量就达到10t以上,给地表水体带来的影响同样不容忽视。
3.4 工业污染
目前嘉兴市工业企业废水入网处理率已达90%,各监测断面上游沿河只有分布有零星排水量不大的小型企业,而排河污水处理厂成为当前对地表水质量构成威胁的主要工业源。目前该市规模较大的排河污水处理厂均座落于嘉善县:如清凉大桥断面上游的姚庄污水处理厂,红旗塘大坝上游的西部水务和洪溪污水处理厂,池家浜水文站上游的大成环保有限公司等。通过查阅嘉善县4大污水处理厂处理水量和排放浓度,红旗塘大坝上游的西部水务和洪溪污水处理厂上半年合计处理污水总量605.52万t,同比增加8.9%,排放河道的主要污染物化学需氧量、氨氮为464.98t、18.12t,同比增幅为9.6%、10.7%,总磷排放量因浓度降低而有所下降;清凉大桥上游的姚庄污水处理厂半年废水排放量292.38万t,同比增加49.8%,化学需氧量排放量达104.1t,同比上升22.9%,氨氮和总磷排放量有所下降;池家浜水文站上游的大成环保有限公司上半年废水排放总量57.98万t,同比下降7.7%,但三项主要污染物排放量均有所上升,具体为化学需氧量55.1t(↑4.4%)、氨氮0.67t(↑42.6%)、总磷0.14t(↑40.0%)。从监督性监测结果看,并未发现4家污水处理厂有超标排放现象,但由于纳管企业产能有所放大其废水产生量也相应增多及处理后浓度在标准范围内稍有升高,使最终排入河道的化学需氧量和氨氮总量出现了一定幅度的增长,总磷排放量增长则体现在局部区域。
3.5 河底淤泥累积
由于河道两侧工业、农业废水及生活污水的排入,使沉积在河床底部的污泥长期积累,特别是水流不畅的支流河道更为明显,在雨量较少、枯水期和春夏之交气温逐渐回升的季节,河底污泥发酵,也会使地表水中污染因子浓度出现升高。同时,大部分监测断面河道都通航,上半年全市水位下降时,往来船只搅动河底淤泥,使污泥颗粒长久悬浮于水体中,也使水质监测数据受到一定的影响。
3.6 结果分析
作为太湖流域末端城市,在上游来水污染物浓度基本稳定的情况下,罕见的干旱气象条件使河网总水量大幅下降,而区域内源排入地表水体的污染物总量不降反升,造成了上半年全市各地表水监测断面水质各项指标的大幅度上升。从各项指标恶化程度比较来看,氨氮的恶化程度远高于其他两项指标,充分体现了本区域农业面源和生活源污染占主导地位的鲜明特征。因此,进入“十二五”以后,工业污染源对嘉兴市水体水质的影响已相对较小,城镇生活源影响随着生活污水入网处理率的快速提高也正逐步缓解;极端气象条件对嘉兴市水质的影响相当明显但无法掌控;农村畜禽养殖污染、种植业污染、农村生活源污染成为影响嘉兴地表水环境质量的最重要因素,其特征污染物氨氮和总磷是地表水体的主要定类指标。
4 对策和建议
4.1 推进农业面源污染治理
应继续开展农业面源污染治理工作,在巩固前几年综合整治成果的基础上,加快推进畜禽养殖散户向集中养殖、产业转移、排泄物资源化无害化处理方向转变,进一步减少畜禽排泄物直排河道总量。对已关闭的养殖场要回头看,防止因畜禽肉类市场价格上升而重新开展养殖业,对原有养殖户新增养殖能力和新增养殖户的环境监管要及时跟上。在农业种植领域大力推广低毒无毒农药对长效剧毒农药的替代工作,减少农药残留对水体的污染;大力开展测土施肥,减少无机肥使用量,合理使用化肥的种类、规格和数量,从源头防止氮磷肥对水体污染。
4.2 完善乡镇污水管网建设
扎实推进主要污染物总量减排工作,结合“两新”工程建设,将生活污水收集管网快速向村级集居区辐射,大力提高乡镇污水管网覆盖率,将居民集中区纳入污水管网建设规划,全力提高生活污水集中处理率;对于管网建设确有难度的偏远集居区,应全面推广低/无动力生活污水处理设施的建设,以村民公约等形式全面杜绝农村生活污水直接排入河道的现象;要结合环保专项资金的使用,积极争取财政资金对生活污水管网建设和农村生活污水治理设施建设的支持补助力度,以推动农村污染减排工作。
4.3 加强排污企业环境监管
应加强对排内河污水处理厂的日常监管,鼓励通过提标改造进一步降低污染物排放浓度,通过深度处理中水回用减少废水排放量,从而削减排入河道的污染物总量,减轻河网所承受的污染负荷;以关停并转迁等手段逐步淘汰直接排河小企业,过渡期间应督促做好废水处理工作,防止偷排、漏排、渗排现象;严厉打击私设暗管、超标、超总量排放等环境违法行为;加强固体废物储存、转运、处置等环节的监管,防止因储存不当造成二次污染,防止运输过程中违法将工业污泥倾倒河道或弃置于其它地方,造成水体污染。
4.4 加强河道疏浚清淤
结合“清洁河网行动”,加强水利、建设、环保等部门的沟通协调,尽最大努力争取对所有地表水监测断面上游河道进行清淤疏浚,有效降低河床淤泥对水质的影响,清淤河道应有效覆盖到污染严重的村间小河道;对列入河道清淤疏浚计划的监测断面上游河道要争取工期前提,并采取有效措施防止工程期间监测断面水质严重恶化现象;对疏浚过程中产生的河底淤泥应有妥善的处置方法,尽可能远离水体,不得简单置于河道两侧,一经雨水冲刷又重新流入水体。
4.5 多管齐下,形成治水合力
综合运用经济支持、行政考评、技术指导、宣传教育等手段,建立健全治水的激励约束机制,做到财力有保障、政绩有考核、技术有支撑、分析有数据、改善有计划,使计划落实到位,责任落实到人,考评奖惩明确,把工程进度、淘汰落后、提标整治、畜禽退养等列入目标责任考核,让主动想抓和被动想管结合起来,把相关职责部门单位组织起来,形成多方治水的合力,确保区域地表水质和出境断面水质稳步提升。
[1]朱 喜,张扬文.五里湖水污染治理现状及继续治理对策[J].水资源保护,2009(1):86~89.
[2]申金玉,石亚东,甘升伟,等.太湖流域湖西区入湖水量变化趋势及成因分析[J].水资源保护,2011(4):48~50.