重庆市花溪河流域污染成因分析及综合治理措施

2012-10-22吴林键

环境影响评价 2012年6期

刘潘，吴林键

（重庆交通大学河海学院，重庆 400074）

2004年，重庆市70条主要次级河流的172个监测断面中，不能满足水域功能的断面比例为47.1% ，2005年，不能满足水域功能的断面比例为35%，污染较为严重。特别是城市河流污染十分严重，大多已成为城市的排污沟，不仅对城市环境造成极为不利的影响，同时也成为重庆市及三峡库区水环境安全的严重威胁［1］。作为主城区14条次级河流之一的花溪河就是其中的典型实例。根据重庆市环保局于2011年多次发布主城区14条综合整治次级河流各月份水质调查报告，整治后的花溪河水质虽有好转，但基本情况仍不乐观，各项检测指标均超过标准值。因此，开展花溪河水质污染的研究，对改善当前不乐观的形势作出较为清晰的认识，为长江次级河流的水环境质量研究提供参考。

1 花溪河概况

花溪河（图1）是重庆市主城区内14条次级河流之一，位于重庆市巴南区，主流发源于巴南区石岗乡碑垭岩口，干流流经巴南区南彭镇，界石镇，南泉镇，花溪镇，至李家沱街道办事处马王坪汇入长江［2］。该流域为华蓥山西南延伸支脉，流域面积约268.46 km2，河流全长63.62 km，是长江的一级支流，为稳定可靠的灌溉水源［3］。河流流经川东平行岭谷区；中游在流经南泉镇虎啸口时，河水陡然下降，形成虎啸峡；下游地势较为平坦，河流蜿蜒曲折［4］。

图1 花溪河流域

近年来，在重庆市发展大都市圈的战略背景下，花溪河流域所在地区依托优越的区位条件，良好的工业基础和先天的自然资源，以花溪镇市级工业园，南泉农家乐为龙头的第二、三产业快速崛起，人口快速增长，经济快速发展。与此同时，大面积的农作物区沿河岸分布，这些都势必会加重花溪河流域内水体的自净负荷，形成水体污染与富营养化，对该流域的生态环境带来重大影响。

2 流域总体污染情况

自20世纪80年代以来，伴随着花溪河沿岸城镇化进程的加快，各种工业废水，生活污水，农业代谢产物未经处理直接排向河内，使得河水逐渐变浑浊、发臭，河中鱼类锐减且已不能食用。三峡蓄水以后，该流域受干流水位顶托，形成回水区，导致水流速度大幅减慢，水中挟带的有机物、污质大量沉积，形成富营养化。短时间内，花溪河从水质清澈、透明变成了呈墨绿色、散发着恶臭的脏河。

据调查，仅在花溪村境内重庆理工大学至花溪二桥2 km范围内，发现有大管径排污口2个、小水沟9个，所排污水伴随着刺鼻的气味。事实上，根据2012年1月重庆市巴南区环境监测站对花溪河内多个断面所测到的数据显示，河水中的五日生化需氧量（BOD5）、化学需氧量（COD）、氨氮（NH3－N）、溶解氧（DO）、p H值等5项指标均已超标，见表1，所有监测断面全部为劣Ⅴ类水质，不能满足相应水域功能要求，且枯水期尤为严重。虽然多年来政府制定并实施［5］了一系列旨在治理花溪河水污染问题的措施与方案，也兴建了李家沱污水处理厂、石岗污水处理厂及一些垃圾处理中转站，在一定范围内缓解了水环境状况，但都没能从根本上遏制花溪河的污染，其水污染问题仍令人堪忧。

表1 2012年1月巴南区花溪河水质监测结果

3 污染成因分析

根据实地走访与文献［6］分析可知，花溪河属于山区河流，影响花溪河水质污染负荷的直接原因是工业点污染源、城镇生活点污染源及由农田径流和淹没耕地污染物释放所构成的农业面污染，同时也参考水质的背景输入对水污染的影响。

3.1 工业点源污染

花溪河流域面积所覆盖的范围内，分布有重钢集团钢管有限责任公司、重庆江南橡胶厂、重庆蓄电池隔板厂、重庆耐德工业股份有限公司等大大小小几十家企业和工厂，主要集中在界石镇、南泉街道及花溪街道境内。近年来，重庆市政府和巴南区政府加强了对花溪河沿岸重点污染源的整治，沿河两岸修建排污管网，将重点监察企业的工业废水统一排放。但由于管径过小、污水量较大，排污管道经常被堵塞，降雨时出现倒灌等现象，污水仍会直接排向河中，因此，所取得的成效不显著。同时，依然有部分中小企业或工厂未进入排污管网，存在有直接排污的情况。据调查，界石镇、南泉街道、花溪街道境内存在大量小作坊等私营企业将未经处理的废水排放到河流中，且排放量较为巨大，造成河中 NH3－N、BOD5含量超标［5］，见表3，对下游水质造成影响。

表2 花溪河断面超标情况及超标来源

据预测，仅花溪镇工业废水排放量2015年可达554.4万t／a，工业废水中的重要污染物BOD5的排放量为223.4 t／a，CODCr为744.8 t／a，SS为521.3 t／a，NH3－N 为111.7 t／a［7］。由于花溪河处于回水区且年平均径流量较小，河水的自净能力弱，这些工业废水必定会恶化花溪河的水环境，成为花溪河水质污染的重要原因之一。

3.2 城镇生活点污染

随着社会经济的发展，走城市化的道路必然会给环境带来巨大副作用。在花溪河流域沿岸的居民由少到多，由分散到集中的过程中，配套的污水、垃圾集中处理设施因资金、规划等问题而没有及时完善，大量的生活污水远远超过环境自净的极限，与未城镇化时期形成鲜明对比。虽然部分新建居民区的生活污水经过化粪池简单处理后排放，但绝大部分的老旧建筑、农舍仍不经处理直接排污。

根据实地走访调查，钢管厂家属区生活污水直接排放；从岔路口方向排来的生活污水在花溪二桥处形成一个大型排污口；理工大学宿舍区生活废水直接排放；沿岸几家修理厂污水和临时搭建的简易厕所的粪便直接排放。这些场镇及沿岸生活污水严重污染花溪河水质。据检测，花溪河八星桥断面BOD5超标0.04倍；黄角树断面BOD5超标0.63倍，NH3－N超标3.34倍；入长江上游200 m断面BOD5超标0.24倍，NH3－N超标3.74倍［5］。

目前来看，流域内城镇污水基本上以点污染源形式排放居多，即使短期内只存在对局部水域的明显污染，但在长期处于缓慢流速的回水区的情况下将使河流的污染负荷绝对量变得十分巨大。根据文献［7］，估算出了花溪镇各规划年生活污水主要污染物负荷情况（集中处理前），见表3。

3.3 农业面污染

花溪河流域流经之处大部分处于城乡结合部，沿河两岸为农田种植区。在现代农业不断进步和发展且市场需求不断扩大的背景下，大量的农药、化肥被使用，最终流向河水中，成为该流域农业面污染的主要污染源。据了解，在农民施用的化肥中，只有35%左右能够被农作物正常吸收利用，另有33%左右进入大气中，剩余部分则残留在土壤和水体中，而其中的主要成分氮、磷等会在长期的降雨过程、灌溉过程以及渗透过程中随着地表径流未经任何处理直接进入水环境，造成水体富营养化，破坏农业生产环境［8－9］。

表3 花溪镇生活污水污染负荷（处理前，t／a）

此外，花溪河属于山区河流，水位易暴涨暴落。河水经常淹没农田，造成未被吸收的有机物直接释放到水体中，使面源污染更加严重。

3.4 其他成因

河岸两旁存在有零散的白色垃圾、建筑材料废弃物等固体垃圾，随着雨水的冲刷将产生大量的污水。此外，花溪河流域修建有花溪电站、南泉电站等小型水工建筑物，加之下游地区进行河道改道整治，壅高水位，因此在局部地区会导致河水流速大幅减缓，不利于污染物的扩散。与此同时，河流上游流量较大且流经人口稠密、工业发达地区的部分支流加重了花溪河的污染负荷，因此，背景输入也是河流污染的一大来源［6］。

4 治理措施

4.1 加强监管，合理规划

目前，重庆市“碧水行动”已将包括花溪河在内的5条次级河流纳入重点整治范围，政府将加大对污染河流的治理力度［10］。在此背景下，一方面应积极加强环保部门对企业的监管，全面排查流域内排污量大、有不良记录的企业和工厂，对未进入统一排污管网的单位进行限期整治，封堵其偷排漏排管道及出口，从排污源头上拦截污水；另一方面要强化公众监管，建立公众参与机制，让民众自觉制止、抵制污染行为。同时，合理规划整个花溪河流域生态环境建设，以生物化肥、绿色农药的开发利用加强对化肥、农药使用的有效控制；在河流沿岸大力推行清洁生产，不扩建、新建有不达标污染物排放的工业项目，引导产业和谐化发展；并且在已建成投入使用部分污水处理厂的基础上，进一步扩大污水处理厂的能力辐射范围，提速构建沿岸居民生活排污统一管网，大幅减少点污染源。

4.2 建立人工湿地系统

人工湿地系统是一种通过对自然湿地的模拟来达到污水净化的污水处理技术，发展于20世纪70年代。系统包括填料床和在床体上种植的植物，及在水中、填料中生存的动物、微生物，因其具有处理能力强、高效、方便管理等特点而被广泛使用。其原理是当污水流经床体表面和床体填料缝隙时，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等方式，实现对污染物质特别是有机污染物的净化处理［11］。

由于花溪河水质污染存在多方面因素共同作用，走单一治理途径定会收效甚微，因此，还应加强从环境本身出发，寻求控制污染源与生态修复相结合的方法。从花溪河流域污染检测结果来看，主要超标物为BOD5，NH3－N，COD等。研究数据表明，人工湿地对BOD5的去除率高达85%～95%，对N的去除率可达80%，对COD的去除率可达80%以上［11］。相对于过去采用的其他处理方式，建立人工湿地可有针对性地对花溪河水质起到事半功倍的效果。

在具体实施过程中，建议先集中对污染最为严重的少部分河段以建立人工湿地的形式进行处理，仔细分析污水处理数据，验证该方法在花溪河流域的时效性。若结果可以满足要求，则进一步在整个流域范围内推广和应用［12］。同时，也应加强对湿地的日常维护和管理，避免因其填料床中的土壤、沙、石的流失而对湿地本身和下游河道造成负面影响。

4.3 利用美人蕉浮床净化污水

植物浮床技术是以浮床作为载体，把高等水生或陆生植物种植到受污染水体中，通过植物在生长过程中对水体中氮、磷等营养物质的吸收，以及植物根系和浮床基质等的吸附作用，从而实现对受污染水体的原位修复技术［13］。在植物的选择上，美人蕉因其能够吸收有害污物，且反应敏感、抗性较好，常被选择作为环境污染监测器；同时，美人蕉也具有适应性强、管理粗放、虫害少等特点。据试验数据显示，美人蕉浮床系统对NH3－N去除率最高可达95.45%［13］。因此，以利用美人蕉浮床技术来强化对水污染的治理就具有很高的可行性与适应性。

在花溪河流域，由于其河道较窄宜采用小面积浮床作为载体，同时，根据所处地段河流的污染超标情况布置相应的美人蕉覆盖率，并定期对美人蕉进行收割，防止因杆叶腐烂而减弱净化效果。

目前，市场上每株美人蕉价格为0.5元左右，这对正处于较低经济条件下的花溪河流域会带来更小的治理成本，加之具有高生物量的美人蕉收获后可作有机肥使用，在替代化肥使用减轻农业面污染的同时也大大产生了可观的经济效益。因此，与人工湿地相比，利用美人蕉浮床净化污水将强化生态保护与经济效应的相互联系，共同推动彼此成效的最优化。

［1］付永川，杨海蓉.对重庆市次级河流水污染综合整治的思考［J］.安徽农业科学，2007，35（18）：5535－5536.

［2］方明建，郑旭煦，余纯丽.重庆花溪河水环境质量与乡镇经济的发展研究［J］.重庆工商大学学报：自然科学版，2004，21（4）：329－332.

［3］何先伟，刘聪林，亢洋，等.小流域水体污染对周边环境影响研究——以花溪河流域为例［J］.国土与自然资源研究，2009（3）：43－44.

［4］重庆工商大学绿色天使环保协会.花溪河沿岸工厂污染排放调研［R］.重庆，2010.

［5］重庆市巴南区人民政府.重庆市巴南区人民政府办公室关于一品河、花溪河1月份水质情况的通报［Z］.重庆：重庆市巴南区人民政府，2012.

［6］胥昌纯.巴南区次级河流回水区水质富营养化现状及对策［OL］.重庆市巴南区环境保护局，2008.

［7］何锦峰，邹翔，杨清伟，等.快速城市化地区的河流水环境保护［J］.人民长江，2009，40（15）：13－15.

［8］王春生，李贺，赵树茂，等.库区农业污染成因分析及对策［J］.农业环境与发展，2007，24（4）：78－80.

［9］冯湘云，李进，郭玉华.农村水体污染原因及处理防治对策［C］.中国化学会第八届水处理化学大会暨学术研讨会论文集，2006.

［10］李伟.清水溪梁滩河大溪河花溪河一品河五年有望实现清水流［N］.重庆晚报，2008－10－21（06）.

［11］张一丁，王本德，刘伟，等.利用人工湿地法解决哈尔滨信义沟水污染问题［J］.长春工程学院学报：自然科学版，2005，6（1）：20－21.

［12］吴林键.梁滩河流域污染原因分析及改善措施探讨［J］.重庆交通大学学报：自然科学版，2011，30（3）：456－460.