水源地霍童溪蕉城段水质污染分析和保护对策

李 萍，雷 莹 ，谢红璐，陆 杰

(1. 宁德师范学院 化学系，福建 宁德 352100; 2. 宁德市环境监测站，福建 宁德 352100)

饮用水问题引起了国内外各界的关注．农村饮用水的好坏直接制约着农村居民生活质量的提高、社会主义新农村建设和农村经济的发展．到目前为止，全国尚有 3亿多农民饮用水不安全，1.9亿多人饮用有害物质含量超标的水[1]．

霍童溪是福建省“五江两溪”之一，是福建省和宁德市的重要生态屏障，在福建生态省和宁德生态市的建设中具有重要地位．近年来，由于畜禽养殖、工业及经济开发等，导致流域污染负荷加重，水质下降，给霍童溪农村地表水源地给水安全带来了一定的问题．本文选取霍童溪蕉城段九都支流的农村饮用水为监测对象，分析流域农村饮用水的水质及污染类型，并探讨保障农村饮用水安全的对策和建议，为促进农村饮用水源地区域社会、经济和环境的可持续发展提供科学依据．

1 农村饮用水源地概况

霍童溪源于宁德市屏南、政和县境，集屏南的黛溪、棠口溪、金造溪和流经政和、周宁的后垄溪等支流，于蕉城区洪口乡金钟渡汇合，向东南流至宁德市蕉城区霍童镇兴贤村、溪南村后，沿九都镇，至八都镇金垂村右屏入海．2010年，流域涉及的两县一区人口数量达82.88万人，占宁德市人口总数的24.3 %；流域两县一区生产总值达 137.32亿元，占宁德市生产总值的 25.3 %，是宁德市重要的经济区之一[2]．霍童溪流域干流全长126 km，经蕉城区境内长约68 km，流域面积2 244 km2，总落差815 m，河道比降18 ‰，多年平均径流量2.73 × 109m3，平均流量 81 m3/s[2]．

2 样品的采集与评价方法

2.1 水样的采集

对霍童溪蕉城段流域的农村现有饮用水模式及状况进行实地调查，了解到霍童溪流域农村饮水源为山涧水、井水．饮水的方式有村民水井供水和分散式(引山涧水到村庄水塔，分散供应 10多户用水) 供水．因此在流域两岸选择兴贤村、扶摇村、瓦楼兜村等村镇不同类型的饮用水源地为代表(见图 1)，定期对地表水进行监测．其中地表水源选择了霍童溪九都扶摇村支流，九都扶摇村断面，八都瓦楼兜村渡口、八都瓦楼兜村农田边支流．为了便于讨论和水质比较，宁德市环境监测站分别于2011年和2012年对以上4个水样点进行了取样分析．

2.2 水质项目的确定

根据国家颁布的《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)[3]，并结合霍童溪流域目前主要污染物的来源情况选取 11个有代表性的水质监测项目[4]，包括：pH、化学需氧量(COD)、溶解氧(DO)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)、铅、铜、镉、锌、挥发酚．从2011年3月起至2012年11月，对监测点位的地表水指标开展定期监测，共监测水环境质量8期．其中地表水评价时段为枯、丰、平水期，采用国家《水和废水监测分析方法》(第四版)的技术要求进行水质分析，然后计算每年各期水质浓度的平均值作为该年份年平均水质数据．

图1 霍童溪水系图

2.3 水质评价标准和方法

霍童溪的地表水评价标准主要参考《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)．地表水质评价采用标准指数法对单项水质参数进行评价，得出各单项水质参数的达标情况．单项水质参数评价能客观地反映水体的污染程度，可清晰地判断出主要污染因子、主要污染时段和水体的主要污染区域，能较完善地提供监测水域的时空污染变化．

3 结果与讨论

3.1 地表水质指标的对比分析

霍童溪农村饮用水源地各监测断面的地表水环境质量见表 1．对于九都扶摇村支流监测点位上的 6个水质指标，变异系数的大小规律为BOD5＞COD＞TP＞NH3-N＞DO＞pH，BOD5浓度的时间变异最大，变异系数是99.3 %；其次是COD浓度的时间变异，变异系数为47.27 %；其它几个水质指标的时间变异相对较小．九都扶摇村断面监测点位上的 6个水质指标，变异系数的大小规律为 BOD5＞COD＞NH3-N＞TP＞DO＞pH，与九都扶摇村支流监测点位上的水质指标变异系数不同的是氨氮的变异系数要大于总磷．八都瓦楼兜村渡口监测点位上的6个水质指标，BOD5变异系数是60.4 %，变异系数的大小规律同九都扶摇村支流监测点位上的各水质指标变异系数．八都瓦楼兜村农田边支流监测点位上的6个水质指标，变异系数的大小规律为COD＞BOD5＞TP＞NH3-N＞DO＞pH，COD浓度的时间变异最大，变异系数是 58.82 %，与九都扶摇村支流监测点位上的水质指标变异系数不同的是COD的变异系数要大于BOD5．

在 4个监测点位上，其水质指标的变异系数有一定的相似性．对于 COD和 BOD5，各监测点位上的时间变异大，说明在监测时期内，浓度随时间的波动较大；其次是NH3-N和 TP；除了八都瓦楼兜村农田边支流监测点位外，DO随时间的波动较小；pH随时间的波动最小，说明在监测期间比较稳定．

由表 1可以看出，重金属指标浓度控制在国家水域功能的Ⅱ类水以内，没有超过饮用水的限值．监测的11个水质指标中，九都扶摇村支流和九都扶摇村断面两个监测点位的水质达标率为100 %；八都瓦楼兜村渡口和八都瓦楼兜村农田边支流监测点位的水质达标率为81.8 %．其中八都瓦楼兜村渡口监测点位的TP超标，其质量浓度为 0.129 mg/L；八都瓦楼兜村农田边支流的 NH3-N的质量浓度是 0.767 mg/L，TP的质量浓度是0.519 mg/L，这两个指标超过《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的Ⅱ类标准．综上所述，该饮用水源地的主要污染物为NH3-N和TP．究其原因可能是由畜禽养殖废水所致．

表1 不同水质指标的评价

3.2 不同水质指标的时间变化

为了了解 4个监测点位 NH3-N和 TP这 2种污染物随时间的变化情况，2011—2012年 4个监测点位的NH3-N水质指标分别见图2；2011—2012年4个监测点位的TP的指标见图3．

图2 农村饮用水源地氨氮浓度的时间变化图

图3 农村饮用水源地总磷浓度的时间变化图

图2显示的是2011—2012年氨氮浓度随时间的变化图．从图可知，2011年八都瓦楼兜村渡口3月和5月份的NH3-N超过水功能区域Ⅱ类标准，其质量浓度分别为0.584 mg/L，0.589 mg/L．而八都瓦楼兜村农田边支流的在任何一个月 NH3-N质量浓度都超过了Ⅱ类标准值，最低浓度为 7月份达到了 0.687 mg/L，最高浓度为 3月份，达到了0.925mg/L．在2012年八都瓦楼兜村渡口监测的4个月份NH3-N均未超标；八都瓦楼兜村农田边支流在5月与9月都超过了标准值，出现浓度最大值是5月份，为0.889 mg/L．通过对NH3-N超标的两个监测点位八都瓦楼兜村渡口和八都瓦楼兜村农田边支流的对比，可知2012年NH3-N的浓度较2011年有所改善．

图3可以看出，2011—2012年TP浓度随时间的变化情况．2011年八都瓦楼兜村渡口除了5月份TP未超标外，其余的 3个月份均超过地表水功能区域Ⅱ类标准，在这一年中 TP的最大值为 0.186 mg/L，超标率为66.7 %．由图3的数据还可得到，2012年八都瓦楼兜村农田边支流的4个月份TP的超标率为100 %，最小值为0.285 mg/L，最大值为0.495 mg/L．通过对比发现，2012年八都瓦楼兜村农田边支流TP的浓度较2011年有所恶化．

3.3 水污染来源分析

研究区的水质污染主要以 NH3-N、TP污染为主，污染点位都是出现在流域的下游．通过调查分析可知，造成流域水污染的来源主要有以下几个方面：

1) 畜禽养殖废水．农村畜禽养殖废水处理不当极易引起水体的污染．根据宁德市监测站对霍童溪流域各乡镇养殖的调查资料，九都镇有养猪小区1个，年存栏量为18 850头，年出栏量50 000头[5]．养猪专业户3个，年存栏量 238头，年出栏量 330头，年总磷产生量 18.8 t，排放量 3.4 t，NH3-N产生量 20.9 t，排放量8.4 t[6-8]．养殖污水成了这一流域主要污染源．

2) 农田施肥．由于研究区域附近农业种植量逐渐增大，农药的施用量也逐年增加．查阅文献资料[9]可知，农作物中的农药只有10 % ~ 20 %才真正被利用，其余的农药都流失到土壤、空气和水体中．农田中施用化肥和农药时，由于不合理的使用及其氮素的损失，极易造成地表水富营养化，污染了地表水[10]．

3) 农村生活污水和生活垃圾．研究区域的农村没有任何处理设施和收集生活污水的收集管网．农村生活中任意排放的污水，含有大量的氮、磷、碳水化合物和有机质；同时露天堆放的生活垃圾在雨水的淋溶作用下，产生的渗滤液对流域的水源造成了一定的污染．

4 结论及建议

4.1 结论

通过对霍童溪蕉城段流域农村饮用水源地 4个监测点位水质的分析得出以下结论：研究区域的 COD 和BOD5有机污染物指标、重金属污染指标均未超过《地表水环境质量标准》水功能区域的Ⅱ类水质标准，NH3-N和 TP水质指标的浓度超过了Ⅱ类水质标准．其中 COD 和 BOD5的时间变异系数大，年际间的浓度随时间变化不稳定、波动大；NH3-N和TP随时间的变异系数较小，年际间的浓度变化较稳定．水源地地表水的主要污染物是氨氮和总磷，引起该类水质指标污染主要是由上游的畜禽养殖场的废水，流域附近的农村农田施肥、生活污水和生活垃圾排放引起的．

4.2 建议

根据以上研究结果，为了保障农村饮用水源地的安全，对研究区域内饮用水资源的利用和保护提出几点建议：

1) 全面治理畜禽养殖污染．在流域水源地保护区，根据水功能区划、水资源可持续利用的要求和地方经济发展需要，科学划分养殖区、限养区和禁养区．严禁在霍童溪流域两岸的禁建区内建设畜禽养殖场．对养殖区新建、改建和扩建的畜禽养殖场，必须严格执行“三同时”制度和环境影响评价，大力推行养殖场废弃物综合利用和处理的生态种养模式[11]，确保畜禽污水和废弃物集中处理达标排放．

2) 农业面源污染防治．加大农村农业面源污染控制，严格控制氮、磷严重超标地区的氮肥、磷肥施用量，推广应用低残留、低毒、高效农药和生物防治技术，禁止使用有机磷农药、使用除草剂、杀毒剂等高毒农药[12]．积极推广清洁能源，改善农村能源结构，推进生态型村镇建设．推广秸秆、粪便沼化还田，加快有机废弃物的资源化处理．推广使用可降解农膜，减少农田白色污染．在实际工作中，要靠政府引导，经济利益推动，建立无公害、绿色和有机食品基地，防治农业面源污染．

3) 农村生活污水和垃圾处理装置的建设．加强推进沿溪乡镇环保基础设施建设工程．根据当地经济条件和水污染物控制要求，加大生活污水收集管网的投入和处理设施的建设，实行集中处理达标排放．生活垃圾按资源化、减量化和无害化处理原则，设置生活垃圾处理点，建设垃圾焚烧处理厂或垃圾无害化处理的其它方式，积极促进垃圾处理的综合利用，达到垃圾无害化的根本目标．

4) 加强农村饮用水源地的保护．镇政府应成立“乡镇饮用水供水安全环境保护委员会”统一协调，制定年度规划，筹划资金投入，研究解决霍童溪流域水源保护工程建设，依法完成集中式生活饮用水二、三级保护区的综合整治，防止水源地水体污染和生态破坏，确保各行政村、自然村生活饮用水的安全．

[1] 王颖.福建沿海地区农村饮用水安全的评价研究[D].厦门:厦门大学管理学院,2008:1.

[2] 闽东日报.今年宁德市投 2.6亿元治理“两江三溪”流域[EB/OL].(2012-06-04)[2013-07-28].http://www.ffw.com.cn/1/10/544/121041.html.

[3] 奚旦立,孙裕生.环境监测[M].4版.北京:高等教育出版社,2010:14.

[4] 隗玉霞,段小兵.淄博市地下水水质现状分析[J].地下水,2012,34(2):69-70.

[5] 宁德市人民政府办公室.关于2012年度“两江三溪”重点流域水环境综合整治计划的通知[EB/OL]. (2012-05-25)[2012-07-28]. http://www.fujian.gov.cn/zwgk/zxwj/sqswj/nd/201205/t20120529_476648.htm.

[6] 董红敏,朱志平,黄宏坤,等.畜禽养殖业产污系数和排污系数核计算方法[J].农业工程学报,2011,27(1):303-307.

[7] 苏杨.我国集约化畜禽养殖场污染问题研究[J].中国农业生态学报,2006,14(2):15-18.

[8] 阎波杰,吴文英,潘瑜春,等.畜禽养殖废弃物统计数据空间化方法[J].江南大学学报:自然科学版,2011(6):653-657.

[9] EKHOLM P, TURTOLA E, GRONROOS J, et al. Phosphorus loss from different farming systems estimated from soil surface phosphorus balance[J]. Agriculture, Ecosystems and Environment,2005,110(3):266-278.

[10] 黄生斌,叶芝菡,李学东,等.密云水库流域非点源污染研究概述[J].中国生态农业学报,2008,16 (5):1131-1316.

[11] 仇旭,张婷,王柏莉,等.吉林省河流水质污染分析及对策研究[J].工程勘察,2011(8):65-68.

[12] 冯慧芳,贺秋芳,谢世友,等.重庆岩溶山区农村饮用水水质评价及分析——以南川区南平镇石庆村为例[J].地球与环境,2010,38(1):54-58.