“十一五”期间思茅河水质状况研究
2015-05-25尚小宴李金文罗兆杰
尚小宴,李金文,罗兆杰
(普洱市环境监测站,云南普洱665000)
“十一五”期间思茅河水质状况研究
尚小宴,李金文,罗兆杰
(普洱市环境监测站,云南普洱665000)
对 “十一五”期间普洱市思茅河的常规水质监测数据进行整理分析,总结各常规监测指标项目的变化趋势,结合普洱市污水处理厂对思茅河污染物减排的贡献,得出普洱市污水处理厂投入运行后,思茅河水质得到明显改善的结论。
水质;污水处理厂;减排;思茅河
0 引言
普洱市位于云南省南部,其中心城区位于普洱市中部,面积约36km2,现有人口18万。具有适宜居住的国家级生态园林城市之称,为中国著名茶城,享有 “妙曼普洱,养生天堂”之美誉。中心城区地处思茅河流域,东经100°56′~101°01′,北纬22°43′~22°50′,南北长28km,东西宽2~5km。为南北向半封闭式盆地,地势呈东南高西北低。
思茅河作为普洱市城市纳污河流,穿越中心城区而过,其间接纳梅子河、洗马河、曼连河、老杨箐河、石龙河、石屏河、飞机场左河等小支流水量,经石龙过峡口流出城区盆地。石龙过峡口以上包括集水区在内的中心城区多年平均水资源总量1.232亿m3,人均占有水资源量685m3,低于国际公认的1750m3的用水紧张线,属资源型缺水城市[5]。思茅河水环境质量曾一度降至劣Ⅴ类《GB3838-2002地表水环境质量标准》[2],长期严重的水污染问题影响着水资源利用和水生态系统的完整性,同时也影响着普洱市人民群众身体健康,成为制约普洱市经济社会可持续发展的瓶颈。
“十一五”期间,普洱市政府加大了对思茅河的环境整治力度,通过对思茅河道清淤工程、城区截污管网的敷设和改造,以及投资建成污水处理厂等措施,使流经普洱市中心城区的思茅河水质改善明显,已经由原来的劣Ⅴ类改善至目前的Ⅳ水体[3,4]。本文通过对思茅河水质进行评价,分析普洱市污水处理厂建成对思茅河污染物的治理效果,从而提出实现持续稳定达标所采取的更有效措施及对策。
1 数据来源与处理
1.1 数据来源
本文研究数据采用 “十一五”期间普洱市思茅河莲花乡断面 (位于中心城区下游、污水处理厂下游)水常规监测结果,该断面每月监测1次,样品采集按照地表水采样规范进行。各类污染物的分析方法依据 《水和废水监测分析方法》。
根据《GB3838-2002地表水环境质量标准》的水域功能标准分类和 《普洱市地表水水环境功能区划(2011)》,思茅河水体功能为工业用水和景观用水,须达到《GB3838-2002地表水环境质量标准》Ⅳ类标准。
在获取原始数据基础上,对数据进行综合整理和分析,筛去其中的异常值,再对思茅河各水质指标进行分析。
1.2 评价方法
1.2.1 评价指数及方法
根据 《环境质量综合评价技术导则》的有关规定,结合思茅河莲花乡断面的常规水质监测资料,应用污染负荷分担率法确定主要评价因子[7]。采用Daniel趋势检验技术,用Spearman秩相关系数,衡量污染变化趋势[8-10]。
通过对未建污水处理厂前思茅河莲花乡断面水质状况分析,并对18项监测因子[11]污染分担情况进行排序,发现思茅河莲花乡断面监测因子污染分担率差别较大,铜、铅、锌、镉、硫化物、汞、砷等一些低污染因子污染分担率不到1%,对水质影响十分有限。而化学需氧量 (CODCr)、高锰酸盐指数(CODMn)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、阴离子表面活性剂(LAS)、总磷(TP)、石油类、挥发酚等8项污染因子累计分担率达86.19%,是影响思茅河水质的主要污染指标,各污染因子污染分担率见表1。
表1 污染因子污染分担率排序情况
根据各因子的污染分担率以及思茅河为城市生活污水的纳污河流的特征,本文选取CODCr、CODMn、BOD5、NH3-N、LAS、TP、石油类、挥发酚等8个主要污染指标,并计算综合污染指数,对普洱市思茅河水质的时空变化进行分析和评价。平均综合污染指数法指数公式如下:
式中:Pij为j断面第i项评价参数污染分指数;Cij为j断面第i项评价参数实测值(mg/L);Ci0为i项评价参数评价标准值(mg/L);Pj为断面水质污染综合指数;P为j断面水质污染平均综合指数;n为参与评价因子数;Ki为第i项污染因子的污染分担率。依据P大小,可确定水体的污染程度。
1.2.2 趋势分析方法
采用Daniel趋势检验技术,用Spearman秩相关系数,衡量污染变化趋势,将秩相关系数rs与统计表中临界值 Wp作比较,在检验中选取显著性水平为0.05,当N=8时,Wp=0.643。若rs>0表明有上升趋势,若rs<0表明有下降趋势;若rs的绝对值大于临界值,则表明变化趋势有显著性,若rs的绝对值小于临界值,则表明变化趋势不显著[10]。秩相关系数rs的计算公式为:
式中:N为时间周期;xi为周期i从1到n按数据变化小到大排列序号,yi为按时间顺序排列序号。
2 思茅河水质变化分析
2.1 思茅河水质总体变化分析
运用平均综合污染指数法对思茅河水体进行评价,评价结果见图1。对平均综合污染指数进行秩相关系数检验,思茅河的rs值为-0.98,由此可知,“十一五”期间思茅河污染程度逐渐减轻。
2.2 各指标变化分析
“十一五”期间思茅河水质有了明显改观,各水质指标均有不同程度的改善,见表2和图2。
表2 十一五期间各常规水质指标变化情况 (mg/L)
“十一五”期间,思茅河莲花乡断面阴离子表面活性剂降低了91.31%,石油类降低了87.18%,高锰酸盐指数降低了83.63%,总磷下降了70.36%,五日生化需氧量下降了78.66%,氨氮下降了70.14%,化学需氧量下降了43.29%。在污水处理厂未建成之前(2007年12月污水处理厂一厂建成投产运行),CODCr、CODMn、BOD5、NH3-N、LAS、TP、石油类、挥发酚为思茅河主要的污染超标指标,水质受有机类污染为主。
3 污水处理厂对思茅河水质变化贡献分析
随着2007年第一污水处理厂投入运行,普洱市思茅区城市污水处理能力有了较大提升:2008—2010年的处理能力是2万t/d,年处理污水量分别为480万t、580万t、601万t。
2008—2010年第一污水处理厂对城市污水主要污染物化学需氧量、氨氮的削减量基本呈逐年递增的状态,对总磷的削减能力相对较弱。2010年与2008年相比较化学需氧量、氨氮的削减量分别增加了330t、23t。污水处理厂运行期间对城市污水主要污染物削减能力的增加可以说明由于污水处理厂处理能力的不断提升,极大地降低了生活污水对思茅河的污染负荷,对思茅河治理起到积极的作用。化学需氧量和氨氮削减量详见图3。
2008—2010年对思茅河的监测数据表明,思茅河污染物浓度呈逐年下降趋势,水质呈现出逐年好转的趋势。这是由于政府采取各项有效措施的作用,其中城市污水处理厂对城市污水主要污染物化学需氧量、氨氮削减的贡献较为突出。污水处理厂建成运行以来,处理污水总量约为1661万t,对思茅河主要污染物削减总量分别为化学需氧量4534t、氨氮323t,对思茅河治理及水环境质量改善发挥了重要的作用。
4 结论及存在问题
4.1 结论
思茅河作为普洱市城市生活污水纳污河,在未建成污水处理厂前水质较差,随着污水处理厂的逐步建成,思茅河水质明显改善,思茅河莲花乡断面水质已达到《GB3838-2002地表水环境质量标准》中Ⅳ类标准。
4.2 存在问题
(1)城市截污管网有待完善。根据2010年环境统计数据,2010年普洱市城区生活污水产生量平均约为2.8万t/d,第一污水处理厂设计处理能力为5万t/d,由于城市截污管网不完善,2010年实际处理能力平均为1.65万t/d,生活污水集中处理率为58.28%。
(2)国家将化学需氧量、氨氮列入减排目标,目的是为了改变曾经的 “重浓度、轻总量”模式。但在现实操作中,却逐渐变成了只注重化学需氧量、氨氮的削减,忽视其他重要污染物减排的局面。由于总磷指标均没有列入减排目标,因此新建的污水处理厂在设计时重点考虑了去除化学需氧量、脱氮,而除磷的能力一般。而总磷作为重要的有机污染指标,如果大量进入水体,将导致水体有机污染严重。
(3)只注重普洱市中心城区的污水处理工程的建设,而忽视了人口数量众多的农村污水治理。近年来,普洱市城郊及周边农村的人口规模不断扩大,而污水收集管网无法覆盖这些地区,造成污水直接排放,污染思茅河水质。
5 措施及建议
5.1 完善截污管网,提高收集率
根据城市的发展同步规划雨、污水管网收集排放体系,加大城市排水系统的建设力度,同时加快对老城区雨污管网改造,提高污水收集率,充分发挥污水处理厂的效能,大幅度削减中心城区入思茅河的污染负荷。
5.2 完善污水处理工艺,提高对氮磷的削减率
为解决思茅河水体有机污染问题,适应国家对氮磷的排放要求,适时对现有污水处理厂处理工艺进行技术改造,提高氮磷的削减率,减少对思茅河水体的污染负荷。
5.3 大力推行中水回用工程
中水回用工程不仅是解决污水处理厂运行费用的重要途径,也是解决普洱市水资源短缺的重要措施。
5.4 加强城市郊区及周边农村环境综合整治
结合近年来国家对农村环境综合整治工作的推进,逐步完善城市周边农村污水收集处理设施、生活垃圾收集设施,减少农村生活污水直接排放。
[1]彭文启,张祥伟.现代水环境质量评价理论与方法 [M].北京:化学工业出版社,2005.
[2]GB 3838-2002地表水环境质量标准[S].
[3]张如春.普洱市思茅河水系水环境质量现状分析[EB/OL].(2009-06-23)[2013-11-15].www.hjjc.ibicn.com/news/d16002.html.
[4]刘加珍,罗品强.普洱市思茅坝区水资源状况及对策分析[J].思茅师范高等专科学校学报,2009,25(3):21-25.
[5]李江林,吴建.西南山区城市水系统规划初探-以云南省普洱市中心城区为例[J].人民珠江,2010,06(013):41 -42.
[6]许曜.新型材料在思茅河河道治理设计中的运用 [J].人民长江,43(18):56-58.
[7]谈旭初.依据污染分担率划分地表水污染类型的方法 [J].环境科学与管理,2009,34(4):7-8.
[8]张涛.河流水质评价方法研究-以太湖流域为例[J].三峡环境与生态,2010,3(3):5-7.
[9]徐祖信.我国河流综合水质标识指数评价方法研究 [J].同济大学学报,2005,33(4):482-488.
[10]薛巧英.水污染综合指数评价方法与应用分析[J].环境工程,2004,22(1):64-69.
[11]2005—012年普洱市环境监测站年鉴年报[R].
Research on W ater Quality Status of Simao River during the Eleventh Five Year Plan Period
SHANG Xiao-yan,LIJin-wen,LUO Zhao-jie
(Pu'er Environmental Monitoring Station,Pu'er Yunnan 665000,China)
The regularmonitoring data of Simao River was analyzed to find out the changes ofwater quality indices during the eleventh five year plan period.The decrease of pollutants due toPu'erwastewater treatment plant into Simao River was analyzed as well.The water quality of Simao River has dramatically improved after the plant was placed in service.
water quality;wastewater treatment plant;pollution abatement;Simao River
X52
A
1673-9655(2015)05-0032-04
2015-03-02
尚小宴 (1984-),女,彝族,云南普洱人,硕士,工程师,2009年至今工作于云南省普洱市环境监测站,主要从事大气、水质和噪声等方面的环境监测工作,以及环境影响评价、环境趋势研究等工作。