洱海流域村落污水类型及污染特征分析

窦嘉顺

(大理州洱海湖泊研究中心,云南 大理 671000)



洱海流域村落污水类型及污染特征分析

窦嘉顺

(大理州洱海湖泊研究中心,云南 大理 671000)

摘要：对洱海流域村落污水进行深入调查，分析得出流域村落污水主要由畜禽养殖废水、农村居民废水、旅游废水三种类型组成。详细分析了各类废水产生量、污染物浓度、排放规律，并提出相应治理对策建议。

关键词：村落污水类型；村落污水排放特征；污染调查；洱海流域

洱海位于大理白族自治州境内，是云南省第二大高原淡水湖泊，流域地跨大理市和洱源县。洱海既是大理市主要饮用水源地，又是苍山洱海国家级自然保护区和风景名胜区的核心地带，具有调节气候、保护生物多样性、为流域内经济发展提供水源保障等多种功能，是整个流域社会经济可持续发展的基础，被誉为大理人民的“母亲湖”。

近年来，伴随流域内人口增加和经济快速增长，洱海水质日益下降，水质已由20世纪90年代的Ⅱ类恶化为现在的Ⅱ～Ⅲ类。2014年，洱海总磷含量0.023mg/L，总氮含量0.49mg/L，高锰酸盐指数为3.22mg/L，水质透明度为2.03m左右，各项水质污染指标中以总磷、总氮污染最为严重[5]。洱海的污染主要是面源的污染，依据相关研究，洱海面源污染中65.08%TN、42.15%TP来自村落污水[1]，村落污水污染是洱海面源污染中最重要的污染源。开展洱海流域村落污水类型、特征分析研究，摸清洱海流域村落污水类型、废水产生量、产生系数、污染物含量，对于洱海保护治理具有十分重要的现实意义。

1材料与分析方法

1.1数据收集和调查方法

基础数据收集方法：畜禽数量、人口、旅游人次等以大理市、洱源县统计年鉴为准；水冲式厕所普及率通过问卷调查及实地走访调查得出。

1.2水质采样与分析方法

水质采样严格按照《HJ/T91 地表水和污水监测技术规范》进行，各类型废水水量通过在排水末端放置容积桶累加测量得出。

室内水质分析方法：COD采用快速消解分光光度法(HJ/T399-2007，哈希测定仪)；TN采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法(HJ636-2012)；TP采用钼酸铵分光光度法(GB11893-89)。

2结果与分析

通过查阅相关文献资料和实地调查，洱海流域村落污水主要包括畜禽养殖废水、农村居民生活废水、旅游餐饮住宿废水3种类型。

2.1畜禽养殖废水

畜禽养殖废水是指畜禽养殖过程中产生的废水，主要由畜禽尿液、圈舍冲洗水组成[4]。

2.1.1流域主要产生废水畜禽种类及养殖方式

流域畜禽养殖种类主要包括奶牛、耕牛、猪、家禽、羊、骡马等[2，3]。

通过现场调查发现，流域耕牛、家禽、羊、骡马等牲畜养殖方式为传统圈养。牲畜产生尿液排入粪便中储存在圈内，待播种季节运至农田中做农家肥，在养殖过程中基本不产生废水。

奶牛和猪养殖方式主要为卫生圈养殖。卫生圈在清洁圈舍过程中会使用大量冲圈水，冲圈水将圈内畜禽的尿液及少量粪冲出圈外，从而形成高浓度的畜禽养殖废水。流域奶牛、猪养殖清粪工艺为干清粪工艺。依据相关研究，流域奶牛、猪主要养殖方式为农户散养，流域奶牛中96.2%来自于农户散养，92.43%的猪来自于农户散养[1]。

2.1.2畜禽养殖废水水量产生系数和水质调查

对流域内下关、上关、右所、喜州、邓川镇等乡镇典型养殖户进行现场调查，调查对象均为卫生圈养殖。通过调查发现奶牛、猪养殖废水产生量受水源供给情况影响较大，一般而言，水源丰富地区，农夫冲圈水用量相对较大，反之用量较小；废水中污染物浓度与各家农户清除粪便的清洁程度有关，圈舍干清粪越干净，废水中污染物浓度就越低。同时奶牛养殖中，部分养殖户白天会将奶牛牵至圈外饲养放牧，在圈外期间奶牛产生的粪便及尿液直接排入环境，因此奶牛圈外饲养时间越长，圈内产生畜禽粪便越少，废水中污染物浓度就越低。详细调查结果见表1。

表1　洱海流域村落畜禽养殖废水产生系数和污染物浓度

2.1.3流域畜禽养殖废水产生量及污染物量

2013年洱海流域养殖奶牛114314头、猪435723头[2,3]。奶牛废水产生系数以95L/头·d计算，流域奶牛养殖废水产生量为296.38万m3/a。猪废水产生系数以18L/头·d计算，流域每天产生猪养殖废水286.27万m3/a。合计流域畜禽养殖废水产生量为682.65万m3/a。废水中含有污染物量COD 8695.15t/a，TN 719.72t/a，TP 84.79t/a，详见表2。

2.1.4畜禽养殖废水排放规律

通过调查发现奶牛、猪畜禽养殖废水主要产生在农户清扫圈舍时，其余时段圈内产生的尿液及畜禽饮水产生的废水一般储存在圈内低洼处，待圈舍清扫时冲出圈外，因此废水排放比较集中。流域一般清扫圈舍时间为上午7∶00—10∶00，废水也在此时段排出。此时段废水产生量占废水量90%以上，其他时段排放量极少，因此废水的日变化系数较大。

表2　洱海流域村落畜禽养殖废水总量和污染物量

2.1.5流域畜禽养殖废水分布情况分析

通过核算流域各乡镇畜禽养殖废水产生量，发现流域各乡镇畜禽养殖废水排放量由大到小依次为右所镇>茈碧湖镇>三营镇>上关镇>凤仪镇>喜洲镇>凤羽镇>牛街镇>邓川镇>湾桥镇>银桥镇>大理镇>海东镇>挖色镇>双廊镇。从洱海流域各分区情况看，洱海北部区畜禽废水排放量最大，废水排放量超过总废水量的60%，其次为洱海西部，约占20%，洱海东部、南部相对较少。

2.2农村居民生活废水

农村居民生活废水指农村居民在日常生活中产生并排放的废水，废水产生系数与居民庭院内自来水供给情况和室内卫生设施数量有直接关系[5]。一般室内供水设施完善有水冲式厕所及淋浴(水冲式厕一般和淋浴设施合建)的，废水产生量大，且污染物浓度高。

2.2.1流域水冲式厕所普及率调查结果

在流域各乡镇发放调查问卷，调查结果显示2013年洱海流域各乡镇农村居民水冲式厕所普及率为8%～71%，平均为33.00%。其中大理市的大理镇、下关镇、银桥镇普及率较高，洱源凤羽、牛街、三营等乡镇较低。

2.2.2农村居民生活废水产生系数及污染物浓度

分别选择流域三营、右所、上关、喜州、海东、大理等乡镇家中设有水冲式厕所和无水式厕所家庭，对典型农村居民生活废水产生量及浓度进行调查、监测。

家中设有水冲式厕所的家庭排放的生活废水主要包括居民淋浴废水、卫生间粪便冲洗水、居民日常洗涤衣物排水、厨房餐饮废水、居民早晚洗漱废水等。设有水冲厕所居民家中供排水设施相对完善，废水大多直接排放，废水回用较少。废水中因含卫生间粪便冲洗水，废水污染物浓度相对较高，水量较大。

家中不设水冲式厕所的家庭排放的生活废水主要包括居民日常洗涤衣物排水、厨房餐饮废水、居民早晚洗漱废水等。没有水冲式厕所的家庭，室内供排水设施较差，用水量较小，同时在调查中发现居民有将厨房产生的淘米水、首次冲洗餐具水等有营养价值的废水当做饲料喂猪的习惯，存在一定的废水回用。因此废水排放量相对较小，污染物浓度较低。详细调查结果见表3。

表3　洱海流域农村居民生活废水产生系数和污染物浓度

2.2.3流域农村居民废水产生量及污染物量

洱海流域2013年共计有农村居民59.95万人(包括全部农业人口和居住在农村的城镇人口)[2,3]。家中设有水冲式厕所废水产生系数以平均50L/人·d计算，家中不设水冲厕所废水产生系数以平均15L/人·d计，流域共计产生居民生活废水580.96万m3/a。农村居民生活废水共含有污染物COD 963.45t/a，TN 78.00t/a、TP 14.41t/a，详见表4。

表4　洱海流域农村居民生活废水总量和污染物量

2.2.4废水排放规律及分布

流域居民生活污水排放较为集中，一般早上6∶30—10∶00和晚上17∶30—20∶00为主要排放时段，其他时间排水水量较小，废水日变化系数较大。同时不同地点、不同季节居民生活污水排放量也有一定差异，一般夏秋季节农户洗漱频率较高，排水量较大，而冬春季节排水量相对较少。

通过核算流域各乡镇农村居民生活废水产生量，发现流域各乡镇农村居民生活废水排放量由大到小依次为大理镇>喜洲镇>下关镇>凤仪镇>右所镇>上关镇>茈碧湖镇>银桥镇>开发区>三营镇>湾桥镇>凤羽镇>海东镇>挖色镇>双廊镇>牛街乡>邓川镇。从洱海各分区情况看洱海西部区废水排放量最大，废水排放量超过总量的40%，其次为洱海北部，约占30%，洱海东部、南部相对较少。

2.3旅游餐饮服务设施废水

大理是国家历史文化名城，国家级风景名胜区，著名的旅游度假胜地，旅游业是流域经济的支柱产业。近年来随着洱海环湖公路的修建和滇西旅游黄金线路的建成，洱海旅游业迅速发展，旅游接待人次不断增加。

2.3.1洱海流域旅游概况

洱海周边地区气候宜人，有众多游客到大理避暑休闲。洱海流域旅游主要以休闲、疗养游为主，游客在流域地区居住时间相对较长。据旅游部门统计，游客在流域逗留时间一般在1～5d，平均约为3d。

流域旅游废水主要产生于游客住宿、餐饮过程中。餐饮饭店和住宿客栈主要分布在流域旅游景区周边，形成小的聚集区。聚集区内住宿客栈和餐饮设施相配套，部分旅游服务设施既有餐饮又有住宿客栈的综合经营，旅游住宿废水和餐饮废水排入旅游聚集区域的污水收集管网形成旅游综合废水。

2.3.2旅游废水产生系数和水质特征分析

旅游餐饮废水、住宿废水一般混合排放，流域治理旅游废水污染一般采取片区集中治理，废水处理设施处理对象为片区旅游综合废水。因此选流域内双廊大建旁、喜州桃源码头、才村码头等典型旅游区综合废水进行不同季节水质监测，得出旅游废水水质。

对洱海流域双廊古镇区域旅游客栈、餐饮设施排水情况进行调查。发现流域旅游客栈废水产生量与客栈类型、淋浴卫生、洗漱设施及回用情况有关，每个游客每晚产生废水量在80～160L，平均约为120L。流域餐饮饭店废水产生量与饭店供给类型、饭店规模有关，一般而言餐馆规模越大、越豪华，废水排放量越大。主供鱼类餐厅(包含养鱼水及洗杀鱼废水)废水排放量大，而小吃类餐饮店废水排放量较小。每个游客每餐废水产生量在5～25L，平均约为15L。每个游客每天以吃两餐住客栈一晚计，游客在大理期间废水产生量85～185L/d，平均约为150L旅游废水。详细情况见表5。

表5　洱海流域村落旅游废水产生系数和污染物浓度

2.3.3流域旅游废水产生量及污染物量

2013年洱海流域旅游接待人次达929.87万人次[2,3]，以平均每人次游客在流域逗留3d计，旅游人口在流域居住天数为2148.00万人/d。以旅游人口在流域每天产生150L废水计，流域每年产生旅游废水322.20万m3/a，废水中含污染物COD 731.39t/a、TN 125.42t/a、TP 13.50t/a。

2.3.4旅游废水排放和分布特征分析

旅游餐饮住宿废水排放量受旅游人口居住情况影响较大。废水产生量季节变化大，一般6—10月为流域旅游旺季，旅游餐饮废水量较大，而11月—次年5月旅游餐饮废水量较小，旅游废水年内变化系数大。就日内而言，客栈排水一般主要集中在傍晚(18∶00—22∶00)，而餐饮饭店主要集中在中午(11∶00-13∶00)和傍晚(17∶00—20∶00)，总体而言旅游废水日内变化不大。

旅游废水由游客餐饮住宿过程中产生，依据流域各景点旅游接待情况和旅游餐饮、住宿服务设施分布情况分析可知，流域旅游废水主要产生于双廊镇大建旁、玉几岛片区，大理镇古城、才村码头、龙龛码头片区，喜洲古镇、桃源码头、沙村码头片区，银桥镇马甲邑至富美邑沿海一线区域，海东的金梭岛区域，洱源茈碧湖沿湖一线及下山口片区等区域。

2.3.5旅游废水对洱海影响及未来变化分析

流域旅游废水主要产生于洱海环湖近海、甚至临海等洱海敏感区域内的旅游餐饮、住宿服务聚集区内，产生的废水无衰减地直接排入洱海及入湖河流，且旅游废水浓度相对较高，对洱海水质及水生生态影响较为直接。同时近年来洱海流域旅游业迅速发展，旅游接待人次及旅游人口在流域逗留时间急剧增加，旅游餐饮、住宿服务设施数量不断增加，旅游废水及污染物排放量大幅提高，将对洱海水质及生态构成严重威胁，应引起相关部门高度重视，并积极采取有效措施加以应对。

3结论及建议

3.1结论

洱海流域村落污水由畜禽养殖废水、农村居民生活废水、旅游废水3种类型组成，2013年流域村落污水排放总量为1585.81万m3/a，废水中共计含有污染物COD 10389.99t/a、TN 923.14t/a、TP 112.70t/a。村落污水中水量、COD、TP排放量由大到小依次为畜禽养殖废水>农村居民生活废水>旅游废水，TN污染物排放量由大到小依次为畜禽养殖废水>旅游废水>农村居民生活废水，因此流域村落污水主要是畜禽养殖废水，其次为农村居民生活废水，旅游废水、污染物排放量相对较小，详见表6。

表6　洱海流域村落污水总量和污染物量

虽然对流域内的畜禽养殖废水、居民生活废水、旅游废水进行分类调查测算，但在实际中畜禽圈内养殖废水与居民生活废水一般在农户庭院内就进行混合形成综合村落污水；旅游服务设施聚集区周边分布有农村居民，旅游废水中也会混入部分农村居民生活废水。因此实际上除典型的旅游聚集区外很少有单一类型的废水排放，流域大部分村落的废水为两种甚至3种类型废水的混合废水。

3.2建议

(1)洱海流域村落污水排放量和废水污染物含量巨大，目前虽流域已建立起部分村落污水处理设施，但仍存在处理能力不足、配套管网不健全、处理效果不佳等问题，不能满足洱海保护治理要求，因此必须加大村落污水治理设施及配套管网建设力度，加强已建立村落污水处理设施运营管理。

(2)流域村落污水为混合废水，流域畜禽养殖废水、旅游废水排放量较大，导致流域村落废水较国内其他区域农村村落废水污染物浓度高，因此在选择治理技术和工艺时，应加强厌氧预处理措施，选择的废水处理工艺应能同时处理高、中、低浓度废水。

(3)洱海流域村落污水中畜禽养殖废水日变化系数、旅游废水年变化系数较大，流域村落废水处理设施进水水质、水量不稳定，因此在建设村落污水处理设施时，应适当扩大废水调节池，增强村落污水处理设施对水质、水量调节能力，在旅游聚集区内的废水处理设施，应加强旅游淡季进水管理，保证废水处理设施内污泥活性。

参考文献：

[1]卫志宏.洱海控藻技术研究[M].昆明：云南人民出版社,136-160,419-459.

[2]大理市统计局.大理市统计年鉴[M]. 2013.

[3]洱源县统计局.洱源县国民经济和社会发展统计年鉴[M]. 2013.

[4]王凯军.畜禽养殖污染防治技术与政策[M].北京:化学工业出版社,2004, 19-20.

[5]大理白族自治州环境保护局.大理州(2010-2013年)环境质量报告书[R].

[6]张后虎,祝栋林.农村生活污水处理技术及太湖流域示范工程案例分析[M].北京:中国环境科学出版社,2011.

Sources and Characteristics of Village Sewage in theErhai Lake Basin

DOU Jia-shun

(Erhai Lake Research Center of Dali, Dali Yunnan 671000,China)

Abstract：An in-depth investigation of village sewage in the Erhai Lake basin was carried out. It revealed that three major sources of village sewage in this region were from livestock & poultry breeding, rural residents, and tourism. The characteristics of sewage amount, the concentration of the pollutants, and the emission law were thoroughly examined. In addition, suggestions of pollution control were proposed.

Key words：sources ofvillage sewage; characteristics of village sewage discharge; pollution investigation;the Erhai Lake basin

中图分类号：X52

文献标志码：A

文章编号：1673-9655(2016)03-0059-05

基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项

收稿日期：2016-01-19

(2010ZX07105-007)资助。