基于输出系数法的浑河抚顺段污染负荷核定

2018-03-29刘放

水利技术监督 2018年2期

刘放

(抚顺县水务局，辽宁抚顺 113006)

解决水体污染问题需要明确水体主要污染物的来源以及排放量，进而做到有目的性、有针对性地控制水环境质量[1]。运用污染负荷核定技术有效地核定污染物的排放量以及入河量，制定有效方案解决水体污染，提高河流净化能力具有十分重要的意义[2]。早期西方国家对工业污染为主的点源污染进行治理，发现单纯治理点源污染不能从根本上解决水体污染，因此非点源污染受到关注。我国非点源污染主要研究了江河湖泊的水质问题，涉及内容包括非点源模型研究、污染负荷研究等。马原[3]等以污染负荷的传输为输出、以降雨径流为输入，建立数学模型对流域非点源污染负荷进行研究，发现该模型具有一定局限性。陈媛[4]借助GIS技术，建立了农村居民点和流域土地输出非点源污染年负荷模型，分析了流域非点源氮磷污染年负荷量，得到了溶解态磷、氮溶解过程的损失量。耿润哲[5]等通过改进的输出系数模型对白河流域与密云水库上游潮河进行了非点源污染负荷，具有一定的可靠性。本文通过统计法与输出系数法分别对浑河抚顺段NH3-H、COD进行点源污染负荷核定与面源污染负荷核定，为改善浑河抚顺段水质污染提供了理论研究。

1 污染负荷核定

污染物经过地表径流、排污口等途径进入水体称为污染负荷，污染负荷是水体污染的主要原因。污染负荷包括点源与非点源，点源污染是指工业废水与居民生活用水经过管道排放至水体引起的污染；非点源污染是指污染物经过水体冲刷进入地下引起的污染，来源包括水体养殖、施用化肥农药、农村生活污水、畜禽粪便等，过程复杂，具有潜伏性、模糊性与难以控制性等特点。

1.1 点源污染负荷核定方法

点源污染负荷核定的常用方法有通量法、物料衡算、类比分析与常规统计等，本文主要运用常规统计法。常规统计法根据污水处理厂与企业的废水排放量和主要污染物排污口浓度来核定污染物的入河量以及排放量，见式(1)、(2)[6- 7]。

Wα=dCQ

(1)

W=CQ

(2)

式中，Wα—污染物入河量，kg；W—污染物排放量，kg；Q—废水排放量，m3；C—出口浓度，mg/L；d—入河系数。

1.2 面源污染负荷核定方法

面源污染负荷核定方法为输出系数法，输出系数法是指通过某种污染源得出的污染物输出系数预估流域的面源污染负荷产生量[8]。通过资料数据估算面源污染负荷，避免了面源污染负荷发生的复杂过程，具有较高的准确性[9]。污染物输出系数为单位时间内降雨、某种土地、农村人口以及某种畜禽等输出的污染负荷量见式(3)[10]。

(3)

式中，Lj—流域内污染物j的总负荷，t/a；Eij—在第i种污染源下污染物j的输出系数，t/(km2(人)·a)；Ai—人口数量、第i种牲畜的数量、第i类土地利用类型的面积等；E—降雨输出系数，t/(mm·a)；p—流域降水，mm；i—流域中农村人口、土地种类等(i=1，2，3…n)；j—污染物种类。

表1 浑河抚顺段直排源行业类别统计单位：家

表2 浑河抚顺段点源污染物排放量及入河量单位：t

2 浑河抚顺段污染负荷核定

2.1 污染源调查

对浑河上游的主要I级支流及上游河流进行排放污染物进行调查。河流包括浑河干流、李石河、方晓河、欧家河、古城子河、东洲河、章党河、杜河、苏子河、红河以及英额河，调查内容包括污染源的类型、排污口出口浓度、排放去向、废水排放量、污染物含量与种类等。按照2016年污染源调查结果与环境统计数据，得到浑河抚顺段的直排源行业统计，结果见表1。

由表1可知，浑河抚顺段各河流直排源统计总数为60余家。直排源最少为英额河，只有1家污水处理厂。直排源最多为浑河干流，并且涉及列出的所有行业，共23家，其中设备配件制造7家，污水处理厂5家。

2.2 点源污染负荷核定结果

按照2016年污染源调查结果与环境统计数据，采用统计法对浑河干流、李石河、方晓河、欧家河、古城子河、东洲河、章党河、杜河、苏子河、红河以及英额河的NH3-N、COD入河量和排放量进行研究，统计结果见表2。

由表2可知，浑河抚顺段NH3-N、COD的污染负荷入河总量分别为373.041t与4050.965t。其中城镇生活污染负荷入河量为282.73t、2803.64t，工业点源污染负荷入河量分别为90.31t、1247.32t。对其贡献最大的为浑河干流，NH3-N、COD的污染负荷分别为345.56t、3684.72t，占污染负荷入河总量的92.6%、91.0%。

图1 工业点源、城镇生活NH3-N入河贡献率

图2 工业点源、城镇生活COD入河贡献率

工业点源、城镇生活NH3-N入河贡献率和工业点源、城镇生活COD入河贡献率如图1、2所示。由图1、2可知，浑河抚顺段NH3-N城镇生活与工业点源的污染负荷入河量所占比例为75.79%、24.21%。COD城镇生活与工业点源的污染负荷入河量所占比例为69.21%与30.79%，两种污染物质都以城市生活为主。浑河干流、苏子河与英额河的NH3-N、COD污染负荷入河总量主要源自城镇生活，而李石河、方晓河、古城子河、欧家河、东洲河、杜河和红河的NH3-N、COD污染负荷入河总量都源自工业点源。

2.3 面源污染负荷核定结果

通过输出系数法对李石河、友爱河、方晓河、欧家河、古城子河、东洲河、章党河、杜河、苏子河、红河以及英额河进行面源污染负荷核定，核定结果见表3。

表3 浑河抚顺段面源NH3-N、COD污染负荷核定结果

根据表3可知，浑河抚顺段NH3-N、COD的面源污染负荷总量为118.4t与

3008.19t。其中方晓河与杜河在NH3-N、COD的面源污染负荷最小，东洲河与苏子河在NH3-N、COD的面源污染负荷最大。

2.4 污染负荷削减措施

针对浑河抚顺段浑河干流与相关流域的污染负荷状况，根据各河流NH3-N、COD点源与面源的排放现状，采取以下措施：①治理污染严重的水域河流，增加污水处理厂的数量，做到工业废水与生活污水必须经过处理达标排放，严禁一切偷排情况的发生；②面源污染主要来源于垃圾堆放，因此应该严格控制乡村城镇的垃圾随意堆放，增加垃圾清理厂的数量，减少生活垃圾污染的风险；③对直排企业进行重点治理，企业污染物必须经过处理达标以后才可排入河流，对偷排企业加大处罚力度，杜绝偷排情况的发生；④建设自然保护区与生态文明区对河流进行保护，大力发展生态农业，提高河流净化能力，保护河流水质。