河长制“一河一策”中面源污染统计分析及处理措施
2020-02-27
(楚雄欣源水利电力勘察设计有限责任公司,云南 楚雄 675000)
流域水污染包括点源污染与面源污染[1],其中点源污染(城镇污染、工业污染)污染源集中,污染量较容易统计计算,面源污染源比较分散,污染量较难统计计算。草堵河所在流域内涉及白竹山州级自然保护区,是将重要水源涵养林作为主要保护对象的自然保护区,对河道水质要求较高,而面源污染源分布分散,因此面源污染量统计分析是该河道河长制方案编制中的重点与难点。面源污染源统计主要包括农村生活污染源、农业生产污染源、畜禽养殖污染源等的统计调查、数据计算及污染物汇总整理。采用《全国水环境容量核定技术指南》的规定,本次草堵河“一河一策”中面源污染主要调查入河废水量、COD及NH3-N排放量等,包括前期基础数据调查、数据计算、数据汇总,分析了所在河道流域内面源污染问题并提出了相应的处理措施,可为水环境容量计算和河长制方案编制提供数据支撑和技术支持。
1 面源污染情况及存在问题分析
1.1 农村生活污染
1.1.1 农村生活污染源分析计算
农村生活污染物排放量及排放系数采用《全国水环境容量核定技术指南》提供的指标,结合草堵河流域实际情况,得到的数据如下:人均COD产生量40g/d、NH3-N产生量4g/d。废水产生量按流域内农村人均用水量65L/d、排污系数取0.5进行计算。该河道流域内村民小组太多,人口应按村委会统计。该河道流域内农村生活污染物排放量见表1。
表1 农村生活污染物排放量计算
1.1.2 农村生活污染存在的问题分析
农村生活污染存在如下问题:ⓐ农村排水不规范,大部分为雨污混流,流域内集镇区几条主街道下一般为合流暗沟,次要道路无排水管沟,污水沿路面或道路边沟排放,对下游水体产生较大的污染;ⓑ乡镇、集镇排水系统管网无规划指导或均不按规划实施,部分道路未建有任何排水系统,污水沿街任意排放,排水系统十分混乱;ⓒ乡村道路较窄,道路坡向随意,基本为混凝土路面,对排水管道的改造十分不利。
问题分析:导致生活污水污染的主要原因是村镇污水相对分散,排污设施建设难度较大,处理成本较城市污水处理厂高,地方财政能力相对薄弱,无法承担项目建设资金,也无法保证其运行费用。
1.2 畜禽养殖污染
1.2.1 畜禽养殖污染源分析计算
河道流域内畜禽养殖量需要通过农村年鉴、统计年鉴及必要的现场调查获得,并需换算成标猪。《全国水环境容量核定技术指南》规定,标猪换算关系如下:30只蛋鸡折合为1头猪,60只肉鸡折合为1头猪,3只羊折合为1头猪,5头猪折合为1头牛。河道所在流域内畜禽养殖均为农民散养,统计如下:流域内养殖肉牛1149头、猪17667头、羊3471头,总数折合为标猪24569头。畜禽养殖污染物产生量采用《全国水环境容量核定技术指南》提供的数据如下:猪每头COD产生量50g/d、NH3-N产生量10g/d。畜禽养殖污染排放量见表2。
表2 畜禽养殖污染排放量计算
1.2.2 畜禽养殖污染存在的问题分析
禽畜养殖污染存在的问题:ⓐ在现场调研中发现大部分村民均蓄养猪、牛、羊等牲畜,虽然养殖规模不大,但均不采用湿法除便工艺,因此在粪便回田前,需要对肥料进行沤肥,农肥沤肥点随处可见,沤肥过程产生的废水随沟渠进入水体;ⓑ部分群众随意将病死牲畜直接扔弃在河道内,禽畜粪便堆积在河岸、路边,污染物将随降雨径流冲刷淋溶进入河流,造成河流污染。
问题分析:一方面由于农村散户养殖的畜禽粪便无序堆放,就地利用或干燥后制作有机肥,经下雨冲刷随雨水流进河道;另一方面群众环保意识差,加之没有设置相应的处理设施[2]。
1.3 农业面源污染
1.3.1 农业面源污染源分析计算
标准农田源强系数采用《全国水环境容量核定技术指南》提供的排放系数:COD产生量为10kg/(亩·a),NH3-N产生量为2kg/(亩·a)。进行污染源分析计算时需要根据流域内土地坡度、农作物及土壤类型、化肥使用量、降水量等进行修正,该河道流域土地坡度在25°以下,流失系数取1.0;土壤类型为黏土,修正系数取0.6;农田化肥亩施用量为25~35kg,修正系数取1.0;降水量在400~800mm之间,流失系数取1.0;综合后源强修正系数为0.6。农业面源污染产生量见表3。
表3 农业面源污染产生量计算
1.3.2 农业面源污染存在的问题分析
农业面源污染存在的问题:现场调研中发现河道两岸农田较多,农业种植期间农药化肥使用量较大,农药瓶、化肥袋以及老旧的滴灌管、农膜、农业秸秆任意丢在田间地头和河道中,造成农业面源污染,污染物将随降雨径流冲刷淋溶进入河流,造成河流污染。
问题分析:造成农业面源污染的主要原因是化肥、农药过度使用,分散种植区农膜回收率低,化肥、农药废弃袋,作物残梗沿河乱丢。
2 主要污染源汇总及入河量分析
2.1 主要污染源汇总
根据所在河道流域污染物调查及排放量计算分析,河道流域内COD、NH3-N排放量分别为227.95t、33.46t,其中农村生活污染源COD、NH3-N排放量分别为121.19t、1.65t,畜禽养殖污染源COD、NH3-N排放量分别为53.81t、10.76t,农业面源COD、NH3-N排放量分别为52.95t、10.59t。从排放量来看,COD排放量中农村生活污染占比最高,为53.16%,其次为畜禽养殖污染,占比23.61%;NH3-N排放量中农村生活污染占比也是最高的,为36.19%,其次为畜禽养殖污染,占32.16%,见表4、表5。
表4 流域内COD产生量汇总
表5 流域内NH3-N产生量汇总
续表
2.2 主要污染物入河量分析
根据《全国水环境容量核定技术指南》的规定,污染物入河系数见表6。
表6 污染物入河系数
流域内COD、NH3-H入河量结果汇总见表7、表8。
表7 流域内COD入河量汇总
表8 流域内NH3-N入河量汇总
续表
流域内入河污染物主要有畜禽养殖污染、农村生活污染和农业面源污染,COD总入河量为23.87t,畜禽养殖污染、农村生活污染和农业面源污染分别占27.05%、50.75%、22.20%;NH3-N入河量为3.56t,畜禽养殖污染、农村生活污染和农业面源污染分别占36.25%、34.01%、29.74%。因此,COD入河量污染最高的是农村生活污染,NH3-N入河量污染最高的是畜禽养殖污染。污染物入河量分析图见图1。
图1 污染物入河量分析
3 面源污染防治措施
3.1 生活污水处理措施
河道流域内村民小组分散,离集镇、城镇较远,如乡镇污水处理厂污水管网铺设到每个村民小组前期建设投资较高,运行成本、维修费用也高,一般村庄污水处理可采用技术稳定的自建式或装配式三格化粪池等卫生厕所。具体措施如下:
a.对于农村分散式生活污水,根据当地农户住宅情况,在房屋密度大、房屋周围几乎没有可利用的闲置土地的情况下,可采用2~5户共用1个人工湿地的联户处理方案。一般村庄也可采用污水处理技术稳定的自建式或装配式三格化粪池等[3-5]。
b.对居住比较分散、无法纳入污水处理系统,经济条件差、没有纳入规划的村庄生活污水,可采用净化沼气池、小型人工湿地等低成本、易管理的方式进行分散处理。如果资金受限,可考虑零运行成本的生态处理方式:ⓐ通过土壤微生物进行处理,可以达到一级B标准排放;ⓑ通过生态湿地的方式进行处理。人工湿地处理技术工艺流程见图2。
图2 人工湿地处理技术工艺流程
3.2 生活垃圾处理措施
垃圾采用卫生填埋法处理,对流域各村小组内原有垃圾处理设施进行维修,垃圾设施数量不足的村小组增加设施,并配备保洁员。具体处理措施如下:
a.乡镇及每个村委会可建立垃圾超市,用垃圾兑换洗衣粉(液)、拖把、簸箕及植物油、食用盐等生活用品。
b.对废铁、白色塑料、废玻璃等无用垃圾,果皮、纸板(纸屑)、铜、铁等有用垃圾进行分类处理,果皮垃圾可喂养家畜,无用垃圾可填埋处理,可回收垃圾应有专人回收处理,垃圾处理站建成后,附近村庄将垃圾统一收集后运到垃圾处理厂。
3.3 畜禽养殖污染防治措施
按照已划定的畜禽养殖禁养区、限养区、适养区,依法关闭或搬迁禁养区内的畜禽养殖场,推进养殖大户的标准化改造,配套建设粪便污水贮存、处理、利用设施,改进设施养殖工艺,完善技术装备条件;鼓励和支持散养密集区实行畜禽粪污分户收集、集中处理。推广禽畜粪便污水综合利用技术模式[6],规范和引导畜禽养殖场做好养殖废弃物资源化利用。
3.4 农业面源污染防治措施
根据现场调查走访及此次编制的河长制“一河一策”编制方案,农业面源污染防治措施如下:ⓐ鼓励少使用农药、化肥,实行测土施肥[7],推广精准施肥技术和机具;ⓑ推广绿色防控先进技术;ⓒ鼓励、推广农民使用沼气池,已建立沼气池未使用的地区,检查完善沼气装置,尽快投入使用;ⓓ废弃农膜以及化肥、农药废弃袋统一收集集中处理,作物残梗回收利用;ⓔ政府应加大对废旧农膜回收个体户的资金扶持力度,促进废旧农膜回收工作的开展。
4 结 语
河长制“一河一策“方案编制与实施是各级河长推进河长制管理目标实现的重要举措,也是我国实现“河畅、水清、岸绿、景美”目标的重要手段和方法。进行河道整治,不仅是党和国家的事,更需要全民参与、共同维护,一定要提高全民环保意识和责任心。本文结合沙甸河支流草堵河流域内水污染中面源污染存在的问题及成因分析,对面源污染源进行了计算、汇总和入河量分析,其计算方法和防治措施,对于其他地区中小河流“一河一策”方案的编制与实施具有一定的参考价值。