厦门埭头溪河道水质调查及生态对策

廖 杰，张爱玲，陈晓青，庄马展

(1.厦门理工学院环境科学与工程学院，福建厦门 361024；2.厦门市环境科学研究院，福建厦门 361021)

人类社会“因水而起，得水而兴”，水不仅是生命的源泉，也是城市和乡村发展的源泉，是生态环境的基本要素，是人类赖以生存、延续和发展的基础。滨海小水系是汇集径流、产水、产泥沙的源头，是连接山、城(村)、海的纽带，对维护滨海区域山水格局具有重要意义。同时，水系内各类污染物在降水和径流冲刷作用下最终汇流入海，对整体生态环境有着重要影响[1-4]。

厦门作为我国最早设立的经济特区之一，地处东南沿海，境内水系均属山丘区短小河流，流程短，坡度大，水量随季节变化大，岛外中小河网密布，但汇水面积不大，基本都为独流入海的小水系。岛外十条主要水系总面积为1 038 km2，占厦门市总面积的61%；干流长为150 km，总河长为465.1 km。据统计，厦门市岛外水系多数处于劣Ⅴ类水质，臭溪总面积为939 km2，约占厦门市总面积的60%[5-7]。随着经济的快速发展，水系生态环境问题已严重影响厦门市生态安全及社会经济的可持续发展。因此，本研究以岛外十大水系之一——埭头溪为对象，针对其生态环境问题进行深入研究，分析成因和治理难点，以期为河道综合治理工作提供技术支撑和应用借鉴。

1 概况

埭头溪位于同安区西柯镇境内，发源于石壁山(海拔240.4 m)，流经坝头→新民→西洪塘→泥山→西浦→埭头，与汇入的梧侣支流注入东咀港。埭头溪汇水面积为44.84 km2，由泥山溪和梧侣溪两条支流组成。其中，泥山溪汇水面积为28.41 km2。城南排洪沟汇水面积为16.94 km2。梧侣溪发源于小西山(海拔为162.1 m)，汇水面积为11.8 km2，河长为7.68 km，坡降为3.83 km，流经梧侣→四口圳→埭头汇入埭头溪。城南排洪沟是20世纪90年代建成的排洪工程，原设计按照20年一遇的标准设防，流量为70 m3/s，穿过瑶埔水闸排放入海。水系分布如图1所示。

图1 埭头溪水系分布图Fig.1 River System Distribution of Daitou Creek

埭头溪属于同安区，包括祥平街道和西柯、新民镇以及白沙伦农场，涉及3个街道及乡镇的22个行政村，共计农村人口4.29万人，城镇人口15.79万人，总计20.08万人。埭头溪区域属南亚热带海洋性季风气候，全年雨量充沛。同安城区全年平均气温为21 ℃，最低1月的平均气温为12.8 ℃，最高7月的平均气温为28.4 ℃。多年平均年蒸发量为1 668.1 mm，一年中夏季7月的蒸发量最大。多年平均降水量在1 290～2 300 mm，降雨年内分配不均，降水的地理分布也不均，降水分布由北部山区向东南沿海递减。

2 生态环境现状调查

2.1 水环境污染

埭头溪上游水质良好；进入城区后，河道由明渠变成暗涵，随着工业废水、生活污水等的汇入，水质逐渐变差。两条支流出城后，由于下游各类污染物汇入量仍较大，水质表观继续恶化，水体颜色发黑，部分区段散发恶臭，且垃圾入河等现象严重。城南排洪沟在途经城南工业园前，水质尚好；在途经工业园后，水质恶化。埭头溪河道设有埭头溪桥、西浦水闸和新桥水闸等监控断面，主要监测的指标有溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、化学需氧量(CODCr)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)和总氮(TN)。2017年1月—2018年8月，3个断面的水质监测数据如表1和表2所示。

表1 2017年埭头溪河道断面部分监测结果 (单位：mg/L)Tab.1 Results of Cross Section of Daitou Creek for Water Quality Monitoring in 2017 (Unit: mg/L)

注：数据来源为厦门市环境监测中心站

表2 2018年埭头溪河道断面部分监测结果 (单位：mg/L)Tab.2 Results of Cross Section of Daitou Creek for Water Quality Monitoring in 2018 (Unit: mg/L)

注：数据来源为厦门市环境监测中心站

由表1可知，2017年埭头溪河道的监控断面水质指标低于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅴ类水水质标准，属于劣Ⅴ类水质，3个断面的CODCr、BOD5、NH3-N、TP和TN的超标率高达100%。其中，埭头溪桥的DO超标率为17%，CODMn超标率为83%；西浦水闸的DO超标率为67%，CODMn超标率为67%；新桥水闸的DO超标率为83%，CODMn超标率为67%。西浦水闸和新桥水闸的断面监测结果表明，由于工业区的工业废水及周边生活污水水体污染严重，CODCr、BOD5、NH3-N、TN和TP严重超标。根据《城市黑臭水体分级标准》的评价指标来看，39%的断面DO指标达到轻度黑臭，6%的断面DO指标达到重度黑臭；23%的断面NH3-N指标达到轻度黑臭，77%的断面NH3-N指标达到重度黑臭。

2017年底，河道综合治理后监控断面的各项水质指标提升效果显著(表2)。2018年7月的监测数据显示，3个断面的CODMn、CODCr和BOD5均达到Ⅴ类水水质标准要求，埭头溪桥和新桥水闸除NH3-N、TN和TP超标，其余指标均达到Ⅳ类水水质标准要求，西浦水闸除NH3-N和TN超标，其余指标均达到Ⅳ类水水质标准要求，基本消除黑臭水体。

总体来看，目前埭头溪河道的水环境存在的主要问题是氮、磷等富营养化指标超标。

2.2 污染源调查

埭头溪区域是同安区经济最活跃、产业发展最集聚的区域。区域内的主要污染源如下。

(1)工业污染源：根据2012年厦门市同安区污染源普查成果和工业企业成果的统计得出，埭头溪区域内分布有同安工业集中区、环东海域工业园区和城南工业区，存在工业企业约有167家，包含食品加工、化工、电子、照明、家具、塑胶等多种类型的企业。废水、CODCr和NH3-N总排放量分别为4.01×106、1.11×103t/a和24.4 t/a。埭头溪区域内未纳管工业企业废水排放量达1.86×106t/a，占所有工业企业排放废水总量的46.4%；工业污染源中CODCr的排放量621 t/a，占所有工业企业CODCr排放总量的55.8%；工业污染源中NH3-N的排放量为6.97 t/a，占所有工业企业NH3-N排放总量的28.6%。区域内有未纳管工业企业132家，占所有工业企业数的79.0%。

(2)生活污染源：生活污染源主要来自埭头溪区域内农村居民和乡镇中未截污纳管进行处理的城镇居民生活洗涤污水、粪便污水及生活垃圾，生活污染源排放总量计算主要按规划范围内人口和人均生活污染物排放系数估算。据统计，埭头溪区域涉及同安区4个乡镇和22个行政村，涉及人口达20.1万人。

参照《全国水环境容量核定技术指南》，埭头溪区域内村镇生活污水人均CODCr和NH3-N的排放系数分别取40 g/d和4 g/d[8]；根据《第一次全国污染源普查城镇生活源产排污系数手册》，厦门市属于二区一类城市，人均TP的排放系数分别为0.98 g/d，区域内工业企业较多，有一部分流动人口生活污水纳入工业企业排放废水，且区域内有部分农村人口。因此，TP排放系数取厦门市人均TP的70%，即TP为0.69 g/d。

根据以上计算方法，区域内生活废水、CODCr、NH3-N和TP的排放量分别为7.70×106、2.93×103、293 t/a和50.6 t/a。区域内生活污染源纳管或处理工作尚处于起步阶段，生活污水处理率还很低，随着污水管网的铺设，有条件纳管的均应纳管。

(3)畜禽养殖污染源：厦门埭头溪区域内的各村庄畜禽养殖情况调查统计表明，埭头溪区域内生猪存栏数量约8.77万头，生猪存栏300头及以上的养殖户共有40户。除生猪养殖外，区域内还有一定规模的肉鸡养殖、少量奶牛和羊养殖，但以上几类养殖的数量较少，污染物排放量较小。由区域内畜禽养殖污染物排放量统计表可知，畜禽养殖污染源中CODCr、NH3-N和TP的排放量分别为1.64×103、128 t/a和70.7 t/a。随着城市化进程的推进，畜禽养殖将逐步清退，畜禽养殖污染源将逐步减少。

2.3 水生态环境调查

埭头溪河道分上中下3个区段，中游区段有箱涵段和敞开段。埭头溪上游郊野河段河长较短，河道窄，流量小，河道内及两侧丛生杂草，以湿生种类为主，偶有上游池塘内的鱼类进入。埭头溪中游箱涵河段主要沿为城市建成区，两边为工业厂房和企业，部分河段已硬质化，水体主要来自上游天然径流以及周边工厂污水。埭头溪中游敞开河段为城郊区域，有一定数量的工业企业和村庄，由于受上游污染物汇入影响，河道内有淤积，水体发黑发臭。埭头溪下游河段为城郊结合部，由于流量小，上游工业企业废水、生活污水、农田灌溉用水等的汇入，水体溶解氧及多个富营养化指标超标。而城南排洪沟主要用于雨季排洪，非雨季主要用于收集城市生活污水和工业排水，现状水质较差。

整体上来看，埭头溪河道内水生生态系统结构尚存，但功能基本丧失。

3 存在问题分析

3.1 水环境问题分析

埭头溪河道水体中过量的氮、磷等营养物质主要来自处理不完全的工业废水和农村生活污水等。氮、磷含量过高是水体富营养化的根本原因，而富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问题。这是因为：(1)污染源的复杂性，导致水质富营养化的氮、磷营养物质，既有天然源，又有人为源；既有外源性，又有内源性。这涉及农田径流所造成的的营养盐流失、迁移和转化、底泥与水体间营养盐的释放和吸附机理等方面的研究。(2)营养物质去除的高难度，至今还没有任何单一的生物学、化学和物理措施能够彻底去除废水中的氮、磷营养物质。在水环境问题治理上，需要利用多种手段，制定治理方案，分阶段进行，逐步恢复生态系统的结构和功能，从而实现环境可持续发展的目标。

3.2 污染源问题分析

鉴于人口的不断增长和工业企业的不断发展，埭头溪区域内的污染源各类排放物的总量呈逐年上升趋势，水环境受到越来越多的污染。该区域内主要污染源为工业污染源和生活污染源。虽针对水污染防治做了很多工作，但是仍然存在以下问题：(1)随着城镇化规模不断扩大，污水设施建设明显滞后于城市化进程，亟需扩建或新建污水处理工程以提高污水处理能力；(2)农村污水收集系统不完善，部分污水没有纳管收集，对有条件铺设管道的进行纳管改造，没条件的则就地处理；(3)个别的企业工业污水存在未达标排放、偷排、漏排等现象，需加大监督管理力度。

3.3 治理难点分析

河道综合治理涉及治河、治污、景观建设及用地开发等各个方面，牵涉到多个职能部门，是一项复杂的系统工程，主要存在的治理难点如下。(1)河流整治工程本身耗时长，完成后仍需长期有效的管理运营，目前厦门市尚无相关长效运营机制。若民众参与度不高，在后期工程建设中极有可能出现征地拆迁纠纷、畜禽养殖赔偿不合理等问题，不但不能发挥民心工程造福广大市民的作用，反而有可能引发矛盾[9-10]。(2)分析和评估埭头溪河道治理所采取的现有工程措施的效能，同时，借鉴国内外先进成熟的工程案例，进行针对性的处理设施深度优化，并寻求经济、污染治理和生态环境之间的效应关系，为制定宏观政策及具体的污染控制措施服务。

4 对策与建议

4.1 政府管理层面

(1)设立河道综合管理机构。厦门市政府把污染整治工作列入了相关项目负责领导与部门的年度目标责任绩效考核体系。埭头溪河道各河流断面的水质有所改善，这与“河长制”的推行有密切关系。“河长制”能够把区域周边乡村的生态文明建设纳入河流综合治理的范畴，其模式值得借鉴和推广。管理机构必须加强领导、明确责任，形成协调、高效的管理实施体系。要明确协调机制、决策机制和责任追究机制。将河道综合治理目标的完成情况列入政府考核指标体系，定期严格考核，确保治理目标、任务和措施落实到位。

(2)提高村民参与治理的意识和能力。在治理的规划决策及实施过程中，专家及相关部门应与村民深入交流，共同协商完成河道综合治理规划。村民的意愿和想法在河道综合治理中得到体现，让村民感受到治理措施是为自身设计的，进而促进其主动参与，提升村民对河道综合治理的积极性[11]。

(3)建立埭头溪综合治理机制。建立健全养殖业第三方巡查机制，摸查养殖情况，积极推进退养；全面开展企业污水排放排查整治和小作坊污染整治，确保全区域环境治理成效。

4.2 工程措施层面

(1)进行同安污水处理厂的污水处理能力提升，并加快中水回用水平，深化尾水处理程度。在近期污水无出路的地区重点建设再生水回用设施，将再生水作为非常规水资源，强化再生水利用。尾水排放水体可结合具体条件，利用河滩、湿地等自然生态系统，进行生态净化，进一步削减污染物。

(2)应加强环境综合整治，加快乡镇环境基础设施建设步伐。逐步将靠近城区的村镇生活污水纳入城市污水收集系统，在经济发展迅速的村镇逐步建成自己的污水处理系统，提高村镇污水处理率，配套污水管网，实现污水集中处理。进一步做好垃圾

分类的工作，推动村镇生活垃圾实现收集袋装化和无害化处理，逐步加强农村基层环卫设施建设，集中收集、压缩垃圾后运至城市垃圾填埋场。

(3)应结合同安区用地规划、产业结构调整，加快区域工业布局调整步伐，进一步优化工业布局。积极推动企业实施清洁生产，建立清洁生产运行机制，提高工业用水重复利用率。对辖区内的重点排污企业进行监察，对污染物排放不能稳定达标排放的企业实施限期治理，确保流域水环境质量[12-13]。

(4)作为水处理环节中最重要的部分，水厂消毒还应当考虑微生物泄露风险问题，如突发的上游水污染风险(2013年黄浦江上游死猪漂浮事件)、出厂水中少量细微的活性炭粉末可能携带致病微生物的风险等。因此，建议在水厂中增加紫外消毒设备，实现对微生物污染控制的多级风险屏障。