倒水河武汉段水环境现状调查与保护对策

2020-06-13汪海涛吴咪娜吴学灿

环境科学导刊 2020年3期

朱敏，汪海涛,吴咪娜，吴学灿

(1.武汉市环境保护科学研究院，湖北武汉 430000；2.武汉智汇元环保科技有限公司，湖北武汉 430000；3.云南省生态环境科学研究院云南省重金属污染控制工程技术研究中心，云南昆明 650034)

国家《“十三五”规划纲要》提出“把修复长江生态环境放在首要位置”，而入江河流是污染物进入长江的重要载体[1]。倒水河是长江的一级支流，源于大别山南麓的庆儿寺，自北向南流经新县、红安县、新洲区，在河口龙口注入长江；全长163km，流域面积1793km2；其中武汉新洲境内长43km，多年入境径流量6.5亿m3，水环境功能区划为Ⅲ类。主要功能是防洪、排涝、灌溉、水产养殖、航运、水力发电和水资源的开发综合利用，保障了两岸18万亩农田旱涝保收。是新洲区生存与发展必不可少的要素，在区域经济发展和生态保护中，有着十分重要的地位。

随着新洲区及上游区域城市化进程的高速发展，倒水河武汉段水质多次出现超标现象，做好倒水河武汉段流域的水环境保护工作迫在眉睫。本文结合水质监测数据，开展实地调研，分析了倒水河武汉段存在的水环境问题，并提出了治理对策。

1 水质状况及污染负荷分析

1.1 水质历史状况分析

根据武汉市地表水环境功能区划，倒水河武汉段水质目标为《GB3838-2002地表水环境质量标准》Ⅲ类标准。本研究监测频次为每单月监测1次，监测项目包括化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、五日生化需氧量(BOD5)等28项。2007—2016年水质变化情况见表1。

表1 倒水河武汉段2007—2016年水质变化情况

倒水河武汉段冯集断面(入境断面)2014年和2016年水质不能满足Ⅲ类水体功能要求，主要为总氮超标，超标倍数分别为0.02倍和0.29倍，其他年份水质满足Ⅲ类水体功能要求。龙口断面(入江断面)2007年、2008年、2014年、2015年和2016年水质不能满足Ⅲ类水体功能要求，2007年、2008年、2015年和2016年为总氮超标，超标倍数分别为0.3、0.1、0.45和0.13倍，2014年为COD超标，超标倍数为0.05倍，其他年份水质满足Ⅲ类水体功能要求。

1.2 水质现状分析

倒水河武汉段2017年1月—2019年5月各断面主要水质指标质量浓度超标倍数的变化情况见图2和图3。

倒水河武汉段2017年1月—2019年5月冯集断面和龙口断面水质等级为Ⅲ～Ⅴ类，主要超标因子为NH3-N、COD、CODMn和BOD5，其中冯集断面的NH3-N连续三年在3月份出现超标，超标倍数分别达到0.44、0.9和0.54。3月份正值河流枯水期，河流水量较少，且正值春节期间，流域范围内生活污染源剧增，导致氨氮大幅超标。COD和CODMn在两个断面均出现超标，但下游龙口断面比上游冯集断面超标严重，呈现出上游低下游高的污染特征，表明倒水河在武汉段流域存在大量污染物排放的状况。NH3-N在上游冯集断面超标严重，且呈现出上游高下游低的污染特征，表明NH3-N的污染源主要由上游产生，且水体存在一定的自净能力。

1.3 污染负荷分析

倒水河武汉段主要功能为排涝、灌溉，流域范围内城镇污水处理厂尾水均不排倒水河，没有企业排污口，污染源主要为农业面源、农村生活和城镇生活污水。

根据武汉市环境统计数据及实际调研结果，参考《全国水环境容量核定技术指南》中的产排污系数，对流域范围内各类污染源的污染负荷进行核算，汇总得到倒水河武汉段各类污染源的入河量和负荷比见表2。

由表2可知，水产养殖污水是倒水河武汉段污染因子的主要来源，其对氨氮和总氮的贡献率分别达到50.95%和55.21%，对总磷的贡献率为41.91%，对化学需氧量的贡献率达33.39%。农村生活和城镇生活也给倒水河武汉段带来不小的污染负荷。从污染物入河总量来看，化学需氧量及氨氮负担依然过重，农村生活和水产养殖、城镇生活、畜禽养殖业是其主要来源。

表2 倒水河武汉段流域污染物负荷总量

2 水环境治理中存在的主要问题

2.1 农业农村面源污染形势严峻

流域范围内水产养殖发达。倒水河武汉段流域范围内水产养殖量大、分布广，池塘养殖干塘捕捞，大量养殖弃水(Ⅳ类水质左右)直排沟港进入倒水河。倒水河下游河道为人工开挖，出口的龙口闸因常年封闭，附近形成较大的汇流水域，遗留大量“三网”养殖问题，对断面水质有一定影响。

畜禽养殖问题突出。作为畜禽养殖大区之一，新洲区养殖量较大，而养殖粪便综合利用率偏低，产生的污染处理不彻底，未经处理排放导致水体污染较为严重。部分畜禽养殖场选址不合理，未配套污染治理设施。

农业种植面源污染压力逐步增加。流域范围内有大量农田和蔬菜大棚，过度使用农药、化肥，汇流到附近沟渠等对倒水河武汉段水质也造成了严重影响。

2.2 污水治理基础设施建设不够，管理不够完善

城镇污水收集及处理设施建设不够。流域内污水处理能力弱，整体处理规模难以满足流域内全部污水处理的需求。流域内城镇污水收集系统尚不完善，整体污水收集率低，管网建设改造力度亟待提升。

村级污水处理设施建设不够，管理不够完善。村级污水处理设施覆盖率不高，难以满足当前使用需要。

2.3 水文水资源影响

倒水河属于暴洪型河流，新洲河床淤积严重，沙滩较多，枯水期河道水量减小、流动性差，自净能力降低。冬季枯水期(每年12月—翌年2月)多年均流量约0.20m3/s，同时上游段发展用水量激增，倒水河冬季入境流量不到0.1m3/s。水量下降降低了水体自净能力和水环境容量。

倒水河下游河道为人工开挖，入江口龙口闸常年封闭，监测断面附近形成了较大面积的半封闭水体，且与周边陶家大湖、鄢家湖等相连通，制约了倒水河的自然流动。

另外，橡胶坝的存在尽管改善了倒水河的灌溉、抗旱、防洪等功能，但也改变了河流下游水流以往的动力、水质等整体水生态系统，橡胶坝下游水体自净能力明显减弱，对水环境质量造成一定影响。

2.4 上游水质恶化

倒水河冯集入境断面2016年以来有明显恶化趋势，自2016年5月起开始出现超标，主要超标项目NH3-N、COD浓度显著增加，2016年较2015年分别增加了148.1%、30.9%，表明上游水质的恶化也是倒水武汉段水质下降的重要原因。

3 水污染治理对策

3.1 农业农村污染控制

水产养殖污染控制。开展集中养殖区域内的养殖用药使用情况调查，加强水产养殖投入品管理，依法规范、限制使用抗生素等化学药品，强化风险监控[2]。倒水河武汉段流域范围内所有列入全市湖泊保护目录的湖泊和水库，全面实行不投肥、不投药、不投饲的生态养殖模式。

畜禽养殖污染控制。对辖区范围内所有畜禽养殖场进一步全面排查，建立养殖档案，制定整治计划。严格落实“三区”划分方案和实施方案。新建、改建、扩建规模化畜禽养殖场(小区)要实施雨污分流、粪便污水资源化利用，到2020年，倒水河武汉段流域范围内畜禽规模化养殖场粪污资源化综合利用率达到85%以上。

农村地区生活污水污染控制。加快乡镇污水处理设施配套管网建设，加强对现有集镇污水处理设施的运行维护管理，同时积极探索农村污水处理管理长效机制，确保农村污水处理设施稳定有效运行[3]。

3.2 城镇生活污染物防治

为改善倒水河武汉段水环境质量，应加快城镇污水处理设施建设和改造[4]。鼓励各污水处理厂，在尾水稳定达到一级A的基础上进一步强化脱氮除磷能力，力争尾水氨氮浓度低于4mg/L。其他新、改、扩建的城镇污水处理设施要执行一级A排放标准。

积极推进倒水河沿线区域街道老旧街区改造[5]，工业园区和住宅小区新建管网均须实行雨污分流；尽快完成生活污水收集管网建设改造和配套管网提升泵站建设，切实提高污水处理厂运行负荷。配套建设污水收集系统，将区域污水收集进入现有管网。避免污水直排倒水河或经港渠排入倒水河。

3.3 实施连通湖泊保护工程

开展湖泊保护工程，对鄢家湖、陶家大湖等湖泊实行截污工程，断绝污水再次排入湖泊，提升湖泊水体及生态质量。开展连通湖泊的排污口截污整治工程，严格控制各连通闸口的环境管理与调度。完成南部水网联通和生态修复工程，实现长江、倒水、举水、七湖、陶家大湖、涨渡湖等南部水系动态连通，并采取构建浮岛、污染治理、截污、生态修复等一系列措施提升水质。