南沙区蕉门水道总磷污染现状分析及防治措施建议
2021-06-04李泰儒钟转有吴泽立
陈 可,李泰儒,钟转有,吴泽立
(1.生态环境部华南环境科学研究所,广东 广州 510550;2.广州市生态环境局南沙区分局,广东 广州 511400)
0 引言
蕉门水道为珠江入海水道之一,西北起于广州市番禺区大坳口,上游接沙湾水道,中游接洪奇沥水道分支上横沥、下横沥水道,至蕉门出海口,基本覆盖南沙全区所有镇街。蕉门水道是南沙区主要水道之一,功能现状为工业、农业、渔业用水,因此蕉门水道水质安全对南沙区人民生活及经济发展等各个方面都有巨大影响。
总磷是水体中较常见的一种形态磷,是藻类生长重要的因素,也是导致水质富营养化最常见的原因[1-2]。近年以来,我国频发水域总磷超标事件,长江、沱江等流域总磷污染引起国内外学者的广泛关注[3-4]。蕉门水道蕉门国控断面总磷自2018年以来持续出现超标,对南沙区人民生活及经济可持续发展构成潜在危害。本文收集了2014—2019年以来蕉门水道蕉门断面水质监测数据,分析蕉门水道流域总磷污染现状及变化趋势,找出总磷污染来源,提出针对性污染防治对策,为蕉门水道总磷精准治理提供技术支撑和决策依据。
1 总磷污染现状分析
1.1 数据和标准
本文主要选取水质监测中总磷指标进行评价分析,采用《GB 3838-2002地表水环境质量标准》作为评价标准,监测数据来源于广州市南沙区环境监测站,相关工业、农业、生活源评价数据来源于广州市第二次全国污染源普查数据。
1.2 蕉门水道水质总磷历史情况
蕉门水道下游出海口位置设置有地表水国家考核断面—蕉门断面,蕉门断面考核要求为Ⅱ类水质,是以2014年广州市环境监测站指令性监测数据为基准,以“环境质量只能更好、不能变坏”的原则作为环保责任红线确定的。
由图1数据可知,蕉门断面水质总磷在2014—2017年保持相对稳定,总磷年平均浓度始终能达到0.1mg/L的水质考核要求。但自2017年10月起,蕉门断面水质总磷监测数据开始出现较大波动,2017年12月,总磷最高达到0.20mg/L,超出Ⅱ类水质标准100%。详见图1。
图1 2014—2017年蕉门断面水质总磷月度变化趋势
1.3 蕉门水道总磷污染现状分析
从2018—2019年对蕉门水道蕉门断面监测数据可看出,自2018年起,蕉门水道总磷出现较大幅度波动,总磷浓度整体呈上升趋势。2018年1—6月蕉门断面因总磷出现连续超标情况,最高时浓度达到0.34mg/L,超出考核标准的240.00%,数据见图2。
图2 2018—2019年蕉门断面总磷变化趋势
2 总磷超标原因解析
2.1 生活污水直排对水体污染物贡献显著
根据南沙区第二次全国污染源数据解析,城镇和农村生活污水直排是蕉门水道流域相关河流污染的重要原因,对总磷的贡献率达到39.00%。主要原因为生活污水排放量大,配套的污水处理能力和管网仍未全面覆盖,城镇生活污水和农村生活污水仍存在未经处理直接排放进入水环境的情况。经统计,目前南沙区集中式生活污水厂收集处理的污水仅占城镇生活排放的90%左右,有10%的城镇生活污染物直接排入环境;农村生活污水处理设施目前有98个,仍未覆盖128条行政村,且农村生活污水处理设施存在正常运行保障率低、出水水质不稳定等问题。
2.2 农业面源产生大量总磷污染物
2.2.1 水产养殖面源污染
根据2016年南沙区水产普查结果,南沙区水产养殖面积为6886.73hm2(103300.949亩),养殖品种主要为四大家鱼、罗非鱼、虾等,主要分布在南沙区蕉门水道流域及万顷沙镇、珠江街片区。根据《南沙年鉴2015》中南沙全区淡水养殖产量,鱼类亩产约1000kg,虾蟹和鳖等亩产约500kg计,总磷的排污系数参照《第一次全国污染源普查水产养殖业污染源产排污系数手册》中的相关系数进行取值,如表1,水产养殖总磷排放量约为66t/a,对蕉门水道流域水质具有较大影响。
表1 水产养殖业污染源总磷产排污系数(摘录)
2.2.2 种植业面源污染
南沙区农业用地的比重为19.7%,耕地面积16423hm2,占农用地总面积的42.9%;园地面积为5844hm2,占农用地总面积的15.3%;林地面积为1709hm2,占农用地总面积的4.5%;其它农用地14316hm2,包括农村道路、坑塘水面、沟渠和设施农用地,占总农业用地面积的37.4%。据统计,南沙区2017年化肥施用量41913.9t,农药使用量超过482.23t,TP流失量参照《第一次全国污染源普查—农业污染源肥料流失系数手册》中的相关系数进行取值,如表2所示。
表2 农业污染源肥料流失系数(摘录)
经计算,南沙区农田种植污染物TP排放量为47.568t/a。农田径流氨氮和总磷的入河量占全部污染物入河量平均可达20%以上,是除城镇生活直排之外的重要污染来源。
3 总磷防控对策建议
3.1 制定上下游跨界流域水质协同管理体系
蕉门水道承接上游顺德水道来水,因此水质在一定程度上受到上游来水水质影响。建议在推进广佛同城化合作的基础上,与上游流域主管政府探索建立流域联防联治工作机制,明确上、下游流域治理职责,协同解决流域总磷超标的问题,采取同步管理、共同治理的总磷削减措施,从根本上推动蕉门水道水质改善,提升治理成效。
3.2 完善城镇污水处理基础设施
对现有污水系统进行提标改造,强化脱氮除磷。推进雨污分流管网建设和改造,建设初期雨水污染处理设施;强化顶层设计,对城乡环境保护进行统筹考虑,实行全区各行政区域农村综合整治统一规划、同步实施,综合考虑农村生活污水收集处理体系。
3.3 开展农业面源污染综合整治
在区域范围内先行开展绿色种植示范区,采取测土配方施肥、调整化肥使用结构、改进施肥方式、有机肥替代化肥等途径,实现化肥减量;采用病虫害绿色防控新技术,推进高效低毒农药替代高残留农药,减少农药使用量。通过逐步扩大示范区范围,加大宣传力度等手段,实现农药化肥使用量逐年递减。
优化水产养殖产业布局,防止产能过剩,倡导生态养殖模式。推进养殖尾水治理工作,完善养殖鱼塘污水处理设施,采用人工湿地、生态塘等技术,推动养殖尾水资源化利用或达标排放,确保养殖尾水不对周边水域水质产生不良影响。
3.4 建立在线监控体系
对蕉门水道来水处、主要汇水点及出海口位置设置水质在线监控设备,实时监控蕉门水道水质变化情况,依据水质在线监测数据,及时采取针对性措施防控污染物大规模进入蕉门水道。