聊城市徒骇河水质现状及污染成因与对策分析
2022-02-02丁滢滢赵修敏孙庆彬
庞 博 丁滢滢 赵修敏 孙庆彬
(山东省聊城生态环境监测中心 山东聊城 252000)
引言
聊城城区独具“江北水城”特色,被誉为“中国北方的威尼斯”。聊城市境内主要有6 条河流,分别是徒骇河、马颊河、卫运河、金堤河、赵牛河和京杭运河。可利用地表水资源多年平均总量为454.86 亿立方米,过境黄河水资源420.3 亿立方米,地下水资源可利用量9.51 亿立方米。
徒骇河是聊城市境内最长的河流,境内长度约169.5 千米,流域面积5183 平方千米,上游有河南、河北的少部分支流汇入河道,在聊城市境内先后流经莘县、阳谷县、聊城市主城区(旅游度假区、东昌府区、高新区、开发区)、茌平县,在高唐县出境进入德州市境内。同时,徒骇河也是接纳聊城市废水最多的河流,集水面积大于30 平方千米的支流有36 条。因此,徒骇河是研究聊城市水环境质量的代表性河流。
统计2021 年全年(每月1 次人工监测)徒骇河主要断面以及近3 年河流出境断面监测数据,以国家《地表水环境质量标准》进行评价,对徒骇河水环境质量分析如下。
1 水环境质量现状
选取马集闸、毕屯、李凤桃、王堤口、聊位路桥、光岳路桥、延寿观和前油坊8 个监测断面对徒骇河水质进行统计评价分析。
2021 年8 个监测断面水质超出Ⅳ类标准的污染物有总磷、化学需氧量(CODCr)、氨氮、高锰酸盐指数(CODMn)、生化需氧量(BOD5)共5 项。
(1)2021 年徒骇河整体水质较好。通过计算主要污染物年均值,8 个断面中,仅李凤桃1 个断面因总磷超标,为劣V 类水质,毕屯为V 类水质,其余6 个断面均为Ⅳ类水质。
表1 2021年徒骇河主要断面主要污染物年均值及水质类别统计表
表2 近3年徒骇河出境断面主要污染物年均值及水质类别统计表
(2)2021 年徒骇河出境断面前油坊水质达到水质考核目标要求,为Ⅳ类水质。
(3)近3 年,徒骇河出境断面前油坊水质逐年改善,水质类别由劣V 类下降为Ⅳ类水质。其中,化学需氧量、氟化物和五日生化需氧量3 项指标改善显著,与2019 年相比,2021 年化学需氧量、氟化物和五日生化需氧量年均浓度分别降低了32.4%、49.4%和15%。
图1 近3年徒骇河出境断面主要污染指标变化趋势图
2 主要污染特征及规律
2.1 富营养化、耗氧污染污染特征较为显著
根据徒骇河主要污染物超标情况统计,2021 年总磷浓度最大值为1.88mg/L,出现在2 月份李凤桃断面,超地表水V 类水质标准3.7 倍;同时总磷超标频率较高,在8 个断面12 个月监测中,超出V 类水质标准12次,说明水体富营养化程度较高;耗氧污染物CODCr、CODMn、BOD5在各监测断面也时有超标发生,其中CODCr浓度最大值为83mg/L,超地表水V 类水质标准1.08 倍。
2.2 水质污染程度随沿程流经区域变化较为明显
图2 2021年徒骇河化学需氧量、氨氮均值浓度沿程变化图
图3 2021年徒骇河总磷、氟化物均值浓度沿程变化图
徒骇河化学需氧量、氨氮沿程变化趋势大致相同,从毕屯至王堤口断面水质污染减轻,从聊位路桥至延寿观断面水质污染程度有所加重,流经出境断面前油坊水质又有所改善。与氨氮和化学需氧量变化趋势不同,总磷和氟化物2 项指标在李凤桃断面水质污染加剧,几乎达到全程污染最高峰,从王堤口至延寿观断面水质平稳,直至出境。
2.3 水质随时间变化而呈规律性变化
对2021 年徒骇河出境断面前油坊化学需氧量、氨氮、总磷和氟化物每月监测数据进行统计分析,发现部分污染物浓度随时间变化存在一定规律,尤其以氨氮、氟化物更为明显。3 月到4 月(入春)各污染物浓度显著下降,9 月至11 月各污染物浓度升高,呈现春夏季水质污染轻、冬秋季污染重的规律。应与气温升高,用、排水量增加有关。
图4 2021前油坊断面化学需氧量、氨氮均值浓度时间变化图
图5 2021年前油坊断面总磷、氟化物均值浓度时间变化图
3 污染原因分析
3.1 流经区域大量污水汇入是徒骇河水质好坏的决定性因素
徒骇河沿程各县(市、区)污水汇入,造成徒骇河从上游至下游呈现分段污染特征。入境客水及莘县古云工业园区工业、生活污水汇入后,徒骇河毕屯断面水质较差,经过河流水质自然降解、闸坝蓄水等,断面水质有所改善;在莘县城区工业、生活污水汇入后,李凤桃断面污染加剧,尤其以总磷最为明显;随后徒骇河接纳金线河、赵王河等支流汇入后,在聊位路桥断面水质有所改善,流经聊城市主城区后接纳了东昌府区、高新区、开发区处理后的城市生活污水、工业废水,水质污染程度轻微加重,延寿观断面水质轻微变差;徒骇河进入茌平县境内后,茌平县工业、生活污水先后通过茌新河和茌中河汇入徒骇河,造成徒骇河水质污染程度明显加重,徒骇河在接纳茌平污水后进入高唐县境内,经过河流水体自然降解,水质改善,出境前油坊断面平均水质达到水质考核目标要求。
通过徒骇河沿程水质变化分析结果可以看出,徒骇河水质随接纳流经区域污水发生明显变化,说明流经区域污水汇入是影响徒骇河水质污染程度的决定性因素。
表3 2021年徒骇河主要入河支流监测项目统计表
3.2 气温和降水变化是水质变化的重要影响因素之一
在季节交替时,徒骇河水质有明显变化。冬季大部分河流处于冰封期,河水流量和流速较小,水质较差,当春季气温回升时,河水冰封解除,用、排水量增大,河流流量和流速增大,不仅水体中污染物浓度稀释扩散能力随之加强,而且水汽界面上的气体交换速度也随之增大,河流自净能力显著提高,因此水质显著改善;当进入夏季后,气温急剧升高,大量水生生物急剧繁殖,有可能造成氨氮等污染物超标,且雨季到来后,支流污水在降雨时可随雨水进入干流,地面冲刷、农业面源污染等可能导致河流水质超标[1]。
3.3 茌平县废水排放导致入徒骇河支流工业污染因子超标
聊城市属于高氟区,氟化物背景值较高,且地势低洼,地下水径流条件较差。目前生活用水及工业用水,大部分都是使用地下水,地下水经开采使用后氟化物进一步富集,浓度升高,排入地表水体后造成地表水氟化物浓度较高、甚至超标的现象。当徒骇河进入茌平县境内后,茌平县工业废水通过茌新河和茌中河汇入徒骇河,茌平县部分企业废水外排极可能间接影响徒骇河水质,成为影响徒骇河出境断面水质稳定达标的潜在危险因素。
综上,2019-2021 年水质状况分析表明,徒骇河水环境质量整体呈现改善趋势,尤以化学需氧量、氟化物和五日生化需氧量指标浓度年均值下降显著。但是在8 个断面的全年监测中,富营养化、耗氧污染型污染物及氟化物超标现象时有发生,尤其是总磷超标的频次较高,同时各入河支流的水质状况相对较差,超标项目和超标频次均高于主河道。
除去气候气象、地质等客观因素影响外,流域范围内各县(市、区)产生的生活污水和工业废水汇入主河道,引起河流断面超标的根源有以下几方面。
一是城市和农村的污水收集管网“雨污分流”不彻底,导致降雨时大量未经处理的生活污水或农业面源污染混合雨水直接进入河道,致使河流断面水质超标。
二是部分县(市、区)污水厂处理能力接近满负荷运转,存在雨季汛期溢流甚至旱季溢流问题,急需扩容改造。
三是农村农业面源污染依旧较为严峻。有些乡镇驻地和农村大型生活社区,没有污水处理设施和污水收集管网,部分乡镇和农村居民聚集区污水收集处理尚处于起步阶段,一些乡镇虽然建设了污水处理厂,但由于污水收集管网不健全,运行极不稳定,导致大量未经处理的生活污水直排沟渠,在降雨时随雨水进入干流,导致河流断面超标。与此同时,农村在种植中片面追求高产,大量使用农药化肥,残留在土壤中,降雨时被冲入河道对河水造成污染,造成水质氮、磷等富营养化污染。
四是农村黑臭水体是影响水质达标的潜在隐患。
4 水污染防治对策及建议
为确保徒骇河水质稳定达标,全流域基本消除劣Ⅴ类水质,需要进一步采取以下措施,改善地表水环境质量。
4.1 扎实推进实施市政雨污合流清零和污水处理设施提标
一是提高城镇污水收集处理能力,推行“污水纳管、清水入河”,确保城区污水全面收集、雨水高效利用排放。
二是开展管网考评工作,完成污水集中处理设施收集和处理能力评估,强化对污水集中处理设施及配套管网的监管维护。
三是加强城镇生活污水收集处理设施建设与提标,确保污水处理设施稳定运行和配套管网建设到位,消除城镇驻地生活污水直排现象。
四是开展建筑小区管网普查,逐步消除错接混接。
五是指导污水处理能力接近满负荷运转的县(市、区)、市属开发区进行污水处理厂扩容改造,着力解决污水厂收集处理能力不足导致的降雨溢流甚至旱季溢流问题。
根据聊城市人民政府 《聊城市打好碧水保卫战2022 年行动计划》,到2022 年底,城市和县城建成区市政雨污合流管网、黑臭水体实现动态清零,全市30%的县级以上城市污水处理厂出水水质达到地表水准Ⅳ类标准。
4.2 巩固城市、县城建成区和农村黑臭水体治理成果
一是对全市已完成整治的城市建成区黑臭水体及县城建成区黑臭水体,强化日常监督检查,及时发现并解决水体漂浮物、沿岸垃圾、污水直排等问题。
二是对已完成治理的黑臭水体定期开展水质监测并向社会公布水质监测结果,对新发现及“返黑返臭”的水体要重新纳入整治清单限期完成。
三是深化农村生活污水和黑臭水体治理。强化对农村生活污水治理设施的运行监管,同时因地制宜实施控源截污、清淤疏浚和水体净化等工程。
四是加强水产养殖尾水治理,推广生态健康养殖、尾水治理等技术模式,促进养殖用水循环利用。
4.3 强化重点涉水污染源执法监管
一是严格落实规划环评要求,完善各类产业园区(工业园区、产业聚集区、经济技术开发区和高新技术产业开发区等)污水收集处理设施监管,确保稳定运行达标排放。
二是开展氟化物等特征污染物的深度治理。针对聊城市部分地区为高氟区的客观条件,严格控制流域汇水范围内工业建设项目和服务业新增取用地下水,依法规范自备井监督管理。用于供暖的地热井尾水严格按照规定实施回灌,严禁直接排入市政管网和河湖,对非法设置的地热井依法予以取缔。强化热电企业、污水处理厂氟化物提标治理工作,确保氟化物浓度持续改善。
4.4 落实横向流域生态补偿机制,做好汛期等应急保障工作
一是完善落实横向流域生态补偿机制。按照已签订的县际间横向生态补偿协议,充分调动流域上下游治污积极性,加强沟通交流,建立联防联控定期会商机制,联合处置突发水环境污染应急事件,按规定时限清算补偿资金。
二是切实降低汛期生活污水直排对重点断面的水质影响,特别是要加强汛期排水监管,发现超标水体应立即启动涵闸联合管控,全力保障主要河流出境断面达标。
三是提升城镇污水处理设施应急处理能力,确保发生强降雨或进水浓度升高等应急情况时污水得到有效处理。
结语
2021 年徒骇河水环境质量现状分析表明,河流水质整体呈现改善趋势,尤以化学需氧量、氟化物和五日生化需氧量指标浓度年均值下降显著。但是在8 个断面的全年监测中,富营养化、耗氧污染型污染物及氟化物超标现象时有发生,尤其是总磷超标频次较高,同时各入河支流的水质状况相对较差,超标项目和超标频次均高于主河道。徒骇河水质污染根源在于污水收集管网雨污分流不彻底,导致降雨时大量未经处理的污水混合雨水直接进入河道,造成河流断面水质超标。为确保徒骇河水质稳定达标,全流域基本消除劣Ⅴ类水质,应从推进实施市政雨污合流清零和污水处理设施提标等4 个方面采取污染控制对策,改善聊城市地表水环境质量。