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普洱市纳贺水库饮用水水源地环境现状与保护对策研究

2023-05-30杨磊起德花李立雄,王少将杨爱松罗维唯李文学柴磊

环境科学导刊 2023年2期
关键词:饮水安全农业面源污染

杨磊 起德花 李立雄, 王少将 杨爱松 罗维唯 李文学 柴磊

摘 要:分析了纳贺水库饮用水源地现状及存在问题,制定了水源地保护稳定达标建设目标,提出完善水源保护区的保护标志、隔离防护设施、农村生活污水收集处理、农村生活垃圾收集转运、农村畜禽养殖粪便收集处理、面源污染治理等对策。

关键词:水源地保护;饮水安全;农业面源污染;達标;纳贺水库

中图分类号:X52文献标志码:A文章编号:1673-9655(2023)02-0-05

0 引言

随着经济社会的快速发展,饮用水需求量不断增加,污染物排放量也增加,对区域水资源短缺、水质达标、水生态安全产生较大影响。纳贺水库位于普洱市思茅城区北郊8.0 km的纳贺河下游段,径流面积11.4 km2,现状蓄水量458万m3,属小(一)型水库,水库大坝中心位置坐标为N 22°50'30.48",E 100°57'28.20"。水库功能以思茅区供水为主,兼顾灌溉。目前年取水约230万m3,占城市总取水量的10.13%,供47916人日常用水。2021年6月对纳贺水库饮用水水源地保护区进行划分,水源保护区总面积为11.65 km2,其中:一级保护区面积为1.08 km2,二级保护区面积为10.57 km2。

纳贺水库水源保护区村庄部分农户生活污水、生活垃圾、畜禽养殖粪污处理未全覆盖,农业面源污染问题突出;水源保护区内63.61 hm2耕地种植过程中施加的化肥、农药等含氮化学物质随地表径流进入水库,纳贺河边生态湿地失效,纳贺河淤塞严重;此外,纳贺水库东南侧G8511昆磨高速公路约3.5 km道路段穿越水源保护区,存在路面径流污染及交通风险。

纳贺水库是普洱市市民的饮用水源地之一,当务之急必须确保水库周边污染源得到有效整治,并尽快完善水源保护区的保护标志、隔离防护设施、农村生活污水收集处理、农村生活垃圾收集转运[1]、农村畜禽养殖粪便收集处理、面源污染治理、生态修复,积极开展纳贺水库饮用水水源保护区环境保护工作,以实现水源地水环境安全保障水平的持续提升。

1 水环境现状及稳定达标目标

1.1 水质评价指标

本研究以《GB 3838-2002地表水环境质量标准》中II类水标准[2]、集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准为水质达标状况评价标准。

1.2 水质变化趋势

以2017—2021年纳贺水库监测断面为代表,选取氨氮、COD、BOD5、高锰酸盐指数、总氮、总磷6项地表水主要污染指标分析纳贺水库年际水质变化趋势[3]。结果表明:高锰酸盐年平均浓度2018年最低,为1.50 mg/L,2017年最高,为1.75 mg/L;

氨氮年平均浓度2020年最高,为1.45 mg/L,2017年最低,为0.07 mg/L,氨氮呈先升高后下降趋势;化学需氧量呈先下降后升高趋势;总氮在2019年后呈逐年升高趋势;总磷在2018年后呈逐年升高趋势。污染指标的变化主要受年降雨量、入库水量、上游居民土地利用情况、水源保护区管理力度等因素影响。

1.3 水源地保护稳定达标建设目标

完善水源保护区的保护标志、隔离防护设施、农村生活污水收集处理、农村生活垃圾收集转运、农村畜禽养殖粪便收集处理、面源污染治理、生态修复,通过一系类措施,控制污染物CODCr 22.60 t/a、TN 1.83 t/a、TP 0.39 t/a,使纳贺水库水质稳定于II类水标准。

2 纳贺水库饮用水源保护区主要生态问题

2.1 村落生活污水污染

纳贺水库流域内分布纳贺、岔河2个自然村,106户,共计398人。部分农户生活污水、畜禽养殖粪污未全覆盖,生活污水和畜禽养殖污染物通过雨水径流进入纳贺水库,对纳贺水库造成污染。根据流域内农村人口数量计算得:生活污水污染入库量为COD 0.72 t/a、TN 0.22 t/a、TP 0.02 t/a、NH3-N 0.14 t/a。

2.2 村落生活垃圾污染

纳贺水库流域内农村垃圾排放量采用生活垃圾排放系数法进行估算。根据现场踏查情况,虽然村里建设了垃圾收集池,但是由于村民文化水平差异、环境保护意识淡薄[4],纳贺水库流域内存在农村生活垃圾随意丢弃情况。参照生态环保部《生活源产排污系数及使用说明》,最终计算得出流域内生活垃圾污染入库量为COD 0.29 t/a、TN 0.029 t/a、TP 0.011 t/a。

2.3 畜禽养殖粪污污染

纳贺水库水源保护区畜禽养殖散户普遍,管理较为粗放,畜禽养殖粪污一般作为农家肥用于农业资源利用。纳贺水库径流范围内有牛54头,猪402头,羊15只,家禽1266只。根据《全国总量核算技术方法》,计算得到畜禽养殖粪污污染入库量COD 6.32 t/a、TN 0.47 t/a、TP 0.15 t/a。

2.4 农田径流污染

根据本次土地利用现状调查,纳贺水库水源区的耕地面积为63.61 hm2,其中梯坪地26.26 hm2。

低产坡耕地较多,广种薄收现象比较突出。参考本地区其他流域污染物排放研究成果,该地区旱地源强系数为COD 0.667 kg/hm2·a,TN 0.133 kg/hm2·a,

TP 0.02 kg/hm2·a,梯坪地源系数为COD 0.80 kg/hm2·a,TN 0.16 kg/hm2·a,TP 0.027 kg/hm2·a。计算得到农田径流面源污染物入库量为COD 3.92 t/a、TN 0.78 t/a、TP 0.12 t/a。

2.5 农业固体废弃物污染

纳贺水库流域内主要种植玉米、蔬菜等农作物,根据本地区多年统计数据,农作物残体主要采用就地堆沤、焚烧以及牲畜饲养等处理为主。参照近年来云南省秸秆还田实验研究项目,经计算农田废弃物污染入库量分别为总氮(TN)0.300 t/a、总磷(TP)0.060 t/a。

2.6 水土流失

纳贺小流域内土地总面积827.03 hm2,其中耕地63.61 hm2,包括水田、梯坪地、坡耕地;林地616.38 hm2,包括有林地、疏林地;经果林72.43 hm2,草地6.10 hm2,非生产用地38.43 hm2,水域30.08 hm2[5]。

进行计算水土流失污染物入库量为COD 4.80 t/a、TN 0.720 t/a和TP 0.24 t/a。

2.7 路面徑流污染

纳贺水库东南侧G8511昆磨高速公路约3.5 km道路段穿越水源保护区,参考云南省省内同等类型路面径流研究成果,G8511高速公路路面径流COD、TN、TP平均浓度分别以250.0 mg/L、4.1 mg/L、0.16 mg/L计,根据路面雨水汇流面积及当地气象水文统计数据估算路面径流污染负荷。路面径流污染物入库量为COD 21.14 t/a、TN 0.35 t/a和TP 0.014 t/a。

2.8 汇总分析

按污染源类别划分,流域污染来源主要是面源污染[6],其中17.00%的COD、12.68%的总氮、19.03%的总磷来自人畜粪便;10.55%的COD、21.01%的总氮、15.33%的总磷来自农田径流及弃水;12.91%的COD、19.03%的总氮、30.65%的总磷来自水土流失;56.85%的COD、9.38%的总氮、1.79%的总磷来自路面径流。

3 纳贺水库饮用水水源地安全保障稳定达标对策

3.1 隔离防护措施

隔离防护措施针对水源一级保护区进行适当人工干预,即在水源一级保护区周边构建水环境保护屏障。隔离带采用组装灵活的钢丝护栏网。

3.2 农村生活污水收集

纳贺水库水源保护区原来做的污水收集采用了分流制,但是,由于管护不到位、资金缺少、不够重视等原因,目前部分污水处理设施、污水收集管网存在堵塞、破损、错接漏接情况,较为分散的住户和新建的住户未进行污水处理,因此,在排水制度采用分流制的前提下,对水源保护区存在的生活污水问题进行完善,具体措施如下:

改造利用原有的排水系统。①更换破损管网、更换管径过小管网、疏通堵塞管网;②布设原来没有进行污水收集支管;③增加污水处理系统。

3.3 农村生活垃圾收集

纳贺水库水源保护区农村垃圾主要是道路清扫物和居民生活废弃物。村落人口密度低,村落坡度整体较大,雨季降雨量较大,不便进行垃圾桶收集,同时考虑到垃圾桶后期需要进行更换,因此建设垃圾房收集居民生活垃圾。

3.4 畜禽粪便处理

畜禽粪便处理的方法很多,例如:烘干法、堆肥法、沼气法,根据纳贺水库居民的基本情况和土地利用状况,畜禽粪便处理采用沼气法。

3.5 农业面源污染防治

农业面源污染治理常用的方法有四大类:开展绿色农业、生态沟、生态稳定塘、集水窖。

纳贺水源保护区涉及农田径流污染,面源污染防治技术选择包括:①将河流型水源地的上游河道建设成生态沟,通过削减上游污染负荷,对水质起到净化作用;②在农田下游构建人工湿地,一方面可阻挡农田污染进入水源,另一方面可净化农田径流;③田地边缘建排水沟渠和集水窖,延长农田流水停留时间,促进流水携带颗粒物质的沉淀,沟内种植高效富集氮磷植物,吸纳氮磷以及水体中的残留农药,改善净化水质,促其循环再利用[7],排水沟内收集到的水储存于集水窖,用于旱地喷洒、农田灌溉;④对于农业废弃物,建立农业废弃物收集池,收集地膜、塑料、化肥口袋、农药瓶等农业垃圾;⑤对于秸秆、蔬菜叶、田间地头清理出来的农业废弃物,进行就地堆肥。

3.6 应急防护

对于雨水径流污染和交通事故化学品泄漏污染,可以设置应急池来截留有毒有害物质和初期雨水,确保居民饮用水的安全。

此外,应加强水质远程无线监测和视频监控。

4 结语

纳贺水库是普洱市饮用水水源地之一,发挥着举足轻重的作用。2017年纳贺水库水质良好,但2018年后氨氮、总磷、总氮监测数据却呈现逐年上升趋势,这种情况不容忽视。为了实现水源地水环境安全保障水平的持续提升,分析纳贺水库饮用水源地现状及存在问题,并给出饮用水水源地安全保障稳定达标对策,主要内容包括:完善水源保护区的保护标志、隔离防护设施、农村生活污水收集处理、农村生活垃圾收集转运、农村畜禽养殖粪便收集处理、面源污染治理,以保障供水安全。

参考文献:

[1] 上饶市人民政府. 鄱阳湖上饶湖区水体达标方案[EB/OL]. 百度, 2018, (2020-11-17). DOI:https:// wenku. baidu. com/view/5ccfefcea65177232f60ddccda38376bae1fe0dd.html.

[2] 国家环境保护总局. 国家质量监督检验检疫总局. 地表水环境质量标准: GB 3838-2002 [S]. 北京: 环境科学出版社, 2002.

[3] 高园园, 石维, 崔文彦. 岳城水库饮用水水源地安全保障达标现状及对策研究[J]. 环境生态学, 2021, 3(1):89-93.

[4] 段冉. 可持续发展视野下阜新农村的生态文明建设[J]. 科教导刊, 2015(12):155-156.

[5] 李永, 黑志辉. 生态清洁型小流域建设存在问题及对策——以纳贺小流域为例[J]. 水能经济, 2017(112-113).

[6] 殷绪华, 朱亮, 陈琳, 等. ArcGIS在水源地污染源强度空间分析中的应用[J]. 河海大学学报(自然科学版), 2018, 46(5): 395-401.

[7] 王清, 杨冰, 陈焰红, 等. 丹江口库区农业面源污染综合防治现状及生态农业发展探讨[J]. 湖北植保, 2019 (1): 7-10.

Abstract: The current situation and existing problems of drinking water source of Nahe Reservoir was analyzed. The construction target of water source and stable water source protection were formulated. The countermeasures covered setting targets for the construction of stable water source protection standards, improving protection signs for water source protection zones, constructing isolation and protection facilities, collecting and treating rural domestic sewage and rural domestic waste and rural livestock and poultry breeding manure, and carrying out surface source pollution control. This will provide a scientific reference for the protection of drinking water sources for other reservoirs.

Key words: drinking water source protection; drinking water safety; agricultural non-point source pollution; meet the standard; Nahe Reservoir

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