武河流域(山东兰陵段) 汛期水质总磷超标原因分析及治理措施

孔祥龙 徐从海 王 静

（1.临沂市生态环境局兰陵县分局，山东 兰陵 276000；2.临沂君和环保科技有限公司，山东 临沂 276000；3.山东君成环境检测有限公司，山东 临沂 276000）

1 研究区域概况

武河发源于山东省临沂市兰陵县庄坞镇多福庄闸，总体呈东北—西南流向，经庄坞、长城两个乡镇，于江苏省邳州市境内汇入京杭运河，为跨省河流。武河在兰陵县境内全长28. 9km，流域面积约82km2，涉及61 个自然村，周边有10 万亩高标准农田，属于典型的农业农村面源污染型河流。为保护武河水质，自“十二五”起，国家在兰陵县长城镇红圈村建设武河310 公路桥水质自动监测站，“十四五”以来，该自动监测站国控断面水质一直不能稳定达到Ⅲ类水质考核标准，特别是汛期存在总磷严重超标等问题。武河流域(山东兰陵段)范围及采样点位布设见图1。

2 研究路线

2.1 采样点位布设

入河排污口污染物排放分析是污染源防治的重要措施。经调查，武河流域（山东兰陵段）内共有83 个入河排污口，2020年汛期，有59 个排水口形成径流。2020年7月在59 个有水排水口进行了样品采样（37个在庄坞镇，22 个在长城镇）。同时，为更好地比较各点位水质变化情况，在每处排水口的干流上游50m和下游50m 同步进行了采样，共采集水样177 个。

2.2 样品分析

所有样品采集及水样分析均委托第三方环境检测机构完成，水样分析指标主要为总磷浓度，采样时，现场同步测定流速。采样严格按照《地表水环境质量监测技术规范》（HJ 91.2—2022）和《水质采样 样品的保存和管理技术规定》（HJ 493—2009）的要求进行，水体总磷浓度检测依据《水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法》（GB 11893—1989）进行。

2.3 污染排放量贡献占比计算方法

通过“污染排放量贡献占比（P）”，即各个排污（水）口的污染物排污量占所有排污（水）口排污总量的比例，来反映各个排污（水）口的污染严重程度。污染排放量贡献占比计算公式为

式中：P为污染排放量贡献占比，%；ci为某处排污（水）口污染物检测浓度，mg/ L；Qi为某处排污（水）口汛期流量，m3/ d。

3 结果与分析

3.1 武河流域（山东兰陵段）水体总磷浓度分布特征

武河流域(山东兰陵段)水体总磷浓度分布情况见表1 和图2。由表1 可知，59 个排水口中，52个水体总磷浓度高于《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）Ⅳ类限值（大于0.3mg/ L），占比为88.1% ，7 个水质标准在Ⅲ ～ Ⅳ类，占比为11.9% 。由图2 可知，武河流域（山东兰陵段）水体总磷浓度分布总体上呈现出分段式集中特点，东北部浓度偏高，西南部偏低。

图2 武河流域(山东兰陵段)入河口总磷浓度分布情况

3.2 总磷排放量贡献占比

总磷排放量贡献占比见表2。由表2可知，武河流域（山东兰陵段）59 个排水口总磷排放贡献占比大于1%的有23 个，对以上23 个排水口污染源进行重点排查。

从公式看出所以在气体质量流量Gg和雾化气流流速Vg中，提高雾化气流流速Vg对气体动能增加效果明显。从能量守恒定律可推出，气体的动能增加，相应转化为增大总表面积的表面能。但是这种能量交换过程效率极低，不到1%。

表2 总磷排放量贡献占比

3.3 污染源调查

为更好地开展污染源调查，基于排放浓度贡献占比（P）及武河流域（山东兰陵段）总磷浓度呈现出的分段式集中分布特点，由东北向西南，沿着武河水流方向，将武河流域（山东兰陵段）范围划分成9 段进行分段调查，污染源分段调查情况见表3。

表3 污染源分段调查情况 单位：个

采用徒步、遥感、无人机航拍等调查方式，辅助问卷调查、文献查阅、实地观察、访谈等方法对排水口支流上游污染源进行调查。据现场调研，武河（山东兰陵段）沿线污染源分布较多，涉及村庄61 个，其中庄坞镇35 个、长城镇26 个。污染源类别主要为畜禽养殖、农业面源、农村生活污水直排、生活污水管网溢流、牛蒡加工厂、洗蒜加工作坊、蔬菜加工、工艺品加工等，其中，牛蒡加工厂33 家，主要集中在庄坞镇；畜禽养殖（散养、规模化）200 家，庄坞镇108 家、长城镇92家；沿岸还有少量洗蒜加工作坊、蔬菜加工、工艺品加工等，主要分布在庄坞镇。

3.4 超标原因分析

非汛期时，流域降水量少，不能形成有效的地表径流，点源和面源污染物不易随地表径流进入河道，对河水水质影响较小，且根据历史监测数据分析，非汛期时武河水质总磷浓度基本不超标，因此本文主要对汛期引起武河水质总磷超标的原因进行分析。

3.4.1 农村面源污染

经现场调查发现，武河流域（山东兰陵段）内分布有高效农业产业田，面积约6 万亩，以种植蔬菜、苗圃为主。沿岸农业种植面积大，农药喷洒频繁、化肥施用强度大，吸收利用率较低（磷肥利用率低于30%），造成汛期农田退水氮磷浓度高。汛期来临时，大量富余肥料被浸出，进入武河河道。调查发现，96%以上采样点位都存在较严重的面源污染，农业面源污染是造成武河（山东兰陵段）汛期水质总磷超标的重要原因之一。

3.4.2 畜禽养殖污染

畜禽粪便富含氮磷，若粪污发酵不彻底或使用不当流入河流，会造成水体发黑、富营养化及生物病原等污染。本次调查发现，武河流域(山东兰陵段)内沿河有规模化养鸭场28 家、 养鸡场32 家，生猪散养户140户，中小规模畜禽养殖场(户)普遍没有粪污收集处理设施，汛期来临，粪污随雨水直接进入沟渠，最终汇入武河，造成河流水质总磷超标。

3.4.3 农村生活污水

调查发现，武河流域（山东兰陵段）涉及61 个村10 万人，许多村庄没有污水管网，村庄中生活污水随附近水沟漫流，在汛期，居民用水量高，生活污水得不到及时收集，随雨水冲刷最终汇入武河河道。

3.4.4 农业种植废弃物

武河河道两侧蔬菜大棚在种植、清理时，存在废弃农药塑料袋、菜叶、蔬菜秧子等随意堆积的情况，堆积物腐烂变质后，造成水沟水质变黑发臭。汛期被雨水冲刷进入武河，不仅影响水质，而且堵塞河道。

3.4.5 生活污水管网溢流

生活污水管网溢流容易将未经处理的生活污水直接排入农田排水沟汇入武河河道中，对水质造成影响。

3.4.6 河道淤积

河道淤积不仅影响河道的泄洪、防涝功能，还会对河道的生态功能产生一定破坏作用。一方面，河道常年没有疏通和维护，淤塞现象逐年增加，削弱了河道的自净能力。强降雨时将地表土壤颗粒冲入河道，形成黏附力较强的淤泥，其在不断淤积下增加河道堵塞风险。另一方面，不合理地开发利用河道两岸河坡，如种植作物、随意丢弃农业种植废弃物和生活垃圾等，也会导致河道不同程度的淤积。自1991年至今，武河河道一直未开展清淤，河流自净能力逐渐降低，淤积底泥内源污染严重。

3.4.7 汪塘纳污溢流

武河流域(山东兰陵段)内分布着容量大小不等的汪塘32 个。汪塘水质较差，且水面漂浮大量绿藻生物，这些汪塘不同程度地与附近水沟相通，汛期来临时，汪塘蓄水溢出，随贯通水沟汇入武河，影响水质。

4 治理措施

2021年，兰陵县生态委员会办公室设立武河水环境综合整治工作专班，通过揭榜招标，与第三方环保公司签订购买服务协议，成立技术团队，共同开展分段监测、精准溯源、超标原因分析。根据调查结果，技术团队提出“控源减污、标本兼治”的解决方案，对具体任务和责任分工进行安排部署，统筹治污洁水。具体治理措施如下。

4.1 创新思路，突出实效

根据确定的科学治污工作思路，通过揭榜招标，与第三方环保公司签订购买服务协议，成立技术团队，提出“控源减污、标本兼治”的解决方案。第一阶段，在汛期开始前，充分利用现有32 个汪塘和122 条沟渠留水滞污，实现旱季污水不入河，小雨污水滞留减量，大雨污水“掐头去尾”。第二阶段，汛期过后，对部分河道清淤，同时配套建设蓄水净化湿地、调蓄灌溉池等生态辅助工程，提升河道生态自净能力，使汪塘兼具污水净化、农田灌溉功能，提高留水滞污能力，并助力高标准农田灌溉建设。

4.2 科技赋能，精准治污

从武河源头多福庄闸到310 公路桥国控断面，每隔2 ～3km 设置一个监控断面，把全河道分成9 小段，分段对水质变化情况进行调查分析，测定水量和水质，通过无人机航拍配合人工徒步调查等方式，寻找污染来源，精准锁定治污靶点。建立武河流域(山东兰陵段)水环境监控平台，把武河干流、支流、入河排污口及重点污染源等所有数据整合到一个数据App 平台上，实现武河全流域水质精准管理。

4.3 超前谋划，夏病春治

结合“控源减污、标本兼治”的工作思路进行超前谋划，夏病春治，在充分调研论证的基础上，参考《关于加快推进生态清洁小流域建设的指导意见》，印发《武河流域综合整治行动攻坚方案》，对具体任务和责任分工进行安排部署，统筹治污洁水。整治措施包括全面治理农业面源污染、依法取缔沿河畜禽养殖户、加强畜禽养殖粪污治理和综合治理生活污水等，结合实施农村人居环境整治提升行动，推进流域内水污染治理、生活污水和农村生活垃圾治理、农业面源污染防治和乡村绿化美化。

4.4 健全机制，保证效果

依托兰陵县生态委员会办公室设立武河水环境综合整治工作专班，负责整治工作的日常组织与督导调度。专班与技术团队合署办公，做到督导与指导、检查与参与、考核与分担“三个紧密结合”。通过专班实体化运行，实现闭环管理，保障整治效果。通过治理，监测数据显示，2022年1—11月武河水质均值达到地表水Ⅱ类标准，优于国家考核标准一个等级，非汛期全部达标，主汛期(7—9月)除7月份总磷轻微超标外，其余2 个月全部稳定达到Ⅱ类标准，主要污染因子总磷同比改善78% ，污染峰值同比削减50% 。

5 结语

武河流域(山东兰陵段)水环境综合整治攻坚行动取得理想效果。把养殖污染管住，把农业废弃物处置好，利用汪塘、沟渠“控源滞污”，减少生活污水入河，以上措施短期内快速有效。要实现武河水质长期稳定达标，需要标本兼治，扎实做好农村生活污水治理、合理用药施肥、规范养殖粪污处置、农产品废弃物资源化和恢复河道自净能力等五个方面工作。成立专班并实体化运行，行政与技术手段深度融合，是武河水环境综合整治的基本经验，对其他同类地区打好水污染防治攻坚战具有积极借鉴意义。