大沽河青岛干流段污染情况调查统计

中国环境学会  2011年 03月31日


  杨 坤  张延青 (青岛理工大学  环境与市政工程学院,青岛  266003)  
   
  摘要:大沽河是青岛的重要水源地,被誉为母亲河。近年来,随着经济的快速发展,大沽河水环境面临日益严重的污染风险,对大沽河的保护日显重要。本文对大沽河青岛市境内流域进行了相关的调查、研究,结合《青岛市水功能区划》对大沽河干流不同功能河段的水功能区划分情况,采用对汇入河流污染物按点源、面源两大类分别进行统计计算的方法,具体对2007年全年汇入青岛市大沽河干流流域污染物总量进行了核算,对未来大沽河流域污染物排放总量预测与控制、生态环境保护起到有力的技术支撑。
  关键词:大沽河;水污染;水功能区划;污染源分类调查
  中图分类号:    文献标识码:    文章编号:
   
  A Survey of Pollutant in Qingdao Reach of Dagu River
  YANG Kun, ZHANG Yan-qing
  (School of Environmental & Municipal Engineering, Qingdao Technological University, Qingdao 266033)
   
  Abstract: Dagu river is the important waterhead of Qingdao and is praised the mother river. In recent years, the booming economic development of the city has aroused the daily serious pollution risk of the river, and the protection of her hereby shows its importance. According to the inquisition of the river and combine with the water function subarea in Qingdao City, this paper analyzes the amount of the pollutant gathered in the river valley in 2007. During the account, the  pollutant is separated into two major types, the point pollutant and the plane pollutant. The motive of this paper is to give instructions to exhaust waste water and protect the entironment of the Dagu river in the future.
  Key words: Dagu river; water pollution; water function subarea; pollutant assoeted research


  近年来,随着我国社会主义建设步伐的加快,人类活动对自然环境的影响也逐渐显现出来并日益得到社会各界的广泛关注。其中,水环境的污染状况及其治理工作进展更是成为水利、环保等相关部门的工作重点。
  青岛市是我国重要的沿海开放城市,随着区域社会经济的快速发展,青岛市重要的水源地——大沽河水环境面临恶化的风险。而以大沽河良好水环境为重要支撑的区域经济社会发展,亦将受限于水环境的退化与恶化,存在不协调的发展趋势。因此,对青岛市境内大沽河干流流域的水环境现状的调查分析,掌握一手资料就成为对该流域发展规划的重要基础研究,对于大沽河的环境保护,无疑具有重要的现实意义。
  根据《青岛市水功能区划》,青岛市的河道地表水水域区划有生活饮用水源区、农田灌溉用水区、渔业用水区、景观娱乐用水区以及部分排污控制区和过渡区。按照大沽河干流不同河段的水功能区划,将研究河段分为六段,如表1所示。其中,大沽河麻湾桥断面以上为水源地,排污单元主要集中在麻湾桥断面以下的河段。青岛市大沽河干流流域水功能分区断面及支流汇入情况如图1所示,流域局部放大图如图2所示。
  表1  大沽河干流水功能区划分类表

  功能区名称

所在区域

范围

主要功能排序

水质目标

起讫点

长度(km

大沽河上游饮用水源区

莱西

产芝水库出口~沙埠

12

饮用水源农业用水

大沽河早朝农业用水区

莱西

沙埠~早朝

0.5

农业用水

大沽河江家庄过渡区

莱西

早朝~江家庄

14.5

过渡区

大沽河麻湾桥饮用水源区

莱西

平度

即墨

胶州

江家庄~麻湾

77.1

饮用水源农业用水

大沽河南庄闸工业用水区

胶州

麻湾~南庄闸

7

工业用水农业用水

大沽河排污控制区

胶州

城阳

南庄闸~入海口

10

排污控制

  注:水质目标执行《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)相应标准要求。


  1、污染源调查分析
  经过调查研究,将进入大沽河干流的污染源按点源和面源两大类进行统计分析。其中,点源包括工业污染源、城镇生活污染源和汇入的支流污染源;面源包括农田污染源、农村生活污染源、畜禽养殖污染源和降雨污染源。污染源的具体统计分类情况如图2所示。


  1.1点污染源调查分析
  (1)工业污染源
  进行工业污染源统计时,调查对象为向青岛市大沽河干流流域排放污染物的工业企业。其中,大部分企业已经持有营业执照,但仍有一些并没有获得相关部门批准的企业也在进行生产活动。
  根据对2007年全年大沽河入河排污口和污染情况的调查,青岛市大沽河干流流域内共有工业企业256家,污染物排放情况为工业废水6656992.78m3,COD 3235.49t,氨氮64.88t。综合考虑工业企业排污口与入河排污口间的距离、排污口间渠道、气温等因素的影响进行核算后,工业COD、氨氮污染物汇入河流的情况如图3所示。
      根据调查分析,结合水功能区划,参考由表1和图3可知,产芝水库出口至江家庄河段汇入的污染物较少,江家庄至入海口河段汇入的污染物较多。其中,江家庄至麻湾河段属于大沽河麻湾桥饮用水源区,但污染物总量较多的原因是该河段长达77.1km,流经莱西、平度、即墨、胶州四个县级市。产芝水库出口至麻湾的河段长104.1km,内有饮用水源区,属于重点控制对象;麻湾至入海口河段长17km,主要为工业用水区和排污控制区。形成上述现象的主要原因是胶州市境内工业企业数量众多,废水、重点控制污染物的排放量与青岛市大沽河干流的其他水功能区河段相比大很多。因此,为了保护大沽河的受纳水体——胶州湾,需要对大沽河的麻湾至入海口河段的污染物排放情况进行重点控制。


  (2)城镇生活污染源
  青岛市大沽河干流流经青岛市所辖的莱西、平度、即墨、胶州4个县级市和城阳区,各县级市及城阳区的城镇生活污水经污水处理厂处理后,排放去向为莱西市排往五龙河,平度市排往泽河,即墨市排往墨水河,胶州市排往大沽河,城阳区排往墨水河。因此,青岛市大沽河干流流域的城镇生活污染源由胶州市市区及其部分乡镇产生的生活污水造成。
  确定生活污染源负荷比较可靠的方法是在生活污水排放口采样分析污染物成分、浓度并测流量。[1]但由于城镇生活污水排放时具有间歇性的特点,不易直接监测。因此,通过调查类比,确定青岛市各区市的人均生活污染源排放系数。目前,胶州市向青岛市大沽河流域排放污水的污水处理厂有胶州市污水处理厂和青岛崇杰胶东镇污水处理厂。根据《2008青岛统计年鉴》,胶州市2007年人口62.95万人,乡村劳动力33.95万人,[2]故市区和城镇人口为29万人。考虑到新市民对城市发展建设做出的巨大贡献,新市民人口按20万人计。乡村劳动力产生的生活污水对水环境造成的负荷属于面源污染中的农村生活污染源负荷,详细分析如1.2所述。根据对现状的调查分析并综合考虑各种相关因素的影响,认为经污水处理厂处理的生活污水排放时COD浓度为40mg/L,氨氮浓度为0.5mg/L。未经污水处理厂处理的生活污水COD浓度为680mg/L,氨氮浓度为80mg/L。2007年大沽河干流流域生活污水排放量为16096500m3,COD排放量为2704.21t,氨氮排放量为263.98t。
  城镇生活污染源负荷主要由未经处理的生活污水造成,因此,为了保护青岛市大沽河干流流域的水环境,加快城市管网等配套设施建设、对已有污水处理厂的升级改造工作和根据社会经济发展情况进行新污水处理厂的建设工作已经迫在眉睫。


  (3)汇入的支流污染源
  青岛市大沽河干流的主要支流有洙河、小沽河、五沽河、落药河、流浩河、南胶莱河、桃源河和云溪河。各支流污染源又由工业污染源、生活污染源和其他污染源构成,其中,生活污染源包括城镇生活污染源和农村生活污染源,其他污染源包括畜禽养殖污染源、城镇地表径流污染源和农田径流污染源。各支流COD、氨氮污染物汇入情况如图4所示。
  根据调查统计并结合图4分析可知,汇入青岛市大沽河干流的支流污染源负荷主要由其他污染源负荷造成,各支流汇入污染物的量又主要由该支流携带进入大沽河干流的水量造成。因此,加快城市、乡镇、农村市政、雨水管网等配套设施建设、对已有污水处理厂的升级改造工作和根据社会经济发展情况进行新污水处理厂的建设工作是十分必要的;另外,为了减小农田径流污染源负荷对支流污染源负荷以及青岛市大沽河干流流域的影响,应采取合理耕作的农业生产方式,控制化肥的使用种类和使用量,积极发展生态农业的工作也势在必行。


  1.2面污染源调查分析
  (1)农村生活污染源
  农村生活污染源负荷是指由农村居住人口产生的、未经处理并分散排向研究流域的生活污水所携带的污染物质对水体造成的负荷。因为农村生活污染源的排放点极其分散,所以按面污染源进行分析计算。通过对向青岛市大沽河干流流域排放生活污水的城镇、村庄的调查研究,综合考虑人口、生活污水及污染物排放系数、入河系数等影响因素,农村生活COD、氨氮污染物排放情况如图5所示。
      由图5可知,江家庄至麻湾河段汇入的农村生活污染物量最大,其原因是该河段距离长,流经4个县级市,涉及的农村居住人口数量较多。
  (2)畜禽养殖污染源
  根据调查,青岛地区畜禽养殖种类主要为猪、牛、羊、蛋鸡、肉鸡、鸭、鹅等,综合考虑畜禽量、污染物产生情况和处理回用情况等因素后,畜禽养殖COD、氨氮污染物排放情况如图6所示。
      由图6可知,大沽河干流流域内畜禽养殖污染物排放量江家庄至麻湾河段最多,产芝水库出口至沙埠河段次之。其原因与区域畜禽养殖情况有关,另外,江家庄至麻湾河段汇入的畜禽污染物量最大的原因与该河段距离长,流经4个县级市有关。
  (3)城镇地表径流污染源
  城镇地表径流污染源负荷是指由大气降水冲刷城镇地表后所携带的污染物对水体造成的负荷。由于降雨季节、降雨历时、城镇路面情况、雨水管网覆盖情况、汇水面积等因素对城镇地表径流污染源负荷的影响,造成了城镇地表径流的水质情况复杂多变,成为面污染源负荷计算中的难点。2007年胶州市降雨量911.0mm[2],汇水面积(胶州市市区面积)40km2;污染物浓度选用COD75mg/L[4],氨氮1.5mg/L[5];综合考虑路面情况及沿程损失等影响因素, 2007年青岛市大沽河干流流域城镇地表径流污染物源强为COD11.96t/km2•a,氨氮0.24t/km2•a;汇入大沽河的污染物量为COD430.45t,氨氮8.61t。


  (4)农田径流污染源
  农田径流污染源负荷是指由大气降水冲刷农田地表后所携带的污染物对水体造成的负荷。负荷与土地坡度、农田类型、土壤类型、化肥用量、年降水量等影响因素有关。经计算,2007年青岛市大沽河干流流域农田径流污染物源强为COD17.97kg/亩•a,氨氮3.59kg/亩•a。农田径流COD、氨氮污染物排放情况如图7所示。
      由图7可知,江家庄至麻湾河段汇入的农田径流污染物量最大,其原因是该河段距离长,流经4个县级市,沿岸农田数量相对其他河段较多。


  2、污染情况汇总


  根据对2007年全年青岛市大沽河干流流域的各种点源污染物和面源污染物进行的统计分析,将计算结果分别按污染源种类和河段的水功能分区情况进行统计,如图8~图12所示。其中,图12中序号所表示的河段为,1-产芝水库出口~沙埠;2-沙埠~早朝;3-早朝~江家庄;4-江家庄~麻湾;5-麻湾~南庄闸;6-南庄闸~入海口。


  3、结论及建议


  3.1主要结论
  综上所述,通过对大沽河青岛干流段污染情况的调查、研究,可以得到如下主要结论:
  (1)2007年汇入青岛市大沽河干流流域的污染物按污染源类型进行统计时,COD污染物中汇入支流污染是最大的污染物来源,农田径流污染次之,工业污染占第三位;氨氮污染物中汇入支流污染是最大的污染物来源,农田径流污染次之,城镇生活污染占第三位。
  (2)2007年汇入青岛市大沽河干流流域的污染物按河段的水功能区划分进行统计时,COD和氨氮污染物均以江家庄~麻湾为最大的污染物汇入河段,南庄闸~入海口次之,早朝~江家庄占第三位,其原因是江家庄~麻湾河段是青岛市大沽河干流流域最长的水功能区河段,长度约为77.1km,流经莱西、平度、即墨、胶州四个县级市;南庄闸~入海口河段虽短,但属于排污控制区,因此汇入的污染物也较多;早朝~江家庄河段为过渡区,故而也有一定量的污染物汇入。
  (3)从各河段的污染物构成情况并结合河段所在地域进行分析,在有支流汇入的河段,各支流带入的污染物是造成2007年青岛市大沽河干流流域污染的重要原因。上游的莱西市、平度市和即墨市的农田径流污染也较为严重,其主要原因是上述三个县级市主要以农业生产作为主要经济来源。胶州市位于河流下游,该地域内存在一定的农田径流污染;因麻湾桥下游为非饮用水源区,故工业企业数量较多,工业污染也较为严重;另外,由于胶州市内的污水处理厂向大沽河干流排放污水,造成胶州市境内河段存在城镇生活污染和城镇地表径流污染。
 

  3.2相关建议
  针对上述主要结论,结合调查研究,对青岛市大沽河干流流域的污染状况治理提出以下建议:
  (1)加强对向流域排放污染物的工业企业的管理,对新建项目进行严格控制,并逐步改善现存工业企业的污水排放方式,最终做到流域内工业企业产生的污水经厂内污水处理站处理后再排入城镇污水处理厂进行处理后再排放的方式,减少工业污染物的排放量。
  (2)加快城市、乡镇、农村的市政、雨水管网等配套设施的建设工作,有计划地对已有的污水处理厂进行升级改造,并根据社会经济发展情况相应地进行新的污水处理厂的建设工作。
  (3)畜禽养殖向规模化、集约化的方向发展,对畜禽养殖污染物进行综合处理利用。
  (4)随着城镇配套市政设施的建设,应考虑将初期雨水进行收集、处理后再排放,避免其直接向水体排放造成的污染。
  (5)大力推广科学施肥技术,积极发展生态农业。例如,目前青岛地区茶农采用在茶田边缘种植向日葵吸引茶田害虫的做法,取得了巨大的成效,大量减少了农药的使用量,既为茶农减少支出增加收益,又对保护环境起到积极作用。现阶段,青岛地区农田化肥使用量较标准农田化肥使用量偏高,应采用合理的施肥技术与施肥量,以减少农田径流污染对青岛市大沽河干流流域造成的影响。


  参考文献
  [1] 张永良,刘培哲.水环境容量综合手册[M].北京:清华大学出版社,1991.12
  [2] 青岛市统计局,国家统计局青岛调查队.2008青岛统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,2008.9
  [3]刘占良,魏志强.青岛市小流域规划研究.青岛市环保局.2007,10
  [4]郭一令,张延青,张相忠,沈晓南,刘金华等.径流雨水对青岛奥运竞技水域污染负荷调查及对策研究.青岛理工大学,青岛海泊河污水处理厂,青岛市城市规划设计研究院.2004,10
  [5]刘占良.青岛市重点流域水环境承载力与污染防治对策研究.中国海洋大学博士论文.2009,6

 
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