江西地區(qū)典型村鎮(zhèn)河流蔣巷河水質(zhì)污染現(xiàn)狀及分析

鄒國(guó)林，王全金，朱 平，宋嘉俊

（華東交通大學(xué)土木建筑學(xué)院，江西南昌330013）

蔣巷河是東西貫穿蔣巷鎮(zhèn)的一條人工河道，河長(zhǎng)約12 km，河寬8 m，河水匯入贛江，主要承擔(dān)河岸居民、農(nóng)田的排水、排洪的作用。蔣巷河的南北兩岸錯(cuò)落著許多自然村莊，河道兩邊分布有農(nóng)田、果園、魚塘，并且河的北面有一條沿河公路，與村民的生活生產(chǎn)息息相關(guān)。由于長(zhǎng)期沒(méi)有注重對(duì)蔣巷河水的保護(hù)，蔣巷河水質(zhì)日益惡化，河水長(zhǎng)期處于渾濁和富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，枯水期河水發(fā)黑發(fā)臭，對(duì)周圍居民的生活造成嚴(yán)重影響，對(duì)其最終匯入河流即贛江的水質(zhì)也造成污染。目前,蔣巷河形成了點(diǎn)源污染與面源污染共存現(xiàn)象，生活污染、工業(yè)污染和農(nóng)業(yè)污染疊加的嚴(yán)峻形勢(shì)［1］，有必要對(duì)蔣巷河水質(zhì)污染現(xiàn)狀進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，并進(jìn)行治理。

1 河水水質(zhì)污染主要原因

1.1 生活污水的直接排入

根據(jù)建設(shè)部2005年10月《村莊人居環(huán)境現(xiàn)狀與問(wèn)題》調(diào)查報(bào)告,我國(guó)具有代表性的9個(gè)省43個(gè)縣74個(gè)村莊的入村入戶調(diào)查顯示：96%的村莊沒(méi)有排水渠道和污水處理系統(tǒng)［2］。蔣巷鎮(zhèn)也同樣存在村莊布局分散，收集污水集中處理較為困難，因此蔣巷河附近村莊的生活污水均是直接排放進(jìn)河水中，且隨著蔣巷鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)民的生活水平日益提高，生活污水產(chǎn)生量大幅增加，污染程度也大幅上升。

1.2 工業(yè)廢水的不合理排放

蔣巷河旁邊有一條臨河公路，交通便利，周邊分布有一些小型食品加工廠、印刷廠和汽車修理廠，其工業(yè)污水未經(jīng)任何處理直接排入蔣巷河中，造成河水嚴(yán)重污染。

1.3 農(nóng)田尾水和養(yǎng)殖廢水及公路徑流

蔣巷鎮(zhèn)有耕地12.5萬(wàn)畝，水面3.05萬(wàn)畝，是遠(yuǎn)近聞名的“魚米之鄉(xiāng)”[3]，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥使用量的快速增長(zhǎng)和不合理施用,加上農(nóng)田漫灌和雨水徑流的沖刷，使得農(nóng)田徑流水中氮、磷等污染物進(jìn)入河流。加上規(guī)模化畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的飛速發(fā)展，畜禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生大量廢水，主要是畜禽糞尿和圈舍沖洗水，這些污水直接排入蔣巷河水中，還有直接在蔣巷河養(yǎng)殖家禽，給河水造成嚴(yán)重污染。公路徑流污染［4］是非點(diǎn)源污染的組成部分，蔣巷河邊的公路徑流也對(duì)河水造成一定程度的污染。

1.4 水資源短缺加重水質(zhì)污染

枯水季節(jié)，蔣巷河的主要水源是兩岸居民生活污水和工廠排放的工業(yè)污水，這些污廢水在河床中沉積、滲透，同時(shí)造成了沿岸地下水的污染；豐水期，由于降水形成地表徑流匯入河內(nèi)，使河床中沉積的污染物被沖至下游，易造成下游水體污染的加重或突發(fā)性污染。

2 水質(zhì)狀況及分析

蔣巷河水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面選在厚李村（1號(hào)斷面）和蔣巷閘（2號(hào)斷面），1號(hào)斷面在厚李村的公交站牌旁，斷面位于村民居住區(qū)附近，2號(hào)斷面距農(nóng)田排水口較近。兩斷面相隔2 000 m。2011年8月至2012年7月，每月第1天對(duì)其水質(zhì)監(jiān)測(cè)一次，監(jiān)測(cè)河水TN，NH3-N，TP和CODCr等4項(xiàng)指標(biāo)。測(cè)定方法參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法(第4版)》進(jìn)行測(cè)定，總氮采用堿性過(guò)硫酸鉀氧化紫外分光光度法,氨氮采用納氏分光光度法，總磷采用過(guò)硫酸鉀消解法，COD用重鉻酸鉀法測(cè)定[5]。

2.1 TN濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

由圖1可知蔣巷河TN濃度在1.47～48.63 mg·L-1之間，年均值為11.70 mg·L-1。通過(guò)與地表水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)（見表1）對(duì)比，發(fā)現(xiàn)均值為地表Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)的5.85倍，其中，9月份TN濃度最低，均值為1.47 mg·L-1，達(dá)地表Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，2月份最高，達(dá)48.63 mg·L-1，1年中有11個(gè)月處于劣Ⅴ類水平。1～4季度TN的平均濃度分別為24.72，10.77，4.55，4.53 mg·L-1，由此我們可以看出蔣巷河在第1季度污染最為嚴(yán)重，均值為地表Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)12.4倍，第3，4季度污染最輕，均值為地表Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)2.3倍。

由圖1可以看出TN濃度在平水期（8～11月）變化較為平緩，TN濃度低，河水污染比其他時(shí)期輕，這是因?yàn)樵谄剿诤又兴参镓S富，河堤上植被茂盛，在一定程度上減少了河水污染[6-7]；在枯水期（12～3月）TN濃度急劇升高，污染嚴(yán)重，這主要是由于蔣巷河是一條排污河，枯水期雨量較少，河水得不到其他水源補(bǔ)充，所以污染程度逐漸升高。在突降暴雨時(shí)把長(zhǎng)期沉積在底泥中的污染物質(zhì)沖擊起來(lái)后，TN 濃度在2 月1日達(dá)到峰值。經(jīng)過(guò)這次暴雨對(duì)河流的沖擊之后，水質(zhì)得到更新，之后TN濃度開始降低[8]；在豐水期（4～7月），TN濃度變化幅度較小，但比平水期濃度更高，這是因?yàn)槭Y巷河有一條沿河公路，豐水期公路上的污染物質(zhì)都隨雨水沖進(jìn)河流中，并且4，5月農(nóng)民使用化肥農(nóng)藥較多，農(nóng)藥和化肥的殘留物隨著雨水、農(nóng)田尾水進(jìn)入河道[9]。

表1 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值Tab.1 The basic project standard limits of surface water environment quality standard mg·L-1

2.2 NH3-N濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

由圖2可知蔣巷河NH3-N濃度在0.35～31.05 mg·L-1之間，年均值為6.72 mg·L-1。通過(guò)與表1對(duì)比，其均值超過(guò)地表Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)3.36倍，其中，9月份NH3-N濃度最低，均值為0.35 mg·L-1，達(dá)地表Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)，2月份最高，達(dá)31.07 mg·L-1，1年中有7個(gè)月處于劣Ⅴ類水平。1～4季度NH3-N的平均濃度為18.61，7.67，1.79，1.23 mg·L-1,由此我們可以看出蔣巷河在第1季度污染最為嚴(yán)重，均值為地表Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)9.3倍，第4季度水質(zhì)最好，均值達(dá)到地表Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)。

由圖2可以看出NH3-N濃度在平水期（8～11月）變化較為平緩，維持在一個(gè)較低水平，水質(zhì)較好；在枯水期（12～3月）NH3-N濃度急劇升高，污染嚴(yán)重。這主要是由于蔣巷河是排污河，枯水期雨量較少，得不到其他水源補(bǔ)充，所以枯水期污染程度嚴(yán)重，并在2月份達(dá)到最大值，這是因?yàn)楸O(jiān)測(cè)前突降暴雨，把長(zhǎng)期沉積在底泥中的污染物質(zhì)沖擊起來(lái)了；在豐水期（4～7月），NH3-N濃度變化幅度較小，但濃度比平水期更高，原因與TN相同。

圖1 蔣巷河河水TN變化Fig.1 The TN changes in Jiangxiang River

圖2 蔣巷河河水NH3-N變化Fig.2 The NH3-N changes in the Jiangxiang River

2.3 TP濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

由圖3可知蔣巷河TP濃度在0.11～4.83 mg·L-1之間，年均值為1.09 mg·L-1。通過(guò)與表1對(duì)比，其均值超過(guò)地表Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)2.5倍，其中，9月份TP濃度最低，兩斷面均值為0.11 mg·L-1，達(dá)地表Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，2月份最高，達(dá)4.83 mg·L-1，1 年中有6 個(gè)月處于劣Ⅴ類水平。1～4 季度TP 的平均濃度分別為2.40，0.52，0.22，1.11 mg·L-1,由此我們可以看出蔣巷河在第1季度污染最為嚴(yán)重，均值為地表Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)12倍，第3季度水質(zhì)最好，均值達(dá)到達(dá)到地表Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。

由圖3 可以看出TP 濃度在平水期（8～11 月）變化較為平緩，維持在一個(gè)低水平，水質(zhì)較好；在枯水期（12～3月）TP濃度急劇升高，污染嚴(yán)重，原因與氮相似；在豐水期（4～7月），TP濃度變化幅度較小，比平水期濃度稍高。

2.4 CODCr濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

由圖4可知CODCr濃度在18.82～99.45 mg·L-1之間，年均值為43.57 mg·L-1。通過(guò)與表1對(duì)比，發(fā)現(xiàn)年均值稍高于地表Ⅴ類水，其中，3月份CODCr濃度最低，兩斷面均值為18.82 mg·L-1，達(dá)地表Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，2月份最高，達(dá)99.45 mg·L-1，1 年中有4 個(gè)月處于劣Ⅴ類水平。1～4 季度CODCr的平均濃度分別為53.758，29.46，38.02，42.28 mg·L-1,由此我們可以看出蔣巷河在第1 季度污染最為嚴(yán)重，均值為地表Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)1.4 倍，第2 季度水質(zhì)最好，均值達(dá)到達(dá)到地表Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)。

由圖4可以看出，除枯水期（12～3月）外，其他時(shí)段河水CODCr平均濃度均優(yōu)于地表Ⅴ類水，平水期與豐水期CODCr濃度基本處于同一水平，這是因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)對(duì)可沉降的有機(jī)物去除是很迅速的，水生動(dòng)植物、微生物對(duì)有機(jī)物的處理效果也非常好[10]，總體上蔣巷河有機(jī)物污染比氮，磷污染更輕。

2.5 小結(jié)

蔣巷河河水TN，NH3-N，TP，CODCr的年平均濃度分別為11.70，6.72，1.09，43.57 mg·L-1，河水常年處于高度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。在長(zhǎng)達(dá)4 個(gè)月的枯水期，河水污染最為嚴(yán)重，TN，NH3-N，TP，CODCr平均濃度分別為20.37，12.19，2.45，57.33 mg·L-1，除CODCr外，各項(xiàng)指標(biāo)均高出地表Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)5倍以上，河水在這時(shí)期經(jīng)常發(fā)黑發(fā)臭，嚴(yán)重影響周邊居民的生產(chǎn)生活，并且污染河水直接排入贛江，對(duì)贛江水體造成污染，亟需對(duì)蔣巷河進(jìn)行治理。

圖3 蔣巷河河水TP變化Fig.3 The TP changes in Jiangxiang River

圖4 蔣巷河河水CODCr變化Fig.4 The CODCr changes in Jiangxiang River

3 治理途徑

3.1 點(diǎn)源和面源污染的控制和治理

對(duì)于排入蔣巷河的工業(yè)廢水，必須采取措施加快控制及整治，工廠廢水必須經(jīng)過(guò)處理達(dá)標(biāo)后才能排放，以防止對(duì)水體的污染和生態(tài)環(huán)境的破壞。對(duì)于人口密集、規(guī)模較大的村莊，其生活污水量較大，需加強(qiáng)污水收集和處理設(shè)施建設(shè)工作，避免污水未經(jīng)處理直接排放。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,化肥的利用率只有30%～40%,其余的60%～70%白白流失掉[11]，因此需控制施肥量和提高肥料的利用率以減少農(nóng)田尾水和農(nóng)田徑流對(duì)蔣巷河河水的污染。

3.2 工程治理污染河水

1）可以把與蔣巷河相臨的贛江水引流入其中，解決蔣巷河枯水期水位低、斷流等現(xiàn)象，進(jìn)一步降低河水污染程度。定時(shí)清理河里的淤泥，因?yàn)榈啄喽挝廴臼怯绊懰|(zhì)改善的重要因素之一，在水位較低的枯水期對(duì)水質(zhì)影響更大[12]。

2）運(yùn)用污水處理工程對(duì)已污染的蔣巷河水進(jìn)行處理。國(guó)內(nèi)外污染河水多用人工濕地[13]和生態(tài)浮床[14]來(lái)處理。鄧輔商等[15]采用復(fù)合型人工濕地示范工程系統(tǒng)進(jìn)行凈化處理滇池入湖河道污水的研究，結(jié)果表明該系統(tǒng)對(duì)處理滇池入湖河道污水具有良好的適用性。在系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下，其對(duì)所處理河道污水中CODCr，BOD5，TN，TP的去除率分別最高可達(dá)67%，74%，83%，65%。徐玉榮等[16]以上海市某黑臭河道為研究對(duì)象，采用逐級(jí)下沉的立體生態(tài)浮床系統(tǒng)，結(jié)果表明試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)氮有良好的去處作用，黑臭河道得到有效地治理。

［1］王有樂(lè)，高康寧，蒲生彥.黃河蘭州段面源污染分析與防治對(duì)策［J］.人民黃河，2008，30（10）：57-60.

［2］富立鵬.我國(guó)農(nóng)村污水生態(tài)處理技術(shù)綜述［J］.科技資訊，2009，7（5）：162.

［3］徐劉凱.農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源的遷移規(guī)律及非點(diǎn)源污染負(fù)荷——以贛江下游為例［D］.南昌：華東交通大學(xué)，2012.

［4］毛坤.公路徑流污染特征與控制技術(shù)設(shè)計(jì)研究［D］.北京：北京建筑工程學(xué)院，2009.

［5］國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法［M］.4版.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002：123-207.

［6］黃亮，黎道豐，蔡慶華.不同水生植物對(duì)滇池入湖河道污水凈化［J］.生態(tài)環(huán)境，2008，17（4）：1385-1389.

［7］張俊成，鄭昭佩，李艷娟.小流域生態(tài)恢復(fù)對(duì)策研究—以大汶河源頭黃莊河流域?yàn)槔跩］.環(huán)境科學(xué)與管理，2009，34（3）：156-159.

［8］楊凱，袁林江，趙丙良.降雨對(duì)灃河水質(zhì)和污染特征的影響［J］.水資源與水工程學(xué)報(bào)，2011，22（2）：50-54.

［9］徐劉凱，王全金，向速林.贛江下游地區(qū)各類非點(diǎn)源污染源的影響研究［J］.華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，29（1）：48-53.

［10］鄒國(guó)林，王全金.低溫下沉水植物塘對(duì)農(nóng)村污染水體的凈化作用［J］.武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，34（3）：38-41.

［11］葉恩發(fā)，黃金煌.加強(qiáng)福建省農(nóng)業(yè)面源污染防治工作的對(duì)策與建議［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2004，30（11）：45-47.

［12］胡永定，韓寶平，王曉.徐州沛沿河水質(zhì)變化特征及其污染原因分析［J］.環(huán)境科技，2009，22（5）：50-56.

［13］李麗，王全金.人工濕地在污水處理中的研究進(jìn)展［J］.華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，24（1）：11-14.

［14］CARL C H，ANNETTE B P.Reesttabish in freshwater wetlands in Denmark［J］.Ecological Engineering，2006（9）：22.

［15］鄧輔商，吳廣，李強(qiáng).人工濕地凈化滇池入湖河道污水的示范工程研究［J］.環(huán)境工程，2005，23（3）：29-31.

［16］徐玉榮，張勇，黃民生.梯級(jí)生態(tài)浮床凈化城市黑臭河水中氮污染物的試驗(yàn)研究［J］.華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，47（1）：104-110.