唐洋
(吉林市環境保護科學研究院,吉林 吉林市 132001)
根據吉林市環境統計數據,全市流域內共有規模以上工業企業427 家,工業企業廢水排放總量為8574.43 萬t/a。COD 排放總量為4197.24t/a,氨氮排放總量為247.05 t/a,總磷排放總量為14.62t/a,總氮排放總量為885.98t/a。
采用萬元產值排污系數法預測2025 年主要水污染物排放量。以全市現狀水污染物排放強度(kg/萬元)為基礎,根據不同情景方案下工業增加值預測值估算評價期末污染物排放量。預測2025 年吉林市工業企業廢水排放總量為8445.56 萬t/a。COD 排放總量為4134.16t/a,氨氮排放總量為243.34t/a,總磷排放總量為14.40t/a,總氮排放總量為872.66t/a。
城鎮污水主要指城鎮居民生活污水,機關、學校、醫院、商業服務機構及各種公共設施排水,以及允許排入城鎮污水收集系統的工業廢水和初期雨水等。本報告計算城鎮生活污染時,考慮城市生活污水污染負荷為污水處理廠排放負荷和未收集污水直接排放負荷之和,廢水排放總量為20587.04 萬t/a。COD 排放總量為9377.73t/a,氨氮排放總量為554.36t/a,總磷排放總量為95.79t/a,總氮排放總量為2481.29t/a。
本報告人口預測采用趨勢外推法,該方法是以人口和環境增長機制的變化及今后發展趨勢為依據進行預測的。預測2025 年城鎮生活污水總排放量為20660.24 萬t/a,COD 排放量為9574.38t/a,氨氮排放量為577.04t/a,總磷排放量為97.03t/a,總氮排放量為2511.87t/a。
農村居民生活污水污染排放量計算采取排污系數法,其中農村生活污水污染物排放系數參考《第二次全國污染源普查城鎮生活源產排污系數手冊》中建立的農村生活污水污染物排放系數。根據《2019 年村鎮建設統計報表》中統計情況和現場調查情況,吉林市農村人口226.84 萬人,農村生活污染排放量為1590.71 萬t/a,COD 排放量為14544.52t/a,氨氮排放量為371.50t/a,總磷排放量為67.03t/a,總氮排放量為776.56t/a。
農村污水產生量主要與經濟發展和人口增長率有關,隨著經濟的發展,人口的不斷增長,生活污水產生量也在不斷增加。根據2013—2017 年吉林市人口增長率分別為-4.32%,-2.51%,1.46%,5.67%得到平均人口增長率為0.31%。預測吉林市農村人口2025 年達到229.48 萬人。
根據農村未來人口增長規模,采用排污系數法對農村生活污水排放負荷進行預測,2025 年農村污染物排放量為2102.05 萬t/a,COD 排放量為17608.4t/a,氨氮排放量為490.93t/a,總磷排放量為88.56t/a,總氮排放量為1026.2t/a。
根據全國第一次污染源普查居民生活源產排污系數手冊,農村人均生活垃圾按0.35kg/(人·d)計算,其中1.0kg 生活垃圾折算 0.05kgCOD、5.0g 氨氮、0.2g總磷、6.0g 總氮。全市農村人口226.84 萬人,垃圾排放量28.98 萬t,COD 排放量為14489.56t/a,氨氮排放量為1448.96t/a,總磷排放量為57.96 t/a,總氮排放量為1738.75 t/a。
根據農村未來人口增長規模,采用排污系數法對農村生活垃圾排放負荷進行預測,2025 年農村人口229.48 萬人,垃圾排放量29.32 萬t,COD 排放量為14658t/a,氨氮排放量為1465.8t/a,總磷排放量為58.63 t/a,總氮排放量為1758.96 t/a。
根據《全國地表水環境容量核定和總量分配工作方案》將所有農田折算成標準農田,采用系數法估算農田徑流污染。根據2018 年統計年報,吉林市耕地面積約1426.40 萬畝,污染物排放量為COD 205401.60 t/a、氨氮41080.26t/a、總磷2464.75t/a 以及總氮61620.44 t/a。
未來區域內耕地面積保持農用地規模數量基本穩定,因此預計到2025 年流域農田面積變化不大,故農田徑流污染預測值取現狀結果值。
據2018 年統計數據和現場調查情況,吉林市畜禽養殖年存欄量為牛300710 頭,豬874173 頭,羊56040 頭,家禽16491 千只。利用排泄系數法對畜禽養殖污染物排放進行核算,流域畜禽養殖污染物排放量COD19248.88t/a、氨氮3440.9t/a、總磷860.16t/a 以及總氮6184.93 t/a。
根據《畜禽禁養區和限養區劃定方案》的相關規定,本報告進行畜禽養殖污染預測時,在不考慮未來畜禽養殖污染治理水平提高的情況下,畜禽養殖污染負荷保持不變。
①工業污染物入河量
式中:W工業污染物為工業污染物入河量;W1為工業污染物排放量;δ1為工業污染物入河系數。
②城鎮生活污染物入河量
本方案計算城鎮生活污染時,考慮城市生活污水污染負荷為污水處理廠排放負荷和未收集污水直接排放負荷之和。
式中: W城鎮生活污水為城鎮生活污染物入河量;W2為經污水處理廠處理后城鎮生活污染物排放量;δ2為經污水處理廠處理后城鎮生活污染物入河系數;W3為被污水處理廠處理掉的量;W4為未收集的城鎮污水直接排放的量;δ3為未收集的城鎮生活污染物入河系數。
③農村生活污染物入河量
式中:W農村污染物為農村污染物入河量;W5為農村污染物排放量;δ5為農村污染物入河系數。
④農業面源污染物入河量
式中:W農村污染物為農業面源污染物入河量;W6為農業面源污染物排放量;δ6為農業面源污染物入河系數。
⑤規模化畜禽養殖污染物入河量
結合環統數據,確定各控制單元規模化畜禽養殖的數量,根據第一次全國污染源普查畜禽養殖業源產排污系數手冊和各規模化畜禽養殖場的治污模式,確定畜禽的排污系數。
式中:W畜禽養殖污染物為規模化畜禽養殖污染物入河量;W7為規模化畜禽養殖污染物排放量;δ7為規模化畜禽養殖污染物入河系數。
結合各類污染源排放負荷及選取的相應的入河系數計算得出各類污染源入河負荷情況,吉林市區污染物入河量COD31660.01t/a、氨氮3673.62 t/a、總磷393.81t/a 以及總氮7900.28t/a。
由吉林市各類污染源污染負荷入河比例表明,對吉林市流域COD 入河污染負荷貢獻最大的是種植業、城鎮生活污染和農村生活污染,占比分別是32.44%、19.21%和13.78%。對氨氮入河污染負荷貢獻最大的是種植業、畜禽養殖、和農村生活垃圾污染,占比分別是55.91%、18.73%和7.89%。對TP 入河負荷貢獻最高的是畜禽養殖、種植業和城鎮生活污染,占比分別是43.68%、31.29%和13.27%,三者對入河的TP 負荷貢獻超過85%。