建寧縣楊林溪、里沙溪小流域水環(huán)境治理實(shí)踐及成效研究

林 強(qiáng)

(三明市建寧環(huán)境監(jiān)測(cè)站,福建 三明 354500)

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，水環(huán)境污染問(wèn)題日益突出，尤其是一些匯水面積較小、河長(zhǎng)較短的小流域，納污和自凈能力有限，水體污染情況令人堪憂。本文以建寧縣楊林溪、里沙溪小流域?yàn)檠芯繉?duì)象，分析水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，探討工程治理、生態(tài)修復(fù)和強(qiáng)化管理等綜合措施及其成效。

1 流域基本情況

建寧縣地處金溪上游，境內(nèi)水系發(fā)達(dá)，河網(wǎng)密布，山澗小溪流呈樹(shù)枝狀，布滿全境。全縣境內(nèi)溪流總長(zhǎng)1005.9km，流域集雨面積1708km2，流域面積在50km2以上的溪流有12條，分屬金溪水系和沙溪水系。其中，濉溪及里沙溪、楊林溪等11條支流屬金溪水系，在縣東面大元村袁莊出境注入泰寧金湖后，在順昌匯入閩江上游三大支流之一——富屯溪。臺(tái)田溪流入寧化縣水茜溪，屬沙溪水系，發(fā)源于均口鎮(zhèn)均口村張家山組嚴(yán)峰山，為閩江正源頭。楊林溪發(fā)源于溪口鎮(zhèn)杉溪村上杉溪，流經(jīng)2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的10個(gè)村，在坑井匯入濉溪河，全長(zhǎng)42km，流域面積212km2，流域內(nèi)人口約1.85萬(wàn)。里沙溪發(fā)源于里心鎮(zhèn)的陳家源、巖上、大小祭3處，流經(jīng)里心鎮(zhèn)12個(gè)村，在沙洲頭附近注入蘭溪，全長(zhǎng)39km，流域面積210km2，流域內(nèi)人口約2.24萬(wàn)[2]。

2 小流域水環(huán)境問(wèn)題及污染源調(diào)查分析

2.1 小流域水環(huán)境問(wèn)題

2016年福建省開(kāi)展小流域水質(zhì)普查工作，建寧縣共調(diào)查監(jiān)測(cè)縣域內(nèi)10條小流域，監(jiān)測(cè)CODMn、氨氮、總磷、BOD、DO、pH值6個(gè)項(xiàng)目，其中8條小流域水質(zhì)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類要求，里沙溪與楊林溪監(jiān)控?cái)嗝嫠|(zhì)總磷超標(biāo)，未達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)要求。建寧縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站對(duì)楊林溪匯入濉溪河前的溪口斷面、里沙溪匯入蘭溪前的溪口斷面水質(zhì)進(jìn)行加密監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，楊林溪、里沙溪流域水質(zhì)受到污染，水質(zhì)為Ⅳ類，首要污染物為總磷，分別超標(biāo)0.25倍、0.17倍，次要污染物為氨氮，未出現(xiàn)超標(biāo)。

2.2 主要污染源調(diào)查分析

小流域主要污染源為生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)面源以及水土流失[3]。建寧是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大縣，重點(diǎn)發(fā)展生態(tài)產(chǎn)業(yè)，以農(nóng)林產(chǎn)品種植加工為主，輔以少量養(yǎng)殖業(yè)。本次按工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)業(yè)(種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè))面源三大類污染源對(duì)楊林溪和里沙溪流域污染物排放量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)測(cè)算，以氨氮、總磷為主要污染物指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，核算方法采用排污系數(shù)法，計(jì)算公式為：污染物排放量(G)=排污系數(shù)(K)×產(chǎn)量或使用量(M)。污染源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采用現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)，污染物排放量測(cè)算參照第一次全國(guó)污染源普查產(chǎn)排污系數(shù)，并參照2016年建寧縣環(huán)境統(tǒng)計(jì)、統(tǒng)計(jì)年鑒[4]以及相關(guān)部門資料。

根據(jù)2016年建寧縣環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，楊林溪流域僅有2家食用菌種植加工企業(yè)、1家非金屬礦采選企業(yè)，里沙溪流域有非金屬礦采選、竹木加工、農(nóng)副食品加工企業(yè)各2家。楊林溪流域工業(yè)廢水污染物排放量為氨氮0.1t、總磷0.03t，里沙溪流域工業(yè)廢水污染物排放量為氨氮0.12t、總磷0.02t。

生活污水污染源以流域人口數(shù)量、排放系數(shù)等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)第一次全國(guó)污染源普查城鎮(zhèn)生活源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)，建寧縣為二區(qū)4類城市，流域內(nèi)村鎮(zhèn)生活污水人均氨氮、總磷的排放系數(shù)分別取7.7g/人·天、0.74g/人·天，按生活污水全部直接或間接排入小流域來(lái)分析。

種植業(yè)污染源以各類種植面積、排放系數(shù)等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，參照標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的氨氮污染物排放量2kg/畝·年，取坡度修正系數(shù)(25°以下)1.1、降水量修正系數(shù)(800mm以上)1.3、水田和旱地類型修正系數(shù)1.5和1.0，確定水田和旱地氨氮排放系數(shù)為4.29kg/畝·年和2.86kg/畝·年，同時(shí)根據(jù)《第一次全國(guó)污染源普查農(nóng)業(yè)污染源肥料流失系數(shù)手冊(cè)》，確定農(nóng)田總磷排放系數(shù)為0.042kg/畝·年；果園地、林地排放系數(shù)按標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的0.7倍計(jì)算，即氨氮1.4kg/畝·年、總磷0.03kg/畝·年。養(yǎng)殖業(yè)污染源以生豬存欄量(含折算)、水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量、排放系數(shù)等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)《三明市畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2011—2020年)環(huán)境影響報(bào)告書(shū)》中核定的畜禽養(yǎng)殖污染物產(chǎn)排系數(shù)，干清糞方式養(yǎng)殖場(chǎng)豬尿液排放系數(shù)取2.55L/頭豬·天，欄舍沖洗水取8L/頭豬·天，排水系數(shù)取0.9，參照《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ497-2009)附錄，廢水中的污染物濃度取中值為氨氮261mg/L、總磷43.5mg/L，厭氧處理效率為氨氮45%、總磷20%，確定生豬養(yǎng)殖氨氮、總磷的排放系數(shù)為1.36g/頭豬·天、0.33g/頭豬·天。參照第一次全國(guó)污染源普查水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)，取流域內(nèi)鰻魚(yú)養(yǎng)殖氨氮、總磷的排放系數(shù)為11.04g/kg、5.37g/kg。2016年楊林溪、里沙溪小流域氨氮、總磷排放量見(jiàn)表1。

表1 2016年楊林溪、里沙溪小流域氨氮、總磷排放量一覽表

根據(jù)《三明市地表水環(huán)境容量核定技術(shù)報(bào)告》，生活污水、工業(yè)廢水和農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖面源污染物入河系數(shù)取1.0，農(nóng)業(yè)種植面源污染物入河系數(shù)取0.07。經(jīng)測(cè)算，2016年楊林溪小流域內(nèi)氨氮、總磷入河總量分別為98.13t、7.62t，工業(yè)廢水、生活污水、種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)氨氮入河量分別為0.1t、52t、38.4t和7.63t，總磷入河量分別為0.03t、5.1t、0.5t和1.99t；2016年里沙溪小流域內(nèi)氨氮、總磷入河總量分別為113.91t、7.36t，工業(yè)廢水、生活污水、種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)氨氮入河量分別為0.12t、63t、49.3t和1.49t，總磷入河量分別為0.02t、6.1t、0.81t和0.43t。分析可見(jiàn)，楊林溪水體中氨氮來(lái)源比例最大為生活污水(占53%)，其次為種植業(yè)(占39.1%),第三為養(yǎng)殖業(yè)(占7.8%)；總磷來(lái)源比例最大為生活污水(占66.9%)，其次為養(yǎng)殖業(yè)(占26.1%)第三為種植業(yè)(占6.6%)。里沙溪水體中氨氮來(lái)源比例最大為生活污水(占55.3%)，其次為種植業(yè)(占43.3%)第三為養(yǎng)殖業(yè)(占1.3%)；總磷來(lái)源比例最大為生活污水(占82.9%)，其次為種植業(yè)(占11%),第三為養(yǎng)殖業(yè)(占5.8%)。

3 小流域水環(huán)境治理措施及成效評(píng)價(jià)

3.1 治理措施實(shí)施情況

由于生活污水、農(nóng)業(yè)面源及工業(yè)廢水排放污染物，使楊林溪和里沙溪承受的污染負(fù)荷持續(xù)增加，根據(jù)國(guó)內(nèi)流域污染治理的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，綜合考慮引起水質(zhì)變化的多種因素，建議采用生態(tài)清潔型小流域的理論和模式[5]，才能實(shí)現(xiàn)“水環(huán)境質(zhì)量只能變好，不能變壞”的科學(xué)發(fā)展目標(biāo)。結(jié)合楊林溪和里沙溪流域特點(diǎn)，采取工程治理措施、生態(tài)修復(fù)治理措施和管理措施的綜合治理方案[6]，截至2020年1月，列入建寧縣小流域水體達(dá)標(biāo)方案[7-8]的治理項(xiàng)目完成比例超過(guò)80%。小流域綜合治理措施實(shí)施情況見(jiàn)表2。

表2 建寧縣小流域綜合治理措施實(shí)施情況

3.2 成效評(píng)價(jià)

根據(jù)建寧縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)，2017—2019年楊林溪和里沙溪水質(zhì)氨氮、總磷濃度值季度變化如圖1、圖2所示。兩條溪的氨氮濃度始終在0.5 mg/L以下，總磷濃度自2017年第三季度穩(wěn)定保持在《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水體要求的0.2mg/L以下，未出現(xiàn)超標(biāo)，兩項(xiàng)指標(biāo)濃度各季度變化明顯，表現(xiàn)為夏秋兩季濃度較低、冬春兩季濃度較高，且濃度高低波動(dòng)較大，建寧縣屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，又有大陸山地氣候特點(diǎn)，豐水期和枯水期明顯，降雨主要集中在4～9月，而自然水體自凈去除污染物能力有限，導(dǎo)致冬春季枯水時(shí)期污染物濃度較高。

圖1 楊林溪各年度氨氮、總磷濃度季度變化趨勢(shì)

圖2 里沙溪各年度氨氮、總磷濃度季度變化趨勢(shì)

2016—2019年楊林溪和里沙溪水質(zhì)氨氮、總磷年均濃度變化如圖3、圖4所示。從中可見(jiàn)，氨氮、總磷年均濃度呈明顯下降趨勢(shì)，2017—2019年連續(xù)低于國(guó)家Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值，其中楊林溪水體氨氮濃度2018年稍有回升，2019年繼續(xù)明顯下降，兩條溪總磷濃度持續(xù)平穩(wěn)下降。建寧縣人民政府十分重視水環(huán)境保護(hù)，2017年制定小流域水體達(dá)標(biāo)方案并積極落實(shí)各項(xiàng)治理措施，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，實(shí)施小流域水環(huán)境治理以來(lái)，楊林溪和里沙溪小流域水環(huán)境質(zhì)量得到改善，各項(xiàng)污染物排放指標(biāo)達(dá)到國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，小流域水環(huán)境治理實(shí)踐取得了預(yù)期成效，監(jiān)控?cái)嗝嫠|(zhì)優(yōu)于國(guó)家Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)要求，并持續(xù)提升接近Ⅱ類。

圖3 楊林溪氨氮、總磷濃度年度變化趨勢(shì)

圖4 里沙溪氨氮、總磷濃度年度變化趨勢(shì)

4 結(jié)束語(yǔ)

2017年開(kāi)展小流域水環(huán)境治理工作以來(lái)，建寧縣楊林溪和里沙溪小流域水體主要污染物濃度呈逐漸下降趨勢(shì)，水環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善， 2018—2019年監(jiān)控?cái)嗝嫠|(zhì)Ⅲ類達(dá)標(biāo)率100%，小流域水環(huán)境治理工作取得實(shí)效，達(dá)到治理任務(wù)目標(biāo)。

楊林溪和里沙溪水質(zhì)氨氮、總磷濃度呈明顯的季節(jié)變化特征，夏秋兩季濃度較低、冬春兩季濃度較高，小流域水質(zhì)指標(biāo)濃度波動(dòng)不穩(wěn)的情況還需要縣政府和相關(guān)部門高度重視。為保持小流域水質(zhì)指標(biāo)濃度穩(wěn)定，可在目前小流域水環(huán)境治理工作基礎(chǔ)上，將小流域治理與農(nóng)村水系綜合整治、農(nóng)村環(huán)境綜合整治及綠盈鄉(xiāng)村建設(shè)等方面相結(jié)合[9]，進(jìn)一步深化拓展，保障閩江源頭流域的水環(huán)境質(zhì)量不斷向好。