水源地污染源及環境風險分析——以湯河水庫水源地為例

高楷賀，胡成，2， 程浩，李亞峰，李佳欣

水源地污染源及環境風險分析——以湯河水庫水源地為例

高楷賀1，胡成1，2， 程浩1，李亞峰1，李佳欣1

（1. 沈陽建筑大學 市政與環境工程學院，遼寧 沈陽 110168； 2. 遼寧水道誠環境科技有限公司，遼寧 沈陽 110168）

為了使保護區劃分更為科學合理，污染源調查與分析是水源地保護區劃分的一個重要基礎。以湯河水庫水源地為例對水源地周邊及上游污染源進行調查分析，核算污染源釋放污染物質總量，并鑒別風險源，計算風險值。該水源地周邊排放量COD排放量4 968.85 t·a-1，氨氮排放量306.97 t·a-1，TN排放量775.78 t·a-1，TP排放量53.55 t·a-1。對水源地水質安全影響最大的是固定源，其次是流動源，非點源的風險影響較小。

水源地； 污染源分析； 風險值計算

隨著城鎮化、工業化進程的加快，飲用水水源受到各種各樣的威脅，水源水質安全與民生保障及社會穩定密切相連，飲用水水源地的保護已經成為全球研究的熱點問題。水源地保護最為有效的方式是分區保護，我國已經形成完整的法律體系[1]。在水源地保護過程中，保護區范圍的劃分工作是最為關鍵的步驟[2]。本文主要以湯河水庫水源地為例，對原區劃進行了問題的分析，開展了污染源、風險源調查，為后續保護區范圍的劃分提供重要依據。

1 水源地周邊及上游污染源調查分析

1.1 工業點源

在二級保護區內有58家工業企業，主要工業類型有6種，分別為：食用油加工4家，酒坊17家，食品行業8家，屠宰場2家，液化氣站2家，其他類25家。準保護區內有53家工業企業，類型為：酒水類23家，石材類9家，木材類4家，液化氣站1家，其他類16家。經過計算，湯河水庫保護區內工業企業的COD排放量每年8.3 t，氨氮每年0.3 t，總氮每年0.4 t，總磷每年0.01 t。

1.2 畜禽養殖污染源

一般的禽畜養殖業多為分散養殖，農戶對于養殖過程中產生的糞便等污染物質收集處理不規范，造成流失，并隨地表徑流等方式進入水體，造成水質的污染。湯河水庫水源地禽畜養殖業排放的污染物質所占比重最大，根據調查統計，養殖蛋雞存欄量約41 000羽，養殖肉雞存欄量約130 000羽，養殖肉牛存欄量共2 227只，養殖生豬存欄量共31 009只。目前二級保護區內蛋雞存欄約16 500羽，肉雞存欄約92 600羽，肉牛存欄1 074頭，生豬存欄 17 003頭；在二級保護區內禽畜養殖湖主要存在于下達河流域和蘭河流域。依據《第一次全國污染源普查畜禽養殖業源產排污系數手冊》統計計算后[3]，畜禽養殖業排污估算量如表1所示。

表1 畜禽養殖業排污估算表

由表1可知，保護區內畜禽養殖業COD年排放量1 510.32 t，總磷年排放量18.21 t，總氮年排放量320.36 t。

1.3 種植業

種植業對水體的污染途徑多以地表徑流的方式，將殘留于土壤中的農藥、化肥等污染物質隨降雨、灌溉等過程帶入附近河流中，進而造成水體的污染。據調查統計，目前湯河水庫飲用水水源保護區內現有耕地約146.29 km2（219 435畝），果園 46.63 km2（69 945 畝）。作物類型較為單一，以糧食種植為主，少部分蔬菜，輪作方式為一年一熟。依據《第一次全國污染源普查農業源肥料流失系數手冊》測算，查詢湯河水庫所在地區的總氮、總磷流失量系[4]。經計算，保護區范圍內種植業總氮流失量約6.08 t，總磷流失量約為1.45 t。

1.4 生活污染源

生活污染源產生的污染多見于生活污水、生活垃圾的隨意排放和堆砌，不規范的管理對水體水質造成的污染也極為嚴重。湯河水庫飲用水水源保護區涉及鄉鎮7個，村莊68個，人口約97 903人。其中一級保護區涉及下達河鄉5個村，河欄鎮3個村，弓長嶺湯河鎮2個村，約480人；二級保護區涉及下達河鄉8個村，八會鎮6個村，河欄鎮11個村，甜水鄉6個村，湯河鎮2個村，約35 170人；準保護區涉及下達河鄉1個村，昌隆鎮7個村，八會鎮3個村，吉洞鄉12個村，河欄鎮4個村，甜水鄉10個村，62 253人。二級保護區內主要服務業類污染源19家（醫療醫院7家、洗浴類8家、修理廠4家）。依據《第一次全國污染源普查城鎮生活源產排污系數手冊》，對生活污染源污染排放量進行估 算[5]，根據生活源產排污系數核算體系的研究成果，結合第一次污染源普查數據庫，污染物質排污系數表及排放量估算見表2、表3、表4。

表2 湯河水庫居民生活污染年排放估算

表3 二級保護區內居民生活年排污估算

匯總可得，湯河水庫水源保護區內生活污染源污染物排放總量：COD每年2 400.27 t，氨氮每年293.91 t，總氮421.81 t，總磷30.56 t。

表4 生活污染源排放總量

1.5 餐飲住宿業

餐飲住宿業對湯河水庫水源地的污染也較為嚴重，根據調查統計，湯河水庫飲用水水源保護區內現有餐飲類176家，其中一級區1家，二級保護區134家，準保護區41家。旅店、旅館等共16家，二級保護區9家，準保護區家7家。餐飲住宿業在二級保護區范圍內占據大部分比例，對水質的威脅極大。依據《第一次全國污染源普查城鎮生活源產排污系數手冊（2008）》，對餐飲業、住宿業的污染物排放量進行核算[6]，結果如表5、表6所示。

表5 湯河水庫飲用水水源保護區內餐飲業年排放量

表6 湯河水庫飲用水水源保護區內住宿業年排放量

湯河水庫飲用水水源保護區內的住宿業COD年排放量1 039.10 t，氨氮年排放量11.67 t，總氮年排放量25.61 t，總磷年排放量3.17 t。住宿業COD年排放量10.86 t，氨氮年排放量1.09 t，總氮年排放量1.52 t，總磷年排放量0.15 t。

1.6 污染源匯總分析

湯河水庫主要污染源有工業、畜禽、生活源、農業面源和餐飲住宿等，統計污染物排放量具體見表7。通過對污染物排放量的核算，污染物的來源主要來自畜禽養殖業和生活源。

表7 污染物排放量匯總分析

2 水源地環境風險分析

2.1 風險識別

對大多數飲用水水源而言，潛在風險源主要有3類。固定源：水源保護區內現有加油站10個，其中8個位于二級保護區，2家位于準保護區；尾礦庫3個，位于二級保護區1個，準保護區2個，其中位于準保護區的一座尾礦庫已經關閉。流動源：流動源主要是指處于運輸途中的危險物質事故泄漏，根據對固定源的分析，其中最大的污染物質為油品的輸運，因此對水源保護區的主要橋梁、公路進行調查。穿越保護區的主要公路有6條，一級保護區范圍的橋11座，二級保護區范圍橋32座，準保護區范圍橋26座。非點源：水源保護區內非點源污染主要為耕地，其中一級保護區現有耕地 7.53 km2，二級保護區現有耕地80.52 km2，準保護區現有耕地58.24 km2。

2.2 源項分析及風險值計算

對風險源進行統計后，分析潛在事件，篩選風險源，依據其線量或貯量，定性分析突發性水污染事件及分值，按照固定源、流動源和非點源分別對水源存在的風險值進行計算。

固定源：Rp=P1+P2+P3。

對照固定源評價指標及評分值對各級保護區分項的風險值進行確定。

一級保護區：無固定源，故P1=0。

二級保護區：P2=8（加油站）+5（尾礦庫）=13。

準保護區：P3=2（加油站）+5（尾礦庫）=7。

固定源的風險值為：Rp=P1+P2+P3=20。

移動源：Rf=F1+F2+F3。

湯河水庫一級保護區內存在道路跨越庫區路段，下達河與二道河分別在入庫前有橋跨越，位于原一二級保護區交界處，經過調查，跨河橋至取水口直線距離約18 km，且河岸曲折，油品泄漏后容易附著于河岸，對國內發生的同類型事故研究分析后發現，一方面該類事故發生的概率較小，另一方面發生事故后污染物泄漏比率一般小于10%，而且下達河橋已完成包括導流槽和應急池等環境風險防范工程，進一步降低了油品泄露的風險，故F1為9。

二級保護區內危險化學品運輸車輛原則上應繞行，在5條穿越路段中，這里可能存在的環境風險主要為一般交通事故可能引發的側翻、溢撒、漏油等風險，故F2為7。

準保護區內的道路穿越路段距離取水口較遠，F3為3。

匯總可知：Rf=F1+F2+F3=19。

非點源：Ry=Y1+Y2+Y3。

湯河水庫飲用水水源保護區內非點源污染主要為耕地，其中一級保護區現有耕地7.53 km2，耕地面積所占比例為50.5%，故Y1=10；二級保護區現有耕地80.52 km2，耕地面積所占比例為11.2%，故Y2=4；準保護區現有耕地58.24 km2，耕地面積所占比例為10.4%，故Y3=1。

匯總后保護區內非點源風險值為：Ry=Y1+Y2+Y3=15。

2.3 環境風險評估

研究表明，環境風險值在Rp（或Rf、Ry）≤3時可以達到可接受程度，并作為背景值；當39時，達到這種程度的風險源對水質安全已經產生了嚴重威脅，應當根據《指南》采取相應的風險應急措施。

湯河水庫Rp、Rf和Ry均大于9，根據風險值可得保護區內主要環境風險來自固定源、流動源和非點源。其中風險值最大的是固定源，應重點防控加油站和尾礦庫的污染事故，加強油品儲存管理，加強尾礦庫的監管；其次是流動源環境風險，需要加強保護區內道路監管，特別是在道路穿越保護區路段設置風險防范措施；農業面源污染主要應防控農藥化肥的氮、磷流失，加強農業面源管理。

3 結 論

1）該水源地周邊COD排放量4 968.85 t·a-1，氨氮排放量306.97 t·a-1，TN排放量775.78 t·a-1，TP排放量53.55 t·a-1。對水源地水質安全影響最大的是固定源，其次是流動源，非點源的風險影響較小。

2）應重點防控加油站和尾礦庫的污染事故，加強油品儲存管理，加強尾礦庫的監管；其次是流動源環境風險，需要加強保護區內道路監管，特別是在道路穿越保護區路段設置風險防范措施；農業面源污染主要應防控農藥化肥的氮、磷流失，加強農業面源管理。

[1] 張曦. 飲用水源保護法律制度研究[D].哈爾濱：東北林業大學，2014.

[2] 王愛敏. 水源地保護區生態補償制度研究[D].泰安：山東農業大學，2016.

[3] 李靜. 太湖流域農業污染壓力評估[D].濟南：山東師范大學，2012.

[4] 劉晨峰，吳悅穎，張文靜，等.中國實施種養結合減排效益研究[J].環境污染與防治，2016，38（5）：87-89.

[5] 王曉燕. 基于污染物總量控制的青島市結構減排研究[D].青島：中國海洋大學，2012.

[6] 張艷軍. 青島市陸源COD和氮污染物產污數量分級產強核算方法研究[D]. 青島：中國海洋大學，2015.

Analysis on Pollution Source and Environmental Risk of Water Source—Taking Water Source in Tanghe Reservoir as an Example

1,1,2,1,1,1

（1. School of Municipal and Environmental Engineering, Shenyang Jianzhu University, Shenyang Liaoning 110168, China;2. Liaoning Waterway Cheng Environmental Technology Co., Ltd., Shenyang Liaoning 110168, China）

In order to make the division of protected areas more scientific and reasonable, the investigation and analysis of pollution sources is an important basis for the division of water source protection areas. Taking the water source of Tanghe Reservoir as an example, the pollution sources around and upstream of the water source were investigated and analyzed, the total amount of pollutants released from the pollution sources was calculated, as well as the risk values of the risk sources. The results showed that COD emission around the water source was 4 968.85 t·a-1, ammonia nitrogen emission was 306.97 t·a-1,TN emission was 775.78 t·a-1,TP emission was 53.55 t·a-1.The most important influence on water quality safety was fixed source, followed by flow source, and the risk of non-point source was small.

Water source; Pollution source analysis; Risk value calculation

遼河流域水污染治理與水環境管理技術集成與應用（項目編號：2018ZX07601001）。

2020-10-22

高楷賀（1996-），男，吉林省吉林市人，研究生，碩士，沈陽建筑大學市政工程專業在讀，研究方向：水污染治理與環境資源規劃。

胡成（1969-），男，教授級高級工程師，研究方向：水污染治理與環境資源規劃。

X824

A

1004-0935（2021）03-0365-04