咸陽市地表水水質(zhì)現(xiàn)狀與對(duì)策研究*

侯黨社，高 燕，張 婧，2，高掌乾

(1 咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院能源化工研究所，陜西 咸陽 712000；2 陜西科技大學(xué)化工學(xué)院，陜西 西安 710021)

咸陽屬于關(guān)中平原中心地帶，處于干旱半干旱地區(qū)。關(guān)中腹地人口多，用水量又比較大[1]。咸陽市內(nèi)有 縱橫交錯(cuò)的8條主要河流。它們?yōu)槿藗兊纳睢⑥r(nóng)田灌溉提供便利的水源。這些大大小小的支流最終都會(huì)匯入渭河。大部分河流常年有水，小部分河流會(huì)出現(xiàn)季節(jié)性斷流或者流量小等問題。咸陽的工業(yè)走廊又分布于渭河沿線，從地理位置上看，咸陽西接寶雞，東南臨西安，初步判斷導(dǎo)致渭河污染加重的原因除了有來自上游的污水，還有大量城市工業(yè)污水、居民生活污水排入河流[2]。隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，這個(gè)問題越來越突出。渭河流域水環(huán)境的質(zhì)量密切關(guān)系到當(dāng)?shù)鼐用竦纳尜|(zhì)量，關(guān)系到整個(gè)關(guān)中經(jīng)濟(jì)圈發(fā)展?fàn)顩r，可謂十分重要。[3]因此，有必要對(duì)咸陽市域內(nèi)水質(zhì)狀況進(jìn)行調(diào)查和分析。咸陽市渭河流域內(nèi)8條主要河流的13個(gè)斷面，4個(gè)地表水飲用水水源地，14家縣(鎮(zhèn))級(jí)污水處理廠總排口水質(zhì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察和取樣檢測(cè)。通過結(jié)果觀測(cè)咸陽地區(qū)污染物排放對(duì)域內(nèi)水質(zhì)所造成的影響，分析該流域范圍內(nèi)影響水質(zhì)質(zhì)量的因素，為進(jìn)一步治理咸陽市渭河流域水污染防治工作提供決策依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

水質(zhì)狀況會(huì)受到很多因素的影響，除了常見的廢水、污水、垃圾污染外，與水資源的初始狀況、面源污染情況、處理后的污水循環(huán)利用情況、污染物的降解程度等都有很大的關(guān)系[4]。結(jié)合當(dāng)?shù)毓I(yè)發(fā)展特點(diǎn)，分析渭河水體的主要污染源，選取部分點(diǎn)位水質(zhì)作為此次的檢測(cè)對(duì)象，如，咸陽市域內(nèi)13個(gè)縣市區(qū)集中式飲用水水源地、河流斷面、污水處理廠(站)排水口等。

圖1 咸陽市渭河流域采樣點(diǎn)布設(shè)示意圖Fig.1 Schematic diagram of sampling points layout in Weihe River Basin of Xianyang City

1.2 評(píng)價(jià)方法

本研究將單因子評(píng)價(jià)法作為斷面水質(zhì)評(píng)價(jià)法[5]，《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》主要評(píng)判河流斷面、水源地水質(zhì)的現(xiàn)狀[6]，《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》主要評(píng)判污水處理廠排污口水質(zhì)改善情況[7]。按所評(píng)指標(biāo)中最差項(xiàng)目的類別確定河流水質(zhì)類別，檢測(cè)指標(biāo)包括pH值、化學(xué)需氧量、總氮、氨氮、總磷、糞大腸菌群等[8]，并結(jié)合國(guó)家、省、市相關(guān)政策文件，得出合適治理對(duì)策。

1.3 水質(zhì)分析方法

水質(zhì)分析所測(cè)指標(biāo)參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)。

2 結(jié)果與討論

2.1 集中式飲用水水源地水質(zhì)現(xiàn)狀

本次采集了長(zhǎng)武縣黑河飲用水水源地、旬邑縣柏嶺寺水庫(kù)飲用水水源地、彬州市太峪河飲用水水源地、淳化縣北關(guān)水廠飲用水水源地等4個(gè)飲用水水源地的水質(zhì)樣本。通過與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，4個(gè)飲用水水源地水質(zhì)pH值都處于允許范圍內(nèi)(見圖2a)；氨氮指標(biāo)符合II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求(見圖2c)；化學(xué)需氧量和總磷指標(biāo)符合III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求(見圖2b、圖2d)。綜合評(píng)判所測(cè)指標(biāo)，長(zhǎng)武縣黑河飲用水水源地、旬邑縣柏嶺寺水庫(kù)飲用水水源地、淳化縣北關(guān)水廠飲用水水源地符合III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，彬州市太峪河飲用水水源地符合II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果表明，4個(gè)地表水飲用水水源地達(dá)到或優(yōu)于2020年水質(zhì)目標(biāo)[9]。

圖2 飲用水水源地水質(zhì)指標(biāo)Fig.2 Water quality indicators of drinking water sources

2.2 斷面水質(zhì)現(xiàn)狀

對(duì)咸陽市內(nèi)8條主要河流部分?jǐn)嗝孢M(jìn)行水樣采集，水質(zhì)分析結(jié)果見表1所示。由表1可知，涇河長(zhǎng)武縣亭口鎮(zhèn)斷面、涇河彬州市香廟鄉(xiāng)斷面所測(cè)指標(biāo)符合II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，渭河秦都區(qū)鐵橋斷面、渭河興平斷面、渭河渭城區(qū)玻璃鋼自動(dòng)站斷面所測(cè)指標(biāo)符合III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)于2020年水質(zhì)目標(biāo)；小黑河長(zhǎng)武縣張家橋斷面、三水河旬邑縣蘆村河斷面、冶峪河淳化縣棗園村斷面所測(cè)指標(biāo)符合III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，泔河永壽縣泗溝斷面所測(cè)指標(biāo)符合V類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到2020年水質(zhì)目標(biāo)。泔河乾縣屈家咀斷面、泔河禮泉縣北屯橋斷面以及武功縣漆水河上游斷面水質(zhì)未達(dá)到咸陽市2020年水質(zhì)目標(biāo)要求。

表1 咸陽市主要河流水質(zhì)評(píng)價(jià)表Table 1 Water quality evaluation table of main rivers in xianyang city

續(xù)表1

2.3 河流水質(zhì)現(xiàn)狀

對(duì)咸陽市8條主要河流的13個(gè)斷面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察和水質(zhì)采集，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)整體水質(zhì)狀況良好，多數(shù)河流水質(zhì)達(dá)到III類水質(zhì)。但仍存在少許問題，清河三原縣李家橋斷面有季節(jié)性斷流情況，其余12個(gè)河流斷面水質(zhì)總氮含量較高，呈現(xiàn)輕度富營(yíng)養(yǎng)狀況。

表2 抽檢各流域斷面總氮指標(biāo)Table 2 Total nitrogen index of each basin cross section

2.4 城鎮(zhèn)污水處理廠水質(zhì)現(xiàn)狀

選取咸陽市內(nèi)14家縣(鎮(zhèn))級(jí)污水處理廠總排口水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如圖3所示。由圖可知，12家縣(區(qū))級(jí)污水處理廠總排口水質(zhì)中符合一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)[10]是化學(xué)需氧量、氨氮、總氮和懸浮物指標(biāo)(見圖3a、圖3b、圖3c、圖3e)，總排口糞大腸菌群超標(biāo)的有長(zhǎng)武縣、彬州市、旬邑縣、興平市、武功縣、乾縣、永壽縣、渭城區(qū)東郊污水處理廠，超標(biāo)率占檢測(cè)縣(區(qū))級(jí)廠家總數(shù)的66.7%(見圖3f)。從數(shù)值上看，超過50%的縣級(jí)生活污水處理廠糞大腸菌群實(shí)測(cè)值超出其最大限值的24倍以上(見圖3f)。此外，禮泉縣和興平市污水處理廠存在總磷超標(biāo)排放現(xiàn)象(見圖3d)。三原縣西陽鎮(zhèn)、涇陽縣王橋鎮(zhèn)2家鎮(zhèn)級(jí)污水處理廠總排口水質(zhì)指標(biāo)中多項(xiàng)指標(biāo)不符合規(guī)定，氨氮、總氮、總磷、懸浮物和糞大腸菌群等5項(xiàng)目指標(biāo)均超標(biāo)，其中懸浮物超標(biāo)達(dá)7倍以上，糞大腸菌群超標(biāo)達(dá)24倍以上(見圖3b、圖3c、圖3e、圖3f)。

圖3 抽檢各縣市城鎮(zhèn)污水處理廠出水指標(biāo)Fig.3 The effluent index of urban sewage treatment plants in each county and city which is sampled

3 原因分析

(1)河流、斷面水質(zhì)污染不易控制指標(biāo)常為氨氮、總磷和總氮，最難控制的是總氮含量[11]。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，除了工業(yè)污水、生活污水排放過多等因素外，還與咸陽土壤背景有關(guān)。渭河流域耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量和氮平均含量都高于全省的平均值[12]，當(dāng)遇到大暴雨天氣，農(nóng)田退水后會(huì)將有機(jī)質(zhì)帶入河流中。除此以外，農(nóng)藥化肥大面積使用也會(huì)影響水體中有機(jī)質(zhì)的含量。

(2)水資源的嚴(yán)重缺乏導(dǎo)致了河流水質(zhì)的惡化，水生態(tài)環(huán)境遭到破壞。當(dāng)河流出現(xiàn)季節(jié)性斷流或上游灌溉截流使得下游水量巨減時(shí)，如果不能滿足生態(tài)基流，多項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)就容易超標(biāo)，會(huì)造成河流納污能力和稀釋自凈降低[13]。

(3)城市雨污分流管網(wǎng)不完善。老舊城區(qū)大多采取雨污合流的方式，當(dāng)大雨、暴雨等惡劣氣候發(fā)生時(shí)，雨水與生活污水混合通過管網(wǎng)排入城鎮(zhèn)污水處理廠，因入水量猛增，污水處理廠無法及時(shí)處理，只能將其排入河中[14]。這些因素都會(huì)引起水質(zhì)波動(dòng)，影響進(jìn)、出廠水質(zhì)。

(4)污水處理廠鎮(zhèn)級(jí)控制指標(biāo)效果明顯低于市區(qū)或縣區(qū)，這與縣鎮(zhèn)兩級(jí)從業(yè)人員水平、經(jīng)費(fèi)投資、管理方式等很多因素有關(guān)。

(5)糞大腸菌群超標(biāo)是多數(shù)污水處理廠共同存在的問題。市域內(nèi)消毒主要是氯消毒和紫外線消毒。水流快慢、水層薄厚、照射長(zhǎng)短、照射面積大小、濁度大小等都會(huì)影響到紫外線的消毒效果。通過實(shí)地考察發(fā)現(xiàn)，多數(shù)污水處理廠消毒處水流速度過快，照射面積有限，這直接影響消毒的效果。污水處理廠投放消毒劑量不夠也使得糞大腸菌群指標(biāo)超標(biāo)。

4 結(jié) 論

咸陽市域內(nèi)斷面水質(zhì)達(dá)到或優(yōu)于2020年水質(zhì)目標(biāo)，總體污染趨勢(shì)逐步減輕，但部分?jǐn)嗝嫠|(zhì)目標(biāo)屬于IV類、V類水質(zhì)。根據(jù)原因分析，現(xiàn)提出幾點(diǎn)建議：

(1)提高工業(yè)廢水處理水平，充分發(fā)揮涉水企業(yè)污染物處理設(shè)施的效能，鼓勵(lì)涉水企業(yè)采用水循環(huán)技術(shù)、零排放技術(shù)等減少用水量，降低污染物排放量。

(2)減少農(nóng)藥化肥使用量，大力推廣平衡施肥技術(shù)、生物和綜合防治技術(shù)，提高施肥、施藥效果，鼓勵(lì)使用緩釋肥料，逐步減輕農(nóng)田退水污染。

(3)健全市政管網(wǎng)系統(tǒng)，積極開展雨污分流管網(wǎng)改造，最大限度收集污水。避免采集管網(wǎng)覆蓋不完全影響污水收集率；還可采取加強(qiáng)污水管道檢修、疏通和修復(fù)的辦法確保污水可以集中處理；未建的新項(xiàng)目應(yīng)該合理規(guī)劃管網(wǎng)建設(shè)方案，避免上述情況發(fā)生；個(gè)別污水進(jìn)水量接近或超過污水處理能力的地方，要著手規(guī)劃建設(shè)新的污水處理廠。

(4)引入水污染控制新技術(shù)，提高水處理水平。為了提高污水處理工藝水平應(yīng)優(yōu)先選取有技術(shù)優(yōu)勢(shì)、經(jīng)濟(jì)合算、運(yùn)行穩(wěn)定的設(shè)備。所有新建、在建污水處理廠要達(dá)到2018版新黃標(biāo)的要求，已建成的污水處理廠盡快自查，不達(dá)標(biāo)的應(yīng)啟動(dòng)并完成提標(biāo)升級(jí)改造任務(wù)。

(5)加強(qiáng)從業(yè)人員培訓(xùn)，強(qiáng)化從業(yè)專項(xiàng)技能，提高污水處理工作水平，為污水處理設(shè)備效能的充分發(fā)揮提供保障。