江蘇省灌河流域污染特征及污染控制對策*

田愛軍，李 冰，屈 健，王 水，高 鳴

(江蘇省環境科學研究院，南京210036)

江蘇省灌河流域污染特征及污染控制對策*

田愛軍，李 冰，屈 健，王 水，高 鳴

(江蘇省環境科學研究院，南京210036)

基于2008年江蘇省沿海地區灌河流域各城市污染源統計及調查數據，分析灌河流域主要污染物來源構成和污染特征，對污染物入河量進行計算及修正.結果表明:灌河的CODMn入河總量為36944.2 t/a，氨氮入河總量為4366.5 t/a，總氮和總磷入河總量分別為6507.4 t/a、444.6 t/a，各污染源均主要來源于農業污染.同時，針對灌河流域的污染特征，明確各類污染源的治理重點，提出了污染控制對策，為有效保護灌河水環境質量，支撐灌河口和灌河沿線的開發提供依據.

污染物來源;污染特征;污染控制對策;灌河;江蘇沿海地區

2009年6月10日國務院常務會議審議通過了《江蘇沿海地區發展規劃》，至此，江蘇沿海地區成為國家規劃發展的戰略重點區域，標志著沿海地區發展進入了新階段［1-2］.隨著經濟的快速發展，區域污染物排放量逐漸增加，環境壓力日益增大，2004-2008年灌河水質污染指數呈逐年升高趨勢，這期間灌河主要污染物CODMn、氨氮平均年入海量分別為12833.34、1242.62 t［3］，陸源污染已導致近岸海域環境及生態損害，并最終導致海水富營養化［4］.灌河口港區是江蘇沿海開發的重要節點之一，灌河岸線開發利用也是區域開發的重點，區域內重污染行業突出，農業面源污染嚴重，水環境影響因素復雜，2007年僅響水縣排入灌河的CODMn、氨氮就分別達到7949、1001 t/a［5］.本文通過調查灌河流域污染源，分析污染源排放量—入河量—入海斷面水質定性關系［6］，確定影響灌河水質的污染物來源，制定合理的污染控制措施，為改善區域水環境質量，有效削減污染物入海通量，支撐灌河口和灌河沿線的開發提供科學依據.

1 研究區域及研究方法

1.1 水文水系特征

灌河西起灌南縣境內與鹽河交匯處，向東至燕尾港入海，是蘇北地區最大的入海潮汐河流，也是江蘇省沿海地區唯一在干流上沒有建閘的天然入海河道，水利和生態功能獨特.灌河流域面積大，匯水面積為6758 km2，河道常年流水充足，實測最大流速為2.34 m/s，漲潮平均流量為6032 m3/s，落潮平均流量為4360 m3/s，年徑流量為40.06×108m3，是廢黃河以北，新沂河以南，淮沭新河以東廣大區域的主要入海通道.灌河干流不同水期均能達到《地表水環境質量標準》(GB/T 3838-2002)中Ⅳ類水質標準，可滿足其功能區劃的要求.通榆河工程作為蘇北地區主要的清水通道，由南向北穿越灌河，目前高錳酸鹽指數(CODMn)及氨氮無法穩定達到其水質目標Ⅲ類標準.灌河7條主要支流的總氮和總磷亦有不同程度的超標，其中沂南河受沭陽縣境內工業、生活污水排放的影響，整體水質處于Ⅴ類水平，是灌河主要支流中污染最重的河流.總氮評價標準執行GB/T 3838-2002中湖、庫標準.研究區域水系詳見圖1.

圖1 灌河流域水系Fig.1 The water system of Guanhe River Basin

1.2 研究方法

1.2.1 污染源現狀調查與核算 根據2008年環境統計、企業排污申報和環境保護管理部門重點企業監管等資料，利用等標污染負荷排序［7］，初步確定重點工業污染源名單及其廢水和主要污染物排放量.對不同來源且數據差異較大或缺少主要污染物(CODMn、氨氮、總氮和總磷)排放數據的企業進行現場調查和監測.

根據統計數據［8-11］，統計并核實調查區域內各鄉鎮(街道)的城鎮人口、農村人口的數量.選取有代表性的鎮、村，抽樣調查不同類型居民的生活方式和生活習慣，確定城鎮和農村人均綜合用水量、人均綜合排水量、生活污水中污染物平均質量濃度等參數.參照《全國水環境容量核定技術指南》中確定的華東地區人均污染物排放當量對生活污染的統計結果進行校核.

農業面源污染主要包括種植業、畜禽養殖業和水產養殖業污染，種植業污染物排放量計算公式為:

式中，W種植p為種植業污染物排放量(t/a);M為耕地面積(hm2);α1為種植業排污系數(t/(hm2·a)).

式中，W畜禽p為畜禽養殖業污染物排放量(t/a);δ1為畜禽個體日產糞量(kg/(頭·a));t為飼養期(a);N畜禽為飼養數;α2為畜禽糞中污染物平均含量(t/kg);δ2為畜禽個體日產尿量(kg/(頭·a));α3為畜禽尿中污染物平均含量(t/kg).

水產養殖業污染物排放量計算公式為:

式中，W水產p為水產養殖業污染物排放量(t/a);M水產為水產養殖業面積(hm2);α4為水產養殖業排污系數(kg/(hm2·a)).

1.2.2 污染物入河量計算 工業污染物入河量計算公式為:

畜禽養殖業污染物排放量計算公式為:

式中，W工為工業污染物入河量(t/a);M工為工業污染物排放量(t/a);θ1為污水處理后污染物削減量(t/a);k為水質降解系數(s－1);x為點源距離入河排污口的距離(m);u為平均流速(m/s).

農村生活污染物入河量計算公式為:

式中，W生1為農村生活污染物入河量(t/a);N農為農村人口數(人);δ3為農村生活排污系數(t/(人·a));β1為農村生活污染物入河系數.

城鎮生活污染物入河量計算公式為:

式中，W生2為城鎮生活污染物入河量(t/a);N城為城鎮人口數(人);δ4為城鎮生活排污系數(t/(人·a));β2為城鎮生活污染物入河系數;θ2為污水處理后污染物削減量(t/a).

種植業污染物入河量計算公式為:

式中，W種植為種植業污染物入河量(t/a);β3為農田污染物入河系數;γ1為修正系數.養殖業污染物入河量分為畜禽養殖和水產養殖兩部分，計算公式為:

式中，W養殖為養殖業污染物入河量(t/a);W畜禽p為畜禽養殖業污染物排放量(t/a);β4為畜禽養殖業入河系數;W水產p為水產養殖業污染物排放量(t/a);β5為水產養殖業入河系數.

污染源入河系數的確定:入河系數根據研究區和污染源類型而定，主要有收集現有成果確定［12］和開展小區試驗確定兩種獲取方式，根據對現有資料［13］匯總，初步確定工業、城鎮生活、農村生活污染源入河系數分別為0.9 ～1.0、0.7 ～0.9、0.2 ～0.4;農業面源包括種植業、畜禽養殖、水產養殖污染源，其入河系數分別為 0.1 ～0.3、0.1 ～0.5、0.1 ～0.5.

2 結果與分析

2.1 區域污染構成

灌河流域內污染物排放量大，主要來源于農業污染，CODMn占總量的46.6%，氨氮占50.0%，TN占50.7%，TP約占48.3%;其次是生活污染，CODMn占總量的39.4%;工業污染所占份額較小，CODMn占總量的14.0%(表1).

表1 灌河流域不同污染源污染物入河量Tab.1 The pollutants of different sources into the Guanhe River Basin

2.2 區域污染特征

2.2.1 工業污染特征 (1)結構性污染突出.研究區工業污染源行業分布較廣泛，但化工行業、食品制造業、紡織印染行業、造紙行業等重污染企業在區域工業經濟中占有主導地位，各項排污指標均占區域工業排污總量的80%以上.其中食品制造業是廢水排放量和CODMn排放量最大的行業，廢水排放量占總量的28.4%，CODMn排放量占總量的55.0%(圖2).(2)落后產能比重大、污染治理難度高.化工行業和食品制造業是研究區污染貢獻率最高的兩類行業，其中化工企業主要分布在化工園區，但園區數量偏多，規模整體偏小，入區項目主要是從蘇南及周邊省份轉移來的三類中間體項目，產業雷同，且檔次低、規模小、污染重、治理難;食品制造業分布較分散，在響水縣、灌南縣、漣水縣、沭陽縣和淮陰區的多個鄉鎮均有分布，因此逐步淘汰落后產能，加強污染源監管是研究區污染治理的首要任務.

圖2 重點工業行業污染排放分布Fig.2 The composition of pollution discharge amount of key industries

2.2.2 生活污染特征 研究區生活污染物排放量占區域排污總量的39.0%.區內2008年已建成的城鎮污水處理廠的處理能力為9.0×104t/d，但配套管網建設不足，實際處理量僅有3.3×104t/d，其中生活污水處理量為2.4×104t/d，從而導致研究區生活污水集中處理率較低，僅為13.4%.其中灌南縣城目前尚無運行的城鎮污水處理廠.

2.2.3 農業污染特征 研究區農業面源污染尚未得到有效控制.區域內化肥施用強度大，平均化肥施用量約為525.00 kg/hm2，高于全國平均水平(306.45 kg/hm2).種植業排放的CODMn、NH3-N、TP分別達農業面源污染總量的 26.9%、42.5%和 43.1%.

2.3 污染治理措施

2.3.1 優化產業結構和布局 對研究區內所有工業企業，特別是未入園的企業進行分類清理整頓.逐步淘汰落后生產能力，保留的企業逐步搬遷進入工業園區或工業集中區.重點企業必須推行全過程清潔生產，中水回用，發展循環經濟.加快現有工業園區的環境基礎設施建設，推進循環經濟和生態工業園的創建.新建項目必須符合《關于明確蘇北地區建設項目環境準入條件的通知》(蘇環管［2005］262號)中的相關要求，并全部進入基礎設施完善的工業園區，實現集約化發展.

2.3.2 加強生活污水處理能力建設 加快城鎮污水處理廠建設，進一步擴大城鎮生活污水處理廠規模.研究區內灌南、沭陽、漣水、淮陰區、漣水、泗陽城鎮污水集中處理率2012年達到40%以上，2015年達75%.同時加快配套截污管網建設，提高污水管網覆蓋率，切實提高截污能力.2012年規劃區范圍內各城鎮管網覆蓋率達到40%以上，2015年達到75%.

因地制宜，在實施農村改廁的基礎上，建設農村分散式小型生活污水處理設施，或者利用村莊或住戶周圍自然環境建設生態組合處理工程，削減氮磷污染.積極開展農村生活污水資源化技術試點工作.重點建設漣水等地的農村小型生活污水處理設施.

2.3.3 加快實施綠色農業工程 實施生態農業工程，積極鼓勵、引導區域內沿河農戶大力發展生態農業、有機農業和節水農業，全面推廣測土配方施肥和農藥減量增效控污等先進適用技術.利用不同植被對土壤養分吸收能力的互補性和對農業非點源污染的截留、過濾能力，在農田與水體之間建立合理的植被過濾帶，減少地表徑流.

取締“禁止排放區”內的畜禽養殖，嚴格禁止在通榆河一級保護區內新建畜禽養殖場.排放區外的畜禽養殖場必須做到糞便資源化利用，建設污水收集和處理設施，實現廢水達標排放.推廣發酵床生態養殖技術;推行干清糞作業，減少污水和糞便流失;修建秸稈、糞便、生活垃圾等固體廢棄物發酵池，處理有機垃圾等廢棄物，生產沼氣和有機肥，實現資源循環利用.

2.3.4 加強環境監控預警能力 加大對排污單位的監管力度.各排污口安裝自動監控裝置，與各地的污染源監控中心聯網，實行實時監控、動態管理，監控指標包括廢水流量、CODMn、NH3-N、TP等.加強現場監督檢查，對偷排、超標排放等違法排污企業按高限予以處罰，直至關停.結合流域、區域污染容量管理要求，健全完善企業排污總量控制和排污許可證制度，做到持證排放、按量排污，把各項減排措施落實到每一個工業點源.在加大監控的深度和廣度的同時，建立一套聯動的環境預警和應急響應預案，提高環境預警能力，以預防突發環境事故，及時采取有效的應對措施.

3 結論

1)灌河流域 CODMn、NH3-N、TP、TN均主要來源于農業污染源，四項指標分別占區域排污總量的46.6%、50.0%、48.3%和50.7%;三類污染源排污量大小為農業面源＞生活污染源＞工業污染源.

2)種植業是農業面源的主要污染來源.實施生態農業工程，積極調整農業結構.大力發展生態農業、有機農業和節水農業，全面推廣測土配方施肥和農藥減量增效控污等先進適用技術，將有效削減農業污染排放量.

3)化工行業、食品制造業、紡織印染行業、造紙行業等重污染企業為區域工業經濟主導產業，各項排污指標均占區域工業排污總量的80%以上.其中食品制造業和化學工業是區域污染貢獻率最高的兩個行業，必須通過優化產業結構和布局，以有效控制工業污染排放.

4)生活污水集中處理率過低，區內2008年已建成的城鎮污水處理廠的處理能力為9.0×104t/d，實際生活污水處理量為2.4×104t/d.生活污水集中處理率僅為13.4%，且灌南縣城尚無運行的城鎮污水處理廠.加快區域污水處理設施建設已迫在眉睫.

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Characteristics of pollutant sources and control measures in Guanhe River Basin，Jiangsu Province

TIAN Aijun，LI Bing，QU Jian，WANG Shui＆GAO Ming
(Jiangsu Provincial Academy of Environmental Science，Nanjing 210036，P.R.China)

Based on municipal pollutant sources data of Jiangsu coastal area in 2008，the main pollutant source composition and pollution characteristics of Guanhe River，the total amount of pollutants into the river was calculated and corrected.Results showed that the total input amount of chemical oxygen demand，ammonia nitrogen，total nitrogen and total phosphorus to Guanhe River was 36944.2，4366.5，6507.4 and 444.6 t/a，respectively，all of which were mostly originated from agricultural pollution.According to the pollution characteristics of Guanhe River，various pollution sources were clarified.Therefore we put forward countermeasures to control the pollution，which provide a foundation for effectively protecting the Guanhe River water quality and supporting the development of the region.

Pollutant source;pollution characteristics;pollution control measures;Guanhe River;Jiangsu coastal area

http://www.jlakes.org.E-mail:jlakes@niglas.ac.cn

?2012 by Journal of Lake Sciences

* 江蘇省自然科學基金項目(BK2009454)資助.2011-08-02收稿;2012-02-07收修改稿.田愛軍，男，1978年生，工程師;E-mail:tianaijun@hotmail.com.