大冶市水環境污染源調查及防治

魯 珍

（江漢大學 化學與環境工程學院，湖北 武漢 430056）

大冶市水環境污染源調查及防治

魯 珍

（江漢大學 化學與環境工程學院，湖北 武漢 430056）

為全面了解大冶市水環境污染源情況，分別對大冶市點污染源和面污染源進行調查，采用產排污系數法、間接估算法和源強系數修正法等方法對污染物入河量進行核算。結果表明：大冶市面源污染對水環境造成的危害與點污染源相當，當地生活污水處理率較低，畜禽養殖與農田徑流污染未能得到有效控制。針對上述結果提出相應保護水環境的防治措施建議：（1）從嚴控制面源污染；（2）強化環?；A設施建設；（3）調整產業結構，實施礦業經濟轉型。

大冶市；污染源；水環境污染；入河量；礦業經濟轉型

1 區域概況

大冶市位于湖北省東南部，地跨東經114°31′33″～ 115°20′42″、 北 緯 29°40′16″～30°15′45″，位于幕阜山北面向長江中下游平原的過渡地帶，以丘陵和平原為主。當地屬于典型的亞熱帶大陸性季風型氣候，在地理和氣候上具有南北交替的雙重過渡性特征，四季分明，光照充足，雨量充沛。年均降雨量為1 414.6 mm，氣候溫和濕潤，生物種類繁多，水源充沛。大冶市有16個鄉鎮（辦），2012年總人口90余萬。當地礦產資源豐富，金屬礦藏包括金、銀、銅和鐵等；非金屬礦藏包括石膏、煤炭等，當地以資源優勢大力發展礦產開采洗選、金屬冶煉加工等重工業。

2 污染源調查結果分析

本次調查范圍包括大冶市的大冶湖和保安湖流域。調查內容包括點污染源和面污染源兩個方面。其中，點污染源主要包括工業污染源和城鎮生活污染源，面污染源主要包括農村生活污染源、農田徑流、畜禽養殖和地表徑流［1-3］。點污染源污染物的產生量采用直接調查法、間接估算法［4］和產排污系數法；面污染源數污染物產生量采用產排污系數法和源強系數修正法，相關基礎數據和修正系數來源于統計年鑒、環境統計和污染源普查等。

2.1 點污染源調查

根據大冶市環保局歷年《環境統計》數據，間接估算2012年化學需氧量（chemical oxygen demand，COD）排放總量約為9 200 t/a，其中，工業源排放量約為1 800 t/a，占19.6%，生活源排放約為7 400 t/a，占80.4%；氨氮（ammonia nitrogen，NH3-N）排放總量約為965 t/a，其中，工業源排放約為85 t/a，占8.8%，生活源排放約為880 t/a，占91.2%。由此可見，大冶市點污染源以生活污染源為主，這與當地污水處理設施嚴重不足的現狀相吻合。

2.1.1 工業污染源 大冶市礦產資源豐富，采礦、選礦和金屬冶煉業十分發達，為保護當地環境，相關部門一直加強對污染企業的管理，基本實現企業廢水達標排放［5］，參考相關資料［6］，工業源污染物入河系數取r=1。調查數據表明，2012年大冶市主要廢水排放企業一共59家，主要工業污染源企業數量分布情況為金湖街辦11個，羅橋街辦13個，陳貴鎮14個，靈鄉鎮9個，還地橋鎮5個，金山店鎮3個，保安鎮3個，大箕鋪鎮1個，這些企業廢水及污染物排放量約占全市廢水85%（圖1、圖2）。

由圖1和圖2可知，還地橋鎮工業源廢水排放量及COD排放量最大，其次是工業源分布較多的陳貴鎮。在59家企業中僅5家企業在還地橋鎮，但當地廢水排放量卻達到892.6萬t/a，COD排放量為495.4 t/a，NH3-N排放量為23.6 t/a。分析原因有兩個：（1）還地橋鎮5家企業生產運營過程中，用水量較大，上一年廢水、中水回用工作做得較好，故在下一年并未消耗大量新鮮水，但下一年中廢水、中水回用工作并未較好地繼續開展，導致有大量廢水排放并多于新鮮用水量；（2）企業規模較大，運行時原輔料消耗多。上述行政區中，還地橋鎮、保安鎮緊鄰保安湖南部水域，其余均匯水于大冶湖流域三里七湖。

圖1 各行政區企業用排水情況

從行業方面來看，2012年大冶市主要調查的59家重點廢水排放企業涉及到18個行業，分別為煙煤和無煙煤的開采洗選、鐵礦采選、銅礦采選、畜禽屠宰、其他農副食品加工、白酒制造、化纖針織品及編織品制造、機制紙及紙板制造、炸藥及火工產品制造、水泥制造、玻璃纖維及制品制造、玻璃纖維增強塑料制品制造、銅冶煉、鋁冶煉、水輪機及輔機制造、氣體壓縮機械制造、制冷空調設備制造、鋼鐵鑄件制造。其中煙煤和無煙煤的開采洗選工業廢水排放量最大，該行業與鐵礦采選、銅礦采選、白酒制造和鋁冶煉的廢水排放量達到全市工業廢水總量的95.5%。根據行業廢水排放量情況做比例構成圖（見圖3）。

圖2 各行政區企業污染物排放情況

圖3 大冶市各行業廢水排放比例構成圖

由圖3可知，大冶市煙煤和無煙煤的開采洗選業廢水排放量占全市38%，鐵礦采選業占27%，銅礦采選業占23%，白酒制造、鋁冶煉和其他行業各占4%，該現象與大冶實際情況相符，因為大冶市以重型工業發展為主，當地重型工業產業結構以煤炭開采和金屬冶煉工業為主體。

2.1.2 城鎮生活污染源 通過產排污系數法計算出各行政區污水產生量及COD、NH3-N和總磷（total phosphorus，TP）的產生量，關于間接入河存在入河系數問題，根據全國水環境容量核定方法中的入河系數要求，本研究取入河系數如下：rCOD=0.72～1.0，rNH3-N=0.48～1.0，rTP=0.6～1.0，綜合考慮大冶市原有湖泊研究相關資料，本研究城鎮生活污染物入河系數取r=0.9，污染物入河量詳見表1，各行政區污水產生量對比情況見圖4。由表1和圖4知東岳路街辦污水產生量最高達7 385.94 t/a，其次是金湖街辦和開發區均達1 500 t/a。根據大冶市實際情況，開發區、東岳路街辦、金湖街辦相連為大冶市中心，市中心人口密度大，城鎮居民多，導致其污水及污染物產生量大［7］。

目前，大冶市城鎮生活污水60%進入城市污水管網，通過城市污水處理廠處理達標后排入受納水體，根據大冶市實際情況，污染物均不是直接排入受納水體，而是經過港渠間接入湖，排入三里七湖和保安湖南部水域。

表1 大冶市各城鎮主要污染物入河量/（t·a-1）

圖4 大冶市各行政區城鎮生活污水產生量對比圖

根據工業污染源和城鎮生活污染源的基本情況，2012年大冶市地表水環境需承受以下表2中污染物的產生經部分處理后的入河量。由表2可知，生活污染源污染物的產生量已遠遠超過工業污染源，說明工業生產上廢水已經得到較好的處理，處理后達標排放，生活污水方面治理工作迫在眉睫，配套城市管網設施需完善，減少生活污水未經處理直接排入地表水體。

表2 大冶市點源污染入河量/（t·a-1）

2.2 面污染源現狀

面源污染沒有固定污染排放點，位置、途徑、數量不確定且分布范圍廣，隨機性大，所以，面源污染一旦發生難以得到快速而有效的控制。本文考慮的面源污染主要包括4個方面：農村生活污水、畜禽養殖、農田徑流和地表徑流［8-9］。大冶市農村生活污水和畜禽養殖均未通過管網收集經污水處理廠處理，直接分散式排入水環境中。在農業種植過程中，化肥農藥的播撒，導致污染物通過土壤滲透進入水環境。參考全國水環境容量的核定方法對污染物入河系數要求，面污染源入 河 系 數 取 r生活污水=0.23，r畜禽養殖=0.12，r農田徑流=0.22，r地表徑流=1。

2.2.1 農村生活污染源 2012年大冶市農村人口約67萬人，約占全市人口的73%。農村生活污水及污染物產生量參考全國污染源普查辦發布的源強系數，采用產排污系數法，農村生活污水量按80 L/人·d計算，污染物負荷按COD為16.4 g/人·d，NH3-N為4 g/人·d，TP為0.44 g/人·d計算。

2.2.2 畜禽養殖污染 大冶市是湖北省內重要的畜禽養殖基地之一，規?；B殖和散戶養殖數量均較大。據調查，大冶市現有養殖場由于缺乏配套污染處理設施，各鄉鎮畜禽養殖排泄污染物基本處于無序排放狀態或者回收作為農家肥處理，由于大冶市養殖廢水均未集中收集處理，畜禽養殖成為大冶市水環境較大污染，需加強其防治工作［10］。根據污染源普查辦法，采用產排污系數確定污染物產生量，計算公式如下：

式中：Wi，j為第i類畜禽第 j種污染物的產生量；Fi為第i類畜禽日產糞量；Qi為第i類畜禽日產尿量；αi，j為第i類畜禽第 j種污染物在糞便中的平均含量；βi，j為第i類畜禽第 j種污染物在尿中的平均含量；r為飼養期；n為飼養數。

畜禽養殖污染物產生后按產生量的12%計算污染物的流失量，再通過雨水沖刷，地表徑流按一定的入河系數進入大冶市地表水，綜合考慮當地養殖種類及數量，本文主要納入計算的畜禽種類為：豬、牛、雞、鴨，通過上述公式計算并考慮入河系數得出主要污染物的產生量：COD產生量達29 972.39 t/a，NH3-N產生量達2 636.98 t/a，TP產生量達2 072.64 t/a。

2.2.3 農田徑流污染 大冶平均每年農田的化肥施用量大，且化肥不能完全被農作物吸收，進入土壤后，經雨水沖刷進入大冶市水環境造成污染。參考中國環境規劃院編寫的《全國水環境容量核定技術指南》關于污染源調查辦法中對農田徑流的調查分析，標準農田源強系數COD取10［kg/（667 m2·a）］，NH3-N取2［kg/（667 m2·a）］，對于其他農田，對應的源強系數需要進行修坡度、農作物類型、土壤類型、化肥施用量、降水量修正。經分析，大冶市化肥施用量約66.3 kg/（667 m2·a），年降雨量1 414 mm，根據修正系數計算大冶市農田徑流污染物產生量。

2.2.4 地表徑流污染 參考標準城市的源強系數：COD為50 t/a，NH3-N為5 t/a?？紤]各實際情況對城市徑流的影響，分別進行地形修正、人口修正、面積修正、降雨修正和管網修正，大冶市地表徑流污染物負荷量為：COD為24 t/a，NH3-N為4 t/a。

綜合考慮上述4種面污染源主要污染物的產生量計算方法及相關入河系數，詳細結果見表3，各類面污染源污染物比例構成圖見圖5。

表3 大冶市面源污染物計算結果/（t·a-1）

由表3和圖5可知，大冶市面源污染已是一個較大的數值，畜禽養殖污染貢獻量最大，其次是農田徑流，再是農村生活污染源。地表徑流污染量與前幾種污染源相比相對甚小。大冶市農村生活和畜禽養殖污水均未得到妥善處理，部分以回收方式用作農家肥料，但最終去處是以無序排放形式進入大冶市水環境，對各水功能區造成一定污染。

圖5 大冶市各類型面源污染比例構成圖

2.3 點面源對比分析

由表4知，大冶市COD入河總量14 520.93 t，其中，點源占55%，面源占45%；NH3-N入河總量達1 714.37 t，點源占45%，面源占55%；TP入河總量為345.86 t，點源占21%，面源占79%。因此，大冶市面污染源入河量已不容忽視，與點污染源相當甚至部分污染物超過點污染源。

表4 大冶市污染物入河量對比表 （/t·a-1）

3 大冶市水污染防治措施建議

（1）加快污水處理廠建設步伐。加快市區生活污水處理設施和配套管網建設的同時，推進集鎮生活污水處理廠建設步伐，使重點鄉鎮污水處理率能夠得到一定提高。新建的污水處理廠要同步建設脫氮除磷設施，制定并實施更嚴格的氮磷排放標準，進一步降低氮磷入湖濃度。對于農村生活污水，采用集中和分散相結合的治理模式，利用農村地區廣泛分散的河塘溝渠，建立濕地等生態工程處理生活污水。

（2）從嚴控制面源污染。對于污染較大的畜禽養殖業，已建的規?；B殖場必須配套建設畜禽養殖場糞便處理或資源化利用設施。加快沼氣池等污染治理設施建設，鼓勵生態養殖和標準化養殖小區建設。關于農田徑流需嚴格控制農藥化肥污染。大力建設有機和綠色農產品基地。推廣測土施肥、平衡施肥、針對性施肥，鼓勵使用有機肥、復混肥、緩釋肥；加強政策引導，擴大配方肥生產供應，創新推廣機制，引導企業參與，降低農業化肥污染。采取灌排分離等措施控制農田氮磷流失。

（3）調整產業結構［11］，實施礦業經濟轉型。大冶市工業污染源主要行業有煙煤和無煙煤的開采洗選、黑色金屬礦采選業、有色金屬冶煉及壓延。造成流域內主要排放污染物有COD、NH3-N和石油類。由于大冶市礦產資源接近枯竭，且對當地環境造成較大污染，需禁止工業和建設項目，實施經濟轉型，適當開展科研、旅游項目，同時，要嚴格限制發展農業和林業項目。

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Investigation and Prevention of Pollution Sources of Water Environment in Daye City

LU Zhen
（School of Chemistry and Environmental Engineering，Jianghan University，Wuhan 430056，Hubei，China）

Surveys were conducted on point pollution source and nonpoint pollution source in Daye city，total amount of pollutants into the river was checked with using the method of pollutants producing coefficient，indirect estimation，and correction of source intensity coefficient.The pur?pose was to understand the situation of pollution source of water environment in Daye City.The re?sults indicated that the harm of nonpoint pollution source was equal to point pollution source approxi?mately.The local sewage treatment rate is low.Livestock breeding and agricultural runoff pollution had not been controlled effectively.The countermeasures of water environmental protection were sug?gested on the basis of the results.Firstly，the controlling of nonpoint source pollution need to be treated seriously.Secondly，the construction of environmental protection infrastructure need to be strengthen.Finally，to adjust the industrial structure，and realize the mineral economic transition.

Daye City；pollution source；pollution of water environment；amount into river；mineral economic transition

X5

：A

：1673-0143（2013）06-0044-05

（責任編輯：葉 冰）

2013－08－21

魯 珍（1987—），女，實驗員，碩士，研究方向：水污染控制工程。