吴林键

(重庆交通大学 河海学院，重庆 400074)

梁滩河流域污染原因分析及改善措施探讨

吴林键

(重庆交通大学 河海学院，重庆 400074)

在众多污染因素中，农业非点源污染比重最大，其次是工业点源污染，城镇化集中生活污水的影响相对较小。结合流域实际情况，提出畜禽代谢产物资源化利用、兴修污水处理厂、建造人工湿地和修筑稳定塘等改善措施，为改善梁滩河流域污染现状提供相应的参考。

梁滩河流域;污染因素;改善措施

工业废水、生活污水的偷排漏排直接导致该区河流小流域污染十分严重，许多次级河流的水环境已遭到严重的破坏，梁滩河便是其中的典型。根据重庆环境状况公报结果表明，梁滩河多年来总体水质为劣V类［1］，并依旧呈恶化趋势。除了上游源头的几个水库水质情况较好外，凡流经集中居住区，乡镇、厂矿企业的地方，污染十分严重。如该河流右侧支流源头的大河沟水库，由于周边无任何污染源和居民区，该段水质较好，但若从该区域向下500 m的集中居住区和大型餐饮企业所在地，可以发现河水水质明显发生变化。

梁滩河流经的15个乡镇(街道)均无集中污水处理设施，在该流域范围内所建设的大学城、西永微电园等，均占地面积大，驻入人口多，生活污染物产生量大。除了在2008年建成投入使用的日处理能力约在5万t的土主污水处理厂处理大学城片区的污水以外，现目前在其他城镇几乎无地下排水设施，临河居民生活污水及垃圾直接排入河中。梁滩河所流经的乡镇中均无集中式垃圾收集处理厂，在城镇和农村，沿河居民都习惯将垃圾直接倾倒在河岸上、河道中，这不仅污染环境，也为夏天的泄洪排水带来淤塞隐患［2］。因此，梁滩河作为嘉陵江流域的一条重要支流，研究该河流域的污染在重庆市的次级河流中具有明显的代表性。

1 梁滩河概况

梁滩河(图1)是重庆市主城区内17条次级河流中最长的一条，全长约88 km。该河流域位于北纬 29°26'～29°40'，东经 105°15'～106°27'之间，流域面积达510.10 km2，流域内共有55条支流。流域的东西两侧是褶皱紧密的背斜低山——中梁山和缙云山，海拔约为500～1 000 m;其间是宽缓的北碚向斜丘陵谷底，海拔多在200～400 m之间，但南部的倒置桌状低山，海拔可达到600 m［3］。河流发源于重庆市九龙坡白市驿廖家沟水库，流经九龙坡、沙坪坝、北碚3区的15个乡镇，最后在北碚毛背坨汇入嘉陵江［2］。该河流域属于亚热带温暖湿润季风气候，年平均气温 17.4～18.8℃，河道平均比降0.27%，多年平均流量6.6 m3/s，多年平均降雨总量约 1 100 ～1 200 mm［4］。

目前，梁滩河流域即将建设成重庆市开发新区，预计未来人口将高达200万。现已建成各类大型工业园区，这一系列工程在建设和运行过程中，将对梁滩河的生态造成重大影响。同时，梁滩河流域是重庆市的粮食、蔬菜种植基地、油料、蚕桑、畜禽养殖和加工的生产基地，其中摩托车配件，纺织印染，餐饮，专业化市场等都是该区域范围内的重点产业。尤其是在20世纪90年代初兴起，由政府大力扶植，在该河流域发展的畜禽养殖业尤为兴盛，据不完全统计，该行业的养殖数量每年都接近100万，已成为当地农民增收的一大重要途径［2-4］。

图1 梁滩河流域Fig.1 Sketch map of Liangtan River watershed

2 流域总体污染状况

梁滩河流域在其社会、经济等各方面享誉盛名的同时，也伴随着一系列的流域水环境污染问题。自20世纪90年代中后期以来，由于各乡镇企业、畜禽养殖个体户等私营企业将大量未经处理的生活污水、工业废水、畜禽代谢产物等直接排放到河流中，使得梁滩河的水质恶化、流域水环境遭到严重的破坏，原本清澈见底的美丽河流如今变成了“黑河”、“阴阳河”。据调查，在白市驿镇的餐饮企业——陶然居，其生产生活废水直接排入梁滩河支流，对下游水质污染严重，使得河水呈黑褐色;在回龙坝镇的永红印染厂每日下午定时向梁滩河内排放污水，造成约60 m宽的河道一半呈黄色，一半呈黑色。梁滩河作为该区域内的工业用水、农业灌溉和生活用水的水源，其原本应该执行地表水质的Ⅲ类标准。事实上，根据2001年位于小石门区段内所测得的数据显示，河水中的化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、总磷含量(TP)、氨态氮含量(NH3-N)等10项指标明显超标(部分如表1)［5］，该区段内水体污染严重，水质已成为劣Ⅴ类。虽然10年来政府制定了一些措施使得梁滩河的污染状况有了一定程度的改变，但终究治标不治本，水环境状况无明显改善，其水质仍然呈恶化趋势。

表1 2001年梁滩河小石门测站水质监测数据统计(部分)Tab.1 The water quality monitoring statistics of Xiaoshimen Station in 2001(parts)

3 污染原因分析

根据文献［6］，以及对梁滩河沿岸调查中所反映的现象和测量的数据显示，造成梁滩河地表水污染的直接原因是大量未经过处理的生活污水、工业和农业废水。在众多因素中，主要包括工业点源污染，农业非点源污染以及城镇化带来的集中生活污水3个方面，分别作如下阐述。

3.1 工业点源污染

梁滩河流域面积所覆盖范围内，沿河流主干道分布着大大小小的乡镇、私营企业，各企业用于生产和营运后的废水及污染物未经过任何处理直接排放进入河流，形成点状污染源。据统计，中国印染业所产生的工业废水约占全国工业废水排放总量的35%，其排放的废水又会直接污染20倍的水体［7］。根据数据显示，在重庆市沙坪坝区沿河新建的纺织企业不低于400家，主要集中在回龙坝镇片区。由于梁滩河河道平均比降和年平均流量均较小，河水自净能力差，环境容量小，综合各个企业对梁滩河水污染所作出的“贡献”，这巨大的排污量无疑将给梁滩河的生态环境加重了负担。可以想象，照此发展下去，必定会影响嘉陵江的水质，制约着重庆西部地区生态基地的建设和发展。

如表2［8］列举了2003年梁滩河沙坪坝区段重点企业工业废水排放总量的一些数据。工业废水排放总量为977万m3/a，其中的主要污染物COD排放量为 1 061 t/a，BOD5排放量为 111.1 t/a，重金属离子(以Cr为主)含量约为313.6 kg/a。以上数据仅针对沙坪坝片区，若累加九龙坡和北碚2区，其污染总量应不低于上述量值的3倍，由此可见，工业废水所造成的点源污染是造成梁滩河水体污染的一个重要的原因。

表2 2003年梁滩河沙坪坝区段重点企业工业废水年排放总量Tab.2 In 2003，the total annual emissions of key enterprises’industrial waste water in Shapingba

3.2 农业非点源污染

当前，非点源污染已成为中小型河流水环境的首要污染源。尤其在广大农村，农业非点源污染并未引起人们足够的重视。在农业生态系统中，非点源污染已成为污染地表水和地下水，并进一步诱发湖泊、水库及河流富营养化问题的重要因素。

3.2.1 畜禽养殖对梁滩河的污染

畜禽养殖基地主要集中于梁滩河流域中下游片区。据不完全统计，各乡镇的年畜禽养殖数量约100万。如表3［4］数据所示，为梁滩河流域某乡镇畜牧业全年排污总量数据，该镇畜牧养殖户数共有约191户，加上一些其他养殖的畜禽个体户，还包括鸡、鹅等，总共加起来其数量超过200户。畜牧养殖场和屠宰场宰杀所产生的畜禽代谢产物、冲舍废水、屠宰污水等，累计排污总量约为10亿kg。初步估计，该镇畜牧业COD的年排放量约为35 000～85 000 t［4］，大部分畜禽粪便长时间堆积后经雨水冲刷进入水体，形成非点状污染源。

表3 梁滩河流域某乡镇畜牧业全年排污总量Tab.3 The livestock annual total amount of emissions in Liangtan River watershed

而冲洗圈舍废水和有机高浓度粪尿水是养殖场废水的主要成分，如表4［9］所示，为某乡镇畜禽养殖场排污废水中部分污染物数据，可见其中污染物含量已完全超出水体的自净能力。同理，沿河多个乡镇的畜禽养殖业规模旗鼓相当，由此可见畜禽养殖对梁滩河的污染严重程度。

表4 某乡镇畜禽养殖场排污废水中污染物含量(部分)Tab.4 The contaminants in sewage wastewater of livestock and poultry farms(parts)

3.2.2 农业用地对河流所造成的非点源污染

在梁滩河流域范围内，农业土地利用不合理是非点源污染的关键。农业土地利用方式不同对河流水质的影响明显不同，研究表明［10］，该河流域范围内的林地下溪流水质较好，其溶解氧、NH3-N含量均符合Ⅰ类水质标准;农用地下溪流NH3-N含量超过1.0 mg/L，明显高于Ⅲ类水质的标准;而居民建设用地区溪流水质最差，其中的氨态氮含量超过2.0 mg/L，溶解氧不超过5 mg/L。

3.2.3 农药、化肥使用过程中对水体造成的影响

近年来，随着农业生产的不断发展与进步，梁滩河流域内化肥和农药使用量也在不断增加，由于长期大量的使用化学农药，导致土壤与水体的污染问题，严重危及动植物的生长和人体的健康。根据调查显示，农业农药的利用率一般只有约20%左右，其余80%的农药完全流失于土壤、水体当中，一经降水过程，有毒有害物质便直接进入农业生产环境之中［11］。而超过63%的化肥不会被农作物所吸收利用而残留于土壤内，在降雨、地表径流和地下渗流作用下进入水环境，造成水体富营养化［12］，二者所形成非点状污染源是梁滩河水环境污染的重要原因。

3.3 城镇化带来的集中生活污水

伴随着当前中国城市化、城镇化进程的加快，在梁滩河流域范围内从以前农民居住形式分散到现在整体移居、集中入住城镇之后，由于没有集中污水处理设施，沿河两岸居民所排入梁滩河中的生活污水为10万 t/d，累计COD 含量约为4 500 t/a［4］。在这之前，由于农村居民居住地较为分散，所产生的生活污水、废弃物等将不会超过河流本身自净能力，造成的污染可忽略不计。时至今日，在某些区域的河岸两旁及河道中央遍布着大量的固体垃圾等废弃物，随着雨水的冲刷将产生大量的污水，对河水水质、水环境造成严重的污染。综上所述，从COD这一污染物指标上来看，结合表1，表2，表4及文献［4］中的数据显示，工业污染所产生的COD含量为1 016 t/a(沙坪坝区);农业污染为35 000～85 000 t/a，城镇化带来的集中生活污水中COD含量为4 500 t/a。对比3项数据，显然农业非点源污染所占的比重最大，若累计沙坪坝区，北碚区，九龙坡区的所有工业COD排放量，工业污染所造成的影响较城镇化集中生活污水要略大一些。因此，应把解决农业非点源污染作为近期治理梁滩河流域，改善其水质的重点研究课题。

4 改善措施探讨

4.1 近年治理所取得的成效

2009年，重庆市环保局已把梁滩河列为市级次级河流综合整理示范工程，按照国务院新批准的《三峡库区及其上游水污染防治规划(修订本)》，重庆市8条次级河流共获得国家补助资金14.08亿元，其中梁滩河所获资金高达3.95亿元。2009年6月，根据《梁滩河流域综合治理总体规划》，在3年内梁滩河河水水质将得以改善，河水明显变清，同时在沿河的一些重点乡镇，修建37 km的防洪护岸，陈家桥镇的防洪标准提高到可抵抗20年一遇的洪水［6］。有了上述措施和规划，至今为止，使得梁滩河流域的主干道水质情况有了一定程度的改善。

但实施过程当中依旧遇到了很多的问题。政府在贯彻执行减少养鸭方案过程中，由于畜禽养殖业所获取的利润实在可观，养殖户们不愿放弃致富的大好机会，养鸭户从严查禁止的地区搬迁到地理位置相对较偏僻的地方，污染物依旧直接排入梁滩河中，这一措施治标不治本。

由重庆市某公司承担的梁滩河河道淤泥清理工程［4］当中，想要通过将河底淤泥运上岸来改善梁滩河的水环境，该工程耗费了巨大的人力、物力、财力，可在施工过程当中，大多数只是开挖了河道中较为偏上层的淤泥，存在于中层的黑泥层开挖困难，最后收效甚微。综上所述，梁滩河流域污染治理收效甚微。

4.2 提出可行措施

4.2.1 加强政府扶持力度，加快兴修污水处理厂

当前，由于梁滩河流域各个乡镇没有完善的市政管网系统，且污水处理设施匮乏，导致各乡镇企业将工业废水、污水直接排入河流中。通过兴修污水处理厂来使得工业废水、生活污水在达到对河水水质不造成污染的前提下排入水中，用以改善点状污染源带来的影响，这样才不会对河流的自然生态造成威胁。当地政府必须加大扶持力度建设好这一项利国利民、造福子孙后代的伟大工程，大幅度提高污水处理率。与此同时，为长效保持梁滩河水质状况良好，政府也必须实施彻底封堵梁滩河两岸的直接排污口，加强流域范围内各乡镇企业的管理，拦截污染物于梁滩河水体之外。这为控制该河流域水污染、保护其水环境的一大重要性措施。

4.2.2 畜禽代谢产物的资源化利用

畜禽养殖业所产生的畜禽类污染物也是引起梁滩河水污染的一大重要原因，在此基础上，可以考虑将其代谢产物进行资源化利用，贯彻生态农业的发展思路，以达到改善直接排入水体，减轻河流负担的目的。

1)可再生能源，沼气化使用。沼气的主要成分为甲烷，1 mol甲烷气体燃烧可产生约800 kJ的能量，这种燃料绿色环保且可再生。在梁滩河流域范围内，沼气化的可行性［4］由于技术成熟、原料来源充沛、农户参与积极性高等原因，使其拥有极大的发展优势。更多的居民希望能够由政府和个人共同出资来建立沼气池，据资料［4］显示，建设一个约9 m3的沼气池成本约为1 500元人民币，而每年农民可通过沼气池获得直接经济效益约为800元，2年就可以将建设沼气池的成本收回。一个沼气池的寿命约在13年左右［13］，其经济效益十分客观，值得推广。

2)生产有机肥，改善土壤土质。当前提倡增加有机复合肥料的施用，大力推广生物肥料以减少或避免无机化肥中的N、P元素进入水体，达到改善河流生态环境的目的。畜禽粪便中的有机质和营养元素含量较高［5］，可以通过一定的手段和工序转化成为性质稳定、含水率低、类型多样的有机复合肥料。而梁滩河流域是粮食、蔬菜、花卉种植集中的地区，这需要大量不同种类的有机复合肥，而这与畜禽养殖业所产生的代谢产物直接挂钩，两者通过有机复合肥这一纽带相结合，在改善梁滩河流域水质、控制非点状污染源的同时，也可获得一笔可观的经济费用。

3)建造人工湿地，改善生态环境。人工湿地是20世纪70年代发展起来的一种新型污水处理技术，其原理是通过对自然湿地的模拟来用以净化污水。人工湿地法净化效果好，可去除污染物，尤其是有机污染物能力强。据实验数据表明，人工湿地对COD去除率为80%以上，BOD5的去除率可高达85%～95%，对 TP、NH3-N的去除率分别可达90%和80%以上［14］。这对于梁滩河流域目前情况来看，污染物的主要成分为COD、BOD和NH3-N等，因此人工湿地法具有很强的针对性。

人工湿地的建造和运行费用相对较低，操作方法简单，易于维护。因此可以根据当地的实际情况进行一定规模的实验，若实验结果表明其治污效果良好，再进行大规模的普及和利用。与此同时，人工湿地在水产养殖、造纸原料、动物生态栖息地等方面为人们提供了直接和间接的效益。但其占地面积较大，易受病虫虫害影响，最令人担忧的是有时可能因为处理不当，人工湿地反而会成为一个大的污染源。因此，在实施过程当中定要考虑各方面因素，谨慎斟酌。

4.2.3 修筑稳定塘进行污水处理

稳定塘又称氧化塘或生物塘，是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。其净化过程与自然水体的自净过程类似。修筑过程是通过人工将土地进行适当的修整，建成防渗池塘，依靠其中的微生物(主要是藻类)来对污水中的有机污染物进行处理。

在梁滩河流域，排水管网和污水集中处理设施缺乏，经济实力相对薄弱。与人工湿地类似，稳定塘的结构简单易于修建;其造价低廉，污水处理与利用生态工程的基建投资约为相同规模常规污水处理厂的1/3～1/2;维护简单，操作方法简单易行。上述特点，无疑非常适用于梁滩河流域的当地现状来因地制宜。相对于人工湿地来说，修筑稳定塘与实际情况更加切合。

因此，在整个流域范围内可充分利用其周边的一些适宜的地区进行修筑，处理后的污水可用于农业灌溉和水产养殖，既可获得经济效益，又实现了对污水的净化和水资源的可持续利用。

致谢:

在撰写本文时得到李怡教授、刘相超教授的宝贵意见和建议，谨致谢忱。

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On Pollution Sources and Improvement Measures of the Liangtan River Watershed Water Quality

WU Lin-jian
(School of River ＆ Ocean Engineering，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074 China)

Among these pollution sources，the agricultural non-point source ranks first，the industrial source does second，and domestic wastewater is less important.Based on the characteristics of the watershed，this paper proposes improvement measures for the water pollution issue，such as utilizing livestock excretion，installing wastewater treatment plants，and providing artificial wetlands and detention ponds.

the Liangtan River watershed;pollution sources;improvement measures

X522

A

1674-0696(2011)03-0456-05

2011-02-28;

2011-04-08

吴林键(1990-)，男，重庆人，本科生，主要从事港口航道与海岸工程方面的研究。E-mail:wljabgf@126.com。