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荆州市郊某村庄居民生活污水的水质调查与分析

2011-04-14李方敏长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023

长江大学学报(自科版) 2011年15期
关键词:浊度用水量污水

李方敏,郑 露,俞 钢 (长江大学化学与环境工程学院,湖北 荆州434023)

改革开放30多年来,农村经济虽然有了一定程度的发展,但除极少数经济较发达的富裕村外,绝大多数农村区域均没有铺设下水道,也没有任何污水处理设施,加上人畜居住区混杂、村民的环保意识淡薄、国家对农村环境治理的投入少等原因,导致目前约96%的村庄居民的生活污水未经任何处理,就直接排放到小溪、河流或泼洒到地面上,严重地影响了地表水体的水质,成为湖泊、河流富营养化现象的重要因素之一[1-4]。

农村生活污水包括厨房用水、洗衣用水、洗澡用水和冲洗厕所排放的污水等,含有大量的动植物残渣、油污、毛发、洗发香波等,加上农村人均用水量少于城镇,污染物排放浓度则高于城镇[5]。根据陈能汪等对福建省九龙江流域农村生活污水污染定量调查结果表明,全流域年均农村生活污水排放总氮、总磷分别占该流域农业非点源污染排放量的28%、25%[6]。由于中国农村生活污水的排放与居民的生活方式和作息时间十分相关[7-8],各地的污水排放特点及其水质指标的变化各不相同。本研究选取湖北荆州市郊某村庄有代表性的几个农户不同季节的生活污水,进行了浊度、COD、BOD5、总氮 (TN)、总磷 (TP)等水质指标分析和污染状况判定,以期为农村生活污水的治理及其对地表水体的污染提供参考依据。

1 调查对象与方法

1.1 调查地概况

调查地点位于荆州市沙市区岑河镇庙兴村,西接荆州市郊东方大道、南与荆州市农科院接壤,全村2009年底耕地面积138.5hm2,人口1862人、489户,辖9个村民小组,属城郊型农业经济,村民的主要收入来源于农业种养殖经济、外出打工收入和小商贩经营等。该村是荆州市新农村建设示范样板村,在市、区、镇等各级政府的大力扶持下,全村积极争取资金和农民自筹经费,新修户户通公路6.5km,疏通主下水渠道5km,硬化村内沟渠743m,村民生产生活条件和村容村貌有了较大改善,但该村村民的生活污水几乎未经任何处理便由集水井收集后排放、简易下水道排放和简易明沟就地排放等多种主要方式,本研究选择上述3种主要排水形式的A户、B户、C户进行取样分析。

1.2 水样的采集

按春、夏、秋、冬4季,分别在2010年3月10日、6月22日、10月14日和12月21日分早、中、晚有代表性地采集上述3农户的生活污水排放样品,早、中、晚的时间段分别为:8∶00~9∶00、13∶00~14∶00、19∶00~20∶00,水样采集后置于冰箱中备测。

1.3 水样分析方法

pH采用PB-10便携式pH计测定,浊度采用TN-100浊度测量仪测定,COD采用重铬酸钾标准方法测定,BOD5采用稀释培养法测定;TN采用碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法测定,TP采用过硫酸钾消解-钼锑抗比色法测定。

2 结果与分析

2.1 不同排污类型农户生活污水的水质特征

在一年内不同季节、不同采样时间收集的3种排污类型农户排放的生活污水,其水质指标测定结果见表1。由表1可知,3个农户的污水平均pH及其标准误均较接近,且污水的pH均在6.0~7.8的中碱性范围内,直接排放后不会对地表水体造成酸碱度污染,故以下不再讨论pH的变化特征。其他水质指标如浊度、COD、BOD5、TN、TP等均是C户>B户>A户,表明经简易明沟就地排放的污水水质指标较高,可能与明沟局部被外来垃圾污染、水分蒸发和污水下渗等因素有关,而经集水井集中收集后排放的水质指标相对较小,两者之比达到2.21~4.70倍。各农户排放的污水浊度、COD指标标准误的变化较大,表明受排放时间的影响明显,而BOD5、TN、TP的变化较小,则受排放时间的影响不大。

表1 不同农户生活污水的水质指标

2.2 不同季节生活污水的水质变化

各农户在不同季节、不同时间段的生活污水的各项水质指标测定结果见表2。由表2可知,浊度指标在夏季为最高,这可能与村民在农田劳作后,洗澡、洗衣排放的污水中含有较多混浊物有关,而春、秋、冬季的浊度指标相差不大。其他水质指标COD、BOD5、TN、TP等,其浓度大多呈现出冬季≥春季>秋季≥夏季的规律性,冬季与夏季各指标之比达到了1.37~2.53倍,冬季BOD5/COD可生化性比值平均为0.33,而在夏季则可达到0.53,表明生活污水水质受用水量、气温等因素的影响比较明显,冬季和春季用水量相对较小,加上气温低,微生物的生化活性弱,因而污水中有机、无机污染物尤其是厨房含油污水难以分解,其水质指标浓度较高;到了夏季和秋季,村民用水量增大、气温变高,微生物的活动加强,污水中污染物质的分解加快,各项水质指标出现了一定程度的好转。虽然目前国家尚未制定农村生活污水污染物排放标准,但对照 《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002),除春、夏、秋季的TN和夏、秋季的TP达到上述排放标准的三级之外,其余指标均远未达到最低级的三级允许排放标准。因此,农村的生活污水必须要经过处理后才能达标排放。

表2 不同季节的生活污水水质指标

2.3 不同排放时间生活污水的水质变化

比较早、中、晚不同排放时间段3个农户生活污水的平均水质指标 (表3),发现浊度、COD和BOD5等指标均是早晨>傍晚>中午,而TN、TP的差异则不太明显。这可能与当地村民的生活习惯、用水时间有一定的关系。据调查,当地村民比较重视早餐和晚餐的饮食,而对中餐则重视不够,仅热早餐剩余饭菜以果腹,或外出办事在外地用餐;洗菜、洗衣用水常在早晨进行,劳作一天后洗澡用水则在晚间进行,故早、晚用水量较大,而中午用水量较小。表现为浊度、COD和BOD5等有机和无机污染物指标浓度较高,浓度的日变化也较大;而TN、TP等指标则受村民用水量等的影响相对较小,其浓度的日变化亦不大。

表3 不同排放时间的生活污水水质指标

3 结论与建议

通过对荆州市郊某村庄村民生活污水污染现状的抽样调查,可得出如下结论与建议。

(1)通过集水井收集后排放的生活污水污染物浓度相对较低,而由简易下水道排放和明沟就地排放的污染物浓度较高。故建议采用集水井收集后排放或采用暗管排放,不要采用明沟就地排放,以免给周边环境带来更大的污染。

(2)生活污水的水质与季节和用水量有关,浊度在夏季最高,而其他季节的浊度指标相差不大。COD、BOD5、TN、TP等其他水质指标,大多呈现出冬季≥春季>秋季≥夏季的规律性,冬、春季可生化性较弱,夏、秋季可生化性较强,常年生活污水的排放指标大多未达到相应国家标准的最低级允许排放浓度。因此,建议农村生活污水预先经过人工湿地、土壤渗滤系统或污水净化器处理后达标排放。

(3)不同排放时间影响生活污水的水质,浊度、COD和BOD5等指标均是早晨>傍晚>中午,其指标浓度是相应国家最低排放标准的2.4~3.2倍,而TN、TP的日变幅则不太明显,亦基本达到了最低排放标准。

[1]Wang X,Lu Y,Han J,et al.Identification of anthropogenic influences on water quality of rivers in Taihu watershed [J].Journal of Environmental Sciences,2007,19:475-481.

[2]Xie Y X,Xiong Zh Q,Xing G X,et al.Assessment of nitrogen pollutant sources in surface waters of Taihu lake region [J] .Pedosphere,2007,17:200-208.

[3]张维理,武淑霞,冀宏杰,等.中国农业面源污染形势估计及控制对策I.21世纪初期中国农业面源污染的形势估计 [J].中国农业科学,2004,37 (7):1 008-1 017.

[4]凌 霄,杨细平,陈 满,等 .广东省农村生活污水治理现状调查 [J].中国给水排水,2009,25(8):8-10,15.

[5]徐洪斌,吕锡武,李先宁,等 .农村生活污水 (太湖流域)水质水量调查研究 [J].河南科学,2008,26(7):854-857.

[6]陈能汪,张珞平,洪华生,等 .九龙江流域农村生活污水污染定量研究 [J].厦门大学学报 (自然科学版),2004,43(增刊):249~253.

[7]张 鑫,付永胜,范兴建,等 .农村生活污水排放规律及处理方法分析 [J].广东农业科学,2008,(8):139-142.

[8]彭绪亚,张 鹏,贾传兴,等 .重庆三峡库区农村生活污水排放特征及影响因素分析 [J].农业环境科学学报,2009,29(4):758-763.

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