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盐城市面源污染现状分析

2015-12-23张明明

治淮 2015年4期
关键词:盐城市面源氨氮

张明明 夏 飞

盐城市面源污染现状分析

张明明 夏 飞

一、前言

水体污染源可以划分为点源、面源和内源。点源主要来自工业和生活污水的集中排放;面源污染的来源比较广泛,包括农药化肥、生活排污、分散畜禽,养殖、城镇地表径流负荷,它具有复杂性、发生时间不确定性、排放污染物的偶然性和随机性等特点,使其研究较为困难;内源主要指水系沉积物的释放,包括底泥污染、水产养殖、航运污染。随着点源逐步得到治理,面源污染和内源污染已成为水体污染的主要原因,但内源产生的污染量较小,为此把握面源污染的空间分布规律,加强对面源污染管控是目前工作的重点。

二、研究区域概况及研究方法

1.研究区域概况

盐城地处淮河流域下游,苏北平原中东部,长三角经济区北缘,东临黄海,海岸线582km,沿海滩涂面积680多万亩,占全省沿海滩涂面积的75%。土地总面积16972km2,耕地面积1254.39万亩。盐城市下辖亭湖(含盐城市经济开发区)、盐都(含城南新区)两区,东台、大丰2个县级市和响水、滨海、阜宁、射阳、建湖5个县。

2.研究方法

盐城市农业面源污染的来源途径主要包括:化肥、农药投入引发的农业面源污染,主要表现为化肥施用量过高、肥料配比不合理和流失严重、农药利用率不高等问题;畜禽粪便产生量对土地的负荷不断加重;农村生活污水随意分散排放;城镇地表径流负荷主要表现在降雨过程中,雨水及所形成的径流流经城镇地面如街道、停车场,聚集一系列的污染物进入河流。

(1)对于化肥和农药等农业面源污染排污量,根据耕地面积与单位耕地面积排污系数(国家环保局环境规划院提出)的乘积,其中原始数据来源于《盐城市统计年鉴》(2012)。

农业面源污染与土地利用程度、农业产业结构、水旱轮作比例密切相关。农业面源污染物入河量计算公式为:W农=P农×β3

式中,W农—农田污染物入河量,P农—农田污染物排放量,β3—农田入河系数。

农田污染物计算:P农=M×α3

式中,M—耕地面积;α3—农田排污系数。

(2)对于畜禽排泄物产生的污染物排放量,根据年畜禽养殖量与相应排污系数,其中原始数据来源于《盐城市统计年鉴》(2012)。

畜禽养殖污染物入河量计算公式为:W畜禽=P畜禽×β4

式中,W畜禽—畜禽养殖污染物入河量,P畜禽—畜禽养殖污染物排放量,β4—畜禽入河系数

畜禽养殖污染物排放量计算:

P畜禽=N畜禽×α4

式中,N畜禽—折换成猪后的养殖头数。畜禽养殖量换算成猪,换算关系如下:30只蛋鸡=1头猪,60只肉鸡=1头猪,3只羊=1头猪,5头猪=1头牛,50只鸭=1头猪,40只鹅=1头猪,60只鸽=1头猪。α4—畜禽排污系数。畜禽养殖污染产生量按照猪的经验系数估算:COD50g/ 头·d,氨氮10g/头·d。

(3)对于农村生活污水排放量,根据人口规模与相应的人均产污系数的乘积,其中原始数据来源于《盐城市统计年鉴》(2012)。

农村生活污染物入河量计算:

W生1=P生1×β1

式中:W生1—农村生活污染物入河量;P生1—农村生活污染物排放量;β1—农村生活入河系数。

农村生活污染物排放量计算:

P生1=N农×α1

式中:N农—农村人口数;α1—农村生活排污系数,每人每天生活中产生污染物的数量,该系数与居民的生活水平和生活习惯密切相关,一般农村生活污染物排放系数为:每人COD产生量15~60g/d,氨氮4~6g/d。

表1 盐城市各类面源污染入河量

表2 盐城市各县(区)面源污染入河量

表3 污染源等标污染负荷

(4)对于城市地表径流负荷采用采用水质水量同步监测数据计算,采用年平均降雨量和多场降雨的径流平均浓度来计算年污染负荷。污染物浓度由江苏省水环境监测中心盐城分中心抽样监测所得。

地表径流负荷计算:W地表径流=CQ

式中,W地表径流—大气降落污染物入河量,C为污染物浓度,指汇流水体中污染物的含量,Q为河道径流量,指因降雨产流的入河径流量。

Q=ARφ

式中,A为土地利用面积,km2,φ为径流系数,R为平均年降水量,mm。

三、结果与分析

1.研究结果

盐城市面源污染物2012年入河量COD为10.3万t、氨氮为1.65万t。在各类污染物来源中畜禽养殖污染物入河量最大,COD和氨氮分别占污染物总量36.3%、45.4%,主要由于畜禽养殖户防污意识不强、治污设施不齐全、环境监管不到位。其次为农药化肥污染,COD和氨氮分别占污染物总量22.0%、26.8%。盐城市各县区面源污染物入河量中在空间分布上,呈现南北两端污染物产生量较多、中部污染物产生量较少的特征,主要由于南部经济较为发达,但在产业结构上仍以第一、第二产业为主,环境污染较为严重。东台市面源污染物入河量最多,占污染物总量比例为18.3%,其次为阜宁和射阳,占污染物总量比例为13.8%和13.4%(详见表1和表2)。

2.分析与评价

采用等标污染负荷法对污染源进行评价,用污染物的排放量除以环境中污染物的限量标准,把污染物的排放量转化为“把污染物全部稀释到评价标准所需的介质量”,使同一污染源所排放的污染之间、不同污染源之间在对环境的潜在影响上进行比较成为可能。评价因子为COD和氨氮。公式为

式中Mij为第j个污染源第i种污染物流失量(t/a),Coj为第i个污染物的排放浓度标准,报告采用《污水综合排放标准》(GB8978)中的三类水标准。

Kj中最大值表示该地区主要污染源,其值从大到小,可确定重要污染源;Ki中最大值表示该地区主要污染物,根据其值从大到小排序可以确定该地区主要污染物。

根据等标污染负荷(见表3),在面源污染中畜禽养殖排污量贡献率最大,为0.402;其次为农药化肥污染和生活污染排污量,分别为0.239和0.237,两者相差不大;最后为城镇地表径流负荷,为0.052。在主要污染物的等标污染负荷计算中,COD等标污染负荷为0.25,氨氮等标污染负荷为0.75,说明盐城市面源的主要污染物为氨氮。

四、结语

通过对盐城市2012年面源污染的计算分析,得出以下结论:

(1)盐城市面源污染主要产生的污染物COD和氨氮中,氨氮为主要污染物,其中COD等标污染负荷为0.25,氨氮等标污染负荷为0.75。

(2)盐城市面源污染来源中,以畜禽养殖为主,等标污染负荷为0.402,其余由大到小依次为农药化肥、生活污染、城镇地表径流负荷,分别为0.239、0.237、0.052。

(3)面源污染在南北空间分布上,南北两端污染物入河量较多,中部较少

(作者单位:江苏省水文水资源勘测局盐城分局 224002)

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