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文檔簡介
渭河流域陜西段污染分析及控制對策研究摘要:渭河是陜西省的第一大河,是黃河最大的一級支流,是中國政治、經(jīng)濟和文化的中心。然而近年來渭河水體污染嚴重,水質(zhì)嚴重惡化,基本喪失了生態(tài)功能,嚴重阻礙了區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。因此針對渭河水環(huán)境的變化,尋根溯源并探討解決問題的途徑,具有重要的現(xiàn)實意義。本文根據(jù)1991-2002年渭河水質(zhì)監(jiān)測資料對渭河流域陜西段主要污染因子CODMn、NH3-N進行了分析研究,揭示了渭河流域CODMn、NH3-N污染因子的污染變化規(guī)律,并分析了污染產(chǎn)生的主要原因,同時提出了切實可行的渭河流域污染治理措施。關鍵詞:渭河流域污染因子污染治理中圖分類號:X824文獻標識碼:A文章編號:0引言渭河發(fā)源于甘肅省渭源縣的鳥鼠山,流經(jīng)甘肅、寧夏、陜西三省26個縣市,至潼關入黃河,全長818km,總流域面積6.25x104km2.陜西境內(nèi)河長共502km,流經(jīng)寶雞、楊凌、咸陽、西安、渭南5市(區(qū))。流域面積3.38x104km2,分別占渭河全長和總流域面積的61.37%和53.79%[1]。渭河是陜西的"母親河”、"生命河”。該流域不僅是陜西省政治、文化的中心區(qū)域,而且是陜西經(jīng)濟最為活躍的地區(qū),這里聚集了全省64%的人口、56%的耕地、72%的灌溉面積和80%的生產(chǎn)總值[2]。它的存在是陜西關中地區(qū)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉的基礎,也是沿岸大中城市如西安、寶雞、咸陽、渭南等現(xiàn)代文明的保障。然而,近年來,渭河的水質(zhì)極度惡化,各項指標嚴重超標,據(jù)省環(huán)保部門提供的數(shù)據(jù),2004年渭河流域廢水排放總量已經(jīng)超過6億噸,其中COD、氨氮等主要污染物排放量近27萬噸[2],渭河即將成為陜西關中最大的”納污水道”和黃河最大的污染源之一。陜西省政府曾于1999年下令關閉了500多家小造紙廠,隨后又關停了一批治理無望、污染嚴重的企業(yè),并對249家企業(yè)投資4億多元,進行污染控制治理,近年達標排放率保持在90%以上。特別是2001年以來,根據(jù)國務院的統(tǒng)一部署,對停產(chǎn)企業(yè)”偷開偷排”和”十五小”企業(yè)的死灰復燃進行了嚴厲打擊,鞏固了達標的成果。但是由于經(jīng)濟的快速發(fā)展,渭河水資源的嚴重短缺,河道缺乏必要的生態(tài)用水,因而污染的速度仍在加劇。為了更進一步了解渭河水污染情況,本文根據(jù)陜西省環(huán)保局1991-2002年渭河水質(zhì)監(jiān)測的斷面資料,對造成渭河水污染嚴重的CODMn、NH3-N污染進行了分析和研究,以利于為渭河進行更好的治理提供一定的決策依據(jù)。1斷面選擇與評價標準1.1斷面選擇選擇了渭河干流陜西段的13個監(jiān)測斷面(林家村、臥龍寺橋、虢鎮(zhèn)橋、常興橋、興平、南營、咸陽鐵橋、天江人渡、耿鎮(zhèn)橋、新豐鎮(zhèn)橋、沙王渡、樹園、潼關吊橋)作為評價斷面,評價斷面的控制河長493公里。1.2評價指標、評價標準、評價方法評價指標和標準:根據(jù)渭河污染源的特點(以工業(yè)污染源、生活污染源、農(nóng)業(yè)污染為主),本文選取污染較為嚴重的兩個指標CODMn、NH3-N,對渭河的污染進行分析評價。評價標準(見表1)依據(jù)2002年國家公布的地面水環(huán)境質(zhì)量標準GB3838-2002[4]。表1地面水環(huán)境質(zhì)量標準GB3838-2002(主要污染物級別劃分)項目IIImwvCODMn<2461015NH3-N<0.150.51.01.5評價方法:采用污染指數(shù)法[5]污染指數(shù)(單一指數(shù))Ii=Ci/SiCi-監(jiān)測值;Si-標準值(采用國標GB3838-2002中的3級標準)當Ii<1.0清潔;Ii>1.0已污染;Ii=1.0臨界值。渭河流域CODMn、NH3-N指標的變化特征CODMn、NH3-N的空間變化特征通過各斷面CODMn、NH3-N的污染指數(shù)值的計算,對其沿程的空間變化進行了分析(見圖1)。從圖1中看出:①13個監(jiān)測斷面中,NH3-N污染比CODMn污染更為嚴重,且變幅較大;②NH3-N污染在臥龍寺橋、虢鎮(zhèn)橋和興平污染較為嚴重。③CODMn污染指數(shù)在咸陽鐵路橋斷面為最高,處于峰值分界點,是污染最嚴重的斷面,這是因為咸陽集中了多家工業(yè)企業(yè),而咸陽造紙廠、興平造紙廠是造成咸陽斷面CODMn污染的兩個最大污染源[6]。CODMn、NH3-N時間變化特征根據(jù)資料,統(tǒng)計分析計算出1991-2002年13個斷面各年度的CODMn、NH3-N污染指數(shù)值,對其時間的變化特征進行了分析(見圖2)。從圖中可以看出:氨氮變化以1996年為峰值分界點,其指數(shù)值為11.0,在此之前,水質(zhì)污染相對較輕,氨氮指數(shù)在3.06-6.23之間;在此之后,氨氮指數(shù)變幅較大(5.4-9.2),污染也較嚴重。高錳酸鹽指數(shù)以1996年為最高。在此之前,指數(shù)變化在1.6-2.6之間,污染相對較輕,在此之后,盡管高錳酸鹽指數(shù)變化幅度不大(4.0-5.2),但一直呈居高不下的態(tài)勢。從而說明自1995年渭河流域CODMn污染加重以來,沒有得到有效的治理。從綜合指數(shù)來看,1995年之后,渭河水質(zhì)受到嚴重污染,其以1995、1996、1997年最為嚴重,2000年后又有回升的趨勢。不同水期CODMn、NH3-N的污染特征根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測資料,統(tǒng)計計算出渭河近10年不同水期水質(zhì)的平均污染程度(見表2),統(tǒng)計計算結果表明枯水期水質(zhì)污染是豐水期的1.7-1.8倍,是平水期的1.4-1.6倍,是年平均值的1.3-1.4倍,說明河道生態(tài)水量對改善渭河水質(zhì)具有重要作用。表2渭河近10年不同水期水質(zhì)平均污染程度比較Table2ThecomparisonofpollutioninvaringwatertimeinWeiRiverfor10a項目items10年平均Meanof10years豐枯比suff./insuff.CODMn氨氮NH3-NCODMn氨氮NH3-N”枯”均值28.89.21.01.0”豐”均值16.75.21.7"平”均值20.35.91.41.6”年”均值21.96.81.31.4CODMn污染特征根據(jù)資料,統(tǒng)計計算出1992-2001年不同水期的CODMn均值,見圖3。從圖3的污染指標CODMn來看,除1995年外,枯水期的污染遠遠高于豐水期,而對于不同的水文狀態(tài),枯水期的水質(zhì)最能反映出由于點源污染造成的河流污染程度,而豐水期的水質(zhì)情況則主要反映出了非點源污染的強度。說明CODMn主要是由點源污染所構成。NH3-N污染特征根據(jù)資料,統(tǒng)計計算出1992-2001年不同水期的NH3-N均值,見圖4。從圖4看出,除1995、1997年以外,枯水期的氨氮濃度高于豐水期,但二者較為接近,而且由于豐、枯水期水量相差懸殊,因此從絕對量上講,豐水期的氨氮量要比枯水期高出4倍以上(洪、枯徑流比最高可達6倍),可以認為,地表徑流污染是渭河氨氮的主要污染途徑。因此可以說,CODMn污染的主要途徑是渭河流域的點源污染,NH3-N污染主要決定于渭河流域的非點源污染。另外,從圖3和圖4可以看出,枯水期渭河CODMn和氨氮的有機污染以1996年最為嚴重,此后污染程度有所減輕,但從1999年后污染又有加劇的傾向。這與圖2所表示的污染指數(shù)變化情況有著相同的趨勢。4.污染原因分析4.1河道生態(tài)水量不足關中地區(qū)降水多集中在夏秋兩季,年內(nèi)6~10月可得60%的降水和70%的徑流。關中地區(qū)自產(chǎn)徑流約70億m3/a,扣除汛期水量,僅余20億-30億m3/a水量,從渭河年取地表水約20億-25億m3,其中,渭河寶雞峽林家村引渭工程近10年平均年取水量4.83億m3,占河道水量的49.07%(見表3)。因此平時河道生態(tài)水量甚少,河流稀釋凈化能力很低。從表3和圖5看出:1995年以后,盡管年徑流量逐年減少,但年引水量并沒有因此減少,且有加重的趨勢,造成河道的生態(tài)水量大幅下降,致使水體中的污染物濃度得不到稀釋和降解,從而說明河道生態(tài)水量的不足是1995年以后污染居高不下的重要原因。表3渭河林家村引渭工程近10年引水量Table3TheamountofpumpingwaterfromWeiRiverinLijiaeveryyearof10a*年引水量=年徑流量-斷面下游實測年徑流量。年份Year年徑流量/億m3斷面下游實測徑流量/億m3年引水量/億m3年引水量/年徑流量(%)年份年徑流量(/億m3)斷面下游實測徑流量年引水量/億m3年引水量/年徑流量(%)199025.8221.634.1916.2319967.663.254.4157.57199112.656.366.2949.7219974.020.84199222.8417.914.9321.5819989.434.085.3556.73199319.7215.654.0720.6419999.454.075.3856.93199410.745.944.8044.6920008.742.556.1970.8219956.662.284.3865.77平均12.527.694.8349.074.2造紙企業(yè)數(shù)量多,規(guī)模小,分布廣根據(jù)資料,關中地區(qū)工業(yè)排放COD量占全省的85%以上,其中造紙企業(yè)排放COD量占工業(yè)排放COD量的85%以上[9]。1995年全省共有造紙企業(yè)885家(見表4),其中97%集中于關中地區(qū)(計855家)[10]。在這些造紙企業(yè)中,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)667家,占78%,平均規(guī)模為400t/a[10]。可見1995年CODMn污染指數(shù)較高的原因之一是造紙企業(yè)所引起的。表4關中地區(qū)渭河流域造紙企業(yè)分布情況[10]地區(qū)寶雞咸陽西安渭南合計紙廠個數(shù)1995年2141463201758551998年96107112854004.3化肥和農(nóng)藥使用不合理據(jù)資料報道,寶雞市土壤養(yǎng)分失衡的問題一直比較突出,有機肥施用量偏低,而超高量使用氮磷肥料,使土壤結構遭到破壞,土壤板結、耕層變淺、保水保肥性能差等現(xiàn)象日趨嚴重[7];且由于大量使用廉價低質(zhì)的氮肥和農(nóng)藥,以及氮、磷、鉀肥施用不成比例,因而使氮肥溶解而被沖人水體中造成污染[7]。這也是寶雞市區(qū)附近的臥龍寺橋、虢鎮(zhèn)橋斷面NH3-N污染的主要原因之一。5.污染控制對策5.1保證河道生態(tài)需水量從分析可知,渭河寶雞林家村斷面以上引水量占斷面下游河流徑流量的百分比由1991年的16%提高到2000年的71%,致使渭河徑流量大為減少,環(huán)境容量喪失殆盡,污染嚴重加劇。因此通過農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術,降低農(nóng)業(yè)灌溉用水量,以減少引水量,提高河流徑流量,在近期內(nèi)使該斷面下游(渭河中下游,渭河污染最嚴重的河段)的河流徑流量提高2-3倍,以改善渭河中下游的水質(zhì),減輕中下游城市的治污壓力。同時,關中平原賴以生存和發(fā)展的水資源,主要來源于南北山地森林、丘陵的補給。因此加強生態(tài)環(huán)境建設,營造水源涵養(yǎng)林以增加渭河流域的地表水和地下水資源量,從而保證河道生態(tài)需水量。5.2大力進行產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整及其污染控制通過分析可知,渭河流域造紙企業(yè)數(shù)量多,規(guī)模小,分布廣,是造成COD污染的一個主要原因。因此:1) 通過工業(yè)布局,產(chǎn)業(yè)結構,產(chǎn)品結構的調(diào)整,淘汰排污量大的重點污染企業(yè)和產(chǎn)品。結合企業(yè)的技術改造,推行清潔生產(chǎn)工藝技術。2) 結合城市環(huán)境綜合治理和流域治理,關閉、搬遷一批污染嚴重而效益差的小造紙廠、小煉油廠等”五小企業(yè)”,使流域水環(huán)境污染得到緩解。3) 對重大工業(yè)污染戶嚴格實行限期治理。對機械、電力和造紙工業(yè)等,其污水必須治理達標后才允許排放。5.3加強面源污染控制1) 推廣、采用各種類型的'持續(xù)農(nóng)業(yè)”耕作法,減少土壤侵蝕,使排入渭河的泥沙沉積物減少,從而減少化肥中N、P流入水體的量,防止渭河水體富營養(yǎng)化。2) 完善農(nóng)田灌溉方式,采用噴灌、滴灌、滲灌等新技術以及肥料與水混合的灌溉技術節(jié)約灌溉用水,節(jié)省肥料,防止水體污染。3)改善施肥方式,減少肥料流失。4) 加強土壤和化肥的化驗和檢測,科學定量施肥。5) 調(diào)整化肥品種結構,加強開發(fā)生態(tài)肥料與農(nóng)藥,開發(fā)和推廣土壤及作物的固氮、固磷技術,鼓勵使用有機肥,減少常規(guī)化肥、農(nóng)藥的使用量。6) 加強植樹造林,退耕還林,增加地表覆蓋,實施濕地恢復工程,保護生態(tài)環(huán)境,避免水土流失及肥料流入水體。5.4實施生物生態(tài)治理渭河沿岸的中小城鎮(zhèn)和農(nóng)村排放的城鎮(zhèn)生活污水,也是渭河污染的一個重要方面。因此根據(jù)中小城鎮(zhèn)和農(nóng)村的基本現(xiàn)狀,首先考慮采用荒地、廢地、劣地以及坑、塘、洼,建一廢水土地處理系統(tǒng)和廢水穩(wěn)定塘系統(tǒng)等多種形式的處理系統(tǒng),以低成本、有效的控制水質(zhì)。這種經(jīng)濟、簡易、節(jié)能的處理技術,如果與當?shù)氐纳鷳B(tài)農(nóng)業(yè)相結合,形成污水回收與再用的生態(tài)農(nóng)業(yè)就可以實現(xiàn)污水的無害化和資源化,達到生態(tài)治理的目的。參考文獻[1] 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