河北省張家口市官廳水庫流域上游地區(qū)水污染物排放量分析

河北省張家口市官廳水庫流域上游地區(qū)水污染物排放量分析

官方儲水庫是北京的主要儲水庫。近年來,由于水庫上游來水量逐年減少,未經處理的廢污水排放量不斷增加(自桑干河上游修建冊田水庫后,山西境內產水量基本不下泄,廢污水主要來源為上游地區(qū)張家口市4區(qū)8縣),水質日趨惡化,1997年不得不停止向北京市供水,嚴重威脅了首都北京的供水安全。為此,北京市水利局和河北省水利廳等部門聯合立項,開展“官廳水庫流域水質改善總體技術方案研究”項目,目的是為恢復官廳水庫飲用水源功能提供系統的技術、政策方案和決策依據。本項目為第一子課題“官廳水庫流域點源污染調查及預測”,主要對上游地區(qū)張家口市點污染源進行調查評價,從而為總課題的研究提供技術支撐。1官廳水庫流域上游地區(qū)水質現狀官廳水庫流域上游地處蒙古高原與華北平原之間,屬大陸性季風氣候,夏季短,冬季長,多風少雨,氣候干燥,多年平均溫度6℃~8℃,極端最低溫度-37℃,無霜期為110~150d/a,多年平均降水量400mm左右。上游在張家口市流域總面積1.64萬km2,包括張家口市橋東區(qū)、橋西區(qū)、宣化區(qū)、下花園區(qū)和崇禮縣、懷安縣、萬全縣、陽原縣、蔚縣、涿鹿縣、懷來縣、宣化縣4區(qū)8縣,共有人口302.70萬,其中城鎮(zhèn)人口91.77萬。1999年國內生產總值149.69億元,其中工業(yè)總產值106.82億元,占國內生產總值的71.4%,有大中型工業(yè)企業(yè)88個。官廳水庫流域上游地區(qū)在張家口市有洋河、桑干河兩大干流。洋河上游分東、西、南3支,其中東洋河、西洋河均發(fā)源于內蒙古大青山麓,南洋河發(fā)源于山西省陽高縣境內。3支于懷安縣柴溝堡附近匯合為洋河,流經萬全縣、懷安縣、張家口市區(qū)、宣化縣、宣化區(qū)、下花園區(qū)、懷來縣等,干流全長106km,區(qū)間有清水河(發(fā)源于崇禮)、龍洋河、洪塘河匯入。桑干河發(fā)源于山西省寧武縣管岑山,流經陽原、涿鹿、懷來等縣,至懷來縣朱官屯附近與洋河匯合,稱永定河,注入官廳水庫,干流全長241km(其中張家口境內147km)。桑干河較大支流壺流河發(fā)源于山西省廣靈縣,流經蔚縣至陽原大渡口村匯入桑干河。官廳水庫流域上游地區(qū)包括了張家口市主要的工礦企業(yè)和城鎮(zhèn),沿途河道接納了大量的工業(yè)廢水和生活污水。近年來,由于工業(yè)的發(fā)展、城鎮(zhèn)人口的增長以及生活水平的提高,污水排放量逐年增加,永定河水系水質不斷下降。據1999年統計資料,官廳水庫流域上游地區(qū)污水排放量為12072.5萬t,其中工業(yè)廢水7844.8萬t,生活污水4227.7萬t。1999年,在桑干河、洋河干支流541km河長范圍內布設了11個水質監(jiān)測點,按GB3838—2002《地面水環(huán)境質量標準》對河段水質進行評價,桑干河主要河段水質為Ⅲ~Ⅳ類;洋河除東洋河河段水質為Ⅱ類外,其他河段污染嚴重;從張家口市區(qū)清水河站到洋河響水鋪站52km河長范圍內,水質為劣Ⅴ類;官廳水庫水質現狀為Ⅳ~Ⅴ類,主要污染指標為COD,NH3?N等。表1為桑干河、洋河3個監(jiān)測斷面的主要污染指標1999年實測平均數據。2通過研究和分析點源污染現狀2.1工業(yè)污染2.1.1廢水排放行業(yè)分布工業(yè)污染源普查主要調查官廳水庫流域上游地區(qū)張家口市4區(qū)8縣工業(yè)廠礦污水排放情況,包括排污方式,排放規(guī)律,排污水量及污水中所含污染指標的種類、濃度及數量等。共調查廠礦企業(yè)367家,1999年排放廢水7844.8萬t。從廢水排放的行業(yè)來看,化工原料及化學品制造業(yè)居首位,其次為黑色金屬冶煉及壓延工業(yè),電力、煤氣及水生產業(yè),造紙及紙制品業(yè),煙草加工及食品制造業(yè)等。從廢水排放的區(qū)域看,宣化區(qū)占首位,為3400萬t,其次是張家口市區(qū)、懷來縣、宣化縣、涿鹿縣、下花園區(qū)。廢水中污染指標排放量居首位的是COD,為3.47萬t,其次是NH3?N、懸浮物、磷酸鹽等(見表2和表3)。2.1.2調查區(qū)域主要污染區(qū)域的確定采用GB8978—1996《污水綜合排放標準》為分析標準,根據張家口市的實際情況,采用第二類污染指標二級標準允許排放濃度進行評價。分析方法采用等標污染負荷法,計算公式略。2.1.2.2確定主要污染指標、污染區(qū)域、污染行業(yè)調查區(qū)域按污染指標的等標污染負荷大小排列,分別計算負荷比,將累計負荷比大于80%的污染指標列為調查區(qū)域主要污染指標。按各污染區(qū)域等標污染負荷大小排列,分別計算負荷比,確定主要污染區(qū)域。各行業(yè)按污染指標的等標污染負荷大小排列,將累計負荷比大于85%的行業(yè)列為調查區(qū)域的主要污染行業(yè)。2.1.2.3分析結果調查區(qū)域工業(yè)廢水中的主要污染指標為COD,NH3?N,磷酸鹽,這3種污染指標污染負荷比達到83.89%,主要污染區(qū)域為張家口市區(qū)、宣化區(qū)、懷安縣(懷安縣化肥廠是NH3?N主要排放廠家)、懷來縣、宣化縣、蔚縣、涿鹿縣,其累計污染負荷比達到95.68%。工業(yè)廢水主要排放行業(yè)為化工原料及化學品制造業(yè),醫(yī)藥制造業(yè),煙草及食品制造業(yè),造紙及紙制品業(yè),黑色金屬冶煉及壓延工業(yè),電力、煤氣及水生產業(yè),采掘業(yè),其累計污染負荷比達到93.58%。2.2生活污水及污水污染物排放量根據官廳水庫流域上游地區(qū)張家口市人口分布情況,城市生活用水除考慮居民生活用水外,還應考慮城鎮(zhèn)公共設施用水。人均綜合用水定額,市區(qū)根據調查為165L/(人·d),縣城為平均值135L/(人·d),生活污水排放量按生活用水量的80%計算,生活污水中CODCr,NH3?N產生系數根據現場實測,按80,8.1g/(人·d)計算,官廳水庫流域上游調查區(qū)域各縣、市區(qū)生活用水量為5250.4萬t,污水排放量為4227.7萬t,生活污水中CODCr排放量為2.68萬t,NH3?N排放量為2713.2t。3河流排污口排放及主要排污口的確定3.1排污方式在官廳水庫流域上游地區(qū)的分布由于調查區(qū)域社會經濟和工業(yè)布局的差異,城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)廢水的排放數量、方式的不同,入河排污口在各河流上的分布差異很大。根據對官廳水庫流域上游地區(qū)張家口市8條河流的調查結果,永定河水系較大的入河排污口共131個,其中桑干河3個,南洋河3個,西洋河1個,清水河105個,洋河19個。排污口排污方式除張家口市區(qū)、宣化區(qū)、下花園區(qū)使用地下管道排放外,其他縣絕大部分用土明渠排污。選擇其中排污比較嚴重的51個入河排污口進行分析。3.2懸浮物、有機物根據計算的51個入河排污口的污染負荷比,并考慮行業(yè)和區(qū)域的代表性,在洋河、桑干河和清水河上選擇15個入河排污口于2001年1~6月進行現場監(jiān)測。監(jiān)測項目有:水溫、流量、pH值、懸浮物,CODCr,BOD5,DO,NH3?N,硫化物,TP,TN,揮發(fā)酚、氰化物,Cr6+共14項。匯總監(jiān)測資料,采用等標污染負荷法進行計算,從污染貢獻順序排名結果可以看出,15個入河排污口依次為:宣化區(qū)羊紡路綜合排污口、宣化區(qū)龍洋河排污口、涿鹿縣化肥廠排污口、萬全農藥北廠排污口、張家口市制藥總廠排污口、懷來縣東沙河排污口、下花園炭黑廠排污口、沙嶺子電廠排污口、宣化第一煉鋼廠排污口、張家口市公園橋南排污口、張家口市緯一路排污口、下花園城市排污口、宣化縣水泉河口排污口、張家口市西沙河入河排污口、下花園電石廠排污口。4污染對策和建議4.1嚴格控制污染水保企業(yè)水資源統一管理是進行水資源開發(fā)、利用、保護并實現依法治水的保障,也是改善水環(huán)境的關鍵所在,應盡快建立全新的水資源補償機制:誰耗費水量誰補償,誰污染水質誰補償,誰破壞水生態(tài)環(huán)境誰補償,并按照《海河流域水污染防治規(guī)劃》要求,嚴禁桑、洋兩岸重污染冶煉企業(yè)立項上馬,限制高耗水企業(yè)數量和規(guī)模。對不符合國家經濟技術政策的“十五小”企業(yè),限期“關、停、并、轉、遷”,工業(yè)企業(yè)要實現達標排放。根據水體功能要求,確定嚴格的排污總量控制指標,并根據總量控制要求,提出區(qū)域或排污口的排放總量與濃度要求,合理設置排污口,確保官廳水庫水質達到目標。4.2污染物主要來源官廳水庫多年平均來水量4億m3左右,污水量1.21億t,其中工業(yè)廢水0.78億t,生活污水0.42億t,污染物主要來源于上游張家口市工礦企業(yè)排污、生活污水,以及沿河兩岸農田棄水中的化肥污染。應首先治理官廳水庫上游的工業(yè)污染源,盡早建設污水量大、污染物集中的張家口、宣化、懷來污水處理廠,以實現污水集中處理、集中排放。4.3市污水聯合處理工藝建議結合《21世紀初期