浅谈水污染面源估算方法及治理措施

摘要：本文对天津市面源产生量进行估算，与2000年的计算成果进行验证、对比和分析，并提出治理措施和建议。

关键词：面源 产生量 参数 农村 农药 畜禽 地表径流 措施

中图分类号：X131文献标识码： A

1 面源污染因子

面源污染物流失到环境中的量即排放量。面源污染对水环境影响较大，且面源污染源较分散，控制和治理难度较大。调查因子包括4个部分：农村生活污染源、农药化肥污染源、分散禽畜养殖污染、城镇地表径流负荷。

2 面源产生量

2.1参数确定及计算方法

⑴农村生活污染源

农村生活污水产生的面源负荷，按照人均生活污水定额和污水平均浓度计算，其中COD：50g/人·天；NH3-N：3.2 g/人·天；TN：6.4 g/人·天；TP：1.3g/人·天。固体废弃物由生活垃圾和作物秸秆组成，生活垃圾按人均产生量指标计算，作物秸秆按亩均产生量指标计算，生活垃圾和固体废弃物中各项污染物含量按以下比例计算：总氮0.21%,总磷0.22%，氨氮0.021%。

⑵农药化肥污染源

化肥农药使用产生的面源负荷，按地级行政区调查统计2010年化肥、农药施用量，并折算成有效成分（化肥以氮、磷计，农药以有机氯、有机磷计）。氮肥流失按最低随水流失量20％进行测算，磷肥按15％流失量计算，NH3-N流失量按照总氮流失量的10%估算，COD按照总氮的30%计算。

⑶分散禽畜养殖污染

分散式饲养禽畜面源污染负荷的估算，排污系数按照环保部的产排污系数手册中的推荐值，由于手册中的推荐值是按照畜禽养殖阶段进行了分类，本次按照各阶段的算术平均值进行选取。禽畜排污系数见下表。

表2-1 禽畜排污系数一览表

家禽种类 粪便排放量（kg/只d） 粪便污染物含量（%）

COD TN TP 氨氮

鸡/鸭 0.1 3.9 1.6 0.54 0.015

猪 3.5 3.9 0.56 1.68 0.021

羊 2 3.9 1.22 0.26 0.046

牛 25 2.4 0.35 0.44 0.014

⑷城镇地表径流

城镇地表径流产生的面源负荷利用城市地表径流污染负荷的简易模型计算，根据多场降雨的径流污染物平均浓度、集水区面积和年径流量计算年污染负荷，公式如下。

L=R*C*A*10-6

式中：L年负荷率（kg）

R，年径流量（mm）

C,径流污染物平均浓度（mg/L）

A，集水区面积（m2）

根据国内外有关研究成果的综合，不同土地利用类型的径流污染物浓度见表2-2。

表2-2 不同土地利用类型的径流污染物浓度（单位：mg/L）

土地利用类型 居住区 商业区 工业区 公路 平均值

TN 2.2 2 3 2.5 2.425

TP 0.4 0.2 0.5 0.4 0.375

COD 35-163 124 110

2.2计算成果

根据上述方法，对2010年天津市各区县面源污染物产生量进行估算，见表2-3。

表2-3 天津市面源污染物产生量估算表

区县名称 COD（吨/年） 氨氮（吨/年） 总磷（吨/年） 总氮（吨/年）

东丽区 15564 198 3647 3140

西青区 9001 197 2759 1320

津南区 17878 289 5742 2554

北辰区 34994 381 9772 6010

武清区 67868 839 20085 11552

宝坻区 85880 1132 27365 18114

滨海新区 21913 208 6994 5243

宁河县 71324 554 27391 11628

静海县 48802 730 13887 7863

蓟县 124791 1397 34104 23995

市内六区 87 0.19 0.30 1.91

合计 498102 5924 151744 91420

由上表可见，天津市面源污染物COD产生49.8万吨，氨氮产生0.59万吨，总磷产生15.17万吨，总氮产生9.14万吨。

3 成果验证及分析

3.1计算成果验证

为了保证面源污染物计算结果的可靠性、验证资料的可比性，本次计算成果选择与《海河流域水资源保护综合规划》（2007）进行对比，分别以资料基准年2000、2010代表两次计算成果。见表3-1。

表3-1计算成果验证表

面源类型 面源产生量（t）

COD 氨氮 总磷 总氮

2000年 2010年 2000年 2010年 2000年 2010年 2000年 2010年

农村生活 70459.73 39678.37 4772.82 2539.42 11652.63 5951.75 4591.15 1864.88

化肥使用 4228.884 2438.42 1409.628 812.81 3402.03 2422.65 14096.28 8128.08

分散畜禽养殖 65455.17 439063.93 352.45 2498.58 9398.69 143256.19 28196.07 80690.96

城镇地表径流 159.10 16835.03 0.36 73.42 0.52 113.53 3.64 734.17

合计 140303 498016 6535 5924 43251 151744 28090 91418

通过对比两次计算成果，可以发现本次统计污染物氨氮变动不大，COD、总磷、总氮增加幅度较大约为3.2—3.5倍。

3.2结果分析

天津市面源污染物的流失量COD、总磷、总氮在十年间出现较大幅度的增长。其中农村生活、化肥使用对面源污染的贡献出现较大的下降，而分散畜禽养殖和城镇地表径流产生的污染物的量大幅度增长，总体上增加的污染物的量大于降低的污染物的量。

2000年以来，天津市城市化建设的步伐较快，且建设现代化农业的成果显著。这就导致了农村生活、化肥使用的面源污染物大幅下降。

同时农村城镇化速度很快，使得城镇建成区面积大幅度增加；人民生活水平迅速提升，使得人民对肉食品的需求激增。这就导致城镇地表径流和畜禽养殖产生的面源污染物出现大幅度的增长。也是导致面源污染物总量增加的最终原因。

4 措施建议

根据本次面源估算成果，地表径流和畜禽养殖污染物增长幅度较大，应优先针对这两项开展面源污染治理工作。

4.1 源头分散控制

⑴污染物源头分散控制, 就是在各污染源发生地采取措施将污染物截留下来, 避免污染物在降雨径流的输送过程中进行溶解和扩散。通过污染物的源头分散的控制措施可降低水流的流动速度, 延长水流时间, 对降雨径流进行拦截、消纳、渗透, 减轻后续处理系统的污染处理负荷和负荷波动, 对入河的面源污染负荷起到了一定的削减作用。

⑵城市河流周边地区绿地、道路、岸坡等不同源头的降雨径流的控制技术措施主要包括下凹式绿地、缓冲带、生态护岸等。可依据当地的实际情况, 单独使用或配合使用。

4.2 末端集中控制

末端技术一般以人工湿地为主。利用雨水入河口的小都分土地构建小型的人工湿地,通过播种植物的方式拦截入河雨水中的污染物质,对进入河中的径流作最后的过滤净化处理。湿地构建时为其具体也美化景观功能, 以各种景观叶、景观花的湿地植物为主。

5结语

由于目前我国城市面源污染治理技术尚未形成标准, 国家应加强对城市面源污染控制的研究力度, 给予足够重视和投入。重视法规、政策、管理和教育等非技术性措施的建设, 提高环保意识，达到技术性措施和非技术措施的协调与互补, 使城市面源污染逐步得到控制。