荔湾区水污染物排放量与环境容量研究

荔湾区水污染物排放量与环境容量研究

陈晶，周胜昔

广州市生态环境局荔湾环境监测站，广东 广州 510380

摘要：为了摸清荔湾区水环境容量，通过对区内54条规划河涌水质的监测数据，分析地表水污染物排放量与环境容量的关系，客观准确反映主要污染源以及水污染物排放量与环境容量的关系。结果表明，荔湾区水污染物排放量超出环境容量，主要污染物源为生活污染源，主要污染指标为氨氮。

关键词：水环境容量；水污染物排放量；关系；荔湾区

水环境容量作为水环境承载力的表征指标，能够反映出水体的纳污能力，因此客观准确的计算出水环境容量，对一个地区合理利用水资源，科学制定防治政策，维持水体生态健康，实现社会经济绿色发展具有重要意义。

1研究区域概况

荔湾区是广州市唯一拥有一河两岸的城区，水系资源丰富，河涌纵横交错，水岸线长达42.4 公里，其中珠江岸线长达 25.3 公里，河涌达 103条。本次调研范围包括：荔湾区现有规划河涌，54条(其中南片区47条，大坦沙岛4条，北片区3条)，总长 94.752km，最大内河为花地河，全长8.6km，平均宽度90m，流域面积达 30km。其次有大沙河、河沙涌、塞坝涌、葵蓬涌、冲口涌、菊树涌等一批较大的内河涌。

2研究方法

根据荔湾区河涌的特征以及水文水质特征，河涌大致符合零维均匀混合衰减水质模型，采取零维模型进行计算。

2.1 计算模型

污染物进入水体后，在完全均匀混合断面上，可按节点平衡原理来推求其浓度变化。对河流，零维模型常见的表现形式为稀释扩散模型[1]，其公式为：

式中：

V——湖泊中水的体积（m3）；

——平衡时流入水库的流量（m3/a）；

——污水的流量（m3/a）；

——流入湖泊的水量中水质组分浓度（g/m3）；

C——湖泊中水质组分浓度（g/m3）；

——污染源排放速率（g/a/m3）；

r(c)——水质组分在湖泊中的反应速率。

当所考虑的水质组分在反应器内的反应符合一级反应动力学，而且是衰减反应时，则：（c)KC，则公式演变为以下形式：

K是一级反应速率常数（1/t）。当水质处于稳定状态时，dc/dt=0，可得到下式：

=0

平衡状态下水质浓度为：

如果水质保护目标为Cs，则其水环境容量为：

2.2主要参数

2.2.1河涌流量的确定

有水文资料的河涌，选取近10年平均流量。无水文资料的河涌，根据河涌水体体积进行估算河涌流量。

2.2.2降解系数的确定

污染物综合降解系数反映了污染物在水体中降解的快慢程度,是纳污能力计算中最为关键的参数之一,其取值是否合理直接影响到纳污能力的计算结果和总量控制方案的实施[2]。污染物综合降解系数主要通过实测资料反推、类比法、分析借用等确定。根据广东省和荔湾区有关成果，参考华南环境科学研究所在《珠江三角洲水环境容量与水质规划》、《广东省地表水环境容量核定技术报告》、《河流中污染物衰减系数影响因素分析》、《全国水环境容量核定技术指南》等报告中的污染源综合衰减系数取值，综合考虑河流自净、沉降、底泥释放等因素，确定本次水环境容量计算KCOD取0.10d-1、K氨氮取0.07d-1、K总磷取0.08d-1[3]。

3结果与讨论

3.1水环境容量计算结果

根据各阶段水环境质量目标，荔湾区水环境容量计算结果如下：水环境质量标准为Ⅴ类标准时，地表水体COD环境容量为17987.9吨，氨氮环境容量为1002.0吨，总磷环境容量为247.7吨；水环境质量标准为Ⅳ类标准时，地表水体COD环境容量为11123.6吨，氨氮环境容量为658.8吨，总磷环境容量为179.1吨；水环境质量标准为Ⅲ类标准时，地表水体COD环境容量为4259.3吨，氨氮环境容量为315.6吨，总磷环境容量为110.4吨。

表1  荔湾区水环境容量计算结果     单位：吨/年

3.2污染物排放量与水环境容量分析

3.2.1地表水污染物排放源

生活污染源、工业污染源、农田面源污染、城市径流面源污染等各类点源污染源的水污染物主要指标化学需氧量、氨氮和总磷排放量估算结果进行汇总，得出荔湾区各类污染源排放汇总情况，具体如表2所示，可见，荔湾区水污染源主要为生活源。

表2不同污染源污染物排放量汇总        单位：吨/年

3.2.2不同水质目标下污染物排放量与水环境容量的关系

污染物排放量与地表水环境容量相对比，数据表明,在以Ⅲ类水作为目标水质标准时，化学需氧量、氨氮以及总磷的排放量均超过了环境容量；以Ⅳ类水作为目标水质标准时，化学需氧量、氨氮的排放量均超过了环境容量，总磷的排放量低于环境容量；以Ⅴ类水作为目标水质标准时，化学需氧量、总磷的排放量均低于环境容量，但氨氮的排放量仍高于环境容量。

表3      水环境容量与排污总量对比     单位：吨/年

4结论与建议

从污染物排放量与水环境容量的关系，可见，氨氮的排污量始终大于容纳量，并且在实际监测过程中，其超标率较其他污染物更高，因此计算结果与实际一致性较高。大体上看，荔湾区主要污染源是生活污染源，目前水污染物排放量超出环境容量，主要污染物为氨氮。

建议：一方面，重视全流域合作。荔湾区辖内水域跨度大，上游来水情况较为复杂，需重点关注跨界河涌，尤其是水质状况较为不稳定的广佛跨界河涌。改善较大型跨界河涌的水质，需要广州市内各区以及周边各市共商对策、加强合作，共同承担全流域水环境治理的责任。另一方面，加强河道整治。荔湾区内的规划河涌大多与居民的生产生活紧密联系，受到周边生活源影响较大。强化河涌及周边排污、排水管网系统的整治，有利于改善河涌水质状况，更好地发挥河涌观光、休闲、生态等综合作用。

参考文献：

[1]徐祖信,卢士强,林卫青.潮汐河网水环境容量的计算分析,[J].上海环境科学2003,22(4): 254 - 257,290.

[2]雷军.长沙市地表水资源保护及水环境总量控制研究. [D]. 南京:河海大学,2005.

[3]郭儒,李宇斌.富国.河流中污染物衰减系数影响因素分析[J].气象与环境学报,2008,24( 1) : 56-59．

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