張健端 紀(jì)紅 陳修文 廖樹峰

(廣東石油化工學(xué)院 理學(xué)院 地理系，廣東 茂名 525000)

水體污染是當(dāng)前環(huán)境污染的主要組成部分，水體污染問題在廣東省比較突出。據(jù)2017年相關(guān)河流水質(zhì)調(diào)查顯示，全省監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)河流總長(zhǎng)度為11 928km，Ⅰ至Ⅲ類水質(zhì)的河長(zhǎng)占77.3%，劣Ⅴ類占9.4%，其中，粵西諸河中的小東江為Ⅴ至劣Ⅴ類水質(zhì)，水質(zhì)較差。近年來，茂名市政府陸續(xù)出臺(tái)了一系列政策及措施整頓小東江的污染。例如，茂名市政府于2015年以來投入約3億元對(duì)小東江進(jìn)行整治，建設(shè)大小污水處理廠4座、焚燒發(fā)電廠1座、垃圾填埋場(chǎng)3座[1]，并通過市區(qū)河道清淤及市區(qū)段綠化修復(fù)等措施治理市區(qū)段河水污染。但是隨著污染源及污染物復(fù)雜程度的擴(kuò)大，目前的治理方法對(duì)小東江水體污染的效果有限，且時(shí)有反復(fù)，小東江部分?jǐn)嗝娴乃|(zhì)依然為V類至劣V類，流域水污染形勢(shì)嚴(yán)峻?？梢?，明確小東江流域水體污染存在的問題，提出相應(yīng)的治理方案對(duì)保障小東江流域水資源與水環(huán)境健康，促進(jìn)茂名乃至粵西地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

本文通過系統(tǒng)的收集資料、實(shí)地調(diào)研，利用調(diào)查法、綜合評(píng)價(jià)法、樣本分析法整理出小東江的污染程度及相關(guān)污染源，分析小東江流域污染與周邊水土流失的關(guān)系，并提出小東江水體治理措施。研究結(jié)果可對(duì)小東江及類似水體的治理提供參考，同時(shí)借此引起人們對(duì)該類污染重視，提高城市水體資源的合理利用水平及保護(hù)意識(shí)。

1 樣本采集與實(shí)驗(yàn)方法

1.1 樣本采集點(diǎn)概況

本次取樣點(diǎn)共計(jì)有5個(gè)，分別為上中下游河段各1個(gè)、各條河流的交匯點(diǎn)1個(gè)，取樣時(shí)間為2019年10月份。取樣點(diǎn)1位于山朱嶺附近，小東江河流第一個(gè)交匯口處；取樣點(diǎn)2位于江東北路至大園路段中點(diǎn)旁，為河段的上游；取樣點(diǎn)3為大園路跨河橋下，為河段中游；取樣點(diǎn)4為合水村旁，位于河段下游；取樣點(diǎn)5為白沙河與小東江交匯口。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

根據(jù)《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》，使用納氏試劑分光光度法測(cè)定水樣中的氨氮[2-3]；過硫酸鉀氧化紫外分光光度法測(cè)定總氮；微波消解重鉻酸鉀法測(cè)定化學(xué)需氧量[4-5]；鉬銻抗分光光度法測(cè)定溶解性總磷[6-7]；采用衛(wèi)星遙感影像觀測(cè)確定流域水土狀況。

2 結(jié)果

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002),以一般景觀用水最低標(biāo)準(zhǔn)—Ⅴ類水質(zhì)為例，要達(dá)到Ⅴ類水體，化學(xué)需氧量(COD)不高于40,氨氮濃度不高于2.0，總磷和總氮分別不高于0.4和2.0。檢測(cè)結(jié)果顯示，小東江5個(gè)取樣點(diǎn)的化學(xué)需氧量分布在52.3—98，超過標(biāo)準(zhǔn)值40；氨氮含量分布在2.86—7.74之間，普遍大于2；總磷濃度分布在0.14—0.99，除采樣點(diǎn)3、4外，其它他個(gè)點(diǎn)的濃度超過了0.4；總氮含量尤其高，檢測(cè)的濃度為7.11—10.92，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)值2.0(見表1)，顯示小東江的水質(zhì)污染形勢(shì)仍然嚴(yán)峻，離標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)要求相差甚遠(yuǎn)。

表1茂名小東江水質(zhì)污染表 (單位：mg/L)

經(jīng)樣本檢測(cè)后，以城市景觀河流最適宜的標(biāo)準(zhǔn)—Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(總氮≤1.5、氨氮≤1.5、總磷≤0.3、COD≤30)來進(jìn)行超標(biāo)倍率計(jì)算，并將各個(gè)水樣指標(biāo)依超標(biāo)倍率大小來進(jìn)行排序。小東江水體污染的首要污染物主要為氮超標(biāo)，總氮和氨氮平均超標(biāo)倍數(shù)達(dá)6.27和3.27倍，其次為COD濃度及總磷，其最大超標(biāo)倍數(shù)分別為3.27和1.65倍(見表2)。

表2茂名小東江首要污染物

小東江流域內(nèi)還存在水土流失及土壤侵蝕的問題。小東江干流枯水期的天然徑流量小(<3m3/s)，且流域范圍內(nèi)生態(tài)公益林面積小，導(dǎo)致水源涵養(yǎng)不足，天然容量小，自凈能力差。流域污染的另一個(gè)原因是天然植被林被破壞，水土保持的平衡被破壞，植物根系對(duì)于水體的過濾凈化功能減弱進(jìn)一步加劇流域污染。

圖1為小東江流域禿主新村衛(wèi)星歷史影像，其拍攝時(shí)間為2013年12月27日，在圖上可以看出禿主新村在2013年之前，耕地與小東江河道之間有一圈植被將其隔離開來，當(dāng)時(shí)僅有一條農(nóng)田排水渠接通進(jìn)入小東江，沿河農(nóng)田面積也相對(duì)較小。

圖1 禿主新村衛(wèi)星歷史影像1

圖2 禿主新村衛(wèi)星歷史影像2

圖2則為2017年10月27日禿主新村的衛(wèi)星歷史影像，4年之后，沿河耕地進(jìn)行了擴(kuò)張，耕地與河道之間的樹木等植被消失，變?yōu)榱烁?，由于上部耕地面積增加，排水渠也增加到了兩條(圖2)。由上述變化中不難分析出，由于植被的消失，河岸水土流失的風(fēng)險(xiǎn)增加，導(dǎo)致河流含沙量顯著提高，增加的排水渠加大了農(nóng)業(yè)污水的排放量，農(nóng)業(yè)污水通過土壤下滲，將含有部分氮磷肥料的水帶入河流之中，造成氨氮和總磷等指標(biāo)增高。在小東江流域還有其他類似的河段，這也是造成小東江河水渾濁的原因之一，夾帶的泥沙在河道里尤其是河道拐彎處淤積，造成二次污染。

3 討論

3.1 污染源分析

小東江流域的污染覆蓋了水體污染的兩種形式：一是以工業(yè)廢水和城市生活污水為主要污染物的點(diǎn)源污染，二是以水土流失為主的面源污染。小東江流域內(nèi)主要企業(yè)類型有石油煉制化工、非金屬采礦、農(nóng)產(chǎn)品養(yǎng)殖及加工、污水處理化工等。茂名市污染重點(diǎn)監(jiān)控企業(yè)有15家，其中涉及污水排放的就有12家[8]。這些企業(yè)中涉及石油化工、肥料化工、造紙化工、污水處理等類型。造成水體污染的主要是化工類企業(yè)的廢水污水排放，市區(qū)工業(yè)廢水的污染指標(biāo)接近30種，主要污染物為6種(見表3)。據(jù)估計(jì)，茂名每天有近50萬噸工業(yè)及生活廢水排入河中[9]。茂名市的工業(yè)廢水排放集中于河流中下游，與白沙河交匯處尤其明顯。小東江流域可承載的環(huán)境容量小，但企業(yè)排放量大，且環(huán)境凈化設(shè)施滯后，在過去的發(fā)展中工業(yè)及生活污染排放未得到有效管理。此外，流域內(nèi)經(jīng)過諸多居民區(qū)有較多生活廢水排放污染[10]，產(chǎn)生了較多生活廢水排放污染。因此，生活廢水中含有的大量洗滌劑及有機(jī)廢物也是造成流域水體污染的不可忽視的原因。

表3小東江水質(zhì)污染類型表

小東江流域內(nèi)農(nóng)業(yè)用地眾多，兩岸部分地區(qū)植被破壞嚴(yán)重，兩岸林地等綠地被沿岸村民開發(fā)成為耕地及魚塘，農(nóng)業(yè)及漁業(yè)造成的破壞導(dǎo)致了小東江流域的水土流失，演變成了該流域的面源污染。

河流的含沙量急劇增加，水體常常呈現(xiàn)出土黃色，這也會(huì)導(dǎo)致其流域內(nèi)河道淤積。雖每年小東江穿城河段都會(huì)有河道清淤船進(jìn)行清淤工作，但清淤工作治標(biāo)不治本，如果其水土流失的問題不加以改善，水體污染問題只會(huì)愈發(fā)嚴(yán)重。

3.2 治理現(xiàn)狀及措施

小東江流域經(jīng)過非定期河道清淤，間歇性地改善了河水渾濁的問題，而一到雨季高降水量的時(shí)候水體仍然渾濁。通過關(guān)閉部分沿岸工廠、制定企業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)等措施限制了沿河區(qū)域的水體污染，但仍然有偷排亂排的現(xiàn)象存在，水體檢測(cè)結(jié)果仍然顯示出化工污染較為嚴(yán)重。雖經(jīng)過多次治理，石油類污染得到遏制，但以工業(yè)、養(yǎng)殖及生活類復(fù)合型污染為主導(dǎo)致的氨氮、總磷仍然超標(biāo)，達(dá)不到地表Ⅳ類水體標(biāo)準(zhǔn)。小東江流域內(nèi)水體污染狀況較為嚴(yán)重，流域內(nèi)擁有11個(gè)劣Ⅴ類水質(zhì)斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)，2019年2月大部分監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)為Ⅴ至劣Ⅴ類水質(zhì)，僅有一個(gè)斷面水質(zhì)達(dá)到Ⅳ類[11]。自2000年以后，小東江茂南河段水質(zhì)24項(xiàng)指標(biāo)中，氨氮含量嚴(yán)重超標(biāo)，水質(zhì)屬于劣Ⅴ類，特別是茂南區(qū)的水污染物排放總量已經(jīng)超過環(huán)境承載能力[12]。小東江水體污染源主要是來源于流域附近制造業(yè)污水排放及生活污水排放的點(diǎn)源污染，其次是流域水土流失造成的面源污染。針對(duì)此，本文提出以下三種治理措施：

第一，針對(duì)工業(yè)排放及生活廢水的面源污染，政府相關(guān)部門要切實(shí)增強(qiáng)水體質(zhì)量監(jiān)管及調(diào)控，制定政策限制污染排放并嚴(yán)格執(zhí)行。政府要嚴(yán)格限制污染源排放，引導(dǎo)污水排放型企業(yè)將污水輸送至污水處理廠，經(jīng)處理合格后再進(jìn)行排放，并對(duì)偷排亂排的企業(yè)或工廠進(jìn)行處罰及追責(zé)，監(jiān)督企業(yè)合規(guī)合法地處理及排放污水。同時(shí)，要建立完整的監(jiān)督體系。目前水質(zhì)數(shù)據(jù)公開程度較低，政府相關(guān)部門應(yīng)開放水質(zhì)數(shù)據(jù)查詢，接受公眾查詢監(jiān)督，增強(qiáng)對(duì)水體重點(diǎn)污染物的監(jiān)控，及時(shí)通報(bào)污染情況，從源頭上減少水體污染物的輸送。

第二，在重污染河段枯水期采取水生植物修復(fù)法治理。研究表明，高等水生植物能有效凈化劣V類水體，其中子菜和狐尾藻對(duì)水體凈化作用最明顯[13-14]，其中狐尾藻及粒葉眼子菜能高效地去除水體中的總磷(91.3%)、總氮(83.34%和77.54%)、磷酸鹽(95.85%和90.65%)[15-16]。茂名小東江的首要污染物為總氮，其濃度最大可達(dá)10.92mg/L，經(jīng)狐尾藻及粒葉眼子菜的凈化處理后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果估算總氮可降至1.82mg/L左右，接近Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中氨氮的指標(biāo)。

第三，針對(duì)水土流失導(dǎo)致泥沙淤積的面源污染，可采用沿岸種植植被過濾帶，并鋪設(shè)滲水路面的措施來治理。沿岸植被過濾帶能起到保固水土的作用，有效地減少河流中的泥沙量，增強(qiáng)滲流作用的同時(shí)減少湍流。此外，建設(shè)植被過濾帶還能提升河流兩岸的美觀度。實(shí)驗(yàn)證明，旱傘草、石菖蒲、水生鳶尾等6種具有一定觀賞價(jià)值的植物對(duì)水體中不可溶性固體具有固定吸收作用，且還能對(duì)水體中的化學(xué)污染物起到凈化吸收作用，可謂一舉兩得[17]。植被過濾帶不僅起到了自然過濾的作用，而且減少了建設(shè)過濾設(shè)備的相關(guān)成本。鋪設(shè)滲水路面能改善城市內(nèi)澇，且對(duì)沿岸植被的維護(hù)起著降低成本的作用，其應(yīng)用實(shí)例可參考臺(tái)灣柳川河(原為污水河)，該河流在治污建設(shè)之后水體有了明顯的改觀且發(fā)展成為特色旅游[18]。

4 結(jié)論

茂名小東江流域的水質(zhì)可溶性污染物中主要污染物為氮磷，總氮污染最為嚴(yán)重，且超標(biāo)倍數(shù)較高，達(dá)不到Ⅳ級(jí)地表水標(biāo)準(zhǔn)；而不可溶性污染物中主要為泥沙及漂浮塑料垃圾等，其中泥沙污染最為嚴(yán)重。造成水體污染的污染源主要是化工類企業(yè)及居民區(qū)的廢水污水排放形成的點(diǎn)源污染及水土流失及土壤侵蝕形成的面源污染。建議政府要加強(qiáng)調(diào)控，從源頭上減少污染物的輸送并就重污染河段枯水期實(shí)行水生植物修復(fù)法、流域沿岸建設(shè)植被過濾帶及滲水路面等措施來改善小東江流域水質(zhì)。建造沿岸植被過濾帶能改善沿岸土地的下滲，減少農(nóng)業(yè)污染，并對(duì)保持水土具有重要的意義。