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唐山市主要河流水污染物容量总量控制的研究
总量为 22283.45t/a,氨氮为 1507.29t/a。本研究结果为唐山市社会 经济和环境可持续发展提供可靠的技术支撑,为下一步实现由浓 度控制和目标总量控制管理向容量总量控制管理转轨和污染源减 排提供科学依据,可利用于总量分配、水污染物减排和社会经济 布局等多方面。
表 2 唐山主要河流水污染物环境容量和水质达标消减量汇总表单位:t/a
本研究从水环境容量总量控制与改善水环境质量的角度出发, 在划分水环境功能区和科学评价水环境现状的基础上,得出主要 河流全河段符合不同区域水质目标要求的水环境容量,为水环境 定量化管理提供科学基础和技术平台,为总量分解和污染减排提 供依据。 1.3 研究技术路线 1.3.1 总体思路 从定量的角度,根据河流水流特性、水文、水 质和水体的功能要求以及污染源的分布情况,科学确定河流的水 环境容量,通过优化计算确定分配到各控制单元的排污总量(污 染源的排放量)及其削减量(率),以达到改善水质、满足水环 境质量标准的目的。 1.3.2 技术路线 本研究的技术路线见图 1。
根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)规定,按照 唐山市境内地表水水体的功能、使用现状和今后发展趋势,将唐 山市境内地表水划为三大类水域,即:特殊保护水域 ( Ⅱ类 )、重 点保护水域 ( Ⅲ类 ) 和一般保护水域 ( Ⅳ类或Ⅴ类 )。 3.2 地表水环境质量现状分析
本研究利用唐山市环境监测中心站每年对滦河、陡河、沙河、 还乡河、蓟运河 5 条主要河流及水库的水环境质量进行 12 次常规 监测,监测项目 30 余项。从目前的监测结果来看:河流的上游水 库水质普遍较好,可达到Ⅱ类水质,占 38%;而水库坝址以下河 段流经城镇后,受生活污水和工业废水的污染,水质普遍较差, 其中断流断面占 23%;Ⅳ类水质占 8%;Ⅴ类水质占 8%;劣Ⅴ类 水质占 23%。主要污染类型为耗氧有机物、氨氮类。水质较差的 主要原因为:地表径流较少,河流接纳的主要是沿岸的工业废水 和城镇生活污水,致使水体无自净能力。 4 主要水污染物排放现状
陡河 6112.09 2843.49 1743.26 1520.51 642.14
390.9
还乡河 1325.43 647.94 367.28
90.68
42.17
27.52
沙河 3265.99 1516.03 661.29 185.73
68.42
55.4
蓟运河 2655.66 1166.57 603.87
参考文献 [1] 慕金波.山东省河流环境容量及最大允许排污量研究 [J].
山东大学学报工学版 ,2008,38(5):77-81. [2] 郑丽波.水污染控制规划的 GIS 辅助技术研究 [J].长江流
域资源与环境 ,2009,18(2):175-179. [3] 李阳.苏稽河水环境容量计算研究 [J].工业安全与环保 ,
2008,34(10):56-58. [4] 马欢.松花江哈尔滨江段水环境容量计算对比研究 [J].哈
尔滨商业大学学报自然科学版 ,2007,23(4):415-417.
收稿日期:2011-10-11 作者简介:白振宇(1977-),男,工程师,研究方向:环境 影响评价和环境工程 .
(上接第172页)
Table2 major rivers in Tangshan annual capacity of the environment and water pollutants, reduce the amount of water quality standards summary table unit: t/a
河流水环境容量的计算通常基于稳态河流水质模型。河流水 质模型主要有零维模型、一维模型、二维模型等。在最枯月或枯 水期的设计条件下,在唐山市境内找不到河流竖向水深较大、且 竖向水质变化显著的水域,故不采用二维模型计算。因此,在计 算容量时不考虑污染物沿河流横向的扩散稀释作用,只考虑其纵
NORTHERN ENVIRONMENT 177
图 1 研究技术路线图 Fig. 1 Research and Technology Roadmap
2 唐山市河流水系概况 唐山市境内河流众多,共有大小河流 70 多条。大致可分为滦
河水系、蓟运河水系、冀东沿海水系。滦河水系由滦河、洒河、长河、 清河、青龙河、冷口沙河组成;蓟运河水系由蓟运河、遵化沙河、 黎河、双城河、蓝泉河、还乡河、泥河、双城河改道、津唐运河、 煤河组成;冀东沿海水系由陡河、西排干、沙河、小戢门河、双龙河、 小青龙河、大清河、泝河组成。 3 地表水水环境功能区划及水环境质量现状 3.1 水环境功能区划
[4] 曹启民 , 王华等 . 汕头红树林湿地表层沉积物环境因子对 PAHs 分布的影响 [J]. 生态环境学报 , 2009,18(3):844-850.
[5] 利锋 . 城市污染河道沉积物 AVS 与重金属生物有效性研究 [D]. 广州 : 中山大学环境科学系 ,2008.
[6] 张仁铎 . 空间变异理论及应用 [M]. 北京 : 科学出版社, 2005.
COD(t/a)
NH3-N(t/a)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
水系
现状 入河量
容量
水质达标 现状 消减量 入河量
容量
水质达标 消减量
滦河 16952.18 20394.49 4607.14 2011.81 2742.03
77.9
陡河 12612.66 6112.1 6866.56 1355.02 1520.51 178.72
参考文献 [1]Chen S C,Liao C M.Health risk assessment on human
exposed to environmental polycyclic aromatic hydrocarbons pollution Sources[J].Science of the Total Environment,2006,366 (1) :112-123.
还乡河 3765.38 1325.43 2538.65 438.9
90.68
355.15
沙河 2893.15 3265.99 834.76 337.11 185.73
172
蓟运河 10092 2655.66 7436.34 740.92
17.4
723.52
合计 46315.37 33753.67 22283.45 4883.76 4556.35 1507.29
表 1 唐山市主要河流水环境容量汇总表 单位:t/a Table1 Tangshan main summary of river water environment capacity unit: t/a
水系
全年
COD(t) 丰水期 枯水期
全年
NH3-N(t) 丰水期 枯水期
滦河 20394.49 9759.2 7445.88 2742.03 1108.78 823.63
17.4
5.803
5.788
合计 33753.66 15933.23 10821.58 4556.35 1867.313 1303.238
5.2.2 污染物削减量和控制量 本研究按照各控制单元工业、生 活和非点源入河平均系数,反向折算到陆上,得到最大允许排放量。 水环境功能区现状污染物排放量大于其环境容量的(现状水质不 能满足水环境质量目标),污染物现状削减量等于现状污染物排 放量与污染物环境容量之差;水环境功能区现状污染物排放量小 于或等于其环境容量的(现状水质能满足水环境功能区目标), 污染物现状削减量为零。按此法计算唐山市各主要河流年均的污 染物削减量。
通过核算,唐山主要河流 COD 的入河削减总量为 22283.45t/a, 氨氮为 1507.29t/a。水污染物环境容量和水质达标消减量情况见表 2。 6 结论
本研究根据唐山市主要河流水环境功能区水质目标,计算了 主要河流水环境功能区的纳污能力 , 唐山市主要河流水系 COD 的 水环境容量为 33753.66t/a,NH3-N 为 4556.35t/a;依据确定的各河 流水环境容量 , 结合流域经济社会发展规划和水环境保护与水污 染控制要求 , 提出限制排污总量意见,明确各河流限制排污“红线”, 严格控制入河排污总量,通过核算唐山主要河流 COD 的入河削减
唐山市范围内的废水污染源主要包括城市生活污染源、工业 污染源和农村非点源(包括农村生活、农田径流、农业种植、畜 禽养殖、水产养殖等)三大类污染源。通过核算,2009 年,唐山 市工业源、生活源和农业源现状排放总量为:废污水 62580.49 万 t、 COD 17.06 万 t、NH3-N2.22 万 t。经入河系数修正计算后,2009 年, 唐山市主要河流 COD 排放入河总量为 46315.37t,其中工业源排放 入河量 23008.88t,生活源排放入河量 17141.76t,农业源排放人河 量 10049.66t;NH3-N 排放入河总量为 4883.76t,其中工业源排放 入河量 787.69t,生活源排放入河量 3416.97t,农业源排放入河量 1240.94t。 5 水环境容量及削减量的计算 5.1 水环境容量模型确立
[2]USEPA. Provisional Guidance for Quantitative Risk Assessment of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, EPA/600/R-93/089.
[3]Neff J M, Burns W A. Estimation of polycyclic aromatic hydrocarbon concentrat ions in the water column based on tissue residues in mussels and salmon: An equilibrium partitioning approach[J]. Environmental Toxicology and Chemistry, 1996, 15(12) : 2240-2253.