黄河(兰州段)水污染现状调查和治理对策研究

黄河（兰州段）水污染现状调查及治理对策研究田娟，王义谋甘肃农业大学资源与环境学院，甘肃兰州（730070）摘要：通过对1998年～2002年黄河（兰州段）扶河桥、新城桥、包兰桥、什川桥四个检测站监测pH值、COD、DO、挥发酚、六价铬、总磷六项指标的调查分析研究，初步了解黄河兰州段水质现状及水环境发展趋势，提出黄河兰州段水污染防治对策。关键词：水污染现状，治理对策，调查研究，黄河（兰州段）1.研究区概况兰州地处甘肃省中部，位于东经102°30′至104°30′，北纬35°51′至38°之间。北与武威地区比邻，西靠青海省，西南接近临夏回族自治州，东南和东部与定西地区接壤，东北与白银市相临。境内大部分地区属黄土高原丘陵沟壑区，大部分地区属温带半干旱气候，温差大，降水少，冬季冷而长，夏季热而短，秋季低温，霜冻较早[1]。年平均降水量360mm，年平均气温10℃,全年日照时数平均2446h,无霜期180d以上[2]。一直以来，黄河是兰州市生产、生活用水的重要水源，但随着近年来城市的发展，人口的激增，导致黄河成为排污纳废的公共场所[3]。安宁区、七里河区以及城关区主要排放生活污水，西固区和红古区则主要排放工业废水，其中红古区是通过黄河的一级支流湟水排污的。在创造甘肃省45.85%GDP、57.89%工业总产值的同时，该段的废水排放量仅2004年就高达1.69亿吨。其中，COD（化学需氧量）排放量为4.94万吨，占黄河甘肃段的79.7%[4]。2.水质现状及污染趋势分析黄河兰州段有近40km处于兰州市区，其工矿企业集中，人口稠密，使黄河在这一段容纳了大量生产、生活废水，甚至有大量的生活垃圾也倾入黄河，成为黄河的主要污染地之一。经分析，黄河兰州段的水体污染以生物、有机物为主，主要污染物为大肠菌群、挥发酚、化学需氧量、石油类、总磷等[5]。2.1水质现状总的看来，黄河流域天然水质良好，PH值在8.2左右，呈微碱性，基本可满足各种用水要求。黄河兰州段水环境均受到不同程度的污染。黄河干流水污染范围已从上游扩展到中下游，而且黄河支流污染均较严重。这些支流的主要污染物是氨氮、挥发酚类和COD等耗氧有机物。[6-11]在近年来初步开展调查研究的干支流部分河段中，多环芳烃类、硝基氯苯类等有毒有机污染物已有检出，且浓度值较高。有的河段放射性污染物水平较高，“三致”（致畸、致癌、致突变）污染物较显著[12]。流域内各河流受总汞、总镉、总铅、总砷及六价铬等重金属类的污染状况，监测值一般极不稳定。产生以上现象的主要原因为：黄河流域的水污染主要是由城市生活污水和工业废水造成的。由于城市污废水排放量的季节性变化小，而河川径流受降水影响，季节性变化大，因而，枯水季节的水污染状况一般较丰水季节严重。但是，近几年来，污水排放量不断增加，河川径流不断减少，农药、化肥使用量的增加和工业废渣堆放场、尾矿库的不断增多，流域内汛期的水污染也显著加重，有些河流丰水期的水质往往重于枯水期，甚至出现汛期死鱼等污染事故。污染趋势分析黄河兰州段共有五个地表水水质监测断面，即扶河桥、湟水桥、新城桥、包兰桥、什川桥。其中扶河桥、包兰桥、什川桥为国控断面，新城桥、湟水桥为省控断面。作者对扶河桥、新城桥、包兰桥、什川桥四个控制断面（表1）的pH值、COD、DO、挥发酚、六价铬、总磷六项指标进行调查分析研究，初步了解黄河兰州段污染现状及变化趋势。表1黄河兰州段污染控制断面及对应排污城镇2.2.1pH值pH值是昀常用的水质基本指标之一，在废水生化处理、评价有毒物质的毒性方面都具有重要意义[13]。通过对图1的pH值五年的变化分析，可以看出扶河桥、新城桥、包兰桥和什川桥四个断面监测值在1999年~2002年，pH值均呈现出明显的升高。同时从各控制断面来看，新城桥断面pH值高于其他断面，而扶河桥断面的pH值低于其他各断面。新城桥对应排污城镇是兰州市西固区，扶河桥对应排污城镇永靖县、兰州红古区，说明西固区工业污染物导致水体pH值升高程度远远大于生活污水的影响。控制断面名称控制单元名称对应排污城镇扶河桥黄河入境——扶河桥控制单元永靖县、兰州市红古区新城桥黄河扶河桥——西固水厂取水口控制单元兰州市西固区包兰桥黄河西固水厂取水口——包兰桥控制单元兰州市安宁区、七里河区、城关区什川桥黄河包兰桥——什川桥控制单元榆中县、皋兰县化学需氧量（COD）COD值是指水样在一定的条件下，氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L表示[11]。黄河兰州段各控制断面的COD变化趋势（图2）分析指示出，1998年～2002年新城桥断面、包兰桥断面以及什川桥断面COD保持稳定，浓度保持在11-13mg/l。而扶河桥断面监测得到的COD值年际存在较大的变化，且低于其余各断面，尤其是1999年更是显著低于其他断面，从1999年到2002年呈现明显的上升，特别是2001年增加更是显著，由2000年的7.14mg/L上升至9.81mg/L，2002年与2001年基本持平。图2COD变化趋势2.2.3溶解氧（DO）DO值反映水体受到污染，特别是有机物污染的程度，它是水体污染程度的重要指标，水中溶解氧的含量与大气压力、水温及含盐量等因素有关，是水生生物主要的生存条件之一，也是衡量水质的综合指标之一[13]。年~2002年各断面监测结果均显示DO值呈现出上升趋势。水中溶解氧量在逐渐增加，水质情况在逐渐得到改善，特别是2000年以后，DO值四个断面均大于7.5mg/l以上达到国家标准中规定的Ⅰ类水的要求。这也是作者调查的7项指标中唯一达到国家Ⅰ类水标准的指标。图3DO值变化趋势2.2.4挥发酚图4表明，污染指标挥发酚在1998年～2002年四个断面呈现出明显的下降趋势。但是这种趋势并不能完全说明四个控制断面对应的排污城镇排放的含有挥发酚废水量减少了，因为挥发酚在水体中很容易被挥发，尤其是在水体中氧含量较高时，而上述数据分析显示，四个控制断面的DO值均较高。图4挥发酚变化趋势2.2.5六价铬六价铬具有强氧化性，易被人体吸收，对消化道和皮肤具有刺激性，其可在生物体内积蓄，导致癌症，还可抑制水体自净[11]。根据国家水质标准中规定六价铬浓度≤0.01mg/L为Ⅰ类水，图5显示1998年～2002年黄河（兰州段）水中该项指标在国家的规定范围之内。但是六价铬浓度波动很明显，因此其浓度的变化具有很大的不确定性，在生产实践中应长期密切观测其变化。图5六价铬变化趋势2.2.6总磷天然水体中磷酸盐含量较微。化肥、冶金、合成洗涤剂等行业的工业废水及生活污水中常含有较大量磷。水体中的磷含量过高（超过0.2mg/L），可造成藻类的过度繁殖，甚至达到有害的程度，即发生富营养化，造成湖泊、河流透明度的下降，使水质变坏[11]。通过对扶河桥、新城桥和包兰桥三个检测断面1998年～2003年的监测数据表明磷的含量正呈上升趋势（图6），特别是2002年以后，水体中磷的浓度从0.048mg/L上升至0.093mg/L，增幅达93.7％。而青城桥检测显示，在其控制断面水体中总磷浓度年际间波动较大。图6总磷变化趋势从上述分析看，扶河桥、新城桥、包兰桥和什川桥这四个断面在各检测指标中的数值均在国家所要求的标准之内[地面水环境质量标准(GB3838－2002)]。也就是说，黄河兰州段水的各项检测指标都合格。但不容忽视的是，从检测数据中可以明显看出，从1998年至2002年黄河兰州段的各项污染指标检测数据均呈上升趋势，即黄河兰州段的污染正在加重。而个别检测断面检测到的数据存在较大的年际波动，需要对其进行长期的监测，从而获得比较稳定可靠的结果。3.水污染的对策和治理措施一般来讲，防治水污染的对策和措施一般分为工程的和非工程的二大类。工程措施主要包括各种类型的水处理装置、设施和系统。它可分为三个层次，即厂内治理措施、城市污水厂措施和区域土地生态处理系统等；非工程措施主要是指：制定规划、标准政策，建立一系列的法规、制度、条例或办法，以及与之相适应的组织管理机构，以起到预防污染产生、减少污染排放、协调污染纠纷、减少污染损失的目的和作用[14]。目前，在黄河流域昀为迫切和重要的对策和措施有下列四点：3.1全面规划、统筹兼顾，发挥水资源的多功能用途水资源的功能用途是多方面、多层次的。发展工业、农业需要引取大量的水资源，改善生态环境、提高社会生活质量也需要河流水资源的补给；水资源除了用于发电，还有鱼类生存、游览、娱乐，稀释、降解污染物质以及为下游提供清洁水源的功能。黄河流域水污染严重，多数支流和干流一些河段中的污染物含量已经超过地面水环境质量第Ⅲ类标准，水资源不足和水环境污染已经制约着流域内的社会经济发展，危害着生态环境质量和人群健康状况。制定水资源开发利用规划，仅仅考虑一个地区、一个部门需要多少水，这些水可发挥多大的经济效益是远远不够的，更重要的是要研究怎样使有限的水资源在经济发展、社会生活和生态环境的各个方面和层次都发挥应有的效益，求得经济、社会和环境三个效益的统一，保障流域内社会经济的协调、稳定和持续发展[14]。3.2制定水资源保护规划，建立健全入河排污监督系统针对水污染日趋严重的形势，水行政主管部门应会同有关部门尽快制定水资源保护规划。水资源保护规划是区域综合发展规划和城市建设的重要组成部分，以国家颁布的水资源质量标准和法规为基本依据，合理地确定水体功能，保证水体不受污染，充分发挥水体的多功能作用，对水资源的开发、利用、治理、保护、配置和节约的各个环节做出正确决策。[6]行政主管部门要对现有入河排污口进行全面调查摸底，对其进行定期或不定期的监督性监测，掌握排污口的数量、分布及排污量等情况，建立排污档案，积极与计划、环保、城建等部门密切配合，建立入河排污口审批制度，监督排污单位进行治理，从污染源头上采取措施控制排污量的增加。3.3抓好水污染防治工作，加大水污染治理力度对严重污染的河段，除严格控制、削减工业废水和生活污水的排放量外，应遵照“谁污染，谁治理”的原则，由排污单位改进用水工艺流程，增强废污水处理回用能力，提高达标排放率，减少超标排放量[14]。还要增加资金投入，建设更多的城市污水处理厂。在治理点污染源时，应抓住重点企业、排污大户，对其实行限期治理，做到达标排放，实行警示制。经过对污染源的调查评价，选好控制重点，并因地制宜进行计量，对主要污染源实现由浓度控制过渡到总量控制。完善水污染发防治法，健全水环境管理制度尽快建立新的水环境标准体系，以总量控制和排污许可证作为水污染防治管理的主要内容，增强总量控制和排污许可证制度的操作性。将宏观调控和市场机制有机结合运用到水污染防治中，推进排污权交易工作，重视公众参与的作用，同时强化环境保护部门管理监督职能，赋予限期治理的决定权。制定严厉的刑事制裁制度，对违犯《水污染防治法》的行为，要依法给予严肃处理。3.5加强对水资源保护的重视，对老企业给予重点扶持水是不可替代的资源。科学分配用水量是经济发展战略性的前沿课题。黄河是我们的母亲河，因此强化水资源保护意识是当务之急，要大力宣传有关法律法规，进一步加强对黄河流域水污染防治和水资源保护的重视，加强水污染综合治理，加强水质监测，利用各种媒体向社会发布水质状况，提高公众参与环保的意识。某些国有重点大型企业，由于种种原因使得污染治理成为其发展的“瓶颈”，建议国家对这些企业给予资金和技术支持，使这些企业早日完成改造，实现经济发展与环境保护共进，更好地落实科学发展观，促进人与自然和谐发展。在黄河兰州段，除了上面提到的五种对策，还要因地制宜，还应注意以下几方面：第一、依据水环境功能用途要求