太原市城市饮用水污染源调查与分析

太原市城市饮用水污染源调查与分析

水是与人类生存和社会发展密切相关的自然资源。山西省人均水资源占全国人均水资源的14.1%。水资源先天不足、时空分布不均、水质污染和水环境恶化等问题严重制约着经济的发展。万家寨水库、汾河水库是山西省太原市地表水源地的重要组成部分之一,其水体质量直接影响着太原市人民群众的身体健康,所以对供水区域内的污染源进行调查并对污染原因和水质变化趋势进行探索分析很有必要。1受沿线环境调查工程沿线污染源有点污染源、面污染源两大类。1.1点环境点污染源是最大的污染源,污染物种类繁多、成分复杂且含量高,其变化规律与工业废水和生活污水的排放规律有关,有季节性和随机性。1.1.1金、牙、矿对河流水体造成严重污染的工业污染源主要是具有相应规模的化工、电力、煤炭、冶金、建材等工矿企业。工程沿线煤炭企业主要分布在山西省的宁武县、静乐县、娄烦县,电力企业主要集中在山西省的静乐县、内蒙古自治区的托克托县和准格尔旗,化工、冶金、建材企业主要集中在山西省的娄烦县、岚县、内蒙古自治区的清水河县等。1.1.2污染物的组成生活污染源是指由人类生活产生的污水,包括厨房、浴室、厕所等场所排出的污水和污物。生活污染源主要集中在城市和人口密集城镇。生活污水中含有大量的有机物、合成洗涤剂、氯化物以及致病菌、病毒和寄生虫卵等,在厌氧菌的作用下容易产生恶臭物质,是造成地表水体氨氮、BOD5升高的原因之一。随着科技的不断进步,化工新产品种类和数量在不断增加,使得生活污水中污染物的种类和数量也呈不断上升趋势。过去生活污水多以无机污染物为主,现在生活污水中发现了越来越多的有机污染物。另一方面,随着人口的增加,城市化进程的加快,人民生活水平的逐步提高,城镇生活用水量呈不断增加的趋势,随之生活污水也呈上升趋势,所以,生活污染源也是一个不容忽视的水污染因素。1.1.3点源分布点污染源分布呈相对集中性,现分述如下。1.1.3.污染源的现状(1)内蒙古自治区托克托县。托克托县位于呼和浩特市西南,在养殖、酿造、加工等方面综合发展的淀粉厂位于县城生活区,其工业污废水与城镇生活污水一并排入大黑河。由于大黑河地处黄土高原,河道水量小且渗漏严重,因此污废水进入供水区的量较小。对供水区有影响的污染源还有电厂、制药厂、化工厂等的污废水。(2)内蒙古自治区清水河县。清水河县位于呼和浩特市最南部,矿产资源有煤、陶土、石灰岩、耐火粘土、高岭土等,其中煤炭储量18亿t。对供水区有影响的污染源主要有水泥厂、电石厂、铁厂、焦化厂的污废水以及城镇生活污水等。(3)内蒙古自治区和林格尔县。和林格尔县位于呼和浩特市南部,主要矿产资源有金、石墨、云母、铜、铁、石油等。该县以“蒙牛”为支柱产业,污废水经闭路循环系统处理后重复利用,不向外排放废水。仅有的一点城镇生活污水排入二道沟石咀子水库被农业灌溉利用,对供水区水环境不构成威胁。(4)内蒙古自治区准格尔旗。准格尔旗位于鄂尔多斯市东南部的万家寨水库对岸,是一个以煤炭、电力、硫铁矿、铁矿石、铝土矿等行业为主的工业县。主要污染源有城镇生活污水和电厂、露天煤矿的污废水等。龙王沟、黑岱沟是该旗两条主要纳污河流。1.1.3.废水处理利用情况(1)山西省宁武县。宁武县煤炭资源丰富,煤田面积1114.5km2,占全县总面积的57.89%。对供水区有直接影响的污染源为东寨生活污水及众多大小煤矿污废水,该县煤矿大都处于停产整合状态,因此,入河排污口调查主要以支流口控制为主。(2)山西省静乐县。静乐县是一个以原煤、铁厂、选矿厂、电厂为主的山区县,对供水区有影响的污染源有煤矿、电厂及县城居民生活区的污废水。该县尚有部分铁厂、选矿厂、焦化厂等企业因污染严重,被勒令进行废水处理,工业废水除自然损耗外,废水均经过处理后重复利用。(3)山西省岚县。岚县是一个以煤炭、铁厂、选矿厂为支柱产业的山区县。企业多分布于工业园区及龙泉河梁家庄乡,废水均采用循环系统处理后重复利用。其工业废渣有的被重复利用制成建筑材料,难于处理利用的均倾倒在干河沟内,并做了掩埋处理。对供水区水环境有影响的污染源有化工厂和煤矿的污废水、城镇生活污水等。(4)山西省娄烦县。娄烦县是一个以煤、铁等矿产资源为主的山区县,铁厂、选矿厂主要分布在西川河、细米沟一带,主要厂矿有40余个;煤矿工业区主要分布于天池河、龙泉河、石滩井沟。对供水区有影响的污染源有城镇生活污水、煤矿污废水等。1.2面源污染的概念水土流失、农药、化肥、工业废渣、废气和垃圾在暴雨径流的作用下可造成水体污染,这种污染被称为面源污染。目前,水库、湖泊等水体的富营养化主要是由面污染源带来的过量氮、磷所致。1.2.1泥沙对水的污染严重万家寨引黄工程沿线地处黄土高原,水土流失是最突出的面源污染。随暴雨径流进入河流的泥沙不仅使河水的色度、浑浊度增大,影响水体的感官性状,而且泥沙本身含有多种元素和矿物质,如铜、铅、锌、镉、汞等重金属元素及相当数量的粘土矿物质、有机胶体和无机盐类,在一定的条件下,这些元素和矿物质被释放出来,直接影响水质状况。1.2.2地表体污染危害大量施用的化肥、农药,除被作物吸收、分解外,大部分残留在土壤和水分中,之后会随着农田退水和地表径流进入水体,造成地表水体污染。1.2.3工业废弃物污染水体工业生产过程中所产生的固体废弃物随着工业发展日益增多,其中以冶金、煤炭、火力发电等行业的产生量最大。一些工矿企业把工业废弃物随意堆积于河滩或直接倾入水体,这些废弃物中含有大量易溶于水的物质或在水中发生转化的物质,从而造成水体污染;一些城市垃圾包括居民的生活垃圾、商业垃圾和市政维修管理产生的垃圾,堆积河边任水流冲洗,同样污染水体。另一方面,雨水淋滤也使工业废弃物和城市垃圾中大量的污染物质进入河道或渗入地下水,污染水体。2基地及河流污染从万家寨引黄工程沿线上述污染物特征分析,构成供水区水环境污染的原因主要是城镇生活污水,其次是冶金、电力化工等工业废水及生活垃圾,主要污染物为氨氮、高锰酸盐指数、石油类、铁、锰、粪大肠菌群等。对万家寨水库影响明显的河段是浑河支流、龙王沟、黑岱沟等。万家寨水库3、4月份氨氮含量偏高的主要原因是:库区及黄河上游部分地区的土壤主要是贫瘠的疏松黄土,保水能力弱,冰雪融化随地表径流进入河道,各种有机物分解的产物进入水体,影响到营养元素含量的变化,加之库区冰融期温差变化大、PH值低,致使库区局部有机物降解缓慢,导致3、4月份库区水质出现污染现象。5月份供水后,库区水质受水温、入库流量、水力停留时间和流场变化的影响,水中PH值、溶解氧含量增高,增强了水库的自净能力,污染程度减轻。造成汾河干流及支流河段污染的主要原因是:汾河干流及支流周边的一些小企业的工业垃圾和城镇生活垃圾通过降雨冲刷随地表径流进入河道。主要污染物有氨氮、铁、锰、石油、粪大肠菌群。鸣水河污染较轻;东碾河、岚河、涧河污染较重,监测表明其水质一直为Ⅴ类、劣Ⅴ类水,表现出明显的点污染源特征。由于汾河水库水量大,对这些污染物有较好的稀释降解作用,因此目前这些污染物尚不至于明显影响库区水质,但汾河水库的纳污承载能力是有限的,应引起重视。3供水区水质趋势分析3.1重要饮水和主要工业用水水域站点选择的原则:具有相当系列长度的重要河段、水库、重要饮用水源地和主要工业用水水域。由此,选择汾河上游81km天然输水河道东寨、宁化堡、静乐、河岔4处主要控制河段及汾河水库、万家寨水库作为分析站点。3.2参数选择根据汾河上游水质现状评价结果,选择氨氮、高锰酸盐指数、5日生化需氧量、石油类、挥发酚5项指标作为趋势分析的参数。3.3分析水质趋势的结果3.3.1水体水质分析在所选5项分析指标中,该段5日生化需氧量、石油类、挥发酚无显著变化趋势,高锰酸盐指数呈显著上升变坏趋势,氨氮呈上升变坏趋势。纵观该段水体质量,已由20世纪初的Ⅱ类水转变为Ⅴ类~劣Ⅴ类重度污染水。其原因是近年来持续偏枯,河川径流显著减少,污废水量增加,水环境容量低下,水体自净能力下降。3.3.2氨氮、石油类、挥发油酚该段高锰酸盐指数、5日生化需氧量呈上升变坏趋势,氨氮、石油类、挥发酚无显著变化趋势。该段水体质量,由20世纪90年代的Ⅱ类~Ⅲ类水转变为Ⅳ类轻度污染水。3.3.3各指标间质上升增长趋势在所选5项分析指标中,该段只有挥发酚无变化趋势,其余4项指标均呈上升变坏趋势。该段水体质量,由20世纪90年代初期的Ⅱ类~Ⅲ类水转变为Ⅴ类中度污染~劣Ⅴ类重度污染水。3.3.4氨氮、石油类、挥发油酚该段高锰酸盐指数、5日生化需氧量呈上升变坏趋势,氨氮、石油类、挥发酚无显著变化趋势。该段水体质量,由20世纪90年代的Ⅱ类~Ⅲ类水转变为Ⅳ类轻度污染水。3.3.5断面系数测定汾河水库库区除引黄取水口外,共设立左、中、右3处水质监测断面,趋势分析采用3断面均值进行。评价结果表明,高锰酸盐指数、氨氮呈上升变坏趋势,5日生化需氧量、石油类、挥发酚无显著变化趋势。结合水质现状评价,该处水体质量除冰期受气温偏低和点源污染影响突出时水质稍差外,绝大部分时间符合地表水Ⅲ类标准。3.3.6地表水水质变化趋势万家寨水库库区除引黄取水口外,计有左、中、右3处水质监测断面,趋势分析采用3断面均值进行。评价结果表明,高锰酸盐指数、氨氮、5日生化需氧量呈下降好转趋势,石油类、挥发酚无显著变化趋势。结合水质现状评价,该处水体质量除冰期受气温偏低,物理、化学、生物作用减弱和点源污染影响明显时水质稍差外,绝