怀化市在2007年对其市辖13个县 (市、区) 199个乡、87个建制镇面积2.7624万平方公里内的所有排放污染物的工业源、生活源、集中式污染治理设施和农业源进行了污染源普查。其中对其鹤城区的污染源普查和环境容量的关系研究如下。
1 污染源普查数据与水环境容量的关系
以水体综合污染物指标COD的排放量与水环境容量的关系进行分析[1]:2007年全市向水环境排放COD48376.5吨, 平均排放浓度为44.4mg/L, 单位面积排放强度为1751kg/km2。通过全市普查数据统计:只有鹤城区排放浓度最高, 是全市平均排放浓度的1.5倍, 其余各县 (市、区) 均小于全市COD平均排放浓度, 说明2007年水污染物排放量对水环境的容量方面还是处在可控范围。从COD的单位面积排放强度来分析:鹤城区每平方公里承载10723.6kgCOD, 是全市单位面积排放强度6.1倍;洪江区每平方公里承载COD的强度是10693.5kg, 是全市单位面积排放强度的6.8倍;其余各县 (市、区) 除辰溪县、溆浦县、芷江县存在超标1倍以上外, 均小于全市单位面积的排放强度。从水环境的区域污染来看, 鹤城区的环境压力比较大。其一, 舞水上游存有化工、造纸业企业比较多, 造成污水排放对水环境的压力还比较大。其二, 鹤城区作为怀化市的中心城市, 人口多而集中, 生活污水排放比较大。其三, 舞水河的多级水能梯级开发, 水体自净能力明显下降, 如果遇到流量很小的枯水期, 其舞水河鹤城区段的容量难以保证生活和生产污水所排放的污染物不超标[2]。
2 污染源普查数据与大气环境容量的关系
以废气主要污染物SO2作为分析指标分析气环境容量的关系[3]。2007年全市调查单位向大气环境中排放SO255571.5吨, 全市SO2平均排放浓度为940.4mg/m3, 单位面积排放强度为2011.7kg/km2。通过全市普查数据统计显示, 鹤城区SO2平均排放浓度为1049.5mg/m3, 是全市平均排放浓度的1.1倍, 单位面积排放强度kg/km2, 是市平均排放强度的3.5倍。
根据2007年普查数据统计结果显示:鹤城区年排放SO2为5536.4吨、烟尘1285吨、氮氧化物262吨, SO2平均排放浓度达到1 0 4 9.5 m g/m3, 平均面积排放强度达到7079.7kg/km2, 分别是全市SO2平均浓度和排放强度的1.12倍和3.52倍;说明该区大气污染还是比较重。从2007年怀化市监测站大气监测数据看, 全市8个硫酸盐化速率测点的实测值超标90%, 其中最大超标1.2倍, 市区降水酸雨率为100%, 这就说明2007年鹤城区的空气受到SO2污染比较严重, 区域环境压力比较大[4]。
3 环境容量与环境质量的关系
3.1 大气容量计算公式[5] (以SO2为特定污染计算指标)
[大气环境容量SO2]=A·[Cki—Co]·Si/√S;
式中:
A为地理区域总量控制系数, (km) 2×104;按国家制定的区域SO2取值系数表, 湖南A取值为3.64。
Cki为国家或者地方关于大气环境质量标准中所规定的和第i功能区类别一致的相应的年日平均浓度, 单位为mg/m3;
Co为大气SO2背景浓度值, 在有清洁监测点的区域, 以该点的监测数据为污染物的背景浓度Co, 在无条件的区域, 背景浓度Co可以假设为0。
Si为第i功能区面积, km2;
S为总量控制总面积, km2, 一般用建成区面积。
3.2 水环境容量计算公式[6,7] (用COD作特定计算指标)
[水环境容量COD]=Q·[Ci—Cio]+KCiQ
式中:
Ci为第i功能区的目标浓度;在重要的水源涵养区, 采用地表水一级标准, 为15mg/L, 在一般地区采用地表水三级标准为20mg/L;
Cio为第i种污染物的本底浓度, 无监测条件的区域, 该参数可假设为0;
Qi为第i功能区的可利用地表水的水资源量;
K为为污染物综合降解系数。根据一般河道水质降解系数参考值, 选定COD的综合降解系数0.2 (1/d) 。
3.3 环境容量计算结果与区域环境质量分析
(1) 鹤城区大气环境容量。
根据2007年怀化市统计年鉴, 鹤城区行政区划面积773平方公里, 建成区面积33平方公里。采用SO2作为大气环境容量指标。
按国家空气质量标准功能区划分原则, 鹤城区应归为城市二类功能区, 执行大气质量二级标准:SO2=0.06mg/m3。
2007年鹤城区环境大气监测值:林科所 (背景值) 年日平均值SO2=0.034mg/m3, 公式中A值取国家给定湖南区域的系数为3.64, 计算结果如表1。
从上表的计算结果得, 2007年度鹤城区排放SO2为5536.4吨, 与鹤城区行政区划面积计算SO2的环境容量比较还有30779吨的空间, 大气环境承载力还比较小, 大气环境容量可控范围比较大。如果与鹤城区建成区面积计算的SO2环境容量比较则为负值 (-99吨) , SO2环境容量十分紧张, 如果不加强节能减排和实施产业结构调整和优化能源结构, 区域内环境质量难以改善。
(2) 鹤城区水环境容量分析。
舞水从新晃县鱼市到洪江市入沅江, 流经新晃县、芷江县、鹤城区、洪江市, 全长200余公里, 接纳新晃县、芷江县、鹤城区、洪江市100多万人城镇生活污水和314家企业工业污水 (不包括农村面源排放的污染物) , 年纳污量为:污水4063万吨, 有机污染物24870吨, 重金属0.37吨, 其中舞水鹤城区段纳污量为最大, 占全流域的50%以上, 水环境污染比较严重。
2007年舞水鹤城区段执行国家水功能区三类水质标准, COD执行标准为GB3838-2002三类水质标准[8], 为20mg/L, 2007年舞水监测本底值COD为10.2mg/L。根据相关资料舞水历年平均流量的水资源量为54.1亿m3, 枯水期最小流量水资源量为32.2m3。计算结果如表2。
从以上COD水容量的计算结果, 不管是丰水期还是枯水期, 舞水鹤城区段的水环境容量还是比较宽松, 但枯水期水环境的压力比较大[9]。再则随着城市人口的增加, 有机物的排放成比例增加, 本次普查鹤城区城镇常住人口为28万人计算COD排放量, 如果每增加10万人, COD排放量要增加近3000吨, 当怀化市区人口发展到60万人, 单COD这项指标就要增加近1万吨, 水环境承载压力在2007年的水平上增加1.5倍, 水环境压力是随人的活动和产业活动而加大的[10]。因此要加速市区二污水处理厂的建设速度, 只要控制市内排污压力, 舞水水环境容量还是在可控范围。
4 造成环境压力和问题的原因
通过分析怀化市鹤城区污染源普查中环境压力与环境容量的关系, 得出造成环境压力和问题的原因如下[11]。
(1) 城镇污水处理滞后, 工业废水和城镇生活污水大量外排, 增大了水环境的压力, 加速了水体有机化, 造成区域性水体溶解氧的减少, 破坏了水环境生态平衡, 加速水质富营养化。
(2) 重金属是国家禁排污染物, 2007年向水环境排放3吨多有毒金属污染物, 量虽然不大, 但毒性很强, 这些有毒金属能永久性沉积水底, 产生富集, 对鱼类等水生物产生毒理作用, 通过食物链对人体产生危害, 潜在的环境隐患依然存在。
(3) 我市煤资源丰富, 大量的煤炭开采和洗选, 需排出大量地下水, 因而引起地下水位下降, 破坏了地下水资源的动态平衡, 造成地面沉陷, 井水干枯等地质灾害, 大量的煤矸石废弃物乱倾乱倒环境中, 既破坏了生态植被又破坏了农村耕地。
(4) 我市固体废弃物产生量大, 2007年有200多万吨冶炼废物和有色金属的尾矿 (有些废渣还存有较大的毒性) , 基本上是依靠处置和贮存来处理, 这就增加了环境安全的压力。
(5) 以煤炭作主要能源的大气污染是全市主要污染问题。辰溪火电企业, 大批非金属矿物制造业及各大企业的锅炉均是以煤炭作为主要能源, 其燃料废气和工艺废气中的烟尘、粉尘、SO2大量排放, 给区域性大气污染加重, 大气承载力加大, 给当地的植被、土壤和农作物的生长造成严重的威胁建筑物、金属材料因大气中的酸性物质的腐蚀而缩短使用寿命。
(6) 城镇生活垃圾集中处理欠规范。目前我市集中式污染治理设施基本以简易填埋来处理固废和垃圾, 经日晒雨淋, 不但散发出阵阵恶臭而且所产生的渗滤液给水环境造成二次污染。
(7) 大部分企业技术装备水平低, 污染防治投入少, 治理水平低, 缺乏专业技术人才, 管理水平不高, 环境存在安全隐患。
摘要：本文通过对怀化市鹤城区环境污染源情况进行分析, 得出污染源普查数据与水环境容量和大气环境容量的关系, 以及环境容量与环境质量的关系, 并分析了造成环境压力和问题的原因, 为减少环境压力, 提高环境质量提供了决策的参考依据。
关键词：污染源,环境容量,环境压力
参考文献
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