大清河流域典型村镇生活污水排放规律和污染负荷研究

摘要：城乡结合部地带的村镇生活产污已经成为滇池流域水环境污染的重要来源之一，研究村镇生活污水水质特征和污染排放规律，将有助于正确认识、科学把握农村面源污染特征，有利于流域污染控制策略的制定和治理工程的开展。选择入滇池的大清河小流域中的典型村镇，采用定点动态采样的方法，研究了城郊型村镇生活污水水质特征和污染排放规律，并估算了研究区典型村镇生活污水污染负荷。研究结果表明，研究区内村镇生活污水TN、TP、CODCr 浓度高，BOD5 /CODCr 比值低。生活污水中污染物在早上8：00 和晚上18：00 以后浓度较高，排放通量以及污水排放量在上午10：00 和晚上20：00 有两个峰值；工作日污水中CODCr 浓度显著高于周末，但其他指标在工作日和周末之间没有显著性差异。污染负荷估算结果表明，研究区内的城郊村镇雨季污染物排放总量高于旱季，尤其是可溶性无机盐的排放主要集中于雨季，雨季人均污染排放量也明显高于旱季。由此指出，研究区域的城郊村镇内，生活污水单位面积污染负荷高，早上和晚上是一天内生活污水污染控制的重要时段，雨季是一年内污染控制的重要时期。

    近20 a 来，随着城镇化进程的加快，滇池周边小城镇发展迅速，带动了农村经济繁荣，使得原有的单一型农业乡镇变成了城乡结合部，并且城乡结合部的面积迅速扩大，城镇人口也急剧增加。从2003 年至2008 年，昆明市城镇化率由38.6%增加到60.1%，常住人口达到623.9 万人[1]。城镇化的发展也带来了新的环境问题，主要表现在：城乡结合部高度密集的人群和相对发达的经济，导致生活、生产排污增加，环境污染负荷加重；另一方面，城乡结合部普遍存在生活污水收集管网建设滞后、生活污水处理设施缺乏等问题，使得高污染负荷和低处理率的矛盾比较突出，已经成为流域水体污染主要原因之一[2-4]。
    城乡结合部的村镇具有城市和农村的双重特点，导致生活污水的排放量较传统的乡村地区更大，而污染物浓度变化范围较城市地区更广。排放途径面源化，从而使得城郊型村镇面源污水排放特征不能照搬城市生活污水和纯农业型乡镇的生活污水的排放规律。但是，有关城郊型村镇生活污水水质特征和排放规律的基础资料相对较少，研究难度也较大。
    与城市生活污水排放特征显著不同的是，由于村镇居民生活方式和经济条件的多样性和复杂性，村镇生活污水中含有大量的生活废料和人畜粪尿，导致村镇生活污水污染物的成分、浓度和污染物的排放量等空间和时间变异性大[5-7]，给准确把握农村生活污水的水质特征及其昼夜、季节性变化带来较大困难。由于缺乏基础排污管网设施，村镇生活污水纳管比例较低，开放式的排水方式使得生活污水中污染物排放规律容易受到当地气候条件、地表特征和强降雨等的影响[8-10]。缺少村镇生活污水水质数据、污水排水量以及污染排放规律等基础研究，将无法准确判断农村生活
污水污染特征，评价生活污水污染负荷，预测流域面源污染发展趋势。研究城郊型村镇生活污水的水质特征和污染排放规律，有助于准确握新的社会发展形势下，新型农村生活污水排放量、水质特征以及污染物排放规律，正确估计农村面源污染现状和发展趋势，合理估算农村面源污染负荷；另一方面，这些研究也有助于科学选取适宜的生活污水处理技术，合理设计工程规模和工艺参数，为流域面源污染控制提供基础有效的支撑。
    大清河是入滇池的主要河流之一，由于上游贯穿昆明城区，使得下游入湖口流域许多村镇经济发展迅速，地面硬质化比例高，居民生活条件好，新建居民住宅楼增加迅速。人口迅速增长带来生活污水排放量的急速增加，其污染负荷已经远远超出了自净能力，严重影响了滇池湖湾水质[11]。本文研究区位于昆明市大清河入滇池的湖口流域，属于典型的滨湖城郊型村镇，其城镇化水平已经超过90%[12]。
    本文选取大清河沿岸一个代表性的村镇———张家庙作为生活污水污染物排放通量的研究点。采用周年定点动态采样分析的方法，重点研究了村镇居民生活污水污染物排放特征、生活污水排放量动态变化特征和生活污水中污染物排放量。期望通过研究，初步揭示滇池流域城郊型村镇生活污水的排放规律和特征，为该流域城郊型村镇面源污水的控制和治理工程提供基础参考。由于滇池流域滨湖城郊型村镇特征与太湖流域滨湖城郊型村镇特征有一定的相似性，研究结果对于太湖流域滨湖城郊型村镇生活污水排放特征和规律的研究及其治理也有一定的参考价值。