制革工业废水排放对章江水源区的影响分析
摘要：在对章江水源水环境数据分析的基础上，本文分析了赣州市新建制革厂废水排放对章江水源的影响，结果表明：制革废水直接排放将会超过章江水域纳污能力，造成水域的严重污染。
关键词：制革废水 污径比 水环境容量 水源污染
1 概述
位于江西省赣州市城市规划区内的河道（简称为城区河道）总长约50ｋｍ，其中章江30ｋｍ、贡江10ｋｍ、赣江10ｋｍ。章江干流章贡区段起于上渡口，终于章、贡两江汇合处—八境台，贯穿于章贡区全境，流域面积为270.62Km2,多年平均流量为202.0立方米/秒。 沿江两岸进深约１００米至３００米。
切实改善赣州城市环境，提高城市品位，加快章江一江两岸的开发建设步伐，市委、市政府于2001年3月决定投资2300多万元在章江河道八境台河段距章贡汇合口400ｍ处兴建１座橡胶坝工程。经过1年多的建设，章江橡胶坝工程于2002年6底蓄水运行。章江橡胶坝工程的建成，大大改善了城区章江河道水环境，形成了一个具有547ｈｍ2水面的风景秀丽的人工湖，使章江城区一江两岸呈现出湖光秀色、碧水蓝天的锦绣风光，既优化美化了城市环境，为赣州的城市美化添上了一笔绚丽的色彩，又将促进赣州商贸、业的。
章江作为赣州市章贡区的护城河，是整个城市的饮水水源，属于Ⅲ类保护水域。但是，随着工业、农业、、第三产业的迅速发展以及黄金开发区的飞速发展，城市用水、城市污水、工业废水数量显著增加。由于城市设施及城市污水管网尚未布置，所以章江水环境呈恶化之势。对沿江城镇居民生活饮用水源的污染越来越严重。据2000年9月对章贡区章江水系污染状况调查报告，章江城区段容纳工业废水和城镇生活污水为2.08m3/s。目前章江城区段沿岸共有取水口3个，都已受到岸边污染带的影响，尤其是自来水一厂，利用多年监测结果浓度的最大值进行计算评价时，水质等级为重污染。经常出现水质超标现象。
2、章江污水排放情况
由于赣州经济的飞速发展，章江章贡区段接纳了大量的工业废水和生活污水。据赣州市水资源水环境监测中心对章江河流的入河排污口调查及对其水质的分析结果，影响章江水系章贡段水质的各种污染源对主要影响章江水质尤其影响自来水取水口水质的污染源进行监测，拟监测的污染源如下：
蟠龙上渡口排污口、三水厂取水口最近的三个支流口、赣州卫校片排污口、从赣州大桥至自来水一厂取水口之间的8个排污口、原罐头厂片排污口、赣州酒厂片排污口、玻璃厂片排污口、南河路排污口、气压机厂生产区、康明帝皇染织厂片、文明大道西端排水口、冶机厂油库排污口等共26个排污口。
通过对章江沿岸纳污口的流量和水质进行监测，目前章江纳入城市污水量6万吨/天。其主要排污口日均排入章江主要污染物总量详见下
表：
表一 章江章贡区段污水排放口检测结果统计表
最大的排污口为赣南纸厂排污口，每年排放407万t以上的废污水，且废水水质很差，含量在1120以上，使得章贡区取水口水质受到污染。2000年全市排入章贡区章江段的废污水量为6570万t；废污水中含有大量的有害物质直接进入河流。
3、章江河水水质现状
根据2001年上半年赣州市环保局监测资料表明，章贡区各监测断面当水样中氨氮、细菌指标较高时，水质较差；“平水期”水质较“枯水期”为差，受城市生活污水和废水影响，下游处八景台测点水质最差。
通过对章贡区的蟠龙上渡口、二水厂、三水厂、一水厂和八景台计六个监测断面进行监测，监测结果见下表。
表2 章江章贡区段水质检测结果统计表
监测结果显示，监测断面有一定的污染，上游较下游的水质要好。水质受到城市污水的污染。并且水环境污染有加剧的趋势。
4、制革工业废水排放口对章江及自来水厂取水口水质的影响
4.1制革工业废水特性
根据有关资料得出，制革废水主要包括浸灰工序的硫化废水、鞣制工段的铬鞣废水、浸水工序的大量浸泡废水、脱毛和软化工段的大量冲洗水等。其主要污染物为铬离子、硫离子、需氧污染物等。制革工业加工生产废水为0.1~0.3吨/张羊皮；0.3~0.5吨/张猪皮；0.8~1.0吨/张牛皮。因为华坚制革拟定年生产100万张皮；故设每加工一张皮产生废水0.5吨，则其年排放50万吨制革废水，即1370m3/d废水。制革工业废水的水质见下表：
| pH值 | 色度 /倍 | cr/(mg/L) | SS/(mg/L) | Cr3+/(mg/L) | S2-/(mg/L) | Cl-/(mg/L) | BOD5/(mg/L) |
| 8~12 | 600~3500 | 3000~4000 | 2000~4000 | 60~100 | 100~200 | 2000~3000 | 1500~2000 |
4.2河流污径比研究
作为河流自净能力的一个定性指标， 一般认为，宏观反映水系平均污染状态的水质指标——污径比， 其比值大于0.04~0.05 时将影响水源的一般用水要求。在该河段最枯水期，仅用生活污水量参加。根据章江段最枯期流量为5.37m3/s,按污径比为0.047计算的，污水的排放总量要控制在0.25m3/s，即2.16万m3/d才会满足要求。根据2001年环境监测站对章江沿岸主要排污口排污量的调查得日均废水排放量为6.15万吨，远远大于2.16万m3/d。所以章江沿岸主要排污口排污量本来就对河段水源有很大的影响，假如再加上制革工业的废水排放，将会使河流的污染程度加重，造成水源污染。
4.3制革废水排放扩散研究
将污水在河流中的扩散过程分为三个阶段，第一阶段是从污水进入河道至污染带扩散至全河宽所用的距离；第二阶段是从污染带扩散至全河宽到在全断面混合均匀所用距离；第三阶段是从混合均匀断面至某个需要关注的控制断面的距离。
因为污水为岸边排放，排污流量为1370m3/d，即0.016 m3/s，浓度为c。由赣州市水文监测站监测结果可知，河流的宽度B=205m，平均水深h=3.63m，河流流量QR=146m3/s，设为均匀流，则流速
U= QR/A=146/（3.63×205）=0.196m/s
取河流的横向扩散系数Ex=0.054m2/s
取河流的纵向扩散系数EL=0.048m2/s
则由污染带的定义可以得到计算污染物从进入河流到扩散至全河宽所需要的距离为：
12743m
由环境流体力学基本知识可以得到计算污染物从扩散至全河宽到断面混合均匀所需要的距离为：
61014m
根据资料从杨梅渡大桥下面的排污口到橡胶坝仅有3.92km。故杨梅渡排放口排放污水达到橡胶坝时，并未扩散到全河宽。
4.4章江水体水环境承载能力计算
水环境承载能力指的是在一定的水域，其水体能够被继续使用并仍保持良好生态系统时，所能够容纳污水及污染物的最大能力 。
因为制革工业废水主要污染成分为铬离子、硫化物、需氧污染物以及营养物质氨氮。故本评价拟定从以下三个方面考虑其对章江河流的污染影响。
一、铬离子排放
铬离子在水中无法降解转化，只能在水中富集。所以采用稀释法计算。
完全混合断面污染物平均浓度为：
作为Ⅲ类水域保护区铬离子浓度不得高于0.05mg/L
据此可得，排放的最高容许浓度为
根据污水综合排放标准得总铬最高容许排放浓度为1.5mg/L。所以废水必须经过处理才能排放。
二、硫化物及化学需氧量排放
根据上面扩散分析可得河流的纳污能力可以从两个方面进行分析。第一部分表示上游来流中污染物因自净作用而减少的量，用W1表示，第二部分表示所河段内新加入污水在河道中因自净作用而减少的污染物量，用W2表示。
根据泰勒(Taylor)理论[1]，纵向离散系数的一般表达式为：
EL=0.067hv=0.048m2/s
则硫化物纳污能力：
则章江杨梅渡段至橡胶坝段河流纳污能力（化学需氧量算）为w=w1+w2=18.25+88.77=106kg/d
杨梅渡排放口拟定排放污染物量为W=qc=1370×100=137000g/d=137kg/d＞w=106 kg/d
则杨梅渡排放口污水的排放将会引起章江污染物的排放量大于纳污能力，将会造成河流污染。
化学需氧量纳污能力：
则章江杨梅渡段至橡胶坝段河流纳污能力（化学需氧量算）为w=w1+w2=2663+92=2755kg/d
杨梅渡排放口拟定排放污染物量为W=qc=1370×3000=4110000g/d=4110kg/d＞w=2755 kg/d
则杨梅渡排放口污水的排放将会引起章江污染物的排放量大于纳污能力，将会造成河流污染。
5、结论
根据以上分析计算可得，制革废水直接排放将会超过章江水域纳污能力，造成水域的严重污染。
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