第二节 博斯腾湖流域污染物来源
一、污染物产生量调查与分析
（一）工业污染源
根据2010年《第一次全国污染源普查》更新结果，博斯腾湖北四县纳入普查范围的工业污染源有焉耆县42家、博湖县22家、和硕县68家、和静县41家。按照行政分区的废水、COD及氨氮排放量构成见图2-14～图2-16。
图2-14 按行政分区的废水排放量构成（单位：104m3）
图2-15 按行政分区的COD排放量构成（单位：t）
图2-16 按行政分区的氨氮排放量构成（单位：t）
数据显示：流域内和静县的工业废水、COD及氨氮的排放总量均居首位。
按行政区划分，和硕排污企业数量最多，其次分别是焉耆县、和静县和博湖县。流域内2010年工业废水排放量为802.4551×104m3，COD排放量为1684.1t，氨氮为74.16 t。排污企业中除了一家黑色金属冶炼及压延加工业（新疆和静金特钢铁股份有限公司）之外，其他排污企业均属于食品制造业。这与该区域内的农业生产、气候密不可分，焉耆、和静、和硕、博斯腾湖和乌拉斯台、清水河等地均属焉耆盆地中温带区，该区域日照充足，气候温和，≥10℃的积温有3420～3580℃，无霜期平均有175天左右，非常适宜小麦、玉米、甜菜、工业番茄、色素辣椒、打瓜、酒花、孜然等作物的生长。目前该盆地已发展成为新疆维吾尔自治区粮、棉、糖、瓜、番茄、辣椒酱等的生产和农副产品加工与出口的基地，是天山南麓绿洲经济带核心发展区之一。
根据巴州环保局和环境监测站提供的资料， 2002～2009年博斯腾湖周边北四县工业企业污染物的排放量如表2-9所列。
表2-9 2002～2009年博斯腾湖周边北四县工业企业污染物的排放量
1996～2010年博斯腾湖北四县工业污染源变化趋势见图2-17。
图2-17 1996～2010年博斯腾湖北四县工业污染源变化趋势
数据显示：1996～2010年博斯腾湖北四县工业污染源的COD排放量总体呈减少趋势，尤其“十一五”以后降低趋势比较明显，主要是由于环境保护工作力度加大，为降低工业污染，当地环保局要求重点排污企业建设污水处理设施，有效的减低了工业污染物排放量。
重点排污企业分布情况见图2-18。根据调查，巴州工业企业的排污特征为：①制糖、番茄制造是该地区优势产业，同时也是主要工业污染负荷来源；排污企业普遍存在水资源利用率不高，污水排放强度大，处理设施多以简易处理为主，因此流域工业污染源治理应优先考虑制糖、番茄制造等。②由于食品加工企业以当地优势农业产品为原料，受其生长和成熟特性的制约，其生产具有明显的加工周期和季节性特点，如番茄酱加工厂的生产周期一般为每年的8～10月，制糖企业的生产阶段为每年的10月到下一年的4月；受生产周期的影响，排水具有明显的周期性，并且水量水质变化大，排污时段相对集中，同时由于生产周期短，对于废水治理设施的处理技术和管控水平要求高。
图2-18 焉耆盆地排污企业分布示意
（二）城镇生活污染源
根据《第一次全国污染源普查城镇生活源产排污系数手册》，新疆巴州和静县、和硕县、焉耆县、博湖县属于全国污染源调查五区五类区域，人均生活污水产生量按95L/（人·d）计算，污染物负荷按COD 53g/（人·d），氨氮7.3g/（人·d），TN10.1g/（人·d），TP0.74g/（人·d）计。
根据各县市统计数据，北四县城镇人口如表2-10所列。
表2-10 博斯腾湖周边北四县历年城镇人口规模 单位：人
根据选取的排放系数和人口规模对焉耆、和静、和硕、博湖四县的居民生活污水产生量进行测算，2010年北四县城镇生活污水污染物排放情况见表2-11。
表2-11 博斯腾湖北四县历年城镇生活污水污染物排放情况
比较分析各县城镇生活污染产生情况及变化趋势，见图2-19～图2-22。
图2-19 博斯腾湖北四县生活污染源COD产生量变化趋势
图2-20 博斯腾湖北四县生活污染源氨氮产生量变化趋势
图2-21 博斯腾湖北四县生活污染源TN产生量变化趋势
图2-22 博斯腾湖北四县生活污染源TP产生量变化趋势
从COD、氨氮、TN、TP4种污染物排放量来看，历年博斯腾湖北四县中污染物排放量均为：和静县>焉耆县>和硕县>博湖县。2004～2005年期间，COD、氨氮、TN、TP等污染物均存在明显增加的现象，这主要是2005年大量农村人口转入城镇，城镇人口增多，污染物排放量增加。“十一五”期间，各县污染物变化趋势较为平稳。历年和静县污染物排放量均占北四县污染物排放总量的50%左右，是博斯腾湖城镇生活污染源的主要贡献地区。
（三）面源污染
博斯腾湖流域的面源污染物来源主要包括农村生活污染、农业种植（化肥和农作物秸秆）、畜禽养殖、水产养殖和旅游业。
1.农村生活污染源
根据历年统计数据，博斯腾湖周边北四县农村人口规模见表2-12。
表2-12 博斯腾湖周边北四县农村人口规模 单位：人
参照全国污染源普查办发布的源强系数，农村人均生活污水量取80L/（人·d），污染物产生量COD取16.4g/（人·d），氨氮取4.0g/（人·d），TN取5.0g/（人·d），TP取0.44g/（人·d）。由于农村地区目前还未建设污水处理站，博斯腾湖北四县农村生活污水排放均为分散直排的方式。博斯腾湖北四县农村生活污水和主要污染物的产生量见图2-23～图2-26。
图2-23 博斯腾湖北四县农村生活污染源COD产生量变化趋势
图2-24 博斯腾湖北四县农村生活污染源氨氮产生量变化趋势
图2-25 博斯腾湖北四县农村生活污染源TN产生量变化趋势
图2-26 博斯腾湖北四县农村生活污染源TP产生量变化趋势
可以看出，博斯腾湖周边北四县当中，和静县农村生活污染源污染物COD、氨氮、TN、TP产生量最大，其次是焉耆县，和硕县和博湖县。
2.农业污染
（1）化肥施用：根据调研，博斯腾湖北四县种植业主要作物有小麦、玉米、油料作物、甜菜等，施用的化肥主要有复合肥、磷肥、尿素等，年化肥施用量变化趋势见图2-27。2008年北四县单位面积化肥的使用量为378kg/ha，略低于我国单位面积的平均使用量（400kg/ha），但远高于松花江流域的化肥施用水平（219.2kg/ha）。由于农业生产中化肥的总体利用率不高，所施用的化肥大部分被水冲刷后通过开都河、黄水沟、清水河、农田排渠等大小河渠排入湖体。由于当地农业开发活动的加大，和静县、和硕县、焉耆县和博湖县近年来每年的化肥施用量都在增加，其中尤以和硕县的年增加量最大（见图2-27）。
图2-27 博斯腾湖北四县历年化肥施用总量变化趋势
考虑焉耆盆地农业生产的特点，参照全国污染源普查办发布的源强系数，根据上述近年化肥施用量估算得出博斯腾湖北四县历年施用化肥产生的污染物总量，见图2-28、图2-29。
图2-28 博斯腾湖北四县化肥施用产生TN量
图2-29 博斯腾湖北四县化肥施用产生TP量
数据显示：从2002～2009年，因施用化肥导致的TN、TP产生量每年都在增加，TN产生量由2002年的27469.19t/a增加到2009年的48393.75t/a，TP排放量由2002年的6281.25t/a增加到2009年的14899.25t/a。2002～2007年期间，和静县和焉耆县是产生TN量最多的2个县，2008、2009年和硕县产生的TN量急剧增加，成为因化肥施用而产生TN量的第二大贡献区域；2002～2006年期间，焉耆县产生的TP量位居北四县之首，是TP的主要贡献地区，2007～2009年和硕县化肥施用量增加，TP量急剧增加，超越焉耆县成为入湖TP的主要贡献地区。
（2）农作物秸秆：农作物秸秆在回用于农田育肥过程中，存在污染物释放的过程。参考历年统计数据中博斯腾湖北四县农作物总产量数据，估算农作物秸秆回用农田过程中产生的污染物总量，见图2-30～图2-32。
图2-30 博斯腾湖北四县农作物秸秆回用COD产生量
图2-31 博斯腾湖北四县农作物秸秆回用TN产生量
图2-32 博斯腾湖北四县农作物秸秆回用TP产生量
从图中可以看出，从2002～2009年，每年因农作物秸秆回用于农田过程产生的COD、TN、TP量都在增加，COD产生量由2002年的30856.4t/a增加到2009年的69013.4t/a；TN产生量由2002年的5914.19t/a增加到2009年的14023.59t/a；TP产生量由2002年的786.86t/a增加到2009年的1875.78t/a。近年来和静县、和硕县、焉耆县、博湖县农作物秸秆回用产生的污染物量均呈现增加趋势，其中以和硕县增加最为明显，2009年和硕县成为农作物秸秆回用产生的污染物的主要贡献地区。
3.畜禽养殖污染源
养殖业主要包括在农区饲养的猪、禽、牛、羊等农区畜牧业和牧区养殖业。焉耆盆地以及库尔勒等地区对肉类食品需求的增长大大刺激了地区养殖业和畜牧业，由于地广人稀，且畜禽养殖活动以放牧为主，地区因规模化养殖带来的污染问题没有其他发达地区严重，但是草场超载畜牧带来的草地退化等生态问题日益严峻。另外，随着牧民生活水平的提高，对牧场粪便的拾捡量日益减少，养殖量的增长对该地区水环境的潜在影响将日益重要。参照全国污染源普查办发布的源强系数，根据博斯腾湖周边北四县统计资料估算畜禽养殖污染物产生量见图2-33～图2-36。
图2-33 博斯腾湖北四县畜禽养殖污染物COD产生量
图2-34 博斯腾湖北四县畜禽养殖污染物氨氮产生量
图2-35 博斯腾湖北四县畜禽养殖污染物TN产生量
图2-36 博斯腾湖北四县畜禽养殖污染物TP产生量
畜禽养殖产生的污染物COD，和静县产生量最大，其次是焉耆县，其中和静县畜禽养殖COD产生量约占北四县畜禽养殖COD产生总量的60%以上，2002～2009年期间，和静县畜禽养殖COD排放量整体呈下降趋势，和硕县畜禽养殖COD排放量逐年增加，焉耆县、博湖县畜禽养殖COD排放量呈现先增加后减小的趋势，这主要是由于各县不同年份养殖结构的调整引起的；和静、和硕、焉耆、博湖四县畜禽养殖产生的氨氮、TN、TP污染物排放量在2002～2009年期间均呈现先增加后减小的趋势，其中污染物产生量在2005年达到最大值。
4.水产养殖污染
巴州水产业由于自然资源的特点，目前仍以天然捕捞为主，但池塘养殖业已成为全州水产业中发展最快，潜力最大的一个领域。养殖品种由原来的四大家鱼为主发展到目前的30余种，养殖方式从原来的单一传统品种养殖改变为多种品种混养、套养和特种水产品养殖。自治州渔区多分布在博斯腾湖和主要河流周围，州内养殖单位、养殖户均能严格按照国家规定从正规厂家购进和使用渔用药物等投入品，并按照养殖技术规程进行科学管理。
根据调查，2007年博斯腾湖北四县当中，博湖县水产养殖专业户18户，焉耆县水产养殖专业户2户，和静县水产养殖专业户6户，和硕县水产养殖专业户2户。估算水产养殖污染物排放量，见图2-37～图2-40。
图2-37 博斯腾湖北四县水产养殖业污染物COD产生量
图2-38 博斯腾湖北四县水产养殖业污染物氨氮产生量
图2-39 博斯腾湖北四县水产养殖业污染物TN产生量
图2-40 博斯腾湖北四县水产养殖业污染物TP产生量
2002～2009年期间，博斯腾湖周边北四县水产养殖业污染物COD、氨氮、TN、TP排放量逐年增加，其中COD排放量由2002年的1492.20t/a增加到2009年的2933.69t/a，平均年增加量为205.93t；氨氮排放量由2002年的18.39t/a增加到2009年的36.15t/a，平均年增加量为2.54t；TN排放量由2002年的706.53t/a增加到2009年的1389.04t/a，平均年增加量为97.5t；TP排放量由2002年的104.72t/a增加到2009年的205.89t/a，平均年增加量为14.45t。博湖县水产养殖排放的污染物COD、氨氮、TN、TP占北四县水产养殖业污染物排放总量的90%以上，是污染物排放的主要贡献地区。
（四）污染源结构分析
1.结构分析
在污染源解析的基础上分析博斯腾湖北四县各类污染源产生量来源（旅游业及内源污染物数量较小，未考虑），见图2-41～图2-44。
图2-41 近年博斯腾湖北四县各类污染源COD产生量
图2-42 近年博斯腾湖北四县各类污染源氨氮产生量
图2-43 近年博斯腾湖北四县各类污染源TN产生量
图2-44 近年博斯腾湖北四县各类污染源TP产生量
北四县畜禽养殖业是污染物COD、氨氮的主要产生源，分别占总量的85%和93%以上，这主要是因为畜禽养殖业极为发达，养殖过程中产生的污染物动物粪、尿等中COD、氨氮含量高；污染物TN、TP的主要产生源是农田施用化肥和农作物秸秆回用于农田的过程，占总量的47%和46%以上，这主要是由于农田面积较大，在耕种过程中需要施用大量的化肥补充氮、磷，考虑到不同地区土壤农作物对氮、磷的吸收效果不一致，因此农田施用化肥是区域污染物TN、TP的主要产生源。
2.污染产生量分布分析
博斯腾湖北四县主要污染物分地区产生比例关系见图2-45～图2-48。
图2-45 博斯腾湖北四县各地区COD产生量比例关系
图2-46 博斯腾湖北四县各地区氨氮产生量比例关系
图2-47 博斯腾湖北四县各地区TN产生量比例关系
图2-48 博斯腾湖北四县各地区TP产生量比例关系
可以看出，博斯腾湖北四县中污染物产生量最大的地区是和静县，2002～2009年，和静县产生的COD量占北四县COD产生总量的比例逐年降低，由2002年的66%降低到2009年的45%，但依然是COD的主要产生地区，和硕县的COD产生量呈现逐年增加的趋势，由2002年的13%增加到2009年的31%，这主要是由于和硕县大力发展农业和畜禽养殖业，导致COD产生量增加。近年氨氮污染产生量最大的地区是和静县，约占博斯腾湖北四县产生总量的60%～63%，其次是焉耆县，约占博斯腾湖北四县氨氮产生总量的16%～20%，氨氮产生量最小的地区是博湖县，约占博斯腾湖北四县氨氮产生总量的7%～10%。近年来博斯腾湖北四县产生的氨氮总量呈现先增后减的趋势，但各县占博斯腾湖北四县总量的比例整体变化不大。近年TN、TP产生量最大的地区也是和静县，约占北四县TN、TP产生总量的36%～42%，其次是焉耆县，约占博斯腾湖北四县TN、TP产生总量的23%～26%，产生量最小的是博湖县，约占博斯腾湖北四县TN、TP产生总量的12%～19%，近年来博斯腾湖北四县产生的TN、TP总量呈现增加的趋势，但各县占北四县总量的比例整体变化不大。
3.污染物产生量趋势分析
博斯腾湖北四县主要污染源污染物产生量见图2-49～图2-52。
图2-49 博斯腾湖流域污染物COD产生量
图2-50 博斯腾湖流域污染物氨氮产生量
图2-51 博斯腾湖流域污染物TN产生量
图2-52 博斯腾湖流域污染物TP产生量
2002～2009年期间，博斯腾湖流域COD产生量呈现增加-减少-增加的趋势，其中在2007年的时候COD产生量较小。氨氮产生量在2002～2009年期间呈现先增加后减少的趋势，TN、TP产生量从2002～2009年一直呈增长趋势。
二、博斯腾湖流域排污口调查与分析
北四县重点入湖排污口工业废水情况见表2-13。北四县重点入湖农田排水排污口情况见表2-14。北四县重点入湖城镇污水排污口情况见表2-15。北四县重点入湖工业、生活、农排混合污水排污口情况见表2-16。
表2-13 北四县重点入湖排污口工业废水一览
表2-14 北四县重点入湖排农田排水污口一览
表2-15 北四县重点入湖城镇污水排污口一览
表2-16 北四县重点入湖工业、生活、农排混合污水排污口一览
根据调查，北四县主要工矿企业、农田排水及城市污水集中入湖排放口有38处，其中城镇生活污水排污口共5处，工业、生活、农田混合污水排污口共5处，农田排水排污口18处，其他工业企业排污口10处（见图2-53）。
图2-53 工业企业排污口分布
1.排污口水量调查
流量测定依据国家技术监督局、建设部联合颁布的《河流流量测验规范》（GB 50179—93），1日内进行2次流量测验，2次测验时间间隔4～6h，水量、水质同步监测。对于冬季停产企业的排污口，排污量按调查值统计。调查值一般由各排污企业提供，由各县市水行政主管部门进行核实，并由排污企业盖章确认。
从排污量实测和调查统计成果分析，北四县38处入湖排污口年入湖排污量为1.4659×108m3/a。入湖排污口中，排污量最大的为和静县黄水总干排， 实测年排入博斯腾湖黄水沟区污水1.3529×108m3/a；其次为新疆金特和钢钢铁有限公司工业废水的排污口，污水量为3942×108m3/a。
博斯腾湖北四县直接排入博斯腾湖的排污量较大，为3.0966×108m3/a，而通过黄水沟、乌拉斯台河、开都河间接排入博斯腾湖的排污量为0.482×108m3/a，入博斯腾湖的排污量合计为3.5786×108m3/a。
由图2-54可见，博斯腾湖北四县中废污水入湖量最大的为和静县，其入湖排污量高达2.155×108m3/a，占排污总量的60.9%；而和静县河流年径流量为40.33×108m3/a，污径比达0.053，其次为焉耆县，其年入湖量为1.0135×108m3/a，占排污总量的28.32%。
图2-54 北四县入湖排污口废污水排放量比例
由表2-17得出：北四县不同类型废污水排放量中，混合污水的排污量最大，排污量为24889.5×104m3/a，占排污总量的69.55%；其次为农田排水，排污量为6237.601×104m3/a，占排污总量的17.43%；再次为工业废水，占排污总量的11.16%；生活污水的排污量最小，排污量为667.06×104m3/a，仅占排污总量的1.86%。
表2-17 北四县不同类型废污水排放量分析统计 单位：108m3/a
2.污染负荷测算
按行政区划，北四县各行政区排污口污染物入湖统计情况见表2-18。
表2-18 北四县各行政区排污口污染物入湖量统计 单位：t/a
溶解性总固体入湖量最大的为焉耆县，达到248425t/a，占其总量的86.82%。化学耗氧量入湖量最大的为焉耆县，达到22704t/a，占其总量的54.54%；氨氮入湖量最大的为和静县，达到705t/a，占其总量的47.20%。由表2-19可见，污染物入湖量最多的为溶解性总固体，其次为化学耗氧量。
根据监测流量和水质分析统计（见表2-19～表2-21），在所有重点排污口中，溶解性总固体入湖量最大的为焉耆县的团结总干排，年入湖量达122612t/a，占其总量的42.85%；COD入湖量最大的为焉耆县胜利干排（直接入博斯腾湖），年入湖量达20470t/a，占其总量的49.17%；氨氮入湖量最大的为22团南干排（直接入博斯腾湖），年入湖量达506.2t/a，占氨氮总量的27.13%。
表2-19 北四县重点入湖排污口溶解性总固体入湖量排序统计 单位：t/a
表2-20 北四县重点入湖排污口COD入湖量排序统计 单位：t/a
表2-21 北四县重点入湖排污口氨氮入湖量排序统计 单位：t/a
三、入湖污染物总量分析
根据收集的文献及资料记载，历年博斯腾湖入湖污染物统计见表2-22和图2-55～图2-59。
表2-22 历年博斯腾湖入湖污染物统计 单位：t/a
图2-55 历年入湖污染物COD总量变化趋势
图2-56 历年入湖污染物TN总量变化趋势
图2-57 历年入湖污染物BOD总量变化趋势
图2-58 历年入湖污染物TP总量变化趋势
图2-59 历年入湖污染物盐分总量变化趋势
由上述图表分析可知，近年来排入博斯腾湖的污染物量整体呈上升趋势，其中COD入湖量由1987年的1278t/a增加到2004年的16740t/a，入湖总量增加了10多倍；TN入湖量由1987年的222t/a增加到2000年的1837.6t/a；TP入湖量由1987年的9.2t/a增加到2004年的119.3t/a；盐分入湖量由1988年的327300t/a增加到2004年的2346059.8 t/a，入湖总量增加了6倍多。各种污染物都呈现比较明显的上升趋势。