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2结果与讨论2·1北岸主要入湖河流水环境污染现状表1北岸入湖河流水质情况(mg/L)王家堆渠新运粮河老运粮河乌龙河大观河船房河西坝河BOD52005年13·746·833·071·67·7128·921·72006年13·151·612·883·816·545·9522·22007年11·621·912·811·219·424·1CODCr2005年47·612410416437·282·263·42006年48·814336·220455·312273·02007年42·916245·444·556·874·7总磷2005年0·8921·781·741·991·231·661·582006年1·232·181·312·971·492·391·772007年1·341·191·901·031·251·54总氮2005年8·0523·320·121·915·517·116·72006年9·5331·418·232·116·426·219·72007年10·917·121·115·316·118·8氨氮2005年3·7917·512·714·910·212·411·92006年5·8824·610·724·010·520·816·02007年6·9013·411·59·999·0413·3水质类别劣V类劣V类劣V类劣V类劣V类劣V类劣V类
从北岸河流水质情况分析,七条入湖河流水质都为劣V类水,总氮、总磷超标情况非常严重,有多条河流总氮浓度超过V类水质标准10倍以上,未整治河流水质存在逐年恶化趋势,因此,每条河流都亟需得到整治。北岸河流污染严重的影响因素是多方面的:①排水系统管网建设不完善,污水纳管率低造成未进入总管道的污水直接或间接进入河道;②雨水的冲刷作用下,地表污染物随雨水少部分进入雨水管道,大部分初期雨水携带大量的污染物进入河道;③多数河流自身的水动力条件差,加上支沟众多,河网水质情况复杂;④河道长期未进行底泥疏浚,河底淤积的底泥不断释放出污染物质,造成河水水质恶化。河道水质恶化是造成草海水环境污染、湖泊富营养化非常重要的原因之
一。根据水质情况分析,七条主要入湖河流污染程度由轻到重,分别是王家堆渠<大观河<西坝河<船房河<老运粮河<新运粮河<乌龙河。乌龙河全长3·68km,集水面积2·61km2,目前以暗渠形式流经人口居住密度较大的棕树营和白马小区,河道沿线大量未经处理的生活污水进入,使其成为城区纳污的通道。从2005年到2006年间,各污染物浓度都大幅度增加,河水呈黑臭状态,透明度极低,水质污染极其严重。王家堆渠地理位置与其它河流不同,从滇池西北岸入湖。王家堆渠主要水体功能是昆明发电厂冷却水排水渠,该冷却水是抽取草海水经过滤及除藻后使用,一次循环后温水顺王家堆渠排放,沿渠还存在部分小企业及农村居民向王家堆渠排放废水。与其它河流流域相比,王家堆渠流域人口密度相对较小,工农业污染少,因此王家堆渠是北岸七条入湖河流中污染程度最轻的。不过,由于周边的污染物未经处理直接进入河流,王家堆渠污染程度虽相对最轻,但也已经超过了地表水V类标准。2·2河流治理方法研究2·2·1截污工程截污工程主要对点源排放的污染物实行截流,能够有效减少污染物直接入河量,是防止水体受到污染的有效措施[2]。目前,截污工程在我国水污染治理领域已经得到了广泛的应用,并且对水质的改善也取得了良好的效果[3~4]。截污工程对于污染负荷的削减,一方面取决于截污管网布设的合理性与完整性;另一方面取决于城市污水处理厂的处理能力。截污工程的管网布设,对不同的区域应区别对待。在总体符合规划的前提下,按照沿河截污与区域截污相结合的原则,根据污染源分布的集中区域决定污水管道的走向,并沿部分污染严重的河道敷设截污管道[5]。城市污水处理厂是截入污水最终的处置场所,污水处理厂的处理能力以及出水水质情况表明该工程对河水水质改善效果。目前已经制定了乌龙河、新运粮河、老运粮河、船房河与西坝河的截污和综合整治工程,河道整治规划如表2所示。
截污工程受河流沿线长度、各段区域特征和工程费用的综合因素影响,难以对河道沿线进行全程截污,因此主要针对点源直接入河严重的河段进行治理。以新运粮河为例,全长14·58km,上游主要是农田,污染以农业面源为主;中段是昆明市高新技术开发区,区内已经建设有分流制排水管网;下段1/3位于草海生态保护区,该段从人民西路至入湖口现仍有105个排污口。众多的排污口直接向河道内排放污水,对草海的生态环境造成了极其严重的影响。因此,新运粮河的截污工程主要布设于下段4·36km河道,将排污口的污水截入污水干管。当前这些河道截污和综合整治工程正在逐步进行中,船房河工程已经于2007年6月完成。从表1船房河2006年与2007年的水质指标对比可以看出,BOD5浓度降至原来的42%,CODCr浓度降至原来的46%,总磷降至原来的52%,总氮降至原来的61%,氨氮降至原来的43%。船房河截污工程完成后,河水的水质有了明显改善,从该河道输入草海的污染负荷减少了50%左右,工程取得了良好的效果。表2河道整治规划河道名称全长(km)集水面积(km2)整治规划乌龙河3·682·61沿河道两侧敷设截污管3425m,河道清淤,新建污水泵站和节制闸新运粮河14·5883·4河道整治长度4·36km,沿河两岸各预留10m公共绿化带老运粮河11·318·7河道整治长度2·22km,沿河两岸各预留10m公共绿化带船房河11·47·42沿河两侧敷设截污管7654·1m,新建污水泵站和景观绿化西坝河9·054·87河道整治长度5·4km,沿河两岸各预留10m公共绿化带2·2·2河流城内段治理方法截污工程虽然有良好的治污效果,但工程的实施受限制因素较多,特别是针对流经城区段河流进行治理存在较多困难。城区内人口集中,建筑物密集,沿河两岸建有众多居民区、商业区及工业区等,城市规划建设完成后难以实施规模化的截污工程。然而,城内河流因城市发展建设的需要,不仅需满足防洪的要求,还应具有旅游、娱乐、景观、生态等多方面的功能[6],对河流水质的洁净程度具有较高的要求。根据水质监测分析,北岸入湖河流都为劣V类水质,河水呈现黑臭状态,无法满足城市生态环境和城市景观的需求。为了解决水质净化需求与工程布设困难的矛盾,城区内河道净化适宜选用原位治理技术,充分利用河道自身空间净化水质。依据河道自身空间的容量及周边环境特点,对不同河段布设适合的治理工艺。新、老运粮河水量大、河道宽,主要满足城区防洪排涝功能。老运粮河河宽约10m,新运粮河河宽约20m,这样宽敞的河道适宜使用移动式充氧平台。移动式充氧平台可以机动灵活地根据河道曝气需求,调整曝气船的运行,通过人工向水体中充入空气(或纯氧气[7]),加速水体复氧过程,以提高水体的溶解氧水平,恢复和增强水体中好氧微生物的活力,使水体中的污染物质得以净化,从而改善河流的水质[8]。新、老运粮河的河道空间容量大,也适合采用生物膜技术。生物膜技术是人们长期以来根据自然界水体自净现象发展起来的。现已研制的人工水草仿生生物填料[9]就是与天然水草具有相似特性的人工填料,布设在河床内,为水生动植物群落和细菌真菌等提供适宜生长的环境,通过各种生物的生长过程消耗水体中的污染物质,而且人工水草不会对河流自然流动和行洪安全产生干扰作用。进入河流的污染源主要是生活污水和初期雨水,人工水草对于受污染河水中有机物的去除效果明显,平均可达40%以上。
随着人类的不断进步以及工农业生产的迅速发展,人们渐渐意识到,水是人们生活和工作必不可少的重要物质,但是水资源并不是取之不尽,用之不竭的,需要我们合理的利用和保护。据统计,目前全世界有一百多个国家缺水,其中严重缺水的国家已达四十多个。我国是资源大国,同样也面临着水资源紧缺的严峻形势。可以说,水资源保护成为了我国可持续发展过程中一个迫切解决的问题。
1.我国水环境污染现状
1. 我国水资源现状
近年来,工农业生产和生活用水的需要量不断增加,人们逐渐感觉到水资源的缺乏。而日趋严重的水污染,使得本来有限的水资源失去了很多使用价值。我国水资源污染主要表现在以下几个方面:
1.1降水酸化,饮用水安全问题凸显
目前,我国已有很多地区的降雨都偏酸性,全国降水的年平均PH值低于5.6,酸雨地区的城市地下水的PH值也随之下降,而水质的酸化更加造成了地下水的总硬度增加,有机物污染和重金属污染也日益严重。而目前我国已有近一半的城市居民的饮用水不达标,饮用水安全问题严重威胁着居民的身体健康,我国水资源供应面临巨大的挑战。
1.2地表水体污染严重
据统计,我国污水的年排放量达600多亿吨,其中约有80%以上是没有经过任何处理而直接排放入水域的工农业污水。随着污水排放量的加快,我国地表水体的环境质量也随之急剧恶化,各江河湖海都普遍受到不同程度的污染,水质污染严重,有些甚至已经不再适合作为人们的饮用水源。
1.3地下水体污染严重
近年来,随着人们对于水资源的大量使用,工农业生产以及人们日常活动都不同程度地对地下水体造成了污染。地下水体的硬度升高,砷、汞、铬、氟等有毒有害物质的含量升高,而这类有毒物质的性质是不易分解和沉淀的,并且还会被生物体转化成毒性更加强烈的有机化合物,从而对人们的健康造成严重的损害。
2. 造成水环境污染的主要原因
2.1城市污水污染
随着我国工业的快速发展,城市化的进程日益加快,大量人口和工业生产高度集中于一个地区。人们的日常生活和生产活动所产生的污水中除了含有碳水化合物、氨基酸、尿素以及各种合成洗涤剂等物质外,还含有大量的细菌和病毒等微生物对人体造成严重的危害。
2.2 工业废水造成的污染
工业生产离不开水资源的支持,各种洗涤产品、冷却设备等都需要水资源作为原料支持,而且工业用水量极大,大约要占人类总用水量的80%左右。大量的工业用水相应的产生大量的工业废水,工业废水排放量约占总废水量的三分之二,而真正做到对生产厂排放的污水进行处理的企业却很少,工业污染状况非常严重。
2.3 农业回流水以及固体废弃物污染
由于耕种、喷洒农药、施肥等工作的需要,使得农业灌溉的回流水体中含有大量的矿物质和富养肥料的有毒农药,使得人们生活用水造成严重的污染。另外,工农业废弃物和城市垃圾的数量和种类繁多,这些废弃物转入水体中,会使水体造成严重的污染,而且极难控制和治理。
3.水环境污染防治策略
(1)制定全国性水污染防治计划,完善相关的法律法规。我国水资源分布范围极广,一条河流往往会流经多个行政区域——县、市、省甚至跨国,上游地区工业或生活污水排放,使下游区域工农业生产遭受损失,造成上下游区域社会经济发展的矛盾。治污责任主体缺位是我国跨界水污染治理和管理的难点。因此要建立和完善流域跨界水环境管理,首先要实行流域的水资源环境规划管理;其次要运用市场经济手段,解决跨界水污染。市场机制是促进资源合理配置及有效利用的重要手段,利用价格机制,采取征税、补贴、生态补偿等鼓励性或限制性经济措施,促使流域内减少排污、消除污染,有效减少对资源的滥用。此外要规范水环境功能区与社会经济发展的相互协调,并加强跨界水污染控制工程的建设。同时,法律制度的建设不容忽视,用有效的、强有力的法规代替过时的立法和规定,依法施行统一管理,加强水忧患意识和节水意识教育,克服“水盲”。
(2)加强水资源保护,大力推行清洁生产。贯彻预防为主,防治结合的方针,坚持“环保第一审批权”,严禁新污染产生。加快产业结构调整步伐,通过淘汰落后生产工艺设备,调整原料和产品结构,推行清洁生产工艺,使排污总量在现有水平上得到进一步削减。对于超量超标排污的企业,一方面要按照相应的法律法规加大处罚力度;另一方面还可以利用收取的排污费用于扶持企业污水处理设施建设,减轻企业治污的经济压力。
(3)加快建设城市废水处理厂,提高城废市废水无害化处理率。“十二五”期间,所有城市都必须建设防污设施,到2015年,全国所有设市城市和县城具有污水集中处理能力。到2015年,城市污水处理率达到85%,县城污水处理率平均达到70%,建制镇污水处理率平均达到30%。在缺水地区实现废水的资源化,处理后的废水可用于工业、农业和市政等方面,缓解水资源的矛盾,且城镇污水处理设施再生水利用率达到15%以上。
(4)加强农村水源污染的宏观调控,倡“生态农业”。通过将水源污染的控制与农业灌溉方的改变、农业产业结构的调整、绿色农业、生态农业、有机农业的建立等方面结合起来,高科技水平,提高农民的环保意识,合理使化肥和农药,提高有机肥使用量,将水源污控制到最低程度。为此,我国政府提出了发展生态农业的目标.并且已经取得了初步成效例如重庆市有关部门采取了一系列切实可行措施:推广科学施肥技术,推广复合肥,提高化肥利用率,开展农药污染防治工作。
(5)加大水污染防治的科学研究投资度。我国的水污染防治科学技术研究起步早,历经“六五”、“七五”、“八五”和“九五”等攻关,但还不能满足日益增长的水环境保护工作的需要,许多水环境管理工作缺乏前期研究,其结果是导致水环境保护多走弯路,造成了人力、物力、财力的浪费。引进国外先进的水环境恢复技术,结合国情,尽快着手进行水污染源防治的研究和实践。通过生物技术与物理、化学手段的结合,加速水环境恢复的进程。这既是为了有效地控制水污染,特别是湖泊、水库、海湾的富营养污染,也是为了提倡创建生态农业和生态农村。
(6)实施污水资源化战略。污水资源化,即将经过处理的污水作为水源加以利用,是污水处理的延伸。实施污水资源化战略,能在较大程度上缓解有限水资源与用水量日增两者之间的矛盾。首先要充分认识污水的价值。净化后的污水是一种可贵的水资源,应当将其作为水资源开发利用。其次要加大科技投人,保障净化后的污水水质。水质是最重要的方面,只有水质达到了标准,人们才能安全地使用。最后要提供实施污水资源化战略的政策保障。污水资源化战略是一个系统工程,需要国家提供政策上的支持,比如拓宽污水利用的渠道,引导污水资源的开发和利用等。
结语:我国水环境整个状况不容乐观,直接影响着人们的生产生活,为了我国人民和社会经济的可持续发展,需要从制度、技术等方面进行综合性的防治,通过全民的共同参与来保护我国的水环境。
1 流域水环境污染综合防治战略存在的问题
1.1 流域水环境污染治理制度不完善
流域作为整体水文循环单位,同时也是人类活动起源,汇入到整个河流干道中,有利于保护水环境以及水生态系统。流域同时也是完整的管理单位,集中了人类多种活动形式,体现了人类生存发展的矛盾。尤其是水环境治理问题,涉及到多种污染体,因此,加强水流域污染治理这一问题亟待解决。美国早期就明确了水污染治理这一概念,尤其注重生态系统整体功能体现,在把握水流域基本发展规律的基础上,以及水生态社会子系统的形成过程中产生的相互作用,还要对水生态系统发展制定整体规划,加强水生态系统建设保护,制定水流域综合治理计划,这些保护有利于解决部门内部冲突,矛盾问题,有利于加强流域水环境治理效率。采取这一水污染治理措施注重保护水污染治理完整性,重点解决水污染治理存在的问题,严格控制水污染温度以及各个要素之间的联系;保护生物多样性以及地标物质组成结构等,还有土壤物质组成,针对区域生态发展存在的问题采取针对性措施,充分发挥好专家以及研究学者力量,为解决流域水污染问题提供支持。
1.2 缺乏对水环境特征区域差异的研究
各个流域水环境承载力存在很大差异,对各区域造成的水污染程度不同,因此,解决我国流域水污染问题,要对流域进行划分加强管理,美国针对这一问题,早期就制定了水生态区域划分方案,在很大程度上提高了水环境管理效率。对于水生态系统流域监测站点选择上、针对水生态系统污染问题制定恢复标准,有利于为流域水环境治理制定TMDL提供重要参考依据。我国地域面积广阔,各地域水环境特征不同,目前,我国并未建立完整的水流域治理机制,无法准确判断水流域环境承载力以及生态环境发展状况,尤其是水环境治理难度大,保护措施有效性不强。
2 我国流域水环境污染防治的控制原则
2.1 污染物质的分类控制原则
面对我国流域水污染存在的问题,要采取针对性措施,提高流域水污染治理效率,并对污染物特性以及其他各个方面进行具体划分,做好分类,优化污染质结构,对污染物进行有效分解,制定污染物治理化学指标,按照污染物特性,将其划分为两种形式,一种是一啊不能污染物,一种是特殊污染物;按照水污染物自身性质将其划分为淡水、海水、人体健康污染物;按照污染物因子特性,将其划分为两种形式,保守、非保守物质,在以上总结过程中,针对污染物特性提出具体控制要求。
2.2 污染控制的分区原则
我国流域面积广阔,各地区水环境差异明显,因此,要根据各个地区水流域具体情况来制定不同发展战略,保护水文完整性具有重要意义,生态系统水体功能差异划分为几种形式,也是建立水污染控制体系的重要参考依据,有利于保护水体发展环境,加大水污染物控制制度。其中,水资源分区将水文循单元作为重要依据,将其划分为几种形式,主要为了呈现水文完整度,尤其要把握污染物转化规律,有利于加强水质管理,划分水生态区则是按照流域生态特征,包括土壤植被等多个要素,主要是为了对水体进行分类,这一方法是为了判断水体生态性质以及水体生态基本标准,有利于为水体生态安全提供重要参考依据,了解我国水环境管理能力差异,把握好流域尺度、平衡人类发展需求的主要区域管理方式。流域水环境功能包括三个等级,矛盾区、一般功能区、最高层次区,划分为多个功能管理区主要为了提高流域水质量,保护生物多样性。保护水环境功能过程中,需要制定冲突协调机制处理区域冲突,协调各个区域水质矛盾冲突问题。
3 结束语
为从根本上解决我国水污染的复杂问题,就必须实施流域污染控制策略,在流域尺度上开展系统性、综合性、前瞻性的水污染控制技术体系研究,重点在于转变传统的污染控制理念,根据流域地理、水文气象、生态一致性和社会经济发展水平,开展全国水环境生态分区方案研究,根据不同区域的水生态系统类型特征与水环境特征,提出不同分区的污染控制要求,从而为污染控制目标的分解提供支持,以水环境生态分区为基础进行污染负荷的计算和管理。
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.251
上海市地处长三角地区,黄浦江处于太湖流域的下游,因而水环境的优劣与周边流域的水质关系紧密。加之由经济发展迅速引起的水污染和水资源短缺情况的加重,上海市迫切需要对本地水资源和过境水资源的污染源展开调查,了解水环境污染严重的生态现状,条分缕析污染源的特点,对上海市水环境作出客观的生态评价,从而制定出有针对性的行之有效的防治措施。
1 上海市水环境污染源调查情况
1.1 上海市水环境的污染现状
上海市水资源包括本地、过境两种,本地水资源由地表、地下两部分组成,过境水资源则来自长江干流、太湖流域两部分。上海市骨干河道共324条,河湖面积为532.47km?,河面率8.40%。全市21个湖泊集中分布在青浦区,河面率高达17.20%,中心城区河道分布不多[2]。上海市人均径流量受到地域狭小、人口密度大的影响,本地径流量严重不足。由于上游水质的不断恶化、地表水资源的污染加剧,以致上海市成为水质型缺水城市。
就整个上海市的水环境生态安全建设及水污染防治而言,上海市水环境污染治理情况较为复杂。一是上海市河道多,据相关资料得出,上海市河道地质监测的情况不容乐观,中污染断面240个,重污染断面57个,严重污染断面82个,占比分别达到了40.6%,9.6%,13.9%。底泥污染属于严重污染级别的,只能经过特殊的处理之后才能还田。二是上海市受地理环境的影响,人口多,经济发展压力大,对水资源的需求量增多的同时,水污染的情况也很严重。尽管上海市政府已采取调整产业结构、控制人口、采取用水调控和综合治理等手段,但对水环境生态安全的压力分担有限。三是上海市各级河流生态系统遭到破坏。尤以黄浦江饮用功能,苏州河饮用、渔业、航道等功能,都处于受损比较严重、亟待恢复的阶段。
1.2 上海市水环境的污染源特点
上游来水。主要是周边省际流域来水污染超标,以及上海市作为太湖流域下游承泄来水的区域,污染物的入河量和省际流域来水污染物通量基本上指标相近[3]。
直排水体。自2013年加大建成区截污治污力度之后,截除污水量约占现存污水量的一半。由于郊区分散存在着将近12000家非保留性企业,农村有属于小作坊生产的小型企业大致15000家,加上临时垃圾场和禽畜场、生活污水的排放,都对河道水质造成不同程度的影响。
雨水泵站放江。综合参考对全市的雨污混接的评估,全上海市的雨污混接量在20%上下。根据松江区水务局对雨水泵站截流工程的设计分析,旱天仅占比重为小区污水的1/3。新港箱涵影响到混接量,实际的雨污混接量比预估的更大。
面源污染。以地表径流污染最为严重,高达40%。另外还有农业面源、水产养殖等污染源。
2 上海市水环境污染防治措施
2.1 政府管理
上海市水环境管理主要是由上海市水务局和上海市环保局两个局级部门相互配合进行管理的。2000年成立的上海市水务局开全国风气之先,作为行政主管部门,水务局主要负责的是上海市水务管理的统筹工作;环保局负责的是具体水污染、排放等工作。水务局给出全市的水源利用计划和水政工作方案,环保局结合上海市水环境生态安全面临的现状,再开展具体的整治工作[4]。水务管理部门和市容管理部门结合的政府职能部门管理体制,对上海市的水环境污染防治工作来说是,针对性强、又具有地域特色的高效多级管理体制,有利于污染防治措施的具体实施。如建成区截污排污工作的基本完成,尝试继续推进分散郊区污染源的整治;基本实现市政雨水泵站的放江问题的解决;加快污染河道的解决;积极联合区域综合治理河源污染;创新城市规划,实现绿色发展。
2.2 市政供水管理
针对市民的生活用水、饮用水、生活污水的排放以及循环再利用,由用水部门对获取的水资源进行合理的支配,以达到有效的管理使用。比如,通过调控水价,梯级水价的办法来控制用水量,增强市民节约用水的意识。上海市在新的城乡供水规划中,其中心目标是“稳量升质、城乡一体”[5],通过科学规划和预测,预计在2020年全市供水规模控制在1024万m?/d,优化供水配置系统,加强水质监管和预警机制,实现集约化管理。
2.3 个人用水管理
加强节约用水的宣传活动。通过系列水资源保护的宣传活动的开展来提升个人对于水资源匮乏的深刻认识,进而形成一种无形中的约束,在日常生活中提醒自己节约用水,合理化使用水资源。充分利用多媒体时代的资源优势,微信、QQ、微博等社交软件平台,将水资源知识的专业性赋予媒介形式趣味性的外衣,使得接受范围更广泛,印象更深刻,从而达到宣传节约用水、合理用水、珍惜水资源的最佳效果。
3 总结
上海市为改变河道污染、区域污染的现象,自20世纪中后期以来,就加大了投入力度,不断探索,以期实现综合整治上海市水环境污染源治理优化难度大的问题。目前,上海市在雨污混接方面的措施和系统改造,河道疏浚,水生植物的专项治理以及绿色生态农业拓展方面都累积了不少经验。特别是“百年大计、世纪精品”的黄浦江沿岸开发和苏州河景观功能的恢复工程,衍生的“亲水住宅”、“水系景观”等新形态,构筑了人与自然和谐共处的久违生态画面。然而,在世界级都市建设的征程和追求社会经济生态化、绿色化、可持续发展的基础之上,上海市水环境污染的防治任务任重而道远,还是非常艰巨的。
参考文献: