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中国水污染问题的“临床诊断”

http://www.water.hc360.com2017年04月06日09:01 来源:中宜环科环保产业研究作者:高小娟T|T

    慧聪水工业网 水污染控制

    成效明显总体形势依然严峻

    “十二五”以来,党中央、国务院把生态文明建设和环境保护摆上更加重要的战略位置,作出一系列重大决策部署,以大气、水、土壤污染治理为重点,坚决向污染宣战,环境保护取得积极进展。在水污染控制方面,实施《重点流域水污染防治规划》,加强饮用水水源地和水质较好湖泊生态环境保护。

    全国地表水国控断面劣Ⅴ类比例下降6.8个百分点,大江大河干流水质稳步改善,水污染控制整体成效明显,水环境服务功能明显提升40%以上。尽管如此,我国的水环境问题形势依然严峻,整体形势不容乐观。

    流域水质持续好转,主要污染污染物指标为化学需氧量、五日生化需氧量和总磷

    2001年以来,流域水质持续好转,水质变化情况如下图1所示。其中,2015年,长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河等七大流域和浙闽片河流、西北诸河、西南诸河的700个国控断面中,Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类以及劣Ⅴ类水质断面占比分别为2.7%、38.1%、31.3%、14.3%、4.7%和8.9%。其中,劣Ⅴ类水质断面主要集中在海河、淮河、辽河和黄河流域。主要污染指标为化学需氧量、五日生化需氧量和总磷。     

图1我国主要流域历年水质变化情况

图1我国主要流域历年水质变化情况

    湖泊(水库)整体富营养化状况有所缓解,“三湖”仍为轻度以上污染

    2015年,全国62个重点湖泊(水库)中,Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ3类及劣Ⅴ类湖泊(水库)数量分别为5个、13个、25个、10个、4个和5个。主要污染指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数。

    “三湖”——太湖、巢湖和滇池分属轻度污染、中度污染和重度污染状态。同时,开展营养状态监测的61个湖泊(水库)中,贫营养、中营养、轻度富营养化、中度富营养化的数量分别为6个、41个、12个和2个,整体富营养化状况有所缓解,但问题依然突出。我国湖泊(水库)历年水质及营养状态变化情况见下图2和3。    

图2我国主要湖泊(水库)历年水质变化情况

图2我国主要湖泊(水库)历年水质变化情况    

图3我国主要湖泊(水库)综合营养状态历年变化情况

图3我国主要湖泊(水库)综合营养状态历年变化情况

    六成以上地下水监测井(点)水质较差或极差,水质恶化问题突出

    2015年,全国31个省(区、市)202个地市级行政区的5118个监测井(点)的地下水水质监测结果显示:水质呈优良、良好、较好、较差和极差级的监测井(点)分别占比9.1%、25.0%、4.6%、42.5%和18.8%,其中较差和极差级合计占比达61.3%,地下水水质恶化问题突出。

    超标指标主要包括总硬度、溶解性总固体、pH值、COD、“三氮”(亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和铵氮)、氯离子、硫酸盐、氟化物、锰、砷、铁等,个别水质监测点存在铅、六价铬、镉等重(类)金属超标现象。我国地下水历年水质变化情况见图4。     

图4我国地下水历年水质变化情况

图4我国地下水历年水质变化情况

    同时,以流域为单元,水利部门对北方平原区17个省(区、市)的重点地区开展了地下水水质监测,监测井主要分布在地下水开发利用程度较大,污染较严重的地区。监测对象以浅层地下水为主,易受地表或土壤水污染下渗影响,水质评价结果总体较差。2103个测站数据评价结果显示:水质优良、良好、较差和极差的测站比例分别为0.6%、19.8%、48.4%和31.2%,无水质较好的测站。“三氮”污染较重,部分地区存在一定程度的重金属和有毒有机物污染。

    饮用水水源地水质总体良好,部分仍存在不达标现象

    2015年,全国338个地级以上城市的集中式饮用水水源地取水总量为355.43亿吨,服务人口3.32亿人。其中,达标取水量为345.06亿吨,占取水总量的97.1%。其中,地表饮用水水源地557个,达标水源地占92.6%,主要超标指标为总磷、溶解氧和五日生化需氧量;地下饮用水水源地358个,达标水源地占86.6%,主要超标指标为锰、铁和氨氮。我国地级及以上城市集中式饮用水水源地历年水质达标率情况如下图5。     

图5我国地级及以上城市集中式饮用水水源地历年水质达标率情况

图5我国地级及以上城市集中式饮用水水源地历年水质达标率情况

    主要污染物排放总量有所下降,减排压力依然较大

    2015年,全国废水排放总量为695.40亿吨,化学需氧量排放总量2223.5万吨,氨氮排放总量229.9万吨。废水及主要污染物排放总量均有所下降,但减排压力依然较大。我国历年废水及主要污染物排放情况见图6-图8。     

图6我国历年废水排放总量

图6我国历年废水排放总量    

图7我国废水中COD历年排放情况

图7我国废水中COD历年排放情况 

图8我国废水中氨氮历年排放情况

图8我国废水中氨氮历年排放情况

    污水处理率逐年提高,水污染治理仍有较大缺口

    历年来我国污水处理设施建设及污水处理率变化情况见图9-图10。2015年,全国城市污水处理率达到91.97%,完成“十二五”规划目标要求。同时,根据住房和城乡建设部公布的2015年第二季度全国城镇污水处理设施建设运行情况,截至2015年6月底,全国设市城市、县(以下简称城镇,不含其它建制镇)累计建成污水处理厂3802座,污水处理能力达1.61亿立方米/日。全国设市城市建成运行污水处理厂共计2149座,形成污水处理能力1.32亿立方米/日。全国已有1427个县城建有污水处理厂,占县城总数的88.4%;累计建成污水处理厂1653座,形成污水处理能力0.29亿立方米/日。     

图9历年来我国城镇污水处理厂数量与处理能力(设计能力)

图9历年来我国城镇污水处理厂数量与处理能力(设计能力)

    与此同时,广大农村地区水环境状况恶化、污染事故时有发生。2015年,农村生活污水治理试点示范工作在全国梯次推开。采取城镇管网延伸,集中处理和分散处理等多种方式,加快农村生活污水治理和改厕。实际完成农村饮水安全工程总投资397亿元,其中中央投资266.68亿元、地方投资130.32亿元。建成集中式供水工程5.38万处、分散式供水工程12.87万处,解决了6434万农村居民和农村学校师生的饮水安全问题。尽管如此,农村的水环境治理仍处于初级阶段。总体来看,虽然我国污水处理率在逐年提高,但缺口仍比较大。

    “人为”是水污染问题的主要成因

    《中华人民共和国水污染防治法》中对“水污染”给出了明确的定义,即水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变,从而影响水的有效利用,危害人体健康或者破坏生态环境,造成水质恶化的现象称为“水污染”。探究其成因,主要分为自然因素和人为因素,其中人类活动使大量的工业、农业和生活废弃物排入水体,是水污染问题的主要因素。

    工业污染,虽小却毒,多“疑难杂症”

    工业废水我国水污染的重要源头,其由工业“三废”产生,工业废气如二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等物质会对大气产生严重的一次污染,而这些污染物又会随降雨落到地面,对地表径流和地下水造成二次污染;未经处理的电镀废水、酸洗污水、冶炼废水、石油化工有机废水等有毒有害废水造成的水污染;工业废渣如高炉矿渣、粉煤灰、硫铁渣、洗煤泥、选矿场尾矿及污水处理厂的淤泥等,由于露天堆放或地下填埋隔水处理不合格,经风吹、雨水淋滤,其中的有毒有害物质随降水直接对地表径流或渗入地下水形成水污染。

    相比于生活污水,工业废水排放量要小很多,但是工业废水污染物往往比较复杂,不同行业和工序排放各具特性、危害非常大,而且目前还有极大量的顽固杂症,处理难度极大。工业废水主要来自冶金、造纸、采矿业等重污染工业,食品加工和农产品加工业等其他行业也会带来各种各样的水污染问题。

    城市化不断加大增量,生活污染不容小觑

    随着城镇化的大规模发展,一方面城市人口不断增加,导致生活污水排放量持续增长,居高不下;另一方面,城市化建设大大改变地表垫面的性质,而城区的下水道和污水处理设施建设又相对较慢,与整个城市建设和工业生产的发展不相适应,导致大量污染物随雨水未经处理就直接排放至水体中,产生诸多负效应。同时,水污染防治投资仍比较有限,加之管理体制和政策上、技术上的原因,使得污水的处理效果不够理想。

    农业农村污染,问题久远,力度尚浅

    这里的污染主要包括三个方面

    一是农业种植污染,主要是来自现代农业生产中过度的使用农药、化肥,这些施用的肥料中有一部分会留在土壤中,随着植物根茎会渗透流入到地表水和地下水系中,造成地下水氮、磷、硝酸盐等含量超标,水环境污染呈现出常规的点源污染向面源污染与点源相结合的复合型污染特点。

    二是农村畜禽养殖导致的水体污染,近年来,随着畜禽养殖越来越规模化,农村环境容量较小的特征使得其难以能够及时消纳畜禽的粪便、废弃物和畜禽宰杀废水;此外,畜禽养殖环境标准体系还不完善,制约了畜禽养殖废水还田综合利用的实施,导致大量污染无直接进入到村边河流或地表水中,对水环境造成污染。

    三是居民生活的污染源,由于农村污水处理系统建设的滞后,不可能对生活污水进行统一处理,也没有任何生活污水收集和处理措施,所以农村地区生活污水对水资源的污染呈上升趋势。

    技术与监管,当期效果潜力无穷却有限

    技术和监管作为水污染治理问题主动和被动的解决方式,伴随着需求的产生而产生的,需求的发展而发展,而人类对世界的认识是无穷尽的,因此,技术和监管一定阶段和空间内,其效果也是潜力无穷却有限。一方面表现为有效技术的缺乏,另一方面好的成熟的技术也未得到广泛的推广和工程应用。

    人的意识是第一位

    一切的一切,人的意识才是第一位的。浪费、偷拍、稀释排放等等,有的切实发生在自己身上,有的就发生在身边人的身上,不只是企业、甚至有一些官方人员都这样做过。曾经,笔者就亲眼目睹高浓度的重金属废水不经处理直接哗哗排掉的场景,那种无奈与心痛,不经历无以体会。

    技术、标准和监管,永不过时的方向

    说到底,几乎所有的环境污染问题,都是长期以来没有充分处理好经济发展与环境保护的关系积累出的问题,历史遗留问题的“存量”加上现行处理能力和发展需求不匹配带来的“增量”,我国水污染治理问题任重而道远。经济发展与环境保护协调发展的背景和需求下,技术、标准和监管,将成为水污染治理领域永不过时的发展方向:

    这里的技术,不单限定于处理末端污染的技术,还包括源头削减、过程减排、末端循环的清洁生产技术,包括用水调度等节水技术、清洁生产工艺、水污染物资源化回收利用等更广层面的技术。

    这里的标准,将是与未来需求和当下技术可达相匹配的、污染排放与水环境质量相结合的具有可达性、适应性、前瞻性的标准,是既能对当下污染起到管控、又能促进污染控制技术发展的标准。

    这里的监管,也不只是传统意义上的法律法规和政府监管,还包括从国家细化到流域到地方的水环境战略、机制和模式,如水十条等重大行动计划和方案,甚至还包括公众参与的更广泛的监管。

    本文摘选自北控水务科技内刊《水务视界》01期

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责任编辑:殷莹莹

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