申利亚 朱宜平 陈立婧
摘要 调查了当前我国水库的水质现状,运用例证法分析了我国水库的主要污染源及其治理现状,研究了现阶段治理措施中存在的不足之处。结果表明:我国水库主要污染源为生活污染、工业废水、农业面源、旅游活动、库区流动源及水库底泥;目前我国在水库污染治理方面采取了不同污染源分而治之的措施,取得了阶段性的成就,积累了一定的经验;现阶段污染治理措施中仍然存在一些问题有待解决,如非点源污染尚未得到控制、库区环境污染预防不足、水库污染监管不到位、污染排放与治理周而复始等。针对污染治理中出现的问题提出了相关解决对策,以期为我国水资源保护提供理论参考。
关键词 水库污染;治理现状;问题;对策
中图分类号 X52文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2020)11-0088-05
Abstract This overview investigates the current status of water quality in Chinas reservoirs, analyzes the major sources of pollution in Chinas reservoirs and the status of their governance by using the example method, and studies the deficiencies in the current governance measures.The results showed that:The main sources of pollution in Chinas reservoirs are domestic pollution, industrial wastewater, agricultural nonpoint sources, tourism activities, reservoir flow sources, and reservoir sediments;at present, people take measures to divide and conquer different sources of pollution in the treatment of reservoir pollution in China, which has gained periodic achievements and accumulated certain experience;there are still some problems to be solved in the pollution control measures at the current stage.For instance, nonpoint source pollution has not yet been controlled, the prevention of environmental pollution in the reservoir area is insufficient, the supervision of reservoir pollution is not in place, the cycle of pollution emissions together with governance continues and so on.This study proposes relevant solutions to the problems which have emerged in the treatment of pollution in order to provide a theoretical reference for the protection of water resources in China.
Key words Reservoir pollution;Treatment status;Issues;Countermeasures
水庫是指在山沟或河流的狭口处拦河筑坝形成的半自然半人工的水利工程实体。水库具有提供城乡生产生活用水、开展淡水养殖、水上运输、水利发电、旅游观光和调节区域气候等综合功能,在区域社会经济发展和生态环境建设中发挥着至关重要的作用[1]。
我国人口众多,环境承载能力较弱,人均水资源拥有量只有世界平均水平的1/4,是一个相对缺水型国家。如今,作为我国供水中坚力量的很多水库受到了不同程度的污染,水质现状不容乐观,水库污染防治迫在眉睫。
1 我国水库污染现状
我国是世界上水库数量最多的国家,在温带、寒温带、热带、亚热带均有广泛的分布。新中国成立前,我国有23 座大中型水库,其中大型水库6 座,中型水库17座;新中国成立后,我国水库工程建设进入一个快速发展时期[2]。《2017年全国水利发展统计公报》显示,截至2018年底,我国共有水库98 400座,总库容8 997亿m3,包括732座大型水库、3 934座中型水库和94 129座小型水库,水库总蓄水量相当于淡水湖泊的2倍。2018年我国水利部共选取了1 129座大中小型水库进行水质监测,全年水质为 Ⅰ~Ⅲ类的有986座,Ⅳ~Ⅴ类共114座,劣Ⅴ类共29座。其次对1097座水库进行营养程度调查,结果显示:764座水库为中度营养,333座水库严重富营养化,具体情况见表1。根据《2018年中国水资源公报》的统计数据对水库水质和营养程度分析,两相结合可知,我国水库受污染情况较为严重。
2 我国水库主要污染源
2.1 生活污染源污染
生活污染源主要是指生活污水和生活垃圾。生活污水中含有大量的有机物、致病菌、虫卵等,特别是氮磷硫的含量较高,不仅污染水质而且易导致水库里的浮游藻类疯长,引起水体富营养化。另外,水库周边的生活垃圾部分被燃烧,部分被随意排入库中,也是造成水体污染原因之一[3]。如浙江慈溪市梅湖水库,库区内年生活污水排放量为8.5万t,造成的TN负荷量为1 985.6 kg/a,TP 负荷量为496.4 kg/a,生活污染比较严重[4]。辽宁抚顺大伙房水库周边每年产生94.76万t的生活污水和5 922 t 生活垃圾,农村生活污染已成为其汇水区水体的重要污染源[5]。
3.1.3 农业面源污染治理现状。
现阶段我国对农业种植面源污染的防治主要是施用优化的农药肥料、加强田间污染管理。广东省惠州市农业面源污染治理走在全国前列,通过土壤试验实施配方施肥、缓控释肥、水肥一体化等技术等减少化肥农药的使用量,到2015 年全市已有4 346.67 hm2环境友好型种植治理示范工程[28]。部分地区还使用了渗滤土地和渗滤沟系统等治理技术,降低流入地表渗透液对水库的污染。例如,重庆市万州区属于多山地区,大部分农作物都种植在山坡上。当地高峰水库建立了多级土壤渗滤系统阻截农业径流污染,平均可去除80% SS、35% CODMn、78% NH4+-N、37% TN及48% TP,拦污效果较好[29]。
畜禽养殖污染防治技术主要有畜禽粪便处理技术、种养平衡低排放模式、生物发酵零排放技术等[30]。此外,为推进水库生态养殖、改善库区水质,一些水库划定了限制养殖区。如2016年河北省对潘家口水库和大黑汀水库的网箱养鱼进行清理,截止2017年3月底,两水库共清理61 210个网箱,占总数量的78%,清理库鱼15 868.7 kg,取得了积极进展[31] 。但总体上由于我国农业面源污染面广、隐蔽性强、难以控制,又缺乏专项治理资金,所以治理难度大,水库农业面源污染治理将是一场长期的攻坚战。
3.1.4 旅游活动污染治理现状。
鉴于旅游活动给水库带来的污染,我国目前设置了专门的水库管理部门,及时清理打捞游客垃圾,保持库区水面和岸边清洁。据广州环保局介绍,珠江三角洲平均每天出动约600人打捞漂浮垃圾,拥有近300艘各类大小垃圾船;浙江新丰江水库使用了集自动收集、起重、载货三大功能为一体“水上清道夫”机械垃圾清扫船,清漂效率是人工打捞船的30多倍[32]。
在水库周边种植绿化带,可增强库岸的缓冲能力,减少因过度开发旅游项目引起的水土流失量。例如,山西省汾河水库开展了二十多年的大规模水土保持生态环境建设,2013年库区已建成214.17 hm2机修梯田、737.60 hm2乔木林、180.64 hm2乔灌混交林、0.65 hm2灌木林以及15.48 hm2经济林,总治理面积1 148.54 hm2,库区植被覆盖率64.73%,治理度达79.57%,取得了显著成效[33]。大多数水库旅游度假村还建立了污水处理系统,以保证库区饮用水源安全。如天津于桥水库北岸华天和天成2家大型休闲度假村内均具备废水处理装置,南岸约有5 家宾馆统一采用地埋式废水处理装置处理废水[34]。目前我国水库旅游污染治理状及成效比较可观,这不仅有利于当地旅游业可持续发展而且对建设美丽中国具有重要意义。
3.1.5 库区流动源污染治理现状。
当前,我国大型水库已建成废水、油污、垃圾回收系统,部分水库还对船只净污设备实行铅封管理,岸上集中处理船舶污染物。例如,2006年三峡库区船舶油污的处理率高达94.9% 、垃圾定点接收率为95%以上,但当时的船舶生活污水处理率仅为0.9% [35]。近年来,经重庆海事局廣泛宣传和严格督查,2011年该地区共有1569艘船舶装配了生活污水处理设施,达标排放了200万t生活污水,处理率上升为61.53%;船舶洗舱废水转岸处理量与比2004年相比增加了6 000 t,转岸处理率达到100%[36]。
对于水库非法捕鱼,我国渔政执法部门组建日常巡逻快艇,监督打击此类行为,以维持水体生态健康。2013年3月石家庄市黄壁庄水库共出动渔政检查船120次,查获3艘大型电捕鱼船,30只手划渔船,查封22套渔机、100多条网具,有效打击了电鱼、毒鱼、炸鱼等违法行为,维护了库区良好的生态环境[37]。现阶段我国大型水库流动源污染治理取得了可喜的成就,但中小型水库由于不易监管,船舶污染无法及时治理,治理现状不容乐观。
3.1.6 水库底泥污染治理现状。
目前,我国水库底泥多选用底泥疏浚或底泥覆盖的处理方法[38]。疏浚库底受污染的淤泥是最常用的防治方法,可有效减轻内源污染,增大水库环境容量。例如,2016—2017年贵州省阿哈水库开展了重点区域底泥环保疏浚项目,在污染严重的金钟河入库口、大坝等区域进行底泥疏浚,使用深水型环保绞吸式挖泥船共环保疏浚了10万m3污染底泥,经处理的疏浚余水均达到了地表水III类标准,并重新还库利用[39]。
在流速慢、水流量变化小的水库底部覆盖卵石或渗透材料,能抑制营养盐的释放。山东省莱西市产芝水库底泥中氮、磷污染严重,研究人员通过实验发现:①砂土覆盖和凹土覆盖均可抑制底泥氮磷的释放,且凹土覆盖效果相对较好;②覆盖层对总磷、氨氮和硝氮的释放抑制率比总氮高;③覆盖层越厚,温度越低,粒径越小,则覆盖层对底泥氮磷释放的抑制效果越好[40]。福建厦门坂头水库进行天然沸石覆盖底泥试验,结果表明:①天然沸石覆盖层在处于厌氧状态时对总氮和总磷释放的抑制最为有效;②将上覆水调节为酸性,沸石层对总氮、总磷的吸附效果更佳[41]。
总的来说,在水库各种污染源治理方面,我国已经实施了积极的治理方案和有效的防治措施并取得了阶段性的成就,积累了一定的经验,但治理过程中仍存在一些问题有待解决。
3.2 我国水库污染治理存在的问题
3.2.1 非点源污染尚未得到控制。在我国北京密云水库和天津于桥水库等水域,非点源污染比例超过点源污染,成为威胁饮用水源的主要原因[42]。我国工农业产业结构不合理,其产生的非点源污染又随雨水冲刷由地表径流汇入水库,具有广域性、分散性、不易监测等特点,导致很多水库的非点源污染难以控制,治理成本高。
3.2.2 库区环境污染预防不足。长期以来,我国主要把关注点放在水库污染治理上,侧重于对已被污染水库采取一系列的治理措施,相反,水库自身的污染预防投入却较少,水库的污染抵抗力和自净力不强。污染水库的治理不仅耗时费力,而且效果周期长。我国政府应防患于未然,重视水库内外环境污染的防治,先发制人,做好预防水库环境污染的相关工作。
3.2.3 水库污染监管不到位。污染监测是防治水库突发性污染的一个关键环节。我国大多数水库所处位置偏僻、水库管理经费短缺,导致了水库污染监管起来较困难。一方面,缺乏专业的水库管理人才和规范的管理制度,导致水库日常管理工作效率低。另一方面,水库管理中心严重缺少应急抢险以及水库监测的硬件设施[43],非常不利于水库安全隐患的防范以及水污染突发性事件的及时处理。
3.2.4 污染排放与治理周而复始。
众所周知,人类生产、生活活动产物已成为水库的直接污染来源,如水库周边居民随意排放含磷生活污水、水库旅游中游客乱扔垃圾、不法企业偷排重污染废水等。我国水库污染治理问题之所以至今未能完全解决,除了水库自身在特定时期产生的内源污染外,归根结底是人们的环保意识淡薄、水环境保护责任感缺失,水库污染物不断积聚,使得我国水库污染“久治不愈”,陷入“排污—治污”这一不良循环。
4 我国水库污染治理对策
4.1 合理调整产业结构
(1)在工业上,淘汰冶炼、印染、造纸等行业的过剩落后产能,优先发展清洁环保产业。开发并引进先进的工业废水处理和回收利用技术,加大对污水排放超标企业的惩罚力度,禁止在水库上游保护区内建设重污染企业,从源头控制污染。
(2)在农业种植上,进行规模化和合理性种植,对病虫害采取生物防治,使用生物有机肥与低毒高效农药代替传统的化肥农药。鼓励农民种植无污染、无公害产品,实行节水灌溉,积极发展绿色、生态、有机农业。
(3)在畜禽养殖上,加强库区养殖场内污水粪便处理设施的全面建设和污染物的还田使用。因地制宜发展秸秆综合利用和以沼气工程为主的农业循环经济[44]。严格限制或禁止水面养鸭、网箱养鱼等散养行为,减免对水库的直接污染。
4.2 实施库区污染防护工程
水库外围可种植吸污、隔污强的生态防护林,吸收并拦截一定量的入库污染物,同时,对库坝进行生态改造,把以往以防洪为主要任務的土石坝护提改造成具有拦洪、净化水体、修复景观以及增加水库蓄水量等功能的组合人工湿地系统[45]。再者,改善水库上游多个汇水口的生态环境,抑制各类外源污染物、营养物的流入。
水库内可建造生态浮床或人工湿地,种植适量的紫根水葫芦、芦苇等氮磷高富集植物,既美化水面环境又能有效预防和抑制水库底泥等内源性污染。此外,通过放养鲢、鳙鱼等鱼类,吞食各类水藻,并增加氮、磷生物输出,缓和水体富营养化[46-47]。库区污染防护工程有助于增强水库的抗污能力,具有重要意义。
4.3 建立严格的水库监管体系 首先,我国政府应加大对水库环境管理的资金支持力度,确保水库管理工作能够顺利进行。水库管理中心应选拔和引进优秀的水库管理人才,定期组织专业的水库管理培训,实行明确的责任分工管理制度,提高员工薪资待遇水平。
其次,水库的巡查工作不能懈怠,各级水库管理部门应进一步健全巡查制度,做好巡查工作[48]。详细检查病险水库,部分通航水库还需对燃油船舶尤其是危险化学品运输船的安全性进行检查,避免船舶事故污染。与此同时,完善水库周边通讯设施和入库道路的建设,一旦出现突发性污染事件可以第一时间采取补救措施,最大程度地降低危害。
最后,重中之重,水库管理中心应全面建设污染自动监测网,严格监督水库水质状况。在“互联网+水库管理”的发展前景下,我国提出建立智慧水库一体化管理平台的理念。该平台可集成水库自动化监测、运行维护、行政管理等主要业务,对灾情和险情等进行实时预警处理,管理人员在移动终端即可对水库进行全方位监测和指挥[49]。这项先进实用的水利技术已被水利部认可和推广,值得大中小型水库借鉴与应用。
4.4 加强环保宣传、制定法规政策 人类作为环境道德的主体,在拥有环境享用权利的同时也应承担起防止环境破坏的责任和保护环境的义务[50]。针对公民环保意识的薄弱,各库区政府应走家入户开展水库环境保护宣传教育,提高人们水污染危害警惕性和水环保自觉性。我国环保部门需制定相应的《水库环境保护法规》,禁止水库周边居民使用含磷洗衣粉,严厉打击非法排放超标污水企业。经济政策方面,调整污水排放费用,使交纳的排污费高于污水治理费,为我国水库污染治理奠定经济基础。
5 结语
水库为我国城市供水、农业生产、旱情缓解、旅游服务等作出了巨大贡献。当前我国水库污染形势非常严峻,我国虽然在水库污染治理问题上采取了一系列治理措施,取得了阶段性成就,但水库污染治理过程中依然存在较多的问题和不足之处有待解决。合理调整产业结构、积极实施库区污染防护工程、建立严格的水库监管体系以及加强环保宣传、制定法规政策等能有效缓解我国水资源紧张的局面,对保护水生态系统和实现可持续发展具有意义。水库污染治理不可能一蹴而就,需要不断摸索和全民参与,相信在不久的将来定能再现良好的水库生态环境。
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