摘要:社会经济发展进步使得水环境承担越来越高的污染负荷,引发水体环境破坏、水资源紧缺等问题,水污染总量控制作为水环境治理的重要手段,得到越来越多的关注。本文介绍水污染总量控制的理论背景,以县级区域为例,分析水污染总量控制在水环境治理中的具体应用,并给出适用于县级区域水环境水质现状及污染发生特点的治理方案,供相关单位借鉴参考。
关键词:县级区域;水环境治理;水污染总量控制
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2020)12-0-02
DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.12.105
Discuss the total control of water pollution at the county level
Liao Xiangyang
(Chongren Ecological Environment Bureau of Fuzhou City,Jiangxi Province,Fuzhou Jiangxi 344200,China)
Abstract:With the development of social economy, the water environment bears a higher and higher pollution load, which leads to water environment damage, water resources shortage and other problems. As an important means of water environment treatment, the total amount control of water pollution has received more and more attention. This paper introduces the theoretical background of total amount control of water pollution, analyzes the specific application of total amount control of water pollution in water environment treatment, and gives the treatment scheme suitable for the current situation of water environment quality and the characteristics of pollution occurrence in the county area, which can be used for reference by relevant units.
Key words:County area;Water environment control;Total water pollution control
污染物进入水环境之后,短时间内无法通过生态循环系统而有效消除,其以不同形态滞留在水体内,导致水环境中污染物结构不断复杂化,开展水环境治理工作的技术难度和经费投入明显增加。因此,在水环境治理中,国家提出水污染总量内控制的要求,结合各水域实际情况,计算其污染物容纳的最大体量,以此为基准,严格控制污染物排放。水污染总量控制对于水环境质量改善来说意义重大,有必要对相关实践经验做分析总结。
1 水污染总量控制理论背景
水污染总量控制形成于水污染浓度控制策略的基础之上,用以解决排放标准控制无法有效抑制水环境污染扩大的局面。1986年,我国颁布《关于防治水污染技术政策的规定》,正式提出污染总量控制的概念,并开始水污染总量控制制度体系的构建。2008年修订的《中华人民共和国水污染防治法》正式将水污染总量控制制度纳入国家战略层面,自此,该制度开始在全国范围内落实。
水污染总量控制即对某一时段、特定流域内单位污染物排放总量进行限制的污染防治措施,其主要内容有:一是污染物总量按控制程序逐年递减;二是污染物总量依照流域范围进行划分;三是明确污染物排放实践跨度。水污染总量控制可分为3种类型,分别为目标总量控制、容量总量控制及行业总量控制。
在县级区域水环境治理中,水污染总量控制多采用如下流程:开展县级区域水环境质量勘查,给出综合性的质量评估结果,结合勘查过程中发现的问题,合理制定水质目标,然后通过污染源调查、治理方案设计及落实等,在既定时间内达成水质目标,进入下一治理循环。
2 县级区域水污染总量控制
2.1 设定水质目标
县级区域水污染总量控制水质目标的设定需考虑3点问题。第一,区域生产生活水平提升及社会发展对水环境质量持续性改善的需求;第二,区域总体发展规划中对各类水域的功能划分情况;第三,水利工程建设、水资源开发的可持续性。
在县级区域,地表水污染构成包括企业生产污染、农村居民生活污染、农业种植及养殖污染、自然水土流失污染等。水污染总量控制也就是控制以上污染向水环境中的排放量,并兼顾污染物在水环境中迁移、降解、转化的程度以及水体本身的消纳能力,因此,县级区域水环境治理主要针对点源污染、生活污染和农业生产污染进行。总结以往水环境治理经验,单一的治理方式已经很难再适应目前复杂的水污染现象,必须将水资源开发规划、水资源保护、污染治理、產业结构调整等措施相结合,构建系统化的水环境治理方案[1]。
2.2 明确设计流量
水污染总量控制中设计流量多选择枯水期某保证率的水量,主要是考虑到该水文时期水体总量最少,其中承载的污染物数量也最少,以该水量作为水质预测及规划的核心参数更为安全可靠。
在实际工作中,需根据不同水域的实际情况确定其设计流量。例如,若流域常年有水,可取其枯水期月平均流量为计算样本,样本数据来源至少为近10年,以90%保证率的枯水期月平均流量作为设计流量;若流域为集中式生活用水水源,保证率应取95%;若为农业生产用水水源,或存在既有水利工程设施,可选取近10年最低水位的水体容积作为设计流量;若流域仅在汛期有水,可将设计流量定为0。
2.3 计算纳污能力
水体纳污能力与其水量大小、污染物时空分布有关,县级区域在设计水体污染物排放标准限制时,需将具体保证率下的水体水量作为基础,准确预估水体最大污染物容纳量。
2.3.1 纳污量限值
纳污量限值指的是某水域功能正常发挥的前提下所能容纳的最大污染物体量,结合水体设计流量、水体功能及水质目标,计算其纳污量限值。按照有关规定的要求,生活用水水源地水库无须进行纳污量限值计算。从纳污量限值的计算方法可以看出,该参数主要受水质标准浓度的影响,且与水体自净能力有关,如水体扩散系数、自净系数等。此外,上游水体水质变化、流域排污点设置位置及排污流量等,也会对纳污量限值造成不同程度的影响。
对于设计流量为0的水体,已经不具备自净能力和稀释能力,因此在计算纳污量限值时可予以忽略。
2.3.2 污染物衰减系数
污染物衰减系数用于衡量污染物随时间维度的变化,体现污染物影响周围环境的能力,是水体纳污能力的重要指标。不同种类的污染物在不同水体条件下,其衰减系数可能存在明显差异,实际工作中一般采用断面法进行衰减系数计算,具体公式为:,其中,K表示污染物衰减系数,C1、C2分别表示水体上断面和下断面的污染物浓度,Vs表示设计流量下的水体平均流速,Δx表示水体上、下断面间距。除该标准公式,污染物衰减系数计算还存在经验公式,即K=0.066+0.5u,其中u表示设计流量下水体平均流速,若计算过程缺少必要数据资料,可采用经验公式[2]。
2.3.3 水体纳污能力
水体纳污能力计算结果是制定水污染排放总量控制方案的重要依据,水环境中污染物的存在不可能实现时空均匀分布,因此在计算水体纳污能力时,环境容量指标无法被充分利用,即无须考虑混合容积和降解量的问题。依照以上思想,得到水体纳污能力计算公式:,其中,W表示水体纳污量限值,K表示单位换算系数,C表示污染物排放标准,Q表示水体流量,q表示污水排放流量,C0表示水体污染物的初始浓度。
若县级区域为平原地形,因其水域多为季节性,仅在汛期有水,且设计流量为0,在计算水体纳污限值时,无须考虑污染物衰减自净,其纳污限值也多设为0。
2.4 确定控制方案
为确保水污染总量控制中水质目标充分达成,需要采取一系列手段控制水体中污染物的总量,污染物的控制两可根据当期水质目标,水体纳污限值、污染现状、污染排入情况等进行确定,污染物消减量=水体纳污限值-污染标准值。
3 县级区域水污染总量控制方案
在明确县级区域水体污染物消减量之后,需要通过污染负荷的合理划分,对水污染总量进行控制。
3.1 水污染总量控制原则
水污染总量分配方法包括等比例分配、费用最小分配、按贡献率削减排污量分配等。进行污染物总量分配时,需满足如下原则:
依照水域控制断面或控制点的水质标准,划分各排污口的允许排放强度和排放总量。
依照允许排放强度和排放总量划分各排污口的允许排放总量及消减量。
按照各排污口实际排污强度划分允许排放强度及削减率。
按照排放污染物的影响系数划分水环境治理责任。
3.2 水污染总量控制方法
县级区域水污染源主要来自企业生产、居民生活和农业生产活动,因此排污状态相对稳定,在进行排污总量分配时,可依照污染物排放量及污染程度进行。
构建污染物总量分配模型:,其中M表示区域水污染控制总量,fi表示分配系数。分配系数需要根据污染物排放程度及各污染源间距离进行计算,有公式,其中x0m0表示各点源污染影响因子总和。排污强度的计算公式为:
其中,m、x、u、A、K、C0分别表示排放强度、控制断面与排污断面间距、水体平均流速、过水断面面积、污染物降解系数和污染物初始浓度[3]。
3.3 水污染总量控制措施
3.3.1 污水排放定额
污水排放定额管理主要针对县级区域的生产性企业,企业生产活动产生的污水排放点相对固定,可实现统一化管理,引入污水排放定额管理机制,即结合各企业生产属性、生产规模的不同,为其分配相应的污水排放量定额,依照定额完成情况,对企业进行奖惩[4]。
污水排放定额管理的顺利执行首先需建立一套完善的定额管理体系,对定额分配标准、排污要求、奖惩措施等做详细规定,使得定额管理各项工作的开展有据可依。第一,在各县级、乡镇企业排污口安装污水自动监控装置,对内企业排污情况做在线监管。第二,明确县级区域水环境总体容量,以此为基础,重新审视区域产业结构发展规划是否满足可持续发展的要求,对区域经济发展方向做合理调整,然后再结合区域发展布局及水质目标,确定当期的水污染治理任务清单,对企业排污情况做严格监管,鼓励其自主进行生产方案调整,以削减排污量。第三,在水环境治理的同时,协同开展区域生态环境综合整治,发挥合力提高水污染治理成效。
3.3.2 加强水质改善
相较于一般城市,县级区域在生态资源保有量上具备得天独厚的优势,虽然近年来入驻县级区域的生产性企业数量不断增加,导致区域水环境污染治理面临更大的压力,但县级区域的生态资源优势并未被消除。水污染总量控制中,为有效达成水质目标,应充分利用起各项具备突出生态属性的水质改善技术,發挥区域资源优势以达到最佳的治理效果。
例如湿地技术,湿地生态系统包括土壤、浅水、水生生物、微生物等生态要素,可同时发挥物理、化学、生物的污水处理功能。县级区域在开展水环境治理工作时,应充分利用现有的湿地资源,通过湿地改造、开发,发挥其水污染治理功能。如结合当地水环境及自然条件特点,采取弃土填湖的方式打造平原湿地蓄水湖泊复合体。除湿地技术外,土壤渗滤技术对于县级区域的水质改善也非常适用,发挥林地、农田、草地等生态系统的污染物固定、降解作用,逐渐提高水体质量。
4 结论
水污染总量控制对于县级区域水环境治理成效提升来说意义重要,建议有关单位加强水环境监管工作,结合区域水环境特点合理确定水质目标并计算污染物消减量,通过污染配额、水质改善等手段,强化水污染总量控制成效,实现区域经济与生态协同发展。
参考文献
[1]顾骅珊,张学刚.基于环境容量的长三角近岸海域水污染总量控制研究[J].嘉兴学院学报,2020,32(03):38-43.
[2]尹炜,裴中平,辛小康.现行水污染物总量控制制度存在的问题及对策研究[J].人民长江,2019,50(08):1-5+19.
[3]翟敏婷.河流水质模拟及污染总量控制研究[D].大连:大连理工大学,2019.
[4]陈义.基于容量总量及断面达标的流域水污染控制[J].环境与发展,2018,30(03):52-53.
收稿日期:2020-09-26
作者简介:廖向阳(1965-),男,汉族,本科学历,工程师,研究方向为环境治理。