史之源
(上海勘测设计研究院有限公司,上海200335)
水资源是人类赖以生存的基本物质之一,与人们的生产生活息息相关。我国是缺水国家,用水量不断加大,健康无危害的水资源和环境污染造成的比例反差越来越大,流域水污染治理问题刻不容缓。尽管每年都有相关治理决策出台,也投入大量的人力、物力、时间等不间断地进行治理工作,仍会出现新的污染问题。流域水环境治理具有一定的系统性,治理问题很复杂,需要长期不间断的投入。
流域水环境外源污染主要分为点源污染和非点源污染。点源污染是指有固定排放点的污染源,指工业废水和城市生活污水由排放口集中汇入江河湖泊,如化工企业、钢铁工厂、印染厂、印刷企业等[1]。非点源污染是指在人们日常的生产生活中,土地泥沙、有机物质、残留农药、农业秸秆、大棚材料等残存废物、鸡鸭牛羊的动物粪便、养鱼场等水作物养殖饲料、居民生活垃圾废水、含有重金属的空气等,通过地面的水流、泥土吸收和田地浇灌等形式进入河道、空气中所造成的污染。
我国流域水环境外源污染是一个非常严重的问题,河流的水质大面积下降,污染物不断蔓延。532条河道流域中436条受到轻重不一的污染,在人群密集的地方,湖水、沟渠、水库均受到不同程度的污染。人类活动使很多工业、农业和生活垃圾产生废水,地下水被污染。水污染在很大程度上是由人类生产和生活中产生的污染物造成的[2]。目前,有百分之九十以上的城市水资源受到污染,南方地区的缺水总量有百分之六七十是因为水资源污染造成。对我国118个大中城市的地下水资源的抽查检测表明,有115个城市受到了污染,严重污染的约占百分之六十。
流域水污染引发的水污染事故也时有发生,威胁到人民的身体健康。例如:河南省驻马店市练江河的河水因为受到了严重污染,河域内微生物、寄生虫浮生,临近湖泊大面积腐败变臭。抗生素滥用、医疗垃圾侵入地下水层,导致某些城市的饮用水中抽检出抗生素物质[3]。
针对流域水环境外源污染治理,广泛应用的措施主要有截污工程、初期雨水截流工程、分散式一体化设备污水处理工程、人工湿地深度净化工程[4]。
截污工程非常重要,主要包括河道疏挖、新挖河槽、堤防填筑、新建跌水、巡河道路、改建桥梁、新建雨水口、铺设截污管线以及景观绿化、管线改移等等[5]。截污纳管在城镇污水排放中具有重要作用,可以直接将排放到河道的污水截流并且收集起来。河道两边的工业厂房、饭店小区、企事业单位每天都会产生大量污水,截污纳管有效阻止了这些污水排进河道造成二次污染。被截流的污水直接转送至排水管道并输送到污水处理厂,进行集中治理。这一措施极大地改善了水资源环境状况。例如深圳市排涝河截污工程,经过对河道现状问题的分析,该工程通过强化截流工程措施,解决排涝河片区河道市政污水问题;通过初(小)雨调蓄并转输处理工程,解决面源污染入河问题;通过建闸调度工程措施,解决排涝河外江污染回溯、自身水动力差的问题;通过补水增容工程措施,解决排涝河水环境容量不足的问题,最终改善了排涝河道水质。
初期雨水受到大气污染的影响,夹杂大量硫化物、氮原子等污染物质,还混合了地面人们生产生活制造的废气、废物。汽车尾气排放的有毒物质、餐馆的油烟、饮食中的油脂废物、垃圾里的有害物质、化工厂的污染物、颗粒粉尘等等,都会掺杂进雨水并随着排污管道进入河道。对初期雨水截流避免了水环境污染的产生,同样将污水截流送往污水处理厂,有效治理了水资源污染[6]。初期雨水截流工程主要有雨水截流沟、雨水干管、初期雨水弃流装置以及消纳系统,这4种工程的特点见表1。为治理和改善城市水环境,我国很多城市都采取了初期雨水截流措施,其中典型的合流制截污工程是苏州河沿线市政泵站,既解决了晴天时污水排入苏州河的问题,又减少了雨天溢流入河次数和溢流污染负荷。
表1 初期雨水工程分类和特点Tab.1 Classification and characteristics of initial rainwater project
分散式一体化设备污水处理工程将污水的生产、处理和排放就地完成。从源头控制住水污染的发生,从而节省了管网建设费用,从根本上解决了偏远地区及单体污染源难以集中的问题。这一处理项目适合在农村等场地分散、污染源头难以采集的地区。将农村生产、生活中产生的废水集中在一起,抽查分析,并且用一体化设备进行处理,能极大改善农村脏乱的环境。分散式一体化设备主要有MBR、A2/O、A/O,各设备都存在一些优缺点[7],适用性也存在差别(表2),可根据各设备的特点和实际情况来选择。
人工湿地深度净化工程可以持续、有效地改善流域水治理中出现的问题,例如反复污染反复治理。投入的成本相对较低,运作简单,耗资较少,而且结合污水处理厂净化效果更好。应用这一工程处理流域水环境外源污染具有很好的前景,污水处理厂、站的出水以及预处理后的雨水可以用人工湿地来处理。
垂直潜流、水平潜流和表面流人工湿地是人工湿地的主要类型,具有不同的特点,见表3[8]。在采用人工湿地深度净化工程时,要根据待处理水的水质、水量和周围环境的不同来选择。
表2 分散式一体化设备类型和特点Tab.2 Types and characteristics of decentralized integrated equipment
表3 人工湿地类型和特点Tab.3 Types and characteristics of constructed wetland
例如西安市区的主要纳污河流皂河流入渭河,造成了严重的水污染问题。对于皂河入渭口的治理,就是运用人工湿地工程,综合考虑主要运用表面流湿地。皂河入渭口有大量的河滩地,通过建设表面流人工湿地,有效地改善了渭河的入流水质,恢复了河流生态环境。
流域水环境外源污染治理工作涉及截污治污、综合处理、生态修复等多种项目措施[9]。技术措施完善,技术体系合理,但是不能集中完成统一的协调治理工作。因为综合运用性较弱,各个项目措施不能很好地配合,不利于长期稳定运行,会影响到流域水环境的治理效果,造成治理工作反复。因此需要各个项目技术整合,形成有利于流域水环境外源污染治理的合成技术系统,实现长效治理。
针对流域水环境外源污染,在实际治理过程中要根据流域的水资源污染实际情况和各个工程措施的特点,选择合适的工程方案。创建无污染、健康美好的生活环境是追求的目标,近几年国家政策一直强调加强环保力度,作为水污染治理方面的工作者来说,需要不断地学习和探讨。