任自明,李志豪,丁月杰,孙 瑞,王 振,2
(1.周口师范学院化学化工学院,河南 周口 466001;2.周口市环境污染防治与修复重点实验室,河南 周口 466001)
海河流域是我国七大流域之一,集水区自然径流为 372 亿 m3,总面积约 32 万 km2,占全国总面积的3.3%。20世纪80年代以来,由于海河流域经济增长迅速,工业化进程加快,致使流域内水体污染问题加剧。为了修复海河流域水体质量,国家发布了《海河流域综合规划(2012—2030 年)》《重点流域水污染防治规划(2016—2020 年)》等相关条例,流域内各省市自治区加大了水资源治理和保护力度,流域水体质量得到明显改善,但该流域仍存在水资源相对匮乏、水体质量较差等问题[1]。本文基于近几年海河流域水资源现状,尝试为海河流域水环境的改善提出相应的治理策略及建议。
通过对2014—2018年海河流域水资源状况进行分析,发现海河流域水资源量总体呈上升趋势,详见表1。2018年,海河流域降水量为540.7 mm,地表水资源量、地下水资源量和水资源总量分别为173.9亿、257.1亿和338.4亿m3。水资源量的增加对于生态环境的改善、人民生活水平的提高及经济的发展都具有重要意义[2]。
表1 2014—2018年海河流域水资源状况
2009—2018 年海河流域年总用水量变化不大,为363.1 亿~371.9 亿m3,详见表2。由于人口增长、生活水平不断提高以及城镇化的加快,海河流域生活用水量呈上升趋势,年平均增长量为1.33 亿m3。随着国家对海河流域环境修复力度不断加大,生态环境用水量也随之增长,年平均增长量达到了3.34亿m3。此外,生产工艺和生产方式的改善则有效减少了工业和农业用水量[3]。与2009 年相比,2018 年生活用水量和生态用水量分别提高了15%和75.6%,工业用水和农业用水分别降低了6%和16.7%,这表明我国对海河流域水资源的管理措施取得了明显效果。
表2 2009—2018年海河流域用水量 亿m3
根据国家发布的《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),对2013—2019 年海河流域地表水水质状况进行了分析。结果显示,海河流域水质状况总体上正在不断改善,Ⅰ~Ⅲ类水质水体数量年平均增长率为3.06%,劣Ⅴ类水体数量年平均减少率为 5.78%。例如,与 2013 年 1 月相比,2019 年 12月Ⅰ~Ⅲ类水质水体占比从31.0%提高到62.2%,劣Ⅴ类水质水体占比从48.9%降低到4.5%,水体质量有较大提升,如图1所示。
图1 2013—2019年海河流域水质状况
然而,从全国范围来看,海河流域水质情况与其他河系仍有差距。2019 年全国地表水质量公告显示,2019 年海河流域优良(Ⅰ~Ⅲ类)水质水体占比为60%,劣Ⅴ类水质水体占比为7%。而在全国1 940个地表水监测断面中,优良(Ⅰ~Ⅲ类)水质水体占比74.9%,劣Ⅴ类水质水体占比3.4%[4]。其中,长江和珠江流域优良(Ⅰ~Ⅲ类)水质水体占比均在80%以上,劣Ⅴ类水质水体占比均低于5%,因此海河流域还需进一步治理改善水环境。
1.3.1 水资源短缺
由图1 可知,海河流域夏季水体水质明显优于冬季水体水质。原因一方面可能是海河流域处于温带季风区,冬季水温较低,水体中微生物活性差,降解能力低于夏季[5];另一方面,海河流域处于东部季风区,水资源补给主要依靠雨水(雪),而冬季大气污染较严重,污染物随雨水(雪)沉降进入水体,导致水体受到污染[6]。这些季节因素导致流域内水资源在1 a 周期内变化明显,从而引起水资源短缺。此外,该流域人口众多,且流域内的河南省和山东省是我国农产品生产大省,河北省、天津市是我国主要重工业聚集区,大量生活用水、农业用水和工业用水也是导致水资源短缺的原因之一。
1.3.2 水体富营养化
2013—2019 年中国水资源公报显示,海河流域的化学需氧量、总磷、氨氮、高锰酸盐指数和五日生化需氧量等主要水质指标均存在超标现象,水体长期存在富营养化问题。研究表明,农业生产中使用的肥料与农药仅有约30%被农作物有效利用,大量肥料和农药在降雨以及土壤渗透作用下进入水体,导致水体污染[7];同时,大量生活污水和工业废水的排放也会使水体氮磷含量增加,导致水体富营养化。
遵循可持续发展理念,结合海河流域水资源特点,制定资源节约型、环境友好型经济发展策略。一方面,通过国家宏观调控,各地区协调配合、全面规划,制定行之有效的政策,共同治理水体污染;另一方面,制定并完善相应的法律法规及惩罚措施,对于超标排放单位进行相应的处罚,并以此刺激该单位完善水处理设施。
优化能源结构,构建工业聚集区,推进清洁生产,提高水资源利用效率,降低水资源消耗。例如,采用废水回用技术、冷却水循环利用和中水灌溉城市绿化隔离带等措施。同时,还可以通过改进农业灌溉方式,减少漫灌,推进喷灌以及滴灌方式,以达到节约水资源和控制水体污染的目的。此外,在中下游水流缓慢地区,可采用人工补植与生态堤岸建设相结合的方法,既可去除水体中污染物,又能修复河岸生态[8]。
对于主要居民区和工业聚集区,应用信息技术建立监控体系,实现自动监控,建立科学化、信息化、即时化的监测方案。针对水资源分布问题,各省市间应相互协调。例如,在上游建设水库等设施增加蓄水能力,加大下游污水处理力度,完善水利工程,保障水资源供需平衡;完善乡村排水管网系统,建立乡村污水处理方案,实现污水集中治理;城市污水应根据污水水质及时更新处理设施,改善排水体制,确保污水全面收集并处理达标后排放,减少水体环境负荷。
水环境保护不仅仅是政府的工作,同样关乎到民众的健康以及生活质量。一方面,政府应积极引导,增大宣传力度,提高民众节水、护水的意识;另一方面,鼓励民众参与到保护水资源的工作中,通过成立水资源保护志愿者协会、设立水资源保护监督小组等方式,提高民众积极性,使节约用水的理念深入人心。此外,实行信息公开化,明确责任制度,避免因信息不透明、推卸责任等问题打击民众参与的积极性。
近几年来,海河流域水资源总量逐年增加,供水系统与用水系统逐步完善,水体质量不断提升。但水体污染问题仍然存在,且与长江和珠江等流域存在较大差距,水环境保护和治理任务仍然艰巨。因此,海河流域水环境治理和保护工作依然任重道远,建议相关部门应从整体考虑,健全相关制度,优化监测技术,改进治污工艺,鼓励全民参与,共同构建经济与环境协调发展的和谐社会。