摘要:随着我国乡村振兴战略的不断推进,农村居民生活水平不断提高,新农村建设成效显著,用水量和污水、废水排放量也日益增长,农村居民对于良好人居环境的追求和严重落后的污水收集及处理设施形成尖锐冲突。在全面推行生态文明建设的大背景之下,解决农村地区的水环境污染问题成为进一步实施乡村振兴战略的重要内容。在各地经过大量实践探索之后,各种问题逐渐暴露出来,就陕西关中地区17个村庄的水环境污染和治理现状进行了实地调研和问卷调查,对涝池系统、村级污水处理站及厕所革命的运行现状进行浅析,总结并提出设想和展望。
关键词:农村水环境;水环境治理;厕所革命;涝池系统;村级污水处理站1农村水环境污染现状
1.1农村水污染现状
近年来我国农村地区自来水供水普及率不断增长,根据生态环境部2023年2月22日在京召开的新闻发布会内容,截至2022年年底,我国农村自来水普及率达到84%。同时,农村居民的生活质量不断提高导致生活用水量大大增加,生活污水量随之出现急剧增长。但农村地区普遍缺乏完善的排水设施,生活污水常常被直接排放至居住区附近的简易沟渠、水体或低洼地带,造成水体黑臭现象;传统的用水设施并不能有效地对污水进行收集和处理,不仅影响农村居民的人居环境,还存在污染地下水的潜在威胁,水环境污染问题较为严重。另一方面,部分村镇企业蓬勃发展,工业污水量也呈现上涨趋势,在少数不便监管的偏远地区,仍存在向自然水体、耕地排放未达处理标准的污水、废渣的情况,威胁农村水环境。目前,农村水环境治理的首要问题是生活污水处理[1]。
针对现存的农村污水排放和污染问题,已有很多探索和理论研究,但就实际效果而言,仍有很多农村地区的污水收集系统建设不完善、污水处理设施不能正常运行,不仅没有实现水环境污染的控制和治理,还存在二次污染的隐患。各类调查研究均表明,各地的村级污水处理站普遍存在闲置、停运和损坏等情况。[23]
1.2农村水污染治理及难点
中办、国办印发实施的《农村人居环境整治提升五年行动方案(2021—2025年)》明确了“十四五”期间我国农村人居环境整治的各项要求[4],对于农村居民生活污水的收集和处理,全国各省市均在农村水环境污染与控制方面进行了积极探索,建立了各类排水系统、收集设施及污水处理设施、构筑物。陕西省关中地区的农村水污染治理主要以新修和修复涝池系统、建设村级污水处理站及“厕所革命”为主。
1.2.1运行维护成本过高
现有的村级污水处理系统普遍以污水处理站为主,小型污水处理站的工程建设投资费用均达百万级以上,3 000 t/天的中型规模污水处理站的总投资更是超过千万。[5]村级污水处理站在运行过程中还存在动力设施诸如水泵、搅拌设施的电力费用,人工、药剂、耗材及日常维护的持续开销,对于农村地区而言很难长期维持正常运行。
1.2.2设计工艺不合实际
现有的污水处理及排放标准主要是针对城市居民生活污水及工业污水、废水制定的,农村居民生活污水相较于城市居民生活污水而言,污染物质成分相对单一,有毒有害污染物浓度较低,要完全对标城市污水处理工艺实则“杀鸡用牛刀”,配备的各种水质监测设备选型往往标准过高。但在现有的工程建设中可参考的针对农村居民生活污水处理的典型案例较少,大部分村级污水处理站仍然照搬城市污水处理系统进行建设。此外,农村地区相比于城市,用水、排水时变化系数较大,污水水量集中、不均匀,且因排水管道建设不完善,往往实际排水量达不到设计值,对污水处理系统的稳定运行造成较大冲击。
1.2.3缺少相关专业人才
对标污水处理行业的高等教育主要是给水排水工程与环境工程相关专业。在行业发展方面,部分专业人员投身于建筑给排水相关岗位,在污水处理方向的专业人员更倾向于选择在城市就业的岗位,农村地区缺少相关人才,很难保证已经建设完成的农村污水处理系统正常的维护运行。在学科建设方面,污水处理的最前沿主要集中在提升污水处理效率和出水标准的顶尖研究上,而在农村污水处理系统的运行方面往往因为过于基础而被忽略。
1.2.4违背居民生活习惯
我国传统的农村用水排水模式都非常原始简陋,传统农村居民对用水排水的要求也普遍偏低,在污水排放收集与处理方面没有正确的认识,也很难形成良好的习惯,以至于花费大量资金修建的污水排水及处理系统的运行和维护得不到居民的支持。特别是在厕所修建方面,常年居住在农村的居民习惯于使用传统的旱厕,粪水简单收集之后作为肥料使用,新修的冲水厕所不仅增加了用水量,造成了水费开支增加,还使农民失去了利用粪水作为肥料的机会,使冲水厕所在实际推广应用中阻力很大。
2陕西省关中地区农村水环境污染
2022年7月~8月,笔者通过对陕西关中地区的17个村庄进行调研(其中西安地区5个,咸阳地区6个,宝鸡地区6个),以实地踏勘与农户走访调查获得了关中地区部分农村水环境及农村居民对水环境的认识、意见的相关数据。通过对给水系统建设、排水系统建设、现代用水器具的普及程度及水处理系统的建设进行考察,对陕西省关中地区农村的水环境现状进行汇集和总结。
2.1陕西省关中地区农村水环境现状
2.1.1给水系统建设
根据陕西省“十四五”规划,要求加快水利基础设施网络建设,到2025年全省农村自来水普及率应达到92%以上。本次调研中涉及到的所有村庄全部实现自来水入户,供水方式以直接接入城市管网为主,其中14个村庄水源为地表水,3个村庄水源为地下水。各村供水管道铺设较为完善,户内用水器具均能正常接入自来水管,水质水量均有较好的保障。
2.1.2排水系统建设
被调研的17个村庄中,具有比较完善的排水收集器具与管道建设的仅有2个且位于西安市城郊,居民生活污水汇入城市排水管网,经污水处理厂处理达标后排放。有10个村庄(其中西安3个,咸阳4个,宝鸡3个)有一定分排水收集器具和简易收集管渠,生活污水自居民家中汇流至街道旁边的管渠,进入村级污水处理系统,但所有处理系统均未稳定良好运行。有3个村庄(其中咸阳1个,宝鸡2个)仅有简易的室内排水管道流至街道露天渠道进入池塘等天然水体,无污水处理相关设施。其余2个村庄(其中咸阳1个,宝鸡1个)没有专门设置的排水管道,生活污水直接泼洒在户外。
2.1.3水环境污染情况
根据调研结果,17个村庄中的15个村庄均未实现生活污水的合理处置,存在明显的水环境污染情况。村级污水处理系统中的涝池、村级污水处理站不能良好运行,污水排放至相应的构筑物或水塘但无法进行处理,不仅没有实现污水处理的目标,还造成当地水环境的二次污染,水体黑臭情况较为严重。在完全没有污水处理系统的村庄,污水在居民居住区域汇集,大面积水体黑臭,严重危害农村水环境、影响农村居民的身心健康,背离了我国倡导建设美丽乡村及乡村振兴的建设策略。
2.2污水处理系统
所调研的10个具有污水处理系统的村庄主要应用涝池系统和村级污水处理站来对农村居民生活污水进行处理,但均未稳定良好运行,存在对水环境二次污染的隐患。
2.2.1涝池系统
涝池系统是北方干旱地区的雨水收集坑塘,利用农村低洼地区,依靠重力作用汇集雨水。近年涝池也兼作农村生活污水处理系统,陕西省于2016年启动了涝池水生态修复整治工程,共新修及修复了1 000多座涝池[6]。但由于各种原因,虽然有研究人员进行了大量的相关研究和探究,但主要研究焦点集中在涝池的设计建造、结构演变、类型特征及相关植被的配置及生态效益方面,在涝池的运行、维护和管理方面及水质保障技术等实际应用方面几乎没有涉及,现有的研究流于表面,加之未具体考虑不同地区的水文特征、气候条件和居民生活习惯,各地的绝大多数涝池都出现了不同程度的水体黑臭现象(咸阳某区涝池水体黑臭率达46%),严重危害当地水系生态的安全和稳定。[710]
本次调研中应用涝池系统的村庄有4个(其中咸阳1个,宝鸡3个)。4个村庄的涝池系统均存在不同程度的污染,水体水质均为地表水劣Ⅴ类,经测定,污染物主要为氨氮化合物。
2.2.2村级污水处理站
村级污水处理站一般为小型的简易污水处理设施,大多为二级处理。处理流程主要为:截流井→格栅栏→调节池→沉淀池→生物处理系统/生物膜工艺/人工湿地→蓄水池/排放/利用。目前较为常用的生物处理系统有生物接触氧化、A/O、A2/O等;生物膜工艺主要是一体化MBR工艺;还有部分村级污水处理站应用人工湿地来净化居民生活污水[4,11]。
本次调研中除2个排水系统直接接入城市市政污水管网并进入城市污水处理厂进行处理外,还有6个村庄建设了完整的村级污水处理站(其中西安3个,咸阳3个),但除了西安地区的2个村庄村级污水处理站还在不稳定的勉强维持运行外,西安地区的1个、咸阳地区的3个村级污水处理站基本处于停用状态,甚至有2个村庄的村级污水处理站已经彻底废弃,场地荒草丛生,处理构筑物内残水严重黑臭,蚊蝇滋生。
2.2.3厕所革命
除了涝池系统和村级污水处理站一类的末端处理设施,在农村水环境治理的探索也考虑了从污染源头进行控制,如“厕所革命”即改传统旱厕为现代冲水厕所,避免粪水的长时间堆积下渗造成地下水污染。截至2015年,我国全部省份均制定了厕所建设3年行动计划。
笔者在调研过程中注意到,除西安地区2个具备完善排水系统的村庄村民家中的厕所仅为冲水厕所外,其余15个村庄村民的家中即使修建了冲水厕所,仍然都保留了原始的旱厕形式,日常如厕仍以旱厕为主,仅部分相对年轻的人群选择使用冲水厕所。因农村居民传统的用水、如厕习惯使“厕所革命”的推行没有实现目标效果。
3水环境满意度
本调研主要以问卷的形式对17个村庄的部分村民代表进行本村供水及水环境的满意度进行调查。共收集到有效问卷192份,根据调查问卷,对所调研村庄居民对供水及水环境的满意度、认识和意见有了最直观的了解。
3.1供水满意度
在供水方面,所调研的17个村庄中,村民对本村所使用的自来水水质、水量、水压满意度均达到92%以上,对生活用水方便程度的整体满意度均超过90%,这表明现有的自来水给水能够满足村民日常生产生活所需,农村居民对供水满意度极高。
3.2排水满意度
结合各村排水系统情况的调研结果,西安地区2个具备完善排水系统的村庄村民对室内排水管道的设计和铺设满意度达96.77%;10个具有污水处理系统的村庄此项满意度集中在80%~96%;仅有简易的室内排水管道的3个村庄此项满意度均低于50%;没有专门设置排水管道的村庄不计此项。在污水收集系统方面,具备完善排水系统的村庄村民的满意度为100%;具有污水处理系统、仅有简易的室内排水管道此项满意度分别为60%~74%、7%~15%;没有专门设置排水管道的村庄不计此项。室内外排水管道系统和收集系统的完善程度对村民们的满意度有非常显著的影响。
3.3水环境满意度
192份问卷中,有83.85%的村民对村内水环境表示还有待提升,15.10%的村民表示基本满意,仅有2名村民表示村内水环境对自己没有太大影响,关于节水意识方面,67.18%的村民表示自己具有较好的水资源保护和节约用水习惯。控制和治理农村水环境污染是提升农村居民满意度、幸福感的重要方面。
以上数据表明,大多数村民对供水现状表示满意。但在排水和污水处理建设方面,对排水设施的满意度远不及给水,村用排水设施和水环境安全都有待提升。
3.4意见和建议
根据调研结果综合分析,陕西关中地区的农村水环境污染控制仍有很大的发展空间,现有的建设探索还不足以解决农村水环境污染的治理目标,日后的研究与探索应着重考虑农村地区的实际情况,包括污水水质水量特点、水文特征、人居习惯和限制条件等,开辟差异化的农村污水治理模式。在人员配置方面,应加强组织对基层建设运营人员的专业培训,保障资金支持,制定相关规定,增强农村居民的水环境保护意识。
4总结与展望
建设美丽中国,走乡村绿色发展道路,农村水环境保护刻不容缓。目前的农村水环境污染控制与治理还需要结合实际情况,在“建好”的基础上保障“用好”,积极探索更加适宜农村地区的污水收集与处理系统。
参考文献:
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作者简介:裴媛玫,女,陕西兴平人,助教,硕士研究生,研究方向:污水处理,乡镇水环境污染治理。