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關鍵詞:水資源;水環境;水體污染;治理對策;可持續發展
引言
水資源是人類社會賴以生存的前提,直接關系到社會的可持續發展。如今,地球生態環境已被人類活動嚴重破壞,尤其是水污染的嚴重性尤為突出,已向人們敲響了警鐘。
1我國水資源現狀
1.1水資源貧乏
供需矛盾日益突出,且制約經濟發展。我國的淡水資源總量為28000億m³,占全球水資源的6%,名列世界第四位,但人均占有量只有2200m³,居世界第119位,世界人均水資源8800m³,是世界水平的1/4,被列為世界上最缺水的13個國家之一。全國有10個省區人均水資源不足1000m³。(人均水資源不足1000m³為貧水國家,不足500m³為絕對貧水國家)。
1.2水資源開發與利用極度不合理
流域內,流域之間水資源利用分配不合理。目前,有很多城市因為對水資源進行過渡開發利用,導致水資源在上下游和左右兩岸相互不兼顧。無法統籌考慮整個流域的用水秩序。嚴重影響居民的生產生活,造成巨大的資源浪費和經濟損失。在水資源豐富的流域,居民浪費水的現象及其嚴重,水資源利用率低。而在水資源匱乏的流域卻經常斷流,干涸,從而造成了居民無水可用的窘境,嚴重影響到了生活生產,也使生態環境和樹木植被無法得到保障。
1.3水資源時空分布不均勻
我國由于地理位置和氣候原因造成降雨在全國范圍內的不均勻性,南方雨水充沛,年平均降雨超過1000mm,甚至常年發生洪澇災害;而北方內陸地區降雨量稀少,年平均降雨量少于400mm。這種降雨的不均勻性造成了我國水資源的時空分布不均勻性,并最終導致了南北地區經濟發展的不平衡。其次,徑流分布的不均勻也間接導致了國內水資源分布的不均勻。長江流域及其以南地區國土面積占全國的36.5%,但水資源占全國的81%;而淮河流域及其以北地區國土面積占全國的63.5%,而水量僅占19%,其中西北內陸河地區資源性缺水更嚴重。
1.4水污染嚴重導致缺水
隨著我國經濟的快速發展,工農業污水排放逐年加大,今年來全國污水排放量達600億噸,其中絕大部分未作處理就直接排入江河湖泊。這導致水污染的事故頻繁發生,2010年發生污染案1469起 突發事件149起。同時由于人們缺乏環境保護意識,導致天然湖泊,濕地面積減少,沙塵暴增多,氣候劣變的現象越來越普遍。水污染嚴重形成水質性缺水,生活水資源總量因河流湖水水源污染而不斷減少。
2我國水污染現狀
2.1地表水污染
國家環保總局公布的數字表明,地表水流經城市的河段有機物污染較重。七大水系按照綜合污染指數比較,污染程度由重到輕依次為:海河,遼河,黃河,淮河,松花江,長江,珠江。七大水系407個重點監測斷面中,38.1%的斷面滿足Ⅰ~Ⅲ類水質要求,32.2%的斷面屬Ⅳ,Ⅴ類水質,29.7%的斷面屬劣Ⅴ類水質。其中七大水系干流的118個斷面中,Ⅰ~Ⅲ類水質斷面占53.4%,Ⅳ,Ⅴ類水質斷面占37.3%,劣Ⅴ類水質斷面占9.3%。各水系干流水質好于支流水質。海河水系污染嚴重,劣Ⅴ類水質斷面占50%以上,遼河水系總體水質較差,劣Ⅴ類水質斷面占40.6%,黃河水系總體水質較差,支流污染普遍嚴重,淮河干流以Ⅳ類水體為主,支流及省界河段水質仍然較差,松花江水系以Ⅳ類水體為主,珠江水系,長江干流及主要一級支流水質良好,以Ⅱ類水體為主。
2.2地下水污染
我國地下水污染劃分為以下四個類型:一是地下淡水的過量開采導致沿海地區的海水入侵;二是地表污廢水排放和農耕污染造成的硝酸鹽污染;三是石油和石油化工產品的污染;四是垃圾填埋場滲漏的污染。其中農耕污染具有量大面廣的特征,未經利用和氮肥在經過地層時通過生物或化學轉化成非硝酸鹽和亞硝酸鹽,長期飲用這種污染的地下水將可能導致氰紫癥,食道癌等疾病的發生。大部分城市和地區存在一定程度的點狀或面狀污染。污染區仍然以人口密集和工業化程度較高的城市中心區為主。
3水污染的來源
3.1農業污染
農業污染源包括牲畜糞便,農藥,化肥等。大量農藥化肥的流失導致農田土壤污染,通過農田徑流又加劇了湖泊和海洋的富營養化。未經安全處理的禽畜糞便直接排放或任意堆放,造成氮,磷污染所致的水體富營養化,嚴重污染了地下水和地表水環境。在農業污水中,一是有機質,植物營養物及病原微生物含量高,二是農藥,化肥含量高。我國是世界上水土流失最嚴重的國家之一,每年表土流失量約50億噸,使2/3的湖泊受到不同程度的富營養化污染的危害,造成藻類以及其他生物異常繁殖,引起水體透明度和溶解氧的變化,導致水質惡化。
3.2工業污染
工業排放的廢水,污染物種類多,處理難度大,如果這些廢水得不到妥善的處理,將對生態環境造成嚴重的破壞。工業水污染主要來自造紙業,冶金工業,化學工業以及采礦業等等。而一些中小城市和農村周邊的農產品加工和食品行業,如釀酒,制革,印染等,也往往是水體中化學需氧量和生物需氧量的主要來源。
3.3生活污染
我國每年所產生的生活污水逐年增加,所占比例逐年升高。而我國城市污水的集中處理率僅為57.1%。生活污染源主要是城市生活中使用的各種洗滌劑和污水,垃圾,糞便等,多為無毒的無機鹽類。生活污水含氮,磷,硫多,致病細菌多。
4水處理的現狀
4.1污水處理廠的建設
根據住建部《關于全國城鎮污水處理設施2010年第四季度建設和運行情況的通報》中顯示,截止2010年底,在654個設市城市中,已有607個城市建有污水處理廠,占設市城市總數的92.8%。2010年全國設市城市新增污水處理廠337座,新增污水處理能力1384萬立方米/日;累計建成污水處理廠1688座,形成污水處理能力1.067億立方米/日。36個大中城市(直轄市、省會城市和計劃單列市)建有污水處理廠388座,處理能力達4428萬立方米/日。這與2005年底,全國有383個城市建成污水處理廠791座相比,增加了1倍多,可見我國的污水處理的發展還是非常迅速的。
4.2城市污水處理率
據統計,我國的污水處理率保持了較快的增長勢頭,由2000年的34.2%增長到2006年的56%。盡管如此,與發達國家的80%的污水處理率相比,我國還存在很大的差距。
4.3工業廢水預處理
中國江,河沿岸和沿海地區分布著2.1萬家化工廠。但眼下中國70%以上的江河湖泊遭到了污染。這些企業超標排污主要為COD,氨氮,總磷超標現象比較突出。
4.4污泥處理處置
據估計,目前我國城市污水處理廠每年排放的干污泥量大約為600萬噸,而且每年增長率為10%,如果城市污水得到全部處理,則將產生干污泥量為1000萬噸。國內現有的處理方法有污泥濃縮和脫水。污泥經濃縮和脫水后一般含水率只能降低到80%左右。這與發達國家正逐步要求污泥的含水率達到20%-30%相比還有很大的差距。
5水污染治理中存在的問題和對策
5.1完善法律法規 強化管理 增加國民素質
貫徹執行《水法》,《水污染防治法》,《環境保護法》等法律法規,同時完善相應的法律法規,建立相對健全的水環境保護法律體系。加強對污水排放單位的監督和管理,對違法排放的工業企業要從重處罰,嚴格實行總量控制。另一方面還可以利用收取的排污費,排污權交易費等設立基金,用于扶持企業污水處理設施的建設,減輕企業污水預處理的經濟壓力,充分調動企業的積極性和社會責任感。
對于生活污水應樹立全民可持續發展戰略思想,加強保護水環境的宣傳。可建立累進加價的水價制度,通過經濟杠桿,節約用水,減少排污。政府應加大對污水處理的資金投入和補貼,通過政策的扶持和改革,使污水處理企業走向市場化,增加其盈利能力,實現良性循環。
5.2加強水域及飲用水源的管理
進行對流域的用水和排水進行整體規劃,而不是每個城市只管流經自己城區的河流。制定科學合理的水量調度和河湖疏浚方案,提高水體自凈能力。對各地都已劃定了水功能區要嚴格執行水功能區劃方案,禁止向飲用水源地排放。
5.3改變傳統觀念
“先污染,后治理”這種錯誤觀念在人們心里根深蒂固,但是治理水污染的代價遠遠高于控制水污染的代價。因此,各地區,個部門應采取積極有效的手段和措施,進行深入,廣泛,持久的宣傳教育,使環境保護這個觀念深入人心。同時改變人們偷排亂排的現象。
5.4充分利用再生水資源和循環用水
我國的水資源利用率不足50%,重復利用率僅為20%左右,低效的水資源利用加劇了水資源的供需矛盾和嚴重浪費的局面。目前經過處理的污水已用于生產冷卻水,生活雜用水以及園林綠化等領域。但還不夠廣泛,如將再生水經過處理達到地下水質標準進行地下水回灌,對其水源進行補充以備再用。加強推廣建筑中水系統和工業冷卻水循環系統,在工業園較集中的地區采取生活生產分質供水,提高對不同水質的利用程度,降低水處理成本。
5.5改變產業結構 推廣清潔生產
社會產品的結構是由生產力狀況和科學技術水平決定的,同時也反映了社會生產的性質,發展水平和社會資源的利用狀況。睡著生產力的發展和科學水平的提高,各種新產品的種類和結構不斷發生變化。因此,加強新產品的開發和研制以代替傳統的產品。同時積極改進生產程序和技術,實現清潔生產和綠色生產,發展綠色產業,是減少工業水污染的根本途徑。對生產而言,清潔生產包括節約原材料和能源,淘汰有毒有害的原材料,并在全部排放物和廢物離開生產過程以前,盡最大可能減少它們的排放量和毒性。對產品而言,清潔生產旨在減少產品整個生命周期過程中從原料的提取到產品的最終處置對人類和環境的影響。
5.6嚴格審批和驗收項目
隨著社會的進步,經濟的發展和人們需求的增加,使得許多新項目也隨之激增,給水環境帶來了一定的挑戰。因此,對于新項目,無論其規模大小都要進行可行性評估和生態評估,特別是對水資源污染狀況的評估,對嚴重影響水資源,造成嚴重污染的,且企業自身無法解決的,應堅決杜絕此項目的建設。在項目建成投產后,應定期檢查企業是否有偷排亂排行為。
5.7引進國外先進技術設備 著重培養人才
通過對國外先進的水環境恢復技術,結合國情,研究符合中國國情的水環境恢復技術的理論,方式方法。加速環保產品和產業的發展,提高水污染防治設施的產品標準,成套化和自動控制性能,大力開發城市污水和工業廢水成套處理技術。通過生物技術與物理,化學手段的結合,加速水環境恢復的進程。建立完整的人才培養計劃和制度,保障環境處理人才的培養。
工業也是耗費水資源的一大方面,所以,政府應出臺相關的規定,強制性的要求企業節約用水,對于產能較低、耗水嚴重的企業應下發整改通知單,通過更新設備、采用新技術的方法實現節約用水。對高能耗、高污染的行業應加大關注的力度,一方面提高鋼鐵、電力、化工、制藥業、造紙等消耗水資源嚴重的企業進行設備更新,生產工藝改進等措施節約水用量,一方面強制高耗水企業安裝水資源回收處理利用設備,鼓勵工業用水循環利用的行為,積極探索工業用海水的可能性,加大對雨水等非傳統水資源的回收和利用[2]。
2加強技術節水
農業用水中水資源的使用率通常較低,所以在我國發展農業的進程中,應致力于改變農業現有種植結構,調整農業用水布,從根本上解決農業用水浪費的問題。以往我國農業結構主要分為兩大部分,一是糧食,二是經濟作物。當前,隨著我國經濟結構向多元化的方向不斷發展,農業結構也應由二分變為三分,增加用于養殖的飼料作物。
3水污染防治的有效方法
3.1化學方法治理水污染
從化學的角度解決水污染問題,就是利用投放污水處理劑來改善水質。污水處理劑是一種化學藥劑,按其成份可以分為有機處理劑和無機處理劑兩大類。有機類分為陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺、非離子聚丙烯酰胺、兩性離子聚丙烯酰胺等;無機類有聚合氯化鋁、硫酸亞鐵、聚合氯化鋁鐵等。針對不同的水體污染,也可以采取不同的化學試劑:用氧化鈣來解決湖泊酸化;用殺藻劑斷絕藻類的生育;用鐵鹽來化解水中的含磷物質[3]。
3.2生物方法治理水污染
從生物的角度解決水污染問題,就是利用水中的微小生物,通過其呼吸作用,將水中的有機污染物轉化為無機物,使水得到凈化。基于此,可以人為的向污水中投放微生物,或是改善污水的水體環境,使其利于微生物生存繁殖,以達到增加污水內微生物的目的。這種方法能夠使污水進行自我清潔和循環,不會產生其他的影響,所以利用微生物治理污水是一種較為有效的方法。
3.3物理方法治理水污染
從物理的角度解決水污染的問題,就是基于水的密度、質量等物理特性,對水資源采取截流、重力分離、氣浮等措施,利用沉降原理,使污水分層隔離,達到污染物與清水分享的目標,從而得到潔凈的水源。
4結語
【關鍵詞】城市雨水;污染治理;雨水資源化
前言
隨著中國城市化速度的不斷加快,大量的道路、房屋等不透水面積的增加,使城市的降水滲量大大減少,雨洪峰值增加,匯流時間縮短,導致城市雨洪危害加劇,水澇災害頻發,每年因此造成難以計數的巨額損失;與此同時還導致雨水資源的大量流失、雨水徑流污染加重、地下水位下降和地面下沉、城市生態環境惡化等多種環境危害。
一、造成城市雨水污染的原因
造成城市雨水污染的原因歸納起來主要有以下幾個方面。
1、潮濕大氣沉降,它與交通、工業和生活供熱設施等污染所造成的大氣污染程度密切相關。城市降雨一般顯酸性(pH
二、雨水污染對地表水的影響
雨水所攜帶的污染物進入水體后造成了水質惡化與富營養化,合流制溝道系統由于初期降雨沖刷污水管內旱流期間沉積的污染物,造成的污染通常比分流制的雨水系統污染更嚴重。有資料顯示降雨初期屋面和地面徑流雨水的COD可達3000mg/L,據分析,在國內一些大城市里,雨季雨水對水體的污染程度要高,雨水徑流的水質,特別是合流制管道溢流污染會比較嚴重。
三、城市雨水資源化的途徑
城市雨水資源化是一種新型的多目標綜合性技術,就是在城市規劃和設計中,采取相應的工程措施,將雨水蓄積起來并作為一種水源的集成技術。
1、雨水棄流與過濾
雨水水質比一般的回收水水質好。試驗表明,雨水除了pH 值較低以外,初期降雨所帶入的收集面污染物和泥沙是最大的問題所在。初期雨水包含細小的溶解性污染物, 收集的雨水中還含有樹葉、鳥糞等較大的污染物,因此需要在雨水的收集過程中設置棄流和截污裝置。棄流裝置可以根據流量或初期降水量來設計,屋面雨水按2mm 控制初期棄流量,對有污染性的屋面材料,如油氈屋面可以適當加大棄流量。截污裝置可以在路面的雨水口處設置截污掛籃,也可以在管渠的適當位置設置截污濾網,還可以把雨水檢查井設計成沉淀井,井的下半部為沉渣區,以去除較大的污染物。目前,利用植被淺溝、植被緩沖帶來截流凈化雨水徑流污染物的方法得到越來越多的應用。它不僅投資小,而且是一種便于管理和實施的凈化雨水方法。
2、雨水的儲存
為了滿足雨水利用的要求,需設置雨水的儲存空間-雨水調蓄池, 待降雨停止后將其中的雨水加以凈化,慢慢使用。雨水調蓄池在雨水的利用中具有儲存調節水量和凈化水質的作用。根據雨水收集區域的不同,可建成地下封閉式調蓄池、地上封閉式調蓄池和地上開敞式調蓄池。地下封閉式調蓄池主要用于小區或建筑群雨水的存儲, 它具有節省占地和雨水管渠容易接入的特點,但有時溢流困難;地上封閉式調蓄池適用于單體建筑雨水的集蓄,具有雨水管渠易接入和管理方便的特點,但占地面積大;地上開敞式調蓄池可充分利用自然條件,可與景觀和凈化相結合,生態效果好,適用于開闊地帶雨水的儲存。
3、屋頂集水的方式進行雨水的收集
該方式在收集雨水時主要應用到雨水截污過濾技術。屋面雨水收集系統主要采用屋面雨水斗、排水立管、水平收集管等為收集渠道,因此該裝置在沿途設置了幾處截污濾網裝置攔截屋頂綠化的脫落枝葉、鳥糞等大粒徑的污染物。格網分活動式和固定式兩類,一般濾網的孔徑為2mm~l0mm,可采用金屬網或塑料網, 采用局部開口形式以便定期清理。通過該方式收集的雨水主要儲存于屋頂特定的高位水箱以及部分構造墻體中。該方案的特點為:在墻體中儲存雨水,一定程度上減少了系統裝置在建筑物中的空間占用,從而合理地利用了空間。
4、屋面花園雨水收集利用系統
屋面花園是指在各種建筑物的屋頂上進行綠化、種植花草的統稱,可用于平屋頂和坡屋頂。屋面花園各構造層次自上而下一般可分為:植被層、基質層、隔離過濾層、排(蓄)水層、隔根層、分離滑動層等。植被層是屋面花園的關鍵,植物和土壤的選擇是植被層的關鍵。屋面花園有很多優點:夏天防曬,改善屋頂隔熱性能;冬天保溫;種植層的覆蓋可延長防水層壽命;降低屋面雨水徑流系數;可增加對雨水的利用量;可以作為休閑放松之地。為了確保屋頂花園不漏水和屋頂下水道通暢,可以考慮在屋頂花園的種植區和水體(水池、噴泉等)中再增加一道防水和排水措施。
5、滲透地面
滲透地面分為天然滲透地面和人工滲透地面兩種。天然滲透地面以綠地為主,人工滲透地面是人為鋪裝透水性地面,如多孔嵌草磚、碎石地面、多孔混凝土或多孔瀝青路面等。其目的是使水滲透接近水源來保持和恢復自然循環。綠地是天然滲水地面,為了增加滲透量,在綠地中做淺溝可以達到降雨時臨時貯水的目的,但要避免溢流,避免綠地過度積水而破壞植被。低于周圍地面適當深度,能夠接受周邊地面雨水徑流的綠地稱為下凹綠地。下凹式綠地是一種生態型的雨水滲透設施,具有投資少、滲蓄效果明顯、截留凈化徑流雨水、不易堵塞等優點。研究表明,綠地低于周圍路面0.1m~0.2m,其入滲量是綠地高于或平于路面時的3~4倍。人工滲透地面的優點是:利用表層土壤對雨水的凈化能力,對雨水的預處理要求相對較低;技術簡單,便于管理;建筑物周圍或小區內的道路、停車場、人行道等都可以充分利用。缺點是:滲透能力受土質限制,需要較大的透水面積;對雨水徑流量調蓄能力差。
結束語:總之,雨水資源是陸地淡水資源的主要形式和來源。控制雨水污染,實施雨水資源化有助于緩解水體污染、減少飲用水供應的需求量,具有顯著的社會、環境和經濟效益。
參考文獻:
[1] 全新峰,張克峰,李秀芝. 國內外城市雨水利用現狀及趨勢[J]. 能源與環境. 2006(01)
[2] 劉應宗,李明,金宇澄. 城市排水規劃中雨水資源化問題探討[J]. 中國給水排水. 2003(12)
[3] 宋進喜,李懷恩,李琦. 城市雨水資源化及其生態環境效應[J]. 生態學雜志. 2003(02)