中國江河湖泊水環(huán)境治理現(xiàn)狀

1、中國江河湖泊水環(huán)境治理現(xiàn)狀我國江河湖泊水環(huán)境治理現(xiàn)狀當(dāng)排入水體的污染物在數(shù)量上超過了該物質(zhì)在水體中的本底含量或水體的環(huán)境容量，從而導(dǎo)致水體的物理、化學(xué)特征發(fā)生不良變化，破壞水中原有的生態(tài)系統(tǒng)，影響水體的功能及其在人類生活和生產(chǎn)中的作用，通常稱為水體污染。這里既包含了水本身的污染，也包括了水生生物和底質(zhì)的污染。水體污染使水體及周圍的生態(tài)平衡遭到破壞，造成環(huán)境質(zhì)量、資源質(zhì)量、社會福利和人類健康的損失。根據(jù)污染物的污染途徑，可將水環(huán)境污染可分為點源污染、面源污染和內(nèi)源污染三類。1 .點源污染及其控制工程1.1 點源污染的特點點源污染具有確定的空間位置，廢污水集中排入水體，主要是指大、中企業(yè)和大、中居

2、民點在小范圍內(nèi)的大量水污染的集中排放。我國水體點源污染主要來自兩方面，一是工業(yè)發(fā)展超標(biāo)排放工業(yè)廢水，二是城市化中由于城市污水排放和集中處理設(shè)施嚴(yán)重缺乏，大量生活污水未經(jīng)處理直接進入水體造成環(huán)境污染。工業(yè)廢水近年來經(jīng)過治理雖有所減少，但城市生活污水有增無減，占水質(zhì)污染的51%以上。據(jù)環(huán)境部門監(jiān)測，1999年全國近80%的生活污水未經(jīng)處理直接進入江河湖海，年排污量達400億立方米，造成全國三分之一以上水域受到污染。隨著人口迅速增加和人民生活水平的日益提高，生活污水產(chǎn)生量大幅度增長。近年來，城市生活污水和工業(yè)廢水排放量的比例已接近持平。但是，城市污水處理廠的建設(shè)遠遠不能適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。一般情

3、況下，城市污水處理廠的建設(shè)周期為3年。從目前的建設(shè)進度看，實現(xiàn)“九五”期間國家提出的全國50萬人口的城市都要建設(shè)集中式污水處理裝置的要求，還需要相當(dāng)長的時間。以淮河為例，按規(guī)劃，到2000年，淮河流域四省需要建設(shè)城市污水處理廠52座，總投資60.8億元，形成污水處理能力352萬l/d。到1999年6月建成的污水處理廠只有3座，污水處理能力僅為44萬l/d。集中式污水處理設(shè)施建設(shè)緩慢的原因，除了資金短缺外，現(xiàn)行管理和運行機制的掣肘也使城市污水處理廠的建設(shè)和運營陷于困境。由于沒有真正落實“污染者負擔(dān)”的政策，地方財政因無力支付污水處理費用，常常使建成后的污水處理廠不能正常運行，環(huán)境保護投資不能有效

4、發(fā)揮環(huán)境效益。1.2 點源污染的控制根據(jù)點源污染的特點，目前控制點源污染的措施主要是加強周邊企業(yè)的排污管理，集中處理城市生活污水。將流域內(nèi)的工業(yè)污染源負荷削減至總量控制分配的允許范圍內(nèi)，同時加強工業(yè)布局的調(diào)整，對重點排污單位要求限期整改，對部分企業(yè)采取關(guān)、停、遷、改、轉(zhuǎn)措施。可根據(jù)城市的發(fā)展規(guī)劃預(yù)測生活污水負荷量，健全城市排水系統(tǒng)，沿湖鋪設(shè)污水管道，把沿湖生活污水引入城市總排污管網(wǎng)，對城市污水進行集中控制和處理，避免沿湖居民生活污水和第三產(chǎn)業(yè)的綜合廢水直接排入湖中。將工業(yè)污水截污后在廠內(nèi)進行處理，循環(huán)再利用，減少工業(yè)污染源；對于餐飲服務(wù)業(yè)和居民排放的生活污水要清濁分流在高濃度污水的排放點建沼氣

5、池，沼氣作燃料，沼渣作為農(nóng)作物有機肥。2面源污染及其控制工程2.1 面源污染的特點面源污染是指在降雨和徑流沖刷作用下，污染物從非特定的地域進入受納水體而引起的污染。面源污染主要來自于土壤侵蝕，農(nóng)田化肥、農(nóng)藥施用、農(nóng)村家畜糞便與垃圾，農(nóng)田污水灌溉，城鎮(zhèn)、礦區(qū)、建筑工地和林區(qū)地表徑流污染，水體人工養(yǎng)殖，大氣干濕沉降，底泥二次污染等。其主要特征為：發(fā)生區(qū)域的隨即性、排放途徑及排放污染物的不確定性以及污染負荷空間分布的差異性。目前，全國農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展帶來的農(nóng)藥、化肥、畜禽養(yǎng)殖污染量大面廣，有一定治理難度。從50年代到90年代，我國農(nóng)藥施用量增加近100倍，成為世界上農(nóng)藥用量最大的國家。我國每年因農(nóng)藥中毒

6、的人數(shù)占世界同類事故中毒人數(shù)的50%。而且由于農(nóng)藥的大量流失，造成嚴(yán)重的水體污染。全國化肥使用量也在成倍增加。1995年是1978年的4倍。目前，偏施化學(xué)氮肥，使氮、磷、鉀比例失調(diào)現(xiàn)象比較嚴(yán)重。而且化肥的利用率只有30%左右，大量化肥流失，進入河流、海洋、湖泊，成為水體面源污染的主要來源。同時，由于大量化肥的使用，農(nóng)村畜禽糞便的農(nóng)業(yè)利用減少，畜禽業(yè)的集約化程度提高，加重了養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)的脫節(jié)。畜禽糞便的還田率只有30%多，大部分未被利用。1998年全國畜禽糞便產(chǎn)生量是當(dāng)年全國工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量的3.4倍。這些畜禽糞便大部分未經(jīng)處理直接排入江河湖海。同時，作為農(nóng)村經(jīng)濟的重要組成部分，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)

7、展也一直是困擾農(nóng)村環(huán)境的一大難題。據(jù)1991年和1997年兩次全國鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)污染源調(diào)查，鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)二氧化硫、煙塵、化學(xué)耗氧量和固體廢物排放量分別增長了22.6%、56.5%、246.6%和552%；在全國主要工業(yè)污染物排放總量有所控制的情況下，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)排污量卻在增長，這將對水環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。2.2 面源污染的控制根據(jù)河湖所處環(huán)境的不同，其外源性污染負荷的主要來源有農(nóng)業(yè)面源污染和城市面源污染。(1)農(nóng)業(yè)面源污染控制對于湖泊水體，農(nóng)業(yè)面源污染造成的危害范圍最大、程度最重，已成為湖泊富營養(yǎng)化的主要污染源。據(jù)中科院南京地理所對湖泊富營養(yǎng)化的研究指出，農(nóng)田肥料污染的負荷平均為47%。如，農(nóng)業(yè)面源污染物中的

8、總磷、總氮分別占滇池水污染物總負荷的46%和53%,占太湖水污染物總負荷的37%和13%。農(nóng)業(yè)面源污染控制的途徑包括建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)工程，推進農(nóng)業(yè)新技術(shù)研究和應(yīng)用,改進施肥方式、灌溉制度，及合理種植、推廣新型復(fù)合肥料等措施。我國是農(nóng)業(yè)大國，化肥施用量已達1億噸，而肥料利用率僅為30%-50%的水平，大量氮磷成分通過各種途徑排入水體。有研究表明，通過保土耕作、作物輪作、節(jié)水灌溉、控制施肥等手段，可以減少農(nóng)田徑流帶走的氮和磷達60%以上，可大大緩解水體氮磷污染。近年開發(fā)的膜控制釋放肥料一控釋肥，可大大降低營養(yǎng)流失，對源頭控制農(nóng)業(yè)面源污染具有很大的潛在價值。（2）城市面源污染采用源頭分散控制和在匯流口實

9、施集中控制的雙重方法來控制城市面源污染。源頭分散控制，即在各個污染源的發(fā)生地采取措施將污染物質(zhì)截留下來，避免污染物在降雨徑流輸送過程中的溶解和擴散，同時降低水流的流動速度，延長水流的流動時間，減輕后續(xù)處理系統(tǒng)的污染處理負荷和負荷波動。源頭控制措施初步處理后的降雨徑流，匯流后經(jīng)固定排放口排入河湖中，少量未經(jīng)處理的徑流漫流至湖中。要徹底控制該地區(qū)的面源污染，必須在排放口處實施集中控制，進一步減少進入湖中的污染物量。在各個排放口處，可以根據(jù)周邊的環(huán)境，利用空閑的土地構(gòu)建人工濕地、植種草坪或其他生態(tài)處理措施。采用在人工濕地前，構(gòu)建一些簡單的預(yù)處理裝置，如滯留池、前置庫和小型人工水塘，并采用多種形式優(yōu)化

10、組合而成的人工濕地，增強其凈化能力。沿湖設(shè)置一定范圍的綠化帶，對進入湖中的徑流作最后的過濾凈化處理并有利于保護湖岸。城市面源污染控制措施除了強化工業(yè)污染源的控制，推行清潔生產(chǎn)，削減或消除污染物排放，還需根據(jù)城市面源污染特點采取控制措施。城市居民的生活消費對水環(huán)境污染負荷具有很大影響，推廣使用不含磷洗滌劑將會大大減少含磷營養(yǎng)鹽的污染。完善城市垃圾處理工程，減少污染來源和渠道也是控制城市面源污染的重要途徑。同時，配合城市管網(wǎng)建設(shè)對不同水質(zhì)的城市徑流采取多形式、多途徑處理，既保證現(xiàn)有的集中式污水處理的設(shè)備運行，也根據(jù)條件建設(shè)分散式高效污水處理工程，從而達到降低運行成本，實現(xiàn)就地治理的目標(biāo)。科學(xué)施肥、

11、蓄類集中飼養(yǎng)等手段減少污染源外,初期雨水收集處理是一種控制面源的有效手段。外源污染物的控制對減少淺水湖泊濁度,恢復(fù)水生生態(tài)具有重要的作用。面源污染的控制主要還是加強地面徑流雨水的入湖控制，建立河湖兩岸的截污工程，把以往直接排入河道的雨水絕大部分截入污水管道，市區(qū)污水管道鋪設(shè)到攔河閘以下的市郊污水處理廠，污水經(jīng)處理達標(biāo)后再排放到下游的河流中。還可結(jié)合湖泊的美化、亮化工程在湖邊路面修筑較低的保護墻，把路面的雨水和污染物拒之于湖外。建造湖岸生態(tài)防護堤工程，通過恢復(fù)河岸植被,恢復(fù)河流濕地，種植蘆葦、浮萍、睡蓮、水草等濕地水生植物，提高水域凈化能力。種植適應(yīng)本地氣候條件并具有觀賞價值的花草（美人蕉、杜鵑

12、等）。就地攔蓄部分降水、涵養(yǎng)水源，減緩徑流，截流部分地表污水。3底泥污染及其控制工程3.1底泥污染與特點底泥是水中各種污染物的源和匯，污染物通過大氣沉降、廢水排放、雨水淋溶等方式進入湖泊，大部分沉積于底泥中，富集成為水體內(nèi)源污染物，其中積累的主要污染物有機物、氮磷化合物、重金屬等，其含量比背景值高出幾個數(shù)量級，對生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。河湖富營養(yǎng)化是指河湖水體在自然因素和（或）人類生產(chǎn)、生活活動的影響下，大量營養(yǎng)鹽輸入河湖水體，出現(xiàn)藻類以及其它水生生物過度繁殖，水呈綠色或混濁呈褐色，水體透明度下降，溶解氧降低，造成水質(zhì)惡化等污染現(xiàn)象。底泥中氮和磷向上覆水的大量釋放會造成水體富營養(yǎng)化，水生態(tài)系統(tǒng)

13、退化。底泥中難降解的有機物除腐殖質(zhì)和纖維素外，大多是毒性比較大的有機物，沉積于底泥后容易積累，導(dǎo)致長期的毒理效應(yīng)。難降解有機物中的多環(huán)芳煌PAH、多氯有機物、有機氯農(nóng)藥、有機染料等化合物的處理，目前仍然是國際上亟待解決的研究課題。這些污染物毒性大，難以生物降解，在自然界中存在時間長，易在生物體內(nèi)富集滯留，導(dǎo)致人類和動物癌變、畸變、突變及雌性化。有效降低并去除難降解有機污染物毒性，成為生物修復(fù)研究的關(guān)鍵。通過各種途徑進入水體的重金屬很容易被水體懸浮物或沉積物所吸附、絡(luò)合或共沉淀，從而在水底的沉積物中富集，重金屬的富集對水生態(tài)系統(tǒng)威脅很大。當(dāng)外部污染源得到有效控制后，底泥對上覆水體的影響作用就突顯

14、出來，成為潛在的污染源。國內(nèi)外實例證明，外源得到控制后，內(nèi)源的影響仍然會使水體的污染狀況持續(xù)下去。3. 2.底泥污染控制工程底泥污染相應(yīng)的控制方法主要有底泥疏浚、底泥覆蓋和營養(yǎng)鹽固定等。（1）底泥疏浚底泥疏浚指對整條或局部沉積嚴(yán)重的河段、湖泊進行疏浚、清淤，恢復(fù)河流和湖泊的正常功能。底泥覆蓋是指將清潔物質(zhì)放置于污染的底泥上面以有效地控制底泥對上覆水體影響的技術(shù)。底泥疏?？梢钥焖偃コe累在其中的有毒有害物質(zhì)，而且不增加外來物質(zhì)，是湖泊水庫治理的一項常用技術(shù)。疏挖方式一般有種排水挖泥和帶水作業(yè)。前者因要將水抽干，底部脫水后才可機械化作業(yè)，因此多用于小型水庫。帶水作業(yè)方式在湖泊修復(fù)中應(yīng)用較多，已開發(fā)

15、了多種技術(shù)，主要有機械式疏挖和水力式疏挖，還可根據(jù)情況采取特殊措施。疏挖成本則受許多因素影響，包括設(shè)備類型、項目大小、堆放場、底泥密度、輸送距離和底泥的綜合利用等。美國64個湖泊的底泥疏挖工程統(tǒng)計表明，機械疏挖成本為0.2414美元/5,水力疏挖成本為1.251.75美元如果底泥含有需要額外處理的有毒有害物質(zhì)，疏挖及處理成本將更高。底泥疏浚工程中需要注意防止底泥泛起而導(dǎo)致有害物質(zhì)進入水體還需注意底泥的合理處置，防止二次污染。此外，疏挖深度也是需要考慮的問題。由于營養(yǎng)鹽在沉積物中的沉積規(guī)律，一定深度下的沉積物中可溶性磷和氨氮可能高于表層，疏挖后可能造成水體富營養(yǎng)化程度反而增加的現(xiàn)象，不一定能達到

16、預(yù)想的水環(huán)境修復(fù)目的。因此疏挖前需調(diào)查沉積物的分布和特征，并合理設(shè)計工程量。（2）引水稀釋引水稀釋就是通過工程調(diào)水對污染水體進行稀釋。使水體在短時間內(nèi)達到相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).該方法能激活水流，增加流速，使水體中DO增加，水生微生物、植物的數(shù)量和種類也相應(yīng)增加，從而達到凈化水質(zhì)的目的。（3）底泥覆蓋常見的底泥覆蓋系統(tǒng)所采用的材料包括清潔的沉積物、沙子、卵石和粘土等，底泥覆蓋的目的主要包括：（1）物理性地分開污染底泥和底棲環(huán)境：（2）使污染底泥固定，阻止底泥的再懸浮和遷移：（3）降低進入上覆水體的溶解性底泥污染物的釋放通量。德國人用方解石為主要成分的泥灰和少量水混合噴灑到湖中，以共沉淀磷和藻類，同時降

17、低營養(yǎng)鹽豐富的底泥中磷釋放。高聚物材料也可用于覆蓋底泥以控制底泥營養(yǎng)鹽的釋放，這些材料包括高密度聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯和尼龍等。這種措施雖有一定效果，但成本較高，且安裝困難，易被刺破，耐久性不夠。(4)營養(yǎng)鹽固定營養(yǎng)鹽固定技術(shù)是通過投加化學(xué)試劑，固定水體和底泥中的營養(yǎng)鹽(主要是磷)，并使底泥表面上部形成覆蓋層，阻止底泥中磷再次進入水體。因此通過投加藥劑可控制水環(huán)境中的營養(yǎng)鹽遷移，常用藥劑包括硝酸鈣、氯化鐵、石灰和鋁鹽等。硝酸鈣的作用機理是通過反硝化作用降解底泥有機物，并且還可以阻止了Fe$和SO?一的減少，另外還可以促使Fe，的生成，進而達到控制底泥磷釋放的目的。氯化鐵用來與硫化氫反應(yīng)，以及

18、形成更多的氫氧化鐵，提高對磷的鈍化作用。氫氧化鈣常用來調(diào)節(jié)pH值，使其維持在適宜微生物脫氮的水平。第一個較為完善的原位化學(xué)修復(fù)記錄是Ripl所作的，Ripl將鐵或硝酸鹽注入底泥中，有效地降低了磷的活性，從而降低了底泥中磷再次進入水體的機會。MurphyT.P,等采用硝酸鈣對日本Biwa湖的底泥進行了處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用硝酸鈣可以沉淀孔隙水中97%以上的磷，并且通過現(xiàn)場試驗還發(fā)現(xiàn)投加硝酸鈣使得表層底泥(0T1.5cm)約79%的孔隙水磷得到沉淀，以及93%的硫化物得到去除。加拿大國家水研究所則采用Ca(NOS)2和有機調(diào)理劑對漢密爾頓港受污染底泥進行了原位處理，發(fā)現(xiàn)197天之內(nèi)底泥中78%的油和6

19、8%的PAHs被生物降解。硝酸鈣的投加方式可以是直接注入底泥或者直接向底部水體投加溶解性或者顆粒態(tài)的硝酸鈣。硝酸鈣還可以與三價鐵離子混合投加。雖然該技術(shù)自20世紀(jì)70年代就開始發(fā)展起來了，然而目前還沒有被廣泛運用。這可能跟該技術(shù)對水環(huán)境的不利影響尚沒有完全清楚有關(guān)。顯然，藥劑投加法既要考慮實施成本，又需考慮所會造成的長期生態(tài)影響，因此一般只用于應(yīng)急措施。3.4河湖水體修復(fù)技術(shù)及其控制工程河流與湖泊都面臨著由于未經(jīng)處理的生活污水及工業(yè)廢水排放所造成的嚴(yán)重水污染問題，因此又都迫切需要引入能使已污染了的水環(huán)境得以改善修復(fù)的水處理技術(shù)。河湖水體修復(fù)技術(shù)主要包括物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)和生物修復(fù)技術(shù)。(1)物理方法物理方法包括引水稀釋、底泥疏浚等方法。引水稀釋就是通過工程調(diào)水對污染水體進行稀釋。使水體在短時間內(nèi)達到相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).該方法能激活水流，增加流速，使水體中DO增加，水生微生物、植物的數(shù)量和種類也相應(yīng)增加，從而達到凈化水質(zhì)的目的。底泥疏浚指對整條或局部沉積嚴(yán)重的河段、湖泊進行疏浚、清淤，恢復(fù)河流和湖泊的正常功能。由于物理修復(fù)技術(shù)存在暫時性、不穩(wěn)定性以及治標(biāo)不治本等缺點，所以與生物和化學(xué)技術(shù)相結(jié)合是物理修復(fù)技術(shù)以