城市水環(huán)境治理以及水污染控制的若干問題探討
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一、城市水環(huán)境治理需恢復(fù)自然生態(tài)水文過程
城市水環(huán)境治理的重點(diǎn)任務(wù)是，切實(shí)控制城市工業(yè)污染物，全面控制城市生活污染物，有效控制城市面源污染物，恢復(fù)城市水體生態(tài)徑流量，逐步消除城市水體內(nèi)源污染物，當(dāng)前對氨氮和總磷的控制十分關(guān)鍵。
在城市水環(huán)境治理過程中也要分清主次，工業(yè)污染物方面，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注COD、有毒有害及微量污染物，而不是氮磷;生活污染物方面需要從源頭上控制日用化學(xué)品和藥物，這些都是污水處理廠新興微量污染物的主要來源。此外，經(jīng)過我們長期研究發(fā)現(xiàn)，污水處理廠還受到地表降水徑流和地表廢棄物的很大影響。
自然環(huán)境中的水是通過降水、滲濾等連續(xù)、交互的的過程而來的，南京純水設(shè)備由于城鎮(zhèn)化與工業(yè)化的影響，城市的建設(shè)把這種關(guān)聯(lián)都切斷了。比如，閘壩的建設(shè)切斷了水的天然流動，改變了水力學(xué)特性，土壤結(jié)構(gòu)的改變削弱了生物作用，干濕度、溫度的變化也使土壤的化學(xué)過程、生物學(xué)過程發(fā)生變化，導(dǎo)致生態(tài)水文從連續(xù)變成非連續(xù)，從交互變成非交互，從整體性變成了碎片化受干擾的過程。
城市水環(huán)境治理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于水量恢復(fù)與水質(zhì)復(fù)原。從水量和水質(zhì)來看，在各項(xiàng)任務(wù)沒有完成之前，實(shí)現(xiàn)恢復(fù)城市水體水質(zhì)是不現(xiàn)實(shí)的。水量方面，系統(tǒng)中缺水便要考慮水量的恢復(fù)，除了盡可能恢復(fù)天然徑流量，目前能做的事情，一方面是加大城市污水處理規(guī)模，實(shí)現(xiàn)全收集、全處理及全利用，另一方面是從海綿城市方面結(jié)合雨水的利用。在這個過程中為什么要提標(biāo)呢?因?yàn)橛盟枰斜Ｕ稀?
根據(jù)原水是什么水，出水要達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)，從而采取不同的技術(shù)手段，而本質(zhì)上其實(shí)是工程投資和運(yùn)營成本并重的一個過程，同時在這個過程中追溯水的源頭與后續(xù)。
城市水環(huán)境的綜合治理是要恢復(fù)生態(tài)水文連續(xù)、交互、自我保持、自我修復(fù)的過程，現(xiàn)階段僅僅靠自然過程已經(jīng)無法恢復(fù)，所以需要依靠大量的工程強(qiáng)化手段來補(bǔ)償來促進(jìn)恢復(fù)生態(tài)循環(huán)的過程。通過水質(zhì)、水量、土壤的聯(lián)合調(diào)控來實(shí)現(xiàn)水量水質(zhì)、土壤和生態(tài)的良性互動循環(huán)。
二、城市水環(huán)境治理是多因素問題，無法用單一手段解決
回溯一下水環(huán)境的問題和緣由，主要是因?yàn)槿祟惖母鞣N活動產(chǎn)生排泄物與廢棄物、工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生很多有毒有害污染物、還有一些其他活動，比如現(xiàn)今的人們大量使用日化用品與各類藥物，這三個方面造成了城市資源與環(huán)境的重大變化及關(guān)聯(lián)響應(yīng)。
人類的這些活動產(chǎn)生大量污染物的排放，因此，會產(chǎn)生不同的環(huán)境響應(yīng)。比如，在大氣方面，霧霾對水環(huán)境也是有一定的影響，在一些地區(qū)測試，空氣濕沉降中總磷的濃度能達(dá)到0.1mg/L，而水體富營養(yǎng)化的標(biāo)準(zhǔn)僅僅是0.05mg/L。概括來說，整個過程便是一個大氣、水體、土壤和生態(tài)相互影響的過程，從學(xué)術(shù)角度上說，所有過程便表現(xiàn)為質(zhì)量、動量、熱量的傳遞過程。
這些因素疊加在一起的環(huán)境響應(yīng)一旦超過了環(huán)境承載力，會產(chǎn)生各種環(huán)境問題，例如局部條件下的水量過多會出現(xiàn)洪災(zāi)，在城市區(qū)域便是內(nèi)澇，其實(shí)，更多的時候是出現(xiàn)河道斷流，而且斷流的環(huán)境影響比內(nèi)澇更不利，因?yàn)閿嗔魍鶗?dǎo)致干旱、飛塵和熱島效應(yīng)，又會造成空氣污染，所以這些過程都是相互關(guān)聯(lián)的。
我國的水環(huán)境問題是全國性、區(qū)域性的，從城市水環(huán)境來看，需要構(gòu)建一個綠色智慧新型的城市水系統(tǒng)，以滿足日益增長的美好生活的需要。城市水環(huán)境治理是系統(tǒng)解決城市水系統(tǒng)交織疊加的復(fù)雜難題，南京實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備無法用單一的手段或者技術(shù)解決，舉例來說，城市水體黑臭的主要問題是BOD5和氨氮，水質(zhì)富營養(yǎng)化的問題是氮磷，生態(tài)與環(huán)境安全的問題主要是新興微量污染物。
水環(huán)境的問題是多因素的關(guān)聯(lián)疊加，城市水環(huán)境治理既要進(jìn)行污染物控源減排，又要進(jìn)行水環(huán)境質(zhì)量提升和生態(tài)環(huán)境改善。目前我國正在全面推行的相關(guān)工作主要有以下幾項(xiàng)，一是海綿城市建設(shè)理念落地，二是城市黑臭水體治理，三是城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)，四是雨污水管網(wǎng)提質(zhì)增效，這也是住建部等部委正在全力推進(jìn)的重點(diǎn)工作，本質(zhì)上都是水環(huán)境的綜合治理。
三、解決好城市水環(huán)境治理要采用全過程聯(lián)動整體解決方案
城市水環(huán)境治理任務(wù)實(shí)施起來很艱難，因?yàn)殛P(guān)鍵任務(wù)是有大量的投入需求的?？梢源笾伦鲆粋€估算，我國城市水環(huán)境治理需要投入50萬億以上：全國城鎮(zhèn)污水處理達(dá)到一級A及更高標(biāo)準(zhǔn)，需要2萬多億，污泥處理處置3000億，與此同時還要把污水、雨水管網(wǎng)解決好，污水管網(wǎng)20萬億，雨水管網(wǎng)30萬億。
但很多時候又不單單是錢或技術(shù)的問題，而是非常綜合的問題。要解決好水環(huán)境治理需要采用全過程聯(lián)動整體解決方案：城市水系為主體的大排水系統(tǒng)、市政管網(wǎng)為主體的小排水系統(tǒng)、地塊“排-蓄-滲”微排水系統(tǒng)、源頭減量-收集-調(diào)蓄-河湖水體、溢流控制-再生處理-生態(tài)重建。南京純水設(shè)備如果單純使出水達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，但管網(wǎng)卻不完善，那水環(huán)境治理仍然是跟不上的。發(fā)達(dá)國的一些聞名城市便是因?yàn)闆]有解決好雨水污染的問題，才導(dǎo)致的水體黑臭，低影響開發(fā)(LID)等技術(shù)在此背景下誕生。
我國海綿城市的做法主要是借鑒美國LID的理念，認(rèn)為他們的做法好值得借鑒，而實(shí)際上美國的一些城市是因?yàn)檫^去采用了大量的合流制系統(tǒng)，實(shí)在無法改造了才采取了這種補(bǔ)救措施，這些補(bǔ)救措施的效果都是有限的。因此，建設(shè)海綿城市便可以削弱管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的說法做法是不對的，大量建設(shè)海綿城市的同時，不僅不能削弱灰色系統(tǒng)建設(shè)，反而需要進(jìn)一步加強(qiáng)，協(xié)同推進(jìn)，相互增強(qiáng)。
四、理性看待水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，提標(biāo)需科學(xué)合理
水環(huán)境的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)決定了水環(huán)境治理的方向，但我國目前的標(biāo)準(zhǔn)卻存在一些不足。舉例來說，我國現(xiàn)行的GB3838標(biāo)準(zhǔn)的一些指標(biāo)(如下表所示)，2002年版，偏于生態(tài)環(huán)境目標(biāo)，對現(xiàn)實(shí)情況關(guān)注不夠，尤其總氮指標(biāo)值及其與氨氮、硝態(tài)氮指標(biāo)的關(guān)系。2002年版中總氮標(biāo)準(zhǔn)僅適用湖庫，河流中沒有總氮要求，而實(shí)際上很多河流都是要進(jìn)入湖庫的，湖庫又缺乏總氮去除能力，只能靠上游控制才能達(dá)標(biāo)，河流不達(dá)標(biāo)便無法保證湖庫總氮達(dá)標(biāo)。再看1988年版的標(biāo)準(zhǔn)，比較合理，更切合實(shí)際一些，采用的是凱氏氮和***鹽的指標(biāo)，而總氮正是由凱氏氮和***鹽組成的。
城鎮(zhèn)污水處理廠的排放標(biāo)準(zhǔn)趨嚴(yán)，核心指標(biāo)遞增，考核要求往往是所有樣品都要穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，考核方式不合理。目前，行業(yè)中也有一個爭論，到底是應(yīng)該先完善管網(wǎng)還是先提標(biāo)?有些專家認(rèn)為，管網(wǎng)系統(tǒng)沒建好之前，不應(yīng)該花那么多錢去提標(biāo)。我們認(rèn)為，提標(biāo)改造是解決區(qū)域和流域水環(huán)境問題，管網(wǎng)完善主要解決當(dāng)?shù)氐淖陨韱栴}，不能因?yàn)樽约遗K亂差便不管公共場所是否整潔了。
所以，我們應(yīng)該合理看待標(biāo)準(zhǔn)中的每一個指標(biāo)。個人認(rèn)為，COD、BOD5、SS、糞大腸桿菌不應(yīng)該作為懲罰性的指標(biāo)，可以作為監(jiān)控性指標(biāo)，把氨氮、TP、TN作為懲罰性的指標(biāo)已足夠。南京實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備有很多污水處理廠由于SS和糞大腸桿菌指標(biāo)單一樣品超標(biāo)而被罰款，這個不太合理，一是SS指標(biāo)低濃度情況下本便測不準(zhǔn)，二是天然水體本身SS便有高達(dá)上千的，糞大腸桿菌的測定值差異一般是數(shù)量級的，應(yīng)該采用幾何平均值。而像TP這類指標(biāo)屬于比較關(guān)鍵的指標(biāo)，而且提標(biāo)成本又低，應(yīng)該更多關(guān)注這類指標(biāo)。
提標(biāo)改造需要科學(xué)合理，切合實(shí)際。污水處理廠的提標(biāo)應(yīng)該包括三個方面，一是政府部門的工作提標(biāo)，二是運(yùn)行部門的管理提標(biāo)，在這兩件事情做好的基礎(chǔ)上，才能進(jìn)行進(jìn)一步的工程提標(biāo)。目前有不少污水處理廠的出水已經(jīng)優(yōu)于一級A標(biāo)準(zhǔn)，有的出水中某些主要指標(biāo)達(dá)到了地表水IV類、III類，此時標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高的時候，可能只需要運(yùn)行優(yōu)化或增加一定的藥劑量，運(yùn)營成本增加五分、一毛錢可以解決了。然而，很多地方仍會投資很多錢，把原來的污水處理廠重新工程改造，而改造的成效可能不如運(yùn)行優(yōu)化或是源頭管控。
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