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[摘要]大凌河是遼寧省西部最大的河流,面臨著不同程度的水環(huán)境污染、水生態(tài)功能退化、水資源過(guò)度開(kāi)發(fā)等問(wèn)題,流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)與水資源系統(tǒng)之間逐漸失衡。本文針對(duì)大凌河流域存在的河灘濕地侵占、河道淤積、污染物超標(biāo)排放、水資源過(guò)度開(kāi)采等問(wèn)題,深入分析流域水環(huán)境污染的成因,并業(yè)提出實(shí)施河道用水優(yōu)化改造工程、建設(shè)工廢水處理系統(tǒng)、完善城區(qū)面源污染控制設(shè)施、加快農(nóng)村非點(diǎn)源污染治理等防控對(duì)策。
[關(guān)鍵詞]水環(huán)境污染;成因分析;防控對(duì)策;大凌河
1大凌河流域概況
大凌河是遼寧省西部最大的河流,地處118°53′~121°52′,北緯40°28′~42°38′,上游分南北兩支,兩支于喀左縣匯合后流經(jīng)朝陽(yáng)縣、朝陽(yáng)市區(qū)、北漂市、義縣、凌海市等地后注入渤海。干流全長(zhǎng)435km,總面積23837km2,呈西東向,較大的支流有大凌河西支、牤牛河、老虎山河、細(xì)河,大多數(shù)位于流域左側(cè)。該流域?qū)儆跍貛Ъ撅L(fēng)氣候,年均降水量400~600mm,降水量年際變化較大,年內(nèi)分配極不均勻,主要集中在7、8月份,年徑流量為16.33億m3,其中70%的徑流量發(fā)生于7-9月。流域內(nèi)植被稀疏,多風(fēng)化砂土和石山,洪峰漲跌迅速,水土流失嚴(yán)重。大凌河干流上建有白石、閻王鼻子、宮山咀三座控制性水庫(kù),依據(jù)不同河段的河流特點(diǎn),可以把大凌河劃分成河源段、上游段、中游段和下游段。近年來(lái),受高速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和引水、施肥、筑壩、城市化等人類(lèi)活動(dòng)影響,大凌河流域面臨著不同程度的水環(huán)境污染、水生態(tài)功能退化、水資源過(guò)度開(kāi)發(fā)等問(wèn)題,流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)與水資源系統(tǒng)之間逐漸失衡。因此,必須全面調(diào)查水環(huán)境污染成因,并及時(shí)采取有效的防控對(duì)策,為打好流域水污染治理攻堅(jiān)戰(zhàn)、維護(hù)河流生命系統(tǒng)健康以及修復(fù)水生態(tài)功能等奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2流域水環(huán)境污染成因
大凌河流域水環(huán)境污染源主要有大氣的沉降、未進(jìn)入下水道的城市徑流、森林與農(nóng)田徑流、農(nóng)田灌溉以及可能引起污染的土地開(kāi)發(fā)、水利建設(shè)、森林砍伐等生產(chǎn)活動(dòng)[1-3]。通過(guò)對(duì)流域水資源供需平衡分析以及水資源、水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查,將造成水污染的成因總體上分為3大類(lèi)。
2.1水生態(tài)環(huán)境破壞
隨著社會(huì)的發(fā)展流域內(nèi)越來(lái)越多的使用混凝土路面,自然透水路面不斷減少,這在一定程度上擾亂了水資源系統(tǒng)的正常循環(huán),流域內(nèi)逐漸表現(xiàn)出水生物單一、植被稀少、水生態(tài)服務(wù)下降等問(wèn)題[4]。受城市化、工業(yè)化進(jìn)程加快以及經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展影響,流域水資源承載力逐漸下降,難以保障河道生態(tài)流量,水庫(kù)干涸、河道斷流的情況時(shí)有發(fā)生,并進(jìn)一步導(dǎo)致生物多樣性減少和河湖水生態(tài)惡化等問(wèn)題。洄游魚(yú)類(lèi)魚(yú)道因傳統(tǒng)的攔河建筑物等人類(lèi)活動(dòng)干擾被阻斷,生物完整性特別是上下游之間具有明顯差異[5]。近十年,大凌河流域上游濕地面積減少了10.28%,達(dá)到60km2,河湖水面大范圍縮小,許多中小河流已消失不見(jiàn)。湖泊和濕地生態(tài)服務(wù)能力下降,生態(tài)功能退化,嚴(yán)重威脅著流域生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性和穩(wěn)定性。
2.2工業(yè)廢水污染
近年來(lái),隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的快速發(fā)展和各行業(yè)用水量的增加,工業(yè)廢水、生活污水的排放量也急劇增大,流域水環(huán)境污染日益嚴(yán)重。大凌河流經(jīng)工礦企業(yè)、城鎮(zhèn)的污廢水大多都沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理就直接排入到干、支流河道,并且隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展排污總量逐漸增加,加之河道徑流減少其自?xún)艄δ懿粩嘞陆?,?dǎo)致河道納污能力遠(yuǎn)小于排污量,水環(huán)境污染嚴(yán)重。此外,流域內(nèi)第三產(chǎn)業(yè)特別是餐飲業(yè)快速發(fā)展,餐飲業(yè)分布范圍廣、數(shù)量多,洗滌劑的廣泛應(yīng)用造成大量餐飲污水,隨著地表徑流遷移或下滲大致水體污染。人口增加和經(jīng)濟(jì)發(fā)展使得污廢水排放量急劇增大,流域水體污染嚴(yán)重,尤其是成分復(fù)雜、數(shù)量大的工業(yè)廢水引起更為嚴(yán)重的污染??傮w上,可以將工業(yè)廢水歸結(jié)為設(shè)備與地面沖洗水、原料加工處理廢水、設(shè)備冷卻水和其他廢水等幾種類(lèi)型。按所含物質(zhì)的不同,可以將工業(yè)廢水劃分成含酚等有機(jī)物的廢水,含磷廢水,含拋光機(jī)磨料、污泥、塵埃等懸浮物的廢水,含HCl、H2SO4、HF的酸水,含油脂、碳水化合物等洗滌水[6-7]。未經(jīng)處理或處理不達(dá)標(biāo)時(shí),將這些工業(yè)廢水直接排入河流將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出河流的自?xún)艋芰Α?
2.3農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染
非點(diǎn)源污染是指受暴雨動(dòng)力作用地表產(chǎn)生徑流,隨水體遷移的污染物對(duì)受納水體所造成沖擊性污染,這是誘發(fā)水環(huán)境問(wèn)題的關(guān)鍵原因。農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染是指農(nóng)田水土流失、農(nóng)藥和化肥施用等而引起的海灣、湖泊、河流等受納水體的污染。調(diào)查顯示,大凌河流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染有農(nóng)村生活污水、農(nóng)業(yè)廢棄物、禽畜水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)藥與化肥流失、水土流失等?;使I(yè)的迅猛發(fā)展使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)邁向了高產(chǎn)出、高投入的道路,其造成的結(jié)果是氮磷等養(yǎng)分過(guò)剩,在降雨徑流作用下氮磷污染物進(jìn)入水體引起河湖富營(yíng)養(yǎng)化,故農(nóng)業(yè)面源污染是富營(yíng)養(yǎng)化的重要污染源[8]?;实氖┯媚軌蝻@著提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量,而一般施肥管理?xiàng)l件和自然環(huán)境下氮肥的利用率只有25%~30%,所以大部分氮肥隨著灌溉水和降水流入河道或下滲至含水層,這增加了水體的污染負(fù)荷,使得水環(huán)境質(zhì)量明顯下降[9]。因此,加劇流域有機(jī)污染的主要原因是氮肥的流失。此外,禽畜養(yǎng)殖和農(nóng)村生活污廢水的隨意排放以及作物殘茬、廢棄物的亂堆亂放也是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化及污染的重要原因。具體而言,受底泥吸附作用進(jìn)入水體中的污染物有相當(dāng)一部分會(huì)沉積,在外界環(huán)境條件改變時(shí)這部分污染物會(huì)從底泥中釋放出來(lái),從而造成二次污染;從底部向上部溢出過(guò)程中底泥發(fā)生降解作用,從而加速水體中溶解氧的消耗使得水質(zhì)黑臭程度加劇;底泥內(nèi)的有機(jī)物受厭氧和好氧細(xì)菌作用發(fā)生分解,前者產(chǎn)生硫化物、氨、甲烷、有機(jī)酸、二氧化碳等有害物質(zhì),后者消耗水體內(nèi)的溶解氧,加劇了水質(zhì)惡化。
3水環(huán)境污染防控對(duì)策
人類(lèi)活動(dòng)、本地污染源和上游來(lái)水等因素均可對(duì)流域水質(zhì)造成影響,但其主要影響因素是城市生活污染和農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染。因此,改善水生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵是提高污水處理率、減少工業(yè)污染、有效遏制生活與農(nóng)業(yè)污水的快速上升等。
3.1實(shí)施河道用水優(yōu)化改造工程
為保證大凌河流域水生態(tài)、水環(huán)境和水資源安全,必須全面普查受水區(qū)水體,摸清水環(huán)境污染成因及其現(xiàn)狀,并提出行之有效的管控措施,為受水區(qū)水質(zhì)安全提供技術(shù)保證和科學(xué)依據(jù)。借鑒現(xiàn)有研究資料[10-11],并考慮大凌河流域具體情況,歸納總結(jié)出農(nóng)田灌溉工程、田間污染控制工程、水土保持工程、坡耕地改造工程的技術(shù)措施,通過(guò)給變耕作方式和耕地結(jié)構(gòu)提高化肥利用率,減少水土流失和地表徑流量,以此實(shí)現(xiàn)有效控制氮磷含量、糧食增產(chǎn)、保水效益和減少泥沙污染等目標(biāo)。
3.2建設(shè)工業(yè)廢水處理系統(tǒng)
在實(shí)現(xiàn)自身發(fā)展的同時(shí)工業(yè)企業(yè)還要注重能源資源的節(jié)約以及環(huán)境的保護(hù),實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益雙贏的目標(biāo)。對(duì)難降解廢水的治理。考慮到工業(yè)廢水難降解的實(shí)際情況,重點(diǎn)探討了含有機(jī)物、含酚和含油廢水的處理方法,具體如下:(1)含有機(jī)物廢水中的還圓形物質(zhì)、有機(jī)物可通過(guò)臭氧氧化、空氣氧化除去。其中,臭氧能夠在水中快速分解并與大部分微生物、有機(jī)物發(fā)生反映,對(duì)降低BOD5與COD、除去錳、鐵、氰、酚和殺菌、脫色、除臭具有顯著效果,多余的臭氧可以分解成氧,不會(huì)帶來(lái)二次污染,對(duì)三級(jí)處理具有較好適用性;空氣氧化是將空氣吹入氧化塔內(nèi)以氧化硫、硫醇、硫化氫的的銨鹽和鈉鹽,為提高氧化效率也可加入催化劑。(2)含酚廢水的處理一般選用生化技術(shù),經(jīng)沉淀先將污水中懸浮物除去,再送至曝氣凈化池使空氣與水充分接觸,促進(jìn)球菌、桿菌等耗氧細(xì)菌分解酚類(lèi),通過(guò)生化技術(shù)處理可以將含酚量減少到0.5mg/L,從而達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。(3)采用格柵過(guò)濾到含油廢水中的粗大雜物,然后利用沉淀池和隔油池使泥沙沉淀、浮油去除,利用油水分離器除油,經(jīng)以上處理油脂濃度不超過(guò)10mg/L,從而達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn);若將氣浮裝置加裝至油水分離器后,既可除去表面油污還能除去廢水中的乳化油,經(jīng)此處理可減低污水含油量至1mg/L;若污水內(nèi)存在較多的可溶性有機(jī)物,還需經(jīng)生物處理才能達(dá)標(biāo)排放。強(qiáng)化廢水的常規(guī)處理。通常有一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)常規(guī)處理辦法,具體如下:(1)一級(jí)處理主要是除去懸浮物,并且通過(guò)預(yù)處理可以調(diào)節(jié)廢水,若達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)則排放,若達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)則實(shí)行二級(jí)處理,主要包括漂浮分離、沉淀、中和、過(guò)濾等物理和化學(xué)方法,一級(jí)處理能夠去除廢水中30%的BOD5含量。(2)二級(jí)處理主要是除去溶解狀態(tài)或膠態(tài)的有機(jī)物,主要包括生物氧化、生物還原、過(guò)濾、濃縮吸附、漂浮分離、凝聚沉淀、氧化還原、中和等生物、化學(xué)和物理方法,二級(jí)處理能夠去除廢水中90%以上的BOD5含量,基本達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。(3)三級(jí)處理,在一級(jí)、二級(jí)處理的情況下專(zhuān)門(mén)處理難以降解的有毒物質(zhì)或有機(jī)物。
3.3完善城區(qū)面源污染控制設(shè)施
通過(guò)工程措施即各種技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)城區(qū)面源污染控制,主要體現(xiàn)在以下方面:(1)源頭的控制,主要是對(duì)危害或潛在威脅水環(huán)境的各種產(chǎn)品控制使用,從源頭上最大限度地控制雨水徑流污染物;(2)擴(kuò)散途徑的控制,在全面掌握污染物擴(kuò)散與輸送機(jī)制的情況下,制定科學(xué)的管控措施,從而減少降雨徑流污染物流入地表或地下水的數(shù)量;(3)終端的控制,為降解水體內(nèi)的徑流污染物實(shí)行人工凈化或自然生態(tài)處理技術(shù)。一般地,為了達(dá)到預(yù)期效果要綜合利用以上3種控制措施。流域水環(huán)境保護(hù)應(yīng)引起各地政府的高度重視,將城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)擺在首要位置,實(shí)行分片包廠、專(zhuān)人負(fù)責(zé)制,保質(zhì)保量、按時(shí)完成污水處理廠建設(shè),并保證各項(xiàng)設(shè)施正常運(yùn)行。針對(duì)重點(diǎn)污染源企業(yè)加大監(jiān)測(cè)管理力度,確保污廢水達(dá)標(biāo)排放,從根本上改善流域水環(huán)境。
3.4加快農(nóng)村非點(diǎn)源污染治理
出臺(tái)合理的政策法規(guī)鼓勵(lì)農(nóng)場(chǎng)主發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),以科學(xué)的農(nóng)田管理方式有效控制農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染,例如有效治理受污染的河流與湖泊、隨地表水遷移時(shí)隨污染物截留與凈化、科學(xué)種田適當(dāng)減少化肥用量,其中控源是最有效最經(jīng)濟(jì)的非點(diǎn)源污染控制措施[12-15]??卦词橇饔蛩h(huán)境保護(hù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),具體措施如下:(1)流域管理部門(mén)要加強(qiáng)管控,條件允許時(shí)通過(guò)排污管道改造集中處理農(nóng)村生活污水;(2)通過(guò)水環(huán)境監(jiān)管能力建設(shè)、河流生態(tài)修復(fù)工程、農(nóng)田徑流控制工程、非點(diǎn)源污染和村鎮(zhèn)污染控制技術(shù)等,綜合防治流域非點(diǎn)源污染;(3)遵循自愿參與的原則,合理利用市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和行政法律手段,全面落實(shí)流域面源污染控制政策,加大水環(huán)境保護(hù)力度[16-18]。
4結(jié)語(yǔ)
本文全面分析了大凌河流域水質(zhì)狀況和排污情況,并進(jìn)一步總結(jié)出流域水質(zhì)影響因素,簡(jiǎn)要分析了水環(huán)境污染成因及其防治技術(shù),對(duì)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染等產(chǎn)生重要影響作用的因素提出相應(yīng)的防控對(duì)策,為科學(xué)管理大凌河流域水環(huán)境提供一定技術(shù)支持。另外,還要加強(qiáng)流域水資源管理與規(guī)劃,加大污水處理力度及污水排放量控制力度,加強(qiáng)管理,明確責(zé)任,充分利用現(xiàn)代技術(shù)手段,強(qiáng)調(diào)非傳統(tǒng)水源的積極開(kāi)發(fā)與利用。
作者:李玥 單位:遼寧省河庫(kù)管理服務(wù)中心遼寧省水文局