(接上篇)
二、库塘湿地水环境污染控制资料汇编
库塘湿地属于人工湿地,是指为灌溉、水电、防洪等目的而建造的人工蓄水设施。全国各地都有零星分布,但主要分布在大江大河中、上游以及天然湿地集中的周边区域。长江流域中、下游是我国库塘湿地分布最集中的地区。我国目前有库塘湿地约水86852座,面积约228.50万hm2,总库容约4130亿m3。我国库区发展与湿地水环境保护的矛盾十分突出,主要表现为工业废水污染、水土流失、农业面源污染严重,削落区水生态环境问题凸显。
2.1 库塘湿地污染源控制
与湖泊湿地污染源类似,库塘湿地的水环境污染主要包括外源污染和内源污染两类,其中外源污染主要包括点源污染和面源污染两种,城市工业废水及生活污水等集中排放的污染源属于点源污染,农业生产、禽畜养殖、水产中等产生的污染和山林山地自然污染源为面源污染,而底泥中营养成分的释放、重金属的积累以及船泊排放的污染属于内源污染。
针对库区水环境保护的特别要求和库区的地理环境特点,进行可选工艺的分析,从经济实用可行角度,研究出一些高效低耗,流程简单,具有一定脱氮、除磷功能的中小型处理系统或装置,以达到控制库塘湿地水污染的目的。
2.1.1 库塘湿地点源污染控制技术
考虑到库区水环境保护对水污染防治的特别要求和库区的地理环境特点,其点源污染多为分散式点源,因此,库塘湿地水环境污染控制多采取高效低耗、流程简单,且具有脱氮、除磷功能的小规模点源污水处理技术(如新型活性污泥法),该技术方法N、P去除效果好、投资省、占地小。
活性污泥法在污水处理、保护水环境方面起着非常重要的作用。随着社会向前发展,人们对水环境质量要求的提高,传统活性污泥法存在着反应器(曝气池)体积大、占地面积大、能耗高、污泥量大、效率低、脱氮除磷的效果差、运行管理困难等诸多缺点,已不能适应城市污水水质、水量的变化。为此,近十年来,国内外的有关专家和研究人员经过不断的探索和研究,着重从反应理论、净化功能、运行方式、维护管理和工艺系统等方面对传统的方法进行改进,形成一系列污水处理新工艺。
(1)序批式活性污泥法(SBR)
这是七十年代初产生于美国的一种新工艺。SBR法以间隙操作为主要特征,在停止曝气时利用反硝化作用脱氮。SBR法具有工艺简单、节省费用、处理效率高、运行灵活、除氮效果好、耐冲击负荷等诸多优点。但是,这种方法一般采取设几个SBR反应器交替运行的工艺,因此占地面积较大。
(2)吸附生物降解法(AB)
这是联邦德国于70年代中期开发的一种新工艺。AB法具有很强的抗冲击负荷的能力,对pH和有毒物质的影响具有很大的缓冲作用,适用于浓度较高,水质、水量变化较大的污水处理,同时它还具有能耗低,出水水质好等优点。AB法的缺点是产泥量高,给污泥的处置和出路增加了难度,同时AB法流程长,运行管理困难。
(3)厌氧、好氧交替运行法(AAA)
此法除曝气以一定的时间间隔周期性的开停外,其余类似于完全混合活性污泥法,曝气与不曝气期间,为微生物进行硝化与反硝化分别提供了好氧和缺氧环境。对AAA法脱氮的研究,目前主要是对曝气和停曝时间长短的确定,以便为硝化和反硝化效率的提高确定良好的条件。
(4)组合式间隙曝气系统(PIAS)
是集初沉池与曝气池于一体的间隙曝气系统,该工艺结构简单、布置紧凑、占地少,同时以曝气、停曝间隙运行,既可同时达到去除BOD5、COD、SS、N、P提高出水水质,又可比常规处理节省能耗30%以上,同时减少污泥产量。PIAS工艺不仅适合于小区的污水处理,对居民点比较分散,下水道建设难度较大的城市具有特别重大的意义。而且也适合于对大型城市污水处理厂进行工况调整,以提高处理效果。
(5)CASS工艺
CASS工艺是近年来国际公认的处理生活污水及工业废水的先进工艺。其主要原理是把序批式活性污泥法(SBR)的反应池沿长度方向分为两部分,前部为生物选择区也称预反应区,后部为主反应区,在主反应区后部安装可升降的撇水装置,曝气、沉淀等在同一池子内周期循环运行,省去了常规活性污泥法的二沉淀和污泥回流系统。CASS工艺与SBR的区别在于CASS工艺为连续进水,具有占地省,抗冲击负荷能力强,操作灵活等优点。
(6)循环延时间隙曝气系统(ICEAS)
该技术是集初沉池,曝气池,二沉池于一体的一种新工艺。该工艺过程使污水在“好氧—缺氧”的反复过程中完成除磷脱氮。近年来,日本、美国、加拿大、澳大利亚等国对ICEAS从理论和生产实践上都作了一定深度的研究,并形成了专利技术。我国目前少数污水处理厂引进国外这种技术。主要用来处理小型工业废水。
2.1.2 库塘湿地面源污染控制技术
(1)水土保持工程技术
库塘湿地水土流失形式为以面蚀、沟蚀为主的水力侵蚀,以滑坡、泥石流为主的重力侵蚀以及移民迁建导致的人为水土流失,其中,以面蚀分布最广,主要产生在坡耕地、荒山荒坡以及疏幼林地,坡耕地是重点治理区。该技术应以小流域为单元,对25°以下坡耕地实行坡改梯、陡改缓,加强坡面蓄水、拦沙、排洪、引水等坡面水系工程治理,辅以防护林的栽种。对于滑坡、泥石流严重的沟谷,还应注重设置排洪沟、谷坊 、拦沙堰等沟道防护工程。
(2)削落带(湿地)建设工程技术
针对库塘湿地岸边带、消落带,在适生植物筛选及淹没实验研究基础上,进行消落带湿地生态系统培育;开展库岸植被缓冲带工程建设、水塘-湿地工程建设,对入库污染物实施拦截、净化,兼以景观改善。
1)旱坡地面源污染物生态工程拦截技术
从旱坡地降水的就地拦蓄,实现降水资源化的生态工程着手,利用条带植物篱、保护性耕作、高分子调控剂等构建旱坡地生态工程拦截体系,同时采用旱地作物专用缓/控释复合肥料产品、清洁生产施肥技术体系,进行旱坡地水肥耦合高效利用。
2)水田生态系统农业面源污染物拦截和消纳关键技术
水田生态系统是具有较高生产力和养分吸纳能力的人工湿地生态系统,其独特的结构体系使其具有拦截流域水、土、养分流失之功能。只要配置科学,加之水肥管理措施得当,该生态系统可有效减少拦截和消纳农业面源污染物。鉴于此,采用水田免耕技术,并结合水稻清洁生产施肥技术体系,进行提高水田生态系统拦截和消纳农业面源污染物能力。
3)消落带氮磷生物消纳技术
消落带既是库塘湿地水体氮磷的“源”,又是库区径流氮磷的“汇”,是面源污染物进入库区水体的最后一道生态屏障防线。因此,要对消落带进行科学管理、规划并合理利用,并通过植被恢复等途径削减控制面源污染物,从而实现治理库塘湿地水体污染的目的。考虑到库区实际情况,选择适宜物种,恢复或重建消落带植被,是该区植被恢复重建和生态环境保护的关键环节。在消落带的落干期,筛选奢侈吸收氮磷生物,并研究配套管理技术,以消纳最后汇入消落带中的氮磷;并据此构建库岸生物拦截带,结合消落带利用和管理,建立消落带氮磷生物消纳技术体系。
4)农村生活、分散型畜禽、种植业废弃物污染负荷削减与资源化利用技术
库塘湿地流域内农户生活、分散型畜禽、种植业废弃物等污染严重,可针对此情况进行农村生活垃圾分类收集、集中储存、定期清运;分散型畜禽粪便的资源化利用技术及模式,如沼气农业生态循环利用技术、生物废水生物挂膜处理技术、高效安全土地处理技术、堆肥处理技术;秸秆资源综合利用的关键技术及循环利用模式,如秸秆生物质气化利用技术、秸秆碳化、膨化以及表面改性利用技术。
2.1.3 库塘湿地内源污染控制技术
库塘湿地的内源污染主要包括泥沙淤积和污染物累积,以及船泊污染排放两方面。库塘湿地水深较深、流速较慢,导致泥沙、污染物易富集难降解;而库区植被破坏、陡坡开垦导致的水土流失现象未得到根本遏制,以及入库河流带来的泥沙、污染物,导致库塘湿地泥沙淤积和污染物累积问题日益严重。随水运业的发展,部分库塘湿地客货运量迅速上升,产生大量的垃圾和污水;虽然大中型客运船舶垃圾大多采取到站回收的方式处理,但对于各种小型货轮和农村的租赁船等产生的垃圾,有关部门则毫无办法;各类船舶的生活污水和粪便,以及机舱污水全部直接排放入江中,造成库塘湿地水体大肠杆菌、石油类等污染指标急剧攀升。
(1)内源泥沙、污染物控制技术
在水库淤积泥沙中,对库区水质危害最大的应该是水库河床表面新近淤积的泥沙和细沙,因其相对容易冲动易对水体造成污染。一般而言,库塘湿地污染底泥的控制技术可以参照湖泊湿地泥源污染负荷的控制技术,主要包括底泥环保疏浚、污染底泥覆盖和污染底泥固化三大类。针对库塘湿地在汛期较大洪水期间具有较强的输沙能力的特点,还可以利用汛期水量调控等优化调度措施,集中利用和加强了汛期输沙能力,可在减少泥沙淤积的同时,对表层淤积物具有一定的清除作用。降低库塘湿地运行水位,库底前期淤积物中相对较细的泥沙可以大量得到冲刷和排泄。由于细泥沙的比表面积大、污染吸附能力强,多排泄细沙对减轻库区污染物累积也十分重要。
(2)船泊污染控制技术
库塘湿地的船舶污染控制技术根据船泊的功能类别可分为旅游船只的污染控制技术和运输、渔业船只的污染控制技术。
旅游船舶的行程一般较短,船上人员密度大,其污染特征明显不同于江、河、海中的长途游轮的污染,控制方案的设计应尽量遵循如下原则:①一般不考虑在船上安装污染物处理设施;②船上所有的污染物都应收集、贮存起来,不向湖中排放或抛弃;③收集、贮存设备应标准化,保证通用性;④岸上配合相应的中转运输系统;⑤污染物的处置应因地制宜;⑥管理系统完善。
针对运输、渔业等船舶的污染,在控制方案设计中应考虑如下几点:①一般不考虑在船上安装污染物处理设施,但应配备污染物的收集、贮存系统;②收集、贮存设备应轻便化、标准化;③含油废水与生活废水应分开;④码头配备相应的中转、运输系统;⑤一般考虑与旅游船只共用污染物处理系统;⑥防止船舶运送物资散漏入库中。
2.2 库塘湿地生态恢复
库塘湿地生态恢复的技术手段与湖泊湿地生态恢复相似,主要包括水生植物修复技术、水生动物修复技术、生态浮床技术和消落带植被重建与生态修复技术。前三项技术于前文已有详细描述,在此仅做简要介绍。
(1)水生植被修复技术
应用高等植物为主体的植物—生态修复技术,适用于大面积、低浓度的污染位点,水生植物能够不同程度地清除被污染水体的氮、磷、重金属及有机污染物,并在污水治理中得到了广泛的应用。水库岸边和污水厂排放口下游分别建立多层次的水生植被净化带,实现长效生态调控。值得注意的是,采用该技术要对水生植物进行科学的管理和转化利用,要适时进行打捞收割等,以避免造成二次污染。
(2)水生动物修复技术
指应用罗非鱼、鲢鱼、鳙鱼及贝类等滤食性动物的放养及水体生物群落结构的优化,控制富营养化水体暴发水华。鱼类对藻类的摄食,对水生生物种群和群落结构有重要的调节作用,对水华的形成与消失的影响是巨大的。在养殖对象上要以摄食浮游生物的鲢、鳙和草食性的草鱼为主,建立渔业生态工程,同时也要控制过度养殖,适度利用水体。
(3)生态浮床技术
生态浮床技术对污染水体的治理与修复主要包括植物对氮、磷等营养物质的直接吸收利用和对有机污染物的促降作用;植物根系、浮床和基质在吸附悬浮物的同时,为微生物和其他水生生物提供栖息、繁衍场所,兼可美化水域景观。
(4)消落带植被重建与生态修复技术
消落带不同高程区域被水淹没的深度和水淹时间是不一样的,高程越低的消落带区域水淹深度越大、水淹时间越长,而高程越高的消落带区域则与之相反。因此,在消落带植被重建和生态修复中的植物选择上,从最低水位线到最高水位线的不同高程上要选择使用具有不同耐淹能力和恢复生长能力的植物,并要考虑不同的生长型类型。总的原则是,耐淹能力强的植物种植在低高程带,耐淹能力相对较弱的植物种植在更高的高程带上,保证不同高程带上种植耐淹能力合适的植物。从生长型来看,考虑到不同生长型植物耐淹能力的差异, 同时兼顾三峡水库的管理规定,在消落带的低高程区域选择使用以草本为主的植物,随高程的逐渐增高,依次增加灌木树种,在消落带最高水位线附近可选用耐淹的乔木树种。需要注意的是,为形成合理的群落结构以保证正常的群落生态功能发挥,同一种草本植物在考虑其耐淹能力大小的基础上应在消落带不同高程区域均要选用。适合削落带生长的植物,乔木树种有竹柳、池杉、水桦等,灌木有水麻、桑树、小梾木、中华蚊母树、秋华柳等,草本植物有芦竹、甜根子草、苔草、狗牙根、香根草、问荆等。
2.3 库塘湿地环境管理
目前,库塘湿地水环境污染严重、生态破坏加剧的趋势尚未得到有效控制。为尽快遏制生态环境恶化状况,改善库区水环境质量,在加强水污染控制技术研发的同时,环境管理问题亦须得到足够的重视。环境问题涉及到很多行业和领域,而库塘湿地水生态系统是一个完整的有机系统,目前的管理体系没有统一的行政管理手段和有效的市场激励机制,难以对其进行统一有效的管理。
2.3.1 管理问题分析
随着人们对库塘湿地水环境污染的重视,库区湿地水污染防治的硬件设施已经逐渐趋于完善,但在软件建设方面,特别是运行机制、体制等方面还存在一些问题,尤其是跨界库塘湿地,其管理问题十分突出,应当引起足够的重视。总体而言,目前库塘湿地环境管理主要存在以下几个方面的问题。
(1)缺乏治理水环境污染的法制体制
库塘湿地所在区域经济社会活动频繁,库区水质保护任重道远。事实上,目前还没有从法律上对库塘湿地的水质保护和水环境污染治理进行规范。
(2)分割治理,责权不明弊端凸显
当前我国重点流域水污染防治仍坚持分区防控原则。但依据现有行政区划,跨界库塘湿地的水污染治理易形成各自分段治理局面。此外,我国现有涉水法规,尚未完成对流域水资源权属界定问题进行规范。因而,相邻地区在污染治理过程中,尤其在面对两地边界处的污染治理问题时,常常陷入“囚徒困境”,双方都试图在治理工作上 “搭便车”,难以达成污染防治共识。
(3)“九龙治水”,缺乏统一的权威性管理部门
重点库塘湿地水污染的治理工作涉及从中央到地方的多系列涉水、管水部门,这些部门或多或少、或重或轻地都在承担着污染物排放及水质监测、污染物治理工程及绩效评估、违法行为处置等工作,但对它们的工作缺乏统一的权威性管理部门来统筹协调。“九龙治水”在部门和地方职权和利益的驱使下各自为政,库区内水体的流域管理与行政区管理间矛盾突出,即使在单一地区内也未能形成稳定高效的部门协作机制。使得库区各涉水管理部门在治污过程中出现任务不明、职责不清、执法混乱、协作困难、政令不一等问题。
(4)缺乏市场运行的环保机制
库塘湿地水环境污染治理过程中使建立了的一些污水处理厂等环保设施,由于效益较低或不能产生效益,这些设施、工厂在实际运行中大打折扣,甚至有些项目名存实亡,仅作为应付上面的一些摆设。在检查时,就开启治污设施,让检查团感受到对环保的重视,但检查一过,设施就停用,或者白天开、晚上停,更为甚者将环保设施作为他用。
(5)缺乏生态环境保护意识
库区民众对库区水环境的保护意识十分淡薄。习惯上,企业及老百姓沿岸乱倒垃圾,直排污水;认识上,治理污染的责任理应由国家和政府负责,老百姓与之无关;利益上,民众认为对于环境的保护与自身利益无关等等,这些都增大了对水污染的治理难度。
2.3.2 环境管理策略
库区水污染治理问题是典型的流域治污问题。根据博弈理论、产权理论和管理学中的集体行动理论,结合国外流域水污染治理机制的经验可以发现:在库区水污染治理中,中央统筹、地方协作是库区实现可持续发展的必然选择,因而,完善库区水污染防治组织体制,构建库区统一的跨域水污染防治的统筹协作新机制是当前库区治污工作的关键。
(1)完善有关法律法规
目前,新的《中华人民共和国水法》已颁布。为加强流域水资源保护与管理,应依据《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》,尽快制订流域性水资源管理条例。并根据有关法规、条例和流域水资源保护规划,加强对流域内污水排放的管理,采取综合防治措施,将污水处理和水利工程措施等有机地结合起来,严格实施污水排放总量控制,有效控制水污染;大力整治流动污染源,改变船舶废污水和生活垃圾直接排江习惯,清理和治理沿江河道垃圾场等等。
(2)库区水污染防治管理组织架构体系
库区水污染防治的管理组织体系应由诸如国家发改委、环保部、水利部、交通部、住建部和三建委办公室等中央部委,省市及下辖各库区区县政府和相关职能部门,根据共同参与、统一领导、分工协作的原则建立。具体则可由库区水污染防治工作领导小组(可挂靠国务院三建委办公室),及下辖的库区水污染治理工程中心、库区污染物排放稽查总队、库区水环境监管信息中心等主要机构组成。
1)库区水污染防治工作领导小组
对库区和流域内的各级地方政府的水环境保护的工作实施指挥、调度和统筹。对各级政府水环境保护的矛盾和责权冲突进行协调,对各级政府的水污染治理和水环境保护的工作绩效进行评估。研究和提出诸如流域内甚至其他区域的地方政府和企业,因对库区水体享受不同利益和履行不同责任而实施相互间利益补偿的政策和机制, 国家批准后组织实施。研究和测算不同地区和单个企业的排污允许量、库区污染物容量,适时组织排污权交易。库区水污染防治工作领导小组负责对下辖的库区水污染治理工程中心、库区污染物排放稽查总队、库区水环境监管信息中心等机构的领导和管理。库区水污染防治工作领导小组下设办公室,办公室可与国务院三建委办公室合署办公,办公室为库区水污染防治工作领导小组的具体办事机构。
2)库区水污染治理工程中心
库区水污染治理工程中心是负责库区水环境管理和评估、水污染治理工程及适用技术选择的决策、实施和运行的统筹与管理的工作机构。该工程中心可由环保部的环境监察局牵头,成员由环保部的污染防治司、自然生态保护司、污染物排放总量控制司、宣传教育司,住建部的城市建设司,水利部的水资源司、建设与管理司,交通部的长江水利委员会,发改委的资源节约环境保护司,及其它地方相关部门派员组成,但应为一能在库区水污染防治工作领导小组及其办公室领导下,能自主开展工作的实体机构。
3)库区污染物排放稽查总队
库区污染物排放稽查总队是负责库区污染源监控、依法对违法违规的排污行为进行处分、维护库区及库区上游流域污染物减排和水体净化秩序的执法单位。库区污染物排放稽查总队由执行全流域全库区稽查的直属稽查机构和按库区内行政单位设立的各级稽查分支机构组成,前者对后者实施领导、管理和考核,并负责跨行政区域的稽查及稽查工作的统筹协调。库区污染物排放稽查总队在库区水污染防治工作领导小组及其办公室领导下工作。
4)库区水环境监管信息中心
该中心作为库区水环境和与水环境相关的其他信息综合存储和交流平台。这些信息包括:库区分地区、分行业的企业活动信息,它们的原材料和能源供应,它们的各种产品的生产技术、工艺和生产数量,它们的污染物产生环节、污染物种类、污染物排放数量和排放污染物的治理措施及效果;非生产类企业(如餐饮企业)和城镇居民的生活导致的污染物产生环节、污染物种类、污染物排放数量和排放污染物的治理措施及效果;工程建设、农业生产和农村居民生活导致的污染物产生环节、污染物种类、污染物排放数量和排放污染物的治理措施及效果等。该中心也是一个权威的库区与水环境相关的信息发布和处理平台,为库区水污染治理工程和库区污染物排放稽查提供前期的基础工作和基础依据。
(3)库区水污染防治统筹协作机制
虽然己经有了前述整个库区跨行政区的水污染监控和水环境治理的一体化机构设计,但是为了让库区水污染防治架构体系能真正有效地运转,根据国外流域水污染治理经验,结合库区水污染防治现状,中央政府、流域内和库区各级政府间针对库区水体保护和水污染治理的协商协作机制建设依然十分必要和重要。这个机制应该并可以解决各级政府高度重视、统筹谋划、一致行动的思想观念问题,机构设置问题,统一工作流程、方法、政策和工作目标的问题;这个机制应该促进各级政府和相关部门对影响库区污染物治理和水环境保护不断遇到的新情况、新矛盾、新挑战进行研究和磋商,共同决策对水环境存在重大影响的重大项目的取舍,共同应对库区水环境可能出现的风险和危机;这个机制应该帮助流域和库区各级政府对库区水体保护进行统一的宣传,争取民众、社会舆论和社会公益活动的支持,共同争取中央政府的政策、项目和资金对库区水环境治理和保护给予支持。
(4)加大库区环境治理投入,保证资金落实到位
转变观念,拓宽渠道,加快城市污水处理厂的建设步伐,贯彻集中与分散相结合的建设方针,因地制宜地采用大、中、小、微相结合的处理设施和装置,鼓励对污水处理厂建设资金投入的多元化,对污水处理设施的建设和运行,要摆脱现在政府包干的模式,走产业化、市场化、社会化和专业化的道路,使水污染治理和水资源保护工作进入良性轨道。拓宽投资、融资渠道,培育以市场化运作为主体的多元化投资渠道;引入和建设多元运营模式,改变单一的政府行为;鼓励具有资质的环保公司、具有经验的外地公司涉入运营;落实或加大现行的污水、垃圾处理市场运行机制,形成具有可盈利性的环保产业。
(5)加大宣传力度,树立环保意识
加强环保宣传,重视环境保护。正确处理地方经济与环境保护的关系,发展不能以牺牲环境为代价。加强企业结构调整力度,下决心关、停、并、转污染严重的企业。做到“既要绿水青山,也要金山银山。宁要绿水青山,不要金山银山,而且绿水青山就是金山银山”,达到全民真正重视环境保护,三峡库区环境治理才有希望。因而要积极开展形式多样,注重实效的宣传活动,努力提高市民的环保意识。
2.4 实践案例分析
分别对国内外的库塘湿地水环境污染控制实践案例进行整理,选取三峡湿地水环境治理和英国的水库治理为典型案例进行实践经验分析。
2.4.1 国内案例分析
三峡工程规模宏伟,举世瞩目,它的建成将在防洪、发电、航运等方面产生巨大的综合效益,同时也会对库区的生态与环境带来广泛而深远的影响。三峡工程对生态与环境的影响问题一直是国内外关注的焦点。
2.4.1.1 环境问题诊断
三峡水库蓄水后,库区水环境将发生很大改变,特别是水的流态和流速变化将改变水环境的物理和化学条件,从而影响污染物在水体中的稀释、扩散、降解和转化等净化过程,引起水环境的变化。特别是库尾重庆主城区附近江段,受大坝蓄水流速减缓的影响,其岸边水域污染会进一步加重。因此建库后主要环境问题可表现在以下几方面:
(1)扩散能力减弱,岸边水域污染带的形态将发生变化。水库蓄水后,水位抬高、流速减缓。在枯水季节,水库在高水位运行,流速减少更多,从而使扩散能力更加减弱,使得污染更集中于沿岸,污染物排放口下游的污染带形状将由长带型向宽短型变化。
(2)受水库调度方案影响,枯水期库尾水质可能变差。高水位运行的枯水期,整个库区从重庆—坝前流速变缓,特别是重庆市正处于库尾回水区,嘉陵江和长江河段河面变宽,流速下降,而且此水期上游来水量少,污染负荷重,更易发生水质污染。
(3)工业废水和城市生活污水直排入长江,岸边水域污染较重。三峡库区工业废水和城市生活污水排放量大,而且大多未经处理直排长江,对三峡库区的岸边水域水质影响较大。
(4)污水排放口与生活取水口上下交错排列,水源地水质易受污染。从排污口调查资料看,城市江段入江排污口分布零乱,特别是重庆江段排污口、取水口上下交错排列,取水口水质极易受到上游污染源的排污影响。
(5)城镇人口的增加导致生活污水的排放呈上升趋势。随着三峡移民迁镇,库区城市化水平加快,城镇人口随之增多,这将导致城镇生活污水的排放量显著增加。目前生活污水排放量有接近或超过工业废水排放量的趋势。
(6)农田地表径流与城市地表径流等面污染源入江,影响库区水质。长江洪水期,受暴雨冲刷,沿岸垃圾入江、蓄水初期的土地淹没、支流及库湾的营养物富集、农田过量施用化肥与农药等,都会影响库区水质。
2.4.1.2 治理分区方案
延续《三峡库区及其上游水污染防治规划(2001—2010年)》的分区方法,将三峡流域从空间格局上划分为库区、影响区和上游区。库区定位为水库保护核心区,该区域内流域-水体耦合作用显著,水体受人类活动影响大;影响区为水库保护缓冲区,主要由上游三江水系〔上游长江(岷江、沱江、赤水河汇入)、嘉陵江及乌江水系〕入库毗邻区域构成,90%以上的水库水量经由该区域入库;上游区是水库保护外围防控区,主要为嘉陵江、乌江、岷江、沱江、金沙江上游水系。库区、影响区、上游区的面积分别为5.81×104、9.39×104、65.27×104km2;分别包括26个、59个和234个区(县)。湖北省、重庆市、四川省、贵州省和云南省所辖流域面积分别占三峡流域总面积的3.03%、10.25%、59.88%、12.05%和14.79%。
图2.4-1 三峡库塘湿地流域控制单元划分
对三峡流域的49个控制单元的环境问题进行分析,确定预防型单元14个、改善型单元24个、治理型单元11个,并进一步明晰各类控制单元水污染防治目标和措施定位。选择分属于不同控制区、不同防治类型、数据资料较为齐全的3个典型控制单元进行分析。
(1)预防型单元
赤水河遵义市控制单元位于三峡流域影响区,涉及赤水河干流及习水河、桐梓河、凤溪河3条主要支流。该控制单元控制断面为鲢鱼溪,现状水质类别为Ⅲ类,支流水质类别基本在Ⅱ~Ⅲ类之间。该控制单元城镇生活及工业点源污染物排放占污染总负荷的85%以上,因此,需完善城镇污水处理设施、有效控制工业点源污染排放;此外,赤水河是目前长江上唯一没有筑坝且污染较轻的一级干流,属于长江上游珍稀、特有鱼类国家级自然保护区的重要组成部分,也是以茅台为代表的优质白酒生产基地,因此,需重视饮用水、生态保护以及环境风险防范。
(2)改善型单元
龙川江楚雄州昆明市控制单元位于三峡流域上游区,涉及金沙江一级支流—龙川江及龙周河、蜻蛉河2条二级支流,位于滇川交界处。该控制单元控制断面为江边,现状水质类别为Ⅲ类;干流水质以Ⅲ类、Ⅳ类为主,部分断面(小河口)污染严重,为劣Ⅴ类;支流水质以Ⅳ类、Ⅴ类为主。该控制单元水(环境)功能区断面达标率为67%,威胁滇川交界水质安全。城镇生活污染排放占点源污染负荷的98%,受楚雄市生活污染影响明显;工业点源主要源自有色金属矿采选业的废水排放,占污染负荷的93.80%。在该控制单元,需强化城镇和生活点源、面源污染防治,强化重要保护区的污染治理和严格保护,加强环境监管,促进产业结构和布局的优化调整。
(3)治理型单元
长江嘉陵江重庆市辖区控制单元涉及长江、嘉陵江沿线,綦江河、五步河、御临河、塘河等主要支流,及璧南河、大溪河、一品河、跳蹬河等溪流。该控制单元的控制断面为寸滩,现状水质类别为Ⅲ类,ρ(TP)为0.12mg/L;支流水质较差,以Ⅴ类、劣Ⅴ类为主,ρ(CODCr)、ρ(氨氮)、ρ(TN)和ρ(TP)超标严重,黑臭问题突出,大量污染水体直接进入长江,对部分饮用水源威胁巨大;城镇生活污染物排放量占点源污染负荷的60%以上。随着城镇快速发展,生活污染治理设施不配套,该控制单元的部分支流流域生态开发受到侵扰,受区域复合型污染、治理水平滞后、水库蓄水等影响,需全面实施区域综合整治,治理污染严重支流。
2.4.1.3 污染防治工程
在衔接典型控制单元的问题识别及分类结果的基础上,进一步分析水质现状与趋势,确定水质目标。细化污染物治理需求,进行工程方案设计、筛选和评估,提出典型控制单元污染防治的工程方案。
赤水河遵义市控制单元:水质目标为Ⅱ类。工程方案主要为实施沙坝河和盐津河小流域水环境综合整治和生态修复,强化重要支流上游区、饮用水源地、珍稀特有鱼类国家级自然保护区等特殊水域污染治理和预防。推进赤水河流域云-贵-川跨界协调保护。建设仁怀市、习水县、赤水市、桐梓县重点城镇生活污水处理及配套管 工程,建设四县污水处理厂污泥集中安全处置工程和集镇生活垃圾处置工程。加大桐梓县工业污染治理力度,实施贵州赤天化纸业股份有限公司、赤水河流域白酒酿造企业废水深度治理等工程。
龙川江楚雄州昆明市控制单元:水质目标为Ⅲ类。工程方案主要为重点建设楚雄市第二污水处理厂二期、程家坝污水处理厂二期、东瓜镇等污水处理厂及配套管 ,推进禄丰县等8个县10个集镇污水处理处置及配套设施建设,加快建设楚雄市等8座现有垃圾卫生填埋场的渗滤液收集及处理处置设施。严格工业企业污染控制,促进金属矿采选业的有序发展。
长江嘉陵江重庆市辖区控制单元:水质目标为Ⅱ类。工程方案主要为加强重庆江北区港城工业园区等工业园区废水深度处理。加快唐家桥污水处理厂升级改造,扩建李家沱等重点镇污水处理厂;加强重庆市主城区及江津区12个小城镇污水处理设施及配套管 建设;扩建鸡冠石污泥处理厂,新建江津区污泥处理厂。完善重庆市主城九区、江津区城区及乡镇垃圾收运系统,加强长生桥垃圾处理场渗滤液处理。加大巴南区南湖水库饮用水水源地保护力度。开展璧北河、綦江河等支流综合整治,加强三峡库区水域漂浮物清理。
表2.4-1 典型控制单元污染防治工程方案
2.4.2 国外案例分析
英国的霍斯沃特水库位于英格兰西北部的湖区,长度约6.9km,最大宽度0.9km,水面面积3.9km2,库容量76.6km3,平均水深23.4m,最大水深57m。
霍斯沃特水库归英格兰和威尔士环境署管理,该环境署已被政府指定为《欧盟水框架指令》(WFD)的主管机构,环境署污染治理所坚持的基本原则是“阻止退化”。库区的治理措施执行WFD有关措施,采取了WFD所确立的流域管理综合办法,具体包括4个方面的主要内容:
(1)描述水环境现状并确定应加以保护和改善的区域;
(2)确定由于过去或现在的活动而使水环境质量及其所支持的生物多样性受到影响的区域;
(3)提出确保水体的特殊价值,如引用、生物多样性或沐浴等达标并维持已达标质量的行动;
(4)提出2015年以前,必要时2027年需要采取的改善环境的具体行动措施。
WFD规定的主要目标如下:
(1)防止水资源状况的继续恶化并改善其状态;
(2)促进水资源的可持续利用;
(3)逐步减少初始污染物并停止初始有毒污染物的排放;
(4)逐步减轻地下水污染;
(5)减轻洪水与干旱的影响。
《欧盟水框架指令》是管理和保护水资源较为成功的典范。其目标是要在2015年以前实现“良好的水状态”。采用统一的水质标准,地下水资源超采现象将被遏止。此外,水生态系统和相关的陆地生态系统的退化将明显减轻。在某些特殊情况下,2015年这一最后期限可以适当推迟,并可以确立某些较低的环境目标。
《欧盟水框架指令》的核心是流域综合管理计划。在2002年12月22日之前,成员国必须对本国的流域(包括地下水,河口和离岸1.852公里之内的海水)进行鉴定,而且落实到“流域管理区”里。所有国家的流域管理区,必须每6年制订一次流域管理规划与行动计划。在2009年12月以前,需要完成第1期计划。不过,在2006年12月以前,就需要出版一个工作计划及时间表。2007年12月,需要提交有关重要水资源管理事务的中期 告。2008年12月,应当提交流域管理规划的初稿。为了确保国内及国际合作,成员国必须做出适当的行政安排,其中包括确定权威管理机构。对于国际流域,流域内相关国家需要共同确定流域边界并分配管理任务。它们必须为国际流域管理规划共同努力。如果共同管理难以实现,各国可以分别采取措施,但彼此之间的规划与实施必须相互协调而不能冲突。
关于污染控制,《欧盟水框架指令》规定成员国均应采用统一的排放标准,并采用最新的环保技术(针对点源污染)。如果需要让承受水体达到水质标准,应当采取更为严格的污染控制措施。另外,欧盟还将采取进一步措施减少有害物质的排放,尤其要避免剧毒物质的排放。最后,《欧盟水框架指令》还包含一些经济措施。到2010年,家庭、农业和工业都要承担水资源管理的费用,而且还将采用水价政策鼓励节水。总之,《欧盟水框架指令》密切关注水质、水量和水生态的问题,其有效实施需要对水质与水量进行综合分析。
此外,英国还推广可靠且可持续的农业生产方式,减少磷酸盐、硝酸盐和沉积物等污染,以及采用宣传教育的方式鼓励工厂生产和居民购买无磷洗衣粉。除了《欧盟水框架指令》外,英国还有一些其他的制度保护饮用水源地水质。水源保护区是基于1980年《水法》设定的,保护范围包括地下水和地表水。还依据水源保护区管理策略,设定了硝酸盐监测区。为了控制非点源污染,还在农业区实施了长期的水源地保护措施,划定区域,实施了农田硝酸区控制措施,包括改善堆肥管理、缩小冬季休耕区和限制堆肥等措施。
2.4.3 经验与启示
国内外成果的库塘湿地治理与保护案例,对我国库塘湿地水环境污染治理的启示主要体现在技术措施、法律与机制、政策措施、部门间协调和公众参与等方面。
(1)加强库塘湿地的污染评价和污染控制技术
库塘湿地水环境污染的控制首先要评价其污染程度,根据其水环境污染的成因和程度选择相应的治理技术。库塘湿地的污染评价技术是制定治理措施、选择治理技术的前提,也是建立湿地水污染预警系统的需要,是平均政策和技术实施效果的依据。在国内外多年的治理经验中,污染控制技术已得到了一定的积累,但针对内源和面源的污染控制技术仍有待进一步的研究。
(2)完善库塘湿地水环境保护的法律制度
在WFD制定过程中,对原有多项法律进行了清理,通过简化、废除和取代等不同方式,形成了水资源一体化管理最高层次的主体法律。WFD涵盖了水资源(含饮用水、地下水等)利用、水资源保护(含城市污水处理、重大事故处理、环境影响评价、污染防治等)、防洪抗旱和栖息地保护等,几乎涵盖水资源水环境管理的全部领域。我国涉水法律有《水法》、《防洪法》、《水土保持法》、《水污染防治法》、《环境评价法》等多部,内容有所侧重,但也有交叉、重叠,局部内容有冲突。更重要的是不同法律的执法主体是不同的政府部门,使水资源水环境的管理工作出现诸多脱节和分割现象。基于WFD经验,从长远看,我国应该制定一部水资源和水环境管理的综合性的主体法律。
(3)长期治理与分阶段治理相结合的政策措施
库塘湿地的治理是一项长期艰巨的任务,应在良好规划的基础上,分阶段科学治理。库塘的污染不是一年造成的,其逆向演替也是一个较长的过程,需要花费大量的精力和财力。国际上成果的库塘治理,均设立了阶段的治理目标。库塘湿地的治理不能一蹴而就,制定分阶段的目标是必要的。
(4)建立涉水政府部门的协调机制
与湖泊湿地的流域管理制度相似,我国涉水的政府部门涉及水利、环保、农业、交通、国土、林业等诸多部门,职能各有分工。WFD要求欧盟成员国指定有能力的主管机构负责执法,实施规划,安排资金,并且实行问责制。限于我国的具体国情,由一个部门负责水资源水环境的一体化管理,目前恐不具备条件。但是在中央层面上建立涉水政府部门的协调机制,在制定法律、战略和水资源水环境战略规划中发挥协调作用。
(5)流域管理中的公众参与
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