我国水环境治理效益分析方法探讨
2010-07-12曲永会
曲永会
(中国国际工程咨询公司,100048,北京)
一、我国水环境现状
我国是一个水资源短缺的国家,人均水资源占有量只有世界平均水平的三成,是人均水资源最贫乏的国家之一。我国传统的经济发展模式是以“高投入、高消耗、高污染”为特点,现行管理体制是环境违法处罚较轻,大量工业、农业、生活废水在面对治污高成本和排污低成本的选择时,往往会不顾环境承受力,选择超标、超量排放污水,导致污染物排放量(污染负荷)难以真正减少,水环境恶化问题突出。
我国许多地区,污染物排放量远超过现有处理能力,也就是污水、固体污染物处理能力不足;另一方面,从水环境容量(纳污能力)角度分析,即使所有污水都达标排放,由于其量过大,远超过水环境容量 (纳污能力),将导致水环境持续恶化。
目前,全国江河湖泊普遍受到不同程度的污染,大中城市的下游河段污染严重,北方城市河段污染大多重于南方;湖泊普遍受到氮、磷等营养物质的污染,富营养化问题严重;全国水环境问题呈加重趋势,水污染事件和供水危机事件经常发生,如淮河流域水源污染事件、太湖蓝藻暴发、松花江水污染事件等。水污染不仅造成了巨大的经济损失,更直接影响百姓的饮水安全,我国水环境前景不容乐观。
二、水环境治理措施
针对我国水环境恶化现状,广大群众迫切要求改善水环境;为适应经济和社会可持续发展的需要,我国政府也在采取积极的措施和对策,开展生态水利项目建设,治理水环境。造成水环境恶化的因素主要有三个:一是工业废水污染,即使所有工业都合理布局,污水全部达标排放,处理过的污水也是超Ⅴ类的,需要数倍的优质水加以稀释,才能符合功能区用水要求。二是城市生活污水污染,我国目前城市污水处理率较低,要全部处理后再排放,还需要很长时间。三是农业面源污染,农田大量施用化肥、农药及水土流失造成的氮、磷等污染。
针对上述水环境恶化的原因,在目前经济社会和管理体制条件下,无论是有效地改善流域、区域,还是局部城市水环境,都必须采用综合治理措施。常用的治理措施可分为工程措施与非工程措施两大类。
1.工程措施
工程措施主要包括产业结构调整、工业点源治理、城镇污水处理、农业面源治理、生态修复、引水增流提高水环境容量、河网清淤整治等。
措施一:产业结构调整。目前我国农业化肥、农药使用量偏高,造成面源污染;工业产业偏重,规模以下企业比重大,高污染行业、企业相对较多;服务业相对薄弱,比重较低。产业结构调整应遵循科学发展观的要求,转变经济发展方式,优化产业布局和城乡布局,统筹城乡发展,确立经济社会和环境协调发展、人与自然和谐相处的新发展模式,以有效减少污染源。
措施二:工业点源治理。污染排放不达标或对当地环境影响严重的企业必须实行“关停并转”,淘汰工艺落后、污染严重、不能稳定达标排放的生产项目;积极发展高技术、高效益、低消耗、低污染的“两高两低”产业。
措施三:城镇生活污水处理。加快污水处理厂建设,全面提升已有污水处理厂的处理水平;提高污水处理厂配套管网覆盖率,健全已建和在建的城镇污水处理厂配套管网,完善雨、污分流体系。
措施四:农业面源治理。农业面源污染面广量大,治理难度大,长期未引起足够重视,没有采取有效的治理措施,今后必须加大治理力度。通过化肥和农药减施、生态拦截、农药替代,改变不合理的种植方式,防止农业种植过程对水体的污染。
措施五:生态修复。通过湿地恢复与重建、河湖岸线治理、生态林建设、水生态修复和科学清淤等措施,改善湖泊水域生态环境。
措施六:引水增流提高水环境容量。从治理区外引水或跨流域调水,增加治理区的水资源供给,加速水体循环,提高治理区水环境容量(纳污能力)。
措施七:河网清淤整治。实施河湖清淤,减轻内源污染,拓浚河道,科学护岸,截污导流,局部外滩地退田还河,改善河道水质。
2.非工程措施
非工程措施主要包括以下方面:①加强管理,控制污染严重项目,水环境承受力低的地区,少上项目等;②严格标准体系,完善相关法规;③提高市场准入条件,健全工业企业环保准入制度和排污许可制度;④提升监管能力,切实强化执法,建立先进的环境监测预警体系;⑤利用价格杠杆,完善收费制度,开征污水处理费,全面推行垃圾处理收费制度;⑥促进公众参与,开展舆论监督。
以上工程与非工程措施,针对治理区域或流域的具体情况,侧重点会有所不同。对于投资少、改善水质明显的治理措施,要优先安排,以便尽早达到治理目标提出的水质改善要求。
三、对水环境治理效益分析的几点建议
相对而言,水环境治理效益分析,是一个较新的领域,还没有专门的规范和规定,涉及环境、水利、工业、农业、城建及生态等多个学科范畴。目前我国对水环境治理效益的分析,通常是定性描述,缺乏定量和规范性分析。现结合个人的工作体会,提出一些建议性的意见,供参考。
1.综合治理效益
水环境综合治理对改善水环境的效果,可以概括为增强生态系统功能和削减污染物量两个方面。
(1)生态系统功能增强,增加对污染物的吸收和分解净化能力
①生态修复工程。通过实施湿地保护与修复、生态林建设、水体生态修复、生态拦截、河道整治工程、河湖清淤等生态修复措施,可恢复和重建水生生态系统。随着生态系统功能的增强,可有效提高对污染物的吸收分解净化能力和水源涵养能力。
②引水增流工程,提高区域水环境容量(纳污能力)。引进优质水,可增加治理区优质水资源的供给量,有效提高治理区的水环境容量(纳污能力),同时促进水体流动,有助于改善水质,提高水环境容量。
(2)污染物量削减
根据综合治理措施对削减污染物的贡献,可进一步分为两类:一是消除污染源,二是提高污染物削减能力。
①通过产业结构调整、关停重污染企业、减施化肥、拆除围网等措施消除污染源;产业结构调整后,重污染行业所占比例将明显降低,污染物排放标准更加严格;COD、氨氮、总磷等主要污染物的排放量都会随之减少。
②通过城镇污水处理厂建设、畜禽养殖清洁工程等措施,提高污染物削减能力,有利于提高水环境质量。
2.污染物排放量与削减能力均衡分析
(1)现状(基准年)污染物(负荷)排放量
由于我国对现状污染源的本底不清,以往对污染的治理,还没有针对治理目标、水功能区划分、水环境容量、污染物排放量、环境允许(控制)排放量以及削减能力情况进行均衡分析,使现状污染负荷、新增污染负荷,现有削减能力、新增削减能力之间达到均衡状态。可喜的是国家已开始重视这方面的工作,2010年刚刚公布了全国污染源普查情况,为以后污染负荷均衡分析奠定了较好的基础。
(2)污染物总排放量预测
为了改善水环境,满足人们对环境的要求,需采取综合治理措施,一方面减少现有污染物的排放量,另一方面增加污染物的削减能力。但伴随着经济和社会的发展,又会有新的污染负荷出现,需要对污染物排放量与削减能力的提高情况,进行系统、认真、细致的均衡分析,科学合理地规划各种治理措施,以期真正改善水环境,实现治理目标的要求。
在进行水环境治理效益分析时,需认真研究治理区的经济产业结构现状、规划情况、社会发展情况等,结合近期、远期拟采取的综合治理措施,科学预测分析污染物的排放量。对治理区近期、远期分别采取与现状一致的或降低的污染物增长速率,测算几个主要污染物如COD、氨氮、总磷、总氮等的近、远期排放量。
(3)环境允许(控制)排放量
根据当地政府的水功能区划分,分析水域主要污染物COD、氨氮、总磷、总氮等污染物的环境允许(控制)排放量。
(4)需要削减量、削减能力和均衡分析
需要削减量为污染物总排放量与环境允许排放量之差。
根据规划确定实施的近、远期工程措施和非工程措施,先单项分析各项措施的污染物削减能力,然后进行汇总,得出整个治理项目的定量化的污染物削减能力和相应的环境效益。最后,将治理措施的近、远期削减能力与需要削减的污染物量进行均衡分析。
3.治理目标、治理方案及措施间的互适应性分析
判断近、远期削减能力是否大于需要削减的污染物量。对水环境综合治理目标、治理工程安排的合理性和对应的环境效益进行互适应性分析,可能出现以下三种情况中的一种:
第一种情况:削减能力与需要削减的污染物量基本相当,说明治理目标与治理措施是合适的,不需进行调整。
第二种情况:削减能力小于需要削减的污染物量,说明治理目标过高或者治理措施不够;需降低治理目标,或者维持原目标但增加治理项目及治理投资。
第三种情况:削减能力远大于需要削减的污染物量,说明治理目标定得过低或者治理工程项目过多,可适当调低治理目标或者调减代价较大的治理项目。
表1 污染物增加量与削减能力综合分析表 (万t/a)
四、案例说明
为便于理解,下面针对我国正在实施的某流域的水环境综合治理的效益分析进行案例说明。拟采用列表方式,对以上方法进行阐述。首先对该流域污染物的排放量进行预测分析,扣除允许排放量,得出治理期需要的污染物削减量,最后将不同水平年的污染物削减能力与需要削减量进行对比分析,见表1。
预测总排放量=现有排放量+治理期新增的排放量,允许(控制)排放量是根据不同治理期的水质目标所对应的水环境容量(纳污能力)及外调水新增的水环境容量两者之和。需要削减量=预测总排放量-允许 (控制)排放量;削减能力是原有削减能力+治理期新增的削减能力,应大于污染物需要削减量。
总之,水环境综合治理效益分析还是一个新的领域,随着我国水环境治理项目及生态水利工作的大规模实施,深入开展这方面的研究工作很有必要,希望本文能起到抛砖引玉的作用。
[1]伍新木.水生态系统危机是最严重的水危机[J].中国水利,2009(19).
[2]陈雷.实行最严格的水资源管理制度 保障经济社会可持续发展[J].中国水利,2009(5).
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