水污染及治理

2020-03-03 17:12:43 来源：范文大全收藏下载本文

水污染及治理

摘要：在维系人的生存、保障经济建设和维护社会发展的所有自然要素中，水的重要性毋庸赘述。然而随着工业化、城市化加快，世界面临着水资源短缺、污染严重的挑战。本文对我国城市水污染现状以及城市景观水体污染的情况进行了分析，同时也分析了我国湖泊水体富营养化状况。并在此基础上提出了城市污染治理存在的问题与水污染可采用的一些处理方法。

关键词: 污染严重城市景观湖泊流域富营养化处理方法

1 我国城市水污染的现状分析

中国666个城市严重缺水，同时大量工业生产排放的废水又造成大量的水污染，地下水源的有限，使得我们更应从自身寻找解决问题的方法——对被污染水源的治理。城市相比于农村来说水污染严重，究其根源是由于工业污染，理所当然，水治理应该从工业污染着手。在诸多水污染治理中，得到的结果却并不令我们满意[1]。

我国水资源总量为28124 亿立方米，而多年平均地下水资源量为8186.43 亿立方米，其中平原区地下水资源量为1934.15立方米，而且分布极不均匀，与降水量和地表水的分布趋势大致相似，南方多，北方少，并且平原区地下水资源量主要分布在北方，山丘区地下水资源量主要分布在南方。全国目前有三分之二的城市以地下水作为主要的供水水源，约有四分之一的农田灌溉靠地下水。地下水开采总量超过1000 亿立方米，约占全国用水总量的15%～20%。据有关部门对118 个城市2～7 年的连续监测资料，约有64%的城市地下水遭受了严重污染，33%的城市地下水受到轻度污染，基本清洁的城市地下水只有3%[2]。

1.1 我国城市景观水体的污染

我国城市水体景观质量严重下降，许多具有美学价值、旅游观光功能的水体，其生态环境效益、社会经济效益正在逐步消弱。而且由于缺乏统一的系统规划，加之污染排放的叠加影响，许多城市景观水体的环境容量和生态承载力不堪重负，生态系统遭到破坏。我国90%以上的公园水体都遭到不同程度的污染，化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总氮（TN）、总磷（TP）和非离子氨等指标，大多超过国家地面水环境质量Ⅳ类标准。由于水体结构和功能被破坏，

多样性丧失，水生资源及其美学价值受到损害，为改善环境而设的水体也失去了它的意义。为此学者们对水体富营养化开展了多角度研究，包括成因、评价、机理、危害、控制与治理等。相关学者通过对武汉、长沙、广州等城市的各主要公园的调查分析，发现公园的水体污染具有3点共同之处，即污染源类似污染物基本相同、缺乏综合防治污染措施。水体污染主要来自:①临近水体的民居、餐厅、厕所等的生活污水；②水边植物的代谢残留物；③游人随手丢弃的垃圾杂物；④公园植物施加的化肥农药；⑤游艇等公园娱乐设施的直接接触污染[3]。目前, 景观水体( 公园、居住小区、公共场所的水景) 的水处理很少为人所重视, 现有的处理方式又大都仅限于通过假山、喷泉等来处理, 极易造成藻类疯长、水体发绿甚至发臭等现象。

1.2 城市水污染治理存在的问题

一方面城市水污染治理的政策机制不够完善。制定污水处理的方针政策必须从国情出发，符合科学发展观的要求。首先单一的污水集中处理模式已经不合时宜。集中易使不同来源的污水混在一起，成分将非常复杂，处理的工艺流程也将十分复杂，处理成本也会很高。污水集中处理还要求建设大型的污水处理厂和满布全城的管网，同时还需要消耗大量的电力，从而造成资金浪费。现在我们应该提倡因地制宜的治水思路，优先采用分散、就近的治理原则，将排放的污水就近处理就近利用。第二是国家统一的污水排放标准与实际水环境质量标准相脱节。排放标准与污染物排放总量削减和水质标准衔接不够。第三污水收费制度已经不符合社会要求，应建立谁收费谁治理的政策。

另一方面城市水污染治理技术良莠不齐。在不同的城市中，所应用的水治理技术不尽相同，一些发展较快、工业较多污染较多的城市治理技术相对先进一些。如北京、上海等城市采用的污水处理工艺先进，如AB、改进的A2/O、CAST、IKEAS、UNITANK、其它形式的SBR（如CSBR、MSBR）、MBBR、BAF （Bio s t yr 和Biofor）等，与国外污水处理厂（如美国、德国、日本、韩国等）相比并不落后，甚至更为先进和美观，而且其出水水质良好，达到GB18918- 2002 的1B 甚至1A排放标准。但是，相比之下一些二级城市就没有这种高端的技术，这样在全国范围内水污染技术整体看是落后的。

2 湖泊流域污染情况

中国是世界上湖泊众多的国家之一，约有2万多个湖泊，湖泊总贮水量达7000多亿m3。另外还有大小水库8万多座，总库容达4000多亿m3。中国的湖泊流域是人口最为密集，经济和文化最为发达的地带之一，湖泊（水库）水资源总量达到6380x108m3,是地下水可开采量的2.2倍，占中国城镇饮用水水源的50%以上,全国粮食产量的1/3-1/4来自于湖泊流域。工业总产量值达到全国的30%以上[4]，是中国全民经济持续发展和国家稳定的重要保证。因此，湖泊流域的环境保护在中国占有十分重要的地位。

水体富营养化(Eutrophication)是世界上最有挑战性的环境问题之一。过多营养输入表面水体被认为是主要因素之一。湖泊富营养化是自然和人类活动共同作用的结果。人类活动只不过是加快了富营养化的过程，在过去50年里城市污水和农业以及城镇非点源污染致使许多湖泊和河流的营养水平急剧增加。湖泊和海湾积累大量植物营养物质被称为“富营养的”[eutrophic，该词来自希腊语，eu意为“良好的”(wel1)，trophe意为“营养”(nourishment)]。富营养化则被定义为来自农业生态系统过量施用的化肥和／或来自城镇排出的生活垃通过径流带来的丰富营养致使藻类过度生长，从而导致初级生产力和次级生产力失衡以及系统内演替速率加快所产生的效应的总和[5] 。

由于．陕速的城市化、工业化和高强度的农业生产等人类活动带来的水体营养输入速率增加致使水体富营养化大大加速。对于湖泊生态系统，流域内的人类活动能致使优势物种和功能类群的丧失、营养周转速率加快、系统抵抗力下降、底质孔隙率增大以及系统生产力损失。

2.1 湖泊富营养化的分布情况

在我国，富营养化湖泊主要分布于长江中下游和云贵高原，且湖泊富营养化进程在近30年来出现加快趋势。20世纪70年代调查发现，34个湖泊中大部分已呈现中度富营养，占总数的91．8％。1978—1987年的9年间，贫营养湖泊(Oligotrophic lakes)的面积百分比从3．20％降到0．53％，而富营养湖泊则从5．o0％骤升至55．01％。最近研究显示，所调查的40个湖泊中57．50％的湖泊已呈富营养化和超富营养化(Hypertrophic)状态。水体富营养化所带来的最为严重的次生生态灾害即是藻类水华。在富营养化和超富营养化水体中，藻类特别是蓝藻往往会在一定时期内异常大量增殖，当其生长达到一定生物量时，使水体变

得混浊，水面被明显的漂浮积聚物覆盖的现象，即水华(Water bloom)。蓝藻水华的暴发是淡水水体富营养化的主要表征之一。蓝藻水华能加速湖泊富营养化，能导致湖泊水生态系统的崩溃，并可对系统内各种生物产生不同程度的负面影响，包括了从浮游动物、底栖动物、鱼、两栖类、河蚌到水鸟。甚至到靠近那些遭受水华污染的水体的人类[6]。确切地讲，这些负面影响包括限制浮游动物的种群生长和繁殖、降低螺类的存活、生长和繁殖力ⅢJ、严重伤害肉食型和杂食型鱼类的组织结构、抑制水生植物的生长甚至导致其死亡等。在中国，早期研究发现80％以上的湖泊水华均为有毒、有害的水华(Harmful algal blooms，HABs)。

2.2 太湖的富营养化现状

20 世纪60 年代，太湖略呈贫营养状态，1981 年时仍属于中营养湖泊。但从20 世纪80 年代后期，太湖北部的梅梁湖开始频繁暴发蓝藻水华。太湖蓝藻门全年可见，呈全湖分布，5 月份便可见少量条带状分布，

7、8 月份达到高峰，一直延续到11 月份，高峰期间微囊藻的数量高达8 × 107 cell /L 以上。太湖水体中检出7 门74 种藻，优势种是蓝藻中微囊藻( Microcystis) 的几个种、水华鱼腥藻( Anabaena flos － aquae)、硅藻中的颗粒直链( Aulacoseiragranulate)、隐藻( Cryptomonas spp.) 及绿藻中的栅藻( Scenedesmus) 和盘星藻( Prediastrum) 等，在梅梁湖，微囊藻属的细胞数占总细胞数的近90%[7]。梅梁湖的TP 浓度变化在0.014 ～ 0.91 mg /L 之间，大部分湖区的TP 浓度在0.05 ～ 0.20 mg /L 之间。藻类大量聚集的区域叶绿素a 含量可以达到1 031.24 ug /L，而藻类较少的区域的叶绿素a 含量最少为4.71 ug /L，监测期间全湖区的叶绿素a 含量平均值为83.99 ug /L。水体中蓝藻的数量最多可以达到6.74 × 109 cell /L，浮游植物总量最多为6.85 × 109 cell /L。蓝藻占浮游植物总量的42% ～100%，也就是说蓝藻为绝对优势种，而蓝藻中又以铜绿微囊藻的数量为最多，其次为颤藻，还有少量鱼腥藻、螺旋藻、蓝纤维藻等。

3 水污染治理技术

3.1 物化法

3.1.1 混凝沉淀法

混凝沉淀法[8]的处理对象是水中的细小悬浮物和胶体杂质, 沉淀或澄清构筑

物的类型很多, 可除藻率却不相同。混凝是通过向废水中投加混凝剂，使细小悬浮颗粒和微小胶体微粒聚集成较粗大的颗粒而沉淀，得以与水分离，使废水得到净化[9]。

例如用静沉池处理泰晤士河水时,平均除藻率为59%, 可是用它处理衣阿华河水时除藻率为37%( 硫酸铝混凝) ~ 97% ( 石灰软化) ; 应用澄清池处理波兰河水时,平均除藻率为85% ~ 86% ( 无预氯化) 和95% ~ 97% ( 预氯化) , 并且浮游生物量也分别相应下降了93%~ 96%和99% 。

混凝沉淀法具有投资少、操作和维修方便、效果好等特点, 可用于含大量悬浮物、藻类水的处理 ,对受污染的水体可取得较好的净化效果。但是化学混凝的机理至今仍未完全清楚。因为它涉及的因素很多，如水中杂质的成分和浓度，水温，水的pH值，碱度，以及混凝剂的性质和混凝条件等。

3.2 生化法

采用生化技术处理污水是目前人口密集区水污染常用的治理方式。各地常用的生物接触氧化塔是目前城市污水及工业废水中的一种有效的生化处理设备。本设备具有结构合理、工艺过程简单、容积负荷高、运行管理方便、占地面积小、投资少、治理效果显著等特点。适用于各种以有机污染为主的工业废水及生活污水。生物接触氧化塔是一种比较成功的生化处理法, 它兼有活性污泥法和生物膜法二者的优点[10]。生物接触氧化塔水、气流向相同, 即废水自下而上流经填料, 运行过程中废水与填料接触时, 废水中营养和溶解氧在满足微生物生长条件下, 微生物即附着在填料上, 繁殖形成生物膜, 从而使废水得到净化, 同时塔内存在一定浓度类似活性污泥的悬浮生物, 也对废水起到净化作用。

3.3 微生物技术

利用微生物的代谢作用在污染场所投加成品菌株或筛选驯化的现场菌株，能迅速提高污染介质中的微生物浓度，在短期内提高污染物生物降解速率。其中投加的微生物可分为土著微生物、外来微生物和基因工程菌[11]。目前较为成熟的投菌技术有: CBS技术是由美国CBS公司开发研制的,是一种高科技生物修复技术。以及EM技术是日本琉球大学教授比嘉照夫先生于20世纪80年代开发成功的一项生物技术。

但是，微生物技术也有一定的局限性，尤其投加外来菌种可能造成与土著微

生物间的生存竞争，影响受污水体中水生态系统的平衡。

4 结论

随着经济的迅猛发展，环境污染问题也日益加重，它不仅影响着人们的居住环境，并且对经济的发展也有着潜移默化的影响。水污染是环境污染中的一个重要部分。水污染防治是当今社会发展的重大课题，每年我国因城市水污染造成的经济损失巨大，如何处理好污染与人口、经济的关系至关重要。另外，要提高科研开发能力，提倡科技治水。长期困扰中国水污染防治工作的突出问题，除了资金就是技术，因此必须加强环境保护的科研工作。

参考文献：

[1]王常婕．城市水污染治理现状及建议[J]．科技风，2010（08）：92； [2]李世督．我国大中城市水污染状况及防治对策探讨[J]．企业报导，2011（14）：87；

[3]郭韦，王昱，王昊，马润水．城市水污染现状和国内外水生态修复方法研究现状[J]．科学与工程技术，2010(2)：58；

[4]国家环境保护总局科技标准司．中国湖泊富营养化及其防治研究[M]．中国环境科学出版社，2001 ：1；

[5]张萌，方红亚，倪乐意．我国浅水湖泊富营养化治理的可用水生植物修复技术[J]．安徽农业科学，2011（39/8）4649；

[6]罗因源．水污染物化控制原理与技术[M]．化学工业出版社，2003：6-7； [7]万蕾．我国湖泊富营养化问题与治理现状[J]．生态经济，2011（1）：378-379； [8]邹平，江霜英，高廷耀．城市景观水的处理方法[J]．中国给水排水，2003（02）： 240；

[9]赵庆良，任南琪．水污染控制工程[M]．化学工业出版社，2005：84 ； [10]焦见光．浅议水污染及治理方法[J]．煤矿现代化，2000（3/36）：41； [11]唐玉斌，郝永胜，陆柱，等.景观水体的生物激活剂修复[J]．城市环境与城市

生态，2003（4）：37-39．