关键词:化学教学;环境教育
当今社会,人类面临着环境、人口、资源、粮食等诸多问题的挑战,而这些问题的核心是环境问题。所谓环境是指人类生存所涉及的整个范畴。人类生存离不开环境,环境养育了人类。但是由于科技的进步,工业的发展,使环境污染日趋严重。随着环境问题的日益严重和人类对环境问题认识的加深,人们越来越清楚地认识到环境教育对培养人的环境保护意识的重要性。青少年是祖国未来的建设者,作为学校,对学生进行环境教育,提高学生的环保意识具有主导作用。而化学教师在这方面的作用则更为重要,那么作为一名化学教师怎样对学生进行环境教育呢?现在我就谈一谈在中学化学教学中如何进行环境教育的一点看法,以供参考。
一、结合课堂教学,渗透环境教育,培养环保意识
环境教育是一种素质教育,是精神文明建设的重要组成部分。要使学生对环境保护的重要性、必要性和紧迫性有清醒的认识。环境危机意识是环境教育最适宜的切入点,我们必须在教学中注意与课本知识有机结合,让学生了解环境问题,提高他们的忧患意识,然后渗透环境教育,培养环保意识。
在初中化学教材中,包含相当多的与环境有关内容,直接涉及的就有空气污染、保护水资源、防止水污染、氢能源、防止温室效应、防止化肥污染等内容。在教学中,要紧紧扣住环境污染和防止环境污染这一关系,渗透环境教育,培养环保意识。以“水”为例,在教材知识的基础上,应明确给学生指出:中国是一个水资源相对不足的国家,人均水资源只有世界人均水资源的1/4。我国434个城市中缺水城市达188个,年影响工业产值200多亿元。我国不仅水资源不足,而且水的污染严重。根据我国有关部门对532条河流的监测,有436条河流有不同程度的污染。据推测每年排入海洋的污水和固体废物已超过1000亿吨。然后讲解水资源的化学污染物质及防治措施:(1)无机物污染。多数重金属盐在水中形成络合物,其价态变化多,对人体有明显的毒效应。因重金属离子与人体内蛋白质等生理活性高的分子结合成不可逆的变性物质,导致人生理活动障碍。(2)有机物污染。石油炼制工业废水中含有酚、芳烃等,酚为五毒之首,为致癌剂,而且在低浓度就使蛋白质变性。预防措施:石油厂废水要经处理回收酚。(3)有机氯农药污染。向学生介绍有机氯农药易残留不易分解,且易富集在生物体内,最终危害人类的身体健康。中学化学教材中涉及环境教育的内容很多,教师要尽量因地制宜地联系实际,渗透了环境教育,培养学生的环境意识。
二、结合实验室教学,开展环境教育,增强环保意识
化学实验是化学教学的重要组成部分,学生兴趣浓,热情高。教师是对学生进行教育的主要实施者,教师的思想和言行对学生有最直接的最有效的影响。所以化学教师应当“从我做起”言传身教,充分利用实验手段,开展环境教育,增强环保意识。
(一)药品取用原则
化学实验的生成物中,许多物质都是有毒或有害的,如果散发到空气中,水中都会造成环境污染。所以我们应该对药品的使用要严格要求,培养学生的环保意识,具体的应该遵守以下几点原则:(1)减量原则,在不影响实验结果的前提下取用药品时应取最少量,这样会减少有害物质的生成。例如:在做硫在空气的燃烧实验时,如果所取药品的量多,实验时就会产生大量的二氧化硫气体,而二氧化硫气体就是空气污染气体之一。(2)重复使用原则。例如:化学实验中的催化剂,我们可以进行处理后再次使用。(3)拒用原则。指对一些无法替代的毒副作用污染作用明显的原料,拒绝在化学中使用。这样就会减少有毒有害物质生成,进而保护了环境。
(二)废物处理原则
在化学实验过程中,会产生许多有毒有害物质。如果不能妥善处理,就会造成环境污染。所以在处理废物时应遵循以下几项原则:(1)回收利用原则。对于能直接回收利用的物质可直接进行回收,对于不能直接回收利用的物质要通过一定的物理或化学方法处理或转化后再回收。(2)先转后排原则。化学实验中的有些有毒有害物质是无法回收利用的,所以在排放之前先转化,即把有毒有海物质转化为无毒无害或毒性很小的物质后再排放,这样也可以减弱空气的污染程度。
三、结合社会实践活动,强化环境教育,提高环保意识
关键词:污水处理厂;节能降耗;可持续发展
1引言
城市污水处理是高能耗行业之一。高能耗一方面造成了污水处理设施运营成本高,致使一些中小型污水处理厂难以正常运行;另一方面,也在一定程度上加剧了我国现阶段的能源危机。面对“十二五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右,主要污染物排放总量减少10%的约束性指标,城市污水处理行业须在保证出水稳定达标的前提下,承担着相应的节能减排任务,同时降低污水处理成本,实现污水处理企业的可持续发展。而管理和运营好污水处理厂,在保证污水处理量和污水达标排放的前提下,优化运行管理方案,节约能源使用,降低处理成本是实现这一目标的根本手段[1]。
国内外对城市污水处理能耗的研究远远落后于对污水处理机理和应用的研究,而分析污水处理厂主要的资源消耗,确定处理过程节能的方向和环节是实现清洁生产和循环经济的关键课题,但在我国尚无系统的研究。因此,针对我国污水处理行业的具体状况,在国内外研究成果和实践经验的基础上,参考当前城市污水处理厂的运行情况,分析污水处理厂消耗的主要资源,在不改变原有污水处理工艺的基础上采取节能降耗措施,对污水处理厂的运行进行优化管理,使其在保证出水水质稳定达标的前提下减少污水处理厂的能耗及其他资源的消耗,节约生产运行费用,这也是保障污水处理厂正常运行的必要手段[2]。因此,围绕着节能、降耗、减污、增效的清洁生产目标对污水处理厂节能降耗措施的研究十分必要。
2城市污水处理厂消耗的主要资源
2.1电耗
根据美国的用电统计,城镇污水处理厂的总电耗约占美国总电力负荷的3%,随着人口的增长和污染物去除标准的不断提高,未来15年内用于污水处理的总用电量还将继续增加20%以上[3]。随着我国城镇污水处理事业的快速发展,污水处理厂电耗占全国总电耗的比例也在逐年增加。目前我国城镇污水处理厂平均电耗为029kW·h/m3,82%以上的污水处理厂电耗不低于0440kW·h/m3,相当于发达国家20世纪初或更早期的水平,因此,仍存在很大节能潜力[4]。城市污水处理厂中电耗主要发生在污水提升系统、二级生化处理的供氧系统和污泥处理系统三部分,分别占工艺总电耗的25%、55%和13%[5]。其中二级生化处理单元的能耗主要集中在鼓风机、搅拌器和内外回流泵上,鼓风机占二级处理单元电耗的7513%,占总运行电耗的5181%,是全厂最大的耗能处理单元,因而对于二级处理单元及全厂的节能重点应该在鼓风机的节能降耗上[6]。
2.2药耗
城市污水处理厂使用的药剂主要为用于污泥脱水的絮凝剂,目前,通常使用聚丙烯酰胺(PAM)和聚合氯化铝(PAC)等人工合成的絮凝剂,絮凝效果不理想,通过调查平均处理每万吨污水需消耗约9kgPAM,目前市场上的一般的PAM每吨在25~5万元之间,大量的絮凝剂的消耗,增加了污水处理成本。此外,这些絮凝剂具有毒性而且难于生物降解,当填埋后会再次进入环境可能造成二次污染。
2.3新鲜水耗
目前,部分污水处理厂尚未建立中水回用系统,处理后的达标水直接排入纳污水体。污水处理厂厂内污泥脱水车间的反冲洗用水、配药用水、清洗车间用水、风机冷却水、绿化用水、办公用水均用自来水。因此,和先进的污水处理厂相比自来水耗大,增加了污水处理成本,同时浪费了水资源。
3城市污水处理厂主要的节能降耗途径
3.1节约电能的途径
污水处理厂在保证出水达标的前提下要节省电能,减少成本的支出,可以从生产工艺着手,重点是功率大的机电设备,如污水提升泵、曝气机、污泥脱水机、污泥回流泵等。
3.1.1污水提升泵
污水提升泵的节能应综合考虑整个提升系统,具体有如下措施:正确科学地选择水泵,使其在高效率下工作;合理利用地形,通过减小污水的提升高度来降低水泵的扬程;变频调速技术的应用:通过变频器调整电机转速,降低水泵提供的扬程使之与实际需要相符合,降低排水单耗,而且变频器还可以控制水泵运行台数,从而节约大量的能源。变频器可设置节能功能,也就是当变频调速使电动机在变频状态下运行时,变频器可以随时搜索电动机最佳工作点,使电动机在任何情况下,电流最小,功率因素和效率趋于最佳工况;削切叶轮:污水提升泵若采用离心式水泵,则其流量、扬程、轴功率和泵轮直径近似有以下规律:流量与泵轮直径比的1次方成正比,扬程与泵轮直径比的2次方成正比,轴功率与泵轮直径比的3次方成正比。因此,可以采用切削泵轮直径的方法(因叶片的角度已无法改变),从而降低设计扬程,使水泵工作在最优效率区而达到降低能耗的目的;适当增减提升泵运行台数,对其进行变频调速控制,以适应不同时间、季节的污水量波动,有效降低提升泵能耗。定期对系统进行维护和检修,可减少因渗漏、结垢、机械磨损等原因造成的效率降低,保证提升泵的高效运行。此外,还可以通过采用新型的节能泵,合理调整设备参数,提高泵的运行效率,选择水泵的运行台数等途径实现节能。
3.1.2曝气系统
曝气系统是整个污水处理工艺的核心,且曝气过程是要消耗大量的电能,曝气系统的节能是污水处理厂节能降耗的关键,主要的节能措施有以下几点。
(1)选择高效率的曝气设备和鼓风设备。鼓风曝气设备主要有微孔气泡、中气泡、大气泡和水力剪切等几种类型。其中,微孔曝气具有气泡微小、比表面积大和氧转移效率高等特点,通过提高氧的传质效率起到节能效果。
(2)通过变频等技术提高鼓风机的运行效率,使曝气设备一直能在较高的状态下稳定运行,起到节能效果,因此,一般多采用离心式鼓风机并辅助变频控制[7]。
(3)曝气量的精确控制。目前绝大部分污水处理厂的曝气调节方式由人工调节曝气立管的阀门开度,控制精度不高而目劳动强度较大,而精确曝气流量控制系统是一套集成的智能控制系统,为曝气系统提供自动化、精确化的曝气解决方案。精确曝气控制系统采用生物处理模型计算当前的曝气需要量,并按照该气量进行精确控制,曝气控制系统会连续检测曝气量,及时检测系统中压力的微小变化,控制系统及时进行调整。因此,建立基于生物反应动力学的数学模型,预测不同进水负荷条件下生物处理系统包括需气量在内的状态参数,并通过对示范污水厂的历史运行数据或在线运行数据进行分析处理,确定该污水处理厂生物处理过程的特征参数和补偿参数,并采用仿真和试验的方法,检验这些特征参数的有效性。最后,在综合的环境因素(温度、pH值,MLSS)条件下,经试验确定示范污水厂的水平衡(包含污水负荷)、泥(底物)平衡、气(曝气)平衡过程的稳态值及其扰动特征[8]。
(4)根据溶解氧(DO)浓度调节曝气量。许多污水处理厂的生物反应池会曝气过度,主要原因是缺乏自动调节系统、过度曝气直接导致了能耗的浪费,并会使污泥的沉降性变差[9],能耗随混合液DO浓度的增大而增大,曝气池中的DO从2mg/L升高到5mg/L,所需要消耗的能量增加了近一倍[10]。最节能的方法是根据降解污水中有机物和硝化所需的最低需氧量进行供氧曝气,并维持稳定的DO浓度。由于进水有机负荷的不稳定,实际运行中,一般下午和傍晚的需氧量要比夜间和早晨的需氧量大,因此维持稳定DO浓度所需的鼓风量也要实时调整。
3.1.3污泥脱水系统
污泥脱水系统主要是将含水率在98%以上的污泥进行减容、减量、稳定以及无害化的处理,污泥处理主要包括浓缩、消化、脱水和干化等过程[11]。目前国内常用的污泥脱水机有带式压滤机、半框压滤机、离心脱水机、螺旋压榨式脱水机,这几种脱水机处理每吨污泥干固体(DS)所需的能耗分别约为5~20、15~40、30~60、3~15kW·h/tDS,所需能耗有很大的差异,因此在设备选择时应尽量选择脱水效率高且能耗较低的污泥脱水机。其次,污泥脱水过程应尽量减少设备运作和缩短处理时间,根据储泥池内泥量、污泥沉降性能确定脱水机器使用数量和脱水时间。
3.2节约药剂的途径
污水处理厂降低絮凝剂的消耗也是节能降耗的重点。我国现有水处理药剂生产厂家230家,品种100多个,总产量近20万t,在选择絮凝剂是不仅要考虑其单价,还应考虑药剂的高效性,以使其减量化,应用能最大限度的降低污泥的含水率并提高污泥的脱水性能的絮凝剂,这样既可节省药剂用量又能提高混凝效果,从而使污水处理厂的运行费用大幅降低[12]。
节约絮凝剂的途径主要有:使用脱水效率更高的、可以生物降解的、不会造成二次污染的天然高分子改性絮凝剂包括淀粉、纤维素、多糖类和蛋白质等类别的衍生物等代替传统的聚丙烯酰胺絮凝剂;精确投加药剂,避免不必要的浪费:通过试验确定高分子絮凝剂以及混凝剂配制药液浓度、投加量,使絮凝剂发挥最佳的絮凝及混凝效果,减少药剂的投加量;要求药液投加设备计量准确,减少误差。
3.3节约自来水耗的途径
中水回用是节约自来水耗的主要途径。城市污水处理厂建立中水回用系统,使中水用于厂内污泥脱水的反冲洗用水、清洗车间用水、风机冷却水、绿化用水等,由此大幅度的减少自来水的消耗,实现污水的资源化,降低污水处理成本。
3.4建立完善的管理机制
通过加强管理节能降耗的措施主要有:通过对污水处理各个工段的能耗进行分析,明确不同处理单元的能量需求,挖掘各控制环节的节能降耗潜力,提高能耗管理水平,精确控制城市污水处理厂的运行;加强对设备设施及药剂的管理:建立岗位责任制,设备设施责任制,定期分析设备设施的运行情况,使其达到经济运行的效果。加强对药剂的贮存管理,严防雨淋、暴晒,避免对药剂的浪费;建立激励机制:制定科学的考核、控制指标和激励制度,全体员工积极参与,职责明细,奖罚分明,使员工自觉培养节能降耗的习惯,实现企业与个人的双赢。
4废弃物的资源化
4.1能源的利用
污泥厌氧消化池所产生的沼气能完全燃烧,而且保存运输比较方便,是一种清洁燃料,国内的北京高碑店污水厂和天津市纪庄子污水厂的污泥厌氧消化处理系统产生的沼气就是用于沼气搅拌和发电,沼气发动机的热水作为消化污泥加热的热源。沼气发电在美国、德国、日本等国家也得到了极大的利用,它实现了污泥减量化、稳定化、无害化和资源化的统一,是一种优良的节能技术[13]。
4.2污泥的综合利用
在城市污水处理过程中会产生大量的剩余污泥,为防止环境受到二次污染,必须科学考虑污泥的处理和处置问题。目前常用的污泥处置方法有填埋、农用、焚烧、制造建材等,但是污泥填埋没有真正解决污泥问题,污泥没有被利用,还可能造成二次污染,不能算是资源化利用的方式。为此,许多研究者尝试把污泥直接用于建材,或利用污泥焚烧后的残渣制造建材。
2013年5月绿色科技第5期5结语
城市污水处理厂的节能降耗是一项综合性工作,涉及到工艺、设备、过程控制、管理、人员的操作水平等,从设计、设备选型、运行管理控制、维修、升级改造等每个环节进行分析资源的消耗及节能潜力,以降低污水处理成本,减小用电量及其他原材料的消耗。在污水处理厂实施节能降耗措施,同时加强管理,能节约资源,降低运行成本,从而促进污水处理企业的可持续发展。同时,还应建立能耗能效的管理评价体系,以检验节能降耗的成果,促进各项先进技术的改进、整合和推广。
参考文献:
[1]王夙,刘峻.污水处理厂能耗分析与节能技术研究进展[J].四川有色金属,2011(3):59~64.
[2]常江,杨岸明,甘一萍,等.城市污水处理厂能耗分析及节能途径[J].中国给水排水,2011,4(27):33~36.
[3]CamsK.BringingEnergyEfficiencytotheWater&Wastewaterindustry:HowDoWeGetThereIn[M].WEFI'ECProceedings,2005
[4]杨凌波,曾思育,鞠宇平,等.我国城市污水处理厂能耗规律的统计分析与定量识别[J].给水排水,2008,34(10):42~45.
[5]陈宏儒.城市污水处理厂能耗评价及节能途径研究[D].西安:西安建筑科技大学,2009.
[6]高旭,龙腾锐,郭劲松.城市污水处理能耗能效研究进展[J].重庆大学学报:自然科学版,2002,25(6):143~147.
[7]曹珊,曹秀芹.城市污水处理厂能耗分析及节能降耗途径研究[J].给水排水,2011,3(8):90~92.
[8]李建勇,王建华,范岳峰,等.曝气流量控制系统用于污水处理厂的节能降耗[J].中国给水排水,2007,2(12):80~84.
[9]WEF.Energyconservationinwastewatertreatmentfacilities[M].London:ManualofPractice,1997.
[10]徐晓宇,李春光.污水处理厂运行的节能降耗技术进展[J].给水排水,2009,12(35):45~50.
[11]余杰,田宁宁,王凯军,等.中国城市污水处理厂污泥处理、处置问题探讨分析[J].环境工程学报.2007,1(1):84~85.
关键词:工业污废水、处理、循环再利用、方法
中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:
随着城市化水平和工业化程度的提高,水资源短缺和水污染加剧已成为亟待解决的全球性问题,水资源不足已经成为国民经济和社会发展的重要制约因素。在现代化建设中,如何解决好水的问题,也同样是一个十分紧迫而重要的问题。
一、工业污废水处理方法
工业污水的处理方法一般分为物理处理法、化学处理法以及生物处理法。因为工业生产的目的不同,所以产生废水的成分也不同,大致上,我们分为医药农药废水、食品工业废水、造纸印染工业废水以及冶金能源废水等。
1、医药农药废水的处理方法
随着医药农药工业的迅速发展,医农药废水对环境的污染也日渐严重。医农药废水具有浓度高,成分复杂,盐度高,毒性大等特点。存有大量的有机污染物质。这些物质很多难以生化降解,那么,我们可以采用活性炭吸附法、内电解法、湿式氧化法、催化氧化法和混凝沉淀法等处理方法来降低农医药生产中废水污染物的浓度。提高回收利用率,力求达到无害化。当然,研究低毒,低残留,高效的新型农医药,才是药物发展的关键方向。多生产使用微生物农医药,禁止含有有机物农医药,才能根本上防止农医药废水的污染。
2、食品工业废水的处理方法
食品工业废水的特点是悬浮物以及有机物质含量高,容易腐败,夹带病毒有很强的耗氧性。虽然没有太大的毒性,但可使水体富营养化,促使水中的有机物发臭,腐烂,导致水生动物感染以及死亡。
食品工业废水因为其用料广泛,成品种类繁多,因此废水的水量以及水质都有很大的差异。总要有固态污染物,例如果皮,菜叶,肉沫;悬浮物质,例如油脂,淀粉,蛋白质;溶解的酸碱盐等有机物;病菌病毒物质。
一般食品废水污染物可以生化降解,也可采用两级生物滤池或者两级曝气池,或多级生物转盘,或联合使用两种生物处理装置也可采用厌氧—需氧串联的生物处理系统来处理。
3、造纸印染工业废水的处理方法
造纸工业所产生的废水含有水量大,种类多,有机污染物高等特点。其中制浆产生的废水污染最为严重。造纸中,排出的污水主要有纤维,无机盐,色素,酸碱物质,填料以及胶料。我们可以通过气浮或沉淀法,燃烧法,物化与生化处理相结合,污泥处置与综合利用等方法来回收白水中的纤维性固体物质,黑水中的氢氧化钠、硫酸钠以及废水中的悬浮固体。治理造纸业造成的工业废水污染以及提高其白水利用率。此外,国内外也有采用电渗透、反渗透、超过滤等处理方法。
印染工业每年需消耗近亿吨的工艺用软化水。印染工业的废水具有有机物含量高,水质变化大,色度高等特点。有易生物降解,有难生物降解等等,处理方式方法不尽相同。常用的方法有物理化学法以及生物法。物理化学法常用吸附法来使废水中的物质吸附在固体表面而去除的方法,例如使用活性炭等。还有膜分离法,萃取法等等。化学处理法有化学絮凝法,例如无机混凝剂等。还有氧化法以及电化学法。生物法分为好氧处理法,厌氧处理法,厌氧好氧联合处理法以及高效降解菌法。
印染工业应当注重防治结合的原则,通过能源控制,使能源与水利能得到综合利用,循环利用,降低污染以及生产成本。
4、冶金能源废水的处理方法
冶金以及能源工业产业很多,因此废水排出量种类繁多,污染量大。冷却水,除尘水,煤气烟气洗涤废水,冲渣废水以及酸碱废水等成为冶金工业产生废水的主要来源。其中,冷却废水占用冶金废水总量的70%。
冶金能源废水,包括炼制金属以及发电新能源等产生的污染性废水。其中,火电能源产生废水量最为其高。
一般,我们经常使用以下方法来解决冶金以及能源废水的处理。
隔滤法:
隔滤法也称过滤法、栅栏法、筛滤法等等。顾名思义,其以阻隔的方式拦截废水中粗大的悬浮颗粒固体。起到过滤拦截的作用以及吸附,沉淀等作用。
中和处理法:
通过酸碱中和的理论,有效的调节污水的PH值,使其达到综合的目标。总体应用于其酸碱性废水的处理。
活性污泥法:
活性污泥法在有溶解氧的情况下,连续地培养活性污泥,然后利用其吸附氧化以及凝聚作用,分解污水中的有机污染物,从而净化废水。当然,随着水资源的匮乏,以及回收废水显得日渐重要。以城市排放污水作为冷却水等等的技术已经相继应用在各个能源电厂以及冶金事业单位中。
二、工业污废水循环再利用
1、回用方式
污水回用的方式大致可分为两种,即分散回用和相对集中回用。分散回用是指在单个或某几个建筑物(如宾馆、综合楼、工厂等)中设置中水系统,将自身排出的污水经处理后再回用。相对集中回用是指以全市为区域,利用城市污水处理厂处理后的出水,再作适当深度处理,送入城市中水管网,分配到各个用户。分散回用最大的优点是可根据不同的回用对象,不同的水质要求,确定灵活的处理工艺,节约费用;另外,就地回用可以大大节约输水管线。而集中回用,主要是可提高规模效益,便于宏观管理。
目前,国内一些试用过中水的城市,北京、青岛、大连、广州、深圳等地基本上是以单个建筑物设置中水回用系统为主。采取两种方法相结合的方式,中水系统从服务范围可分为以下三类:
(1)建筑中水系统,是在大型建筑物或建筑群中建立的中水系统。建筑中水系统多收集杂排水,处理站一般设在裙房或地下室,中水作为冲厕、洗车、道路保洁、绿化等使用。
(2)区域中水系统,是在建筑小区或院校、机关大院内建立的中水系统。小区中水可采用多种原水类型(就近污水处理厂出水、工业相对洁净排水、小区内杂排水、生活污水、雨水等)。
针对雨水系统,通过建筑屋面、绿地、路面、运动场地、停车场等对雨水进行收集。对于屋面雨水可以采用以下处理工艺流程:屋面雨水滤网初期雨水弃流景观水面。而当对水质有较高的要求时,应增加如下的深度处理措施:混凝、混凝过滤、浮选、生物工艺、深度过滤。此外,回用雨水应设有消毒工艺,最常见的为氯化消毒。这样处理工艺流程就变为:屋面雨水滤网初期雨水弃流蓄水池自然沉淀混凝过滤消毒供水调节池。对于路面径流,因其水质较之屋面雨水更差,应进行实地雨水水质调研,在上述工艺流程的基础上增加相应的深度处理以达到城市杂用水水质标准。同时,可以考虑通过绿地植被对雨水水质进行净化。
(3)城市中水系统,我国称污水回用系统,是在整个城市规划区内建立的污水回用系统。城市污水回用系统以生活污水为原水,经过污水处理,再进行深度处理,回用于城市工业冷却、城市河湖补水和城市清洁道路绿化等用水。
以上三种类型,第一种和第二种即为分散回用方式,第三种属于相对集中回用方式。
2、分散回用规划
单独循环方式是指在单体建筑物中建立污水处理和回用设施,将单体建筑物产生的一部分污水处理后作为中水进行循环利用。这种方式不需要在建筑物外建立污水管道,容易实施,但其处理费用较高。如在小区内、工厂内等,均可以采取这种回用方式。
随着经济的不断发展,城市面积的不断扩大,小区或工厂污水排放也随之增加,利用大型污水管道截流至城市污水处理厂集中处理的要求也越来越高。而建立大型污水管道截流工程投资大、工期长。现有的市政管网大部分还远远没有达到这种截流要求。因此,现有的住宅生活小区或工厂自建生活污水站,处理生活污水达标后,排放至市政管网或回用是解决现有污水排放和污水资源回收最行之有效的手段。
3、集中回用规划
城市中水系统主要由各个污水处理厂构成,每个污水处理厂根据所在地区、污水来源等方式的不同,处理后得到的中水可以有不同的用途。另外,污水处理厂的处理工艺将直接影响回用水水质。不同的污水处理厂,污水再生回用的处理工艺流程除受回用水水质标准影响外,还主要受处理规模、各污水厂的出水水质等影响。因此,其处理程度和再生水用户的不同,回用工艺流程一般也不相同。
参考文献:
[1]沈宏.垃圾渗滤液处理技术的发展与展望[J].山西建筑.2008(24)
常见的饮用水水质项目对人体健康的影响:铅:对肾脏、神经系统造成危害,对儿童具高毒性,致癌性已被证实镉:对肾脏有急性之伤害砷:对皮肤、神经系统等造成危害,致癌性已被证实汞:对人体的伤害极大,伤害主要器官为肾脏、中枢神经系统硒:高浓度会危害肌肉及神经系统亚硝酸盐:造成心血管方面疾病,婴儿的影响最为明显(蓝婴症),具致癌性总三卤甲烷:以氯仿对健康的影响最大,致癌性方面最常发生的是膀光癌三氯乙烯(有机物):吸入过多会降低中枢神经、心脏功能,长期暴露对肝脏有害四氯化碳(有机物):对人体健康有广泛影响,具致癌性,对肝脏、肾脏功影响极大.
造成水体污染的主要原因有四点:
1.畜禽养殖污染严重
畜禽养殖污染面广且量大,污染严重农村畜禽养殖多为无序分散状况,且数量较多,大量畜禽粪尿未经处理就直接排放,造成当地环境(特别是地下水)污染,现已成为农村一大新的污染源。集约化养殖场其污染危害更加严重,畜禽粪便对地表水造成有机污染和富营养化污染,对地下水造成污染,甚至对大气造成恶臭污染,其中所含病原体也对人群健康造成了极大威胁。四川作为全国畜牧业大省,畜禽养殖数量居全国之首,但规模化养殖年出栏仅占总出栏数的5.1%。全省畜禽养殖年产生COD390万吨、氨氮79万吨,分别是工业排放量的13倍和38倍,是生活污染排放量的8倍和17倍。因此,畜禽养殖污染成为四川农村面源污染的首要污染源。
2.农用化学物质及其废弃物污染继续加大
化肥、农药施用强度高,流失量大化肥、农药和农膜的使用,使耕地和地下水受到了大面积污染。农药残留,重金属超标,已制约农产品质量的提高。我国化肥和农药的施用量已居世界之首。化肥施用量为4637万t/a,按播种面积计算,化肥施用量达40t/km2,远远超过发达国家设置的25t/km2的安全上限。且在化肥施用中还存在肥料之间结构不合理现象。化肥利用率低,流失率高,通过农田径流造成了对水体的有机污染和富营养化污染,造成地下水污染和空气污染。甚至导致农田土壤污染。目前,东部已有许多地区面源污染占污染负荷比例超过工业污染。四川省每年化肥施用量达220万吨,平均每公顷490公斤,远远超过发达国家为防大学生暑期实习报告调查报告专题实习证明金融专业法律专业土木工程专业机电专业止化肥对水体污染而设置的每公顷225公斤的标准,也远远高于全国化肥平均使用量每公顷330公斤。
3.小城镇生活垃圾和污水污染加剧
4.乡镇工业污染突出
农村中一些小型的化工、电镀、造纸等污染严重企业的上马,是造成农村水源污染的主要原因。由于受利益的驱动,一部分人把一些在市区被明令禁止上马的项目转移到了乡村,这些污染严重的项目要么根本没有污水处理设施,要么有也是形同虚设,根本没有进行运行,小型工矿和乡镇企业为主的经济区域会越来越多。相当一部分属于效益较差、能耗较大、环境污染严重的企业。并且企业技术含量低,尤以造纸、纺织、煤炭、非金属矿制品、化工及食品加工业为主。其中,造纸业的废水排放量占总排放量的44.9%。其次,乡镇企业领导和职工的环境意识淡薄,整体环境管理水平落后,工业布局不合理。使其环境呈现出脏、乱、差的局面,流经乡镇企业区域的河流水质往往较差。并且,由于乡镇企业设备陈旧、技术落后,多采用土法生产,直接污染严重。往往是一家小造纸厂、小印染厂污染一条河,一个小冶炼厂、小采选厂毁掉一座山。这使得乡村中一些原本鱼虾游动、清澈见底的小河变成为现在臭气熏天、垃圾遍地的臭水沟,严重的地下水也受到污染。
农村水环境是我国水环境的重要组成部分,面对如此严峻的农村水污染形式,我们应努力寻找解决方案和出路。
1.发展生态农业。
对农业生产和农作物种植,应加快研制出高产、高抵抗力作物,减少化肥和农药的施用量,提高农药和化肥的利用率,鼓励施用天然肥料和实施秸杆还田技术。努力控制农业非点源污染,要求政府将投资重点放在生态工程的研究和利用上。从根源上制止农业污染,使农业生产体现出经济和环境双重效益,并达到整体效益的最大化。改以往的粗放型的农业生产方式为依靠科技提高农业生产率的精密型的生态农业生产。强化对规模化畜禽养殖场的综合治理,推广畜禽养殖业粪便综合处理,鼓励建设养殖业和种植业紧密结合的生态工程.
2.加强规划、合理安排企业布局
3.加快水污染处理设施建设,提倡农村社区污水的处理和资源化
关键词:药物和个人护理品;指示性药物和个人护理品;特征污染源;溯源
作者简介:梅雪冰,隋倩*,张紫薇,姚根吉,何梦达,陈智翀,吕树光
(华东理工大学资源与环境工程学院,国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室,上海200237)
天然水环境中药物和个人护理品(PPCPs)因具有危害生态环境和人体健康的风险而成为近年来关注的热点问题[1-3].研究表明,PPCPs主要通过生活污水、城镇污水处理厂出水[4-5]、畜牧或水厂养殖业废水[6-8]、医院废水[9-10]、制药企业废水[11]等排放进入天然水环境.然而,对我国而言,各类污染源的排放特征如何,城市地表水中PPCPs的主要来源是什么尚无定论.污染来源不明确,使得无法对排放源进行有效控制,导致PPCPs长期持续地排放进入城市地表水环境中.
通过监测天然水体中的指示性PPCPs(i-PPCPs),判断地表水或地下水受生活污水、养殖废水的污染程度,是近年来识别PPCPs排放源的一种新兴方法[12].随着分析检测技术的进步,越来越多种类的PPCPs可以被检出和定量,使得i-PPCPs的选择范围更广;但另一方面,究竟选择哪些物质作为指示性物质,成为利用i-PPCPs开展溯源研究需要解决的首要问题.例如,德国联邦教育与研究部的基金项目RiskWa(新兴化合物和病原体在水循环中的风险管理)将不同排放源中i-PPCPs的筛选与识别确立为一项重要任务[13-15].然而在我国,有关i-PPCPs及其在PPCPs溯源方面应用的研究还十分有限.本文研究了PPCPs主要污染源的排放特征,识别和筛选了每种污染源的典型i-PPCPs,并对所选择i-PPCPs在我国地表水溯源研究中的适用性进行了讨论.
1研究方法
1.1特征污染排放源
城市水环境中PPCPs的主要来源为生活污水、城镇污水处理厂出水、畜牧或水产养殖业废水、医院废水、制药企业废水等.一般而言,医疗废水和制药企业废水纳管进入城镇污水处理厂,不直接向城市水环境排放;且制药企业废水受产品和工艺流程的影响,所含PPCPs差异明显,无法筛选出通用性良好的i-PPCPs.因此,在本研究中,不将医疗废水和制药企业废水作为待识别的特征污染排放源.而城镇生活污水、城镇污水处理厂出水和养殖废水含有种类繁多的PPCPs,可能直接进入地表水环境,是城市地表水环境中典型的PPCPs特征污染排放源.因此,在本研究中,选定城镇生活污水、城镇污水处理厂出水和养殖废水这三类排放源作为待追溯的城市地表水中PPCPs特征污染源.
1.2i-PPCPs的筛选标准
一般而言,i-PPCPs应当能在应用、来源、理化性质或反应特性上与所指示的特征污染源具有较强的相关性[16].具体而言,所筛选的i-PPCPs应当尽可能符合下列标准:
(1)对特征污染源的指示作用需具有较强的普适性,即:i-PPCPs由特征污染源连续排放进入地表水水环境,不因采样区域以及采样模式的不同对溯源结果产生影响;
(2)对特征污染源的指示作用需具有较强的特异性,即:i-PPCPs在不同的特征污染源中呈现较明显的浓度差异;
(3)在现有通用的实验方法下需具有较低的检出限和较高的检出频率;
(4)需具有高极性、低吸附性和低生物富集性.
1.3数据收集
收集了国内外相关研究中提出或采用的i-PPCPs种类、总体浓度水平基础数据及其所指示的排放源,作为本研究的重要基础数据和信息.考虑到研究内容的完整性和前沿性,所选取文献发表时间为2003~2018年.设置检索式为(indicat*+trace*+marker*)*(PPCPs+pharmaceutic*+antibiotic*),涉及的数据库包括ISIWebofKnowledge、PubMed、Elsevier、Springer、Google学术搜索、中国知网、维普中文科技期刊数据库、万方数据、EI中国等.
2结果与讨论
2.1i-PPCPs特征分析
2003~2018年间国内外相关研究采用或提出的i-PPCPs及其所指示的排放源如表1所示.
由表1可知,相较于其他特征污染源,大多数研究中i-PPCPs所指征的排放源为生活污水,包括污水处理厂的进水和出水.
城镇生活污水(污水处理厂进水)中涉及到的i-PPCPs种类较多,共有52种;且受消费方式的影响,不同国家的研究中选用的i-PPCPs差异也较明显.例如,在瑞士,咖啡因在河流和湖泊中普遍存在,其浓度与生活污水中的人为负荷相关,且在大多数城镇污水处理厂中能被有效去除,因此被用作指征生活污水(城镇污水处理厂进水)的i-PPCPs[17];而在德国,地表水中人工甜味剂安赛蜜与未经处理过的生活污水有较强的相关性,被作为该研究区域理想的i-PPCPs[16].
与进水相比,城镇污水处理厂出水中所涉及的i-PPCPs种类大大减少,仅有19种.易生物降解的i-PPCPs如咖啡因、避蚊胺和甲氧苄啶等一般在城镇污水处理系统中能被有效去除,因此出水浓度显著低于进水浓度;而卡马西平、舒必利等去除率较低,出水浓度与进水浓度差异不大[49],常被用作指征污水处理厂出水的i-PPCPs.与进水i-PPCPs类似,不同国家选用的出水i-PPCPs差异也较为明显,这与各国消费习惯以及所选择的处理工艺有关.
相比而言,指征养殖废水的i-PPCPs报道较少,仅中国台湾[22]和美国[46]的相关研究有所提及.Lin等[22]在对台湾水域中抗生素、激素和其他药物的全面调查基础上提出,磺胺类和四环素类抗生素是畜牧养殖和水产养殖废水中最普遍的抗生素,可作为养殖废水的指示物.其中,磺胺类药物作为一种广谱抗菌药,在兽医临床和畜牧养殖业中应用最为广泛.据统计,每年约有8000t磺胺类药物被用作兽药添加剂[54],而磺胺甲恶唑和磺胺嘧啶在磺胺类药物中检出浓度相对较高[55].
对表1中涉及到的i-PPCPs报道频次(报道次数在所有文献中的占比)进行统计,如图1所示.卡马西平和咖啡因的报道频次最高,均超过50%,表明其通用性良好,是最常使用的i-PPCPs.一些i-PPCPs尽管报道频次较高,但具有一定的区域特异性.例如,在日本,克罗米通的大量使用,导致其在城镇污水厂出水和地表水中的浓度均高于传统i-PPCPs,因而被用来指征该地区生活污水的排放源输入[24],但它在普适性上存在缺陷,不一定适用于我国城市地表水中PPCPs的溯源.综合考虑i-PPCPs的报道频次(图1)、在我国对应排放源和地表水中的检出浓度和频率[56-58]等,将卡马西平、咖啡因、磺胺甲恶唑、磺胺嘧啶、避蚊胺、甲氧苄啶这六种i-PPCPs作为本研究的待筛选i-PPCPs.
CBZ-卡马西平;CF-咖啡因;IBP-布洛芬;APAP-对乙酰氨基酚;SMX-磺胺甲恶唑;DCF-双氯酚酸;NPX-萘普生;ATL-阿替洛尔;CTM-克罗米通;DEET-避蚊胺;SD-磺胺嘧啶;GF-吉非罗齐;TCS-三氯生;EE2-17α-炔雌醇;E2-17β-雌二醇;ACE-安赛蜜;E1-雌酮;HAD-对羟基苯甲酸;ERY-红霉素;TP-甲氧苄啶;CA-氯贝酸;MTP-美托洛尔;NTC-尼古丁;SA-水杨酸;CFX-头孢氨苄;VST-缬沙坦酸;OFX-氧氟沙星;AMX-阿莫西林;ATS-阿托伐他汀;TM-百里香酚;DXP-苯海拉明;BF-苯扎贝特;PPF-丙泊酚;VA-丙戊酸;TPL-茶碱;PTM-醋氨酚;DZP-地西泮;IHX-碘苯六醇;FPF-非诺洛芬;NAD-非甾体抗炎药;FNZ-氟康唑;CFX-环丙沙星;GA-佳乐麝香;MA-甲芬那酸;MMP-可待因;CTN-可替宁;CLR-克拉霉素;NFX-诺氟沙星;MPD-哌醋甲酯;PNZ-普罗吩嗪;PPN-普萘洛尔;KP-酮洛芬;SVT-辛伐他汀;EM-乙胺酰胺;FDOM-荧光溶解有机物
2.2i-PPCPs的筛选
对上述6种待筛选i-PPCPs在我国三个特征排放源中的浓度进行整理,得到其在我国城镇生活污水(污水处理厂进水)、污水处理厂出水和养殖废水三个污染源中的平均浓度,如图2所示.
可以看出,对生活污水和养殖废水而言,待筛选i-PPCPs的指示性特征非常显著.生活污水中咖啡因浓度水平(5280ng/L)远高于其他i-PPCPs,而在养殖废水中,磺胺甲恶唑(2976ng/L)和磺胺嘧啶(8323ng/L)浓度值较突出,使得它们更具有i-PPCPs的代表性.而城镇污水处理厂出水中6种待筛选i-PPCPs的浓度差异不明显.
比较各i-PPCPs在不同排放源中的浓度均值,可以发现,咖啡因、磺胺甲恶唑等大多数i-PPCPs在三个特征排放源中的浓度平均值具有较大差异,说明其具有作为i-PPCPs的特异性.然而,在我国三个特征排放源的已有报道中,避蚊胺的浓度均值比较接近,差别不明显.
采用多独立样本非参数检验中的Kruskal-Wallis检验方法(显著水平为0.05)对待筛选i-PPCPs在三个特征污染源中的浓度差异进行显著性分析,结果如表2所示.其中,由于咖啡因、甲氧苄啶、避蚊胺和卡马西平在养殖废水中的报道较少,不具备统计学意义上显著性分析的条件[59],因此仅对其在生活污水(污水处理厂进水)和污水处理厂出水中的浓度差异进行显著性分析.
由表可知,咖啡因和避蚊胺在污水处理厂进水和出水中浓度数据差异的P值均小于0.01,表明在统计学意义上进水与出水中的浓度存在极显著的差异.而前已述及,避蚊胺在三种特征源中浓度平均值较接近,且其P值略高于咖啡因,因此,最终选择咖啡因作为生活污水(污水处理厂进水)的i-PPCPs.
甲氧苄啶与卡马西平的P值均大于0.05,说明其在污水处理厂进出水中差异不显著,即在污水处理工艺中不能被有效地去除.而难降解PPCPs的稳定存在正是污水处理厂出水稳定输入地表水的一个重要特征[49].两者相比,卡马西平的进出水浓度差异较甲氧苄啶更不显著.此外,卡马西平通用性良好,是国内外普遍采用的指示性PPCPs,因此选择卡马西平为我国城镇污水处理厂出水的i-PPCPs.
养殖废水基质特殊,成分复杂,咖啡因、甲氧苄啶、避蚊胺和卡马西平在养殖废水中浓度较低,不适合作为养殖废水的i-PPCPs;而磺胺嘧啶和磺胺甲恶唑这两个候选物质中,磺胺嘧啶的显著性分析结果更优.
实际上,在我国为数不多有关i-PPCPs的研究中,咖啡因和卡马西平已被一些研究者采纳,作为生活污水和污水处理厂出水的指示性物质[12,53].例如,Yang等[12]通过筛选一系列与废水有关的有机物,选择出适用于珠江三角洲地区的指示性物质,并指出,咖啡因在城镇污水处理厂中易于生物降解,在研究区域受污染的地表水中广泛存在,而在背景地表水样品中未检出,因此建议将咖啡因作为地表水中生活污水(城镇污水处理厂进水)来源的指示物质.针对我国东江流域开展的研究指出,卡马西平因在污水处理厂和地表水环境中具有顽抗性,可以用作污水处理厂出水的i-PPCPs[53].
然而,目前我国尚无养殖废水中i-PPCPs的研究报道.磺胺甲恶唑和磺胺嘧啶在我国养殖废水中的浓度和检出率都较高,具有对养殖废水的指征作用.例如,研究发现,北京[56]和湖北地区[60]养猪场废水中磺胺甲恶唑和磺胺嘧啶的检出浓度均可达到1000ng/L以上;浙江省某养殖场[61]磺胺嘧啶与磺胺甲恶唑检出浓度更是达到5000ng/L.然而,如前所述,磺胺甲恶唑在三种特征源中的浓度差异并不显著.这主要是由于除了兽用抗生素以外,磺胺甲恶唑也是一种人用抗菌剂[62-63],临床应用广泛.因此,磺胺甲恶唑在城镇生活污水中也具有较高的浓度.相比而言,磺胺嘧啶在我国养殖场中普遍使用[54-55],且在城镇污水处理厂进水和出水中的浓度水平显著低于养殖废水中的浓度水平(图2);此外,养殖废水中磺胺嘧啶的浓度还存在一定的季节性差异,夏季极显著高于冬季,也是磺胺嘧啶作为i-PPCPs的一个指纹特性[64].因此,最终选择磺胺嘧啶作为指征我国养殖废水的i-PPCPs.
2.3i-PPCPs的应用
利用i-PPCPs的浓度可以初步判断地表水中PPCPs的主要来源.以咖啡因为例,Yang等[53]以咖啡作为废水示踪剂,指示了珠江流域中PPCPs的主要来源是生活污水,并定量计算了污染水体中生活污水的贡献率.
然而,在实际应用中,i-PPCPs的浓度易受到温度、季节及降雨等因素的影响,从而增加了溯源结果的不确定性[65].尤其是使用单一i-PPCP来开展溯源研究时,受外在因素影响的可能性大,溯源的不确定性更大[66].因此,可以选择多个i-PPCPs,利用其相互关系,指示某一特征污染源,有助于数据采集、处理、评估和解释[16],提高溯源的准确性.例如,Sun等[49]对我国九龙江流域内PPCPs的溯源研究中,采用了计算城市污水处理系统中易降解PPCPs(如对乙酰氨基酚、咖啡因等)与难降解PPCPs(如卡马西平、酮洛芬等)比值的方法指征污染排放源.
利用本研究筛选出的i-PPCPs卡马西平和咖啡因,通过计算研究区域污水处理厂进水、出水和地表水环境中i-PPCPs的比值,可以判断地表水中PPCPs的主要排放源是生活污水(城镇污水处理厂进水)或城镇污水处理厂出水.
分别选择了北京北运河[67]和上海黄浦江流域[68]为研究区域,以已有文献报道的浓度,计算了咖啡因与卡马西平的比值,如表3所示.计算结果表明,北京北运河和上海黄浦江中咖啡因与卡马西平的比值介于城镇污水处理厂进水与出水之间,表明城镇污水厂进水是研究地区地表水中PPCPs的主要来源,与文献中通过主成分-多元线性回归分析(PCA-MLR)方法得到的溯源结果一致.
除了利用i-PPCPs的相互关系,对i-PPCPs进行聚类分析、多元线性回归以及函数矩阵等数学方法也可以用于溯源研究.上述溯源研究目前尚处于起步阶段[67,71],因此,在识别和筛选出不同特征污染源中i-PPCPs的基础上,采用浓度、检出率等多指标体系及跨学科分析方法,建立更为综合、全面和有效的地表水环境中PPCPs的溯源方法,是未来溯源研究发展的方向之一,将有助于突破现有方法的局限性.
3结论
3.1咖啡因和卡马西平分别是适用于我国生活污水(城镇污水处理厂进水)和城镇污水处理厂出水的i-PPCPs,与大多数国家的报道相一致.
如今,地球生态环境已被人类活动严重破坏。尤其是水的污染更为突出。
首先让我们看一个可笑又悲哀的故事,一辆拖拉机在葛洲坝水库因没油而熄火,司机看见水库里成片浮油的水,便用水桶舀起浮油灌入油箱,拖拉机竟突突地开走了。由此可见,我国水污染的严重性,我市位于九龙江下游亚热带季风区,拥有丰富的淡水资源,10年前,走出家门几步就可以挑到饮用水,然而,随着经济的发展和人们生活水平的提高,水污染却日益严重,如今我市大部分河水已不能饮用,个别河流连供洗涤之用都不能,人们日常生活用水,只能靠自来水厂供应,一度水一块五毛钱,个别地方还超过二块钱,水污染已向人们敲响详尽。
水是地球上万物的命脉所在,水滋润万物、哺育生命、创造文明。中国水资源的分布极其不均匀。中国的人均水资源占有量低于500立方米,远远低于国际公认的人均所需1000立方米的临界值。北方许多大中城市因缺水造成工厂停产或限产,损失的年产值达1200亿元,南方一些城市也陆续出现水荒。目前全国600多座城市中,有300多家缺水,其中严重缺水的有108个,缺水量约为1000万吨/天左右。几百万人生活用水紧张
面对滴水贵如油的水资源,而人类对它的浪费和污染却是令人痛心的:据统计,全世界污水排放量已达到4000亿立方米,使5.5万亿立方米水体受到污染,占全世界径流总量的14%以上。
水与空气,食品是人类生命和健康的三大要素。
人体的50%到60%的重量是水份,儿童体内水份多达80%。没有水,就没有生命。地球上的淡水资源只占地球水资源总量的3%,而这3%淡水中,可直接饮用只有0.5%。所以说,水是人类宝贵资源,是生命之泉。
然而,水污染在世界上相当普遍而又严重。当水中的有害物质超出了水体的自净能力,这就会产生污染。这些有害物质包括农药,重金属及其化合物等有毒物质,各种废气物和放射性物质等。
水污源的来源主要是未加工的处理的工业废水,生活废水。
死亡有机污染它来源于未经处理的城市生活污水、造纸污水、农业污水及都市垃圾。死亡有机质能消耗水中溶解的氧气,危及鱼类的生存;还能导致水中缺氧,致使需要氧气的微生物死亡。而正是这些需氧微生物能够分解有机质,维持着河流、小溪的自我净化能力。它们死亡的后果是:河流和溪流发黑、变臭,毒素积累,伤害人畜。
有机和无机化学药品污染这些化学药品来源于化工厂、药厂、造纸厂、印染厂和制革厂的废水,以及建筑装修、干洗行业、化学洗剂、农用杀虫剂、除草剂等。绝大部分有机品会积累在水生生物体内,致使人食用后中毒。被有机化学药品污染的水难以得到净化,人类的饮水安全和健康受到威胁。
人类生产活动造成的水体污染中。工业引起的水体污染最严重。如工业废水,它含污染物多,成分复杂,不仅在水中不易净化,而且处理也比较困难。
工业废水,是工业污染引起水体污染的最重要的原因。它占工业排出的污染物的大部分。工业废水所含的污染物因工厂种类不同而千差万别,即使是同类工厂,生产过程不同,其所含污染物的质和量也不一样。工业除了排出的废水直接注入水体引起污染外,固体废物和废气也会污染水体
农业污染首先是由于耕作或开荒使土地表面疏松,在土壤和地形还未稳定时降雨,大量泥沙流入水中,增加水中的悬浮物。
还有一个重要原因是近年来农药、化肥的使用量日益增多,而使用的农药和化肥只有少量附着或被吸收,其余绝大部分残留在土壤和漂浮在大气中,通过降雨,经过地表径流的冲刷进入地表水和渗入地表水形成污染。
城市污染源是因城市人口集中,城市生活污水、垃圾和废气引起水体污染造成的。城市污染源对水体的污染主要是生活污水,它是人们日常生活中产生的各种污水的混合液,其中包括厨房、洗涤房、浴室和厕所排出的污水。
世界上仅城市地区一年排出的工业和生活废水就多达500立方公里,而每一滴污水将污染数倍乃至数十倍的水体。
大量的污染物首先排入河流,造成内陆水域污染。80年代初我国对5.3万公里的河段进行调查,水污染不能灌溉的约占23.3%,水质合乎饮水标准仅占14%。湖泊和海湾的污染也相当严重。就连地下水也难逃此劫。
水污染对人类健康危害极大。污水中的致病微生物,病毒可引起传染病的蔓延。水水中的一些巨毒物质可在几分钟使人畜死亡。最危险的是镉,铅等金属物质,进入人体后造成慢性中毒,一旦发现就无法遏止。
污染的水对人体的影响有很多不利的因素:人体中70%80%是水分,因此长期饮用不良的水质,而导致体质不佳抵抗力自然减弱,则百病发生乃必然,再者长期累积之污染物到达身体无法承受时,再高明的医生、再有效的药物恐怕也难奏效,所以水是百药之王的说法一点都不假。
常见的饮用水水质项目对人体健康的影响:
铅:对肾脏、神经系统造成危害,对儿童具高毒性,致癌性已被证实
镉:对肾脏有急性之伤害
砷:对皮肤、神经系统等造成危害,致癌性已被证实
汞:对人体的伤害极大,伤害主要器官为肾脏、中枢神经系统
硒:高浓度会危害肌肉及神经系统
亚硝酸盐:造成心血管方面疾病,婴儿的影响最为明显(蓝婴症),具致癌性
总三卤甲烷:以氯仿对健康的影响最大,致癌性方面最常发生的是膀光癌
三氯乙烯(有机物):吸入过多会降低中枢神经、心脏功能,长期暴露对肝脏有害
四氯化碳(有机物):对人体健康有广泛影响,具致癌性,对肝脏、肾脏功影响极大
近年来美国环境保护署(EPA)针对1971-1994年间由水所引起的疾病进行一项调查,在740件案例中,其中因原生动物所引起共148件,共有448,486人因而致病,是所有原因中最高者。研究发现,原生动物种类中以隐孢子虫及梨形鞭毛虫二种需要特别注意,最常出现在游憩风景区及畜牧养殖地区,其中又以养猪、养鸭二种最多。统计也显示,23年内所造成的死亡病例共89件,而原生动物造成的死亡案例高达70件。
据世界卫生组织调查,世界上70%的人喝不到安全卫生的饮用水。现在,每年有1500万5岁以下儿童死亡,死亡原因大多与饮用水有关。据联合国统计,世界上每天有25万人由于饮用水而得病或由于缺水而死亡。
水污染不但危机人类,也给渔业带来了巨大损失。严重使鱼虾死亡,还干扰鱼类繁殖,渔产量和质量大大下降。污水还污染农田和农作物,使农业减产。水污染还造成其他环境的下降,影响人们的游览,娱乐和休养。
水不仅是生命之源,对人类极其重要,而污染又是这样厉害。因此我们更应该预防和保护好水资源,合理并利用好水。
对于污水采取的措施主要有:
(一)资金、行政、法律保障措施
1.资金支持是必不可少的条件
显然,资金支持是污染治理重要的条件之一,没有资金,一切治理措施就无法实施。
2.政府的支持是后盾
城市水系污染治理涉及面很广,不但涉及到居民,还涉及到外地人员,涉及到部队系统,涉及到少数民族,也会涉及到权利持有者的利益。因此,单靠水利部门是无法解决问题的,即使再加上环保部门,力量依然是苍白无力的。需要市政府的强力支持,市政府也需要中央政府的支持。没有一个强大政府的支持,许多强制性措施就难以行得通。
3.污染治理需要法制
法律法规是人们共同遵守的准绳,应制定保护城市水环境的地方性法律,让水系管理部门有法可依,依法行政,这样一些事情做起来会容易一些。
(二)工程保障措施
1.必须实施彻底截污、污/雨分流
根据实地调查结果,生活污水是水系最严重的污染源,将生活污水完全截留是治污的根本。另外,由于雨水管经常被用作排污管,所以实施污/雨分流也是重要措施。污水送入污水处理厂处理,雨水则可直接排入自然水体中,降低污水处理厂处理负荷,污水可以通过河道排放。
2.对老平房区进行搬迁改造
一般来说,城镇新建居民区都有完备的下水道系统,都实施了污/雨分流。但是,老平房区房屋破旧,多数没有下水道系统,而且污/雨不分,是造成河流污染的主要来源。不管从污染治理的角度还是从城市建设的角度,都需要对老平房区进行搬迁改造。
(三)市政管理措施
1.加强城市卫生综合管理
加强城镇的综合卫生管理,使街面保持干净,减少因风吹、雨水等因素将脏物带入河流。对自由市场、餐馆、外来人口聚居区进行严格的卫生管理,对建设工地卫生实行严格监督,对产生污染的路边小生意、洗车点或进行环境改造、或取缔。
2.环卫部门应提高管理水平
鉴于环卫部门职工向河道倾倒所收集的垃圾、大粪的情况客观存在,环卫部门应提高管理水平,严格要求职工遵守规矩,教育职工明确自己的责任,对不守规矩、擅自污染环境的职工给与相应的处罚。
3.合理布置垃圾处理站点、公共厕所
应健全垃圾处理站点网络(尤其是公共场所),让人们垃圾有处可弃,减少因无垃圾站(箱)而导致的垃圾随意丢弃。应在沿河设置一些公共厕所,让在外活动的人们感到方便,减少因为没有厕所而将河沿当厕所的现象。
4.拆除一切造成污染的违章建筑
对一切形成污染的沿河餐馆、水上游乐厅等应取缔。
(四)水资源调控措施
加强水源调配方面的研究
水资源不足是影响水质的重要因素,河水不流,水质就会恶化。应加强水源调配方面的研究,如何既节约水源又保护水环境是必须研究的课题。建设一批污水处理厂,应加强处理水的应用,处理厂与输水管道应同时规划、同时设计,将处理后的洁净水引入河道,这样既节约水资源又可保护水环境。
(五)公众参与措施
1.让公众参与河道环境管理
河道管理部门应建立与沿线居民的沟通渠道,定期访问居民,公布举报电话,让居民有机会参与对污染源的监督,及时发现问题,进行处理。也可以实行门前三包等措施,目的是充分发挥群众保护水环境的巨大热情,对水环境实行有效的监督和保护。
2.搞好大众教育
对大众加强保护水质的教育,沿河树立一些警示牌,呼吁人们注意保护水质。另外,新闻媒体继续对大众进行环境保护的教育。
然而在此过程当中有几方面问题没有得到足够重视或未能有效执行:
首先,治理水污染的过程中要避免将水环境整治工作同行政强制措施完全等同起来。应该在整治的过程中更多地采用经济手段,调动排污单位的内部积极性,使污染物达标排放和综合治理成为企业主动的自发的自愿的行为。这样不仅能够减少行政强制执行的费用,而且可以减少以至杜绝企业弄虚作假、追求形式上的达标和保留实质上的污染行为的发生,从而有效地提高有关法律法规执行的有效性。在通常意义上的引进经济激励措施、奖励达标先进单位、为其提供政策优惠的做法之外,是否可以将水环境治理与清洁生产工艺技术的市场开发有效的结合起来,在停产、关闭数以千计的污染企业的同时创立和新建于环境保护有利的新企业新市场,使水环境整治工作同社会经济其它方面有机地联系在一起,使环保工作不再对于工业企业的发展只是一味的否定,而是肯定与否定相结合。
其次,水污染的治理过程中还应避免将水污染防治与工业企业达标排放等同起来。中国是一个农村人口占到70%的农业大国,且农业现代化程度较低。美国著名的化学家和环保主义者蕾切尔卡逊在上个世纪60年代所关注的农业污染问题在今天的中国仍然具有极为现实的指导意义。当我们对于我国大多数流域污染情况寻根求源的时候都会发现干流和支流沿岸的农药化肥及其它农业废弃物肆意地向水体抛弃是构成水环境恶化的重要原因之一,而且往往正是这些不经任何处理就排向江河湖海的大量农业污染物在很大程度上须对水体的毒化问题负责。然而在水环境治理的实际操作中,我们几乎看不见有关治理农业面源污染的举措,更没有像零点行动那样富有广泛社会影响力的治污行为发生。
当然并不否定工业企业污染治理与农业污染控制本身有着不可分割的联系,对于15小企业的治理一定范围内断绝了农业污染物的来源,然而从现实的角度来看,这还远远不够;也并不否认农业的面源污染较之工业企业通常情况下的点源污染而言,控制的难度大得多,甚至近乎不可操作,然而不能因为该问题解决起来有极大困难而视其不存在。这样只能造成对农业污染的默认,从而使问题扩大化。
水污染治理过程应当同生态环境的恢复和改善紧密结合起来。环境问题以其固有的全方位、多因子的特点区别于其它任何部门法所调整的对象,这就要求在整治水环境问题的过程当中首先要考虑到水污染问题的流域性,加强河流湖泊沿岸省市地区之间的协调和合作。这一点在淮河治理过程当中已经获得重要的实践经验,应该在全国范围内加以推广。
其次,水资源作为生态环境的一个重要成分对于人类生产生活都具有不言而喻的重要价值,因而将水环境整治与水权概念的开发相结合,明确水资源使用的受益者和水环境问题的治理者无疑具有重要意义;与此同时对于水资源的开发利用要实行全流域统筹兼顾的方针,生产、生活和生态用水综合平衡,做到微观与宏观相结合,促进水环境问题的根本解决。
自古以来,人类就是在水的滋养下生存和繁衍,今后也将同样依赖于水资源而继续存在和发展。无论社会如何进步,时代如何发展,我们都不可以水环境的恶化为代价换取一时的经济发展,因为那将造成人类无法承受的恶果,并最终导致一切人类文明化为乌有。如果说过去的水环境问题是由于人类的无知导致的,那么今天,我们已经逐渐清醒地认识到问题的严重性;如果说已经造成的水污染及水生态环境的破坏是我们疏于管理的结果,那么今天,我们已经在水环境治理的道路上迈出了坚实的一步;如果说已经完成的治理工作在遏制水环境恶化方面起到了可喜的积极作用,那么今后的工作将更加艰巨和繁重,需要更完善的立法支持、更广泛的社会参与以及更持久的全方位投入。水环境的现状要求我们不懈地坚持治理工作,已取得的成绩激励我们更有信心地将治理工作开展下去。