安徽省农村黑臭水体成因及治理对策研究

2023-12-13 02:28纪发达张建国
环境科技 2023年6期
关键词:底泥污染源排查

谭 伟,纪发达,李 明,王 晖,张建国

(1.生态环境部淮河流域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心,安徽 蚌埠 233000;2.山东龙港硅业科技有限公司,山东 潍坊 261300)

0 引言

随着我国经济社会的不断发展,公众对改善生态环境质量的需求日益强烈,消除水环境中的黑臭水体是生态环境保护的重要组成部分,与农村人居幸福直接相关[1]。黑臭水体大面积出现,造成河道、湖泊景观效果变差,生态环境问题日益凸显[2],同时,水质下降,导致污水处理成本增加,严重影响城市发展。因此,治理黑臭水体意义重大[3]。2023 年2 月,安徽省省委农村工作领导小组印发了《安徽省农村净水攻坚行动方案》,《方案》明确以县(市、区)为单位,按照2023 年、2024 年农村黑臭水体数量累计消除比例分别不低于45%,70%,至2025 年,安徽省农村水体黑臭现象全面消除[4]。根据安徽省各部门发布的治理文件,安徽省治理农村黑臭水体的整体思路为:排查-多方位治理-分步消除-完全消除。

但在实践中,安徽省也遇到一些与全国其他城市相似甚至相同的问题,导致各个市、县在治理农村黑臭水体方面依然存在欠缺。目前农村黑臭水体治理技术主要包括岸带修复、植物生态净化、原位化学处理和原位生物处理,以上技术均有一定的局限性,不仅技术措施单一、投资高、管理复杂、运维成本高,而且技术上还存在瓶颈,无法形成可复制、易推广的技术与工程模式。通过总结和提炼安徽省农村黑臭水体治理中存在的问题,提出一些对策和解决方案,为尽快解决农村黑臭水体现象提供一些参考。

1 安徽省农村黑臭水体现状

2018 年和2022 年安徽省先后组织了2 次在排查范围、排查方式、排查内容、排查结果等方面略有不同的农村黑臭水体排查。

1.1 2018 年安徽省农村黑臭水体排查安排及排查结果

2018 年安徽省农村黑臭水体排查安排见表1。

表1 2018 年安徽省农村黑臭水体排查安排

2018 年安徽省农村黑臭水体摸底排查中,共排查出15 195 条农村黑臭水体,其中汇水性农村黑臭水体1 004 条,占比为6.6%,长度2 075 km,占比为29.8%;非汇水性黑体水体14 191 条,占比为93.4%,长度4 887 km,占比为70.2%。根据汇水与非汇水区分,安徽省农村黑臭水体大多数属于非汇水性黑臭水体。

通过对安徽省农村黑臭水体进行全面现场勘查和摸排,找出黑臭水体形成的污染来源,为后期治理农村黑臭水体提供了可靠依据,具体见表2。由表2 可以看出,安徽省农村黑臭水体的污染来源主要分为4 种来源(共8 个方面):生活污染源、农业污染源、工业污染源及水体内源污染和其他污染。生活污染源中的生活垃圾及生产废物污染和农村生活污水污染等原因导致的污染占比为59.2%;水体内源污染中的底泥淤积污染占比为18.6% ;以畜禽养殖为主的农业源污染占比10.9%;其他非主要污染共占11.3%[5]。而安徽省农村黑臭水体中非汇水性黑臭水体占据的长度超过70%,数量超过90%,水系不流通也成为导致安徽省农村黑臭水体的关键因素之一。农村的面源污染主要包括种植业、养殖业和农村生活源的污染。随着农村生产生活方式的变化,农田大量使用化肥、农药,农业废弃物随意处置,农村生活污水、养殖废水无组织排放,使得农用化学品及农作物秸秆、畜和禽粪尿等废弃物,通过地表水、土壤渗漏等方式进入水体和土壤中,多方面原因导致水环境污染问题严重。

表2 安徽省农村黑臭水体污染来源分析

1.2 2022 年安徽省农村黑臭水体排查安排及排查结果

2022 年安徽省农村黑臭水体排查安排见表3。

2022 年安徽省农村黑臭水体排查结果见表4。

表4 2022 年安徽省农村黑臭水体排查结果

由表4 可以看出,排查出宿州、淮北、蚌埠、亳州、阜阳、淮南等皖北六市农村黑臭水体共3 074 个,占全省黑臭水体总数的85%,面积约2 272 万m2,占全省农村黑臭水体水域面积的87%。安徽省农村黑臭水体在分布位置上呈北多南少态势,并且主要集中于淮河流域[6]。

根据2018 年与2022 年的排查结果,安徽省农村黑臭水体总数由15 195 个减至3 074 个,完成黑臭水体治理约占总数的79.8%,农村黑臭水体治理效果比较明显。

1.3 截至2022 年底安徽省农村黑臭水体整治情况

(1)安徽省拥有乡镇1 239 个,拥有污水处理设施的乡镇政府驻地中,有797 个污水处理设施完成提质增效任务,占设施总数的67%,完成提质增效后的污水处理设施污水收集覆盖率基本达到75%。

(2)安徽省拥有1.4 万多个行政村,至2022 年底,已有10 391 个行政村完成了生活污水治理,治理率为72.1%。

(3)安徽省拥有24.37 万余个自然村,至2022年底,约20.08 万个自然村已完成生活污水处理,占比约82.4%,约17.6%自然村未完成生活污水治理。

2 安徽省农村黑臭水体成因

水中溶解氧含量不足是导致水体黑臭的直接原因[7],同时,有机物污染、底泥悬浮、氮磷污染、热污染以及微生物代谢等因素,也同样可能导致水体的黑臭[8]。另一方面,河道自然生态遭到严重破坏,水体自然恢复能力不足,导致水体自净能力下降,也是导致水体变黑臭的重要原因之一[9]。

虽然导致水体黑臭原因多种多样,但根据安徽省农村黑臭水体的排查结果,生活污染源污染、底泥淤积和水系不流通是导致安徽省农村水体黑臭的主要成因,应重点分析以上方面的不足。

2.1 农村已建污水处理设施运维不正常,生活垃圾收集不彻底是导致生活污染源的直接原因

截至2022 年底,安徽省累计建成日处理能力20 t 以上的农村生活污水集中处理设施近5 000 个,已建成的设施中超过80%以上委托第三方运维管理。其中,一部分设施由于建设时间较早,设备简陋,又因长期缺少维护而损坏,同时部分设施因缺少运维资金和管理人员,导致处理设施闲置。另外一些污水处理设施存在管网老旧破损,错接、混接,雨、污分流不到位,污水收集不到位等问题,导致进水污染物浓度偏低、进水量偏少等问题。在垃圾处理和收集方面,虽然安徽省已基本建立 “村收集、镇运输、县处理” 的农村垃圾收集处理体系,但农村生活垃圾依然存在收集不彻底、处置难的问题[10]。

2.2 执行标准不一致,造成排放即排污现象是导致生活污染源的间接原因

2019 年11 月生态环境部印发的《农村黑臭水体治理工作指南(试行)》规定:农村黑臭水体的氨氮浓度判定指标阈值为透明度小于25 cm,溶解氧质量浓度小于2 mg/L,氨氮质量浓度大于15 mg/L[11]。

2019 年12 月,安徽省生态环境厅联合安徽省市场监督管理局发布DB 34/3527—2019《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》,从2020 年1 月1 日开始实施(已建成设施从2021 年1 月1 日开始实施),对于农村污水处理设施规模大于5 m3/d,小于100 m3/d 且出水直接排入GB 3838 标准中III 类水域的氨氮指标执行一级B 标准(即氨氮质量浓度小于15 mg/L),而对于同样污水处理设施排入GB 3838 标准中IV,V 类水域或其他未划定水环境功能区的水域、沟渠、自然湿地的氨氮指标执行二级标准(即氨氮质量浓度小于25 mg/L)[12]。

《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》中二级排放标准明显大于农村黑臭水体判定标准,造成排放即排污的现象。执行标准不一致,造成排放即排污现象是导致生活污染源的间接原因。

2.3 农村污水治理投入不足是生活污染源治理难度大的根本原因

2023 年,国家下达给安徽省的目标任务为:至2025 年,全省农村生活污水治理率超过80%。为完成该目标,安徽省需新增完成约1 030 个行政村的生活污水治理任务,完成该目标的治理资金预计超过100 亿元,而2023 年安徽省农村黑臭水体治理费用财政拨款目前仅有5 亿元,农村污水治理投入不足是生活污染源治理难度大的根本原因[13]。

2.4 大量底泥处置治理难

生活源污染、农业源污染、工业源污染等污染源进入水体后,氮、磷及重金属等污染物质经水体的络合、吸附、絮凝、沉降后富集至底泥中,使底泥被污染。受污染的底泥经河道水流的扰动,将富集的氮、磷及重金属等污染物又逐渐释放至水体中,使底泥形成一种吸附-解吸-再吸附-再解吸的平衡状态,从而使得底泥成为内源污染的主要因素之一[14]。目前,安徽省农村黑臭水体治理中的清淤疏浚工程大多以县为单位,清淤后的底泥实行自建自收制度,但实际调研中发现,清理后的淤泥大多露天堆放在河道两侧未能进行有效处置,如何处置大量底泥成为治理安徽省农村黑臭水体的难题之一。

2.5 农村水系量多面广,治理难度大

在水利部的指导下安徽省开展了一些农村水系治理工作,但因为安徽省农村水系量多面广,治理力度远远不足,广大农村水系的连通整治工作尚未全面铺开,水体污染、生态退化等情况在农村相当一部分区域仍然存在[15]。

3 安徽省农村黑臭水体治理对策与建议

2019 年11 月,生态环境部办公厅印发的《农村黑臭水体治理工作指南(试行)》指出,治理农村黑臭水体应按照 “控源截污、内源治理、水体净化、生态恢复” 的基本技术路线具体实施[16]。

2023 年1 月,安徽省生态环境厅宣布安徽省治理农村黑臭水体将坚持 “五治两清一连通” 的系统治理。“五治” 指治理生活污水、治理畜禽养殖废水、治理水产养殖尾水、治理工业和服务业废水、治理种植业面源污染;“两清” 指清理各类垃圾、清理淤积底泥;“一连通” 指打通连接农村水系[17]。

根据安徽省农村黑臭水体的污染源来源及成因分析,黑臭水体治理应遵循 “系统综合、标本兼治、经济适用、利用优先、绿色安全” 的原则进行统筹考虑。其中生活污染源的控源截污,清理淤积底泥的内源治理,连通农村水系,并保障资金的投入将是安徽省农村黑臭水体治理的重中之重。

3.1 控源截污需多措并举、多管齐下,综合治理

污水处理按照 “修复一批、改造一批、退出一批” 的总体思路,推动各地区分类整改。探索出一条 “建、管、监分离” 的农村环境基础设施的管理体系和机制[18]。加强垃圾收集和垃圾无害化终端处理能力建设,鼓励各地市因地制宜开展资源化利用。根据各地实际情况选择适用的技术方法:①针对种植业污染问题,主要推广土壤试验和配方施肥技术,提高化肥和农药的利用率;②针对农业废弃物、农村生活污水、养殖废水,各级政府大力推广沼气技术应用;③对于农村生活污水,采用分散式净化池、相对集中的污水处理厂、埋地管道接入城市生活污水处理厂等多种处理方式;④利用排灌沟渠进行水质生态净化。

大力推广应用青阳县 “5 + 工作法”、博望区农村改厕与生活污水一体化治理和全椒县“一体化双机制” 推进农村生活污水治理等典型模式以及黄山市农村生活污水一体化治理、巢湖市 “粪+ 水” 全域治理等模式。以优秀案例为基础,选择适用的治理技术进行污染治理工作。

3.2 采取清淤疏浚和原位修复结合方式治理底泥

治理底泥主要包括清淤疏浚和原位修复[19],其中清淤疏浚通常需要大量的机械设备和人力物力。此外,清理上岸的底泥也需较大的处理场地进行堆放消化,在实际应用中有一定的局限性。

底泥原位修复技术主要包括生物法和化学方法,生物法通过向水中或底泥中添加微生物制剂促进底泥中有机物的降解;化学方法即在底泥中添加絮凝剂,以减少污染物向水中释放,或在底泥中加入硬化剂和助剂(如石灰、火山灰、水泥、改性二氧化钛等),以减少氮、磷和重金属等污染物的溶解性、迁移性或毒性。也可将生物法和化学方法结合加以应用。最终,通过各种工艺将底泥转化为可用的底泥肥料,不仅保护了农村水环境,也节约了农民购买化肥成本。如石沛镇联盟村采用 “MSC-MBBR” 工艺对收集后的生活污水进行生化处理,污泥排入储泥池。沱湖乡利用 “建管一体化智慧水务” 系统,将处理后生活污水直接用作农业灌溉水,不仅提高了水资源的重复利用率,也缓解了水资源供需矛盾,同时改善了农村生态环境条件。该方法适用于居住点较为集中、周边水系较为发达、污水排放量较大的村镇。

3.3 水系连通和自循环生态净化水质模式

在对农村水系统进行初步调查的基础上,应因地制宜地实施必要的水系统连通和自循环模式。通过资源生态黑臭水体综合治理体系有效彻底控制黑臭水体污染影响,恢复水体自净能力,改善生态环境;通过生活污水治理、初期雨水治理和黑臭水体治理的规划、设计、施工和运营,减少占地面积,降低能耗,提高水处理设施的利用率;通过生态修复和水质治理技术相结合,将达标后的处理水用于农田灌溉、浇灌菜园和林地、美化庭院、绿化村庄、清洁道路等,实现水资源和生态的循环利用和可持续发展。首先,农村面源污染的资源化可实施农村内部河流的自循环;其次,优先向村庄水道供应源头水,为村民提供良好的水环境;再次,农村河道应从外围河道单向取水(不包括应急排水),最大限度地减少农村面源污染进入外围区域的主要河道和重要水体。如新溪口乡连山村依据地形地势特点,采用“人工湿地和土壤渗滤” 相结合的分散式生态处理技术,结合农村改厕和资源化利用,解决了污水直排对周边环境和新安江的污染,适用于山地和丘陵地区的居住密度相对较低的村庄。芜湖市湾沚区陶辛镇将 “生态修复与产业发展” 相结合,通过水生食物链将碳、氮、磷等污染物转化为以贝类为主的生态产品,实现污水资源化利用和资源产业化。该方法适用于农村集中污染、分散污染及面源污染严重的乡镇。

3.4 多措施共举,解决黑臭水体治理资金短缺问题

①健全相关政策制度体系,积极争取中央财政专项资金和中央预算内资金,推动市、县政府将农村生活污水处理设施建设运维经费纳入本级财政预算,统筹整合相关资金用于农村生活污水治理;②加大资金投入,安徽省级财政统筹积极安排资金支持开展农村黑臭水体治理试点。对试点以外地区,经农村黑臭水体治理考核后,择优给予奖补;③支持引进社会资本用于农村黑臭水体治理。

4 结论

(1)经过对安徽省农村黑臭水体现状和整治情况进行排查分析发现,完成治理的自然村约占82.4%,仍有17.6%自然村未完成生活污水治理。

(2)虽然分析总结出农村黑臭水体的污染来源及成因,农村仍有一部分区域存在水体污染、生态退化等情况。

(3)基于农村水体污染成因、污染程度和污染物分布特征,应因地制宜、因村施策,严格按照 “控源截污、内源治理、水体净化、生态恢复” 的基本技术路线,根据各地实际情况选择适用的技术方法,从根本上解决农村黑臭水问题,实现水环境质量的全面改善及长治久清。

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