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河道水环境污染成因分析及控制

期刊目录网城市规划论文发表2021-08-27 10:05关注(1)

  目前,某河道过集镇段两岸为居民区、基本农田,其污水在无其他出路的情况下均直排入河,造成河道水体污染严重,河水黑臭,水质为劣V类水。本文通过河道水环境污染成因分析,提出了河道水质改善的方法,为该河道后续水环境治理和中小河流水环境整治提供一定的技术借鉴。

河道水环境污染成因分析及控制

  关键词:河道;水环境污染;成因分析;控制措施

  某河道长约为6km,流域面积为5.64km2,上游段沿河居民区较少,河水无明显黑臭问题,中游段水体发黑发臭,下游段水体颜色加深,气味愈加刺鼻。本文主要对河道水环境污染进行分析,经实地调查与资料收集,河道主要污染源包括城区污染源、乡镇污染源和农村污染源。城区污染源主要有城区生活污水、雨污混合废水;乡镇污染源主要有乡镇生活污水和乡镇工业污水;农村污染源主要有农村生活污水、生活垃圾、农业面源污染、畜禽养殖粪便和废水。

  1水污染防治问题

  1.1城镇环境基础设施建设严重滞后污染源统计结果显示,该河道的主要污染物化学需氧量(COD)和氨氮(NH3-N)的排放量主要来源于生活污染源,二者分别占入河总量的45.5%和61.9%。人口增长带来的生活污染问题是治理的关键,在城镇迅速发展、工业迅猛增长和人口激增的过程中,城镇集污管网、污水处理厂等城镇赖以生存和发展的基础设施没有同步建设,使得河道中游地区生活污染问题突出。

  1.2农村面源污染对流域水质的影响显著

  1.2.1农村生活污水排放。流域内,大部分农户建有卫生厕所和化粪池,部分农户未建卫生厕所,厕所、厨房、卫生污水直接排放到周边环境,通过渠道等流入水体。部分农户有简易雨水沟渠,基本是明沟,老化、堵塞现象严重,雨污分流渠道少,生活污水收集管网配备或规格不足,雨污分流不足或不当,大部分雨水和污水混合后直接排放至附近水体。同时,生活污水处理措施或意识不足,新建的部分房屋建有三格式化粪池,大部分房屋生活污水经便池简单处理后,少量用于种菜或是养鱼,其余直排或散排进入沟渠、堰塘、农田以及地表水等水体,直接影响农村居民饮用水质量。1.2.2农村生活垃圾污染。随着农村经济的发展,农村生活水平逐渐提高,人均产生的垃圾量也逐渐增多,而农村生活垃圾收集与处理设施并不健全。各村虽配有少量的垃圾桶,但分类垃圾桶不足,对可堆肥的垃圾分类意识不强,垃圾转运车配备不足;管理不到位,部分农户的生活垃圾随意丢弃和堆放,对村庄环境和景观造成了不良影响,部分农村居民直接对生活垃圾进行焚烧处理,对大气环境产生二次污染;垃圾处置方式不当使垃圾累积量逐年增加,处理难度日益加大。1.2.3畜禽养殖污染。流域内,畜禽养殖主要为分散养殖,以饲养生猪为主,部分家庭存在散养现象。部分养殖户建有储粪池、沼气池、储沼液池等处理设施,但处理设施数量少、规模小,与养殖规模所需要的配套处理能力不符。分散养殖户沼气池配套建设比例不高,未建沼气池的养殖粪污直接外排至当地水体中,已建沼气池的养殖户对发酵处理后的沼渣也未经过消毒灭菌处理就直接还田利用,极易造成细菌病毒传播、蚊虫滋生,导致明显的环境污染,尤其是散养家畜(10头以下)的农户;已经建有沼气池的养殖户也存在沼气池大小与现有养殖规模和粪尿处理量不匹配、设施不能正常运行的情况,致使畜禽粪便和污水不能完全处理达标排放;部分养殖户的畜禽粪尿经沼气池发酵处理后的沼液、沼渣没有回用,也未进一步处理就直接外排,均对水体产生潜在的污染。

  1.3部分支流污染严重,威胁水质安全

  目前,河道中游干支流水质较差。近年来,流域内经济迅速发展,城市化进程加快,大量农村人口向城镇、集镇聚集。随着两岸小流域人口激增,工业排污量和生活污水排放量变大,超过河流水环境容量,水体受到严重污染,发黑发臭,水质为劣Ⅴ类。究其原因,当前,农村种植和养殖经营粗放,粪便、农药、化肥等盲目使用,导致水体污染,局部水体出现严重富营养化,河道内水葫芦等水生植物泛滥,水生态环境失衡,河段所承纳的污染物排放量远远大于该河段的纳污自净能力,有机污染负荷逐步加重,水中NH3-N、总磷(TP)等污染物含量上升,使得水质受到严重破坏。

  2水污染防治措施

  2.1生态措施

  在进行河道水环境污染治理时,首先要考虑生态措施,主要包括生态引水和水生植物修复等[1-2]。2.1.1生态引水工程。生态引水工程是通过优化水资源配置、恢复河库相连和河河相连的水网体系来充分发挥水体自净能力,消纳部分污染物,从而改善水体环境。稀释、冲刷和动水是水体自净能力的主要体现。其中,稀释作用是净水的关键,通过引入清洁水源,降低水体中污染物的浓度,从而抑制藻类的生长;冲刷作用主要洗去水库中的藻类,降低河流的藻类生物量,增加水体的透明度;动水作用通过增强河流的动力,使水体由静变动,激活水体,增强水体的复氧能力,从而加强水体的自净能力。生态引水工程的最大优点是治理成效快,提高了水体的流速和水动力,增加水体富氧能力,从而增强水体自净能力。同时,可以净化水体底泥,避免厌氧环节产生的营养物质再次释放到水体中,从而有效抑制水华现象。2.1.2水生植物修复治理工程。水生植物修复治理工程利用特定的水生植物对河流中的污染物进行吸收、富集、降解和转移,其关键在于削减河流中的氮、磷、有机碳及其他污染物质的负荷,是去除水体中污染物的根本方法。目前,利用水生植物来治理和修复水环境已成为河流富营养化控制技术中发展最快的一种方法。

  2.2农业面源污染控制措施

  根据面源污染问题识别及面源污染现状评价,要分别从农业面源污染、农村生活污水及固体废弃物、城镇地表径流污染和分散式畜禽养殖污染四个方面进行面源污染控制。结合流域内地形地貌和社会经济情况,该河道农业面源污染控制主要放在基础设施建设、污染过程阻断和污染末端净化方面。2.2.1基础设施建设。流域内建立完善的垃圾处理设施。县城建立一座垃圾处理厂,并配备垃圾桶、垃圾转运车等垃圾收集、处理与转运设施,对县城及周边乡镇的垃圾进行处理。乡镇建立垃圾处理设施,流域内乡村设置垃圾桶、垃圾池,配备垃圾收集车,并设置河道保洁员,对河道及沿岸垃圾定期进行清扫。生物垃圾采用埋填处理,易燃垃圾进行焚烧处理。流域内建立垃圾回收超市,利用积分兑换生活用品,将垃圾变废为宝。当前,要尽快完善县城污水处理厂及污水管网建设,加大雨污分流污水管网建设力度。污水管网可延伸到周边乡镇及村庄,将周边乡镇和村庄的污水引入县城污水处理厂。距离县城较远或者居住较为分散的农村地区污水自行处理,建立截污沟、截污管或者污水处理装置(污水处理池),或者建立人工湿地进行污水处理。2.2.2污染过程阻断。农业面源污染物(生活垃圾、污水、畜禽粪便等)排放后,大部分随地表径流进入河道。污染物进入水体前,通过工程措施或非工程措施进行拦截,有效阻断氮、磷等污染物进入地表水环境,是控制农业面源污染的重要技术手段[3-5]。农业面源污染过程阻断常用的措施有两大类。一类是农田内部的拦截,设置生态拦截缓冲带。另一大类是污染物离开农田后的拦截,建设生态拦截沟渠,用于收集农田径流、渗漏排水,其一般位于田块间。2.2.3污染末端净化。当前,可建立生态塘池、人工湿地,收集农业面源污染物,再进行末端净化处理。(1)生态塘池。根据实际需要,可开挖生态塘池,储存污水。生态塘池深度一般介于1~2m,可种植柔性沉水植物。生态塘池储水通过出口控制闸进入沉淀池,沉淀池的深度一般控制在1m内,面积由实际地形决定。经沉淀、拦截作用,径流中的大部分泥沙和悬浮颗粒物沉降下来,出水采用表层水漫流的形式进入前置库。前置库主库区位于沉淀池后,库区面积根据现有地形设定,尽量大一些,水深一般介于10~100cm,库区内种植对水位胁迫适应能力强、净化效果好、根系发达的土著水生植被。在前置库库区边,利用原有沟渠,建设泄洪通道。(2)堰塘湿地。堰塘湿地通过植物吸收、底泥吸附、微生物降解等综合作用,对农田排水进行净化。它不是专门建造的人工湿地,而是选取废弃堰塘进行小幅改造(如种植水生植物、清淤等)。其余设施可以根据农田现有设施进行改造。

  2.3农村生活污水处理

  农村生活污水具有污染物浓度低、水质波动大、可生化性强、水量较小、变化系数大的特点。流域内,当地污水处理设施管理水平较低,缺乏专业污水处理人员。因此,在进行污水处理系统建设时,应结合当地地形,选择工艺简单、投资少、运行维护管理方便的污水处理技术。推荐采用就地处置的截污治污方式,采用水力负荷低、生态效果明显、运行费用低的污水处理工艺。2.3.1村庄污水收集系统建设。村庄污水收集系统的建设要充分利用各村庄现有沟渠,对村内破损沟渠进行修缮,清理沟渠中的淤泥、生活垃圾和其他固体废物,并开展沟渠明改暗、增加沿街雨水箅子等工作,以免今后垃圾混入致使下游截污、溢流系统堵塞,造成排水不畅和污水外溢。在现有基础上,可补充新建路段雨污暗沟,确保村内排水均能进入沟渠系统,最终排入截污管;在村内改造或新建三级(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)排污沟,村子外围的主排污沟为Ⅰ级沟,Ⅰ级沟沿主要道路的分支为Ⅱ级沟,Ⅱ级沟沿小巷的分支为Ⅲ级沟,在选定的截污点进行直接截污,在截污点设置溢流井,最终实现将村内生活污水与地表径流截入污水处理系统进行净化的目标。2.3.2村庄污水处理系统建设。污水处理工艺的选取应综合考虑各村庄的土地资源情况、村落规模等实际因素,本着节约水资源、充分回收利用污水的原则,推荐采用厌氧-人工湿地组合处理工艺。该工艺可以大幅度降低污水中有机物含量,减少人工湿地负荷,使污水处理后达到农田灌溉水质标准。厌氧处理单元可以减小人工湿地的压力,从而大大缩小人工湿地的占地面积,同时可以去除污水中的大量悬浮物,避免人工湿地长时间运行而出现堵塞现象。该工艺可以实现处理和回用一体化,利用污水处理过程,合理选配水生植物、半水生植物及湿生植物,建造生态景观,美化生活环境。污水处理系统规模根据各村庄生活污水排放量和初期雨水径流量而定,建设规模介于40~260m3/d,处理后的生活污水排入农灌沟渠,用于周围农田的浇灌。

  3结论

  本文分析了河道水环境污染成因并提出具体控制措施,以期有效地改善区域水环境质量。河道水环境保护需要人人参与,尤其是沿河居民,建议开展保护河流的宣传、执法监督工作。

  作者:李明 高峰

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