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安徽省農村黑臭水體成因及治理對策研究

2023-12-13 02:28紀發達張建國
環境科技 2023年6期
關鍵詞:底泥污染源排查

譚 偉,紀發達,李 明,王 暉,張建國

(1.生態環境部淮河流域生態環境監督管理局生態環境監測與科學研究中心,安徽 蚌埠 233000;2.山東龍港硅業科技有限公司,山東 濰坊 261300)

0 引言

隨著我國經濟社會的不斷發展,公眾對改善生態環境質量的需求日益強烈,消除水環境中的黑臭水體是生態環境保護的重要組成部分,與農村人居幸福直接相關[1]。黑臭水體大面積出現,造成河道、湖泊景觀效果變差,生態環境問題日益凸顯[2],同時,水質下降,導致污水處理成本增加,嚴重影響城市發展。因此,治理黑臭水體意義重大[3]。2023 年2 月,安徽省省委農村工作領導小組印發了《安徽省農村凈水攻堅行動方案》,《方案》明確以縣(市、區)為單位,按照2023 年、2024 年農村黑臭水體數量累計消除比例分別不低于45%,70%,至2025 年,安徽省農村水體黑臭現象全面消除[4]。根據安徽省各部門發布的治理文件,安徽省治理農村黑臭水體的整體思路為:排查-多方位治理-分步消除-完全消除。

但在實踐中,安徽省也遇到一些與全國其他城市相似甚至相同的問題,導致各個市、縣在治理農村黑臭水體方面依然存在欠缺。目前農村黑臭水體治理技術主要包括岸帶修復、植物生態凈化、原位化學處理和原位生物處理,以上技術均有一定的局限性,不僅技術措施單一、投資高、管理復雜、運維成本高,而且技術上還存在瓶頸,無法形成可復制、易推廣的技術與工程模式。通過總結和提煉安徽省農村黑臭水體治理中存在的問題,提出一些對策和解決方案,為盡快解決農村黑臭水體現象提供一些參考。

1 安徽省農村黑臭水體現狀

2018 年和2022 年安徽省先后組織了2 次在排查范圍、排查方式、排查內容、排查結果等方面略有不同的農村黑臭水體排查。

1.1 2018 年安徽省農村黑臭水體排查安排及排查結果

2018 年安徽省農村黑臭水體排查安排見表1。

表1 2018 年安徽省農村黑臭水體排查安排

2018 年安徽省農村黑臭水體摸底排查中,共排查出15 195 條農村黑臭水體,其中匯水性農村黑臭水體1 004 條,占比為6.6%,長度2 075 km,占比為29.8%;非匯水性黑體水體14 191 條,占比為93.4%,長度4 887 km,占比為70.2%。根據匯水與非匯水區分,安徽省農村黑臭水體大多數屬于非匯水性黑臭水體。

通過對安徽省農村黑臭水體進行全面現場勘查和摸排,找出黑臭水體形成的污染來源,為后期治理農村黑臭水體提供了可靠依據,具體見表2。由表2 可以看出,安徽省農村黑臭水體的污染來源主要分為4 種來源(共8 個方面):生活污染源、農業污染源、工業污染源及水體內源污染和其他污染。生活污染源中的生活垃圾及生產廢物污染和農村生活污水污染等原因導致的污染占比為59.2%;水體內源污染中的底泥淤積污染占比為18.6% ;以畜禽養殖為主的農業源污染占比10.9%;其他非主要污染共占11.3%[5]。而安徽省農村黑臭水體中非匯水性黑臭水體占據的長度超過70%,數量超過90%,水系不流通也成為導致安徽省農村黑臭水體的關鍵因素之一。農村的面源污染主要包括種植業、養殖業和農村生活源的污染。隨著農村生產生活方式的變化,農田大量使用化肥、農藥,農業廢棄物隨意處置,農村生活污水、養殖廢水無組織排放,使得農用化學品及農作物秸稈、畜和禽糞尿等廢棄物,通過地表水、土壤滲漏等方式進入水體和土壤中,多方面原因導致水環境污染問題嚴重。

表2 安徽省農村黑臭水體污染來源分析

1.2 2022 年安徽省農村黑臭水體排查安排及排查結果

2022 年安徽省農村黑臭水體排查安排見表3。

2022 年安徽省農村黑臭水體排查結果見表4。

表4 2022 年安徽省農村黑臭水體排查結果

由表4 可以看出,排查出宿州、淮北、蚌埠、亳州、阜陽、淮南等皖北六市農村黑臭水體共3 074 個,占全省黑臭水體總數的85%,面積約2 272 萬m2,占全省農村黑臭水體水域面積的87%。安徽省農村黑臭水體在分布位置上呈北多南少態勢,并且主要集中于淮河流域[6]。

根據2018 年與2022 年的排查結果,安徽省農村黑臭水體總數由15 195 個減至3 074 個,完成黑臭水體治理約占總數的79.8%,農村黑臭水體治理效果比較明顯。

1.3 截至2022 年底安徽省農村黑臭水體整治情況

(1)安徽省擁有鄉鎮1 239 個,擁有污水處理設施的鄉鎮政府駐地中,有797 個污水處理設施完成提質增效任務,占設施總數的67%,完成提質增效后的污水處理設施污水收集覆蓋率基本達到75%。

(2)安徽省擁有1.4 萬多個行政村,至2022 年底,已有10 391 個行政村完成了生活污水治理,治理率為72.1%。

(3)安徽省擁有24.37 萬余個自然村,至2022年底,約20.08 萬個自然村已完成生活污水處理,占比約82.4%,約17.6%自然村未完成生活污水治理。

2 安徽省農村黑臭水體成因

水中溶解氧含量不足是導致水體黑臭的直接原因[7],同時,有機物污染、底泥懸浮、氮磷污染、熱污染以及微生物代謝等因素,也同樣可能導致水體的黑臭[8]。另一方面,河道自然生態遭到嚴重破壞,水體自然恢復能力不足,導致水體自凈能力下降,也是導致水體變黑臭的重要原因之一[9]。

雖然導致水體黑臭原因多種多樣,但根據安徽省農村黑臭水體的排查結果,生活污染源污染、底泥淤積和水系不流通是導致安徽省農村水體黑臭的主要成因,應重點分析以上方面的不足。

2.1 農村已建污水處理設施運維不正常,生活垃圾收集不徹底是導致生活污染源的直接原因

截至2022 年底,安徽省累計建成日處理能力20 t 以上的農村生活污水集中處理設施近5 000 個,已建成的設施中超過80%以上委托第三方運維管理。其中,一部分設施由于建設時間較早,設備簡陋,又因長期缺少維護而損壞,同時部分設施因缺少運維資金和管理人員,導致處理設施閑置。另外一些污水處理設施存在管網老舊破損,錯接、混接,雨、污分流不到位,污水收集不到位等問題,導致進水污染物濃度偏低、進水量偏少等問題。在垃圾處理和收集方面,雖然安徽省已基本建立 “村收集、鎮運輸、縣處理” 的農村垃圾收集處理體系,但農村生活垃圾依然存在收集不徹底、處置難的問題[10]。

2.2 執行標準不一致,造成排放即排污現象是導致生活污染源的間接原因

2019 年11 月生態環境部印發的《農村黑臭水體治理工作指南(試行)》規定:農村黑臭水體的氨氮濃度判定指標閾值為透明度小于25 cm,溶解氧質量濃度小于2 mg/L,氨氮質量濃度大于15 mg/L[11]。

2019 年12 月,安徽省生態環境廳聯合安徽省市場監督管理局發布DB 34/3527—2019《農村生活污水處理設施水污染物排放標準》,從2020 年1 月1 日開始實施(已建成設施從2021 年1 月1 日開始實施),對于農村污水處理設施規模大于5 m3/d,小于100 m3/d 且出水直接排入GB 3838 標準中III 類水域的氨氮指標執行一級B 標準(即氨氮質量濃度小于15 mg/L),而對于同樣污水處理設施排入GB 3838 標準中IV,V 類水域或其他未劃定水環境功能區的水域、溝渠、自然濕地的氨氮指標執行二級標準(即氨氮質量濃度小于25 mg/L)[12]。

《農村生活污水處理設施水污染物排放標準》中二級排放標準明顯大于農村黑臭水體判定標準,造成排放即排污的現象。執行標準不一致,造成排放即排污現象是導致生活污染源的間接原因。

2.3 農村污水治理投入不足是生活污染源治理難度大的根本原因

2023 年,國家下達給安徽省的目標任務為:至2025 年,全省農村生活污水治理率超過80%。為完成該目標,安徽省需新增完成約1 030 個行政村的生活污水治理任務,完成該目標的治理資金預計超過100 億元,而2023 年安徽省農村黑臭水體治理費用財政撥款目前僅有5 億元,農村污水治理投入不足是生活污染源治理難度大的根本原因[13]。

2.4 大量底泥處置治理難

生活源污染、農業源污染、工業源污染等污染源進入水體后,氮、磷及重金屬等污染物質經水體的絡合、吸附、絮凝、沉降后富集至底泥中,使底泥被污染。受污染的底泥經河道水流的擾動,將富集的氮、磷及重金屬等污染物又逐漸釋放至水體中,使底泥形成一種吸附-解吸-再吸附-再解吸的平衡狀態,從而使得底泥成為內源污染的主要因素之一[14]。目前,安徽省農村黑臭水體治理中的清淤疏浚工程大多以縣為單位,清淤后的底泥實行自建自收制度,但實際調研中發現,清理后的淤泥大多露天堆放在河道兩側未能進行有效處置,如何處置大量底泥成為治理安徽省農村黑臭水體的難題之一。

2.5 農村水系量多面廣,治理難度大

在水利部的指導下安徽省開展了一些農村水系治理工作,但因為安徽省農村水系量多面廣,治理力度遠遠不足,廣大農村水系的連通整治工作尚未全面鋪開,水體污染、生態退化等情況在農村相當一部分區域仍然存在[15]。

3 安徽省農村黑臭水體治理對策與建議

2019 年11 月,生態環境部辦公廳印發的《農村黑臭水體治理工作指南(試行)》指出,治理農村黑臭水體應按照 “控源截污、內源治理、水體凈化、生態恢復” 的基本技術路線具體實施[16]。

2023 年1 月,安徽省生態環境廳宣布安徽省治理農村黑臭水體將堅持 “五治兩清一連通” 的系統治理?!拔逯巍?指治理生活污水、治理畜禽養殖廢水、治理水產養殖尾水、治理工業和服務業廢水、治理種植業面源污染;“兩清” 指清理各類垃圾、清理淤積底泥;“一連通” 指打通連接農村水系[17]。

根據安徽省農村黑臭水體的污染源來源及成因分析,黑臭水體治理應遵循 “系統綜合、標本兼治、經濟適用、利用優先、綠色安全” 的原則進行統籌考慮。其中生活污染源的控源截污,清理淤積底泥的內源治理,連通農村水系,并保障資金的投入將是安徽省農村黑臭水體治理的重中之重。

3.1 控源截污需多措并舉、多管齊下,綜合治理

污水處理按照 “修復一批、改造一批、退出一批” 的總體思路,推動各地區分類整改。探索出一條 “建、管、監分離” 的農村環境基礎設施的管理體系和機制[18]。加強垃圾收集和垃圾無害化終端處理能力建設,鼓勵各地市因地制宜開展資源化利用。根據各地實際情況選擇適用的技術方法:①針對種植業污染問題,主要推廣土壤試驗和配方施肥技術,提高化肥和農藥的利用率;②針對農業廢棄物、農村生活污水、養殖廢水,各級政府大力推廣沼氣技術應用;③對于農村生活污水,采用分散式凈化池、相對集中的污水處理廠、埋地管道接入城市生活污水處理廠等多種處理方式;④利用排灌溝渠進行水質生態凈化。

大力推廣應用青陽縣 “5 + 工作法”、博望區農村改廁與生活污水一體化治理和全椒縣“一體化雙機制” 推進農村生活污水治理等典型模式以及黃山市農村生活污水一體化治理、巢湖市 “糞+ 水” 全域治理等模式。以優秀案例為基礎,選擇適用的治理技術進行污染治理工作。

3.2 采取清淤疏浚和原位修復結合方式治理底泥

治理底泥主要包括清淤疏浚和原位修復[19],其中清淤疏浚通常需要大量的機械設備和人力物力。此外,清理上岸的底泥也需較大的處理場地進行堆放消化,在實際應用中有一定的局限性。

底泥原位修復技術主要包括生物法和化學方法,生物法通過向水中或底泥中添加微生物制劑促進底泥中有機物的降解;化學方法即在底泥中添加絮凝劑,以減少污染物向水中釋放,或在底泥中加入硬化劑和助劑(如石灰、火山灰、水泥、改性二氧化鈦等),以減少氮、磷和重金屬等污染物的溶解性、遷移性或毒性。也可將生物法和化學方法結合加以應用。最終,通過各種工藝將底泥轉化為可用的底泥肥料,不僅保護了農村水環境,也節約了農民購買化肥成本。如石沛鎮聯盟村采用 “MSC-MBBR” 工藝對收集后的生活污水進行生化處理,污泥排入儲泥池。沱湖鄉利用 “建管一體化智慧水務” 系統,將處理后生活污水直接用作農業灌溉水,不僅提高了水資源的重復利用率,也緩解了水資源供需矛盾,同時改善了農村生態環境條件。該方法適用于居住點較為集中、周邊水系較為發達、污水排放量較大的村鎮。

3.3 水系連通和自循環生態凈化水質模式

在對農村水系統進行初步調查的基礎上,應因地制宜地實施必要的水系統連通和自循環模式。通過資源生態黑臭水體綜合治理體系有效徹底控制黑臭水體污染影響,恢復水體自凈能力,改善生態環境;通過生活污水治理、初期雨水治理和黑臭水體治理的規劃、設計、施工和運營,減少占地面積,降低能耗,提高水處理設施的利用率;通過生態修復和水質治理技術相結合,將達標后的處理水用于農田灌溉、澆灌菜園和林地、美化庭院、綠化村莊、清潔道路等,實現水資源和生態的循環利用和可持續發展。首先,農村面源污染的資源化可實施農村內部河流的自循環;其次,優先向村莊水道供應源頭水,為村民提供良好的水環境;再次,農村河道應從外圍河道單向取水(不包括應急排水),最大限度地減少農村面源污染進入外圍區域的主要河道和重要水體。如新溪口鄉連山村依據地形地勢特點,采用“人工濕地和土壤滲濾” 相結合的分散式生態處理技術,結合農村改廁和資源化利用,解決了污水直排對周邊環境和新安江的污染,適用于山地和丘陵地區的居住密度相對較低的村莊。蕪湖市灣沚區陶辛鎮將 “生態修復與產業發展” 相結合,通過水生食物鏈將碳、氮、磷等污染物轉化為以貝類為主的生態產品,實現污水資源化利用和資源產業化。該方法適用于農村集中污染、分散污染及面源污染嚴重的鄉鎮。

3.4 多措施共舉,解決黑臭水體治理資金短缺問題

①健全相關政策制度體系,積極爭取中央財政專項資金和中央預算內資金,推動市、縣政府將農村生活污水處理設施建設運維經費納入本級財政預算,統籌整合相關資金用于農村生活污水治理;②加大資金投入,安徽省級財政統籌積極安排資金支持開展農村黑臭水體治理試點。對試點以外地區,經農村黑臭水體治理考核后,擇優給予獎補;③支持引進社會資本用于農村黑臭水體治理。

4 結論

(1)經過對安徽省農村黑臭水體現狀和整治情況進行排查分析發現,完成治理的自然村約占82.4%,仍有17.6%自然村未完成生活污水治理。

(2)雖然分析總結出農村黑臭水體的污染來源及成因,農村仍有一部分區域存在水體污染、生態退化等情況。

(3)基于農村水體污染成因、污染程度和污染物分布特征,應因地制宜、因村施策,嚴格按照 “控源截污、內源治理、水體凈化、生態恢復” 的基本技術路線,根據各地實際情況選擇適用的技術方法,從根本上解決農村黑臭水問題,實現水環境質量的全面改善及長治久清。

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