第一篇:2011年第36号黄河流域水污染防治与水资源保护专项资金审计调查结果
2011年第36号:黄河流域水污染防治与水资源保护专项资金审计调查结果
【时间:2011年08月01日】
【来源:审计署办公厅】
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黄河流域水污染防治与水资源保护专项资金审计调查结果
(二○一一年八月一日公告)
根据《中华人民共和国审计法》的规定,审计署于2010年11月至2011年3月,对甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东7省区(以下简称7个省区)以及水利部黄河水利委员会(以下简称黄委)2008年至2010年黄河流域水污染防治与水资源保护专项资金及相关工作情况进行了审计调查。现将审计调查结果公告如下:
一、黄河流域水污染防治和水资源保护工作情况与取得的成效
审计调查结果表明,“十一五”期间,发展改革委、财政部、环境保护部、住房城乡建设部、水利部等部门和流域内各级人民政府高度重视水污染防治和水资源保护工作,出台了《黄河中上游流域水污染防治规划(2006—2010年)》(以下简称《黄河规划》),认真实施水污染防治和水资源保护工程,严格取用水总量控制管理,建立和完善规章制度,加强监督检查,推动黄河流域水污染防治和水资源保护工作取得较好成效。据水利部、7个省区发展改革等部门提供的资料,至2010年底,黄河中上游地区投入224亿元用于《黄河规划》实施,占规划投资319.93亿元的70.02%,其中:中央财政33.23亿元,地方财政74.02亿元,企业资金116.75亿元。从这些资金的投向看,用于城镇污水处理设施项目146.24亿元,占65.29%;工业污染防治项目68.14亿元,占30.42%;重点区域污染防治项目9.62亿元,占4.29%。同时,7个省区在2008年至2010年还投入27.84亿元用于淤地坝等水土保持重点工程建设,其中:中央财政16.97亿元,地方财政9.29亿元,其他资金1.58亿元。
(一)污染防治项目全面实施。至2010年底,《黄河规划》的528个项目中,有446个项目已完工,占84.47%,其中:城镇污水处理设施项目完工197个,占253个规划项目的77.87%,新增399.79万吨/日污水处理能力;工业污染防治项目完工240个,占263个规划项目的91.25%;重点区域污染防治项目完工9个,占12个规划项目的75%。黄河主要支流渭河、汾河流域关停造纸、焦化企业271家,占规划要求关停企业298家的90.94%。
(二)水土保持工作积极推进。2008年至2010年,7个省区投入水土保持的资金持续增长,2009年比2008年增长10.53%,2010年比2009年增长40.95%;共修建淤地坝1800座,小型水利水保工程14251处,形成拦泥库容3.8亿吨,综合治理水土流失面积11012.47平方公里,完成计划治理面积10900平方公里的101.03%。
(三)黄河干流水质总体好转,水资源统一调度得到加强。2008年至2010年,《黄河规划》中的18个干流国控断面中,达标断面数量由2008年的17个上升为2010年的18个,水质状况3年均为优。流域管理机构和7个省区地方政府加强了取水管理和水资源统一调度,实现了黄河连续11年不断流,基本满足了流域内经济社会发展和生态环境用水需要。
二、审计调查发现的主要问题及整改情况
从审计调查结果看,“十一五”期间,黄河流域水污染防治和水资源保护工作取得了积极成效,但部分地方及有关部门和企业在资金征收管理使用、水污染防治、水资源保护管理和部分堤防工程建设管理中还存在一些问题。具体情况是:
(一)甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、河南、山东6个省区的4个省级、10个市级和20个县级水利、环保、建设等主管部门或自来水公司等代征单位欠征水资源费2.16亿元、污水处理费3581.90万元、垃圾处理费57.35万元、排污费81.76万元;甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南6个省区的256家企事业单位欠缴水资源费2.16亿元、污水处理费1926.60万元、垃圾处理费9099.95万元、排污费2.06亿元;甘肃、宁夏、内蒙古、陕西4个省区的1个省级、5个市级、1个县级财政部门未按规定将水资源费4972.95万元上缴中央财政;甘肃、宁夏、陕西、山西4个省区的5个市级财政部门或代征单位未将水资源费1303.14万元、污水处理费2100.43万元、排污费306.35万元纳入预算管理。
审计调查指出上述问题后,甘肃、宁夏、内蒙古、山西、山东等省区补征补缴水资源费、污水处理费和排污费4281.46万元,纳入预算管理资金1764.46万元。
(二)截至2010年底,《黄河规划》要求建设完工的253个城镇污水处理设施建设项目中,仍有56个未完工,占规划要求的22.13%;302.21万吨/日污水处理能力未形成,占应形成702万吨/日污水处理能力的43.05%。审计抽查已建成并运行的96家污水处理厂中,甘肃兰州雁儿湾污水处理厂、山西太原殷家堡污水处理厂、陕西宝鸡凤翔县污水处理厂等10家污水处理厂存在超标排放的问题。
审计调查指出上述问题后,陕西等省区积极采取措施,要求加快规划治理项目建设进度,对排放不达标的污水处理厂督促进行技术改造。
(三)甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南6个省区的45项水土保持项目资金总缺口2.77亿元,占规划工程总投资5.04亿元的54.96%,其中有1.91亿元是地方配套资金,占资金总缺口的68.95%,影响了水土流失治理任务的完成。
审计调查指出上述问题后,内蒙古等省区责成有关地方组织整改,地方配套资金也在落实中。
(四)甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东7个省区的24个建设项目违规占用河道面积1.47万亩,其中丰乐农庄、府谷县河滨公园、大清河水上乐园工程、神泉生态旅游区、宝鸡市渭河生态公园、银滩湿地公园、万荣黄河度假村、兰州水车博览园、“龙”园公园一期、“龙”园公园二期、金马河公园、白塔山黄河索道、塞上江南博物馆、包头市九原区兰柜村25家餐馆等14个项目为旅游休闲设施,温县工业集聚区、焦作多尔克司奶牛养殖园、孟州市一普酒精有限公司、孟州市第一卫生纸厂、平安航运公司昭君分公司等5个项目为企业和工业园区,保德县堤防扩建、和榆平汾高速公路建设、龙城高速公路建设、大运高速铁路项目、天水渭河河道内27座临时建筑等5个项目为基础建设设施。这些项目开工建设前均未按要求进行防洪评估,也未取得相关河道主管部门的批准,部分建筑设施不符合行洪要求。此外,审计调查还发现,黄河下游防洪工程建设中,有的标段存在违法转分包行为,有的勘察(测)设计合同未公开招投标,有的企业违规借用其他企业资质投标。
审计调查指出问题后,黄委出台了进一步加强黄河水行政许可管理工作等2项规章制度,下发了要求对违规占用河道项目进行核查、整改等5项通知,并对相关单位和责任人进行了通报批评或处分。
上述尚在整改中的事项,审计署将督促有关地方抓紧整改并适时公布最终结果。
第二篇:渤海水污染防治审计调查结果
“渤海水污染防治审计调查结果”
为了贯彻保护环境的基本国策,加强海洋水污染防治,促进渤海地区经济社会可持续发展,审计署于2008年3月至9月,对环渤海地区2006至2007年水污染防治情况进行了专项审计调查,重点调查了天津、大连、营口、盘锦、锦州、葫芦岛、唐山、秦皇岛、沧州、滨州、东营、潍坊和烟台13个市。现将审计调查结果公告如下:
一、渤海水污染防治工作的基本情况
审计调查结果表明,“十五”以来,国务院各部门和13市政府高度重视渤海水污染防治工作,采取多项措施加强渤海环境保护,取得了一定成效。
一是国家有关部门重视污染治理工作的综合协调和指导检查。发展改革委、环境保护部、国家海洋局等有关部门按照国家环境保护工作的总体部署,先后编制和实施了《渤海碧海行动计划》和《渤海环境保护总体规划》,组织对渤海环境治理工作效果进行了中期评估,加大了对渤海水污染防治工作的指导、协调、督促和检查力度。
二是环渤海13市政府积极开展水污染防治工作。组织实施了《渤海碧海行动计划》和海河、辽河流域水污染防治专项规划,落实了水污染物总量削减目标责任,任务分解到重点行业和单位,将目标完成情况纳入了当地经济社会发展综合评价体系。政府和辖区企业投入治理污染资金351.13亿元,其中,建成污水处理厂78个,形成污水处理能力466.8万吨/日。
三是企业节能减排工作取得进展。尤其是一些大型企业,高度重视节能减排工作,加大污染治理投入,取得明显成效。如北京首钢股份有限公司搬迁到唐山市曹妃甸循环经济示范区后,通过提高工业用水循环率、回收钢铁废渣和剩余能源再利用等措施,节约了资源,降低了能耗,减少了污染。中国石油化工集团公司胜利分公司、中国石油天然气集团公司大连和辽河石化分公司等企业,投入6.48亿元引进污染治理先进技术,优化生产工艺,有效地降低了污染物排放量。
调查也发现,部分地方产业结构调整政策没有完全落实到位,环境保护基础设施建设投入不足,工业和生活污染还比较突出,对一些小型企业的污染监控由于成本过高而难以实现,水污染防治资金使用效益不高以及海域使用管理粗放等问题突出。
二、审计调查发现的主要问题
(一)水污染防治措施落实不完全到位。
一是污水处理能力不足。13市“十五”期间计划投入63亿元建设86座污水处理厂,截至2007年底,有14.5亿元没有到位,23座污水处理厂尚未开工建设。“十一五”期间计划建设的146座污水处理厂,有71座未开工建设,仅完成计划投资的21%。2007年,7个市的城市污水处理率低于全国60%的平均水平。与2005年相比,2007年13市城镇生活污水中排放的化学需氧量(COD)增长7%。
二是部分污水垃圾处理不达标。审计调查的51座已运行污水处理厂中,有18座(占35%)处理后的水质和污泥不达标。审计抽查的10座垃圾处理场,有6座将收集的62万吨垃圾(占收集总量的31%)简易填埋或露天堆放。
三是部分重点监控企业超标排放。2007年,13市正常生产的180户国家重点监控废水排放企业中有41户废水超标排放,其中35户属于石油化工、造纸和印染等污染物排放大户。一些县乡企业污染依然十分严重。
四是开发区新增污染控制不力。2007年底,13市的34个经济开发区中,有17个未设立环保机构,有的开发区仅有1至2名兼职人员;有15个开发区未建成污水集中处理设施,2007年有4000万吨污水未经处理直接排放;有358个建设项目(占项目总数的8%)未按要求进行环评,727个已竣工项目(占竣工项目的26%)未进行“三同时”验收。
(二)海域监督管理比较粗放。
一是渤海海域整体开发利用控制计划不完备。目前,我国对渤海海域的用海规模、开发进度等实施规划或计划控制不够,尤其是对一些环境影响比较大的围填海项目的开发利用控制底线还不完备,规模越来越大的围填海活动改变了海岸生态环境,加剧了海洋环境污染,影响了重要渔业资源。
二是一些地方违法违规用海问题突出。2006至2007年,由于渤海沿岸一些地方政府拆分项目审批、海洋部门违规批准和用海单位违法使用等,违法违规用海面积达189平方公里,欠缴海域使用金48.7亿元。
三是有的地方和单位对海洋倾倒废弃物的管理比较薄弱。截至2007年底,渤海16个临时性海洋倾倒区中,有7个已超过使用期限而未按规定封闭。个别地方存在政府干预海洋执法、主管部门违规审批倾倒和单位擅自倾倒等问题。
(三)部分资金征管使用不规范。
一是有的单位排污费、污水处理费征缴问题比较突出。据不完全统计,13市少征排污费和污水处理费5.78亿元,占应征额的15%。其中,主管部门和代收单位违规减免2.95亿元,缴费单位欠缴2.83亿元。
二是部分专项资金未完全按规定用途使用。审计调查发现违规使用资金6.07亿元,占审计调查资金总额76.46亿元的7.9%。由于地方财政对环保部门的经费保障能力不足,污水处理费未按要求纳入财政专户管理,被挪用的5.3亿元主要用于补充环保部门经费和污水处理费代收企业的生产经营。
三是部分资金使用效益不高。审计调查排污费补助的471个企业污染治理项目中,有151个未按期完成。盘锦市将1611万元排污费平均分配到152个项目,每个项目10.6万元,难以形成治理合力。
四是海域使用金制度不完善。由于目前对海域使用金具体用途的规定不十分明确,13市2006至2007年安排使用的3.44亿元海域使用金中,有2.22亿元返还给用海单位,7072万元用于弥补海洋部门经费,只有5194万元用于海域保护和管理。
三、审计调查发现问题的整改情况
审计调查结束后,审计署将有关情况分别通报给了国家有关部门和13市政府。国家有关部门和13市政府高度重视审计调查发现的问题,积极采取措施进行整改,现已取得初步成效。
一是完善相关制度。《渤海环境保护总体规划(2008—2020年)》已于2008年底报经国务院批准。该规划中,进一步明确责任,提出加大工作力度,加快海洋污染防治与生态修复、陆域污染源控制和综合治理、流域水资源和水环境综合管理与整治、环境保护科技支撑和海洋监测五大系统的建设,以及建立陆海统筹的污染防治体系。发展改革委正会同国家海洋局起草关于加强围填海管理的意见,将对围填海等实行严格管理。天津市及时下发文件,出台管理办法,结束了该市主城区污水处理费长达8年未纳入财政专户管理的局面。盘锦市制定了市级环保专项资金使用有关规定,完善了环保专项资金管理使用制度。
二是加强环境执法。国家海洋局开展了全海域倾废管理工作自查,对7个超期使用的临时性海洋倾倒区分别作出了立即封闭、按要求申请转为正式海洋倾倒区等处理决定。该局下属北海分局在渤海海区组织68个海洋执法单位,抽调近600人开展了为期42天的联合执法行动,发现和查处了一批违法违规用海项目,并对2007未处理的25起非法填海项目进行督促整改。唐山市加强曹妃甸循环经济示范区环境保护工作,成立了环保机构,编制的用海总体规划已获得国家海洋局批准,规范了项目用海。
三是加快项目建设。天津、大连、营口、沧州、滨州、东营、烟台等市加大投入,加快污水处理厂建设,升级污水处理工艺。营口市针对造纸行业落后、产能淘汰措施落实不到位的问题,将以前列入关停范围而未关停的19户造纸企业全部关停。唐山市加大造纸厂污染治理力度,关闭了唐海县国信造纸厂。玉田县投资1400万元建设造纸企业专用输水管道,所有造纸企业都已开工建设污水处理、白水回用和中水回用系统,减少了对双城河的污染。
四是追缴(归还)资金。天津市已追缴海域使用金109 892万元;辽宁省和大连市两级海洋管理部门,已全部追缴因违规发放海域使用证导致欠缴的海域使用金8836万元。天津、锦州、葫芦岛、沧州、秦皇岛、烟台、潍坊等市加大排污费和污水处理费征收和追缴力度,有关单位已补缴和归还挪用资金15 877万元。
四、审计调查建议
(一)国家发展改革、环保、海洋等部门和环渤海各省市政府应按国家规定和国务院要求,进一步高度重视、统筹规划渤海的开发利用和环境保护工作。建立和完善严格的渤海海域保护制度和机制,建立起跨部门、跨地区和跨流域的渤海环境治理协调机制,统筹区域和流域环境治理工作。研究制定有关海域使用金用途的规定,提高资金使用效益。
(二)加大产业结构调整和工业污染治理力度。国家有关部门和地方政府应根据渤海的环境和资源承载能力,制定调整实施环渤海地区产业结构和布局的具体措施。加大对点源尤其是经济开发区新增污染源的控制,加强对重点监控企业监测和河流断面监测。加强环境污染治理设施的运行和监管,确保达标排放。
(三)抓住扩大内需有利时机,加大环渤海地区污水处理设施建设投入力度。国家有关部门和地方政府应大幅度增加已列入“十五”和“十一五”期间污染治理项目的投入,重点是新增污水处理厂建设、污泥处理装置、配套管网建设、技术改造和再生水利用等。
(四)加强排污费、污水处理费征收管理力度。国家有关部门和地方政府应严肃查处违规减免、挤占挪用等违规行为,提高资金使用效益;加强污水处理制度建设和收费改革,多渠道解决污水处理设施运行费用;建立健全财政对环保部门的经费保障机制。
第三篇:2009年第13号“三河三湖”水污染防治绩效审计调查结果
2009年第13号:“三河三湖”水污染防治绩效
审计调查结果
【时间:2009年10月28日】
【来源:审计署办公厅】
【字号:大 中 小】
“三河三湖”水污染防治绩效审计调查结果
(二〇〇九年十月二十八日公告)
根据《中华人民共和国审计法》的有关规定,审计署2008年对“三河三湖”(辽河、海河、淮河、太湖、巢湖、滇池)2001至2007年水污染防治绩效情况进行了审计调查,审计调查涉及“三河三湖”流域内北京、辽宁、江苏等13个省(自治区、直辖市)。现将审计调查结果公告如下:
一、“三河三湖”水污染防治取得了一定成效
2001至2007年,中央和地方各级政府投入910亿元财政性资金及国内银行贷款,用于“三河三湖”流域城镇环保基础设施、生态建设及综合整治等7大类共8201个水污染防治项目建设。
以2007年7月1日至2008年6月30日作为最新水质评价,用该期间环境保护部对“三河三湖”347个国控断面水质的监测情况与2000年至2007年的监测情况进行对比分析表明,“三河三湖”水污染防治取得了一定成效。具体情况是:淮河水系Ⅰ-Ⅲ类水质断面比例由21.9%上升到33.7%,劣Ⅴ类水质断面比例由48.4%下降到21%;辽河水系Ⅰ-Ⅲ类水质断面比例由6.2%上升到43.2%,劣Ⅴ类水质断面比例由87.6%下降到32.4%;海河水系Ⅰ-Ⅲ类水质断面比例由12.5%上升到24.6%,劣Ⅴ类水质断面比例由47.5%上升到49.2%;巢湖水质由劣Ⅴ类变为Ⅴ类,营养状态指数由57变为60.1;太湖水质一直为劣Ⅴ类,营养状态指数由63变为61.5;滇池草海水质一直为劣Ⅴ类,营养状态指数均为72,滇池外海水质除2004年为Ⅴ类外,其他均为劣Ⅴ类,营养状态指数由64变为69。
二、“三河三湖”水污染防治存在的主要问题及原因
从审计调查情况看,“三河三湖”目前整体水质还比较差。环境保护部对“三河三湖”347个国控断面2007年7月1日至2008年6月30日的水质监测情况显示:淮河、辽河为中度污染;海河49.2%的断面水质为劣V类;巢湖平均水质为V类;太湖平均水质为劣V类;滇池平均水质为劣V类。
形成这种状况,除环境变化、社会发展、经济增长等客观因素外,还有以下重要原因:
(一)相关政策措施不够完善。
一是环保审批前置相关制度不够完善。将环保审批作为企业工商注册登记的前置条件是从源头上控制污染的重要手段。但目前法律、行政法规仅对经营危险废物、设置拆船厂以及设立娱乐场所等特种行业有此要求,其他绝大多数行业,包括化工、造纸等重污染行业都未列入。
二是生态环境补偿机制尚不健全完善。在水污染防治工作中,为保障下游地区的水环境和水资源,上游地区的经济社会发展往往会受到一定影响,需要对上游地区进行补偿。但“三河三湖”流域内的13个省(自治区、直辖市)中,除江苏、浙江两省外,其他地方的生态环境补偿机制大多尚未建立或不完善。
三是水污染防治统计和考核指标体系不够完善。总磷、总氮是反映湖泊污染状况的主要指标,但目前有关部门在水污染物总量减排考核和环境统计报表中,均未包括这两个指标,不利于对水污染防治工作和水质状况的全面反映和评价。
(二)部分水污染防治工作尚不完全落实到位。
一是水污染防治五年规划落实不力。“三河三湖”水污染防治五年规划下达时间比较滞后,部分项目责任主体或资金来源不够明确,造成规划执行不十分到位。
二是部分地区环境执法不到位。如淮河和巢湖等5个流域1199个项目的环境影响评价和环保验收工作不够规范;海河和巢湖等5个流域的7个省(直辖市)部分地区环境统计数据不够准确;海河、淮河2个流域的4个省(直辖市)部分地区污染源自动监控设备联网率低,少数单位甚至违规干扰自动监控设备的正常运行,以逃避处罚。
三是部分入湖河流及源头地区水污染治理力度不够。如流入滇池流域的29条河流水质目前为劣Ⅴ类。
四是部分地方农业和农村面源污染治理工作薄弱,城镇污水、污泥和垃圾处理不完全到位。如有的地方种植业过量施用化肥和农药,养殖业污染物环保处理率低;有的地方生活污水未经处理或仅经简易处理就对外排放,污水处理厂出水水质不达标、污泥和垃圾渗滤液未妥善处置,造成二次污染。
五是部分经济技术开发区等园区对环保工作重视不够。如淮河、海河等4个流域部分经济技术开发区、高新技术开发区和工业园区环保基础设施建设滞后,污水直接排放或超标排放,对当地水污染防治工作造成严重影响。
(三)部分水污染防治资金管理和使用不够规范。
一是挪用和虚报多领水污染防治资金5.15亿元。其中:7省市的一些部门和单位挪用水污染防治资金4.03亿元;4省的一些部门和单位虚报项目和虚报投资完成额等多领水污染防治资金1.12亿元。
二是少征、挪用和截留污水处理费及排污费36.53亿元。其中:9省(自治区、直辖市)应征未征、单位欠缴污水处理费和排污费21.43亿元;13省(自治区、直辖市)的相关企业、单位和部门挪用、截留污水处理费和排污费15.10亿元。
三是水污染防治资产闲置和部分污水处理厂实际处理能力未达到设计要求。其中:10省(自治区、直辖市)存在水污染防治项目资产闲置的问题,涉及金额8.06亿元;“三河三湖”流域有206座污水处理厂实际污水处理能力达不到设计要求。
三、审计调查发现问题的整改情况
审计调查发现的违法违规问题,已依法转送有关部门和地方处理。有关部门和各级政府高度重视审计调查发现的问题和提出的建议,积极采取措施,认真加以整改。截至目前,整改工作取得较好效果。
(一)关于“相关政策措施不够完善”的整改情况。针对“环保审批前置相关制度不够完善”问题,环境保护部等正在研究将环境影响评价作为高污染、高能耗行业企业登记的前置性行政许可。针对“生态环境补偿机制尚不健全完善”问题,发展改革委、财政部在安排项目中央补助投资时,加大了对生态环境重点保护区域的投入和财政转移支付力度;财政部正会同环境保护部,以试点方式推动建立跨省流域水环境补偿机制;河北、河南等省已在本省范围开展了流域生态补偿试点工作。针对“水污染防治统计和考核指标体系不够完善”问题,环境保护部准备开展将总磷、总氮纳入环境统计指标体系和污染物总量减排考核范畴的研究工作。
(二)关于“部分水污染防治工作尚不完全落实到位”的整改情况。针对“水污染防治五年规划落实不力”问题,环境保护部正会同有关部门和地方政府,在重点流域水污染防治专项规划的编制、审批、执行和考核等各个环节改进工作方法,切实提高规划的科学性、可行性和操作性,加快推进规划项目建设进度;经国务院同意,国务院办公厅转发了环境保护部会同发展改革委、监察部、财政部、住房城乡建设部、水利部等有关部门制定的《重点流域水污染防治专项规划实施情况考核暂行办法》,将水质状况、水污染治理项目作为考核的主要内容,强化了重点流域水污染防治工作的考核评估。针对“部分地区环境执法不到位”问题,环境保护部正在进一步完善环境影响评价和验收、环境统计以及污染源自动监测的相关管理制度和规定,加大执法督查工作力度,推动各地环保部门严格依法管理。针对“部分入湖河流及源头地区水污染治理力度不够”问题,环境保护部会同有关部门,一方面严格跨界考核,切实落实地方政府责任;另一方面,通过推广生态治污技术,建立“清水产流机制”,保障湖库生态健康。针对“部分地方农业和农村面源污染治理工作薄弱,城镇污水、污泥和垃圾处理不完全到位”问题,农业部将在“三河三湖”流域全面推行测土配方施肥,推广高效施药器械,应用生物农药,淘汰高毒高残留农药,控制化肥和农药的过量不合理使用,并大力推进农村户用沼气和畜禽养殖场大中型沼气工程建设,努力解决畜禽养殖污染;住房城乡建设部、环境保护部和地方政府将进一步加快城镇污水、垃圾处理设施建设;环境保护部会同有关部门研究相关措施,解决污水处理厂和垃圾渗滤液二次污染问题。针对“部分经济技术开发区等园区对环保工作重视不够”问题,环境保护部将继续督促各地环保部门强化对工业园区的环境监管,加强园区内环境基础设施建设。
(三)关于“部分水污染防治资金管理和使用不够规范”的整改情况。针对“挪用和虚报多领水污染防治资金”和“少征、挪用和截留污水处理费及排污费”问题,财政部、住房城乡建设部、环境保护部和相关省市正按有关规定,采取有效措施,一是尽快追回被挪用和虚报多领的水污染防治资金以及被挪用和截留的污水处理费和排污费,强化污水处理费和排污费征缴力度;二是依法依纪追究相关单位和人员责任;三是完善相关管理办法。针对“水污染防治资产闲置和部分污水处理厂实际处理能力未达到设计要求”问题,发展改革委、住房城乡建设部已要求地方进一步完善项目前期工作,提高项目论证的科学性;住房城乡建设部和环境保护部已出台办法,推动各地城镇污水处理厂的正常运行。
四、审计调查建议
(一)进一步完善水污染防治政策措施。环境保护部和农业部应开展农业面源污染的调查研究,完善农业面源污染防治政策措施。环境保护部门和工商行政管理部门应明确环保审批方面的职责,完善相关法规,推进完善环保审批前置制度,强化水污染的前期预防。中央部门和地方政府应实行严格的问责制,将水污染防治规划的落实情况作为主要领导干部政绩考核的重要内容。环保部门应加强对水污染防治工作的监督检查,加大执法力度,严肃处理违法违规问题。
(二)进一步加大水污染防治资金投入。中央和地方各级政府应结合当前扩大内需的要求,加大“三河三湖”水污染防治资金的投入力度,尽快制订切实可行的生态环境补偿政策和措施;进一步加强对排污费和污水处理费等水污染防治资金征缴和使用的管理,切实提高资金效益。
第四篇:地下水污染与防治报告
地下水污染与防治的研究进展
摘要:地下水是人类宝贵的淡水资源,由于受到人类活动的影响,目前却在遭受着日益严重的污染,地下水污染防治迫在眉睫。本文通过介绍地下水资源现状、地下水污染状况、污染的途径和污染防治的研究进展,提出了几种治理地下水污染的技术方法,例如,微生物修复技术,原位修复技术,地下水原位治理的渗透性反应墙技术。
关键词:地下水污染;防治;研究进展;
Abstract:Groundwater is a kind of precious fresh water resource.However,groundwater is becoming seriously polluted due to human activities so that the measure of preventing groundwater pollution must be taken.Through introducing groundwater resource situation,groundwater pollution situation,pollution ways and progress in pollution prevention to propose several management in technology of groundwater pollution.Such as microbial remediation,situ repair technology and permeable reactive barrier technology of groundwater in situ treatment.Key words:groundwater pollution;prevention;research progress;
第一章 前言
1.1日益严峻的地下水环境问题
地下水是水资源的重要组成部分,已经成为城市和工农业用水的主要水源。在干旱、半干旱地区,地下水则是主要的,甚至是唯一的可用水源。在全国660多个城市中,利用地下水作为饮用水的城市有400多个,全国有近1/3人口饮用地下水。由于地下水自净能力较弱,一旦受到污染,将难以更新和恢复,会对生态环境造成严重影响,直接对人类及其活动造成危害。大量未经处理或未达到一定排放标准的生活和工业污水的无序排放、工业废水和城市垃圾填埋场渗滤液的泄漏、农药化肥的生产及超量施用、生活和工业有害固体废弃物的随降雨入渗,致使中国地下水污染的问题日益突出。因此,了解地下水的污染现状,加强对地下水污染的防治,开发相应的一些高新技术来挽救我们日益恶化的地下水环境,是我们当前所面临的一项迫切的任务。
随着人口的增长和社会经济的快速发展,对水资源的需求量也大幅度增长。近30年来,我国地下水的开采量以每年25亿立方米的速度递增,全国有400个城市开采地下水,40%的耕地部分或全部依靠地下水进行灌溉,地下水的供给量已经占到了全国总供水量的20%,北方缺水地区占到了52%,在华北和西北城市供水中占到了72%和66%,有些城市基本上是依靠地下水来满足对水资源的需求。而在广大的农村,地下水更成为主要的饮用水源。对地下水资源的过度开发利用,导致地下水位下降,水源枯竭,有些地区还形成了严重的地下水漏斗。根据国土资源部发布的《我国主要城市和地区地下水水情通报(2005)》,2005年在具备系统统计数据的171个地下水漏斗中,漏斗面积扩大的就有65个,占到了统计数的38%,面积扩大了6 736平方公里,仅河北沧州第Ⅲ承压含水层漏斗面积就扩大了2 089平方公里,最大水位埋深达到101米。由此导致了湿地消失、植被死亡和土地沙漠化等严重的生态灾难,以及地面沉降、岩溶塌陷、海水入侵等自然灾害的频频发生。地表环境污染加剧引发地下水污染,构成对人体健康和生命财产安全的严重威胁。根据中国地质环境监测院公布的信息,目前,我国地下水污染呈现由点到面、由浅到深、由城市到农村的扩展趋势,污染程度日益严重。全国195个城市监测结果表明,97%的城市地下水受到不同程度污染,40%的城市地下水污染趋势加重;北方17个省会城市中16个污染趋势加重,南方14个省会城市中3个污染趋势加重。在一些地区,地下水污染已经造成了严重危害,危及到供水安全。辽宁省海城市污水排放造成大面积地下水污染,附近一个村因长期饮用受污染的地下水,多数人患上当地未曾有过的特殊病症,造成160人因饮用受污染的地下水而亡;淮河安徽段近5 000平方公里范围内,符合饮用水标准的浅层地下水面积仅占11%;由于地下水的严重污染,淄博日供水量51万立方米的大型水源地面临报废,国家大型重点工程—齐鲁石化公司水源告急,在首都北京,浅层地下水中也普遍检测出了具有巨大潜在危害的DDT、六六六等有机农药残留和尚没有列入我国饮用水标准的单环芳烃、多环芳烃等“三致”(致癌、致畸、致突变)有机物。这些“三致”有机物在我国东部其他城市和地区很可能同样存在。
地下水超采与污染互相影响,形成恶性循环。水污染造成的水质性缺水,进一步加剧了对地下水的超采,使地下水漏斗面积不断扩大,地下水水位大幅度下降;地下水位的下降又改变了原有的地下水动力条件,引起地面污水向地下水的倒灌,浅层污水不断向深层流动,地下水水污染向更深层发展,地下水污染的程度不断加重。日益严峻的地下水环境问题已经成为自然、社会、经济可持续发展的制约因素。
1.2地下水污染源成因分析
按照污染物产生的行业类型,可以将地下水污染源分为工业污染源、农业污染源、生活污染源和自然污染源。(1)工业污染源
工业污染源主要指未经处理的工业“三废”,即废气、废水和废渣。工业废气如二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等物质会对大气产生严重的一次污染,而这些污染物又会随降雨落到地面,随地表径流下渗对地下水造成二次污染,未经处理的工业废水如电镀工业废水、工业酸洗污水、冶炼工业废水、石油化工有机废水等有毒有害废水直接流入或渗入地下水中,造成地下水污染;工业废渣如高炉矿渣、钢渣、粉煤灰、硫铁渣、电石渣、赤泥、洗煤泥、硅铁渣、选矿场尾矿及污水处理厂的淤泥等,由于露天堆放或地下填埋隔水处理不合格,经风吹、雨水淋滤,其中的有毒有害物质随降水直接渗入地下水,或随地表径流往下游迁移过程下渗至地下水中,形成地下水污染。(2)农业污染源
农业用水占全部用水量的70%以上,污染的影响面广泛。一是过量施用农药、化肥,残留在土壤中的农药、化肥随雨水淋滤渗入地下,引起地下水污染;二是由于地表水污染严重,农业灌溉使用被污染的地表水,造成污水中的有毒有害物质侵蚀土壤,并下渗到地下水中,造成污染。(3)生活污染源
随着我国城镇化步伐的加快,生活垃圾与生活污水量激增,由于无害化处理率低,造成对陆地生态环境和水生态环境的严重污染。我国每年累计产生垃圾达720亿吨,占地约5.4亿平方米,并以每年占地约3000万平方米的速度发展,全国已有200多个城市陷入垃圾重围之中。
1.3地下水资源现状
全国地下淡水的天然补给资源约为每年8840亿m3,占水资源总量的三分之一,其中山区6 560亿m3,平原区2 280亿m3;地下淡水可开采资源为每年3 530亿m3,其中山区为1 970亿m3,平原区为1 560亿m3。按赋存介质划分,地下水主要有孔隙水、岩溶水和裂隙水三种类型,孔隙水天然淡水资源量每年2 500亿m3,可开采资源量每年l 686亿m3,岩溶水天然淡水资源量每年2 080亿m3,可开采资源量每年870亿m3,裂隙水天然淡水资源量每私260亿m3,可开采资源量每年971亿m3。总体上,中国地下水资源地域分布差异明显,南方地下水资源丰富,北方相对缺乏,南、北方地下淡水天然资源分别约占全国地下淡水总量的70%和30%。北方地区70%生活用水、60%工业用水和45%农业灌溉用水来自地下水。据统计,全国181个大中城市,有61个城市主要以地下水作为供水水源,40个城市以地表水、地下水共同作为供水水源,全国城市总供水量中,地下水的供水量占30%。
1.4地下水污染状况
中国90%城市地下水不同程度遭受有机和无机有毒有害污染物的污染,已呈现由点向面、由浅到深、由城市到农村不断扩展和污染程度日益严重的趋势。由中国118个大中城市近年来的地下水监测结果得出,较重污染的城市占64%,较轻污染的城市占33%。在区域上,中国地下水“三氮”污染突出,主要分布在华北、东北、西北和西南地区,淮河以北10多个省份约有3000万人饮用高硝酸盐水,海河流域受污染的地下水资源量占地下水总资源量的62%,农村约有3.6亿人喝不上符合标准的饮用水。
1.5地下水污染的途径
1.5.1间歇入渗型
污染物通过大气降水或灌溉水的淋滤,使固体废物、表层土壤或地层中的有害或有毒组分,周期性地从污染源通过包气带深入含水层。这种渗入多半是呈非饱和状态的淋雨状渗流形式,或者呈短时间的饱水状态连续渗流形式.此种污染,无论在其范围或浓度上,均可能有季节性的变化。主要污染对象是潜水。1.5.2连续入渗型
污染物随污水或污水溶液连续不断地渗入含水层。最常见的是污水聚积地段(污水池、污水渗坑、污水快速渗滤场、污水管道等)的渗漏,以及被污染地表水体和污水渠的渗漏。其主要污染对象也多半是潜水。1.5.3越流型
污染物通过层间弱透水层以越流的形式转移到其他含水层。这种转移或者是通过天然途径(水文地质天窗),或者通过人为途径(结构不合理的井管、破损的老井管等),或者人为开采引起的地下水动力条件的变化而改变了水流方向,是污染水流通过大面积的弱透水层越流转移到其他含水层。其污染来源可能是地下水环境本身的,也可能是外来的,它可能污染承压水也可能污染潜水。研究这一类型污染的困难之处是难于查清越流具体地点及地质部位。1.5.4径流型
污染物通过地下径流的形式进入含水层,即通过废水处理井,或者通过岩溶发育的巨大岩溶通道,或者通过废液地下储存层的隔离层的破裂进入其他含水层。海水入侵是海岸地区地下淡水超量开采而造成海水向陆地流动的地下径流。此种形式的污染。其污染物可能是人为来源也可能是天然来源,可能污染潜水也可能污染承压水。其污染范围可能不很大,但其污染程度往往由于缺乏自然净化作用而显得十分严重。
1.6地下水污染防治的研究进展
国外,尤其是欧美,自20世纪70年代以来在地下水污染点源污染治理方面取得了较大的进展,涌现出了许多地下水污染的预防及治理方法。中国在地下水污染调查及地下水污染物迁移转化模式方面已做了一些基础性工作,但地下水污染治理技术刚刚起步,工程应用实例不多。1980年初首先由山东省地质局等单位在济宁市郊区进行了现场试验研究工作,并建立了中国第一个为预测地下水污染发展趋势的地下水水质模型。1982年武汉水利电力学院应用伽辽金有限元法求解了在渗流区有抽水井条件下的二维溶质迁移及在自由表面上有人渗补给时二维渗流中的溶质迁移问题。此后,许多学者开始进行这方面的理论和工程应用研究。其中对流弥散模型是使用最多的数学模型,许多研究者将该模型加以修正以使模型适用于不同的工程情况。国家环保局与清华大学于1991年-1995年以山东淄博大武水源地石油类污染为研究对象,深人开展了一系列室内和现场试验研究,在lOkm2范围内布置了213口抽水井和观测井。监测资料表明,该地区地下水中石油类污染物浓度平均达到1.0mg/L,最高达到30mg/L。
2004年3月,中国地质调查局编制《中国首轮地下水污染调查评价》立项建议书。2004年4月,国家自然基金委地学部主持召开“地下水污染控制与修复战略研讨会”。2004年开始,国家环保局与国土资源部等决定编制《中国地下水污染防治规划》,并在修改《水污染防治法》时补充了大量有关地下水污染内容。2005年2月25日,国家发改委在重庆主持召开了“城市饮用水有机污染问题调研座谈会”,拟编制《主要城市饮用水有机污染深度处理规划>。2005年6月1日,《城市供水水质标准》>正式实施,与现行的国标《生活饮用水卫生标准》(1985年颁布)相比,检测指标由35项增加至93项,包括一些分量检测,总项目达101项,其中常规检测项目42项,非常规检测项目59项。
胡国臣、张清敏等口1采用室内土柱实验法.研究了向土壤中掺入活性炭纤维对地下水硝酸盐氮污染的防治效果。结果表明,将活性炭纤维掺人土壤中,可以强化土壤反硝化作用,防止硝酸盐氮对地下水的污染。这种防治技术简单、有效,并且能增加土壤的肥力和保墒能力。环境效益和经济效益皆佳。吕春玲、李烨等通过对乌鲁木齐市地下水污染现状、污染源及污染途径分析,认为工业废水、生活污水、固体废弃物、农药和化肥等是造成地下水污染的主要原因,并针对乌鲁木齐市具体情况提出了相应的水环境污染防治、水资源保护利用对策。姬亚东、张黎等通过对银川地区1991年-2000年的地下水水质动态监测数据分析发现地下水氮污染严重,其中尤以氨氮污染最为严重,对氮污染的成因作进一步分析得出:引起潜水氮污染的主要因子是农田大量施用化肥和地面污水下渗。引起承压水氮污染的主要因子是大量开采承压水造成的潜水对其越流补给,最后提出了相应的防治措施。马荣欣、张玉珍等根据福建省东山县地下水水质监测结果,结合《地下水质量标准》(GBl4818—93)中的地下水质量分类指标,确定东山县地下水水质评价指标,在单项组分评价的基础上,运用内梅罗指数法对东山县的地下水水源地的水质进行评价分级,针对污染现状,提出科学合理的污染防治措施。张力、宗岩等以黑龙江省地下水为研究对象,揭示了地下水环境存在的天然水质不良、土壤盐渍化导致的原生盐渍化水环境问题及地下水污染、区域性地下水位持续下降等导致的次生地下水环境问题,并分别从开发和推广节约用水的新技术及新工艺、对企业进行清洁生产评估和技术改造,减少工业污染排放、建立地下水水源保护工程及预警监测工程、完善地下水开采法律及法规等方面,提出了地下水保护的主要对策。梁靖、郑王琼采用了单要素污染指数法和多要素综合污染指数法评价了湛江冯村垃圾场对周边浅层地下水的污染,提出了设立地下水污染防治分区,建立地下水动态监测网络系统,建立地下水管理模型的防治对策,贯彻以防为主、防治结合的原则。陈咏芳、周小龙等通过分析天水市麦积区老虎沟垃圾填埋处理场地质环境,结合挥发酚弥散试验资料,对垃圾处理场渗滤液中挥发酚的运移特征、污染地下水机理进行了探讨,为垃圾填埋处理场有效防渗提供了设计依据。毕桂超、孙红继通过对锦州地区地下水饮用水源水质监测数据分析,评价地下水饮用水源水质现状。针对部分水源水质超标现象,分析其成因,并在实地考察的基础上从工矿企业污染源、生活污染源、养殖业污染源、农业污染源和不合理开采等几方面进一步阐述水源地潜在污染因素,在此基础上从预防、治理、生态修复及加强监管等方面提出地下水饮用水源污染防治对策。
第二章 微生物修复
微生物修复技术是20世纪80年代以来出现和发展的治理环境污染的微生物工程技术。它以微生物的代谢活动为基础,通过对有毒有害物质进行降解和转化,修复受破坏的生态平衡以达到治理环境的目的。微生物修复的关键是能针对处理体系中的污染物找到相应的高效降解菌株。在水污染治理中,高效菌株既可以从长期污染的水体或废水生物装置中筛选、分离、富集培养得到,也可以通过诱变、原生质体融合、基因工程等技术来构建。因其可以施行原位治理,并以其技术可行和成本相对低廉而己被人们普遍接受强,具有广泛的发展前景。
2.1微生物修复技术治理污染问题的特点
科技的发展也充分证明微生物修复技术是环境保护的理想武器,这一技术在解决环境问题过程中所显示的独特功能和显著优越性充分体现在它是一个纯生态过程。微生物修技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和等显著优点。随着生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入,人们已越来越意识到,现代生物技术的发展,为从根本上解决环境问题提供了无限的希望。目前微生物修复技术已是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术,其在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复和污染严重的工业企业的清洁生产等环境保护的各个方面,发挥着极为重要的作用。应用微生物技术处理污染物时,最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质,如二氧化碳、水和氮气。利用微生物方法处理污染物避免了污染物的多次转移,因此它是一种消除污染安全而彻底的方法。特别是现代微生物技术的发展,使微生物处理具有更高的效率,更低的成本和更好的专一性,为微生物修复技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。
2.2微生物修复技术
生物修复技术可分为原位生物修复和异位生物修复两种。原位生物修复是指对受污染的介质(土壤、水体)不作搬运或输送,在原位污染地进行的生物修复处理,修复过程主要依赖于被污染地自身微生物的自然降解能力和人为创造的合适降解条件;异位生物修复是指将被污染介质(土壤、水体)搬动和输送到它处进行生物修复处理。但这里的搬动和输送是低限度的,而且更强调人为调控和创造更加优化的降解环境。我们主要介绍原位生物修复技术。(1)生物通气法
这是一种强迫氧化生物降解法,用于修复地下水上部受挥发性有机物污染的透气层土壤。它是在污染的土壤上打至少两口井,安装鼓风机和抽真空机,将空气强排入土壤中,然后抽出,土壤中的挥发性有机物也随之去除。这种处理系统要求污染土壤具有多孔结构以利于微生物的快速生长。另外,污染物是挥发性的,这才适于通过真空抽提加以去除。(2)生物注射法
将空气加压后注射到污染地下水的下部,气流加速地下水和土壤中有机物的挥发和降解,它和生物通气法都是在广泛应用的土壤气提法的基础上发展起来的。
(3)生物培养法
定期地向污染环境中投加H202和营养,以满足污染环境中已经存在的降解菌的需要,使微生物把污染环境中的污染物彻底矿化成C02和H2O。(4)投菌法
直接向污染的环境中接入外源的污染降解菌,同时提供这些细菌生长所需的营养。(5)农耕法
对污染土壤进行耕耙处理,在处理进程中施入肥料,进行灌溉,加入石灰,使其有充足的营养、水分和适宜的PH值,从而尽可能地为微生物降解提供一个良好的环境,保证污染物降解在土壤的各个层次上都能发生归。
2.3生物修复技术在污染治理中的应用
近年来研究人员把煤的物理选煤技术之一的浮选法和微生物处理相结合,即把煤粉碎成微粒与水混合,并将微生物加入溶液中,让微生物附着在黄铁矿表面,使其表面变成亲水性,能溶于水。在浮选中其难以附着在气泡上,下沉至底部,从而把煤和黄铁矿分开。由于它仅处理黄铁矿的表面,因此脱硫时间只需数分钟即可,从而大幅度缩短了处理时间,可脱除无机硫约70%。另外,该法在把煤中的黄铁矿脱硫时,灰分也可同时沉底,所以也具有脱去灰分的优点。我国造纸行业年排放废水量达40亿吨,其中有机污染物(以BOD计)达170万吨,约占全国工业废水中有机污染物总量的1/4。在用植物材料进行化学制浆与化学漂白过程中,含有大量木质素、半纤维素和有害物质的废液被倾倒入江河湖泊中,造成严重的环境污染和生态破坏。造纸工业中的制浆和漂白工序是污染物产生的主要工序。磨木浆的能量消耗很大,而且成品纸的强度等质量性能不如硫酸盐浆,因而限制了这项技术的发展。利用微生物与微生物酶类进行微生物制浆与微生物漂白具有很大的优势和潜力,因为微生物极易生长繁殖,酶催化反应具有高度专一性,反应条件温和,并且高效无污染。把过氧化氢作为氧源注入到受污染地下水中,过氧化氢分解以后产生氧以供给微生物生长。过氧化氢常常要与催化剂一起注入,催化剂用以控制过氧化氢的分解速度,使之与微生物的耗氧速度相一致,从而缩短处理时间。最近,台湾学者C.11.Kao和S.E.Lei又提出了一种叫泥炭生物屏障的原位生物修复技术,该技术能有效地降解地下水污染物中广泛存在的氯化污染物如三氯乙烯(TCE)和四氯乙烯(PCE)等。其原理是利用微生物的共代谢作用。因为TCE和PCE均不能作为微生物的生长基质,所以需要为微生物提供另外的碳源,微生物利用提供的碳源生长,然后去降解TCE和PCE等污染物。
第三章 地下水污染原位修复技术的研究
地下水污染修复技术包括异位修复、原位修复和监测自然衰减技术。异位修复技术是将受污染的地下水抽出至地表再进行处理的技术。该技术在短期内处理量大、处理效率较高,但长期应用普遍存在着拖尾、反弹等现象,最终降低了处理效率,增加处理成本。监测自然衰减技术是充分依靠自然净化能力的修复技术,需要的修复时间很长。加之地下水中污染物的种类日益增多,除有机物外,还包括重金属、无机盐和放射性元素等,于是地下水污染原位修复技术便以其修复彻底、处理污染物种类多、时间相对较短、成本相对低廉等优势在地下水污染修复领域崭露头角,到今天得到了广泛应用。
3.1地下水污染原位修复技术
地下水污染原位修复技术是在人为干预的条件下省去抽出过程在原位将受污染地下水修复的技术。根据修复机理不同,可分为物理修复、化学修复、生物修复和可渗透反应格栅修复技术。3.1.1物理修复技术
常用的物理修复技术有地下水曝气技术和电动修复技术。(1)地下水曝气技术
地下水曝气技术(Air sparging,AS)是从土壤抽气技术(Soil vapor extraction,SVE)发展而来的。SVE技术是利用真空泵产生负压使空气流过受污染的土壤层进入空气井,挥发性有机污染物会随着流动的空气被抽提出来嗍。AS技术正是在此基础上,将空气井深入含水层饱水带中把负压抽气改为正压曝气,使空气扰动水体而促进有机物的挥发嘲。AS是去除土壤和地下水中挥发性和半挥发性有机物的最有效方法之一。(2)电动修复技术
电动修复技术是利用电动效应将污染物从土壤和地下水中去除的原位修复技术。电动效应包括电渗析、电迁移和电泳。电渗析是在外加电场作用下土壤孔隙水的运动,主要去除非离子态污染物;电迁移是离子或络合离子向相反电极的移动,主要去除地F水中的带电离子;电泳是带电粒子或胶体在直流电场作用下的迁移,主要去除吸附在可移动颗粒上的污染物。时文歆等利用电动修复技术修复重金属污染的土壤和地下水,试验证明,该技术对低渗透性含水层中砷、镉、铬、汞和铅等重金属的去除率高达85%~95%,而对多孔、高渗透性的含水层中重金属的去除率低于65%。尹晋等通过电动修复不同形态铬污染含水层时发现,电动修复技术对六价铬的去除效率明显高于三价铬。电动修复技术在应用过程中常出现活化极化、电阻极化和浓差极化等现象从而导致处理效率降低。后来,为了增强该技术的修复能力,有许多学者又开始寻找一些化学强化剂。Pazos等对RB5染料污染的高岭土进行电动修复试验研究,以电解质K2S04来提高修复体的导电性和促进染料的解吸,用H2SO4。和NaOH作为pH调节剂,试验结果表明,RB5染料的去除率高达94%。
3.2化学修复技术
化学修复技术主要是利用氧化还原试剂与土壤及地下水中污染物发生反应从而达到净化效果的一种地F水污染原位修复技术。常见的有原位化学氧化技术。原位化学氧化是将化学氧化剂引入到地下,通过氧化还原来去除土壤和地下水中的污染物。ISCO技术所采用的氧化和种类很多,如过氧化氢、Featon试剂、高锰酸钾和臭氧等
(1)过氧化氢和fenton试剂
通过研究表明,由于过氧化氢的氧化能力还不够强,所以处理效果常不明显。为了提高过氧化氢的氧化能力,人们加入亚铁离子,形成fenton试剂,使其在酸性条件下反应生成HO.自由基:
Fe+H2O2═Fe+HO.+HO
2+3+-HO.自由基是一种很强的氧化剂,具有很高的电负性或亲电子性,可通过脱氢反应、不饱和烃加成反应、芳香环加成反应及与杂原子氮磷硫的反应等方式与烷烃、烯烃和芳香烃等有机物进行氧化反应。其结果是自由基无选择性地分裂和氧化有机物形成小链碳氢化合物,形成的中间产物可以是一个或两个羧基酸。这些物质随后又可容易地被氧化成C02。(2)高锰酸钾氧
高锰酸钾是一种固体氧化剂,具有较大的水溶性,可通过水溶液的形式导入受污染的土壤和地下水中。高锰酸钾适用的pH范围较广,它不仅对三氯乙烯、四氯乙烯等含氯溶剂有很好的氧化效果,且对烯烃、酚类、硫化物和MTBE等其他污染物也很有效。(3)臭氧氧化
臭氧以气体的形式通过注射井进入污染区。臭氧的强氧化性不仅可以氧化大分子及多环类有机污染物,也可氧化分解柴油、汽油、含氯溶剂等。臭氧在水中的溶解度是氧气的12倍,因此它可迅速溶于水并与污染物反应。臭氧自身分解产生的氧气可被土壤中的微生物利用。
3.3生物修复技术
生物修复技术是一种通过微生物的吸收、吸附、降解等作用净化土壤及地下水中污染物的原位修复技术。常用的技术有原位生物处理技术。地下水原位生物处理技术是一种在饱水带利用土著或人工驯化的微生物降解污染物的原位修复方法。该方法实际上是监测自然衰减技术的拓展与改进,它增加了许多人为干预手段,如将空气、营养、能量物质注入水层中促进微生物的降解等。早在1984年,美国就应用原位生物处理技术修复了密苏里州西部的石油泄漏场地。该技术在应用初期主要是进行有机污染修复,后来随着反硝化菌的发现,又逐渐被应用于地下水硝态氮污染的修复中。
3.4 可渗透反应格橱修复技术
可渗透反应格栅(Permeable reactive barriers,PRB)是一个填充有活性反应介质的被动反应区,污染物通过与反应介质发生吸附、沉淀、过滤、降解等作用而从地下水中去除。其中填充的活性反应介质可根据污染物的种类进行调整,但都应具有抗腐蚀性好、活性持续久、粒径均匀等特点。该技术综合有物理、化学、生物3种修复机理。目前对PRB系统的研究与应用已经屡见不鲜。
3.5地下水污染原位修复技术的性能比较及适用性分析
综上所述,本文介绍了5种地下水污染原位修复技术,它们的特点各不相同。表l为地下水污染原位修复技术性能比较表,从处理对象、处理时间、是否破坏生态环境、安装操作过程、能耗和处理成本6个方面进行了比较。从表1中分析得出,地下水曝气技术适合处理挥发性和半挥发性有机物污染的土壤及地下水,且其处理时间短、安装操作简便,但能耗较高;电动修复技术最常应用于土壤及地下水的重金属污染修复,其具有不破坏生态环境、处理成本较低等特点;针对难生物降解的有机物污染,应优先考虑原位化学氧化技术,其不仅处理时间短,且安装操作简便、能耗低,但在应用时要注意控制化学药剂的使用量,以免过量投加而导致破坏生态环境、增加处理成本;针对可生物降解的有机物污染,应优先考虑原位生物处理技术,其能耗低、处理成本低,但需较长的处理时间:可渗透反应格栅技术,由于所填充的活性介质种类多样,则可用于修复多种污染物污染的地下水,该技术具有处理时间短、不破坏生态环境、安装操作简便、能耗低、处理成本低等特点。
表1.地下水污染原位修复技术性能比较
修复技术 地下水曝气技术 电动修复技术 原位化学氧化技术 原位生物处理技术 可渗透反应格栅技术 处理对象 挥发性和半挥发性有机
物 重金属、有机物 难生物降解的有机物
处理时间 较短 较短 短
是否破坏安装操作生态环境 过程 否 否 可能 否
较简便 较简便 较简便 较简便
能耗 较高 较低 较低 低
处理
成本 较低 较低 高 低 可生物降解的有机物、硝
较长
态氮
有机物、重金属、硝态氮、氟化物、砷、放射性元素较短
等
否 较简便 低 低
3.6地下水污染原位修复技术前景展望
目前,地下水污染问题在一定程度上得到了缓解,但离最终的解决还存在着较远的差距。再加之,地下水资源日益短缺且社会发展对水资源需求量不断扩大,修复被污染的地下水使其成为可用资源则成了当前最重要的课题之一。地下水污染原位修复技术以其独特的优势从上个世纪末迅猛发展至今,对其未来的发展方向可以总结为以下3个方面:
(1)针对每项技术自身的改进和完善。如可渗透反应格栅技术,虽然现有的研究成果和应用实例很多,但一些反应机理至今尚不清晰,而且PRB的应用受水文地质条件的限制较大,在修复裂隙水污染中仍存在较大的难度。
(2)多项地下水污染原位修复技术的复合应用研究。地下水污染原位修复的每项技术都具有各自的特点和优势,应结合污染现场情况,取长补短、综合利用,选择恰当的技术组合形式。如原位化学氧化技术,为了避免应用过程中对生态环境可能造成的二次污染,可以组合原位生物处理技术或PRB技术协同应用。(3)地下水污染原位修复技术与异位修复和监测自然衰减技术的复合应用研究。地下水污染异位修复和监测自然衰减技术发展至今已经成为了一类相对成熟的技术类型,但其在应用过程中出现的一些缺陷至今没得到很好的完善,原位修复技术的优势恰好弥补了这一点。如果能够合理组合不同技术类型进行应用,必将事半功倍。总之,地下水污染原位修复技术是一种有效可行的地下水污染修复技术,具有广阔的发展前景。
第四章 地下水原位治理的渗透性反应墙技术
渗透性反应墙(permeable reactive barrier)是20世纪90年代在欧美等发达国家新兴起来的用于原位去除污染水中污染组分的方法⋯。它是一种被动处理系统,具有时效长,运行、维护费用低等优点,主要用于地下水污染的治理。其主要机理是把合适的反应材料填充于墙内,然后把墙体设置在垂直污染水的流向上。当污染水流经反应墙时,水中的污染组分与墙内的填充物发生反应,或被降解,或被去除,以此达到治理污染的目的。
4.1 渗透性反应墙的结构、类型与反应介质
4.1.1渗透性反应墙的结构
渗透性反应墙由反应单元和隔水漏斗两部分组成,其中反应单元用来放置反应介质(如铁屑),当污染的地下水流经反应单元时,有机氯化物与反应介质接触,被降解为无毒的去卤化有机化合物和无机氯化物(见图1)。最简单渗透反应墙就是一个放置在有机污染物羽状体运移路径上的反应材料带(如铁屑)。研究和实际应用表明,该方法的最大优点在于不需要用泵抽到地上处理,反应墙在安装后自动运行,不需要安装地面以上的处理设施,因此只要运行得当,便可以取得很好的处理效果,同时,由于反应介质消耗得很慢,故渗透反应墙对于羽状体的处理可持续几年,甚至几十年,除了定点监测和反应介质更换外,每年几乎不需要任何的运行费用。
图1.渗透性反应墙剖面图
4.1.2渗透性反应墙的类型 渗透性反应墙主要有连续墙式反应墙系统、隔水漏斗一导水门系统和多沉箱隔水漏斗一导水门系统。其中,连续墙式反应墙系统由含有渗透性反应介质的反应单元组成(见图2a);隔水漏斗一导水门系统有一个不透水部分(或隔水漏斗)将截获的地下水导向渗透部分(或导水门)(见图2b)这种结构有时能更好地控制反应单元的安装和羽状体的截获。当地下水流过的场地是菲均质时,隔水漏斗一导水门系统允许反应单元被安置在含水层中渗透性较好的地方。在污染物分布不均的条件下,隔水漏斗一导水门系统能更好地将进人反应单元的污染物浓度均匀化。在有较宽的羽状体和较大地下水流速的地方(尤其是当每个反应单元或导水门尺寸的安装受到限制时),采有多沉箱隔水漏斗一导水门系统能够保证有足够的停留时间(见图2c)。
图2 几种实用有效的隔水漏斗-导水门结构
4.1.3反应介质
反应介质是渗透性反应墙最主要的构成要素。反应介质的种类很多,主要包括零价铁、双金属和新型反应介质(如陶瓷状铁泡沫、胶状铁等)。在研究地区的背景资料基础上,包括地下水渗流特征、地下水中有机物的组成与浓度、含水层类型、地质结构等,选择合适的反应介质,同时受下列因素控制:①反应性最好选择使污染物反应速率快的介质,以在经济可行的渗流厚度(停留时间)内还原污染物;②稳定性反应介质或混合介质所能保持反应时间的长短是需要考虑的一个重要因素,可保证在场地特有的地球化学条件下,在较长时间内(几年或几十年)维持其反应性;③介质存在和价格较便宜的与较贵的介质相比,当两者的性能差别不大时,应优先考虑较便宜的介质,因此要求反应介质价格合理,容易获得;④水力性能反应介质的粒径应该确保反应墙有足够的能力截获污染羽状体,且在特定的地球化学条件下,通过限制沉淀的生成,能够长时间的维持其孔隙度(渗透性)水平;⑤环境兼容性反应产物(如Fe2+、Fe3+、氧化物、氢氧化物和碳酸盐)要与环境兼容,不能向下游环境产生有害的副产物;在实际应用过程中应综合考虑这些因素,并综合特定场地各种特定因素来确定反应介质的类型。
4.2渗透性反应墙的反应机理
渗透性反应墙去除污染物的机理分为生物的和非生物的两种,主要包括吸附、沉淀、氧化一还原和生物降解,但人们对去除水中有机物最感兴趣的还是还原性脱氯,即应用氧化一还原反应使有机物降解为无毒害的物质。目前,零价的颗粒金属(特别是铁)是在实验室批量试验、中试和现场应用最广泛的反应介质,最常用的是零价铁屑。零价铁发生氧化一还原反应,产生电子活性将氯化物转化为潜在的无毒物质。虽然其它的反应介质也能产生类似的反应,但是反应速率不同,以下以铁为例介绍其反应的机理。4.2.1化学反应
Sweey等研究表明,尽管存在其它降解机理,但主要是卤素原子被氢原子取代:
Fe+H2O+RCL→RH+Fe+OH+CL(1)
卤素原子被氢氧基取代:
2+--Fe+2H2O+2RCL→2ROH+Fe+H2+2CL(2)
铁被水消耗,这个反应进行很慢:
2+-
Fe+2H2O→2OH+Fe+H2(3)
如果地下水进入反应单元过程中有氧存在,铁会被氧化并产生氢氧根离子式,即:
-2+
Fe+O2+2H2O→2Fe+4OH(4)
铁会以Fe(OH):或Fe(OH),形式沉淀,阻碍反应的进一步进行。因此,在地下水进入反应单元之前,应采取措施降低或消除水中的溶解氧。一旦去掉溶解氧,像TCE这样的有机氯化物由于卤素的存在而处于氧化状态,铁可以通过电子转移与有机氯化物反应,主要产物是乙烯和氯化物,如下式所示:
2+-
3Fe→3Fe+6e
+
2+-C2HCL3+3H+6e→C2H4+3CL
+
(5)3Fe+C2HCL3+3H→C2H4+3CL+3Fe
2+
上述几个反应都产生OH-,所以会使反应单元中水的pH值升高,pH值升高会导致TCE降解速率的降低。其间接影响是易形成氢氧化物沉淀而将铁的表面包围起来,从而降低了铁的活性和反应单元的导水性。在天然地下水中,溶解的碳酸及重碳酸盐起了缓冲体系的作用,限制了pH值的升高和沉淀的生成。在碱性条件下,大量CO32-形成FeCO3,沉淀,反应到一定程度时,CO32达到平衡,则不能限制pH值的升高。
H2CO3 +2OH→CO3+2H2O(6)HCO3 +OH→CO3+H2O(7)
4.2.2生物反应
Gillham和0'Iannesin分别用加入和不加入生物杀虫剂对受TCE污染的水进行土柱实验。在这两种情况下,得到了相近的降解速率,这说明TCE的降解是非生物的过程,能够在没有生物参与的情况下进行。在加利福尼亚Sunnyvale一个工厂里进行的一个中试研究中,对地下水进行了微生物分析,结果表明在含水层
--2-
-2-的反应介质中并不存在微生物。但是,在一定的条件下,反应单元中有可能发生生物反应。到目前为止,在实地装置中的反应单元中没有发现明显的生物活动。
4.3 渗透性反应墙的安装
4.3.1反应单元的安装
反应单元就是污染羽状体流过的、装填有反应介质的部分含水层,其常用安装技术有:传统沟槽式开挖(Conventional trench excavation)、沉箱式安装、芯轴式安装(mandrel-based emplacement)、连续挖掘填埋(confinous trenching)。这4种安装技术都曾用于现场反应单元的安装,其中沟槽式安装应用最广。尽管不同场地有所不同,但考虑到地下水位波动和反应介质的固结,反应单元应的上缘一般位于地下水位以上60cm左右,而下部要嵌人隔水层至少30cm。在隔水漏斗一渗透门系统中,漏斗壁部分一般要嵌入隔水层1.5 m。如果隔水层是不连续的,土工织物和水泥板需要铺设在建反应单元底部,防止任何污染物通过地下流绕过反应单元。在单元建设期间,监测井群可以安装在反应介质中或者上游和下游的细砾石中。
(1)传统沟槽开挖(Conventional trench excava—don)根据渗透性反应墙的设计,安装反应单元需要挖一条装填反应介质的沟槽。传统开挖沟中最常用的设备是反铲挖土机(深度小于24 m)和蚌壳式挖泥机(深度大于24 m)。开挖前先沿着拟建反应单元的周围打入临时性的钢板桩,并用支撑加固。板桩也可以用于暂时隔离细砾石部分和反应介质。如果高水位使板桩不能阻止地下水进入反应单元,将需要对沟排水。为保持反应单元安装期间沟壁的整体性,要在生物高聚物泥浆压力下进行开挖,这种生物高聚物泥浆由粉末状瓜耳木胶构成。反应墙安装完之后,大部分瓜耳木胶将降解成为水,对传统沟槽式反应墙的渗透性影响很小。(2)沉箱式安装
沉箱是一种空的、承受荷载的围栏,其形状和大小可根据需要而变化。为了安装反应单元,一个预制开口的钢制沉箱可用于暂时帮助开挖。通常,直径为2.4 m或更小的沉箱可以推入或夯入地下,其直径越小,越易驱入,并且能保持竖直状态。直径大于2.4 m对反应单元的安装来说是不经济的,这对反应单元内渗透厚度和停留时间都将受到限制,所以在污染羽状体较宽、浓度较高、水流速度较大的地方,用多沉箱的隔水漏斗一导水门系统提供适当的停留时间。(3)芯轴式安装
该方法是用一个中空钢轴或芯轴来开辟一个垂直的空间,然后将反应介质填进去。在被打入地下以前,芯轴的下部放上一个有利于驱动的金属套头。一旦空间形成,使用一个漏斗管直接将介质倒入孔中,到达要求的深度后.把芯轴取出来,留下反应介质和金属套头。其缺点是,反应单元的尺寸受到芯轴尺寸的限制,芯轴一般是5cm×13 cm,因此安装一个反应单元不可能一次成功;在用振动锤向下安装芯轴时,可能由于地下的障碍物芯轴偏离方向,而且土壤被压实后渗透性将降低。优点是费用低,不产生泥和石头,减小了有害废物的暴露和处置,而且可安放直到粒径2.5 cm的反应材料。(4)连续式开挖安装
该方法受开挖深度限制,不如其它挖土机使用那样普遍,但连续式开挖机对深度为10 m-12 m的墙是一个很好的选择。它能连续开挖一个40 cm-60 cm的窄槽,同时立即用反应介质回填或放人防渗的高密度聚氯乙烯(HDPE)连续隔膜。这种挖掘机开挖时,不需要对含水的沟槽排水,也不需要安装钢板桩暂时支护沟槽墙壁。因为开挖时吊杆几乎是垂直而没有坡度,可以最大限度地减小开挖时产生的泥土和岩石,而且开挖的效率也很高。4.3.2隔水墙的安装
反应单元的设计也包括引导或汇聚地下水向渗流门的侧面隔水墙,最常用的是钢板桩隔水墙和泥浆隔水墙,一般都将其嵌人隔水层中防止地下水向下游迁移,有时用悬挂式隔水墙的来阻止悬浮的污染物。如果含水层缺乏连续性或部分缺失,灌浆防渗底板可达到36m深。(1)钢板桩
钢板桩在岩土工程建设中是一种常用的地下工程。它通常在开挖过程中用做固定墙来防止沟槽的崩塌和阻止地下水的流入。它以其强度和完整性而闻名,并且可以防止水力压裂。根据土壤中的氧含量和污染物的腐蚀性,钢板墙的有效使用期在7到40年之间。一般板桩的长度为12 m,但如果需要更大的深度可将其焊接在一块。在放入地下之前,将他们在边缘的嵌连处连接起来。虽然在过去曾放到过24 m的深度,可在18m左右就偏离了垂直方向。在多岩石的土壤中安装时可能被损坏或放不下去,且板桩嵌连处会发生渗漏,使应用受到限制。滑铁卢大学开发了一种渗透性低、安装速度决、扰动小的无缝板桩,并已经在几个污染区用作隔离墙。像一般的钢板桩一样,为了保证板桩的完整性,新型板桩的安装深度也应该限制在18 m以内,而由于多岩石的土壤或高度固结的沉积物在安装过程中会损坏板桩,所以施工受到地质条件的限制。同时,受密封性、形状和使用要求影响。沉箱式隔水漏斗一渗透门系统很难应用板桩。目前。这种无缝板桩只在加拿大的一个地区生产.其推广和使用也受到限制。(2)泥浆墙 泥浆墙是改变污染水流方向最常用的地下墙。首先在膨润土和水混合的泥浆压力下开挖一道壕沟,通过在沟壁上形成泥饼来保持沟的稳定性。壕沟被开挖后,迅速用选择的回填材料与膨润土混合物回填。最常见的泥浆墙是土壤一膨润土泥浆墙、水泥一膨润土泥浆墙、塑料一膨润土泥浆墙和复合泥浆墙。由于泥浆墙和反应单元的密封容易解决,因此特别适合于沉箱式隔水漏斗一导水门系统。其中,土壤一膨润土泥浆墙应用最普遍。它安装费用较少,渗透性很低,能承受各种溶解性的污染物的化学侵蚀,墙的建造也非常简单。开挖一开始就引入膨润土泥浆。挖出的土壤可与水和膨润土混合,当沟槽达到需要的深度和一定的长度时,混合的充填物就可进行回填。水泥一膨润土泥浆墙主要应用于没有足够空地混合回填物的情况,在水、膨润土和水泥组成的泥浆压力下挖一条沟槽,不回填土壤,泥浆慢慢凝固,和土壤一起形成粘土墙。填沟时需要大量的水泥,故其造价高,同时,因挖出的土壤不回填,需要额外的处置费用;墙体中大部分都是水,而固体少,故渗透性较高,易被污染物渗透,因此,水泥一膨润土泥浆墙在环境中的应用受到限制。其优点是强度大、可在特殊地形条件下进行安装。塑料混凝土泥浆墙是由水、膨润土、水泥和聚集体的混合物组成,具有很大的剪切强度和韧性。塑料混凝土泥浆墙是在膨润土泥浆的压力下分段建造的,当一端挖好后,就用导管灌入水泥浆替换膨润土泥浆,然后留下凝固。塑料混凝土泥浆墙用在需要对强度和变形有要求的地方。它有相对低的渗透性,能抵抗污染物的渗透。复合泥浆墙由三层组成,每一层都增加对化学侵蚀的抵抗力,降低渗透性。最外一层是厚度为3cm的膨润土过滤层,中间层是30 cm-60 cm厚的土壤一膨润土、水泥一膨润土或塑料一混凝土填充物,最里面是10cm的高密度聚氯乙烯膜(HDPE)。HDPE的渗透性为l×10-12 cm/s。复合泥浆墙的安装需要在膨润土或水泥浆的压力下开挖沟槽,可挖至30 m深。但很难将HDPE衬垫放到这么深,并且安装费用很高使得HDPE的利用限制在15 m以上。当放好HDPE后,就可在膜的两侧回填。在膜的里面放入排水系统,并设取样点来监测系统的运行。其优点是渗透系数非常小,不用除去地质膜就可以密封和修理墙体部分。
4.4展望
(1)渗透性反应墙在处理污染方面的现场应用较少,目前仍处于技术开发及其推广阶段;
(2)渗透性反应墙降解机理还有待于进一步深入和完善;
(3)实际应用和数值模拟的结果都表明,渗透性反应墙具有很好的综合去除污染物的作用;(4)渗透性反应墙的安装对现场条件和开挖技术的要求很高,应加大研究力度;
(5)渗透性反应墙具备良好的长时间运行的特性,在高效去除污染物的同时能节约运行成本,是一项值得推广的污染物治理与控制技术。
第五章 地下水污染预防及措施
地下水污染与地表水污染、空气污染、固体废物污染等各种环境污染都有密切关系,交织在一起,因此,地下水污染和防护除其特殊性外,应与各种污染防治相联系,综合考虑。然而,由于地下水污染的复杂性表现在污染物种类繁多、污染途径隐蔽、污染机理复杂、污染防治系统庞大、地下水流缓慢等,一旦污染很难治理,即使花费很大的代价,耗时较长,也难奏效,故应以预防为主,应充分考虑地下水污染特征、污染源、污染途径、污染机理及地下水污染引起的主要 问题,用多种手段,采用系统分析的方法,全面控制地下水的污染。
5.1 预防措施
5.1.1加大宣传力度,提高公众环境意识
要努力贯彻有关法规政策,坚决贯彻执行《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国环境保护法》和《水污染防治法》。完善地方法规,实行谁污染谁治理,谁开发谁保护的原则。有步骤、有重点地解决水环境污染问题。小而散、多的污水厂建设不仅给国家和企业造成巨大的投资浪费。还由于企业负担过重、管理水平较低等原因,使预想的环境治理目标大打折扣。为此,笔者认为集中建设规模化污水厂,变“谁污染谁治理”为“谁污染谁掏钱”的政策时机已成熟。加快建设污水处理厂,处理工业废水及生活污水,是保护水环境的一个重要途径。在经济技术许可的情况下,在污染较为严重的城市,如榆次、介休、灵石、和顺,有计划地兴建一些污水处理厂,加快建设速度、提高处理能力加强水质监测、发现问题及时解决。
5.1.2统筹规划,合理开发地下水资源
增强全民环保意识,强化节约用水,推广节水新技术,加强对用户尤其是大户的用水量控制,扶持企业搞环保,推广洁净新能源外,应把能源基地作为一个生态系统予以全面规划。把单个污染源的孤立治理,变以水系或地区为单位进行防治,以全面改善生态环境。此外,还要加强环境地质科学研究,尽快摸清各地区的水环境容量,并以其指导规划和建设。如工业布局要考虑环境承载能力,在水环境容量超负荷地区,要严格控制高耗能、重污染工业的发展。限制重污染工业发展,对县属中小企业及乡镇企业要严格管理,不能只考虑地方利益而弃环保于不顾。建立排污许可证制度,同时提高排污收费标准,新、扩建企业,必须执行“三同时”,使环保与建设同步或超前进行,对污染严重而又不能治理的企业,要限期转产或搬迁。
5.1.3建立水质监测网,加强水质监测,发现问题及时解决
建立水质监测站网,逐步建立和完善水环境监测体系,对重点污染地区(段)进行重点监测,系统掌握城市(区域)地表水、地下水水质的污染发展变化及动态特征,为保护水环境提供科学依据。
5.2 治理措施
治理已污染的地下水是比较困难的。水污染后的治理措施,要根据污染状况、范围、性质、水文地质条件和使用要求,通过经济技术比较确定。发现地下水污染后,首先应当切断污染源,然后立即采取防止污染物进一步扩散的补救措施。治理措施大致有以下几种。
(1)人工补给被污染的地下水,使其稀释和净化发现地下水有污染物质后,采取强排方法,使已被污染的水直接排出,促进净化。改变地下水径流条件,加速水的交替循环,以达到改善水质之目的。对污染的地下水应采用防渗墙或防渗帷幕进行堵塞或截流,通常应穿透含水层直达隔水层。
(2)防止工业“三废”对地下水污染要切实贯彻执行“预防为主、防治结合”的方针,采用先进技术、改进生产工艺、采取闭路循环、把工业“三废”的污染消化在生产过程中。防止地下水污染的继续扩大。工业“三废”达标排放、合理布局,强化水资源的保护和管理,严禁渗坑渗井排放,所有排污沟、渠应全部硬化和密封,严禁下渗污染。特别应注重对化工、造纸、制革、制药等用水量较大企业的排污治理,实行达标排放。对缺乏有效治理措施的,视其情况予以关、停、并、转、迁。尤其是在新建和改建城市中,应按“先地下、后地上,先基础、后主体”的原则;通过规划布局调整结构来控制污染,和对控制新污染源的产生有重要的作用。
(3)对污染的地下水进行水处理,采用物理、化学和生物方法进行处理。建立“闭路循环”式的生产和消费系统,可以大大减少工厂和城市送进垃圾填埋场、下水道和垃圾站的废物,从而保护地下蓄水层免受渗漏的污染物的危害。一家企业生产过程中产生的工业废水和固体废弃物,也许正是另一家企业生产所需要的原料,这样既可以“变废为宝”,又大大减少污染物质的排放。在一些发达国家,废物的分类、收集、回收、再利用已形成一个专门行业。而我国在这方面虽然也做了一些工作,但在废物的交换种类、规模及市场容量等方面还有待于迸一步完善。综上所述,地下水污染是一个全球性的问题,污染防治需要全世界每个人的关心和参与。虽然一些地下蓄水层的破坏已无法挽回,但大部分地区的蓄水层目前相对纯洁。为了挽救地下水质,从根本上来说要对全球经济进行根本的结构调整,鼓励利用再生资源,城市小型化,人类活动环保化,减轻地球的负担。如果人人都行动起来,则最终人类不会因干渴而焦虑了。
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第五篇:水污染的处理与防治
水污染的处理与防治
(吉首大学化学化工学院 湖南吉首)
摘 要 对中国的水污染现状进行了概述。主要有城市水污染,工业水污染,农业水污染等。水污染的各种处理技术及防治措施。
关键词 水污染现状;水污染危害;防治措施;水污染处理技术。
The treatment and prevention of water pollution.(College of Chemistry and Chemical Engineering, Jishou University, Hu nan ,Ji
shou)Abstract:For China's urban water pollution, water pollution status quo were summarized mainly include industrial water pollution, agricultural water pollution and water pollution prevention and control of all kinds of processing technology and measures Key words:The situation of water pollution;Water pollution hazard;Prevention and control measures;Water pollution treatment technology
一、简述
水是生命之源,人类的生存离不开水。我国是一个水资源短缺、水灾害频繁的国家,水资源总量居世界第六位,人均占有量只有2500立方米,约为世界人均水量的1/4,在世界排第110位,已被联合国列为13个贫水国家之一。
随着工业发展和人口增长,工业和生活废弃物大量产生,加之农药和化肥广泛应用,使水源受到污染的机会增加。目前,全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海,污染了5.5万亿立方米的淡水,这相当于全球径流总量的14%以上。人若饮用或接触大量受污染的水,就会给身体带来一定的危害。水污染比大气污染、垃圾污染后果更严重,水一旦被污染了,就很难治好。近年来,我国因水污染造成的事故屡见不鲜,如:广西贺江水污染事件。2013年7月1日至5日,贺江贺街至合面狮水域陆续出现死鱼现象。经广西环保厅检测,在贺州市与广东省交界断面扶隆监测点水质镉超标1.9倍,铊超标2.14倍。导致西江水质受到威胁,下游贺州市信都镇、广东肇庆等地存在饮用水安全隐患。此次贺江被污染河段约110公里,从上游的贺江马尾河段到与封开县交界处,不同断面污染物浓度超标从1倍到5.6倍不等。事故发生后,广东肇庆市与广西贺州市官方共商治理贺江水污染对策,确保贺江下游以及西江沿线饮用水安全。水危机正威胁着人类的活动和生存,防治污染、保护水资源是各国都关注的问题。
二、我国的水污染现状
水污染的根源来自工业排放的废水、污水、城镇生活污水以及农业化肥、农药流失等。据统计,我国生活污水排放量已经超过了工业废水排放量,大部分未经处理的生活污水直接排入水体中,增加了水污染。又由于农业方面的化肥、农药的低效利用,使大量营养物质随地表径流进入水体,更加重了水体污染。
1、城市水污染现状
水源污染源于城市工业、生活污水排放。水利部水资源司和国家环保局的调查表明,1988年全国城市污水排放量达340亿吨,大量污水排入江河湖泊。长江、黄河、珠江、海河、滦河、辽河、松花江七大水系,接纳了全国城市污水排放量的70%。昔日清澈见底的大运河,碧波疏影的秦淮河,许多河段现已变成浊流泛臭的“黑水河”。俗有“东方威尼斯”美誉的苏州河,“五十年代淘米洗菜,六十年代水质变坏,七十年代鱼虾绝代,八十年代洗不净马桶盖”。
城市废水污染了江河,也危及城市自身。全国目前有381座城市面临水污染威胁。以我国最大的工业城市上海为例,该市每天排出五百万吨污水(不包括电厂冷却水),其中工业污水占80%.由于这些废水、污水基本上未得到处理即流入苏州河,致使苏州河早已成为污水河。
2、排污及工业废弃物引起水污染
工业废水是我国水源污染的主要原因之一。近20 年来,虽然我国污水的处理率在不断提高,但污水的年排放量仍在大幅度增加。2006 年,全国废水排放总量为 536.8 亿 t,比上年增加 2.3%。其中,工业废水排放量 240.2 亿 t,占废水排放总量的 44.7%,比上年减少 1.1%;城镇生活污水排放量 296.6 亿 t,占废水排放总量的 55.3%,比上年增加 5.8%。废水中化学需氧量排放量1428.2 万 t,比上年增加 1.0%。其中,工业废水中化学需氧量排放量 541.5 万 t,占化学需氧量排放总量的 37.9%,比上年减少 2.4%;城镇生活污水中化学需氧量排放量 886.7 万 t,占化学需氧量排放总量的 62.1%,比上年增加 3.2%。
由于乡镇企业的废水废气处理率、处理达标率和符标率等3项指标很低,导致农村生态环境的污染。同时,工业固体废物的排放堆存不仅占用大量土地,并对空气、地表水和地下水产生二次污染,而且使江湖面积缩小,影响水资源的利用。固体废物中所含有害成分经雨水淋洗会污染地表水、地下水和土壤,造成农、渔类产品污染。
3、农业面源污染引起水污染
随着点源污染的控制,农业面源的污染已成为水污染的主要因素。农业面源污染主要来自化肥和农药残留物,以及水土流失过程中的土壤养分和有机质。随着化学肥料施用量的快速增长,导致土壤板结、耕作质量差,肥料利用率低,土壤和肥料养分易流失,污染了地表水和地下水。农药对水体所造成的污染也很严重。据统计,我国农药总产量目前已超过 127.4 万 t,每年农药的使用量在 100 万 t 左右。根据分析,一般只有 10% ~ 20% 的农药附着在农作物上,而 80% ~90% 则流失在土壤、水体和空气中,在灌水与降水等淋溶作用下污染地下水。
三、水污染的危害 水污染对于工农业的危害是不可低估的。绝大多数的工业生产离不开水,水质会直接影响工业产品的质量,如造纸、印染等工业产品,使用不清净的水会造成产品的色泽晦暗;酿酒、食品等使用不卫生的水会导致饮料和食品的卫生质量不合格,直接危害人们的身体健康。污水对农业的影响更为严重,用污染的水灌溉农田,会造成土壤质量降低,农作物减产、变质,甚至颗粒不收;污水对渔业造成的危害也非常大,可使水生生物缓慢中毒,出现畸形的或是带有怪味的鱼虾,严重时一夜之间成百上千的鱼死亡。
未经处理或处理不当的工业废水和生活污水排入水中,当数量超过水体自净能力时,就会造成水体污染,对人体健康产生影响。如:甲醛汞中毒、镉中毒、砷中毒、氰化物中毒、农药中毒、多氯联苯中毒等。铅、钡、氟等也可对人体造成危害。这些急性和慢性中毒,是水污染对人体健康危害的主要方面。
四、水污染的处理
在常规处理前增加预处理工艺。预处理是指在常规处理工艺前面,采用适当物理、化学和生物的处理方法,对水中污染物进行初级去除,使常规处理更好地发挥作用,减轻后续处理的负担,发挥水处理工艺整体作用,提高对污染物的去除效果,改善和提高饮用水水质。
1、吸附预处理技术
吸附预处理技术是指利用物质强大的吸附性能或交换作用或改善混凝沉淀效果来去除水中污染物的技术,目前在水处理工艺中常用的吸附剂有粉末活性炭、粘士等。粉末活性炭具有投资省,价格便宜,吸附速度快,对短期及突发性水质污染适应能力强等优点,但是目前还没有很好的回收再生利用方法,所以运行费用高。颗粒活性炭虽然能够再生后重复使用,但其设备投资相对较高,且往往需要与臭氧氧化等技术联用,以提高处理效果。粘土矿物类的吸附剂吸附性能良好,且为自然界的天然形成物,因此货源充足、价格便宜,但大量粘土的投入势必会沉入池底,给沉淀池的排泥及后续的污泥处理增加了成本。
此外,沸石、活化硅藻土都有良好的吸附性能,可以吸附水中的有机污染物。沸石作为一种极性很强的吸附剂,对氨氮、氯化消毒副产物、极性小分子有机物均具有较强的去除能力,将沸石和活性炭吸附工艺联合使用,有望使饮用水源水中的各种有机物得到更全面和彻底的去除。
2、生物预处理法
目前国内研究及应用于实际生产的主要是生物预处理技术。生物预处理的本质是水体天然净化的人工化,通过微生物的好氧降解,去除包括腐殖酸在内的可生物降解的有机物及氨氮、亚硝酸氮等污染物,能有效改善絮体结构,使之易于沉降,降低了运行成本,而且还可减少处理过程中的加氯量及相应的消毒副产物的生成量。以2万m3/d常规净水厂为例,若采用生物预处理法其处理费用为170万元/a,年耗电20万kW/h,但若采用生物活性炭法则处理费用达250万元/a,年耗电50万kW/h。目前研究应用的生物预处理工艺主要有生物接触氧化、塔式生物滤池、生物膨胀床与流化床、生物转盘反应器、淹没式生物滤池、生物陶粒滤料滤池、生物流化床、粗滤慢滤工艺等,但是目前对生物膜的形成、运行管理、各种污染物的降解机理还不很清楚,各种工艺技术参数也不很成熟。生物预处理存在设施占地面积大,基建费用高的缺点。
增加深度处理工艺。深度处理通常是指在常规处理工艺后,采用适当的处理方法,将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除,提高和保证饮用水质。应用较为广泛的深度处理技术有:膜技术、光催化氧化、活性炭吸附法、生物活性炭法、臭氧—活性炭联用等。
1、膜法深度处理
膜分离是一种通过半透膜分离水中杂质的物理方法,具有物质不发生相变,分离系数大,在常温下进行,适用范围广及装置简单,操作方便等特点,在水处理领域越来越多地得到应用。在现有的膜技术中,反渗透(RO)、超滤(UF)、微滤(MF)、纳滤(NF)都能有效地去除水中的臭味、色度、消毒副产物前体及其他有机物和微生物。近年来,膜法在美国受到高度重视,特别是因其对消毒副产物的良好控制性,被推荐为最佳工艺之一。但是,膜法对进水水质要求高,需要定期清洗,存在着经常费用和运转费用高的问题,在我国主要用于特种水处理。然而,随着清洗方式的改进,膜的价格的降低,相信在不久的将来,膜法一定会在给排水领域发挥重大作用。
2、光催化氧化法
光催化氧化是以TiO2作催化剂,利用光源的能量氧化水中有机物(包括细菌)等,对水中多种微量有机物及自来水中常见的多种氯化有机物均有良好的去除效果。光催化氧化的突出特点是氧化能力极强,在适宜的反应条件下,可使有机物完全矿化成CO2和H2O等无机物。光催化氧化法在投入实际应用时所面临的主要问题:避免催化剂中毒情况及寻求理想的再生方法、催化剂的分离回收或固定化问题、反应器的设计及提高光能利用率等。
五、水污染的防治措施
1、严格控制点源污染并实行排污总量控制
对于工业和城市废、污水排放,必须要加强管理,达标排放。对于超标、超量排污的企业,一方面要加大处罚力度,另一方面还可以利用收取的排污费、排污权交易费等设立特别基金,用于扶持企业污水处理设施的建设,减轻企业治污的经济压力。采取奖励和惩罚相结合的措施,充分调动企业治污的积极性和责任感。
2、加大对水污染治理的投资
初步估计,用于水污染防治的投资至少应增加到我国GDP的1%,这个数字与水污染造成的经济损失相比是微不足道的。但如果现在还不痛下决心增加投资,任凭水污染发展下去,那水污染造成的经济损失必将继续增加,最终发展到无法收拾的地步。加快建设城市废水处理厂,可显著提高城市废水无害化处理率。在缺水地区更应大力实现废水的资源化,将处理后的废水回用于工业、农业和市政等,缓解水资源的矛盾。同时,引进国外先进的水环
境恢复技术,结合国情,研究水环境恢复技术的理论、方式方法,通过生物技术与物理、化学手段的结合,加速水环境恢复的进程。水是人类须臾不可缺的重要资源,它既是生命之源,又是发展之本。
3、建立健全水管理系统的法律法规
用有效的、强有力的法规代替过时的立法和规定;依法施行统一管理,建立新的全球水道德观念,加强水的忧患意识和节水意识教育,克服“水盲”。应加大执法力度,坚持依法治水,坚决杜绝有法不依,执法不严的经济增长率,大河流域用水量无计划,部门间、地区间水冲突日趋严的现象发生。水是有限的,水是宝贵的,水是不可再生的。面对过去惨痛的教训,每个人都要自觉地树立节水意识,节约每一滴水,减少和杜绝人为的水污染。水污染是文明的污染,是时代的污染,水消失是民族的消失,是人类的灭亡。
4、大力推行清洁生产
所谓清洁生产工艺,是指应用的原料、中间产品和产品对环境不会造成严重污染,即使有也是轻微的。例如。合成洗涤剂的生产中用不含磷洗涤剂取代含磷洗涤剂,从而在生产过程中消除了磷的最大污染源 在农药生产中取消了甲胺磷、六六六。
5、加强对非常规污染物的防控。
持久性有机污染物具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性及高毒性等特征,对人类健康威胁较大,迫切需要研究检测技术与污染防治技术,应加强重金属污染的产生、输移机理的研究,采取化学、生物等措施减少重金属在土壤等环境中的累积。
六、总结
爱护水资源,是每个公民的责任。搞好水污染的防治,提供充足的水资源,是提高人们生活质量和发展经济的必然要求,也是构建和谐社会的必然要求。特别是在近十年来我国经济迅速发展过程中,人们在紧张的生活节奏下,更应该注重生活环境质量的提高,加强水资源保护意识,节约用水,并从技术、法律、经济等多种途径和手段对水污染进行控制。最终实现人们生活质量稳步提高的目的。
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