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| 鄭興燦：城市水污染控制與水環境治理的若干問題探討 |
| （時間:2019-1-29 11:16:40） |
近日，四川省城鎮供水排水協會水環境綜合治理專業技術管理委員會成立大會在四川成都召開，中國城市科學研究會水環境與水生態分會副會長潘文堂、委員鄭興燦、常務副秘書長謝琤琤受邀參加此次大會，并與四川省水協就合作推進全省踐行長江經濟帶水環境與水生態保護戰略等問題作了探討。鄭興燦教授在會上作了“城市水污染控制與水環境治理的若干問題探討”的專題分享與交流。
城市水環境治理是多因素問題，無法用單一手段解決
我國的水環境問題是全國性、區域性的，從城市水環境來看，需要構建一個綠色智慧新型的城市水系統，以滿足日益增長的美好生活的需要。城市水環境治理是系統解決城市水系統交織疊加的復雜難題，無法用單一的手段或者技術解決，舉例來說，城市水體黑臭的主要問題是BOD5和氨氮，水質富營養化的問題是氮磷，生態與環境安全的問題主要是新興微量污染物。
回溯一下水環境的問題和緣由，主要是因為人類的各種活動產生排泄物與廢棄物、工業生產產生很多有毒有害污染物、還有一些其他活動，比如現今的人們大量使用日化用品與各類藥物，這三個方面造成了城市資源與環境的重大變化及關聯響應。
人類的這些活動產生大量污染物的排放，因此，就有不同的環境響應。比如，在大氣方面，霧霾對水環境也是有一定的影響，在一些地區測試，空氣濕沉降中總磷的濃度能達到0.1mg/L，而水體富營養化的標準僅僅是0.05 mg/L。概括來說，整個過程就是一個大氣、水體、土壤和生態相互影響的過程，從學術角度上說，所有過程就表現為質量、動量、熱量的傳遞過程。這些因素疊加在一起的環境響應一旦超過了環境承載力，就會產生各種環境問題，例如局部條件下的水量過多就會出現洪災，在城市區域就是內澇，其實，更多的時候是出現河道斷流，而且斷流的環境影響比內澇更不利，因為斷流往往會導致干旱、飛塵和熱島效應，又會造成空氣污染，所以這些過程都是相互關聯的。
水環境的問題是多因素的關聯疊加，城市水環境治理既要進行污染物控源減排，又要進行水環境質量提升和生態環境改善。目前我國正在全面推行的相關工作主要有以下幾項，一是海綿城市建設理念落地，二是城市黑臭水體治理，三是城鎮污水處理廠提標，四是雨污水管網提質增效，這也是住建部等國家部委正在全力推進的重點工作，本質上都是水環境的綜合治理。
城市水環境治理需恢復自然生態水文過程
城市水環境治理的重點任務是，切實控制城市工業污染物，全面控制城市生活污染物，有效控制城市面源污染物，恢復城市水體生態徑流量，逐步消除城市水體內源污染物，當前對氨氮和總磷的控制最為關鍵。在城市水環境治理過程中也要分清主次，工業污染物方面，應重點關注COD、有毒有害及微量污染物，而不是氮磷;生活污染物方面需要從源頭上控制日用化學品和藥物，這些都是污水處理廠新興微量污染物的主要來源。此外，經過我們長期研究發現，污水處理廠還受到地表降水徑流和地表廢棄物的很大影響。
城市水環境治理的關鍵環節在于水量恢復與水質復原。從水量和水質來看，在各項任務沒有完成之前，實現恢復城市水體水質是不現實的。水量方面，系統中缺水就要考慮水量的恢復，除了盡可能恢復天然徑流量，目前能做的事情，一方面是加大城市污水處理規模，實現全收集、全處理及全利用，另一方面就是從海綿城市方面結合雨水的利用。在這個過程中為什么要提標呢?因為用水需要有保障。根據原水是什么水，出水要達到什么標準，從而采取不同的技術手段，而本質上其實是工程投資和運營成本并重的一個過程，同時在這個過程中追溯水的源頭與后續。
自然環境中的水是通過降水、滲濾等連續、交互的的過程而來的，由于城鎮化與工業化的影響，城市的建設把這種關聯都切斷了。比如，閘壩的建設切斷了水的天然流動，改變了水力學特性，土壤結構的改變削弱了生物作用，干濕度、溫度的變化也使土壤的化學過程、生物學過程發生變化，導致生態水文從連續變成非連續，從交互變成非交互，從整體性變成了碎片化受干擾的過程。
城市水環境的綜合治理就是要恢復生態水文連續、交互、自我保持、自我修復的過程，現階段僅僅靠自然過程已經無法恢復，所以需要依靠大量的工程強化手段來補償來促進恢復生態循環的過程。通過水質、水量、土壤的聯合調控來實現水量水質、土壤和生態的良性互動循環。
解決好城市水環境治理要采用全過程聯動整體解決方案
城市水環境治理任務實施起來很艱難，因為關鍵任務是有大量的投入需求的。可以大致做一個估算，我國城市水環境治理需要投入50萬億以上：全國城鎮污水處理達到一級A及更高標準，需要2萬多億，污泥處理處置3000億，與此同時還要把污水、雨水管網解決好，污水管網20萬億，雨水管網30萬億。
但很多時候又不單單是錢或技術的問題，而是非常綜合的問題。要解決好水環境治理需要采用全過程聯動整體解決方案：城市水系為主體的大排水系統、市政管網為主體的小排水系統、地塊“排-蓄-滲”微排水系統、源頭減量-收集-調蓄-河湖水體、溢流控制-再生處理-生態重建。如果單純使出水達到一級A標準，但管網卻不完善，那水環境治理仍然是跟不上的。發達國家的一些著名城市就是因為沒有解決好雨水污染的問題，才導致的水體黑臭，低影響開發(LID)等技術在此背景下誕生。我國海綿城市的做法主要是借鑒美國LID的理念，認為他們的做法好值得借鑒，而實際上美國的一些城市是因為過去采用了大量的合流制系統，實在無法改造了才采取了這種補救措施，這些補救措施的效果都是有限的。因此，建設海綿城市就可以削弱管網系統建設的說法做法是不對的，大量建設海綿城市的同時，不僅不能削弱灰色系統建設，反而需要進一步加強，協同推進，相互增強。
理性看待水質標準，提標需科學合理
水環境的質量標準決定了水環境治理的方向，但我國目前的標準卻存在一些不足。舉例來說，我國現行的GB3838標準的一些指標(如下表所示)，2002年版，偏于生態環境目標，對現實情況關注不夠，尤其總氮指標值及其與氨氮、硝態氮指標的關系。2002年版中總氮標準僅適用湖庫，河流中沒有總氮要求，而實際上很多河流都是要進入湖庫的，湖庫又缺乏總氮去除能力，只能靠上游控制才能達標，河流不達標就無法保證湖庫總氮達標。再看1988年版的標準，就比較合理，更切合實際一些，采用的是凱氏氮和硝酸鹽的指標，而總氮正是由凱氏氮和硝酸鹽組成的。
城鎮污水處理廠的排放標準趨嚴，核心指標遞增，考核要求往往是所有樣品都要穩定達標，考核方式不合理。目前，行業中也有一個爭論，到底是應該先完善管網還是先提標?有些專家認為，管網系統沒建好之前，不應該花那么多錢去提標。我們認為，提標改造是解決區域和流域水環境問題，管網完善主要解決當地的自身問題，不能因為自家臟亂差就不管公共場所是否整潔了。
所以，我們應該合理看待標準中的每一個指標。個人認為，COD、BOD5、SS、糞大腸桿菌不應該作為懲罰性的指標，可以作為監控性指標，把氨氮、TP、TN作為懲罰性的指標就已足夠。有很多污水處理廠由于SS和糞大腸桿菌指標單一樣品超標而被罰款，這個不太合理，一是SS指標低濃度情況下本來就測不準，二是天然水體本身SS就有高達上千的，糞大腸桿菌的測定值差異一般是數量級的，應該采用幾何平均值。而像TP這類指標屬于比較關鍵的指標，而且提標成本又低，應該更多關注這類指標。
提標改造需要科學合理，切合實際。污水處理廠的提標應該包括三個方面，一是政府部門的工作提標，二是運行部門的管理提標，在這兩件事情做好的基礎上，才能進行進一步的工程提標。目前有不少污水處理廠的出水已經優于一級A標準，有的出水中某些主要指標達到了地表水IV類、III類，此時標準進一步提高的時候，可能只需要運行優化或增加一定的藥劑量，運營成本增加五分、一毛錢就可以解決了。然而，很多地方仍會投資很多錢，把原來的污水處理廠重新工程改造，而改造的成效可能不如運行優化或是源頭管控。
鄭總的演講內容獲得了在場領導和專家的高度認可和贊譽。未來期待更多有水環境和水生態方面相關需求的城市或行業組織與水分會共同交流和對接，以推動政策、制度、標準的建立健全，切實為促進水環境與水生態事業的保護與建設作出貢獻。
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