我国水环境污染与水资源短缺的危害及对策

我国水环境污染与水资源短缺的危害及对策陈林（化学与环境科学学院，兰州7300700)摘要:水环境影响了人民居住和生存，而水环境污染是不仅仅是对环境的破坏，更是造成水资源缺失、水流区域污染等严重后果,在此基础上探讨了我国水环境污染的防治措施，包括技术防治措施和法律规范对策等。关键词:水环境污染水资源短缺健康危害防治对策法律法规1978年至2006年，我国国内生产总值年均增长9．67％，远高于同期世界经济3.3％左右的年均增长速度。经过多年的发展，我国的综合国力大大增强，国际地位显著提高，经济总量跃居世界第四位，从2004年起成为世界第三大贸易国。人民生活显著改善，国家财力空前提升。虽然我国的经济发展取得了举世瞩目的成就，但是由于长期采用粗放型经济增长模式所付出的资源环境代价并也不容忽视。中国是一个水资源短缺的国家，随着社会经济的进一步发展，水资源短缺的矛盾将更加突出。从发展趋势来讲，随着社会经济的进一步发展，水资源污染及水资源短缺的基本矛盾将会更加突出，水资源短缺已经成为我国经济和社会发展的严重制约因素。我国是一个水资源严重短缺的国家，人均水资源占有量只有2300m3，约为世界平均水平的1／4，是世界上13个贫水国家之一。随着我国经济高速增长，城市化水平不断提高，地表水污染普遍，特别是流经城市的河段有机污染严重，湖泊营养化问题突出；地下水受到点源和面源污染，近岸海域水污染加剧；水质性缺水矛盾已十分尖锐，造成了巨大的经济损失，影响了区域性社会会经济的可持续发展[1]。1现状分析1.1地表水污染水环境污染主要来自于工业和生活废水，与此同时，农药、化肥随径流的流失，养殖场的排出物及传统灌溉也加重了农业面源污染。我国丰南区的工业结构以冶金、陶瓷、水泥、造纸等重污染企业为主，生产过程中产生大量废水，导致地表水体的污染负荷逐渐增大。境内的沙河、陡河、煤河、津唐运河四条主要河流，均受到不同程度的污染，主要污染指标为化学需氧量和氨氮。其中，沙河的污染程度较小，其河水主要来源于开滦各矿疏干和自然降水，在全区主要河流中水质状况最好。但下游防潮闸断面，由于黑沿子排干汇入，水质相对中、上游较差，全年监测结果表明，PH值、溶解氧全年达到V类水质标准，其他有机物污染指标有不同程度超标现象。陡河流经唐山市区流入境内，成为唐山市区东部工业废水及生活污水的主要排放渠道，受污染较重，全年监测结果表明，主要污染指标均不同程度超出V类水质标准。煤河和津唐运河主要承载着唐山市区中西部工业及生活污水和丰南城区的工业及生活废水，每年承纳3900万立方米污水，所受到的污染最为严重，为劣五类水体。农业面源对地表水的污染所占比例约为20％～30％。由于化肥的不合理施用和大量施用农药尤其是高毒农药使用的残留，大量的氮和磷营养元素及农药随农田排水或雨水进入水体中。同时，农业灌溉大多沿用传统的大水漫灌，污染物质就会随着大水冲到河沟里，汇入河流中，引起水质污染。再加上农村固体废弃物和废水绝大部分排入河道，造成水体污染。作者简介：陈林（1990—）,男,甘肃永登县人,现为兰州城市学院化学化学与环境科学学院化学112班学生1.2地下水污染地表水污染对近海水质、农业生态环境和地下水环境造成了很大影响，部分地区的地下水水质逐渐变差。同时，受污水排放和地下水过量开采的影响，丰南城区地下水位持续下降，硬度普遍升高，煤河两岸多分布硬水区和极硬水区，最高达37.83德国度，且以永久硬度为主。硝酸盐氮污染较为严重，最高达27.33mg/L，超标面积2.1km2；亚硝酸盐氮局部超标，最高含量达1.248mg/L；汞普遍有检出，局部地区0.0013mg/L，超标0.3倍；高庄子瓷厂井水砷含量0.115mg/L，酚有检出，含量达0.0016mg/L；自行车零件厂附近铬（Cr6+）污染面积约0.251km2,最高时含量达3.167mg/L，超标62.64倍，现监测值为0.065mg/L。1.3水资源浪费问题严重由于工、农业生产技术科技含量低，且节水意识淡薄，水资源浪费严重，水的有效利用程度低。一是工业用水循环利用率较低，单位产品耗水量普遍偏高。二是生活用水缺乏节水意识，存在许多浪费现象。由于多数居民还存在水是“取之不尽，用之不竭”的传统观念，一些机关单位的“常流水”现象和居民住宅用水浪费现象还时有发生。三是农业用水占全区总用水量的80%以上，然而目前大部分耕地仍采用传统的大水漫灌的灌溉方式，仅有2.2万亩耕地采用喷灌、滴灌等高效节水灌溉，不足有效灌溉面积的3%，管灌面积也只发展到24.5万亩。同时，由于工程老化，渠道漏失严重，水的有效利用率不足70%，造成了水资源的较大浪费[2]。2造成污染的原因我国水体污染主要来自四方面：2.1是工业废水未经预处理超标排放。2.2是城市化中由于城市污水集中处理设施及其配套管网严重缺乏，大量生活污水未经处理直接进入水体。未经处理的废水和污水直接进入江、河、湖、海，造成全国三分之一以上水域受到污染。2.3是已具备了城市污水处理设施功能，但由于运行经费不到位，造成设施停滞不能发挥其应用的效率。2.4是农村水环境污染2.4.1化学肥料、农药的大量使用我国农村有机肥料施用的大幅度减少和氮、磷、钾肥的不合理使用以及化学肥料使用的快速增长，其结果导致氮磷钾使用不平衡、土壤板结、耕作质量差，肥料利用率低，土壤和水分易流失，造成对地表水、地下水的污染，湖泊富营养化。我国农药总量由1989年的20.62万t增加至1997年的39.45万t。农药对水体的污染主要来自于：直接向水体施药；农药通过雨水或灌溉水由农田向水体迁移；农药生产、加工企业废水的排放；大气中残留农药随降雨进入水体；农药使用过程中，雾滴或粉尘微粒随风漂移沉降进入水体；施药工具和器械的清洗等。一般来讲，只有10%~20%的农药附着在农作物上，而80%则流失在土壤、水体和空气中，并在灌水或降水等淋溶作用下污染地下水。2.4.2乡镇企业污染物的排放改革开放带来了乡镇企业的蓬勃发展，带动了农村小城镇的复苏和兴起。由于乡镇企业具有布局分散、规模小和经营粗放等特征，使得周边环境严重污染，乡镇企业每年有大量污染物未经处理直接排放。其中，废水排放达30亿t，化学需氧量排放300万t，固体废物排放量达3000万t，严重污染了农村的水环境。许多乡镇企业(主要集中在造纸、印染、电镀、化工、冶炼、矿产、机械加工、建材等行业)生产过程中产生的废水未经处理直接排向河沟、水库和农田，大量杂乱堆放的工业固体废物、生活垃圾又对地表水和地下水产生了二次污染。特别是近年来，城市实行对环境污染的严厉制裁后，许多污染严重的企业转移到郊区或小城镇，一些电子、机械废旧垃圾性物品也转移到农村。目前，农村工业污染已使全国20万km2的耕地遭到严重破坏，进一步加剧了农村水环境的污染。2.4.3污水灌溉由于大量未经处理污水直接用于灌溉，水质超标、灌溉面积盲目发展，已经造成土壤、作物及地下水的严重污染。污水灌溉已经成为我国农村环境恶化的主要原因之一，直接危害着污灌区的饮水安全。污灌存在问题主要表现在:一是污水处理跟不上，污灌水质超标，城市及工业废水排放量低，缺少必要的污水处理措施。二是污水灌溉面积盲目发展，监控管理体系不健全。污水灌溉大都是农民自发的，农民在缺乏正常灌溉水的情况下，自发引用污水作为农业用水的水源。虽然颁布了《农田灌溉水质标准》，但由于污灌水质无人监管，灌溉部门没有按标准把关，导致污水灌溉面积的发展存在严重的盲目性。三是河道灌溉功能退化，在城市郊区大都变成污水排放的河道。随着城市工业的发展，河道的管理未纳入城市的规划，致使有些污灌用水的河道变成城市污染工业废水排放的河道，久而久之变成了名副其实的污水河。2.4.4集约化养殖场的污染随着城乡人民生活水平的提高，人们对肉类消费需求增大，消费种类也从猪向牛、羊、禽等向多元化方向发展。我国畜禽养殖业得到迅速发展，各地在城镇郊区附近建立了一大批养殖场，由原来农村的分散养殖变为集中养殖，由此带来了畜禽粪便废弃物的排放处理和污染问题。2.4.5居民生活污水和废弃物的污染我国生活垃圾数量巨大，同工业垃圾一样，生活垃圾利用率极低，大部分都露天在城郊和乡村存放，不仅占用了大片的可耕地，还可能传播病毒细菌，其渗漏液污染地表水和地下水，导致生态环境恶化。大量生活垃圾的产生和累积，加剧了农村生态环境的恶化。3水环境污染及水资源短缺带来的危害水环境的到污染不仅制约了当地无公害农业和绿色农业的发展，也造成了水资源的进一步短缺。据有关资料显示，全区多年平均水资源量为15846万立方米，人均水资源量仅为297立方米，约为全国平均水平的1/7，是世界最低水量保障线的1/5。其中城区人均水资源量仅为32.5立方米，为全国平均水平的1/70，是世界最低水量保障线的1/50。3.1导致了河渠断流，生态环境脆弱随着近几年降水减少，造成境内的沙河、陡河等河流及田间渠道蓄水量逐年减少并出现季节性断流，有些田间渠道也因缺水不得不被改为耕地。作为调节生态环境的草泊、油葫芦泊两大水库已基本干涸，生态环境逐步脆弱。3.2导致了地下水超采，形成地下漏斗水资源的缺乏和部分地区用水相对集中，导致了局部地区地下水连年超采，一般年份全区超采地下水近5000万立方米，导致地下水位持续下降。逐步形成了丰南城区和南部地区连成一体的总面积达880.3平方公里的地下水位降落漏斗。漏斗中心水位逐年下降，漏斗中心面积逐渐向外扩展，其中城区地下漏斗大体范围为：东到王家河、南至杨贵庄、西至么家泊、北与唐山市郊区漏斗相连，面积约70平方公里，中心水位34.51米。南部地下漏斗位于东田庄至老王庄一带，面积约810.3平方公里，是整个汉沽—南堡漏斗的一部分，东田庄—李付庄—老王庄一线水位最低，分别为45.93、56.34和56.44米，年下降近1.6米。3.3影响了淡水养殖业发展由于淡水短缺，主要淡水养殖区不得不被迫压缩养殖面积，调整养殖品种结构，养殖户集资打井，以开采地下水来弥补养殖业用水的不足，无形中提高了养殖成本。同时，由于一些传统养殖的经济效益较高的拳头产品被压缩，经济损失较大。据统计，该区2005年的淡水养殖面积为11.2万亩，到2008年降为9.1万亩，且存在进一步大面积压缩的趋势。3.4影响饮用水的水质，危害人体健康水资源污染降低了农作物的质量和产量。许多惨痛的教训表明，含有有毒、有害物质的废水、污水污染了农田土壤，造成农作物枯萎死亡，使农民遭受极大的损失。3.5制约工业的发展水质恶化直接影响产品质量，还会造成冷却水循环系统的堵塞腐蚀等问题。影响渔业生产。水污染会造成鱼类大面积死亡，还会使鱼类和水生物发生变异。此外，水污染还会使有害物质在水生物体内积累，降低其食用价值。3.6加速生态环境的恶化据世界银行估计，我国大气污染与水污染所造成的经济损失是每年2422亿美元，占我国国民生产总值的3.5%。因此，在发展经济的同时，保持水源的清洁是一个根本性的问题，也是现代人类所面临的一个值得研究和解决的共同问题。4治理对策4.1物理法4.1.1重力分离（沉淀）法。利用污水中呈悬浮状的污染物和水比重不同的原理，借重力沉降（或上浮）作用，将水中悬浮物分离出来。沉淀（或上浮）处理设备有沉砂池、沉淀池和隔油池。在污水处理与利用方法中，沉淀与上浮法常常作为预处理。如，用生物处理法处理污水时，一般需事先经过预沉池除去大部分悬浮物质以减少生化处理构筑物的处理负荷，而经过生物处理后的出水仍要经过二次沉淀池的处理进行泥水分离，保证出水水质。4.1.2过滤法。利用过滤介质截流污水中的悬浮物。过滤介质有钢条、筛网、砂布、塑料、微孔管等。常用的过滤设备有格栅、栅网、微滤机、砂滤机、真空滤机、压滤机等，后2种滤机多用于污泥脱水。4.1.3气浮（浮选）法。将空气通入污水中，并以微小气泡形式从水中析出。污水中相对密度接近于水的微小颗粒状的污染物质（如乳化油）粘附在气泡上，并随气泡上升至水面，形成泡沫—气、水—悬浮颗粒（油）三相混合体，从而使污水中的污染物质得以从污水中分离出来。根据空气打入方式，气浮处理设备有加压溶气气浮