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生活污水治理論文大全11篇

時間:2022-03-23 02:32:12

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生活污水治理論文

篇(1)

1 生態工程介紹

1.1 生態工程

生態工程以復雜的社會——經濟——自然復合生態系統為對象,遵循應用生態系統中物種共生、物質再生循環及結構與功能協調等原則,以整體調控為手段,以人與自然的協調關系為基礎,以高效和諧為方向,為人類社會及自然環境雙受益和資源環境可持續發展設計的具有物質多層分級利用、良性循環的生產工藝體系。以期同步取得生態環境效益、經濟效益和社會效益[1]。

1.2 生態工程原理

生態工程涉及生態學、生物學、工程學、環境科學、經濟和社會等領域,原理眾多。我國學者(馬世駿1986、顏京松1986、Ma&Yan1989,Yanetal1992)在系統生態學理論的基礎上,對生態工程的原理作了精辟論述和提煉。把生態工程原理總結為整體、協調、自生、再生循環等基本原理。孫鐵珩,周啟星等[2]提出污水生態工程是指運用生態學原理,采用工程學手段,把污水有控制地投配到土地上,利用土壤-植物-微生物復合系統的物理、化學等特征對污水中的水、肥資源加以回收利用,對污水中可降解污染物進行凈化的工藝技術,是污水治理與水資源利用相結合的方法。

2 主要生態工程污水處理技術

2.1 污水土地處理系統

污水土地處理系統是一種污水處理的生態工程技術,其原理是通過農田、林地、葦地等土壤--植物系統的生物、化學、物理等固定與降解,對污水中的污染物實現凈化并對污水及氮、磷等資源加以利用[3]。根據處理目標、處理對象的不同,將污水土地處理系統分為慢速滲濾(SR)、快速滲濾(RI)、地表漫流(OF)、濕地處理(WL)和地下滲濾(UG)五種主要工藝類型[4]。

土地處理系統造價低,處理效果佳,其工程造價及運行費用僅為傳統工藝的10%~50%。其中污水濕地生態處理系統又稱人工濕地,目前研究最為深入、應用最廣泛。通過人工濕地生態工程進行水污染控制不僅可以使污水中的水得以再生利用,還能使污水中的有機物、N、P、K等營養物得到利用。整個系統呈自然式良性循環,構成了具有自適應、自凈化能力的水陸生態系統。該系統管理簡單,穩定后幾乎不需要人的參與,物耗、能耗低,效率高。生態系統中的植物群體不需要另行施肥與灌溉,還兼有美化環境的功能,這種生態凈化方法實現了水環境可持續發展[5]。

以人工濕地處理系統為例,土地生態處理系統對污水的凈化機理如下:系統中的填料(介質)具有巨大的比表面積,易形成生物膜,污水流經顆粒表面時,其中的污染物質通過沉淀、過濾、吸附作用被截留[6]。

2.2 污水生態塘處理系統

生態塘系統是以太陽能為初始能源,通過在塘中種植水生作物,進行水產和水禽養殖,建立人工生態系統,,通過天然的生化自凈作用,在自然條件下完成污水的生物處理[7]。有機物質在生態塘處理系統中得到降解,釋放出的營養物進入了復雜的食物鏈中,產生的水生作物、水產都可以被收獲。生態塘處理系統能夠有效地處理生活污水及一些有機工業廢水,對有機物和病原體有很好的去除效果,具有投資少、運行費用低、運行管理簡單的優點。但該系統占地面積大、易出現短流、溫度較高時易散發臭氣和孳生蚊蟲、對氮磷的去除效果不穩定。近年來,我國生態塘污水處理工藝研究側重在兩個方面[8]:篩選、培育高效水生凈化植物;組合曝氣、水生植物、水產養殖多個生物處理單元的綜合功能,營建生化一體化水生動植物復合生態體系,是污水處理與資源利用的完美結合,構建了一個完整的生態系統和良好的內部良性循環系統。

2.3 蚯蚓微生物濾池系統

蚯蚓生態濾池是濾床中建立的人工生態系統,由濾床填料、蚯蚓及布水系統等組成。系統利用蚯蚓和微生物的協同作用對污水中含有的各種形態污染物質進行處理和轉化。蚯蚓可對污水和污泥進行吸收和分解,清掃濾床,防止堵塞[9]。蚯蚓糞便可以濾除污染物,提高處理效率。蚯蚓的存在可作為家禽飼料。污水中的生物膜污泥微生物通過食物鏈最終被有效地轉化為蚯蚓的增長及其排泄物,而蚯蚓的機體及其排泄物又可成為他微生物的分解利用對象,從而進行新一輪的生態循環。 轉貼于

3 生態污水新型處理技術

如利用土壤毛細管浸潤擴散原理,研制成功的地下毛細滲濾系統(the underground capillary seepage system,UCSS)[11]。地下毛細滲濾系統(UCSS)的中心部分是地下毛細滲濾槽,它通過土壤過濾和微生物降解來去除污水中的污染物。在一定程度上解決了常規土地凈化污水處理系統占地面積和運行費用問題,還可回收污水和營養物質(包括氮、磷和鉀)用于植物生長。

活機器(living machine)系統是加拿大出生的海洋生物學家約翰·托德(John Todd)發明的,是利用太陽能以及利用由多種多樣直接或間接從太陽獲得能量的生物組成生態系統,將水產養殖與人工濕地結合起來并封閉在溫室里,以創造一個高效的污水處理過程[12],包含了沉淀、過濾、凈化、吸收、揮發、硝化和反硝化、厭氧和好氧分解過程,在獲得高標準水質的同時避免了自然處理系統占地大、滯留期長、寒冷氣候處理效果欠佳等弊端。

結語

污水生態處理技術基本上不涉及化學能的投入和化學品的消耗。根據國情,我國的污水治理必須走生態處理技術的道路[13]。

參考文獻

[1]欽佩,安樹青,顏京松.生態工程學.南京大學出版社[M],1997.

[2]孫鐵珩,周啟星,張凱松.污水生態處理技術體系及應用[J].水資源保護,2002,3:6-9.

[3]錢文敏,陸軼峰,普紅平,張斌.分散生活污水的土地處理綜析[J].云南環境科學.2005,24(4):40-43.

[4]楊文濤,劉春平,文紅艷.淺談污水土地處理系統[J].土壤通報,2007,38(2):394-397.

[5]程璞,李多松,張雁秋.城市小區分散式生態污水處理[J].能源環境保護.2004,18(6):4-10.

[6]鄭潔敏,牛天新,宋亮.污水生態處理技術概述[J]. 杭州農業科技, 2008 (2):26-28.

[7]黃梅,李小兵.我國生態塘污水處理工藝的研究與應用[J].企業技術開發.2004,23(12):19-21.

[8]種云霄,胡洪營,錢易.大型水生植物在水污染治理中的應用研究進展[J].環境污染治理技術與設備.2003,(4):36-40.

[9]朱繼紅,宋碧玉,王啟中,鄒鵬,劉琳.新型污水生態工程處理技術[J].污染防治技術.2003,16(4):107-110.

[10]楊鍵,楊健,婁山杰.一種新型環境友好污水處理工藝--蚯蚓生態濾池[J].國資源綜合利用.2008,26(1):16-19.

篇(2)

排水系統是現代化城市的重要基礎設施, 主要由排水管網和污水處理廠組成。其中雨水和污水管道系統投資占整個排水系統投資的70 %左右[1]。我國大多數老城區排水體制為合流制,這種排水體制已不能滿足城市生態建設需求,需要逐步改建和擴建。城市污水、污泥的再生利用是水健康循環的必由之路[2]。傳統概念的城市排水系統已不適應水資源良性循環的要求, 他的系統功能、規劃設計; 污水處理程度; 處理水出路都應從恢復水環境、水健康循環和人類可持續發展的高度來重新評價。

1.城市排水體制的分類

現代排水系統主要處理三種形式的排水:生活污水、工業廢水和雨水。在排水系統中,污水和雨水的輸送方式復雜,很少有見到理想的排水系統。

常規排水系統主要有合流制和分流制兩種體制[3]。合流制排水系統按雨、污、廢水產生的次序及處理程度的不同可分為直排式合流制、截流處理式合流制和全處理式合流制。截流式合流制排水系統是將生活污水、工業廢水和雨水混合在同一個管渠內排除的系統;分流制排水系統是將生活污水、工業廢水和雨水分別在兩個或兩個以上各自獨立的管渠內排除的系統。

2.分流制和合流制排水系統的優缺點

2.1分流制排水系統的優缺點

分流制的優點是可以分期建設和實施,一般在城市建設初期建造污水下水道,在城市建設達到一定規模后再建造雨水道,以收集、處理和排放降水尤其是控制暴雨徑流。不存在溢流井,減少了對受納水體的污染污水處理設施廠規模較小雨水泵站只在需要時啟動污水和雨水管道鋪設路線和位置、埋深可不相同(例如雨水就近排入水體)污水流量小,且較小流量時也能保持較高的流速污水流量和強度變化小污水管道中一般無道路砂礫洪水僅在雨水管道中產生。

缺點: 造價高,需鋪設兩種類型的管道;在已建成的狹窄街道內鋪設,占據額外空間;房屋外接管道多,易出現管道混接;污水管道內的沉積物得不到沖刷,雨水得不到處理。

2.2合流制排水系統的優缺點

缺點:必要的溢流井決定了截流干管的尺寸和污水處理廠的規模,可能會使水體污染嚴重需要較大的污水處理廠泵站平時也在運行,運行費用較高管線必須同時考慮雨水和污水的接入,可能有較長的支管接入旱季時,合流管道內的流量較小,流速較慢,易產生固體的沉積雨天和晴天時,進入泵站和污水廠的流量、強度變化大必要時需清通砂礫易產生洪流,溢流井的溢流含污水成分,帶來水體污染。

優點: 占據空間較小,管線造價較低,建筑外排管簡單,雨天時污水固體沉積物可被沖刷,部分雨水被處理。

3.國內外排水體制的研究現狀

3.1國內排水體制的現狀

我國在城市排水方面一直側重于污水處理技術的研究,對城市排水體制方面的關注極少。目前我國城市排水網普及率,按服務面積計算為64.8%左右,排水管道總長度11萬KM多,人均卻只占有排水管道長度0.55m。城市排水系統作為一個整體,城市排水管網領域的現代科學理論和技術已大大落后,與先進的城市污水處理理論與技術形成了強烈反差[4]。我國在有關城市排水管道的污染規律及雨水徑流、合流制溢流污染控制的基礎理論、工程規劃與設計、管理與法規等方面幾乎處于空白狀態。

北京已有2/3的排水系統為分流制,最近幾年在點源污染治理、河湖水系生態保護方面加大了治理力度,但部分河湖在降雨后仍有嚴重“水華”現象發生,部分河段、湖泊的富營養化程度依然嚴重。這主要是由非點源污染造成的,分流制排水系統使污染嚴重的初期雨水和部分小雨都直接排入水體,在降低合流制溢流污染的同時卻增加了非點源污染的程度。近年來,我國一些學者開始關注和研究城市雨水徑流的污染和雨水資源的保護與利用, 20世紀80年代初開始對北京市雨水徑流非點源污染進行研究,此后其他一些城市也相繼開展過相關研究,由于點源污染矛盾一直突出,故對城市徑流污染未予以足夠重視。

3.2國外排水體制的現狀

國外排水系統的發展主要分為三階段。第一階段是創建階段,十九世紀中期西方國家先后發展了現代城市給水排水系統;第二階段是發展和治理階段,六、七十年代開始,西方國家投放大量財力鋪設污水管道、建設處理廠, 提高污水的收集率和處理率, 并對工業污水、污水廠尾水的排放作了嚴格的控制(又稱“點源”治理);第三階段是暴雨雨水的管理階段,為了進一步改善城市水體的水質, 自七十年代起都在致力于此項工作。

河湖水系的污染在很大程度上是由排水體制不合理造成的。事實上,考慮徑流污染物輸送的非連續性和暴發性特點,其污染負荷所占比例在雨季短時間內會成倍升高,超過點源污染,對城市水體造成沖擊性影響,嚴重制約城市水環境質量的徹底改善。近20~30年間,城市雨水污染在發達國家受到廣泛關注,許多國家對城市徑流污染及控制進行了深入研究,制定了系統的法規、管理和技術體系。

4.結束語

我國21世紀的城市排水系統是恢復水環境、促進城市用水健康循環的重要工程。它的任務早已不再是簡單的排除雨、污水,防止水域污染。我們應該建立各種用途再生水水質標準體系, 對水質的要求不易過苛。不積極的態度以及對水質苛刻的要求都是推進污水再生回用的阻力, 防礙著水資源循環型城市的建立。

我們應大聲疾呼: 在污水再生與利用方面的每一點進步都是對人類社會可持續發展的貢獻,建立可持續的城市排水系統。

【參考文獻】

[1]董文平,李紅衛,呂某,王煒亮.城市排水系統的優化設計研究.青島工業大學學報,2006,27(1):113-114.

篇(3)

1. 城市水管理中的水價問題

城市作為國家或地區的政治、經濟、文化、教育和科技中心,在社會經濟生活中發揮著重要作用。城市的發展離不開對水資源的開發和利用。目前,在我國城市水資源的開發和利用過程中存在著許多問題。一方面,城市水資源的利用效率低下,浪費現象嚴重,節水意識淡薄;另一方面,城市供水、排水和污水處理等相關城市基礎設施落后,發展緩慢。城市水資源的短缺和和城市用水的供需矛盾日益加劇。

造成這種嚴峻局面的原因很多,現行城市水價(費)體系所存的某些不合理方面是其中重要原因。這些不合理之處主要表現在:

(1)水資源被無償或低價使用。基于水資源所有權和經營權分離及水資源的稀缺性,應當有償使用水資源,并以價格形式反應在水價構成中。在我國當前城市水價(費)體系中,城市水資源所具有的價值完全沒有或只是象征性地得到了反映。

(2)過分強調城市供水、排水和污水處理等城市基礎設施的社會公益、福利性,設施的運行成本未能在城市水價中得到正確反映。

(3)與在城市水資源開發利用過程中所產生的一系列環境問題相對應的外部成本沒有在現行水價(費)體系中得到正確反映。例如在全國范圍內尚未建立城市生活污水的排放收費制度。

由于水資源價值及其開發利用過程中有關的各項成本沒有在城市水價中得到正確反映,造成了相關效益的不合理分配和轉移。也就是說,在我國現行城市水價(費)體系下,由于水價體系不完善、收費標準過低,相關的經濟、社會和環境效益不合理地從城市水利、供水、排水和污水處理部門轉移到了用水單位和個人。這導致人們在用水過程中忽略了水資源的寶貴性,水資源利用效率低下,同時使相關城市基礎設施的運行長期處于虧損狀態,正常運行經費難以保證,新建改建項目籌資困難。因此,完善和理順城市現行水價(費)體系,實現城市水價的合理定價,對保障城市水資源可持續利用、在社會主義市場經濟下城市建設順利進行具有重要意義。

2. 全成本法制定城市水價

在對城市水資源的開發利用過程中,水在城市中進行著不停的運動和循環。這其中既包含著自然方面的運動和循環,如地表水的入滲與蒸發、大氣降水等,更存在著涉及取水、制水、用水以及污水的排放、處理和回用等諸多環節的社會循環。在水的社會循環過程中,水質和水量都發生變化,并涉及到不同的利益主體,有各項費用發生。全成本法就是以水的社會循環為基礎,以促進城市水資源的可持續利用為目的,綜合考慮水在整個社會循環過程中與供水、用水、污水的排放、處理和回用等環節相關的各項成本以及水資源價值的水價制定方法。

全成本法采用邊際機會成本理論作為實現定價的經濟理論依據。邊際機會成本(Marginal Opportunity Cost,簡稱MOC)由三部份組成:(1)邊際生產成本(Marginal Production Cost,簡稱MPC),即收獲自然資源時必須支付的生產成本(如原材料、動力、工資、設備等方面的成本);(2)邊際使用者成本(Marginal User Cost,簡稱MUC),即用某種方式使用某一自然資源時所放棄的以其它方式利用同一資源可獲取的最大收益;(3)邊際外部成本(Marginal External Cost,簡稱MEC),是指自然資源數量的單位變動所引起的外部成本總額的相應變動(主要由在資源利用過程造成的環境污染引起)。邊際機會成本從理論上動態地反映獲取利用一單位自然資源時整個社會所付出的全部代價,組成用公式表示就是:

MOC = MPC + MUC + MEC

式中:MOC––––邊際機會成本;

MPC––––邊際生產成本;

MUC––––邊際使用者成本;

MEC––––邊際外部成本。

水在城市范圍內運動和循環過程中所涉及的諸要素(如城市水資源,城市取水、供水、排水、污水處理與回用設施等)構成了城市水系統。從系統分析的角度出發,城市水系統可劃分為四個子系統:城市水資源子系統、城市供水子系統、城市用水子系統和城市污水排放/回用子系統。其中,城市水資源子系統包括在一定工程經濟條件下可被社會生產、生活利用的城市自然水資源和相關的水利設施;城市供水子系統是指包含對水源水進行提取、加工和處理,按需要制成符合一定水質要求的水并送到用戶等一系列過程的子系統;城市用水子系統是對供水子系統供水進行使用的環節;城市污水排放/回用子系統是城市水系統中對使用后水質和水量都發生變化的污水進行收集、處理、回用和排放的子系統,包括城市排水和污水處理等設施等。

城市水系統的邊際機會成本完整反映了城市水資源的價值以及從水資源的管理保護、城市供水到城市用水排水、污水處理等一系列過程中所涉及的各項社會內部和外部成本。通過測算城市水系統的邊際機會成本可以為制定城市水價提供科學依據。

在城市水系統中,邊際生產成本主要體現在城市水資源子系統、城市供水子系統和城市污水排放/回用子系統,邊際使用者成本主要體現在城市水資源子系統,邊際外部成本則主要體現在城市水資源子系統和城市污水排放/回用子系統。依據系統的組成劃分,城市水系統的邊際機會成本的構成和分布分析如下:

(1)城市水資源子系統的邊際生產成本(MPC1)、邊際使用者成本(MUC1)和邊際外部成本(MEC1)

按地理范圍劃分,城市水資源可分為區域內(或流域內)和跨區開發利用水資源(主要指跨流域調水)兩種類型。一個城市的水資源可由兩者共同構成。

區域內水資源的邊際生產成本(MPC1)主要是指水利工程的投資和運營費用(包括勘探、規劃、監測、水源水質保護等費用);邊際使用者成本(MUC1)是指地表水、地下水現期的過量使用給將來帶來的利益損失;邊際外部成本(MEC1)是指地表水、地下水的開發和過量使用引起的地質、環境和生態等方面的損失。

跨流域調水所涉及的邊際生產成本(MPC1)包括跨域調水的供水成本及適當利潤;邊際使用者成本(MUC1)包括調出區因調水產生的未來經濟和環境收益的機會成本和未來可調用此水的其它區域的機會成本;邊際外部成本(MEC1)包括調水沿線新增污染治理及水質保護成本和對調出區及調水沿線環境影響的補償成本。

(2)城市供水子系統的邊際生產成本(MPC2)

城市供水子系統的邊際生產成本(MPC2)是指城市供水企業的基建投資、生產中的運行管理費用及適當的稅金、利潤。

(3)城市污水排放/回用子系統邊際外部成本(MEC2)和邊際生產者成本(MPC3)

城市排水和污水處理設施的維修養護、運行費用等構成排放/回用子系統的邊際生產成本(MPC3)。對于具有內部污水處理設施的工業企業,其內部設施處理運行成本已計入本企業的生產成本,不應再計入城市污水排放回用子系統的邊際生產成本(MPC3)。由于目前我國城市污水的處理率較低,相當一部分污水未經處理直接排入環境,與這部分污水以及城市污水處理設施出水中殘余污染物造成的環境污染相應的外部成本就是城市污水排放/回用子系統邊際外部成本(MEC2)。

以上分析可歸納成城市水系統邊際機會成本分析框圖。

根據上述分析對城市水系統的邊際機會成本進行測算,并考慮各類水價在城市水價體系中的地位和作用,可以科學地確定其水價構成,合理制定相應的收費標準。

例如對經過城市水廠加工的城市居民生活用水和工業用水,水價構成中應包括城市水資源、供水和排放/回用子系統的邊際機會成本。可用下式表示:

P = MOC = MOC1 + MOC2 + MOC3

式中:P –––– 水價

MOC–––– 城市水系統邊際機會成本

MOC1 –––– 城市水資源子系統邊際機會成本,即MPC1 + MUC1 + MEC1;

MOC2 –––– 等于城市供水子系統邊際機會成本,即MPC2;

MOC3 –––– 城市排水/回用子系統的邊際機會成本,即MPC3 + MEC2。

城市水價制定的全成本法,全面考慮了在水資源開發利用過程所涉及的各項成本和城市水資源的價值,實現了城市水價的全成本定價。作為一個簡單的應用實例, 表1是利用全成本法對北方某典型缺水城市近幾年水價的初步測算結果。 表1 北方某典型缺水城市水價全成本法測算情況 類 別 現行水價 全成本法所測算的水價 1997 1997 1998 1999 地表水源水

工業用水 0.40 2.13 2.35 2.64 農業用水 0.10 0.68 0.78 0.90 地下水源水

1.42 1.76 2.22 自來水

(以地表水為水源)

工業用水 0.80 2.56 2.82 3.14 農業用水 0.50 2.54 2.80 3.14

3. 城市生活污水排放收費標準體系

在我國,作為水污染控制與管理的一項經濟手段,向排放污染物的工礦企業、事業單位征收排污費和排水設施有償使用收費的制度已建立并實施多年。但是,關于城市生活污水的產生和排放的收費制度尚未在全國范圍內全面建立與系統實施,是我國現行城市水價(費)體系不完善的一個重要表現。面對市場經濟條件下環境管理和污染控制深入發展的新形勢,全面系統地進行城市生活污水排放收費標準體系的研究,建立并推行城市生活污水排放收費政策,既是對我國已有污水排放收費政策的豐富與擴充,對現行城市水價(費)體系的完善,同時也對促進城市城市水環境綜合整治,拓寬水污染治理資金渠道具有現實的作用和意義。

所謂收費標準體系,是指在一定收費理論基礎上由收費目的和作用、收費范圍和對象、收費依據、收費標準和收費計算方法等一系列概念要素構成的系統整體。

城市生活污水排放收費,從根本上講是為消除污染影響、保護環境而對污染者付費原則一種現實中的演變和延伸。從費用使用角度上,表現為通過費用轉讓支付的方式向消除這種外部性影響的直接或間接媒介繳納費用,從而為預定污染削減活動水平的公用集中控制設施提供某種程度的經濟補償或起到資金籌集的作用。當然,由于收費的經濟刺激,還會帶來一定種度上水資源使用的節約效果。

收費范圍是指費用征收的地域范圍,反映了收費的廣度。本項收費對我國任何地域范圍內的生活污水排放者都是可行的,但在具體實施中可僅限于城市范圍。城市范圍內生活污水的排水者大體可劃分為三類:居民個體、以贏利為目的具有經營收入的各類活動者(包括個體經營者)和社會公益單位(學校、機關以及醫院等)。原則上這三類排污者都可以作為收費對象,但在具體規定上,對于后兩者,既可按照生活污水排放收費也可將其納入水污染物排放收費的對象范圍。

收費依據是指計算收費額的依據或稱收費基礎。理想的生活污水排放收費依據應建立在污水所含水污染物的基礎之上,即由污水水量與其中所含水污染物濃度兩個因素共同決定。考慮到生活污水中污染物質的數量和成分相對穩定、生活污水排放量與生活用水排放量比較接近并呈一定比例關系,以及實際操作中的可行性,可以以生活污水排放量作為直接的收費依據,并在實際操作中可轉化為生活用水量的測量計算。在對生活用水水量測量條件不具備時可根據人均用水量,以人口(當量)為單位作為生活污水排放量的替代收費依據。

收費標準是指應收費額與收費依據之間的比例關系,取決于收費目標。收費標準的確定是制定生活污水排放收費政策的基礎和核心。考慮到我國各地城市的現狀,從為預定污染削減活動水平的公共集中控制設施提供某種程度的經濟補償和籌集資金的目的出發,在全國平均水平基礎上,根據污染治理設施在預定污染控制水平下的費用收支平衡確定了多方案城市生活污水排放收費標準。在收費標準制定測算的過程中所考慮的基本因素包括:

污染處理規模:污水處理按30,20,15,10,7.5,5,3.5,2萬m3/天八種情況考慮。

污水處理效率:B1 污水一級、二級處理各占50%;B2 污水全部二級處理。

費用組成:C1 污水處理投資、運行+排水管網投資、運行維護;

C2 污水處理投資、運行+排水管網運行維護;

C3 污水處理投資、運行;

C4 污水處理運行+排水管網運行維護;

C5 污水處理運行。

以不同污水處理規模下污水排放量形式的收費標準的測算結果見表2(1994年價格)

表2 不同污水處理規模下污水排放量形式的收費標準(元/立方米) Qi(萬m3/天) 30 20 15 10 7.5 5 3.5 2 C1 B1 0.48 0.49 0.51 0.56 0.60 0.68 0.72 0.83 B2 0.61 0.64 0.66 0.71 0.76 0.85 0.91 1.07 C2 B1 0.30 0.31 0.33 0.38 0.42 0.50 0.54 0.65 B2 0.43 0.46 0.48 0.53 0.58 0.67 0.73 0.89 C3 B1 0.27 0.28 0.30 0.35 0.39 0.47 0.51 0.62 B2 0.40 0.42 0.45 0.50 0.55 0.64 0.70 0.86 C4 B1 0.13 0.14 0.15 0.19 0.23 0.29 0.33 0.38 B2 0.16 0.17 0.19 0.25 0.30 0.38 0.42 0.50 C5 B1 0.10 0.11 0.12 0.26 0.20 0.26 0.30 0.35 B2 0.13 0.14 0.16 0.22 0.27 0.35 0.39 0.47

原則上可以使用以上結果作為標準進行收費,在具體實踐中為了使收費標準更加適應不同地區城市的特定情況,可以利用所給出的結果進行不同污水處理規模的組合,產生適應特定地區城市需要的收費標準。為了考慮動態收費,還設置了動態調整因子,根據物價指數(或通貨膨脹率)對收費標準進行定期調整。收費計算公式表示如下:

S=(d∑SiWi)/Wt

式中:S—待定收費標準,以污水排放量或人口當量形式表達;

d—動態調整因子,可根據物價指數等確定;

Wi—第i類污水處理規模,可從30,20,15,10,7.5,5,3.5,2萬m3/d八種類型中選取;

Si—對應第i 類污水處理規模的收費標準;

Wt—生活污水排放總量。

收費額:C=S×M×T×0.0009

式中:C—收費額;

M—實際生活用水量或人均實際生活用水量(L/(人·天));

S—收費標準;

T—收費計算時間(365天/30天)

0.0009—生活污水產生換算系數

4. 結論

(1) 目前我國城市水價構成不合理。城市水價不能正確反映城市水資源的價值以及與城市供水、排水和污水處理等環節有關的各項內部和外部成本,造成了相關的經濟、社會和環境效益不合理地向用水單位和個人轉移,導致了水資源利用效率低下和相關城市基礎設施建設和運行經費方面的困難,危害了城市水資源的可持續利用和城市水系統的健康持續發展。因此,完善和理順現行城市水價(費)體系,實現城市水價的合理定價勢在必行。

(2) 全成本法就是以水的社會循環為基礎,以促進城市水資源的可持利用為目的,綜合考慮水在整個社與會循環過程中與供水、用水、污水的排放處理和回用等各環節相關的各項成本以及水資源價值的水價制定方法。全成本法采用邊際機會成本理論作為實現定價的經濟理論依據。邊際機會成本由三部份組成:邊際生產成本(MPC)、邊際使用者成本(MUC)和邊際外部成本(MEC), 從理論上動態地反映了獲取利用一單位自然資源時整個社會所付出的全部代價。城市水系統的邊際生產成本主要體現在城市水資源子系統、城市供水子系統和城市污水排放回用子系統,邊際使用者成本主要體現在城市水資源子系統,邊際外部成本主要體現在城市水資源子系統和城市污水回用排放子系統。通過對城市水系統邊際機會成本的測算,并考慮各類水價在城市水價體系中的地位和作用,可以科學地確定其水價構成,并制定相應的收費標準。

(3)建立并推行城市生活污水排放收費政策,既是對我國已有污水排放收費政策的豐富與擴充,對現行城市水價(費)體系的完善,同時也對促進城市城市水環境綜合整治,拓寬水污染治理資金渠道具有現實的作用和意義。本文所建立的城市生活污水排放收費標準體系從為預定污染削減活動水平的公共集中控制設施提供某種程度的經濟補償和籌集資金的目的出發,在具體實施中可以以城市范圍內的居民個體、以贏利為目的具有經營收入的各類活動者(包括個體經營者)和社會公益單位(學校、機關以及醫院等)為收費對象,以生活用水量和人口(當量)為收費時的測算依據。具體的收費標準是在全國平均水平基礎上,根據污染治理設施在預定污染控制水平下的費用收支平衡測算確定。

(4)各地城市可結合當地特定條件,根據文中所提出的城市水價制定全成本法以及有關城市生活污水收費標準體系的原則和方法進行具體水價或收費標準的制定。

參考文獻:

張天柱,鄭方鑣,崔東海,城市居民生活污水排放收費標準研究,給水排水,1997.1

篇(4)

關鍵詞: 水資源凈化途徑;人工濕地法;管理方法

Key words: Approach to water purification;Constructed wetland;Management methods

中圖分類號:TV213 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)05-0306-03

0 引言

“十二五”期間,國民經濟持續發展,新農村改革的進程不斷深入,鄉村經濟也有了極大的發展,人們對環境質量的要求也越來越高,農村水資源保護成為重要的研究課題。由于水污染的宣傳教育主要集中在城市,農村居民水環保意識普遍較低,再加上管理手段落后,農村污水未經處理直接排放的現象普遍存在,飲水水源污染較為嚴重,影響了農村居民的正常生活,形勢十分嚴峻。本文通過對秦嶺北麓地區農村污水現狀的調查以及產生原因進行分析,結合國內外水資源保護標桿方法的研究,提出了適合秦嶺北麓水資源保護的人工濕地污水處理方法,配合微觀管理手段的創新和可行的政府政策支持,從軟、硬技術相結合的視角解決秦嶺北麓農村地區水資源污染問題。

1 秦嶺北麓農村水資源污染現狀和存在的問題

秦嶺北麓位于秦嶺分水嶺至關中平原南緣之間。總面積10375km2,行政區劃上縱跨西安、寶雞、渭南三市的15個縣(區)[1]。秦嶺北麓是關中重要的水源地和“氣候調節器”,是陜西省經濟可持續發展的生命線。秦嶺北麓水資源分布于廣大的農村地區。但是近年來,秦嶺北麓西至寶雞東至潼關的10縣區的28條河流,有56.1%的河段受到不同程度的污染[2]。隨著農村自來水管的普及,居民的排水量大幅增加,排向室外的污水或在街道上漫流,或沿排水明溝流到溝塘、水庫及河流,長此以往,嚴重污染了地表水,甚至通過入滲影響地下水水質。以潼關縣西峪河為例,汞超標145.6倍,在各評價因子及評價河段中超標倍數均最高;其次是藍田輞川河下游銅鉑廠支流,鉛超標27.61倍,汞超標10.5倍,砷超標4.05倍,均居各河段之首,COD超標7.36倍;而華陰市柳葉河污染程度居第三,其COD超標19.82倍,在各河段中最高,BOD超標18.5倍,在各河段中居第二[3]。

同時不同區縣河流,其污染程度也不同。下圖為秦嶺北麓水資源污染狀況調查圖:

秦嶺生態環境惡化,使關中失去了曾經“天府之國”的美譽,解決秦嶺北麓農村地區的水污染問題刻不容緩。然而,水污染的宣傳教育主要集中在城市,農村居民水環保意識普遍較低,同時由于農村生活污水排量小、排放點分散的特點,城市污水廠使用的技術難以應用,再加上管理手段落后,農村污水未經處理直接排放的現象普遍存在。

2 秦嶺北麓農村污水處理的方案選擇

秦嶺北麓農村污水問題上應遵循技術上的可行性和經濟上的合理性理念,堅持“低投入、低成本、重回用、易管理”的原則,從工藝選擇、工程設計施工和運行管理等各個環節做好統籌規劃,使農村水污染治理步入“建得起、用得起、管得起、有長效”的良性發展軌道[4]。

2.1 國內外農村地區污水處理技術的對比分析與選擇 本文作者通過查閱文獻、實地調研及專家訪談,篩選出以下幾種適合農村地區的污水處理技術:

2.1.1 高效藻類塘技術 美國加州大學伯克利分校的Oswald提出并發展的高效藻類塘是對傳統穩定塘的改進,其充分利用菌藻共生關系,對污染物進行處理。但存在的缺點是受溫度、氣候等環境因素影響明顯,氣溫過高或較低時,藻類的生長受到抑制從而影響處理效果;水體特性、腐殖質、藻類和非生物性的懸浮物影響藻類對光的吸收,影響處理效果[5]。

2.1.2 一體化凈化槽技術 日本的一體化凈化槽非常著名,在日本土地上的使用率極高,是世界上少有的幾個分散污水治理最發達的國家之一。我國曾于上世紀80年代末90年代初在蘇南地區大規模引進日本的凈化槽技術,但由于城市污水處理工藝的小型化,建設成本和運行成本高,基本沒有除磷作用,在國內難以推廣應用[6]。

2.1.3 FILTER “FILTER”污水處理技術澳大利亞科學專家最近幾年提出一種“過濾、土地處理與暗管排水相結合的污水再利用系統”,其目的主要是利用污水進行農作物灌溉,通過灌溉土地處理后,再用地下暗管將其匯集和排出。這種技術的缺點是暗管排水系統造價較高,且在地下水位較高的地區應用有困難[7]。

2.1.4 人工濕地法 人工濕地污水處理技術是20世紀70年代起源于德國,并在近幾十年不斷發展、完善的新型污水處理技術。人工濕地由基質、植物及微生物組成,二者通過復雜的物理、化學、生物作用,協同完成對污水的凈化處理。這種技術的優點是處理系統工藝設備簡單,在農村可以充分利用現有的農田灌排渠道和四周的荒地、廢塘和洼地等,建設人工濕地處理系統;另外,維護管理方便,運行技術要求低和費用低也是該系統的優點[8]。

通過上述的各項技術的優缺點分析,我們決定以建設難度、應用范圍、穩定性、去污能力以及維護費用等五個方面,作為篩選適合秦嶺北麓農村地區污水處理技術的最主要指標,并以此為雷達圖的元素構圖。以5分為滿分,得分越高,則該技術在該方面的優勢越突出,面積最大者,即為我們通過綜合分析法所尋找出的最佳凈水途徑。經查閱資料、與專家進行深度訪談,我們畫出雷達圖[9]如圖2。

從圖2中可以看出,在建設難度、應用范圍、穩定性、去污能力、維護費用這五個方面,人工濕地法所對應的五個指標值均高于其他三種技術,其所對應的面積是最大的。因此,在秦嶺北麓農村地區,應用人工濕地法處理水資源污染問題是相對較好的選擇。

2.2 適合秦嶺北麓農村水污染治理的技術——人工濕地法 污水處理工藝的選擇要注意符合實際,要充分考慮秦嶺北麓地區農村的經濟承受能力,絕不能忽視該地區的實際情況,而一味追求高科技技術。該地區農村污水存在如下特點:總量很大,但作為個體而言,水量較小;不同地區水污染程度有較大差異;村落分散,通過大規模管網收集污水有困難。而且,農村經濟基礎相對薄弱,缺乏專業管理和維護人員。因此,農村污水處理工藝必須滿足以下幾個基本要求:投資運行費用低,管理方便,工藝流程簡單、易于操作。

2.2.1 去除機理 人工濕地對廢水的處理綜合了物理、化學和生物三種作用。人工濕地運行穩定后,填料表面和植物根系中生長了大量的微生物形成生物膜,廢水流過時,懸浮物被填料及根系阻擋截留,有機質通過生物膜的吸附及同化、異化作用而得以去除。濕地床層中因植物根系對氧的傳遞釋放,使其周圍的微環境中依次呈現出好氧、缺氧和厭氧狀態,保證了廢水中的氮、磷不僅能被植物及微生物作用營養成分直接吸收,還可以通過硝化、反硝化作用及微生物對磷的過量積累作用從廢水中去除,最后通過濕地基質的定期更換或植物收割使污染物最終從系統中去除。人工濕地去除污染物的范圍廣泛,包括N、P、SS、有機物、微量元素、病原體等[10]。

2.2.2 陜西省石泉縣饒峰河人工濕地應用實例 饒峰河為漢江一級支流,其下游小流域位于陜西省石泉縣西北,近年來水源受到較嚴重污染[11]。為改善其水源質量,陜西省水土保持局在此建立了水土保持工程陜西省石泉縣饒峰河項目區。該項目中一項重要的工作,就是在該縣建立試點,應用人工濕地法處理生活污水。試點建成并投入使用后,各試點村取得了預期的處理效果,實現生活污水基本零排放。

該項目工藝在三級過濾池之前增加了厭氧、好氧、缺氧池,形成“AAO+人工濕地”組合處理工藝。其處理污水的主要工藝流程是:污水厭氧好氧缺氧第一級人工濕地過濾(大石子)第二級人工濕地過濾(小石子)第三級人工濕地過濾(粗砂)達標排放。石泉縣農村地區與秦嶺北麓絕大多數農村地區的氣候、溫度、污染源基本一致,這一試點工程,為我們的研究理論提供了強有力的實踐支持,事實證明,在秦嶺北麓應用人工濕地法是有效可行的。

3 人工濕地法解決秦嶺北麓農村污水的配套措施

人工濕地法污水處理技術的高效實施,必須依托與之相配套的管理措施的并行應用。

3.1 建立農村人工濕地污水處理設施長效管理機制 處理設施的管理、維護,對保障污水處理效果至關重要。秦嶺北麓地區各市、縣可成立農村及分散污水治理專門委員會專門管理分散污水處理設施,負責對人工濕地處理設施的管理和維護。一是應該盡早出臺就地處理設施管理辦法,使得養護工作有法可依;二是可以通過建立管理網絡,明確管理責任,建立信息平臺,提高群眾的環保意識;三是鼓勵社會專業化組織參與到處理設施養護中來,把污水處理設施的運行管理推向社會化、專業化和市場化[12]。同時,在設施的日常養護與管理,可從以下兩方面進行:定期對設施的運行狀況進行檢查,建立資料檔案,記錄數量和運行狀況,有針對性地進行維修改造;污水處理設施可按照“誰使用,誰負責”的原則管理,職責由各村自行承擔,各村管理部門再分配給具體使用的村民。

3.2 建立農村人工濕地法處理工藝評估體系 目前在農村地區運用人工濕地工藝處理生活污水的方法尚處于發展和摸索階段,各地試驗點處理效果參差不齊。如果希望在秦嶺北麓地區成功應用人工濕地法,以達到處理生活污水的目的,應建立完善的處理工藝評估指標體系[13]。我們可以列出一些主要參數,比如,在秦嶺北麓的農村地區,所排放的生活污水多為N、P污染,我們可將N、P的去除效果列為衡量該工藝處理效果的重要參數。

3.3 優化現有工藝,提高施工質量 施工是污水處理成功與否的關鍵,必須選擇有資質的施工單位,污水排放管道的鋪設,盡量與居民的分布相適應,在滿足處理需求的前提下,盡量減少管道鋪設距離,避免管道跨河。同時,有關管理和技術部門應結合秦嶺北麓地區氣候、降雨量、排放污水特點等具體情況,給出指導性的文件。此外,行業監管部門、建設單位、監理單位也要盡到監管責任。

3.4 基于經濟價值和美學價值的推廣 選擇既具有凈化效果,又能產生經濟價值和美學價值的濕地植物,也是推廣人工濕地的有效途徑。經檢測分析水蕹菜和水芹菜莖凈化污水后仍可食用,這兩種經濟植物輪作,具有顯著的環境效益和經濟效益[14]。發達國家在人工濕地污水處理系統中引入了園林設計的理念,將治污與營造生態公園相結合,即達到凈化效果,又實現經濟和觀賞價值[15]。在秦嶺北麓農村地區可發展一些小規模的人工生態系統,如種植眼子菜、荷花等植物,以營造一定的觀賞價值,美化家園。

3.5 加大在農村地區的宣傳和培訓力度 宣傳和培訓也是在秦嶺北麓地區推廣人工濕地法污水處理技術的重要途徑。首先應建立健全工作制度,堅持開展經常性的宣傳教育活動,如定期播放視頻,開展宣講會、交流討論會等,增加農村居民對治理工作的了解和配合程度。同時,針對人工濕地推廣應用的不同階段和程度[16],開展相應的宣傳工作。可與環保局、水土保持局等相關單位合作,向群眾介紹該污水處理技術的使用方法和要點,推廣人工濕地污水處理法的應用。

4 研究結論

通過實地調研和分析論證,得出在秦嶺北麓農村地區應用人工濕地法是一種切實可行的處理農村污水的技術方法,并給出配套的管理措施:為人工濕地設施建立長效管理機制和處理效果評估體系;嚴格監督,提高施工質量;從經濟和美學價值角度出發,在更多地區進行推廣應用;加大在農村地區的宣傳和培訓力度。這些研究成果填補了農村地區水資源凈化研究的空白,為相關部門進行農村地區的水污染治理提供了參考和借鑒,具有較高的推廣價值。

本文的創新點在于,一是基于對關鍵技術因素的分析,通過試點研究,提出秦嶺北麓農村地區水資源凈化的有效可行途徑;二是借鑒國內外先進的管理經驗,因地制宜選取適合農村地區特點的污水處理工藝,制定農村污水人工濕地處理工程的配套管理辦法;三是從軟硬技術結合的角度,研究出實現農村污水無害化、資源化的有效途徑。

參考文獻:

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[13]孔赟,朱光燦,張亞平等.農村生活污水處理工藝綜合效能評估[J].東南大學學報(自然科學版),2007.

篇(5)

一、城市環境和資源的壓力 

城市規劃中的環境問題跟經濟活動和人口的密度成正比,因而,巨大的資源與環境壓力也接踵而來,加上日益加快的城市化進程,城市猛增的人口,人民日益提高的生活水平和升級的消費,都帶給了緊張的城市環境和資源更重的壓力。 

(一)大氣的污染和大氣污染物 

大氣污染物目前已知的約有100多種。主要由自然因素(如森林火災、火山爆發等)和人為因素(如工業廢氣、汽車尾氣等)引發,后者更甚,特別是工業生產和交通運輸死帶來的。城市中的空氣污染源大致來自于以下方面:1、工業:工業是導致大氣污染的重要因素。因為工業排放到大氣中的污染物性質復雜,種類繁多;2、交通運輸:尤其是城市汽車,數量多又集中性強,它所排放的污染物能對人呼吸器官直接造成很大的危害,嚴重污染城市空氣,是城市空氣的重要污染源;3、各種噴霧劑,新增了空氣中的有害成分,造成空氣污染(如各種空氣清新劑、殺蟲劑等)。城市化日漸加快,相伴相生的工業、交通運輸業也發展迅速,這些發展就導致了更多空氣污染。當污染物:大量的廢氣、粉塵、硫氧化物、碳氧化物、氮氧化物、臭氧等被排入大氣中后,空氣的質量就受到了嚴重的破環。 

(二)廢水污染 

城市水污染主要涉及如下三點: 

1、工業廢水;2、生活污水。生活排放污水的數量正在逐漸增加,有資料顯示,有一半的廢水是生活排出的;3、農業中用的化肥、農藥,通過雨水進入到到河流中后,使地表水受到污染。據相關環境部門調查,我國城鎮未經任何處理直接排入水中的污水每天至少有l億噸。全國七大水系中,一半以上的河段水已受到污染,全國不適合魚類生存水占到1/3,不能用于灌溉的占到1/4,嚴重污染的已達到了90%,有一半的城鎮水源不符合飲用標準,40%的水已不適合飲用,甚至水體污染已經成為導致南方城市總缺水量的60%—70%的罪魁禍首。 

(三)固體廢物污染 

固體廢物主要涉及到生活垃圾、一般工業固體廢物和危險廢物三種。另外,也包括農業固體廢棄物和建筑廢物。固體廢物一定要妥善處理后才能丟棄,否則就會對大氣、水體和土壤帶來嚴重污染,危害人體健康。固體污棄物具有兩重性,也就是說,在不同的時間和地點,對于不同的人而言,被廢棄的某物品有可能是廢物,但如果轉換一定條件,廢棄物也能變為資源。防治固體廢物污染就是利用廢物的這個雙重性,使固體廢物減量、無害化,并且變成資源。對于不能利用和一定會產生污染的固體廢物,一定要妥善處理。 

(四)噪聲污染 

噪聲一般可分為高、低兩種。一般而言,低強度的噪聲對人體是無害的,而且在滿足一定條件的情況下可以提高工作效率。但高強度的噪聲則會對人體有害,使人疲勞,情緒低落,甚至引發疾病。高強度噪聲,無論是對人的聽覺、視覺、智力還是神經系統、消化系統、內分泌系統、心血管系統等都有傷害。高強度噪聲主要來自工業機器、現代交通工具、高音喇叭、建筑工地以及商場、文體娛樂場所所帶來的喧鬧聲等。伴隨城市化進程的加快,噪音污染已發展為城市污染的嚴重災害之一。城市的噪聲污染主要來源于機動車數量的猛增。 

二、防治污染的舉措 

(一)大氣污染綜合整治規劃 

大氣污染的治理應當在維持現有城市的能源與交通狀況的前提下,找出危害廣,影響大的最嚴重污染物,以便能有針對性的有效治理。城市規劃的大氣污染治理方法主要有:1、合理工業布局;2、減少交通廢氣的污染;3、綠化造林 

(二)水污染綜合整治規劃 

生活污水主要是有機物的污染,工業污水主要的污染物就沒那么簡單了。雖然每個城市水污染的程度各異,但仍可普遍采取如下措施加以防治:1、提倡節約用水,對廢水進行循環再利用。實在不能用的廢水經過處理后再排入水管道中;2、劃分區域用水,在污染嚴重區域開辦廢水處理基地,嘗試多種處理方法,采用新的科學方法凈化水,嚴格杜絕未經處理的污水直接倒入江河湖海中。 

(三)固體廢物綜合整治計劃 

處理城市生活垃圾一般采取兩種方式:一種是填埋,另一種就是焚燒。雖說目前,我國填埋生活垃圾已經發展到穩步推進的階段,但實施填埋時一定要妥善處理土地資源,確保最大限度的減少填埋場的污染和浪費,變填埋氣體為資源。焚燒垃圾主要適用于可燃垃圾,東部沿海城市因其土地資源的寶貴性,就決定了焚燒處理會慢慢演變為這一地區生活垃圾處理的主要方式。 

篇(6)

    一、城市環境和資源的壓力 

    城市規劃中的環境問題跟經濟活動和人口的密度成正比,因而,巨大的資源與環境壓力也接踵而來,加上日益加快的城市化進程,城市猛增的人口,人民日益提高的生活水平和升級的消費,都帶給了緊張的城市環境和資源更重的壓力。 

    (一)大氣的污染和大氣污染物 

    大氣污染物目前已知的約有100多種。主要由自然因素(如森林火災、火山爆發等)和人為因素(如工業廢氣、汽車尾氣等)引發,后者更甚,特別是工業生產和交通運輸死帶來的。城市中的空氣污染源大致來自于以下方面:1、工業:工業是導致大氣污染的重要因素。因為工業排放到大氣中的污染物性質復雜,種類繁多;2、交通運輸:尤其是城市汽車,數量多又集中性強,它所排放的污染物能對人呼吸器官直接造成很大的危害,嚴重污染城市空氣,是城市空氣的重要污染源;3、各種噴霧劑,新增了空氣中的有害成分,造成空氣污染(如各種空氣清新劑、殺蟲劑等)。城市化日漸加快,相伴相生的工業、交通運輸業也發展迅速,這些發展就導致了更多空氣污染。當污染物:大量的廢氣、粉塵、硫氧化物、碳氧化物、氮氧化物、臭氧等被排入大氣中后,空氣的質量就受到了嚴重的破環。 

    (二)廢水污染 

    城市水污染主要涉及如下三點: 

    1、工業廢水;2、生活污水。生活排放污水的數量正在逐漸增加,有資料顯示,有一半的廢水是生活排出的;3、農業中用的化肥、農藥,通過雨水進入到到河流中后,使地表水受到污染。據相關環境部門調查,我國城鎮未經任何處理直接排入水中的污水每天至少有l億噸。全國七大水系中,一半以上的河段水已受到污染,全國不適合魚類生存水占到1/3,不能用于灌溉的占到1/4,嚴重污染的已達到了90%,有一半的城鎮水源不符合飲用標準,40%的水已不適合飲用,甚至水體污染已經成為導致南方城市總缺水量的60%—70%的罪魁禍首。 

    (三)固體廢物污染 

    固體廢物主要涉及到生活垃圾、一般工業固體廢物和危險廢物三種。另外,也包括農業固體廢棄物和建筑廢物。固體廢物一定要妥善處理后才能丟棄,否則就會對大氣、水體和土壤帶來嚴重污染,危害人體健康。固體污棄物具有兩重性,也就是說,在不同的時間和地點,對于不同的人而言,被廢棄的某物品有可能是廢物,但如果轉換一定條件,廢棄物也能變為資源。防治固體廢物污染就是利用廢物的這個雙重性,使固體廢物減量、無害化,并且變成資源。對于不能利用和一定會產生污染的固體廢物,一定要妥善處理。

    (四)噪聲污染 

    噪聲一般可分為高、低兩種。一般而言,低強度的噪聲對人體是無害的,而且在滿足一定條件的情況下可以提高工作效率。但高強度的噪聲則會對人體有害,使人疲勞,情緒低落,甚至引發疾病。高強度噪聲,無論是對人的聽覺、視覺、智力還是神經系統、消化系統、內分泌系統、心血管系統等都有傷害。高強度噪聲主要來自工業機器、現代交通工具、高音喇叭、建筑工地以及商場、文體娛樂場所所帶來的喧鬧聲等。伴隨城市化進程的加快,噪音污染已發展為城市污染的嚴重災害之一。城市的噪聲污染主要來源于機動車數量的猛增。 

    二、防治污染的舉措 

    (一)大氣污染綜合整治規劃 

    大氣污染的治理應當在維持現有城市的能源與交通狀況的前提下,找出危害廣,影響大的最嚴重污染物,以便能有針對性的有效治理。城市規劃的大氣污染治理方法主要有:1、合理工業布局;2、減少交通廢氣的污染;3、綠化造林 

    (二)水污染綜合整治規劃 

    生活污水主要是有機物的污染,工業污水主要的污染物就沒那么簡單了。雖然每個城市水污染的程度各異,但仍可普遍采取如下措施加以防治:1、提倡節約用水,對廢水進行循環再利用。實在不能用的廢水經過處理后再排入水管道中;2、劃分區域用水,在污染嚴重區域開辦廢水處理基地,嘗試多種處理方法,采用新的科學方法凈化水,嚴格杜絕未經處理的污水直接倒入江河湖海中。 

    (三)固體廢物綜合整治計劃 

    處理城市生活垃圾一般采取兩種方式:一種是填埋,另一種就是焚燒。雖說目前,我國填埋生活垃圾已經發展到穩步推進的階段,但實施填埋時一定要妥善處理土地資源,確保最大限度的減少填埋場的污染和浪費,變填埋氣體為資源。焚燒垃圾主要適用于可燃垃圾,東部沿海城市因其土地資源的寶貴性,就決定了焚燒處理會慢慢演變為這一地區生活垃圾處理的主要方式。 

篇(7)

Abstract: The Yellow River Yinchuan as the important surface water resources, provides the important guarantee and support for economic and social development of Yinchuan City, with the rapid development of social economy, production and discharge of pollution is gradually increasing, caused great pressure on the water quality of the Yellow River. According to the Yinchuan 2006-2010 segment monitoring data of the Yellow River section, was evaluated by the method of factor analysis to the Yellow River Yinchuan in Yinchuan city during 2006-2010 water, combined with comprehensive pollution index of water quality and the theory of grey system is calculated and analyzed by gray relational degree of Yinchuan section of the Yellow River water quality and development level of the city. The results show, the urbanization of Yinchuan City, the growth has largely affected the water quality of the Yellow River section of Yinchuan. By means of the grey correlation analysis method, obtains the Yinchuan social, economic factors impact on water quality of the Yellow River Lake size is in turn for the sewage emissions, total population, gross industrial output value, gross domestic product, the rate of city. Can be seen that the main factors affecting the water quality of Yinchuan section of the Yellow River is the total discharge of sewage, in the premise of realizing the pollutant discharge standards, to further increase the total pollutant control targets. Conflict, coordination between city development and city surface water environmental pollution, improve wastewater reuse rate, improve water use efficiency, reduce waste emissions, and strive to achieve win-win situation of city development and environmental protection.

Key words: the Yellow River, water quality, urban development ,Yinchuan

中圖分類號:X832

1引言

隨著我國國民經濟的快速增長,城市化階段的快速到來,城市發展所引起的各類環境問題對我國構建社會主義和諧社會的事業構成了嚴重的威脅和挑戰,已經成為影響經濟和制約社會的重大問題。我國每年因為環境污染造成的經濟損失約占GDP的3-8%,造成了相當嚴重的環境污染,對人類的生存和發展構成了嚴重的威脅。其中水質污染是最為顯著的。我國地表水污染中污水排放已達600多億噸,其中80%以上是沒有經過任何處理就直接排入水域的污水。

黃河作為我國第二大河對于區域經濟社會的發展起著重要作用,隨著黃河流域經濟的高速發展和人口的急劇膨脹,廢污水排放量與日俱增,據統計:20世紀70年代初年廢水排放量為18.5億t,80年代初為21.7億t,90年代初為32.6億t,2001年為41.35億t, [1] 2010年已達到56.6億t[2],其水質狀況隨著各個城市的發展在不斷惡化,水體功能降低,水污染形勢十分嚴峻,黃河五類、劣五類水體所占比重居高不下,因水質惡化而造成的事故時有發生[3]。國內現有的對黃河水污染的研究主要集中在水污染本身和水環境容量方面,主要在水污染來源、污染水平、污污染物結構等方面進行研究[4-6]。研究城市的社會、經濟因素與黃河水質之間的關系較為缺乏[7] [8]。本文系統的分析了銀川2006-2010年的城市發展對黃河銀川段水質的影響,通過對各個因素的分析,從中確定主要影響因素,對采取和實施有針對性的防治措施,實現經濟發展和保護黃河水資源的雙贏有著重要意義。

2研究區概況

銀川市位于黃河上游寧夏平原中部,地域范圍在北緯38°25’,東經105°51。東以黃河和明長城為界,與陶樂縣和內蒙古鄂托克前期毗鄰;西依賀蘭山,與內蒙古阿拉善盟為鄰;南接吳忠市;北連平羅縣。銀川市地形分為山地和平原兩大部分,西部、南部較高,北部、東部較低,略呈西南——東北方向傾斜,平均海拔在1010~1150米之間。銀川屬中溫帶大陸性氣候,四季分明、春遲夏短、秋早東長,晝夜溫差大,雨雪稀少,蒸發強烈,氣候干燥,風大沙多。

隨著大銀川建設,先后建成了銀川市高新技術開發區、銀川國家經濟技術開發區、賀蘭德勝工業區、銀川暖泉工業園區、興慶區科技園、永寧望遠工業區、靈武羊絨工業園、寧東重化工基地等7大工業園區。銀川市經濟技術開發區堅持以打造全區特色優勢產業和高新技術產業示范區為目標,把裝備制造業作為重要的支柱產業加快發展。2010年全市實現生產總值736.26億元。

2010年黃河寧夏段6個斷面的水質全部達到Ⅲ類良好水質,其中Ⅱ類優水質斷面占16.3%,Ⅲ類良好水質斷面占83.3%。主要污染指標高錳酸鹽指數和氨氮年均濃度分別下降28.5%和30.0%;“十一五”末與“十五”末相比,黃河寧夏段斷面達標率提高了17.5個百分點。黃河寧夏段水質狀況進一步改善,水質明顯好轉。

3 銀川市廢水污染源排放狀況

3.1工業污染源狀況

銀川市工業廢水排放的來源主要集中在造紙及紙制品業、食品加工業、化學原料及化學制品制造業、煤炭開采和洗選業、醫藥制造業、飲料制造業、石油化工等行業。工業廢水中主要污染物排放量為:化學需氧量、氨氮、石油等。廢水總量從2006年的5618.56萬噸到2010年的5894.7萬噸。銀川市政府對重點工業廢水不能穩定達標排放的企業下達了限期治理計劃。還對全市排水溝沿線重點污染源和大中型醫院展開了大規模的突擊檢查。目前,全市工業廢水達標率達到93.7%。

3.2生活污染源狀況

隨著銀川市經濟的快速發展,給銀川市的環境帶來了巨大的壓力。如人口的快速增長、機動車數量的增加、生活用水需求量加大等諸多問題,使得生活污染源的產生和潛在的影響面越來越大。銀川市人口由2006年的145萬人擴大到2010年的200萬人;生活污水排放量也持續增加,由2006年的7600.59萬噸到2010年的10523.90萬噸。銀川市城市生活污水處理總能力達到每日35萬噸,城市生活污水處理率達95%。

4 黃河銀川段的水質狀況

黃河自南向北流經銀川市境東,作為銀川市最重要的地表水源,黃河水質的好壞直接影響著銀川的城市發展和居民的生活水平。也影響著下游人民的生活水平。

4.1監測斷面及監測項目

銀川黃河監測斷面設置在黃河銀古公路橋下,共監測PH值、溶解氧、高錳酸鹽指數、生化需氧量、氨氮、鉛、汞、揮發酚、石油類9個項目,每月采樣。

4.2分析方法及數值分析

根據2006~2010年黃河銀川段監測結果[9],采用綜合評價法進行評價,根據污染分擔率和污染分擔比確定主要污染物和主要污染斷面。可知2006~2010年水質污染程度變化情況。2006年有接近三分之一項目的監測值高于Ⅲ類標準濃度值,水質狀況較差。2007年只有氨氮有部分監測值超出Ⅲ類標準濃度值,水質狀況明顯好轉。2008~2010年監測數據顯示黃河銀川段監測斷面水質已達到三類水質。5年來黃河銀川段監測斷面的綜合污染值也在逐年下降,從2006年的56下降到2010年的46.2。

綜合污染值是評價水環境質量的一種重要方法,是綜合表示水質污染情況及綜合評價水污染的指數。綜合污染值在空間上可以對比不同河段水體的水質污染程度,便于分級分類;在時間上可以表示一個河段,一個地區水質污染的總的變化趨勢。由圖1可知2006~2010年各污染項目不同的分擔率,可看出,5年來黃河銀川段水質在不斷好轉,各污染物分擔率的變化不斷趨于穩定,水質狀況在逐漸改善。

5 銀川的發展對黃河銀川段的水質的影響分析

5.1單因素影響分析

根據寧夏2006年-2010年經濟、社會因素的變化,從中選取變化明顯的具有代表性的幾個因素來進行對黃河水質的影響分析。選取因素有銀川總人口、國內生產總值、城市化率、工業生產總值、年污水排放量。

5.1.1人口變化對水質的影響

根據《銀川市環境質量報告書(2006-2010)》中黃河銀川斷面綜合污染指數結果結合銀川市人口變化進行分析。發現隨著城市的發展,人口數量不斷增加,但是由人口與水質綜合指數關系圖2可知隨著人口基數的增大,黃河銀川段的水質并沒有不斷惡化,而是污染程度有了一定的改善,逐漸趨于穩定變化。這是因為隨著經濟的增長,人們環保意識的增強,對環境治理投入的增加,污水處理設施在逐漸健全,水資源的重復利用率在不斷提高,從而使得總用水量的減少,黃河銀川段水質逐漸好轉。

圖2 2006-2010年銀川市人口與黃河銀川斷面綜合污染指數

5.1.2地區生產總值對黃河銀川段的水質影響

根據《銀川市環境質量報告書(2006-2010)》中黃河銀川斷面綜合污染指數結果結合銀川市地區生產總值進行分析。發現,2006年到2010年地區生產總值與水質綜合污染值的關系是隨著銀川經濟的發展,黃河銀川段的水質綜合污染值有所下降,并且變化相對穩定。說明銀川在發展之初為達到經濟快速發展犧牲了環境,使得環境容量急速下降。現在,隨著經濟的快速增長,經濟實力的增加,人們意識到不能只注重經濟增長而犧牲人們生存的環境,從而加大了對水污染的治理投入,加大了污水處理廠的建設,在保持經濟發展的同時保證環境質量不被繼續破壞,改善了水環境質量,增強了銀川自身的可持續發展能力。

圖3 2006-2010年銀川市地區生產總值與黃河銀川斷面綜合污染指數

5.1.3城市化率對黃河銀川段水質的影響

城市化率也叫城鎮化率,是城市化的度量指標,一般采用人口統計學指標,即城鎮人口占總人口(包括農業非農業)的比重。城市化的發展直接或間接的改變著水資源,主要表現有三方面:城市水資源短缺、城市水資源污染以及城市雨水災害。據圖4可以看出城鎮化率對水質污染也有一定的影響。隨著時間的變化,城市化率的不斷提高,經濟實力不斷增強,而黃河銀川段綜合污染指數卻在下降。主要是因為城市化進程的加快的同時,對城市污水治理的投入在加大,廢水排放量有所減少,同時用水效率提升,減少廢水排放。

圖4 2006-2010年銀川市城市化率與黃河銀川斷面綜合污染指數

5.1.4工業生產總值對黃河銀川段水質的影響

從圖5可以看出,隨著城市的發展,工業生產總值的增長,黃河銀川段的水質綜合污染值有所下降,并逐漸穩定發展。最初為了工業快速發展,經濟飛速增長,人們選擇了犧牲環境。而隨著經濟的增長,人們意識到只有在經濟與環境共發展的情況下才能夠達到城市的可持續發展。現在人們開始大力保護環境,從對環境治理的投入加大、污水處理設施的完善以及很多工業運用循環經濟的理念發展等方面治理并保護環境。從而使得工業發展的同時,環境也在改善,黃河銀川段水污染在減輕。

圖5 2006-2010年銀川市工業總產值與黃河銀川斷面綜合污染指數

5.1.5五年來污水排放量對黃河銀川段水質的影響

隨著時間的推移,銀川市全年污水排放量在不斷加大,而污水排放量的加大并未造成水質惡化,由圖6可看出二者之間的關系。污水排放量雖在增加,但同時在城市建設中對環境治理的投入也越來越大,污水處理設施在逐漸健全,污水處理率也在逐步提高,河流污染程度逐漸減小,黃河銀川段水質狀況逐漸好轉并趨于穩定。

圖6 2006-2010年銀川市污水排放量與黃河銀川斷面綜合污染指數

通過上述對各個單因素的影響分析,可以發現所有的影響因素對黃河銀川段水質的影響都在下降,水質狀況不斷好轉。標志著黃河銀川段水質污染在減輕。單因素的影響分析并不能說明黃河水質好轉就是因為各個因素的變化,而是在各個因素變化的過程中,所采取的配套措施起著重要作用,同時政府對其的管理、投入都在加大。通過單因素的影響分析,并不能確定在諸多的因素中,最主要的影響因素,所以采用灰色關聯度分析,確定對黃河銀川段水質影響最主要的因素。

5.2 各因素對水質影響的綜合分析

由上述可知城市發展對水質的影響是由多方面因素制約的,是各個因素綜合作用的結果。單因素只能片面的說明一個因素對水質的影響結果,不能全面、系統的說明和解釋城市的發展對水質的影響程度,從而無法確定治理水環境污染最有成效的因素。所以,要將城市發展的各因素對水質的影響進行綜合分析,了解各個因素對水質影響的相對大小,從而找出影響最大的那個因子進行重點治理。采取灰色關聯度分析方法。

5.2.1方法原理介紹

灰色關聯度分析是灰色系統方法體系中的重要方法之一[10],是根據曲線幾何形狀的相似程度來判斷關聯程度的。關聯度是反映這種關聯程度大小的量度,關聯度越大,說明因素間變化的勢態越相近,相互的關系也就越密切。本文把需要確定的銀川城市發展的各個社會、經濟因素對黃河銀川段水質的影響大小運用灰色關聯度分析方法。

5.2.2方法運用

為了綜合分析銀川的發展對黃河銀川段水質的影響,根據灰色關聯理論,本文決定將銀川的總人口為X1、地區生產總值為X2、城市化率為X3、工業生產總值為X4、年污水排放量為X5、黃河銀川段綜合污染值X0作為一個灰色系統。各項指標的具體數值見下表1。

表1各因子2006年到2010年基本數值

由于擱置表的量綱不一樣,需要對原始數據進行無量綱化處理。按初值化的處理,將原始數值初值化。公式,Xi(k)為各因素的原始數值,Si為同一因素的標準差,Xi(k)′為原始數據初值化后的結果,k表示年份,i表示影響因素。原始數據初值化后的結果見表2。

表2 原始數據初值化后的結果

因素數列與目標數列的絕對差值的計算結果見表3,公式:Xi=Xi-X0

表3因素數列與目標數列的絕對差值

由上表可知,最小絕對差值m=0.0706,最大絕對差值=101.9586。由£公式(P為分辨率,P值此處取0.5)。計算可得X0對應與Xi各因素的關聯系數見下表4

公式為:

表4 X0與各因素的關聯系數

計算關聯度:分別求出因素數列Xi對目標數列X0的關聯度,并按其大小排列關聯順序見表5。

表5 因素數列與目標數列的關聯度

由關聯度結果可知,所選取的各因素與黃河水質的關聯度大小順序為:年污水排放量>工業生產總值>總人口>地區生產總值>城市化率。根據關聯度分析原理,關聯度大的數列與目標數列關系最密切,關聯度小的數列與目標數列關系較遠,從上述結果可知,年污水排放量、工業生產總值、總人口和地區生產總值對黃河銀川段水質的影響較大,關系較密切。雖然上述單項比較顯示黃河水質在逐漸改善,但是在各類因素中那類因素對黃河水質的影響最大。分析發現年污水排放量與黃河水質的關聯度最大,也就是說明其對黃河水質的影響最大。銀川的發展對黃河銀川段水質的影響主要是城市污水排入黃河造成的,而全年供水總量和年污水排放量下降,污水處理能力提高,必然直接減少銀川排入黃河的污染物數量,從而使水質得到改善。

根據分析結果顯示可以初步認為,黃河銀川段水質的調控,要充分考慮年污水排放量。在年污水排放量的控制上,要進一步減少污水排放量,一是要調整產業結構,增加企業水資源的利用效率,從源頭上減少廢水的排放量,二是增加污水的處理效率,增加處理后污水的利用能力,進一步減少污水的排放量。在達標排放的前提下要充分開展總量控制。

6結論

(1)在2006~2010年期間,銀川向黃河排放的廢水主要可分為工業廢水和生活污水,總體來講工業廢水排放量的污染程度隨時間有逐漸下降的趨勢,生活污水的排放量雖然不斷增加,但處理率不斷很高,處理后水質做到了達標排放。

(2)2006~2010年期間,黃河銀川段水體基本污染物為:高錳酸鹽指數、氨氮、生化需氧量、石油類、揮發酚。其綜合污染值有所下降,水質污染狀況有所好轉,污染程度在減輕。

(3)黃河銀川段總體污染變化趨勢:2006年污染較重,綜合污染數值為56,逐年降低,到2010年綜合污染值為46。而且變化較穩定,2006年黃河銀川段水質質量未達到國家地表水三類標準,而到2010年,黃河銀川段水質質量全部達到國家地表水三類標準。

(4)隨著時間的推移,銀川市的經濟、社會、人口等方面主要發生了變化:人口數量逐年增加、工業生產總值不斷增長、城市化率提高、水污染治理率不斷提高等。這些變化使得黃河銀川段水質的綜合污染值有所下降,水質狀況有所改善,并變化相對穩定。

通過上述對銀川市城市化水平與黃河銀川段水質的關系研究可以發現,在城市化發展的過程中,城市經濟水平的發展是推進城市化發展的直接動力,同時也是影響黃河銀川段水質的最主要因素。在銀川城市經濟水平發展中,工業生產總值、地區生產總值、人口的載荷較大,這對促進城市現代化水平發展有積極作用,但同時也是造成黃河水環境壓力的主要因素之一。因此,應該高度重視銀川市經濟增長過程中的環境問題,減少污染,實現城市發展與環保的雙贏。

參考文獻

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篇(8)

論文要:本文闡述了生態工程的定義及原理,重點介紹了污水處理技術的要點和意義。

1生態工程介紹

1.1生態工程

生態工程以復雜的社會——經濟——自然復合生態系統為對象,遵循應用生態系統中物種共生、物質再生循環及結構與功能協調等原則,以整體調控為手段,以人與自然的協調關系為基礎,以高效和諧為方向,為人類社會及自然環境雙受益和資源環境可持續發展設計的具有物質多層分級利用、良性循環的生產工藝體系。以期同步取得生態環境效益、經濟效益和社會效益[1]。

1.2生態工程原理

生態工程涉及生態學、生物學、工程學、環境科學、經濟和社會等領域,原理眾多。我國學者(馬世駿1986、顏京松1986、Ma&Yan1989,Yanetal1992)在系統生態學理論的基礎上,對生態工程的原理作了精辟論述和提煉。把生態工程原理總結為整體、協調、自生、再生循環等基本原理。孫鐵珩,周啟星等[2]提出污水生態工程是指運用生態學原理,采用工程學手段,把污水有控制地投配到土地上,利用土壤-植物-微生物復合系統的物理、化學等特征對污水中的水、肥資源加以回收利用,對污水中可降解污染物進行凈化的工藝技術,是污水治理與水資源利用相結合的方法。

2主要生態工程污水處理技術

2.1污水土地處理系統

污水土地處理系統是一種污水處理的生態工程技術,其原理是通過農田、林地、葦地等土壤--植物系統的生物、化學、物理等固定與降解,對污水中的污染物實現凈化并對污水及氮、磷等資源加以利用[3]。根據處理目標、處理對象的不同,將污水土地處理系統分為慢速滲濾(SR)、快速滲濾(RI)、地表漫流(OF)、濕地處理(WL)和地下滲濾(UG)五種主要工藝類型[4]。

土地處理系統造價低,處理效果佳,其工程造價及運行費用僅為傳統工藝的10%~50%。其中污水濕地生態處理系統又稱人工濕地,目前研究最為深入、應用最廣泛。通過人工濕地生態工程進行水污染控制不僅可以使污水中的水得以再生利用,還能使污水中的有機物、N、P、K等營養物得到利用。整個系統呈自然式良性循環,構成了具有自適應、自凈化能力的水陸生態系統。該系統管理簡單,穩定后幾乎不需要人的參與,物耗、能耗低,效率高。生態系統中的植物群體不需要另行施肥與灌溉,還兼有美化環境的功能,這種生態凈化方法實現了水環境可持續發展[5]。

以人工濕地處理系統為例,土地生態處理系統對污水的凈化機理如下:系統中的填料(介質)具有巨大的比表面積,易形成生物膜,污水流經顆粒表面時,其中的污染物質通過沉淀、過濾、吸附作用被截留[6]。

2.2污水生態塘處理系統

生態塘系統是以太陽能為初始能源,通過在塘中種植水生作物,進行水產和水禽養殖,建立人工生態系統,,通過天然的生化自凈作用,在自然條件下完成污水的生物處理[7]。有機物質在生態塘處理系統中得到降解,釋放出的營養物進入了復雜的食物鏈中,產生的水生作物、水產都可以被收獲。生態塘處理系統能夠有效地處理生活污水及一些有機工業廢水,對有機物和病原體有很好的去除效果,具有投資少、運行費用低、運行管理簡單的優點。但該系統占地面積大、易出現短流、溫度較高時易散發臭氣和孳生蚊蟲、對氮磷的去除效果不穩定。近年來,我國生態塘污水處理工藝研究側重在兩個方面[8]:篩選、培育高效水生凈化植物;組合曝氣、水生植物、水產養殖多個生物處理單元的綜合功能,營建生化一體化水生動植物復合生態體系,是污水處理與資源利用的完美結合,構建了一個完整的生態系統和良好的內部良性循環系統。

2.3蚯蚓微生物濾池系統

蚯蚓生態濾池是濾床中建立的人工生態系統,由濾床填料、蚯蚓及布水系統等組成。系統利用蚯蚓和微生物的協同作用對污水中含有的各種形態污染物質進行處理和轉化。蚯蚓可對污水和污泥進行吸收和分解,清掃濾床,防止堵塞[9]。蚯蚓糞便可以濾除污染物,提高處理效率。蚯蚓的存在可作為家禽飼料。污水中的生物膜污泥微生物通過食物鏈最終被有效地轉化為蚯蚓的增長及其排泄物,而蚯蚓的機體及其排泄物又可成為他微生物的分解利用對象,從而進行新一輪的生態循環。

3生態污水新型處理技術

如利用土壤毛細管浸潤擴散原理,研制成功的地下毛細滲濾系統(theundergroundcapillaryseepagesystem,UCSS)[11]。地下毛細滲濾系統(UCSS)的中心部分是地下毛細滲濾槽,它通過土壤過濾和微生物降解來去除污水中的污染物。在一定程度上解決了常規土地凈化污水處理系統占地面積和運行費用問題,還可回收污水和營養物質(包括氮、磷和鉀)用于植物生長。

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安排在第七學期末開始的畢業設計(論文)是環境工程專業實現培養目標的一個重要的實踐教學環節,是對學生所學理論和技能的綜合運用和檢驗,也是保證本科教學質量的最后一道防線。畢業設計(論文)輔導環節對學生的要求主要體現在三個方面:1.鞏固與擴展所學的基本理論和專業知識,培養提高學生綜合應用所學知識、獨立分析、解決本學科領域的實際問題和初步進行科學研究的能力;2.培養學生樹立正確的設計和研究觀念,發揚理論聯系實際的工作傳統;3.使學生在方案設計、材料調查與搜集、工程繪圖、理論計算、實驗研究、數據處理、外文閱讀、使用計算機、查閱文獻、經濟分析、工具書的使用、文字表達等基本技能方面得到進一步的訓練和提高。鑒于畢業設計階段對于本科生培養的特殊重要性,本文就農業院校環境工程專業本科畢業設計設置安排存在的問題和解決的途徑提出一些個人的看法,希望能為我校環境工程新專業的建設提供一些可供參考本文由收集整理的建議。

和理工科類院校不同,農業院校的環境類專業一般都源于土壤學、生物化學、生態學等學科,其本科課程設置主要是幫助學生形成以土壤、農業化學和農業生態資源等專業的知識體系。因此,農業院校環境工程專業在畢業論文(設計)任務書的安排上,也應與一般的工科院校有所不同。從目前來看,農業院校環境工程專業的畢業論文(設計)主要存在以下幾個問題:

1.本科畢業論文(設計)任務書的設置比較單一,重實驗輕設計。很多農業院校的環境專業本科生畢業只有畢業論文可做,而無畢業設計的內容供學生選擇。由于農業院校環境工程專業一般建設較晚,在師資、課程體系、實踐環節方面和工科院校相比都有一定差距。在工程設計及應用的教學、科研方面,農業院校環境類專業的基礎顯得更加薄弱。因此,目前很多農業院校的環境工程專業的師資力量尚難以開展對學生進行畢業工程設計的指導;同時,由于學生們受專業課程設置所限,他們的工程思維和設計能力與工科學生相比都有較大差距,因此很多學生也不愿意選擇他們感覺更為吃力的畢業設計工作。然而,目前環境工程本科生就業的去向主要還是與環保工程設計、施工、運行等相關的公司和企業,而諸如環境管理部門、環境監測站等事業單位現在大多都呈人才飽和狀態,可接受的本科畢業生非常有限。由于農業院校環境工程專業畢業生在工程設計能力方面的弱勢,在就業時與工科院校同類專業的畢業生競爭時就處于明顯的劣勢。因此,有必要通過畢業設計來加強農業院校環境工程專業學生的工程思維和設計能力,使他們能夠具有環境工程專業畢業生所需要的基本工程設計基礎和能力,從而在一定程度上扭轉我校該專業畢業生就業時面臨的不利局面。

2.本科畢業論文(設計)任務書的設置未能充分突出農業院校的特色,尚未充分體現農業院校學生現有知識體系的優勢。與工科院校相比,農業院校的環境工程專業在專業的歷史沿革、學科組成和行業特性上都有自身的特殊性。因此,為了提高農業院校環境工程專業人才的競爭力,需要在畢業論文(設計)這一人才培養的關鍵環節上充分體現農業院校的特色與優勢。農業院校的環境工程人才培養模式不能照搬工科大學的方法,而應走有生態特色的辦學之路,培養出可投身于農村環境污染防護的人才。農業院校一般都具有生物、生態學科的優勢地位,畢業生相對于工科院校的學生具有更扎實的生態學知識。此外,當前環境工程畢業生就業的一個重要方向是環境影響評價咨詢工作,生態環境影響評價又在其中占據主要地位。因此,可以考慮讓一部分學生在完成畢業論文(設計)時從事生態環境評價的工作。這樣一來可以發揮農業院校學生生態學基礎扎實、生態知識結構較全面的優勢,提高畢業論文(設計)的質量,二來可以提高學生的社會競爭力并適應市場需要,為從事生態環境評價特別是農村地區環境評價的單位輸送可用人才。

3.畢業論文(設計)立題與實際聯系還不夠緊密,約束性題目難以調動學生的創新熱情。由于教師設計的畢業論文(設計)題目未能全部追逐科技前沿或來自于實際的工程項目,部分題目陳舊甚至經年不變,擺在學生面前的是一些舊知識舊問題,使得設計成果沒有實用價值和科學意義。這在一方面打擊了某些學生在完成畢業論文(設計)的熱情和積極性,也使得某些本來就對畢業設計(論文)重要性認識不足的同學更加放松了對自己的要求,對工作應付了事。

為提高農業院校環境工程專業本科生的畢業論文(設計)的完成質量,進一步加強農業環境類專業學生的市場競爭力,在畢業論文(設計)的設置和指導上可以考慮以下的一些改進措施:

1.加入一些和農村環境保護治理相關的設計類題目。

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由于目前工科院校的環境工程大多是在給水排水專業的基礎上發展而來,因此,工科院校的環境工程專業在畢業設計的內容上受給水排水專業的影響較大。在水污染控制方面主要為排水管網和城市污水處理廠的設計。農業院校如果照搬工科院校的設計內容,由于專業基礎所限,無法與之進行有力的競爭。因此,應在設計內容上著眼于和農村地區和農業環境相關的工程。如目前農村受污染地下水的治理和農村污水的處理都是國家十二五規劃的重要內容,相關的工程也建設了不少。可以設定一些如農村小型給水站或分散性生活污水處理站的課題。在處理工藝選擇上,由于農村地區的特殊條件,一般應選擇操作較簡單且成本較低的常規處理工藝,這樣更符合農村地區的實際需要。比如用吸附工藝處理污染地下水,或用人工濕地處理畜禽類廢水,都是可行的設計題目。學生經過這些設計工作的鍛煉,將有助于他們在畢業后從事農村環保治理的相關工作,不僅提高學生的就業率,也可為農村環境的治理培養可用人才。為達到這一培養目標,學校在青年教師的引進和培養上也要考慮有工程背景的環境工程專業人才,同時可以通過幫助青年教師去設計類單位進行工程實踐等措施,提高他們的工程素養和設計能力,從而達到輔導學生的要求。

2.在本科生畢業設計(論文)工作中體現資源與環境的緊密結合,設置適量的生態環境影響評價的題目。工科院校的環境專業一般更側重于各種污染治理技術工藝的開發與研究,對環境與資源的重視不足。農業院校則注重于從宏觀側面上分析環境與資源的關系,將自身對土壤學、氣象學和生態學等學科的研究優勢體現在資源和環境管理方面。為進一步體現農業環境院校學生在這方面的特點,有必要在畢業設計時通過設置合適的環境影響評價的課題來提高學生的相關能力。另一方面,環境影響評價咨詢工作在當前對環境工程本科畢業生來說是一個重要的就業方向,其中主要的一個部分就是生態環境影響評價。和做工作設計不同,由于農業院校學生在生態學方面有較扎實的基礎,因此和工科院校學生相比并不遜色,甚至某些方面他們做的比工科院校的學生要更加深入,相關的知識結構也更加全面。為本科生畢業設計設置適當的環境影響評價課題,不僅發揮了農業院校學生在生態環境評價方面的一些優勢,也可為學生的就業提供有效的幫助。當然,這同樣也對學校的師資力量提出了更高的要求。不僅在課程設置上需要加入環境影響評價的課程,對青年教師的引進和培養,也要做好相關的準備工作。一個可取的方法是鼓勵青年教師考取國家的環境影響評價注冊工程師,通過提高教師隊伍的素質來保障本科生培養的質量。

3.將畢業論文與教師主持的科研項目或課題聯系起來,培養學生的科研素養。環境工程專業由于本科就業的壓力較大,相當一部分的學生選擇畢業

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論文摘要:文章探討了我國城市飲用水水源存在的問題,提出了飲用水水源的保護對策。

城市是人類社會政治、經濟、文化、科學教育的中心。經濟活動和人口高度密集,面臨巨大的資源與環境壓力。隨著經濟的發展,城市化水平不斷提高。飲用水是城市生存環境的基礎和命脈。毋庸置疑,飲用水將成為21世紀我國最突出的城市問題。我們要從戰略高度審視這一問題,立足全局謀劃發展,樹立城市科學發展觀,實現飲用水資源可持續利用。

一、飲用水供水現狀

城市作為經濟和生活中心,污水排放量大,加之我國城市的污水處理水平普遍不高,城市水環境面臨的形勢十分嚴峻,流經城市的河段今90%受到污染,城市內水湖水質較差。同時我國城市中有近2/3的城市供水不足,1/6的城市嚴重缺水。2004年全國總用水量5548億m3,其中生活用水只占11.7%,與2003年比較,生活用水增加20億m3來看,照這樣下去,飲用水根本滿足不了人民群眾日益增長的生活需求。水環境污染加劇了飲用水水源危機。由于水質污染,導致水傳染病觸目驚心,在全國187個城市中,水質穩定的有96個,地下水污染減輕的有39個,污染加重的有53個。全國約有50種疾病與飲用水水源污染直接相關,惡性腫瘤、肝炎的發病率不斷增高,弱智兒童數量呈上升趨勢。再加上城市水體供水基礎建設陳舊和管理不善,造成水資源的嚴重浪費。

(一)水資源嚴重短缺

我國人均水資源占有量盡為世界人均占有量的1/4。據統計,我國城市日缺水量達1600萬立方米。經常鬧水荒的城市,每日高峰供水保證率僅在65%-70%。沈陽有60%的樓房三層以上缺水。調峰供水的用戶達20萬戶,占全市供水人口的30%;鞍山市定時和調蜂供水面積已占全市供水面積的87.5;西安市平均日缺水量達40萬3。長春市日需水量76萬m3,現日供水量50萬m3,缺口26萬m3,不得不向世界銀行貸款,引松花江水解決供水不足問題。我國還是城市化進程發展較快的國家,隨著城市人口的劇增,特別是人民生活水平的提高,城市供水資源短缺已經成為制約城市發展、影響人民正常生活的一個嚴峻問題。

(二)地下水超采態勢嚴峻

由于地表水污染,而城市工業、公共衛生、生活用水量又日益增加,致使地下水的開采規模和強度不斷增大。2004年,21個省級行政區對地下水位降落漏斗(以下簡稱漏斗)不完全調查,共統計漏斗76個(淺層漏斗和深層承壓漏斗各38個),漏斗總面積7.2萬km3。2004年末與年初相比,淺層漏斗面積擴大的有23個,中心水位下降的有21個;深層漏斗面積擴大的有16個,中心水位下降的有27個。而2005年,全國地下水降落漏斗188個,漏斗總面積擴大的有65個,尤其是滄州一德州—衡水地區,深層地下水降落漏斗面積繼續擴大,深度加深,滄州第Ⅲ承壓含水層降落漏斗擴大了2089km3,最大水位埋深達101m。地下水超采導致地面沉降和地裂,造成地面塌陷、房屋倒塌、路基被毀等。由于地下水超采導致地下水位下降,引起地表水入滲增強,污染物隨之下移,污染地下水。

(三)自來水浪費嚴重

我國北方城市因供水基礎設施陳舊、老化,加之惡劣的冷凍氣候條件,管道設施漏水現象十分普遍。特別是在城市供水中,直接或間接用于飲用的部分只有5%~10%。絕大部分自來水用于工業、消防、建筑、市政及居民生活雜用上。而自來水廠不管用水要求的不同,一律采用飲用水標準來衡量出水水質,不僅增加了自來水加工處理的成本,而對沒有必要達到飲用水標準的用戶來說又是一種極大的浪費。在水源污染越來越嚴重的今天,飲用水處理的難度越來越大,成本也會越來越高。為了有效降低生活成本,提高生活飲用水的安全可靠性,分質供水已經勢在必行。

二、水源地污染物質的來源分析

水環境污染的污染源通常分為點源和非點源(面源)兩類,而水源地污染主要是非點源污染。長期以來,我國環境保護的重點主要放在企業排放污染物的末端治理上,對非點源污染尚沒有引起足夠的重視。由于非點源污染具有受水文循環過程影響和支配的隨機性、污染物來源排放點不固定和排放具有間歇性以及污染負荷的時間變化和空間變化幅度大等特點,致使對其監測、控制和處理困難而復雜。

(一)暴雨徑流的地表淋溶和侵蝕

暴雨徑流是坡面地表侵蝕過程的動力因素,也是土壤顆粒和農用化學物質向外遷移的物質載體。當降雨強度超過土壤入滲能力時,就會產生坡面徑流。影響坡面徑流大小的主要因素是降雨、地形、土壤和植被覆蓋等。我國是世界上水土流失最嚴重的國家之一,水土流失面積達356萬km2,有1/3的土地受到水土流失的危害,每年流失的N、P、K養分相當于4000多萬噸化肥。

(二)農用化學制品的流失

隨著人口的不斷增長,人們對土地產品在數量上的要求愈來愈高。在我國農業土地資源的開發已接近超強度的情況下,增加農用化學制品的施用量就成為提高土地產出水平的重要途徑。農業以水為本。城市水源地上游通常是主要的農業耕作區。農藥、化肥施用量的增加,勢必提高土壤中人工化學物質的含量。特別是農業的粗放管理,更導致農業化學品利用率的降低,造成湖泊、水庫富營養化。

(三)中小企業污染物質的非達標排放

改革開放以來,中小企業發展迅速。其工業產值占全國工業總產值的比重逐漸增加。鄉鎮企業規模小(尤其在北方)。技術水平低、環保措施不到位,執行環境影響評價制度的企業少,加上鄉鎮企業設備簡陋、資源浪費嚴重,造成污染物排放數量大、污染治理達標率低。由于鄉鎮企業(包括個體采礦點)污染類型復雜,從城市到農村、由于鄉鎮企業(包括個體采礦點)污染類型復雜,從城市到農村、由點到面,增加環境治理難度,加大了非點源污染的負荷。

(四)人工合成化學物質的遷移循環

人類為了文明的需要,通過各種生產活動人工合成數以千計的有毒、有害物質。這些有機化合物通過原材料處理、生產和加工及產品使用等多種擴散途徑最終進入地表水環境。由于有機污染物種類多、毒性大、難降解等原因,國際上比較重視。我國于20世紀80年代曾對松花江水第26個取樣點進行監測,檢出有機污染物152種,其中屬于美國環境局首要污染物的有32種,占21%;有致癌、致突變性的有14種,占9%,足以反映我國北方河流有機物污染的狀況。目前,自來水中已發現有2000多種有機物,其中致癌、促癌物質約占2.7%,致突變物質約占2.5%。硝酸鹽是自來水中最常檢出的污染物之一,攝入過量的硝酸鹽可導致嬰兒的高鐵血紅蛋白癥。硝酸鹽和亞硝酸鹽轉化為亞硝胺,則對人體具有致癌、致突變和致畸的作用。

(五)城鄉生活污水的排放

限于經濟發展水平,我國小城鎮和廣大鄉村都還缺乏排水設施,大量的生活污水漫流排放后隨地表徑流進入水體,有機污染十分嚴重。氮濃度高可能與畜、禽糞便污染有關,磷濃度高則主要是洗滌劑的使用所引起的。洗滌廢水的排放增加了磷的負荷,對湖泊富營養化進程將會起到重要作用。

三、保護對策

(一)加強飲用水水源保護研究

長期以來,我國環境保護的重點防在點源的治理上,對水源地非點源污染的危害性認識不足,當前必須轉變觀念,加強水源地非點源污染研究,加強對地表飲用水源污染調查方法、污染負荷定量計算方面工作,研討可行性較高、適用性較強的方法,建立適合我國特點的適應性強、精度高、理論性好的非點源污染符合定量計算模型,提出具有我國特色的水源地污染防治的對策和方法。要堅持科學治水,遵循自然規律,促進水資源的可持續利用。要堅持全面規劃、統籌兼顧、標本兼治、綜合治理的基本方針,合理配置水資源,統籌流域、區域和城鄉的水利發展,統籌安排好生活、生產和生態用水。要堅持節約保護水資源的原則,加強節水和水污染防治,提高水資源的利用效率。

(二)健全法律法規管理體系

建立健全法規系統和強有力的執法監督。要進一步加強水源保護的各項法規、條例的建設,使水源保護真正做到有法可依,有章可循。在管理體系上,要克服分頭管理、條塊分割現象,處理好統一監督管理與協同監督管理的關系。在目前我國經濟技術實力還難以全面控制水污染的情況下,更有必要對涉及人民生命健康的生活飲用水源采取嚴格措施加強管理。

(三)充分發揮高科技作用

要利用知識創新工程改革舊的農業耕作方式,建立生態農林體系。充分利用濕地等土地處理系統削減氮、磷入江、入湖量,用“綠色肥料”替代部分化肥,實施測土施肥,提高化肥的利用率。廣泛施用高效、低毒、低殘留農藥和選擇性強、效益高的生物農藥。植樹種草,涵養水源;合理灌溉,防止水土流失。運用計算機模擬污染物遷移規律,建立環境管理信息系統,準確進行水質控制和預測。利用遙感信息、地理信息系統為水源保護區的劃分、水源保護的適時決策提供優質服務。應用先進的生物遺傳技術,構建具有特殊降解基因的菌株,去除水中有毒、有害有機物。

(四)加大水源保護的宣傳力度

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中圖分類號:X52 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2017)03-0446-04

DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2017.03.012

Prediction of Water Pollution in Chongqing Based on the

Grey Prediction Model and Curve Fitting

CHEN Min-min

(School of Business, Hohai University, Nanjing 211100, China)

Abstract: To effectively control water pollution in Chongqing, based on the proportion of cod and ammonia in the wastewater of Chongqing in 2003-2013,the change trend of water pollution situation in Chongqing in 2020 was predicted by SPSS curve fitting, the linear regression method and Matlab programming grey prediction model. The results showed that through precision test,grey forecasting precision was between 0.026% to 2.685%. The proportion of cod in municipal wastewater in Chongqing was linear or exponential decline, while the proportion of ammonia nitrogen was rising in a fluctuant way or exponential rise. We should curb the rising proportion of ammonia nitrogen in wastewater, and further maintain the proportion of cod decline from aspects of industrial sources, urban life, agricultural sources, reservoir sources and so on.

Key words: grey prediction model; curve fitting; the water pollution situation; Chongqing city

水是人賴以生存和發展的物質基礎,隨著經濟、社會的飛速發展,人類對水資源的需求越來越大,但中國水污染問題卻日益嚴峻。中國水體污染源主要來自兩方面:一是工業發展超標排放的工業廢水;二是城市化進程中由于城市污水排放而集中處理設施嚴重缺乏,大量生活污水未經處理直接進入水體[1]。一直以來,水污染的防治與預測就是學者們研究的重點,水污染防治是中國水環境保護的主戰場。從“九五”開始,中國逐步建立了一套較為成熟的水污染防治工作機制[2]。朱建華等[3]綜合運用了3種計量方法預測中國水污染防治投資狀況;王秀娜等[4]選取二次移動平均法,以水污染排放量為基礎預測了蘭州市水污染特征。已有研究成果多探討水污染與經濟發展的關系,且水污染指標為廢水排放總量、水感官指標、毒理學監測指標等。本研究將在已有研究的基礎上,選取四大污染物中表示水污染程度的廢水中化學需氧量比例、氨氮量比例2個指標,運用Matlab程序實現灰色模型預測,進行重慶市水污染狀況的研究及預測。

1 研究區概況

重慶市位于中國內陸西南部、長江上游地區,地跨東經105°11′-110°11′、北緯28°10′-32°13′之間的青藏高原與長江中下游平原的過渡地帶。重慶市經濟發展迅速,2014年實現地區生產總值14 265.40億元,比上年增長10.9%。近年來,由于環境保護基礎薄弱,重慶三峽庫區面臨比較嚴重的水污染問題。高速發展的經濟對滿足產業和居民生活用水需求提出了挑戰。2016年重慶市政府工作報告表明,“十二五”規劃以來,在推進生態文明建設、城鄉環境質量上大幅改善,累計完成生態環境保護投入1 411億元人民幣,水污染治理投資也自2007年來穩步增長,水環境污染問題已得到較大改善。經國家核定,2015年重慶市化學需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物排放量比2014年分別下降了1.71%、2.39%、5.91%、9.66%,比2010年分別下降了10.87%、10.50%、18.56%、16.09%,超額完成了“十二五”及年度減排目標任務。在未來,合理預測水環境污染狀況、更好地處理經濟高速發展和水環境污染控制之間的關系尤為重要。

2 數據來源與研究方法

2.1 灰色系統GM(1,1)模型

3.2.2 利用Matlab建立灰色預測模型 運用Matlab 7.0軟件編寫代碼實現灰色預測模型對數據的擬合,程序結果顯示a=0.026,b=0.951,代入 x(k+1)=[x(0)(1-b/a)]esp(-ak)+(b/a),k=1,2,…,n,得最終預測模型為:

x(1)[(T-2002)+1]=-72.294e-0.026(T-2002)+72.491

根據預測值的計算公式:x(0)(k+1)=x(1)(k+1)- x(1)(k),k=1,2,…,n,代入數據得模型預測值結果及殘差檢驗結果,模型最大殘差比值為2.685%

3.3 氨氮量預測

3.3.1 利用SPSS進行曲線擬合 選取線性、二次、三次和指數函數對氨氮量在廢水中的比例進行擬合,結果見表3。

經研究分析,二次擬合函數的最高點是2012年的1.708%,之后開始減少,這與被剔除的2012及2013年實際值2.204%、2.348%不符。而三次函檔男翁如圖1所示,為具有2個極值點、1個零點、且波動較小的圖像,2010年后為上升狀態,這與被剔除的2011-2013年數據的動態變化趨勢相符,故氨氮量SPSS曲線預測選取三次函數。函數表達式為:NO/RA=1.293+0.107(T-2002)-0.015(T-2002)2+0.001(T-2002)3。

其中,RA表示重慶市廢水排放總量;NO表示廢水中氨氮量;T表示具體年份。

3.3.2 利用Matlab建立灰色預測模型 建立GM(1,1)模型,建模方法同化學需氧量。a=-0.019,b=1.437,精度檢測結果最大預測誤差為2.401%

x(1)[(T-2002)+1]=76.058e-0.019(T-2002)-74.691

3.4 預測結果

根據由曲線擬合及GM(1,1)預測所得的化學需氧量/廢水總排放量、氨氮量/廢水總排放量結果,得2003-2020年重慶市化學需氧量/廢水總排放量、氨氮量/廢水總排放量實際值和模型預測值(表4)。

4 小結與討論

由前文分析知,重慶市化學需氧量/廢水總排放量分別呈線性和指數下降,兩種方法所預測數據偏差在合理范圍內,且GM(1,1)模型預測結果的降速減緩。預測結果顯示,到2020年,重慶市化學需氧量/廢水總排放量下降到1.2%以下;氨氮量/廢水總排放量分別呈曲線上升及指數上升形態,依據曲線擬合及GM(1,1)預測結果,預計到2020年,將分別比2003年增加52.38%和49.89%。近年來,重慶市加大了對生態環境保護的投資,在水污染治理方面也取得了重大進步,廢水中兩大排放物之一的化學需氧量得到了相應的重視和控制,但對人體有嚴重危害的氨氮量占廢水總量的比例卻有波動上升的趨勢,鑒于此,重慶市環保部門應從以下方面采取相應措施,加大對氨氮量控制的同時,勿忽視化學需氧量減少趨勢的保持。

1)工業源水污染防治。深化工業污染源專項整治工作,整改重點問題工業企業。集中處理建成工業園區和組團工業廢水設施,建設工業園區和工業廢水集中處理設施,加大處理規模。環保搬遷主城重污染企業,強制性審核工業企業清潔生產。同時,對主要污染工業企業要做好監督工作,推進污染源環境監管信息公開,包括國家重點控制污染源監督性監測信息公開,以及推進企業自行監測信息公開,依法公開建設項目環評審批信息。

2)農業源水污染防治。編制并實施畜禽養殖污染防治規劃,開展畜禽養殖污染防治專項督查,關閉或搬遷禁養區內養殖場,整改污染治理設施工程。

3)城鎮生活源水污染防治。調整產業結構,“一控雙達標”,興建大量污水處理廠和垃圾處理場,節能減排。2015年,重慶市城市、城鎮生活污水處理率分別達91%、78%,未來還需繼續提升污水處理效率。同時要加強集中式飲用水源保護,專項整治集中式飲用水源地保護區內船舶、排污口等污染源,完成主城區城市集中式水源地環境狀況評估和重點區域地下水環境狀況評估。

4)庫區水污染防治。2007-2012年,重慶市水利總投資將超過400億元,開工水庫數量占到全國總數的40%左右。隨著水電站的修建和運營,庫區水污染防治形勢較為嚴峻,一是水庫蓄水后水文形勢發生了顯著變化,庫區水環境變得更為脆弱;二是部分廢污水處理設施運行效率不高,因此必須繼續加大庫區水污染防治力度[9]。同時,由于水庫污染負荷主要來源于上游,上游水污染防治仍然不能疏忽。

參考文獻:

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