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1、三峡库区水污染防治工程建设问题的探讨沈晓鲤蔡俊雄 ( 湖北省环境科学研究院武汉4 3 0 0 7 2 )l 三峡库区河流污染概况长江干流的湖北省境内除武汉、宜昌等大城市江段外( I l l 类) 水体功能定为I I 类，根据湖北省环境质量报告书( 一九九六二O O O 年度) ，“九五”期间长江干流的水质超标率较高，出现I I I 类水质，包括三峡库尾所在的现干流江段( 三斗坪断面) 。支流污染一般较干流重，如流经湖北省宝康、神农架林区、兴山、秭归的香溪河和秭归的茅坪河，水质超标严重，监测数据反映B O D 、高锰酸盐指数是主要污染指标。反映三峡库区河流污染状况时应该说明的是，原国家环境监测规
2、范对河漉水质监测规定，未将总磷、总氮这些敏感的富营养化因子列入，故三峡库区河流的磷、氮污染有待进一步调查。但近年对香溪河的水质调查已发现总磷浓度偏高( 按G B 3 8 3 8 2 0 0 2 在V 类) ，这与湖北省宜昌地区普遍发展的磷矿开采、加工业不无关系。随着三峡水库的形成，长江干流三峡段成为河道型水库，入库次级河流流速减缓，水文情势总体向不利于污染物自净的趋势发展、营养物易于积累，出现富营养化。这种现象可能导致己在汉江下游河口段发生多次的水华。另外，在三峡库区下游的长江葛洲坝江段以及入库的支流黄柏河，在葛洲坝建成后十多年至今的水质恶化的事实使人们有理由担忧三峡水库以及库区河流的污染发展
3、与水体富营养化，为了确保2 0 0 3 年三峡水库蓄水发电后的水质安全，急需加快整个库区及上游的水污染防治和生态保护步伐，国家环保总局牵头编制了三峡库区及其上游水污染防治规划( 2 0 0 1年2 0 1 0 年) ( 国务院已审批) 规划范围包括了除三峡库区( 重庆市、湖北省宜昌市，水库淹没涉及湖北省的夷陵( 宜昌市) 、秭归、兴山、巴东和重庆市的巫山等的1 5 个县市) 外的岷沱江、金沙江、嘉陵江、乌 工匹大流域汇水区，涉及四川、贵州、云南三省。规划的县标要求到2 0 0 5 年，三峡库区及其上游的主要控制断面水质达到国家地表水环境质量I I I 类标准，总量控制指标C O D 削减3 2
4、 9 万t ，削减率2 4 3 ：N H 3 - N 削减3 1 万t ，削减率2 7 ，2 ：到2 0 1 0 年三峡库区及其上游的主要控制断面水质达到国家缝表水环境质量1 I 类标准，总量控制指标C O D 削减4 2 7 万t ，削减率3 1 5 ；N I - 1 3 - N 削减4 3 万t ，削减率3 7 7 。2 0 0 1 年9 月三峡库区及上游水污染防治规划启动实施，库区所有市县 区1 和沿江建制镇、影响区所有市和县城所在镇、上游区设市城市的环境基础设施( 城镇污水处理和城镇生活垃圾处理) 的建设出现了空前的好势头。目前库区的市镇的污水与垃圾处理项目已进入初步设计阶段，其它区域
5、的也已完成或正赶做可研报告。这项以国家投资为主的重大水污染防治工程，初步核算总投资3 9 2 亿元，其实施的效果关系到三峡库区的水质达标、富营养化防治。国家发展与计划委员会制定了三峡库区城镇污水处理和垃圾处理工程项目初步设计和概算编报几审查暂行规定( 计办投资 2 0 0 1 1 2 3 61 1 8号) ，由中国工程咨询协会组织专家按暂行规定对项目初设、概算进行审查。湖北省库区内的四县( 区) 的第一批招投标工作已全面完成，涉及投资额2 7 3 亿元。第二批下达资金使用计划的1 7 个项目主要安排在我省三峡库区8 个沿江重点集镇，总投资3 0 2 亿元( 含国家专项补助资金约2 5 7 亿元
6、) ；第三批下达资金使用计划的项目主要安排在葛洲坝库区和影响区，概算合计4 8 9 亿元，2 0 0 3 年国家下达的资金使用计划1 7 7 亿元；第四批( 库区工业污染治理项目) 、第五批( 库区小流域综合治理和集镇污水、垃圾处理工程项目) 也陆续下达资金使用计划。2 三峡库区水污染防治工程的问题探讨三峡治污工程建设以来，我们根据湖北省实施的情况看，存在一些值得注意的闯题：2 1 卫生填埋处理场工艺应园地制宜推行。国家发展与计划委员会的上述暂行规定中对垃圾处理工程做了“一律采用卫生填埋处理场工艺”的规定。按这种规定做，在人口一、两千人左右的乡镇( 如湖北省如库区的秭归县内) ，根据现已完成的
7、工程可行性研究情况看，单位处理成本达3 0 - - 、三百元，单位经营成本在一百元以上；其它得到的主要经济参数：垃圾收费为二百元每吨以上。全部投资内部收益率0 7 左右。这些费用还未包括垃圾渗滤液处理的费用( 秭归县的填埋场项目都定为入城镇污水处理厂一并处理，但实际情况下常难以做到) 。极高的处理成本、不合理的运行费用，很大的可能是建成后无法运行，不能发挥环境效益。从环保角度分析存在的问题是：一，卫生填埋处理场在库区复杂的地质条件下未必能万无一失；二，耗氧有机物和N H 3 N 浓度很高的渗滤液如果处理、处置不当( 国内目前尚无成熟的经济实用可行技术) 对库区水质将造成极大的后患。2 2 污水
8、处理的技术经济可行性。暂行规定提出必须采用二级强化工艺：A O 、A J A O等高能耗的工艺集中处理，还须完善收集管网，对于三峡绝大数都属贫困地区乡镇未必适合。这种做法，经济上会因处理、运行费用太高而建成后无法正常运行：在技术上，会因估算水量太大、实际污水浓度过低( 由于当地很低的生活水平、基础卫生设旄不完善等原因) ，造成B O D ( C 源) 不够，或水质波动太大，A O 、A A O 无法运行，根本达不到除磷脱氮的功能。2 _ 3 面源污染问题。有资料表明( 王治中等，长江水利委员会，2 0 0 1 ) ，2 0 0 0 年三峡库区的化肥实用总量1 5 3 7 万t ，氮肥、磷肥的利
9、用率都只在3 5 左右，氮、磷随地表径流进入长江水体t 通常伴随水土流失) 成为污染的主要来源之一。流域面源污染控制难度很大，应采取综合治理措施。三峡库区及其上游水污染防治规划( 2 0 0 1 年- 2 0 1 0 年) 的面源的污染治理工程措施上项目不够具体、投资估算额度偏低( 4 4 5 亿元) ，相对于上述点源控制，力度显然不足。据我们在汉江中下游流域的研究，磷、氮的面源输入量均较高，其中磷接近点源的输入量( 占总负荷4 4 2 ) ( 湖北省环科院、华中农业大学，2 0 0 1 ) 。近几年湖北省环境监测系统已发现丹江口水库总氮超标的情况，三峡水库同样应予以充分重视。3 三峡库区水污
10、染防治工程实施的建议三峡治污工程从规划到实施时间较短、三峡水库的建设工期紧迫，因此对于国内一些设计单位来说，短时间内拿出适合于三峡地区的经济实用技术方案是有困难的。但实际上，无1 1 9论是国外还是国内除上述“规定”的处理技术外还是有不少替代技术的。以下推荐几种处理技术可供下阶段实施f - - 蛱库区及其上游水污染防治规划参考。3 1 适合于小集镇的污水处理系统l 土地处理：一般情况下，市郊、乡镇居民点往往在城市管网服务范围之外，从费用效益分析的角度不适合建常规集中处理设施，应考虑采用替代技术，这在国外发达国家( 欧美、日本) 都是通行的。常用的有以人工湿地、土地处理技术为主的各种o n s
11、i t e 处理装置。在美国由于大城市社会、环境问题增多，中产阶级纷纷迁往郊外，O n s i t e 处理装置使用较为流行，已形成产业。附图l 的这种是选自美国E P A 编的土地处理系统设计手册( P r o c e s s D e s i g nM a n u a l L a n d T r e a t m e n t o f M u n i c i p a l W a s t e w a t e r ) 的一种s l o wr a 把( 土壤慢速过滤法) 装置，过滤层的土壤根据当地土壤条件做必要的改良。在土地系统上可绿化，种草、种树均可。日本对它做了些改造，如对渗透系数低的粘性土里掺加
12、稻糠。过滤土层底部铺塑料布防渗。2 ) 人工湿地：在国内，不少城镇因收集管网、集中式常规污水处理厂的建设资金筹措困难和运行费用高，前些年推行过氧化塘，这些年也在推广人工湿地、有动力或无动力地埋式生活污水处理小型装置处理生活污水，取得一定的成效。特别要提出的是人工湿地方法，笔者在十年前考察英国时就看到人工湿地系统在小乡镇、乡村的生活污水处理使用比较普遍，一般在湿地处理前有预处理如生物转盘，湿地也有很高的除磷脱氮率，出水可直接排入河、湖水体。湿遗系统的建设成本不低，但运行、维护费用很低。3 ) 沼气净化池：值得提出的还有在一些中小城市( 四川省乐山、湖南省娄底等地) 推广使用的城市污水沼气净化池。
13、由于粪尿是城镇生活污水主要污染物而其收集率( 作农家肥) 越来越低，进入水体污染环境。推广城市污水沼气净化池，处理生活粪便与生活污水，可集环境与经济( 能源) 效益于一体。粪尿含有大量的氮磷营养物，解决得如何对控制三峡水库的富营养化有很大关系。鼠地制宜在库区的一些小城镇推广沼气化，集猪场等畜禽污水处理，只要加强管理，包括制定设计规范，可以取得库区以农业集镇为主地区的综合生态环境效益。3 ，2 采用劳动密集型的垃圾分检、堆肥技术对于千把人口的乡镇，卫生填埋不是唯一的垃圾处理方法。卫生填埋工艺必须使用多种机械设备( 压实机、推土机、装载机等) ，价格昂贵。在处理规模很小的情况下。必然造成极高的处理
14、成本，不合理的运行费用。采用劳动密集型的垃圾分检、堆肥技术可充分利用乡镇劳力进行垃圾分检、堆肥处理生活垃圾，肥料可就地利用或销售。目前我国城市垃圾堆肥技术在机械化方面也有发展，如前处理、发酵及后处理工艺设备。但是，我国堆肥技术装备与发达国家比还有一定差距，建议在针对库区乡镇垃圾特点研究分析的基础上，加紧开发实用的垃圾堆肥技术和装备。3 , 3 面源污染控制措施可采用的综合措施包括：水土保持；管理牲畜粪便的处理、处霹；科学管理磷、氮肥使用。这些措施要环保部门会同农业、水利、林业等部门的努力、综合防治，措施韵成功落实很大程度上还取决于农业生产群体农民素质的提高、生产方式的转变。1 2 0在工程措施
15、方面，对保护湖泊、水库，防治宫营养化，国外有不少可借鉴的措施：( 1 ) 库边缓冲带的建设通过植物和微生物群落的消耗、转化稳定营养物质。缓冲带的形式有湿地、沼泽地森林、浅滩、池塘。农业区的排水渠进入( 入库的) 河流前进入缓冲带减少营养物。( 2 ) 土地处理系统与前置水库臼本国立公害研究所在美国E P A 的土地处理法中的一种s l o wr a t e 基础上加以改进，用于日本一些水库的面源污染控制取得了很好的效果。这种系统是在水库汇水区的山地沿等高线建一系列的s l o wr a t e 系统，构造类似于前述的o n - s i t e 装置，也有配水与集水管等。前置水库( p r e - r e s e r v o i r ) ：德国在一些饮用水源的水库为防治富营养化，在河流入库前设前置水库去处水中磷酸盐。原理上是利用前置水库水体的天然微生物圆磷，磷随死亡的生物体存在底泥中，在好氧状态下磷可稳定在底泥里。前置水库出水还可经一种渗透沟( s e e p a g et r e n c h ) 处理后进一步改善水质( 见附图2 ) ，据报道正磷酸盐去除率在5 0 以上( H B e r n h a r d t ,e ta 1 1 9 8 5 ) 。盥1 ：o n - s i t e 装置雎旦2 ：渗透沟1 2 l
