地下水水质污染成因及改善措施

2023-04-05 02:34廉雅菲
科海故事博览 2023年7期
关键词:化肥污水水质

廉雅菲

(深圳市深汕特别合作区住房建设和水务局水务管理中心,广东 深圳 518000)

1 地下水污染的现状及危害

1.1 地下水污染的现状

根据《中国环境状况公报》,2020 年自然资源部门10171 个地下水水质监测点中,I-III 类水质监测点占13.6%,IV 类占68.8%,V 类占17.6%。2021 年监测的1900 个国家地下水环境质量考核点位中,I-IV 类水质占79.4%,V 类占20.6%,主要超标指标为硫酸盐、氯化物和钠。与2020 年相比,2021 年I-III 类水质监测点占比下降了3%,V 类水质监测点占比提高了3%。地下水水质恶化导致相对紧缺的地下水资源形势更加严峻,伴随着城市化与工业化进一步加快,部分地区地下水污染状况日益严重,对人们的生命健康以及生产生活产生了巨大威胁。

1.2 地下水污染的原因

地下水污染主要有面源污染和点源污染两个方面。面源污染主要包括农耕区施用化肥农药、畜禽养殖等,点源污染主要包括工业污染、生活污染等。

1.2.1 面源污染对地下水的影响

1.农耕区化肥、农药面源污染。

(1)过量施用化肥对地下水的污染。研究资料表明,普通农作物只能吸收氮肥的40%,农耕区过量施用氮肥,化肥会经由灌溉或降水渗入含水层,造成地下水中硝酸盐含量严重超标。硝酸盐污染可以导致高铁血蛋白症、婴儿畸形及癌症等疾病。

磷肥和氮肥使用过量,还容易使土壤发生板结,通气性和透水性变差,导致地表水和地下水富营养化。

(2)过量施用农药会对地下水造成严重污染。农耕区为防虫增产,种类繁多的农药在现代化农耕中广泛应用,且过量使用会给地下水造成污染,对人类生存环境造成威胁。

过量施用化肥及农药,会随降水和灌溉水渗入土壤中,然后迁移到潜水层中,污染地下水。

2.畜禽养殖面源污染。畜禽养殖对地下水的污染主要来自污水及粪便。畜禽养殖中污水、粪便排量很大,污水和粪便均含有细菌、病毒及多种有机物,未经处理直接排入或渗进地下水,会造成地下水污染及富营养化。

1.2.2 点源污染源对地下水的影响

1.工业污染。工业生产会产生大量污水,若未经处理,或处理不合格后违法排放,会造成地下水严重污染。例如造纸厂的污水排放量大,约占所有污水排放量的10%[1],造纸厂污水含有甲醇、醋酸及纤维等很多种有毒有害物质,若人体长时间接触此受污染的水体,就会导致机体患病。

在工业生产过程中,亦产生大量生产废气及废渣,工业生产废气混合雨水降落地面,即形成酸雨,酸雨通过地表、河流等途径层层渗透,最终进入地下水。

部分企业工业固体废物含有多种重金属及有机物、化学药剂等,堆存的固体废物在降雨或大风天气下,会通过渗漏或扬尘污染水体,影响地下水水质。

2.生活污染。人类活动所产生的生活污水,均含有洗涤剂、病毒及汞等多种污染物,若未进入污水处理厂的生活污水随意排放,或城镇污水排放量激增,但处理能力相对不足,甚至出现市政管网渗漏,污水都会通过河道或其他径流渗入地下水,造成地下水污染。

随着城市化加快,各种生活垃圾数量、种类激增,塑料、金属、产品包装、废旧电池、废弃电子产品等,在垃圾分类不完全情况下,80%的生活垃圾仍是以填埋这种方式进行处理,垃圾填埋场的垃圾、渗滤液等在各种微生物作用下极易形成硝酸盐氮及细菌等,在雨水的作用下部分污染物会对径流或经过突然渗透至地下水,造成地下水的污染。

2 地下水污染治理措施

2.1 面源污染治理措施

2.1.1 农业污染治理措施

农业污染治理措施可以从有效控制化肥使用、有效控制农药使用、保证农田灌溉水质、对农民进行科学培训四个方面进行农业面源整治。

1.有效控制化肥使用。从四个方面对化肥的使用进行防治:一是减少使用量,通过合理施肥等途径提高作物对化肥的利用率,从而使作物对化肥的使用趋向于合理;二是要优化,科学优化施肥结构,推动氮、磷、钾和微量元素等成分更加合理,从而有效提升化肥的作用效率[2];三是提质,通过科技创新,资金投入等方式提高化肥的科技含量和使用效果。为确保上述目标的实现,采取宣传、推广、协助等措施,促使农民科学、合理施用化肥,用最小的投入获得最大的产出。

(1)鼓励、引导农民施用有机肥、生物肥,并高效利用农村农业秸秆等废弃物及畜禽粪便,实行秸秆还田技术,改善土壤环境,提升土壤质量,增加土壤的肥力。

(2)向农民科普化肥施用技术规范,引导广大农民科学施肥,尽可能减少化肥使用量,减少不当施用化肥产生的污染,从而实现化肥提质增效,切实增加农产品产量[3]。

(3)实行科学种植,普及推广测土配方施肥技术。抓好“测土、配方、配肥、供应、施肥指导”这五个中心环节。可按照农业部印发的《测土配方施肥技术规范(2011 年修订版)》和《测土配方施肥技术规程》(NY/T 2911-2016)进行测土配方施肥。

2.有效控制农药使用。通过宣传引导等手段,积极鼓励农户进一步减少农药使用量,减少农药对地下水的污染。

3.控制灌溉水质。严禁使用不符合《农田灌溉水质标准》(GB 5084-2005)标准的灌溉水进行灌溉,减少污染物在土壤中的累积,避免地下水污染。

4.对农民进行科学培训。对农民进行科学培训是关键。充分利用农业技术中心等机构,组织专业人士向农民科普农业知识,改变化肥路径依赖,提高化肥施用效果,减少过量施用化肥对环境的污染[4],可从以下几方面开展工作:

(1)加强农民关于农药、化肥等农业知识培训,逐步提高农民的环保意识。

(2)对农民合理施肥知识和科学用药常识的培训,改变农户对化肥的路径依赖,破除“庄稼一枝花,都靠肥当家”“施肥愈多,产量愈高”“肥大水勤,不用问人”的传统施肥观念。

(3)真正树立为农民服务的思想,对农资经营户、肥料经销商进行培训,提高技术服务能力,同时真正根据当地实际,研定科学的化肥、农药施用方案,并把可行的施肥用药方案印成册子,采取深入各村发放宣传单、建议卡等形式,逐村组织农民进行培训,落实到每一家农户,增强农民对测土配方施肥的意识,使广大农民逐步掌握合理施肥用量、施肥时期和施肥方法,从而增加农民收入、促进农业发展。

2.1.2 畜禽养殖治理措施

1.养殖场规范化整治。对于违规建设的养殖场要依法予以关闭拆除。在动员部署阶段,要召集养殖户召开养殖场拆除动员大会,多途径、多渠道宣传有关环保、地下水、养殖业的法律法规,做好国家政策的宣传解读和群众的思想工作。关闭拆除阶段,主动关停阶段,对在规定时限内主动完成关闭拆除的养殖户,酌情给予一定奖励;若愿意继续从事养殖业的养殖户,政府要积极协调支持,相关部门要在用地审批、环保评估、养殖技术指导等方面搞好服务;强制关停阶段,对在规定时限未完成关闭拆除的养殖户,由政府牵头组织依法强制关闭拆除。检查验收阶段,组织相关人员对依法拆除的养殖场逐一进行检查验收,出具验收报告;抽派专人进行经常性巡回检查,实行常态监管,严防“死灰复燃”。

2.水产养殖废水处理。水产养殖场需要建设养殖废水处理设施,处理后的废水应达到《淡水池塘养殖水排放要求》(SC/T 9101-2007)中的二级标准,建议可采取处理工艺:物理过滤→生物处理→化学除磷→杀菌消毒→排放[5]。

(1)物理过滤选用弧形筛去除养殖废水中的悬浮物、粪便和残饵等固体废弃物。

(2)生物处理采用A-A-O 工艺去除养殖废水中的有机物、以及脱氮除磷。

(3)深度处理采用化学除磷进一步去除污水的磷。

(4)利用紫外线杀菌消毒去除养殖废水中的病原菌。

(5)出水水质达到标准要求后,再进行排放。

2.2 点源污染治理措施

2.2.1 工业污染治理措施

1.工业废水治理措施。在源头控制方面,鼓励工业企业实施全过程清洁生产,根据具体生产工艺,提出包括工艺、处理设备、运营管道、污水储存等各个环节生产废物循环利用具体方案,防止各个环节废水污染物常出现的跑、冒、滴、漏,真正降低污染物泄露环境风险,从源头减少污染物的排放量。在分区防治方面,根据项目的生产设备、管线、污染物贮存、运输装置等布局,依据可能出现渗入地下水的有毒有害原料、中间产物、产品等及各污染物的特性、产生量及排放量,精确划分防治区,针对不同防治区提出不同的处理方案,并完善防渗设施检漏系统。在地下水污染监控方面,建设单位要建立地下水监控体系,以便及时发现污染问题,并进行相应处理。同时政府要加强监管,发现违法排污行为,要加大惩处力度。

2.固体废物治理措施。对工业固体废物堆场进行环境风险评估,根据评估结果制定处置方案并组织实施,主要包括以下工作[6]:

(1)采集固体废物堆场样品,开展污染物详细检测,明确该处固体废物堆场的污染特征。

(2)基于污染物检测结果,进行环境风险评估,定量估算其对地下水和人体健康是否存在环境风险,明确环境风险水平和程度,根据评估结果制定科学合理的处置方案并组织实施。

(3)如根据环境风险评估结果暂时不需对其进行处置,后期应对该处固体废物堆场定期开展环境监测和评估,确保其对地下水环境不会造成污染危害,必要时采取相应的措施对其进行妥善处置。

2.2.2 生活污染治理措施

1.污水处理厂整治。加强生活污水处理设施建设,根据当地实际采用污染治理与资源利用充分结合、工程举措与生态举措充分结合、集中治理与分散治理有机结合的处理模式、工艺,同时要加强节约用水和尾水回用,切实实现生活污水的完全收集、完全处理。在进行污水管网规划时要突出重点、因地制宜,所选择的污水治理方式与技术要经济实用、维护简便,确保设施建成后可持续运行,做到有步骤、有计划开展生活污水治理工作。加强现有污水处理厂的提标扩容,使其满足日益增长的污水处理需求,并加强对污水处理厂的运营监管,确保生活污水达标排放[7]。

2.生活垃圾填埋场整治。开展垃圾填埋场环境风险评估,确定其对地下水的影响与防治措施。环境风险评估包括收集垃圾填埋场设计与历史运行资料,监测周边地下水水质变化,分析评估生活垃圾填埋场的建设及运营对地下水环境所产生的影响,提出相应治理措施[8]。

2.3 管理措施

加强日常巡查,加大重点区域地下水排查范围。严格项目审批,杜绝源头污染,在新建项目审批中,严格执行《水污染防治法》《环境影响评价法》《建设项目环境保护管理条例》的有关规定,对符合条件的建设项目从严要求。提高监管能力,驻地政府及相关部门定期对重点区域地下水进行巡查,及时发现水污染事件。对生活污染处理处置设施进行规范化建设,防止生活污染。加强面源治理,减少农村污染。加强地下水监测与评价工作,实施地下水监测网建设工程,构建地下水污染评价体系。加强工程治理,保护地下水,对重点地下水水源,完善防护设施。加强水资源保护和节水宣传教育,提高人民对地下水的保护意识,多方面促进资源的节约利用。制定地下水突发风险应急预案,加强日常监管,并定期进行应急演练。加强应急处理,积极开展关于地下水突发污染事件的应急演练,切实提高应急处置速度和能力,最大程度上预防和降低地下水污染事件损害,真正保障民众的生命健康和生产生活,全方位维护社会稳定。

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