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【关键词】城市水污染;现状;对策
近年来,随着城市工业的急剧扩张,城市人口持续增长,每天都会产生大量的城市污水。因此,水污染问题与水资源匮乏的矛盾也日益突出。那么,怎样才能保护好水资源,抓好水污染的防治工作,这已经成为城市发展过程中面临的重要课题之一。
1 我国加强水污染防治工作的紧迫性与艰巨性
我国人均水资源占有量仅为2500m3,而世界人均水资源占有量为10000m3。因此,我国水资源相对短缺,是世界上13个贫水国之一。国内大约66.7%的城市均有一定程度的缺水,其中,缺水严重的城市有100多个。据统计,1997年底全国每天污水排放量为1×108m3。目前,我国各类水体均受到不同程度的污染,约为82%。其中,河段污染严重的约占39%;超过7成的城市河段不宜作为饮用水水源;一半城市的地下水均受到污染。另外,以长江为首的七大水系也受到污染,水质日益恶化,各类湖泊、水库也受到一定程度的污染。沿海水体常出现赤潮与富营养化现象。因此,加大污水治理力度,重视污水防治工作已成为一项十分紧迫的任务。
2 国内城市水污染的原因分析
2.1 无节制地排放各类污染物
城市工业生产及居民生活会产生很多废水。大部分废水未经任何处理便直接排入河流。另外,废水会随着地表雨水汇入河流,从而加剧水污染,并影响地下水水质,使城市整个供水环境不断恶化。
2.2 缺乏有力的监管机制
目前,我国很多地方都出台了相关的法律法规,加大对城市污染物排放工作的监控力度。不过,由于缺乏足够的资金、人员、技术等,部分城市的监控机制不够健全,极大弱化了监控力度。因此,仍有部分企业为追求经济利益,私自排污。
2.3 城市污水治理工作不到位
由于资金所限,一些城市污水处理设施得不到有效利用,处于闲置状态。因此,污水处理并不完全,有的污水直接被排放到河流或地下。
3 对我国城市水污染防治的建议
3.1 转变观念,增强环保意识
各级地方政府应转变传统的“先污染后治理”的观念,要增强环保意识,加大环保宣教力度,力争让大家都形成强烈的环保意识。在此过程中,也要积极改变群众的传统观念。他们很难理解为何排污也要收费。当前,我国城市排水设施及污水处理厂的建设与日常运营均是由国家与地方政府财力支持。从长远来看,这种经营模式直接制约了污水处理事业的快速发展。当前,首先要解决的问题就是转变传统理念,采用市场化运营机制,即谁污染则由谁治理。不仅要收取水费,更应收取一定的水污染治理费。同时,污水处理厂采用企业化运营管理模式。
3.2 健全法律法规,力争从根源治污
工业废水排放是造成城市水污染的主要原因之一。工业污染源是工业化进程的产物。政府有必要通过强制手段,加强对各类污染源的治理。工业污染源的排放必须符合国家的相关标准后方可排放。地方政府要加强对企业的监管,特别是违规排放企业。一旦发现,立即关停,并责令整改,按规定排放或达到无污染排放。另外,逐步完善水环境保护的相关法律法规,并加大监管力度,遵循“有法不依、违法必究”的执法原则,采用防治结合的监管措施,从而让水体变清,实现对水资源的可持续利用。
3.3 加大科研攻关,提高污水处理水平
要实现对城市污水的有效处理,必须运用先进的技术手段。当前,我国城市污水再生处理技术有以下几种:二级处理、二级强化处理、三级处理、消毒处理等。
(1)二级处理
在一级处理的基础上,采用生物膜法、活性污泥法及其它相关技术方法处理污水。它能净化污水中的各类悬浮有机物与溶解性有机物。
(2)二级强化处理
在二级处理的基础上,通过生物法、物化法等技术,从而处理掉污水中含有的N、P等物质。
(3)三级处理(深度处理)
该处理技术可净化污水中的悬浮固体、胶体、一些病原体及个别无机物。它是建立在二级处理或二级强化处理的基础上,并通过化学混凝、沉淀、过滤等处理手段净化水体。
不同地区的经济发展水平及污水处理水平参差不齐,因此,各地要结合自身实际,选择相应的技术手段,做好对污水的净化工作,确保污水达标排放,从源头上防治对城市水体的污染。此外,还应重视相关科研工作,增加污水治理工作的科技含量。目前,环保科研的主攻方向有三处:①重视对高浓度有机废水处理技术的科研,力争解决某些特殊行业的废水处理问题,如造纸厂、制药厂、食品厂及制革企业等;②抓紧和水源污染有关的技术攻关,比如,研发人畜粪便固化及加工技术;③扶持环保产业的发展,加快环保产品的生产,积极研发城市污水处理、工业废水处理方面的先进技术。
参考文献:
关键词:大气环境污染;现状;成因;城市
1城市大气污染现状
大气是人类赖以生存和发展的环境,随着城市化、工业化进程的加快,城市大气受到了日益严重的污染和破坏,酸雨、臭氧层空洞等诸多问题成为影响市民身体健康的同时,也阻碍了城市的可持续发展。二氧化硫、烟尘、氮氧化物等成为大气污染的关键要素,使城市大气质量不断恶化。因此,重视城市大气污染,了解城市大气污染现状及成因,因城施策,才能有针对性地解决城市大气污染问题。根据广东省环保厅的《2016年上半年环境质量状况》公布的数据来看,2016年上半年全省21个地级市及顺德区的空气质量达标天数比例在89.5%-98.9%之间,平均94.9%,较去年同期上升3.8个百分点。近年来(2012年-2016年上半年)2012-2016年全省城市大气主要污染物:细颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化氮和二氧化硫等总体呈现出逐年下降趋势(见图1),尤其是在2013年以来,随着全省大气环境治理力度的加大,相继出台了《广东省大气污染防治行动方案(2014-2017年)》、《广东省大气污染防治目标责任考核办法实施细则》等,全省大气污染治理取得了可喜的成果。从全省各市的城市大气现状来看,汕尾、湛江和茂名等城市空气质量位居前列,但清远、广州和佛山等工业城市的环境空气综合质量指数排名在全省位次靠后,大气环境治理形势依然不容懈怠。
2城市大气污染成因及影响因素分析
城市大气污染是指因城市特殊的下垫面条件和外界层结构以及污染源集中而造成的大气污染[1]。是城市中工业生产、居民生活向自然界排放的空气污染物超过了自然环境的自净能力引发的后果。
2.1城市大气污染源
城市大气污染成因既有自然因素,如火山喷发、山林火灾、大气圈中的空气运动等,也包括人为因素,如工业、农业和生活污染等,其中,主要污染源来自人为因素。
2.1.1工业污染源
大气环境污染主要来自工业生产过程中产生的各种污染物排放到大气中,导致城市大气环境污染加剧。工业生产环节需要动力、热能、电能等,这些动力主要来自燃料的燃烧产生,由于原料、生产方式的不同,在工业生产中还会产生大量有毒有害气体,如果后期处理不当或者未经处理直接排放到大气中,必然会加重大气环境污染。广东省是工业发达省份,经过多年来的治理和综合措施的运用,城市大气环境整体状况良好,但佛山、清远等工业发达地区的大气污染依然较其他城市严重。
2.1.2农业污染源
农业生产过程中会使用大量的农药、化肥,以防治病虫害和草害等,提升农业生产的经济效益。据统计,我国的化肥施用量居世界第一位,以氮肥为例,我国的平均氮肥施用量是美国的3倍,澳大利亚的8倍。2016年我国的农药使用量虽然首次实现零增长,但全年依然使用量超过了90万吨。化肥、农药的过量使用不仅会污染土壤、水体,也会给空气带来危害,影响农业生产和生态环境。
2.1.3生活污染源
城市大气环境污染与人类的活动密不可分,其中生活污染源是主要的大气环境成因之一。人们日常的燃烧石化燃料会排放大量的烟尘和有毒有害气体。此外,随着生活水平的提高,大量化学产品在日常的生活中得以广泛使用,给大气污染带来了越来越严重的污染。如汽车、冰箱和空调中大量使用的氟氯烃(又叫氟里昂)会加剧臭氧层的破坏。日常使用的杀虫剂、消毒剂等化妆品制造业,灭火剂、气溶胶喷射剂等多技术系统中,形成独特的氟氯烃工业,由于氟氯烃具有很强的稳定性,在大气中停留时间长,容易引发温室效应。
2.1.4交通运输污染源
交通运输污染源是指造成大气环境污染的污染物发生源,通常是指向环境排放有害物质或对环境产生有害影响的设备、装置和人体等。2016年广东省高速公路新增655公里,总里程达7673公里,预计到2017年底,还将有635公里的高速公路建成通车,届时全省高速公路通车里程将超过8100公里。公路的修建在方便出行的同时,也会给环境带来压力。汽车尾气成为城市大气污染的主要来源,90%-95%的铅、碳化合物、60%-70%的氮氢化合物都是来源于城市公路交通,13%的粒子排放和3%的二氧化硫的排放来自运输。公路机动化交通是地区大气污染的主要源头,上海、北京在非供暖期间机动车排放的CO、HC、Nox三项分别占排污总量的86%、90%、56%和60%、86.8%和54.7%[2]。
2.2城市大气污染影响因素
城市大气环境污染来源主要有工业、农业、生活以及交通运输污染等,但对城市大气环境污染产生影响的因素也较多,主要有:
2.2.1气象因素
在自然条件下,风、雨、云、雾、甚至是大气稳定度、特殊的逆温层都气象条件都会对城市上空中的大气污染的形成和扩散产生一定影响。
2.2.2地理因素
大气流动会受到下垫面(如地形、地貌、海陆位置、城镇分布)等地理因素影响,这些特殊的地理因素会在小范围里引起空气的温度、风向、气压、风速等产生变化,也会间接的影响城市大气污染的形成和扩散。
2.2.3其他因素
污染源及物质性质和成分,例如排入大气中的废气化学成分,物理质量等;污染源的几何形状(如点、线、面源)和排放形式(瞬时、连续、地面、高架)等。此外,污染源强、源高也是影响大气污染物形成和扩散的重要因素。
3城市大气污染防治对策
城市大气污染治理是一项复杂的、长期性任务,需要综合施策,采用科学的方法,根据城市大气污染的特点及影响因素的分析,有针对性地提升大气污染治理效果。
3.1合理规划城市发展布局
对新兴发展的中小城市,要严格提前做好城市发展规划,合理布局产业结构,大力引进、发展太阳能、光伏等新型能源产业,提高新型能源产业在城市发展中的比重。对于已经发展的较为成熟的城市,要综合考虑现有的发展布局和产业结构,及时将重污染、高耗能的产业搬迁、关停或者推广使用清洁生产模式。坚持分散布设原则,考虑城市地形地貌、气候等自然条件,通过选择有利于大气污染物扩散稀释的布局结构。例如,对于冶金、火电站等应搬迁至远离市区的郊区和下风口,与城市居民区和主要商业区保持合理的距离,注意对水源地、自然保护区等敏感地区的保护。提升农药化肥的利用效率,大力推广使用生物肥料。
3.2严格控制交通生活污染
随着城市化进程的加快,以及城市交通基础设施的快速发展,城市机动车保有量逐年增加,公安、交通、环保等部门要加强交通运输污染治理力度,严禁超标车辆上路行驶,做好日常的机动车辆污染物排放年检工作,坚决淘汰“黄标车”,按期报废老旧车辆,严惩车辆超期服役,大力推广和鼓励发展清洁燃料等新型环保燃料动力车辆,加大公共交通的改造力度,加强对公交车、出租车等燃用甲醇、天然气等清洁燃料改造力度。严格控制生活污染源,可采取集中供热、热电联供等方式,加强小锅炉的改造力度,禁止使用燃煤灶,推广使用电能、天然气等新型清洁能源。尤其是要根据城市所在区域的特点,大力开发风能、太阳能、生物能、潮汐能等低污染、无污染能源。
3.3加大环境执法监督力度
加强日常环境执法力度,对超标排放尤其是故意污染环境的企业,加大处罚力度,从源头减少和杜绝各类污染事故的发生。加强区域城市大气环境监测预报工作,例如,进一步完善区域性空气质量监控网络,最大限度地利用粤港双方开展珠江三角洲空气质量监测网络[3],全面评估区域城市空气质量状况和发展趋势,为采取有效措施提供第一手数据资料。
参考文献
[1]赵铭.城市大气污染现状、原因及对策研究[J].资源节约与环保,2016,(7):115-116.
[2]卢莉芳.论交通运输业的优势“最大化”与劣势“最小化”[J].北京化工大学学报(社会科学版),2007,(1):1-7.
关键词:城市景观水;污染现状;处理技术
中图分类号:C35文献标识码: A
引言
景观水体在美化城市环境的同时还具有调节气候、改善环境、防灾防旱和维持水体循环的功能,因其特殊的经济价值深受人们的喜爱而广泛地应用于喷泉、瀑布、人工湖、城市河道、护城河和景观池塘等,成为居民休闲和娱乐的重要组成部分。然而景观水是一种封闭缓慢的水体,具有水域面积小、水量少、水位浅、易污染、自净能力差等特点,再加上早期技术局限、设计的不合理和水质的管理不善造成氮磷等营养物质输入景观水而积累,在各种环境因子的综合作用下导致水体富营养化的发生。目前,主要采用物化和生物法处理富营养化景观水,通过污染物的控制和去除达到水质改善的目的。
一、景观水体水质恶化的原因
1、景观水的水源水质较差。通常景观水的水源首要来自三个方面:降水、地表水、中水。大多数平常弥补水量以降水聚集为主,而附近聚集的降水把地表许多污染物都溶解在内,使得景观水源先天质量较差。
2、周围污染源对其污染。景观水体污染物首要来源于附近小区内居民日常生活所排放的污水、修建废物及其渗滤液、漂物和施工尘土等。尤其是日常污水中含有大的有机污染物及氮、磷等植物养分物,植物养分物进入天然水体后将恶化水体水质,加快水体的富养分化进程影响水面的使用。
3、水池防渗处理损坏景观水生态系统。当前大多数的人工湖因为考虑到防渗问题,湖底多为硬质底,对于需求泥土才可以成长的水生植物而言,其栽培、成长都会有许多约束,许多水域因为防渗层铺设质量不过关,形成人工湖水丢失过快,或管理进程中补水不及时。水生植物因干枯而成长不良甚至枯死,既没有表现清水作用又损坏观景作用。
4、游客人为的损坏。游客的一些行动也是致使水质恶化的缘由之一,比如向水中丢掉废物;为了垂钓,向水体撒过多的鱼饵,这些剩余的鱼饵也会形成水体的污染,这些行为都会严峻地污染景观水。
5、规划的不合理。因为在水景规划与考虑不周人工湖中经常会呈现死角。而死角中的水因为缺少活动水质。往往最容易恶化,各种污染物将会沉积在死角,并慢慢地污染全部人工湖死角,成人工湖的一个内部污染,因此在一个人湖中假如死角越多水质恶化得越快。
6、地下水的污染。随着工农业的不断发展,不断增加的污染(如氮、磷、重金属离子等等)渗入地下,污染了地下水。现在,中国地下水的污染已相当遍及而严峻,而大多数的景观水又是与地下水相通的,因此致使景观水的变质也是清楚明了的。
二、污染景观水体治理的方法
1 、物化处理
物化法运行稳定,处理后的水质受环境影响较小,在处理藻型及过营养化景观水体时,能在短期时间达到改善水质,恢复水体的欣赏价值,常用的物化处理方法有底泥疏浚法、曝气充氧法、混凝沉淀法、絮凝气浮法、灭藻法和吸附法等。
(1) 底泥疏浚
底泥疏浚法可在较短的时间取得明显效果,有效地提高水体的透明度,降低水中氮、磷的含量。以一定深度底泥疏浚后,沉积物中的营养物、重金属和持久性有机物等污染物去除明显。
(2) 曝气充氧
曝气充氧法是处理富营养化水体最常用的的方法,通过机械设备曝气或扰动增加水体中氧的浓度,增强水体中微生物的活性,提高氧化有机物的能力。
(3)混凝沉淀法
混凝沉淀法可用于处理悬浮物、胶体物质及藻类的富营养化水体,具有操作简单、效果好,使用单一处理往往药剂费用较高,一般作为富营养化水体的预处理。
(4)絮凝气浮法
絮凝气浮法利用气泡的顶托作用,气泡上升的过程中被颗粒吸附,絮凝体中夹气泡,使其密度小于水,从而浮在水面,刮除浮渣能有效地去除水体中的氮磷和有机物。由于藻类密度较小,絮凝后絮核轻飘,粘附气泡性能较好,因而相比混凝沉淀,絮凝气浮法处理富营养化水体更具优势。
(5)灭藻法
灭藻法是通过投加化学药剂把水体中的藻类杀灭,从而增加水体的溶解氧,改善水质和恢复水体的美观,常用的杀藻药剂有二氧化氯、高锰酸盐、硫酸铜、漂白粉等。
(6) 吸附法
吸附法是利用吸附剂把水中的污染物和营养物质吸附去除,常用的吸附材料如硅酸钙、沸石、钢渣、工业炉渣、树脂等,具有费用低、吸附效果好等优点。
2、 生物处理
生物法具有去污效果好,运行费用低、不造成二次污染等优点,是目前富营养化水处理中最为有效的方法。生物法可以灵活运用于富营养化水体,与物化法进行组合能达到很好的处理效果,常用的生物法有生物床、微生物修复、植物浮床、人工湿地等。
(1)生物床
生物床常用物理化学稳定、机械强度高、比表面积大、截留效果好的基质作为滤池的填充材料,通过挂膜技术使微生物附着在填料上形成生物膜,把水体引入生物滤池,通过滤层的物理吸附、化学结合、微生物降解的综合作用,去除水中的氮磷等营养物质。
(2) 微生物修复
人工培养和筛选出对氮磷、有机物等物质吸收、降解效果好的细菌,如光合细菌、硝化细菌等,利用这些微生物高效的处理能力,达到治理富营养化水体的目的。
(3) 植物浮床
植物浮床是利用植物高度发达的根系通过吸附和吸收作用把水体中氮磷等营养物质转移到植物上,选择合适的时间进行打捞和收割,最终降低水体中氮磷的含量。
(4)人工湿地
人工湿地作为一种新型污水生态处理技术,在国内外取得了较快速的发展。它具有工艺简单、易于维护、缓冲容量大、抗污染负荷,在实现净化污水的同时还能美化环境和提高景观的欣赏价值等优点,在环境污染治理方面已得到广泛的应用。
3、化学方法
对于湖泊、河道等缓流水体油于氮、磷等植物营养物的大量排入已经发生富营养化引起水质变臭时,可以采用直接向水中投加化学药剂的方法杀死藻类。然后通过自然沉淀后,清除淤泥层即可达到防止水体富营养化的目的。杀藻常用的药剂有硫酸铜和漂白粉。
三、 结论与展望
1、采用单一的处理方法如引水稀释、曝气充氧、絮凝沉淀、加药气浮、吸附处法等治理富营养化水体,效果往往不佳,尽管底泥疏浚法处理效果好,但费用较高限制了其大规模的运用。絮凝法能有效去除水体中悬浮物、藻类、有机物、氨氮,但作为单一处理会造成二次污染,通常作为预处理工艺,协助生物法处理。利用微生物的高效吸收和降解作用,筛选、培养和分离对氮磷降解能力强的微生物,通过植物浮床、人工湿地、基质提供微生物附着,能有效地改善水质。从长远来看,拥有高效、经济、环保处理效果的生物处理技术将是今后研究的主体方向,通过联合物理、化学、物化等技术手段,将常规技术与生物技术的综合处理法进行优化,从而有效治理富营养化水体。
2、采用化学药剂处理藻水费用一般较高而且往往会造成二次污染,因而研究制取广谱、高效的抑藻-杀藻剂是未来的主要研究方向。目前研究的水生植物化感-抑制控藻技术、植物的提取液及微生物的分泌物对抑制、控制藻类已经取得一定的成效,它有效的减少水体水华和恶臭的发生,把藻的生物量控制在较低的水平,为实践中藻型富营养化水体治理提供参照。
3、人工湿地具有缓冲容量大、工艺简单、经济高效、美化环境等优点在我国有一定的运用,同时人工湿地也存在易堵塞、受季节性影响的问题。通过有效的措施解决人工湿地的堵塞问题,采用污染负荷高、吸附效果好、截留效果好、使用周期长的基质,提高人工湿地的处理效率;研究氮磷吸收效果好的抗寒型植物-人工湿地,使湿地在寒冷的环境能也能保持较好的氮磷去除效果;优化人工湿地的布水方式,增加水体的溶解氧,从而加强植物-微生物的协同净化能力。在此基础上采用脱氮除磷效率高的复合、多级的新型人工湿地将为人工湿地提供一个广阔的发展前景。
4、污水处理厂的出水的二级处理技术组合和优化具有广泛的应用前景。外源物质中氮磷等营养释放、积累是导致水体发生富营养化的主要原因,从预防的角度我们应该采用适当污水的截留措施,通过加强管理把水体污染源控制住,与此同时采用经济的污水处理厂的二级处理出水来补充景观水体,能有效的减少水体的氮磷负荷。
参考文献:
[1]李海燕,吴雨川,张跃武,曾庆福.城市景观水污染控制[J].自然杂
志,2004,03:132-134.
[2]蔡昌凤,徐建平.景观水微污染控制[J].安徽工程科技学院学报(自然科学版),2003,01:1-3.
关键词:农村环境污染;资源化利用;物业化管理;武汉城市圈
1 引言
自2004年始,“武汉城市圈”被列为中部四大城市圈之首,湖北省政府明确提出武汉城市圈建设“四个一体化”基本思路[1],历经8年的建设,武汉城市圈域经济快速增长。但是,快速发展的背后,武汉城市圈生态环境也受到了一定程度的影响。因此,本文通过对武汉城市圈域农村环境污染程度的调查,了解城市带动农村发展的过程中生态环境发生的变化,并据此深入了解变化的原因和结构,为研究环境污染与经济发展和制定相关政策服务。
2 武汉城市圈域农村环境污染现状
在国家及湖北省各项重点基础项目建设及相关政策法规的大力支持下,由武汉、黄石、鄂州等9个城市构成的武汉1+8城市圈域经济社会获得了快速发展。到目前为止,武汉城市圈域GDP占湖北省GDP的比重已达60%,并逐年稳定增加,在湖北省国民经济发展中占据了举足轻重的经济地位[2]。但是,相比于武汉城市圈城镇经济快速发展的同时,圈域内农村环境污染问题日益严峻。而农村环境保护工作总的来说相对滞后,武汉城市圈域农村环境污染综合防治和科学管理等方面存在许多薄弱环节和亟待解决的问题。
2.1 农业面源污染的影响
在农业生产活动中,N、P等营养物质、农药以及其他有机或无机污染物质,通过农田地表径流、壤中流、农田排水和地下渗漏,形成对水环境的污染。农业面源污染主要包括化肥污染、农药农膜污染、畜禽粪便污染以及农业废弃物污染[3]。据统计,面源污染约占总污染量的2/3,其中农业面源污染占面源污染总量的68%~75%,农业已经成为武汉城市圈水体的第一污染源。武汉城市圈农业面源污染具有排放主体分散、隐蔽,排污随机、复杂和不确定等特点。
2.1.1 无机肥流失的影响
施用无机肥是当前农业增产增收的重要措施之一。由于有机肥堆放麻烦,肥效慢,肥力不足,所以农村大量使用无机肥。2010年武汉城市圈域耕地面积与化肥施用量如下表1,圈域内农村近些年平均使用无机肥折纯量约为140万t。过量施用无机肥不仅造成土地中有机质与无机质比例失调,同时由于无机肥中N、P、K比例的失调,使无机肥利用率只有35%~40%,而剩下60%~65%的营养元素或经大气挥发,或经地表径流进入水体,使水体产生富营养化[4,5]。
表1 2010年武汉城市圈域耕地面积与化肥施用量
病、虫、草害对农作物的产量及质量有着严重的破坏影响,农药、草药对其起到不可估量的预防作用,确保了农户的收益。但农药过多过滥的使用给武汉城市圈域农村环境带来了严重的破坏。一方面,农药在杀虫的同时也杀死了天敌,打破自然界的生态平衡;另一方面农作物只能吸收利用大约有1/3农药,剩下的2/3进入了水体、大气、土壤及农副产品中,并可能会通过食物链传递、富集形成危害,直接威胁到人体健康。在农业增产增收中,农膜的使用发挥了巨大作用,但由于生产中的农膜回收程序麻烦,回收利用率不高,使得约70%的农膜被丢弃。丢弃的残膜难以分解,对土壤的危害极大。
2.1.3 畜禽粪便的影响
畜禽粪便随意排放给水体带来严重的污染。在武汉市规定养殖业实行规模化养殖,并且规模化养殖场必须设在城市外环以外。但并没有具体规定这些养殖场所要达到的治污指标,其中70%以上未经任何处理就直接排放,污染了空气和水源,并且会滋生病菌。集约化、规模化养殖业的发展,推动了农业产业结构的调整,成为农村经济的增长点,但由于污染防治措施不到位,带来的污染问题日趋严重。据统计,2010年武汉城市圈农村全年生猪、肉用牛、肉用羊出栏分别为:171977万头、25万头、10455万只,家禽出笼3259725万只。“畜禽粪便排泄指数”计算方法是参考《全国规模化畜禽养殖业污染情况调查及防治对策》中的计算公式,2010年武汉城市圈域农村出栏畜禽粪便的产生量分别为:猪粪尿排放量为9,114.78万t,家禽粪尿排放量为3,911.67万t,羊粪排放量约为750万t,羊粪排放量为177.65万t(表2、表3)。这些粪便严重污染了水体、大气以及农村环境,使得污染水体中N、P含量、BOD含量和粪大肠菌群激增,并通过渗透作用使地下水也受到不同程度的污染。
2.1.4 农业废弃物的影响
农作物秸秆是主要的农业废弃物。最早农作物秸秆除了用作炊事燃料、牲畜饲料外,其余基本制成有机肥料进行还田。如今随着社会经济的不断进步,生活能源燃气化、饲料精细化,加上农村务农劳动力不足,费时费力的秸秆还田渐渐被无机肥所代替,使得农忙收获后的大量作物秸秆被丢弃,成为农村环境新的污染源。椐不完全统计,武汉城市圈农村每年约产生967650万t农业废弃物,其中52%以上弃之不用,很多地方直接将秸秆焚烧在田间,既污染了空气又浪费了资源。2012年6月11~13日连续3天全国性雾霾天气,武汉城市圈尤其严重,通过环保部门监测结果可知在东北风与下沉气流共同影响,空气中植物性有机碳含量明显升高,有关专家称与农村地区燃烧农作物秸秆有关。
2.2 乡镇工业化的的影响
乡镇企业在给城市圈内农村经济的发展带来了机遇的同时,也严重地破坏农村生态环境。乡镇企业排放的三废等污染物的排放总量远远大于环境承载能力[6,7]。有些企业虽有治污设施,但考虑到成本问题,长期闲置,没有正常运行,废水不经处理,直接入河,通过河流造成了跨区域、跨流域的环境交叉污染,给整个圈域农业环境造成严重的影响。
2.3 生活废弃物的影响
随着武汉城市圈内经济的城乡一体化,各种不易降解外包装,如一次性塑料袋、方便碗筷等,由于其干净、方便、省事等优点受到人们的喜爱,已在农村普遍使用。这些不易降解的外包装在使用后,大多没有经过任何处理就被随意丢弃,导致产生的垃圾中难降解的有机物质迅速增加。此外,这些废弃物长期露天堆放会产生大量的氨、硫化物等有害气体从而污染大气,同时在堆腐的过程中还会产生大量的酸性和碱性有机污染物,并且会通过化学反应将废弃物中的重金属溶解释放出来,重金属和病源微生物又会通过渗透作用造成地表及地下水的污染,给农业生产与农村生活造成巨大的威胁。据调查人员走访发现,武汉城市圈有些村落池塘已经是“垃圾覆盖”,并且产生黑色带有难闻味道的黑水。若按照人均日产生垃圾量为1 kg,日用水量为100L计算,据不完全统计2010年武汉城市圈1287.56万农村人口共产生生活垃圾1287.56万t,生活污水115.47万t。据对农村生活垃圾特征进行分析研究发现,有机垃圾中有机质占10.1%~16.6%,全氮占0.37%~0.88%,全磷017%~041%,全钾占1.57%~2.43%,这说明有机物和植物养分含量较高,适合生物处理后农用,释放的有机污染物及营养盐是造成农村地区非点源污染的重要来源[8~10]。
3 治理武汉城市圈域农村污染措施
3.1 资源化利用与生态补偿机制
推进武汉城市圈域农业废弃物的资源化利用,修建粪便处理设施,畜禽养殖户修建沼气池;非养殖户修建化粪池,生产优质有机肥还田。推广武汉城市圈稻田秸秆覆盖还田、秸秆机械化还田、秸秆养畜、秸秆生产食用菌等技术,促进秸秆综合利用。同时武汉城市圈内各地方政府应及时地引进生态补偿机制,以调动社会各阶层和团体的积极性,充分发挥武汉城市圈社会总体的力量,积极发展生态农业、农业循环经济等。鼓励武汉城市圈内各村镇使用高效、安全、低毒农药产品,推广新型植保机械和实用技术,提高农药的使用率。
3.2 合理制定乡镇企业排放标准
武汉城市圈域资源丰富,乡镇企业数量众多,分布范围广,对这些乡镇企业环境整治成为武汉城市圈农村环境污染治理的重点[11]。加大对武汉城市圈乡镇企业的环境管理力度,对环境治理设施不完善、不能稳定达标排放的企业要责令限期整改完善,对无污染处理设施的要坚决取缔;严格防止城镇化和工业化进程中的重污染项目向农村转移,坚决控制发生新的污染和生态破坏。要引导企业调整能源结构、技术结构和产品结构,使乡镇企业沿健康的轨道发展;引导乡镇企业适当集中,建立乡镇工业园区,实行乡镇工业污染的集中控制,真正实现环境保护与农村经济同步发展。
3.3 建立农村环境物业化管理体系
目前在治理城市环境污染的有效手段之一是环境物业化管理,这一手段也适用于武汉城市圈域内的农村地区。首先应该通过试点建立环境物业化管理示范村镇,获得和积累一定经验后,面向整个武汉城市圈域内建立农村环境物业化管理体系[12],从整体上提高农村环保工作的效果和效率。根据农村生产生活的季节性进行合理规划物业管理。比如,在农忙季节主要是分类收集农业废弃物,加以资源化利用和集中处理。比如,在春节等大型节假日中,物业管理应把重点放在生活垃圾的处理上,因为在这些时候除了基本的消费的垃圾外,还有大量的礼盒包装等废弃物。农村人扎堆消费的特点,在春节时期,也是农村人举行婚礼、宴请宾客的高峰期。农村流动餐馆的餐饮废弃物污染表现得尤为突出,此时既需要物业部门加大力度收集与处理,同时环保部门也要倡导农民健康环保的消费观念,少用一次性用品,多用消毒的餐具。
环境污染的治理需要多个方面的齐头并进、协调合作,通过武汉城市圈域内各级地方政府的政策引导、各种基础设施项目带动、污染物排放标准与规范、物业化管理体系试点示范等方式,建立以村为基本单位、农户为基本服务对象的环境污染治理服务体系。以治理农业面源污染为切入点,通过实施农村环境清洁工程,来解决武汉城市圈域内农业生产与农村生活中的污水、农作物秸秆及生活垃圾造成的环境污染问题。对武汉城市圈域农村环境污染进行治理,有利于建设环境友好型、资源节约型的农村社会,促进武汉城市圈农村经济良性发展,在保障农民农业增收的同时,提高农村生活环境质量。
参考文献:
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关键词:镁砂窑;粉尘污染;治理探讨;
中图分类号:E835.7文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
Abstract Small-scale magnesia shaft kiln has become a kind of airpollution source in LiaoNan area, in this paper through a survey on pollution status of magnesia kiln in HaiCheng,general situation of magnesia industry and natural condition were introduced,furthermore some rational countermeasures against dust pollution,which is aroused from magnesia industry,was put forward.
1.海城市镁砂窑企业概况
1.1区域地质概况
海城地区菱镁矿矿床均位于华北地台、胶辽地块,该矿床在营口~宽甸古隆的北侧、草河口偏北西段。区内岩石受到剧烈构造变动和受到不同程度混合岩化作用,主要由古老的变质岩石组成。菱镁矿矿床主要位于大石桥三段地层中,海城五个乡镇的菱镁矿均在圣水寺~金家堡含矿带中,矿层位于大石桥组碳酸岩地层中,主要岩石有大理石、白云大理岩、菱镁大理岩、透内适辉岩、变粒岩等组成〔1〕。
1.2镁砂带及镁砂窑分布
圣水寺~金家堡矿带以北东-南西方向分布,长约35km,平均宽约5km,穿越马风、析木、牌楼、八里、英落等五个乡镇。五个乡镇充分利用地方优势,大办镁砂企业,促进了农村经济的腾飞。但菱镁矿在同一地质环境中矿带品位贫富不一,品位高地段,镁砂窑数量多而密集,如:牌楼、八里、英落三镇矿石品位高,镁砂分布多而密,马风、析木两镇矿产资源相对较少。
1.3镁砂企业及窑炉数
海城市境内现有镁砂企业98家,其中牌楼镇42家、八里镇15家、英落镇21家、析木镇5家、马风镇12家、毛祁镇3家。共有镁砂窑1317座,年实际生产各窑炉日产量如下:重烧窑25t、轻烧窑14t、中档窑30t,高纯窑30t按生产300d计算,全年大约可生产1200万吨镁砂产品。
2.镁砂窑污染现状
2.1生产工艺流程排污分析
2.1.1重烧镁:菱镁石和焦炭分层装入竖窑中加热到1700℃产生氧化镁和二氧华碳,反应式如下:MgCO3Δ/1700℃MgO+CO2。
2.1.2轻烧镁:菱镁石和焦炭装入反射窑中加热800℃~1000℃产生轻烧镁和二氧化碳,反应式如下:MgCO3Δ/800~1000℃ MgO+CO2。
2.1.3中档镁:菱镁石和焦炭装入竖窑中加热800℃~1000℃产生轻烧氧化镁,然后粉碎200目~250目,压制成球,再经加温1800℃后,生成重烧氧化镁,反应式:MgCO3Δ/800℃~1000℃MgO+CO2个/粉碎(200目~250目)压制成球/成品球Δ/1800℃MgO〔2〕。
2.1.4高纯镁:轻烧氧化镁粉碎325目,压制成球,然后加热2000℃,生成高纯氧化镁,反应式MgO/粉碎(325目)/压制/成品球Δ/2000℃MgO。
2.2污染物排放种类和数量
污染物主要有煅烧过程中的烟尘和粉尘;煤或焦炭中S燃烧生成的SO2; 菱镁石分解产生的CO2和燃料燃烧产生的CO2、CO和NOX等。上述污染物中以烟尘和粉尘为主,按排污系数1t镁产品产生粉尘32kg初步估算,1200万t镁产品可产生粉尘38.4万t。
2.3污染危害
在镁砂生产过程中排出大量的含有MgO粉尘和SO2的烟尘,造成严重的环境污染。不仅污染了大气环境,同时使大气能见度降低,对生物影响也很大,使整个生态环境质量下降。由于镁砂窑分布的密集程度不同,形成了八里镇、牌楼镇和英落镇三大烟尘区。含MgO粉尘降落到地表改变了土壤的理化性质,造成农作物和果树的大量减产。含MgO粉尘污染最近的牌楼镇金家卜村小学生体检中发现,皮肤干燥度和上呼吸道感染情况均高于其他小学。
3.综合污染防治对策
3.1主要环保问题及治理难点
镁砂窑生产存在的主要环保问题是严重的粉尘污染,造成这一问题的直接原因在于生产工艺简单落后、设备陈旧、原料、燃料消耗量高,无组织排放,粗放式生产经营等方面。上述问题使得粉尘治理存在极大的难度,由于出窑粉尘浓度高,需要97.5%以上的除尘效率才能达标排放。含MgO粉尘遇湿发粘,使布袋除尘设备失灵,如果采用湿式除尘存在难以解决的结垢问题,并且废气出口温度不稳定,造成除尘系统不适应经常变化的情况,致使设备不能发挥正常效能。
3.2治理方案可行性探讨
根据镁砂窑多年生产实践和粉尘排放特点,经对多种除尘方案筛选后,认为以下几种方法比较切实可行。
3.2.1轻烧镁窑采用煤气发生炉技术
通过把燃料煤在煤气发生炉中产生的煤气加热菱镁矿石,改变了其原来菱镁矿石和煤混烧的生产方式,增加热效率近20%。使得菱镁矿石在加热过程中,能够受热均匀,反应平稳,既节约了能耗,又增加了产品的产量和质量,同时也大大降低了烟尘的排放浓度。
3.2.2 重烧镁窑采用静电除尘和旋风+水浴除尘技术
对其生产过程中产生的工业废气进行末端治理。静电除尘法优点是使用寿命长、除尘效率高、除尘效率可达到97%,而且易清理,但缺点是治理项目单一,只是能收集烟(粉)尘,而对其它污染因子无吸收能力;旋风+水浴除尘技术优点是对其产生的污染因子均有吸收作用,但日常运行费用高、吸收效率低、占地面积大、尤其是易产生二次污染。因大部分炉窑都分布在东部山区,厂区内水资源缺乏,运水难也给治理设备正常运转带来了很大的不便〔3~4〕。
3.2.3 电熔镁砂窑采用静电除尘、低压文丘里和脉冲布袋除尘技术
因为电熔镁砂窑在正常生产过程中,工业废气排放量相对稳定、污染因子单一,且烟气温度不高,所以大多数电熔镁砂窑采用的是脉冲布袋除尘技术。监测结果表明,该除尘器除尘效率可达97%,治理效果较为理想。缺点是冬季时,由于温差及工业废气湿度比较大,工业废气在排放过程中受车间内外温度差的影响,易结露,大大地降低了其除尘效率,甚至无法使用〔3~4〕。
3.2.4其它耐火窑炉主要指的是生产镁碳砖的隧道窑
由于该工艺在生产过程中工业废气排放量相对稳定,但烟气温度较高,现采用先冷却后喷淋再碱式吸收的治理方法,从监测数据上分析,该除尘器在除尘和脱硫效率上相对稳定,效果较为理想。
4结语
总之,包括海城市在内的辽南地区,有举世闻名的镁砂资源,如何发挥资源优势,抢占国际市场,在保护好生态环境问题上,有关部门必须尽快加强对镁砂企业的宏观调控、合理布局,随着环保产业的发展和治理技术水平的提高,逐渐采用节约化的新型镁砂生产方式;以创建国家森林城市为载体,全面推进城乡造林绿化,推进“护绿”“造绿”〔5〕工程,坚持建、管、治相结合,改善海城市的生态环境,使海城市的青山工程真正见实效。
参考文献
[1] 高明岩,靳春,刘青,等.海城年鉴[R].辽宁沈阳,沈阳市印刷研究所,2009.
[2] 宋建华,邵启宏.《海城市重烧镁砂窑烟气治理电除尘应用运行技术经济评估报告》[R].辽宁海城:海城市鑫鑫印刷厂,2006.
[3] 梁兰.重烧镁窑除尘技术的研究[R].辽宁海城:海城市兴盛印刷厂,2006.