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主题:我国湖泊水华治理存在的问题与治理建议 -- hwd99

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我国湖泊水华治理存在的问题与治理建议

最近出版的<湖泊水华治理原理与方法>最后一章.

一、引言

湖泊治理的难点之一是水华控制。近年来,虽然我国在湖泊水污染治理方面投入巨大,仅三湖(巢湖、太湖、滇池)治理投入就超过百亿元,城市污水处理率不断增加,但是,三湖蓝藻水华却依然频繁爆发,呈现欲演欲烈,日益加重的趋势,严重影响饮用水安全,威胁人体健康。2007年五月,无锡太湖蓝藻爆发引起的危机对当地社会生活和经济发展造成了极大的影响。

根据Leibig最小限制因子定律,生物的生长取决于必需营养物中相对生长需求来说,供应量最小的营养物。由于很多蓝藻能够将空气中氮气转化为藻类可利用的氨,控制天然水体的总氮含量,对藻类生产的长期影响是可以忽略的;如果不控制总磷含量,就不能确保水体蓝藻水华得到较好控制。目前很多国家控制天然水体水华的主要措施是降低水体中营养盐,特别是总磷浓度[1, 2],使其低于产生水华危险的阈值浓度。通常需要将水中总磷浓度降低到0.01-0.02mg/L以下[2, 3],才能保证水华得到控制。例如,日本的琵琶湖[4],美国的五大湖[1]等均制定了控制湖水总磷低于0.01-0.015mg/L的治理目标。

通常河流湖泊对污染物有一定的自净能力。对总磷的自净能力主要包括湖泊生态系统对磷的吸收利用和磷呈固体状态沉积在水底。我国很多湖泊[5] 和城市河流生态系统[6]遭到严重破坏,造成河流和湖泊生态系统对磷的吸收作用已经很小了。例如,上个世纪五十年代占巢湖面积20%的湖滩地生长了大量高等水生植物,它们对湖水中营养盐有很好的吸收除去作用,目前仅剩0.4%[7]。由于多年来污染物的沉积,很多河流湖泊底部积累了大量固体污染物,由于我国的湖泊多属浅水湖泊,在风浪作用下,容易悬浮,成为污染来源[8],从而抵消了污染物沉积带来的自净作用。因此,在治理湖泊水华时,应慎重计算河流和湖泊对磷的自净作用。美国很多区域进行水体治理规划时,并不考虑河流和湖泊对污染物的物理或生物净化作用[9]。

排放到天然水体中的磷来自各种不同的途径,主要包括生活污水,工业废水,城市和农村雨水径流污染,以及天然水体底泥释放等。目前国内外已发展了针对这些污染源的各种除磷技术,能够很好地处理不同来源的污染,成功地治理了很多天然湖泊的水华问题。能否应用这些技术治理我国的天然水体水华,其关键是这些技术是否适合我国国情,特别是在经济上,我国是否能够承受。很多人担心我国国力不足,难以投入足够的资金进行治理。例如,我国城市污水处理对除磷的要求,2002年以后执行的标准反而有所降低,目的是减少城市污水处理费用。

本文建议以湖水总磷控制为核心目标的治理方案,剖析我国当前湖泊水华治理方面存在的问题,着重分析国内外针对主要污染源发展的除磷方法在我国应用的技术和经济可行性。

二、我国水华治理存在的问题

湖泊治理规划,是随着社会发展而不断进步的,随着技术的进步,和经济实力的增长,我们越来越有能力提高治理的标准,向着更好的治理目标进发。但是,目前我国湖泊治理规划和实践中还存在很多问题。

1目前规划治理指标达不到治理目的 我国制定的三湖治理目标与湖泊水华治理的关键指标总磷(<0.01-0.02mg/)相差较大。例如,滇池治理目标是TP<0.1-0.2mg/L,巢湖是0.05-0.1mg/L,太湖是0.025-0.05mg/L。依据这些治理目标制定的方案,仅是阶段性治理方案,即使完成相应的治理工作达到上述治理指标,只能减轻湖泊的水华,不能达到湖泊水华治理的目的。因此,将来达到阶段性目标以后,为了达到水华治理的目标,还必须重新修订治理规划和治理方案。这意味着需要改造一大批已建成治理设施,导致经济上的额外支出和浪费。国外发达国家在多年以前,开展湖泊治理时,由于当时水华治理认识上和技术手段方面的限制,使治理规划和治理方案需要不断修正。目前水华治理技术已逐渐成熟,国家应制定能够达到水华治理目的的治理指标和长远治理规划。

2对流入湖泊的河流治理要求偏低 目前河流和湖泊执行的国家地表水环境质量标准GB 3838—2002中总磷浓度相差很大,如下表所示。同样水质类别,河流总磷浓度标准比湖泊大2-4倍。现阶段主要湖泊治理的目标是III类,从表中可以看出,除河流I类水质优于湖泊治理的III类目标外,其他类别的河流水质比湖泊治理目标水质差。目前对河流治理要求以河流III类水质标准为主,因此,流入三湖的河流水质普遍低于或接近河流II级水质标准,来自这些河流的河水含磷量高于湖泊治理目标,污染了需要治理的下游湖泊,也使下游湖泊不可能达到治理水华的目的。因此,有必要修改需要治理湖泊的上游河流的标准。

表一 国家地表水环境质量标准-总磷(以P计)≤(mg/L)

水质类别 I II III IV V

河流 0.02 0.1 0.2 0.3 0.4

湖、库 0.01 0.025 0.05 0.1 0.2

3湖泊允许负荷计算存在偏差,导致治理方案不符合实际情况 我国湖泊治理的规划设计是根据污染总量控制法进行的。污染总量控制法是控制排入湖泊的污染物总量,使其小于湖泊允许负荷量。湖泊允许负荷量受很多因素影响,变化巨大。通常湖泊允许负荷量与湖泊水质标准,湖泊自净能力及水量相关,其中与水量成正比。我国很多湖泊水量变化较大,枯水年和丰水年往往相差数十倍,如巢湖丰水年出流量为108.1亿方(1991年),枯水年为0.79亿方(1978年)[10]。这使湖泊纳污容量在不同年份相差极大。我国很多湖泊,包括三湖的允许负荷是根据多年平均水量为基础制定的,由于主要污染源城市污水处理厂出水所携带的营养盐排放量变化较小,在温暖季节的枯水时期,氮磷营养盐会严重超标,容易导致水华泛滥,如2007年无锡蓝藻爆发。巢湖在2004年夏天,由于雨量少,水华也比较严重。此外,三湖是浅水湖泊,底部沉水植物基本消失[11],通过植物吸收营养盐产生的自净作用很小;而且多年来污染物沉积,在浅水湖泊中,沉积物受风浪作用产生的悬浮和污染释放现象[8],使沉降作用对总磷的除去作用已变得越来越小了,这与”九五”期间对三湖的允许负荷的计算时情况有了很大改变,目前三湖允许负荷量已大大降低。因此,目前正在执行的实现三湖达标的治理规划和治理方案已不符合目前的实际情况,难以达到所设计的治理目标,更不能达到水华治理的目的,需要重新审视。

排水进入湖泊的城市污水处理厂执行的出水标准应根据湖泊治理要求制定 我国城市污水处理长目前普遍执行《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》,这使很多湖泊,如巢湖,太湖和滇池,难以达到治理水华的目标。该标准中最严格的要求是总磷低于0.5mg/L。进入湖泊的污染物在不均匀时空分布时,某些局部污染物浓度会超过均匀时空分布下的平均浓度。在均匀时空分布假设并忽略湖泊自净能力下,假设污水处理后排放时平均浓度为0.5 mg/L,根据湖泊年平均水量、城镇污水排水量可以估算污水处理后排放带来的湖泊平均总磷浓度的贡献量:

达标排放污水对湖泊总磷浓度贡献量=0.5×年入湖污水量/年入湖水量 (mg/L)

表2 城市废水处理达标排放使湖水总磷浓度增加值

湖泊 太湖 巢湖 滇池

年入湖平均水量 亿方 136.7[12] 34.9[13] 6.65[14]

年入湖污水量 亿方 15.0a 2.8b 3.4[14]

达标污水使湖水TP浓度增加量 mg/L 0.055 0.040 0.256

a 来自《太湖水污染防治十五计划》 2000年数据

b 根据合肥、巢湖等市目前供水量估算

表2是三湖计算结果,从计算结果可以看出,即使三个流域的城市污水全部处理达标排放,不计其他营养盐来源,三湖总磷平均浓度均超过水华治理阈值浓度。其中滇池总磷平均浓度超过公认产生水华的阈值浓度水平10倍以上。由于城市人口还在持续增加,城市污水排放带来的污染在未来将更加严重。我国城市污水处理厂应根据下游湖泊治理的实际要求制定合适的城市污水处理要求,才有可能达到根治湖泊水华的目标。国外发达国家在处理城市废水时,虽然制定统一的排放标准,但一个城市污水处理厂的出水标准是根据其排放的受纳水体实际情况制定的,在人口密集地区,常常比国家标准严格得多,可低到0.01mg/L[15]。

4主要污染源治理工作严重滞后 目前我国的水污染治理工作集中在城市工业废水和生活污水方面,忽视了其他污染源。

(1)忽视了大气降尘等带来的污染: 美国研究表明,大气降尘带来的总磷沉积量约为0.1-4.1公斤/公顷/年[16],近年来国内也逐渐认识到湖面大气降尘是重要污染来源。有关研究表明,云南星云湖总磷污染负荷一半以上来源于湖面大气降尘,占入湖总磷一半,是星云湖水华泛滥的主要原因之一[17]。呼伦湖大气沉降带来的总磷为86.2公斤/平方公里/年[18],长春南湖1993年降尘量为216吨/平方公里/年,折合总磷约为100-200公斤/平方公里/年[19];呼伦湖和长春南湖的降尘污染均对水体总磷浓度有明显影响。目前巢湖湖面降尘污染还研究得较少,根据这些研究结果估算,巢湖湖面降尘带来的总磷污染将使平水年湖水总磷浓度增加0.03-0.06mg/L以上,这已经超过了公认的可产生水华的危险阈值水平,是治理巢湖水华需要削减的主要营养盐来源之一。

(2)没有重视农村点源和农业面源污染治理工作: 目前我国农业上枸溶性磷肥如钙镁磷肥生产量和使用量逐年下降,2002年仅生产66万吨[20],占总量不足8%,而磷氨等速效水溶性磷肥产量逐年增加,已占据90%以上,它们容易淋溶,进入天然水体,成为营养盐的重要来源之一;而且有效利用率低。由于大量使用化肥,农田雨水径流中营养盐总磷含量常常大于0.1 mg/l[21],远远超过产生水华的阈值浓度,引起农村饮用水水源污染和水体水华,成为巢湖水体营养盐的重要来源和水华产生的重要原因之一。此外,农村生活污水、垃圾、人畜粪便和农业废弃物,以及渔业养殖废水等没有得到处理,它们随雨水进入河流,导致三湖流域绝大部分河流水质超过湖泊治理目标或水华水平,成为湖泊的主要污染源之一。

(3)城市面源污染治理重视不够: 根据美国研究,城市雨水径流中总磷浓度平均达0.6mg/L[16], 是湖泊主要营养盐来源之一,合流制雨水溢流浓度更高。美国环保局将合流溢流当作点源污染进行治理[22]。我国在北京上海等城市的研究结果相近,如表3。目前国内城市才刚刚启动城市面源污染治理工作。由于我国很多城市的老城区主要采用合流制,其污染物浓度接近城市生活污水水质,是必须处理的主要污染源之一。

表3 雨水径流总磷污染情况:(mg/L)

污染物 美国城市[16] 美国农村[23] 美城市降雨[24] 美合流溢流[25] 北京屋面[26] 上海菜地[21] 上海城市[27]

悬浮固体 630 68-1100 >457 251

总磷 0.6 0.02-1.7 >0.1 1.0-11.6 0.43 0.07-0.15 0.57

(4)下水道覆盖率偏低,排水系统渗漏严重,污染物大量进入地下水,最终进入湖泊: 美国环保局报告表明,管道渗入水量可达到污水流量的32%[9]。我国有关单位测试结果表明,流入南方某污水处理厂的污水中有20-25%是渗入的地下水[28]。我国南方地下水位高,雨水大量渗入下水道,污染物扩散进入地下水,污水浓度降低,导致污水处理厂有机物含量严重不足。北方地下水位低,污水大量漏出,污染地下水,成为地下水和土壤污染的重要来源,危害极大。进入地下水的营养盐最终进入湖泊,成为湖泊营养盐的重要来源,例如,1987年通过地下水进入巢湖的营养盐总磷达到23.3吨,总氮达到1119吨[13]。此外,我国分流制排水系统还存在大量雨污水管道混接现象,如上海2003年已建成67个分流制系统中有39个存在严重混接现象[29]。我国目前城市下水道覆盖率也仅在30-50%,雨污水收集率低,大量污染物直接进入天然水体,是湖泊主要污染源之一。

(5) 湖泊底泥污染释放问题严重: 多年来,三湖沉积了大量污染物,一些区域沉积污染底泥深度超过1米,底泥中营养盐丰富,在厌氧状态或水力冲刷下,容易泛起和释放,成为湖泊重要污染来源。根据实测结果估算,1987年巢湖底泥释放总磷量可达到229吨[13],在平水年将使巢湖总磷浓度增加0.066mg/L,该浓度将使巢湖容易发生水华;2004年太湖总磷释放量估计达到987吨[8],是太湖主要营养盐来源之一。

(6)湖泊生态系统衰退严重 自上个世纪八十年代以来,三湖水下沉水植物等普遍消失[11],不仅降低了湖泊自净能力,而且使沉积底泥在风浪作用下容易泛起,加剧营养盐释放,成为湖泊主要污染来源之一。

三、 严格控磷法治理方案分析

我国湖泊水华治理应采取根本措施,以降低湖泊总磷浓度,使其低于水华危险浓度为目标。由于很多湖泊的主要入湖河流的营养盐浓度高于湖泊产生水华的危险浓度,目前已没有优质低含磷天然水来稀释城市污水处理厂处理后的污水;另一方面,流域农业面源污染治理工作才刚刚开始,工作量巨大,目前还难以预测治理投入和治理时间,主要入湖河流水质短期内难以改善。因此,对很多来水受到严重污染的湖泊,我们还应对所有排水,包括城市污水、城市雨水、农田雨水等所含关键污染物,如总磷,进行浓度控制。本文建议排入流域水体的所有排水的总磷控制目标浓度应等于湖泊发生水华的阈值浓度减去湖面蒸发,底泥释放及大气降尘和地下水等带来的污染物使湖水增加的浓度。该目标浓度应低于产生湖泊富营养化危险的阈值浓度(0.01-0.02mg/L)。

在污染物总量控制基础上,增加浓度控制,使所有污染排放源的污染物浓度低于湖泊控制浓度,今后即使增加新的污染源,由于其浓度低于排放水体污染物控制浓度,虽然增加了污染物排放量,但同时增加了水量,提高了纳污容量,并不增加湖泊的污染物浓度,从而能很好地控制湖泊的水质。在不改变湖泊水质标准的前提下,污染治理要求不会发生变化,即使人口增加,经济发展,废水排放量随之增加,也不需要提高已建污染治理设施的治理效果,很好地维持了建成设施的运行稳定性。这大大简化了流域污染控制的建设和管理工作,降低了湖泊水华控制和治理成本。完成上述治理要求需要针对每一种污染源配套技术成熟,经济上能够承受的治理方案。下面以巢湖流域为例,针对总磷污染的主要来源,通过总结国内外的成功经验,建议和分析我国在湖泊富营养化治理方面可能采用的技术及其经济和技术可行性:

1城市污水和工业废水治理(详细分析见[30]):根据以上分析,为了达到三湖水华治理目标,建议三湖流域城市污水处理出水总磷标准提高一个数量级以上,达到0.01-0.02mg/L。美国很多城市污水处理厂执行类似标准,通常在生物除磷基础上,采用絮凝沉淀-沙滤工艺,美国环保局最近统计的20个采用深度处理的污水处理厂,18个采用该技术[15],出水总磷浓度稳定达到了0.01-0.02mg/L。从技术原理上看,生物除磷工艺是我国最近几年主要采用的工艺,絮凝沉淀过滤工艺在我国给水处理和中水处理中广泛使用,我们已经能够应用该项技术,其投资和处理费用仅比单纯生物脱氮除磷工艺增加20%左右[30, 31],在经济上也是可以承受的。因此,在现有生物脱氮除磷污水处理厂内,增加絮凝沉淀-过滤工艺,可达到本文提出的新的治理要求。对于直接排放流域天然水体的工业污水处理,现有出水标准与城市污水处理相同,在现有工业污水处理设施上增加絮凝沉淀-过滤工艺,同样能够达到0.01-0.02mg/L标准。所增加费用类似城市污水处理厂,企业是完全能够承担的。

2城市雨水径流污染治理[32]:雨水径流污染物主要以悬浮固体存在,采用沉淀和渗滤技术可以除去大部分污染物,包括总磷[16]。例如,美国环保局同意合流排水区85%以上的溢流废水经一级沉淀处理,就达到国家清洁水法的要求[33]。由于雨水径流水质水量时空变化较大,通常需要因地制宜建设雨水储存设施。在治理技术上,主要采用各种因地制宜的雨水沉淀和渗透技术。发达国家在城市雨水径流污染治理方面,积累了丰富的治理经验和技术设备,为各项技术和设备制定了设计手册和应用范围[34]。为了比较由多个因地制宜建设的沉淀池和储存池为主组成的各种治理方案,通常建立雨水径流水质水量预测仿真模型和调度管理系统,利用仿真模型优化雨水径流治理规划;同时用于城市雨水径流设施的管理和调度。我国应建立城市雨水径流污染预测模型和调度管理系统,完成流域内所有城镇雨水径流治理规划;老城区人口密集,难以使用占地面积大的各种储水沉淀池来沉淀污染物,应根据实际情况,建地下水池或扩大下水道直径,削减洪峰,沉淀污染物;或在下水道上增加漩流沉淀池;分流制初期雨水截留到污水处理厂等因地制宜的综合措施;新建城区应预留土地,采用各种因地制宜的沉淀和渗透技术处理雨水径流,并考虑就地回用。垃圾应及时清理和处置,以减小雨水径流污染。城市雨水径流污染的处理相当于城市污水一级处理,其费用支出相对较小。

3加强农村污染治理(详细分析见[35]):巢湖流域13350平方公里,农村居住区面积近2000平方公里,是城市面积5倍以上,农田面积约为6500平方公里[13],农村居民区和农田雨水径流污染带来的营养盐是重要来源之一。采用有机肥、缓释磷肥和枸溶性磷肥替代水溶性磷肥,不仅可以降低磷的流失,减小农田雨水径流污染;而且提高了磷肥利用率,减少化肥使用量[36]。将化肥通过包裹等措施制成缓释肥料,是一项成熟技术,国内外已成功应用多年。国家应制定长期规划,将目前的水溶性磷肥逐渐转化为缓释磷肥,提高磷肥吸收利用率,降低用量,从而逐渐降低农田雨水总磷浓度,最终达到低于富营养化危险浓度。在农村污染治理方面,近年来,德国农村建设高效厌氧消化设施[37],集中处理多个农场生活垃圾,人畜粪便及农业废弃物秸秆等,减少雨水径流污染,生产沼气发电,同时生产有机肥料。随着化石燃料价格的飚升和温室效应的加剧,各国都非常重视利用农业有机废弃物生产可再生能源。德国通过优惠电价等政策,提高农业废弃物厌氧消化沼气发电系统的经济效益,使农村有机废弃物治理成为能源投资热点。在我国农村,结合水生植物塘技术处理污水,建设集中高效厌氧消化为中心的农村有机废弃物处理中心,不仅改善农村环境,而且减少水污染,生产有机肥料和绿色能源,建议将其列入新农村建设的主要工作,通过政策引导,建立一个可持续发展的农村污染治理产业和生物质能源产业。此外,应大量建设雨水沉淀池,美国Okeechobee湖流域已建设了200多平方公里的包括湿地在内的沉淀池,沉淀地表雨水径流,使进入Okeechobee湖流域总磷浓度下降到0.012mg/L,未来还将建设更多沉淀池提高地表雨水除磷效果,达到0.01mg/L目标[50]。恢复和建设良好的流域生态系统;提倡自然放养鱼类,禁止网箱养鱼废水不经处理达标进入流域水体;加强绿化,减少水土流失;定期清理流域内池塘淤积底泥等。

4加强大气降尘治理:逐步提高流域植被覆盖率,消灭裸露地面,减少水土流失和大气扬尘,同时改善城乡环境卫生,控制扬尘,改善空气质量,使城乡空气质量逐步达到I级标准,从而减少湖面大气降尘和地面雨水径流污染。

5底泥疏浚或钝化处理与流域水体自净能力建设:底泥营养盐释放是湖泊主要污染来源之一,建议在污染物源头治理达到预定目标以后,清除或钝化流域内主要河流和巢湖湖内污染严重的底泥,清除后的底泥,应根据污染情况,就近还田或采用其他处置措施;恢复河流和湖泊水生植物特别是沉水植物生态系统,不仅提高天然水体自净能力,而且减少底泥释放。

6控制管道渗漏,加强下水道建设:我国的下水道主要采用钢筋混凝土管,采用硬连接,管道连接处容易产生渗漏。国外发达国家,主要采用铸铁管和柔性连接,降低了下水道污水渗漏率。国家应更改技术规范,提高下水道渗漏要求,减少污水渗漏现象[38]。以避免渗漏污水进入湖泊。此外,应大力建设下水道,提高雨水和污水收集率,防止污染物直接进入天然水体,同时完善下水道建设,有效控制雨污分流系统雨污管道混接问题。

7采取临时措施控制蓝藻大规模爆发[39]:我国三湖富营养化水平高,水华治理工作是一项长期艰巨的任务,在20年内三湖水体营养盐总磷浓度难以达到低于0.01-0.02mg/L的目标,仍然存在蓝藻大面积爆发的危险。现阶段采用临时措施保证水源地免受水华污染是非常必要的。云南玉溪市早在2004年,在星云湖圈养了300亩水生漂浮植物(水葫芦)[40]防止水华污染下游扶仙湖;近期无锡市在太湖圈养了5000亩水生漂浮植物(水葫芦),控制蓝藻生长。云南昆明市在滇池内进行了圈养水生漂浮植物(水葫芦)和厌氧消化利用的工程示范,显示了水生漂浮植物控制蓝藻爆发的良好效果和能源利用价值[41]。我们正在发展高效水葫芦厌氧消化反应器,中试实验表明能量转化率达到60%。在严重富营养化区域,大面积圈养水生漂浮植物,不仅可以控制水华,还削减营养盐,采用厌氧消化技术大规模处理利用水生漂浮植物,生产能源和有机肥料,有效降低了天然水体水华治理费用,是现阶段控制水华,保证水资源的良好临时措施。

四、关于我国水华水环境治理的投资和运行费用匡算

治理水环境的难点在水华治理。治理水华需要控制各种渠道来源的磷,使湖水含磷低于10-20ppt。前文介绍了国外的治理方法[43],下面对治理投资和运行费用进行简要匡算。本匡算包括了水华治理和其他水污染治理费用。

1、 工业废水和生活污水收集处理:通常工业废水应通过预处理,达到三级排放,进入城市污水处理厂,进行进一步处理。工业预处理应是企业的责任,此估算不计算在内。根据国家环境保护部公布的环境公报[44],2007年,全国废水排放总量为556.7亿吨,其中工业废水246.5亿吨,生活污水排放量310.2亿吨,约等于1.5亿吨/天排放量。通常进行生物脱氮除磷的城市污水处理厂投资费用约1500元/吨/天左右[45],增加絮凝沉淀过滤深度除磷,达到0.01mg/L标准,根据美国研究资料,约增加投资15%和运行成本20%[43,46],现按2000元/吨/天计算,共需投资3000亿元。管道按同样投资计算。总投资约6000亿。吨水收集处理成本按2元计算[45],每年共需约1000亿元。

2、 雨水收集处理:雨水收集管道按污水收集管道相同,约3000亿,主要利用天然池塘等储存沉淀处理,投资按污水处理一半计算,约1500亿,运行管理成本按污水一半计算,约500亿元/年。

3、 湖内污染淤泥清理和生态系统建设:全国湖泊面积约80000平方公里,沉积淤泥面积按20000平方公里,平均淤泥深度按0.5米计算,清理成本按30元/方计算[47],共需成本约3000亿元。生态系统建设按1500亿元计算(部分建设,部分靠植物自动生长)。

4、 其他费用:主要是陆地生态系统建设,城市清洁等方面,应放在国土建设和城市管理等方面。

总结:匡算总投资约1.5万亿(2000年人民币计算),每年处理成本约1500亿元,目前已投资部分设施,根据2007年国家环境公报,污水处理率为60%,考虑它们需要升级改造,实际需要投资约10000亿元。未来城市人口增加到90%以上,需再增加约1.5万亿投资和1500亿运行费用。

2002年英国环保局估算了英格兰和威尔士淡水富营养化损失是0.75-1.14亿英镑,以污水除磷为主的治理方案所需费用0.548亿英镑[48]。我国应加强相关研究。到2014年,国家有4万亿美元外汇储备[49],并不缺少治理经费。治理污染需要的是人力和物力,而不是所谓经费,用人民币代表的经费是银行印制出来的。我们有3.6万亿美元所对应的物资,有大量失业人员,说明我们不缺少人力和物力。美元不用,等着美元不断自动贬值,就等于将物资免费送给美国了。

五、总结

目前治理湖泊水华的有效方法是控制湖泊总磷浓度,使其低于产生水华危险的阈值浓度,这是西方国家主要使用的方法。由于人们认为我国经济发展比较落后,过于担心水华治理的投入,导致我国治理工作存在很大问题,集中体现在治理指标偏低,达不到水华治理目的;湖泊上游河流治理要求和城市污水处理标准偏低;主要污染源城市污水治理不彻底,达不到很多湖泊的水华治理要求;其他污染源治理工作迟缓,严重影响湖泊水华治理进程。本文建议制定合理的治理指标,提出了以主要污染源总磷治理为核心的治理方案,分析了方案的技术和经济可行性。分析表明,在我国对主要污染源进行彻底治理,在技术上是完全可行的。从经济上看,即使是治理费用最大的城市污水,除去微量磷,使污水处理后达到贫营养化水平,与现有设施相比,投入仅增加15-20%,在我国,通过长期努力,也是有能力做到的。具体到一个湖泊,是否值得投资治理,是和这个湖泊的功能和作用有关。通过治理,如果能够获得比治理投入更大的环境和社会效益,则应当尽早进行治理。因此,为推进我国的湖泊污染治理和水华控制工作,建议国家湖泊治理方面的科研活动应当围绕三个方面来开展,第一,从治理效益和治理投入方面分析,确定每一个湖泊的治理目标;第二,完成湖泊治理目标的技术方案和经济性分析;第三,改进和发展与湖泊污染治理相关的技术。

当前我国水环境治理基础设施建设,特别是城市下水道建设还很落后,历史欠帐较多。从发达国家历史来看,城市下水道建设是一个长期过程,例如,美国芝加哥市1975年开始的合流制下水道改造建设,直到2003年,一期建设计划24亿美元投资还没有完工,二期约七亿美元投资计划还未动工[42]。此外,治理湖泊还需要控制很多其他污染物。因此,我国的湖泊治理工作是一项长期而艰巨的任务,不可能在短期内达到湖泊水华完全控制的目的。但是,借鉴国外成功经验,遵循科学原理和方法,通过长期努力,不断削减排放到湖泊中营养盐,改善和实现我国湖泊水华控制是一定能够实现的。

参考文献

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43 http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=32143

44 中国环境公报:http://www.zhb.gov.cn/plan/zkgb/

45 根据中国环保产业协会水污染治理委员会秘书长王家廉演讲http://news.h2o-china.com/market/watermarket/282671086743340_1.shtml

46 Jiang, F., Beck, M.B., Cummings, R.G., Rowles, K. and Russell, D., Estimation of costs of phosphorus removal in wastewater treatment facilities: construction de,novo.Water Policy Working Paper #2004-010. 2004, Georgia Water Planning and Policy Center, Andrew Young School of Policy Studies, Georgia State University: Atlanta.

47 http://www.tjaudit.gov.cn/n1564c145.aspx《审计研究》2005年1期

48 Pretty, J.N., et al., A Preliminary Assessment of the Environmental Costs of the Eutrophication of Fresh Waters in England and Wales. 2002, University of Essex: Colchester UK.

49 参见央行公布的2014年5月外汇储备数据

http://www.pbc.gov.cn/publish/html/kuangjia.htm?id=2014s09.htm.

50 美国Okeechobee湖Everglades流域治理目标和措施,2014年6月7日访问,http://www.dep.state.fl.us/evergladesforever/restoration/quality.htm

通宝推:桥上,
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