摘要:本文通過對深圳某飲用水源水庫現(xiàn)有污染防治措施進行全面客觀調(diào)查后,構(gòu)建科學(xué)的評價指標(biāo),對現(xiàn)有措施的合理性、有效性進行評價,分析其環(huán)境效益、環(huán)境風(fēng)險和相應(yīng)的費用。建立相應(yīng)的評估指標(biāo)體系,對篩選的各類方案進行比較,重點關(guān)注實際使用效果,并挑選出最佳可行技術(shù)方案。污染防治最佳可行方案除能滿足環(huán)境目標(biāo)要求外,其應(yīng)是符合全過程污染控制概念的,技術(shù)上應(yīng)當(dāng)是成熟可靠的,投資和運行費用合理,并能夠適用深圳某飲用水源水庫流域乃至深圳市的自然和社會經(jīng)濟條件。
關(guān)鍵詞:最佳污染防治措施;非點源污染;環(huán)境效益
深圳某飲用水源水庫流域內(nèi)的主要污染為非點源污染。非點源污染(Non point source pollution)是指溶解性或固體污染物從非特定的地點,在降水和徑流沖刷作用下,通過徑流過程匯入受納水體(如河流、湖泊、水庫、海灣等)而引起的水體污染。其成因有水土流失、城市膨脹、農(nóng)藥化肥過量使用、畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)業(yè)與城市廢棄物堆放等。大量的泥沙、氮磷污染物負(fù)荷進入江河、湖庫,引起水體懸浮物濃度升高、有毒有害物質(zhì)增加、溶解氧減少、水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化和酸化趨勢,不僅破壞水生生物的生存環(huán)境和水生生態(tài)系統(tǒng)平衡,還會影響人類的生產(chǎn)生活,威脅人體健康。
目前環(huán)境學(xué)界對于非點源的研究表明:非點源污染從其產(chǎn)生機理來看,主要有四個過程,流域降水和產(chǎn)流、土壤侵蝕和泥沙傳輸、污染物遷移轉(zhuǎn)化和污染物影響河湖水質(zhì)。降雨在不同的地面條件下產(chǎn)生徑流,降水及徑流對土壤具有侵蝕作用。在降雨徑流驅(qū)動因子作用下,大量的泥沙與附在其上的氮磷污染物與可溶性氮磷污染物進入水體,從而形成非點源污染影響受納水體的水質(zhì)。
深圳某飲用水源水庫非點源污染治理措施在長期的實踐中不斷累積,形成了一系列行之有效的防治措施,包括污染源控制措施、污染遷移轉(zhuǎn)化過程中的削減措施,以及在匯集形成污染之前的末端治理措施。這些防治措施在經(jīng)過污染防治措施的環(huán)境效益、建設(shè)投資強度、用地效率、運行維護強度等方面優(yōu)化分析和實踐檢驗之后,形成最佳污染防治措施技術(shù)體系。
一、最佳污染防治措施技術(shù)體系
最佳污染防治措施在許多國家都得到了應(yīng)用,美國維吉尼亞州最佳防治措施手冊(Northern Virginia Best Management Practice Handbook,1992)中提出:各種有效控制非點源的方法及措施,皆以“最佳防治措施(Best Management Practices,簡稱 BMPs)”名詞稱呼,“最佳”一詞意指“經(jīng)濟而有效”。一般而言,非點源污染控制的方式依其處理原則可以區(qū)分為四種形式:(1)避免污染物之產(chǎn)生;(2)污染源產(chǎn)生污染物時加以控制或稱為源頭控制(Source Control);(3)非點源污染與暴雨徑流產(chǎn)生后再加處置(Treatment Control);(4)視實際需要,作更進一步處理設(shè)施之裝置等。
“最佳管理”包括非結(jié)構(gòu)性及結(jié)構(gòu)性兩種。結(jié)構(gòu)性BMPs:泛指所有需要施作工程結(jié)構(gòu)物或手段,具有一定結(jié)構(gòu)機制、污染物處理對象、處理限制條件及設(shè)施維護管理措施,如干式或濕式滯留池等。非結(jié)構(gòu)性BMPs:泛指管理方面行為,自平常的操作流程中,增加注意事項,從污染物產(chǎn)生開始時即采取實時性的控制管理,為最有效源頭管理非點源污染的方法,諸如合理化施肥、土地使用型態(tài)轉(zhuǎn)變及民眾環(huán)保觀念提升等。
二、污染防治措施的優(yōu)化指標(biāo)
環(huán)境保護工作的成效與環(huán)保投入、設(shè)施布局、技術(shù)方案等均有關(guān)系,為了達到最佳的目標(biāo),往往需要進行綜合分析才能做出最佳方案。在技術(shù)上通常建立多目標(biāo)優(yōu)化模型,再通過相應(yīng)的數(shù)值計算方法進行分析,最終形成最優(yōu)的措施方案。對于深圳某飲用水源水庫的污染防治工作而言,除了污染防治措施的建設(shè)投資強度、污染削減成效外,還應(yīng)綜合考慮污染治療措施的土地占用面積、運行維護成本等,只有綜合考慮了全面的限制因素,才能制定出最優(yōu)的污染防治技術(shù)體系。
基于以上分析,深圳某飲用水源水庫的污染防治措施優(yōu)化問題,可就污染防治措施的環(huán)境效益、建設(shè)投資強度、用地效率、運行維護強度等度方面內(nèi)容。對于不同的評價指標(biāo)賦予一定的權(quán)重值,并確定評價標(biāo)準(zhǔn)和計算模式,從而對污染防治措施進行優(yōu)化。遵循公共性、可比性、相對獨立性的原則,選擇一下指標(biāo)組成評價方案,如表1所示。
表1 深圳某飲用水源水庫污染防治措施優(yōu)化指標(biāo)
指標(biāo)名稱
表達式
指標(biāo)意義
指標(biāo)計算參數(shù)
環(huán)境效益
主要污染物去除效益指數(shù)
q為處理前污染物總量
q0為處理后污染物排放總量
qs為允許污染物排放總量
社會經(jīng)濟效益
回收利用率
Q為回收利用量
Q0為產(chǎn)生的污染物量
投資費用指數(shù)
投資費用指數(shù)
Wr為目標(biāo)投資費用
W為污染防治設(shè)施的投資費用
運行費用指數(shù)
運行費用指數(shù)
Nr為目標(biāo)運行費用
W為污染防治設(shè)施運行費用
運行穩(wěn)定性能
運行穩(wěn)定性能
a為多年平均實際處理能力
a0為設(shè)計處理能力
占地面積指數(shù)
占地面積指數(shù)
Dr為目標(biāo)占地面積
D為設(shè)施的占地面積
根據(jù)該優(yōu)化指標(biāo)方案,設(shè)計判斷矩陣對指標(biāo)權(quán)重進行設(shè)定,矩陣結(jié)構(gòu)如表2所示。
表2 深圳某飲用水源水庫污染防治措施優(yōu)化判斷矩陣
T
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P1
1
2
3
4
5
6
P2
1/2
1
2
3
4
5
P3
1/3
1/2
1
2
3
4
P4
1/4
1/3
1/2
1
2
3
P5
1/5
1/4
1/3
1/2
1
2
P6
1/6
1/5
1/4
1/3
1/2
1
邀請專家進行獨立判斷,并進一步計算指標(biāo)的權(quán)重,如下表3所示。
表3 深圳某飲用水源水庫污染防治措施優(yōu)化指標(biāo)權(quán)重
指標(biāo)
P1
P2
P3
P4
P5
P6
權(quán)重
0.273
0.182
0.139
0.092
0.102
0.212
三、最佳污染防治措施技術(shù)體系的作用
建立動態(tài)的環(huán)境污染防治最佳技術(shù)方案的信息系統(tǒng),以便于隨環(huán)境需求的變動和社會、經(jīng)濟、技術(shù)的發(fā)展而隨時調(diào)整。區(qū)域污染防治最佳技術(shù)的實施有賴于的環(huán)境政策手段的有效性,可在借鑒國外尤其是歐美發(fā)達地區(qū)的成功經(jīng)驗基礎(chǔ)上,結(jié)合深圳某飲用水源水庫流域的實際情況,創(chuàng)新環(huán)境政策手段,以確保區(qū)域污染防治最佳技術(shù)體系的有效實施。環(huán)境政策手段一般分為管制手段和非管制手段,前者包括法律手段和行政手段,后者包括經(jīng)濟手段和教育手段,為促進區(qū)域污染防治最佳技術(shù)的有效實施,深圳某飲用水源水庫的水質(zhì)保護可探討法律、行政手段等“剛性”手段和經(jīng)濟、教育手段等“柔性”手段相結(jié)合的復(fù)合式手段。
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