成 穎，范城君

(河北省承德水文水資源勘測局，河北承德 067000)

新時(shí)期國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展破壞了生態(tài)環(huán)境，尤其是城市現(xiàn)代化改造進(jìn)程加快而導(dǎo)致污水現(xiàn)象嚴(yán)重，破壞了生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。從可持續(xù)發(fā)展觀角度分析，我國必須強(qiáng)化水環(huán)境污染問題的治理力度，努力構(gòu)建生態(tài)化水資源利用環(huán)境。水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)是水污染治理的綜合性工程，應(yīng)經(jīng)過科學(xué)規(guī)劃與執(zhí)行才能取得成效，這就要求相關(guān)部門做好污染治理規(guī)劃工作。相關(guān)部門既要制定水環(huán)境污染治理對策，也要充分利用信息科技優(yōu)勢以解決污染問題。

1 水污染原理及其危害性

水污染是社會(huì)環(huán)境污染的主要表現(xiàn)之一，其是由有害化學(xué)物質(zhì)造成水的使用價(jià)值降低或喪失，對水環(huán)境區(qū)域產(chǎn)生不同的污染危害。應(yīng)為污水中的酸、堿、氧化劑，以及銅、鎘、汞、砷等化合物，苯、二氯乙烷、乙二醇等有機(jī)毒物會(huì)毒死水生生物，所以會(huì)影響到飲用水源、甚至風(fēng)景區(qū)景觀。當(dāng)前，我國水環(huán)境污染現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，各個(gè)地區(qū)均存在水污染、水流失、水浪費(fèi)等一系列問題。如圖1［6］，我國工業(yè)企業(yè)排放廢水中，各個(gè)行業(yè)均有不同量的污染元素，破壞了水質(zhì)環(huán)境的生態(tài)系數(shù)，大大降低了水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［1］。

另一方面，水污染產(chǎn)生的危害性十分廣泛，一是破壞了水資源利用的安全性，增加了社會(huì)群體疾病發(fā)生率。二是破壞了生態(tài)水系統(tǒng)的環(huán)保系數(shù)，各類廢水、污水量持續(xù)增加，如表1［6］，2001～2010年，全國廢水量有明顯增加趨勢，資源污染必然擾亂生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性。

圖1 工業(yè)廢水和化學(xué)需氧量排放情況

2 新時(shí)期水環(huán)境污染主要成因

近年來國內(nèi)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化升級，水環(huán)境污染現(xiàn)象也普遍增多，以犧牲環(huán)境為代價(jià)發(fā)展經(jīng)濟(jì)是不科學(xué)的。水利部門與環(huán)境部門共同建立了水環(huán)境污染勘察工作，對現(xiàn)有污染情況進(jìn)一步地勘察分析，從城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)運(yùn)作、生活排水等多個(gè)角度總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)現(xiàn)有水環(huán)境污染狀況，其主要因素包括以下幾方面。

(1)工業(yè)因素。工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的核心部分，工業(yè)發(fā)展可帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)收益增長，推動(dòng)科學(xué)技術(shù)水平提升，適應(yīng)了我國社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)要求。工業(yè)是以機(jī)器運(yùn)作為平臺的自動(dòng)化模式，工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的“三廢”是環(huán)境污染的根源之一。如表2［6］，汞、鎘、六價(jià)鉻、鉛、砷等是工業(yè)污水中主要有害物質(zhì)，對水質(zhì)環(huán)境造成了不利影響。當(dāng)前，我國工業(yè)企業(yè)群體數(shù)量龐大，很多企業(yè)未經(jīng)處理而排放工業(yè)廢水，或廢水處理質(zhì)量不達(dá)標(biāo)則隨意排放，這些都是造成水環(huán)境污染的因素［2］。

表1 全國廢水及其主要污染物排放量年際對比

表2 全國廢水中其他有毒有害污染物排放量年際對比

(2)農(nóng)業(yè)因素。農(nóng)田灌溉與種植是創(chuàng)造農(nóng)業(yè)收益的來源，作業(yè)期間也是污染水質(zhì)的過程。其中，農(nóng)作物種植離不開水資源利用，分配調(diào)度農(nóng)業(yè)用水時(shí)會(huì)帶入有害物質(zhì)，對整個(gè)區(qū)域用水均產(chǎn)生了明顯的污染作用。例如，農(nóng)村地區(qū)大量使用化肥、農(nóng)藥、除草劑而造成的農(nóng)田污水，濫用農(nóng)藥物質(zhì)、任意排放農(nóng)業(yè)廢水等，這些都會(huì)影響到周邊區(qū)域水質(zhì)的凈化系數(shù)。

(3)生活因素。城市是人口相對密集的區(qū)域，城市生活污染在水環(huán)境污染中占有很大的不利，每天城市人口產(chǎn)生污水量十分龐大。一般來說，城市居民不具備凈化水質(zhì)的條件，生活污水未經(jīng)處理而排放于下水管道，這種排水模式方便了居民用戶，卻損壞了生態(tài)環(huán)境的和諧性。隨著商業(yè)化都市建設(shè)時(shí)期帶來的城市用水量、排水量等均會(huì)不斷增加。

(4)水利因素。當(dāng)前，我國水資源利用以自然生態(tài)水為主，經(jīng)過水廠凈化處理之后供應(yīng)使用，若生態(tài)水遭受污染則必然會(huì)降低水環(huán)境的質(zhì)量系數(shù)［3］。水利工程配套設(shè)施不足，水資源凈化、分配、儲(chǔ)藏等不及時(shí)，同樣會(huì)引起水環(huán)境污染問題。例如，堆放在河道的工業(yè)廢棄物和生活垃圾;水庫周邊森林砍伐，水土流失;土地資源過度開采，產(chǎn)生礦山污水。

3 水環(huán)境污染治理的綜合對策

水環(huán)境污染是人類社會(huì)活動(dòng)的必然產(chǎn)物，破壞了大自然生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的均衡性，不利于我國社會(huì)主義可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)施。從上文可以看出，水環(huán)境污染成因復(fù)雜多樣，這對水污染問題治理帶來了較大的難度，如何正確治理污水是政府、企業(yè)、群眾等三方需要共同思考的問題。筆者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，水環(huán)境污染治理對策如圖2。

(1)水源保護(hù)。強(qiáng)化對飲用水源取水口的保護(hù)，建立更加科學(xué)的水資源保護(hù)機(jī)制，綜合避免淡水資源浪費(fèi)現(xiàn)象。有關(guān)部門要?jiǎng)澏ㄋ磪^(qū)，在區(qū)內(nèi)設(shè)置告示牌并加強(qiáng)取水口的綠化工作。定期組織人員進(jìn)行檢查。從根本杜絕污染，達(dá)到標(biāo)本兼治的目的。

(2)污水處理。隨著城市人口的增加和居民生活水平的提高，廢水排放量正在不斷地增加，而城市污水處理廠卻沒有相應(yīng)地增加，建設(shè)更多的污水處理廠是迫在眉睫的事。政府需加大水利工程設(shè)施投資，以水環(huán)境保護(hù)為中心創(chuàng)建現(xiàn)代化處理系統(tǒng)，及時(shí)對污水資源實(shí)施凈化處理。

圖2 污水治理方案

(3)環(huán)保宣傳。通過環(huán)保宣傳加強(qiáng)公民的水資源保護(hù)意識，指導(dǎo)其在社會(huì)實(shí)踐中重視污水保護(hù)工作，號召全社會(huì)主體參與到污水治理活動(dòng)中。改善環(huán)境不僅要對其進(jìn)行治理，更重要的是通過各方面的宣傳來增強(qiáng)居民的環(huán)保意識。居民的環(huán)保意識增強(qiáng)了，破壞環(huán)境的行為就自然減少了。

(4)資源利用。世界淡水資源存儲(chǔ)量較少，我國是人口大國，水資源需求量廣泛，其浪費(fèi)率也很高［4］。水環(huán)境污染治理方案中，需建立水資源循環(huán)利用體制，以實(shí)現(xiàn)廢水資源化利用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)的廢水排放量還要增加，如果只重視末端治理，很難達(dá)到改善水污染狀況目的，所以我們要實(shí)現(xiàn)廢水資源化利用。

(5)科技管理。采用數(shù)字化污水處理管理，以信息為基礎(chǔ)推動(dòng)污水治理系統(tǒng)的信息化改革，滿足現(xiàn)代水資源調(diào)配與利用的需求。采用數(shù)字化運(yùn)營管理系統(tǒng)，對下屬廠水質(zhì)監(jiān)測、設(shè)備維護(hù)管理、生產(chǎn)運(yùn)行管理、安全生產(chǎn)管理、辦公管理等都很到位，也可以通過實(shí)況生產(chǎn)視頻、數(shù)據(jù)指標(biāo)分析等幫助集團(tuán)實(shí)時(shí)監(jiān)管下屬廠運(yùn)行狀況。

4 水環(huán)境治理信息化系統(tǒng)應(yīng)用

“水污染”是生態(tài)環(huán)境污染主要表現(xiàn)之一，不僅破壞了生態(tài)系統(tǒng)的均衡性，也阻礙了城市地區(qū)綠化發(fā)展工程建設(shè)。新時(shí)期水環(huán)境污染現(xiàn)象日趨加重，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以犧牲環(huán)境為代價(jià)，這些與我國環(huán)境綠化工程改革是相違背的，深入探討水環(huán)境污染現(xiàn)象成因，提出切實(shí)可行的污染治理方案，這些都是水利部門、環(huán)境部門等急需解決的問題。

(1)集中控制。采用了集中式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將原來分散的各分布廠站的生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，進(jìn)行集中管理，并實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，同時(shí)支持遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問，形成一個(gè)多層次、網(wǎng)絡(luò)化的自動(dòng)化信息處理系統(tǒng)。

(2)在線監(jiān)控。設(shè)計(jì)在線監(jiān)控可幫助相關(guān)部門實(shí)時(shí)觀測污水情況，當(dāng)超出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)量時(shí)啟動(dòng)自處理模式，加快水環(huán)境治理的信息化建設(shè)［5］。信息系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)工藝流程將各種設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況、實(shí)時(shí)能耗狀況等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行圖形化實(shí)時(shí)監(jiān)視，如圖3，生產(chǎn)過程中出現(xiàn)異常過程實(shí)時(shí)告警并發(fā)出應(yīng)急預(yù)案提示。

圖3 污水廠處理流程

(3)智能調(diào)度。污水治理廠建立智能化調(diào)度平臺，實(shí)現(xiàn)水資源調(diào)配作業(yè)的人工智能化，達(dá)到優(yōu)化調(diào)度、節(jié)能水源的目標(biāo)。針對生產(chǎn)運(yùn)行中能耗重點(diǎn)單元(泵房、曝氣池、加藥系統(tǒng)等)，提供專家性優(yōu)化調(diào)度方案。智能調(diào)度系統(tǒng)可以優(yōu)化人工作業(yè)模式，進(jìn)一步解決手動(dòng)操控污水的不足，確保污水治理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

(4)設(shè)備操控。對設(shè)備和備件等資產(chǎn)實(shí)現(xiàn)全面的維修、養(yǎng)護(hù)、庫存管理，對資產(chǎn)變動(dòng)過程進(jìn)行跟蹤和記錄。實(shí)現(xiàn)了對生產(chǎn)設(shè)備的科學(xué)化、規(guī)范化、信息化的管理，延長了設(shè)備使用壽命和提高了設(shè)備的使用效率。

(5)統(tǒng)計(jì)分析。信息系統(tǒng)可提供多種智能分析工具，能對各階段、各時(shí)期、各類生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)可進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、比較、分析，并以直觀的圖表形式呈現(xiàn)［6］。就污水處理廠來說，信息系統(tǒng)對輔助管理者的決策提供強(qiáng)大的支持，尤其是污水治理數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化方面。

(6)報(bào)表處理。選用信息系統(tǒng)可自動(dòng)采集相關(guān)資料，統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表自動(dòng)生成，預(yù)置流程數(shù)據(jù)報(bào)送，對污水治理提供多方面的指導(dǎo)措施。同時(shí)可根據(jù)使用者要求進(jìn)行生產(chǎn)報(bào)表報(bào)送流程自定義，可根據(jù)用戶權(quán)限隨時(shí)進(jìn)行任意格式數(shù)據(jù)報(bào)表導(dǎo)出。

5 結(jié)論

水資源是人類社會(huì)生存之根本，科學(xué)規(guī)劃與利用水資源有助于維持社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，保證自然資源在有限范圍內(nèi)得到充分利用。當(dāng)前，我國正面臨著嚴(yán)重的水環(huán)境污染問題，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城市改造、水利規(guī)劃等是導(dǎo)致污染的根本原因，破壞了生態(tài)用水系統(tǒng)的可持續(xù)性，也容易引發(fā)多種常見疾病。為了改變落后的環(huán)境局面，相關(guān)部門應(yīng)結(jié)合水污染成因提出科學(xué)的治理方案，積極引入信息化污水治理模式，帶動(dòng)區(qū)域水資源調(diào)度的最優(yōu)化配置。

［1］蔣文燕，湯慶合，李懷正，喻文熙，劉家欣．化工企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)綜合評價(jià)模式及其應(yīng)用［J］．中國環(huán)境科學(xué)，2010(01)．

［2］丁昊天，袁興中，曾光明，?；勰?，梁婕，樊夢佳，江洪煒．基于模糊化的長株潭地區(qū)地下水重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)［J］．環(huán)境科學(xué)研究，2009(11)．

［3］?；勰龋d中，曾光明，江洪煒，梁婕，趙寧寧，張釗．基于區(qū)間數(shù)的河流水環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)模糊綜合評價(jià)模型［J］．環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2009(07)．

［4］梁婕，謝更新，曾光明，郭生練，李曉東，石林，杜春艷，蔡青．基于隨機(jī)-模糊模型的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)［J］．湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009(06)．

［5］翟麗梅，廖曉勇，閻秀蘭，陳同斌，劉宏斌，謝華．廣西西江流域農(nóng)業(yè)土壤鎘的空間分布與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)［J］．中國環(huán)境科學(xué)，2009(06)．

［6］ http://www.gongyefeishui.com/info/info2.asp?Bid=4＆Sid=14＆id=50＆Action=showinfo(工業(yè)廢水處理網(wǎng))．