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農(nóng)村水環(huán)境污染控制及治理技術(shù)探析

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農(nóng)村水環(huán)境污染控制及治理技術(shù)探析

摘要:近年來,國(guó)家和社會(huì)愈發(fā)重視環(huán)境保護(hù),以往因工業(yè)發(fā)展和不良生活習(xí)慣所導(dǎo)致的環(huán)境污染現(xiàn)象得到了廣泛且快速的抑制。而在農(nóng)村,禽畜養(yǎng)殖和農(nóng)作物種植過程中產(chǎn)生的水污染現(xiàn)象仍舊存在,給環(huán)境治理與保護(hù)造成了一定的阻礙。如何在不影響農(nóng)村合理發(fā)展的前提下控制好水環(huán)境污染問題,是當(dāng)前社會(huì)各界關(guān)注的重點(diǎn)。鑒于此,本文緊密圍繞農(nóng)村水環(huán)境污染控制治理技術(shù)展開詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞:農(nóng)村;水環(huán)境污染;控制;治理技術(shù)

農(nóng)村水環(huán)境主要指的是分布于農(nóng)村的湖泊、水庫(kù)、河流、池塘等地表水與地下水。相較于城市,農(nóng)村的水環(huán)境治理難度大,農(nóng)村人口居住分散,產(chǎn)生的生活污水難以被集中、高效地管控[1-2],久而久之演變成一個(gè)棘手的環(huán)境治理難題。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)農(nóng)村全年生活污水產(chǎn)生量已經(jīng)超過80億t,這對(duì)當(dāng)?shù)厮w環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響,并且對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦恼I詈蜕眢w健康也帶來了威脅。不同農(nóng)村生活污水的污染物分析結(jié)果如表1所示。放量及處理比例來看,我國(guó)水環(huán)境污染控制及治理才剛剛開始,對(duì)于環(huán)保理念與治污技術(shù)相對(duì)落后的農(nóng)村而言,尚有很長(zhǎng)一段路要走。

1農(nóng)村水環(huán)境污染控制和治理的指導(dǎo)理念

1.1加強(qiáng)宣傳和教育,樹立環(huán)保意識(shí)

農(nóng)村居民環(huán)境保護(hù)意識(shí)普遍較為薄弱,當(dāng)務(wù)之急是加強(qiáng)宣傳和教育,普及環(huán)境保護(hù)知識(shí),從觀念上提升農(nóng)村居民的環(huán)境保護(hù)意識(shí),使其關(guān)注水環(huán)境污染問題,喚起他們的環(huán)保自覺性。具體來說,可以采取環(huán)保文藝匯演、漫畫宣講、專題知識(shí)講解、垃圾分類動(dòng)畫演示等方法,逐步引導(dǎo)農(nóng)村居民改變以往的生活生產(chǎn)方式,增強(qiáng)垃圾分類和節(jié)水意識(shí),主動(dòng)參與農(nóng)村水環(huán)境污染控制及治理行動(dòng)。

1.2制定規(guī)劃方針,啟動(dòng)科學(xué)防治

農(nóng)村水環(huán)境污染控制及治理應(yīng)當(dāng)長(zhǎng)期落實(shí),方能取得成效,這就需要制定科學(xué)的防治規(guī)劃,一方面把握當(dāng)前情況,另一方面考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)利益。具體來說,基于各地水資源承載能力的不同,對(duì)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)與布局進(jìn)行全方位調(diào)整,最大限度減少環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。例如,為污水管網(wǎng)的鋪設(shè)預(yù)留合理的空間,完善排水機(jī)制,探索小規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)污染治理模式。

1.3加大環(huán)保投入,確保資金支持到位

農(nóng)村水環(huán)境污染控制及治理需要切實(shí)的資金保障,以便開展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、環(huán)保宣傳教育、核心技術(shù)推廣等。而資金來源不僅依靠當(dāng)?shù)卣呢?cái)政支持,還可以借助民間資本。如此一來,既減輕了農(nóng)村水環(huán)境污染控制及治理的資金壓力,也解決了農(nóng)村環(huán)保型企業(yè)資金流通不暢的難題,實(shí)現(xiàn)真正的可持續(xù)發(fā)展。

1.4尊重因地制宜,實(shí)施技術(shù)推廣

農(nóng)村水環(huán)境污染控制及治理必須始終堅(jiān)持因地制宜的思想,通過一系列技術(shù)推廣來解決污染源頭性問題。在此過程中,要極力避免“一刀切”的管理模式,秉承實(shí)事求是的思想對(duì)農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)承受能力和管理水平展開分析,推廣低成本、低能耗、更便捷的污水處理技術(shù)。比如,針對(duì)污水富含營(yíng)養(yǎng)物的問題,推行氮磷資源化與尾水利用技術(shù);針對(duì)糞便污染水環(huán)境的問題,推行農(nóng)村旱廁改造,引入微生物將糞便轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥。

2農(nóng)村水環(huán)境污染控制及治理的實(shí)施策略

2.1人口聚集鄉(xiāng)鎮(zhèn)

相比一般村落,鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)人口活動(dòng)量大且較為聚集,生活污水是主要的水環(huán)境污染物,因此相應(yīng)的防治舉措應(yīng)堅(jiān)持系統(tǒng)規(guī)劃、雨污分流、因地制宜、綜合流域治理等方針,基于可持續(xù)發(fā)展理念落實(shí)化糞池、沼氣池、人工濕地等重要設(shè)施的建設(shè),實(shí)現(xiàn)對(duì)生活污水的有效處理。更進(jìn)一步,可以對(duì)排污管網(wǎng)進(jìn)行完善,走污水再生利用之路。為此,可以選擇高效節(jié)能氧化溝技術(shù),并在使用中根據(jù)水質(zhì)的差異設(shè)置不同的參數(shù)組合,有針對(duì)性地處理污水中的有機(jī)物。

2.2偏遠(yuǎn)山區(qū)

偏遠(yuǎn)山區(qū)水污染防治應(yīng)把握小流域治理這一核心,實(shí)現(xiàn)涵養(yǎng)水源的目的。具體而言,基于山區(qū)地質(zhì)條件的差異,實(shí)施宜林則林、宜果則果,并以小流域?yàn)閱卧M(jìn)行連片式與集中式治理。相應(yīng)地,可選擇的技術(shù)推薦生態(tài)土地處理技術(shù),即強(qiáng)化脫氮的地下滲透技術(shù)。該技術(shù)運(yùn)行成本較低,便于管理維護(hù),且更適用于原生土壤,保護(hù)自然環(huán)境。

2.3人口分散地區(qū)

針對(duì)農(nóng)村人口分散的情況,在處理生活污水時(shí)可以選擇分散式污水處理技術(shù),其優(yōu)勢(shì)在于能耗低、運(yùn)行成本低、便于管理。如表3所示,分散式污水處理技術(shù)種類眾多,各有特色,要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況選用最適宜的技術(shù)[3-5]。主要評(píng)價(jià)指標(biāo)有化學(xué)需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD5)、總懸浮物(TSS)、病原體、總氮(TN)、總磷(TP)和氨氮(NH3-N)、

2.4經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)

一些農(nóng)村地區(qū)毗鄰城市,經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá),各類產(chǎn)業(yè)均有所涉及,其中養(yǎng)殖業(yè)因分布廣而產(chǎn)生了糞便污染水環(huán)境的現(xiàn)象。針對(duì)此類污水防治,可以采用固體廢棄物循環(huán)利用技術(shù),對(duì)有機(jī)固體廢棄物進(jìn)行能源化和資源化處理,從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。比如,固體污染物制取活性炭技術(shù)可以將廢棄物轉(zhuǎn)化成活性炭,用來吸附廢水中的污染物;重金屬鈍化技術(shù)可以對(duì)畜禽糞便中的重金屬進(jìn)行鈍化處理,減少金屬物質(zhì)對(duì)水環(huán)境的污染。

3農(nóng)村水環(huán)境污染控制及治理的方法

上文分析了農(nóng)村水環(huán)境污染控制及治理的現(xiàn)狀、指導(dǎo)理念和對(duì)策,接下來探究農(nóng)村水環(huán)境污染控制及治理的具體方法。

3.1源頭控制

首先,雖然利用動(dòng)物糞尿代替化肥來改善土壤性能,能夠減輕對(duì)土壤的危害,但農(nóng)村對(duì)動(dòng)物糞尿的利用還停留在傳統(tǒng)方法上,比如將沒有做清潔處理的糞便直接進(jìn)行農(nóng)用,利用效率極低。為了改善這一現(xiàn)象,應(yīng)大力倡導(dǎo)建設(shè)生態(tài)廁所,通過更加安全衛(wèi)生的方式對(duì)廢棄資源進(jìn)行高效利用。其次,隨著現(xiàn)代養(yǎng)殖場(chǎng)所環(huán)境的不斷優(yōu)化以及養(yǎng)殖技術(shù)的提升,養(yǎng)殖污水排放是重點(diǎn)要解決的問題。對(duì)此,最有效的方式是建立少污水排放的禽畜圈舍,即在養(yǎng)殖圈舍內(nèi)部安裝較厚的有機(jī)墊料,在源頭上吸附污水,并把廢棄物由液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w。這種模式所消耗的能源和資金較少,可使用秸稈、稻草等常見易得的廢棄農(nóng)作物作為墊料,如此一來有效地保護(hù)了農(nóng)村生態(tài)環(huán)境,一舉減少了廢棄農(nóng)作物燃燒污染以及養(yǎng)殖污水問題。再者,對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的氮磷污染問題,要從源頭上進(jìn)行控制。在施肥過程中,要控制氮、磷、鉀的比例,做到科學(xué)合理,并控制好綠色肥料和化肥的使用比例,減少對(duì)化肥的使用,最大限度發(fā)揮化肥的潛力,以提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。目前廣泛采用的大水漫灌模式存在顯著的水資源浪費(fèi)和氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的浪費(fèi),對(duì)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了不小的危害。因此,要推廣節(jié)水灌溉技術(shù),如噴灌、滴灌等,或者修建回流溝渠收集富含氮磷元素的滲回液,從而在減少環(huán)境污染的基礎(chǔ)上提高氮磷的利用效率。

3.2過程處理

針對(duì)農(nóng)村生活污水及養(yǎng)殖廢水的處理,目前應(yīng)用比較成熟的是生態(tài)循環(huán)技術(shù)。例如,日本推行的水生植物濾床有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)資源的重復(fù)利用。該模式主要構(gòu)建了一種新型人工濕地,床體無任何填料,而污水中的各類有機(jī)物負(fù)責(zé)供給水生植物和微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)成分。該技術(shù)以生物堆肥發(fā)酵為媒介,將底泥中富含的有機(jī)物轉(zhuǎn)變成高效有機(jī)肥。再如,我國(guó)南方農(nóng)村地區(qū)可以實(shí)行生態(tài)綜合系統(tǒng)塘模式,它將多種生態(tài)塘融合,通過對(duì)其中的生物種類進(jìn)行合理配置,構(gòu)建“藻—貝、螺、水草—鵝、鴨”或者“菌、藻—浮游動(dòng)植物—魚—鴨”等食物鏈,將污水資源以另一種形式進(jìn)行高效利用,促進(jìn)了綠色安全的生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展。為了更好地處理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的面源污染,表3分散式污水處理技術(shù)分類與比較方法處理效果單位水量建設(shè)費(fèi)用(元/m3)運(yùn)行費(fèi)用(元/m3)占地適用范圍其他限制因素人工濕地COD>80%,BOD5、TSS、病原體>80%,TN約60%,TP>80%600~8000.05~0.10較大地勢(shì)平坦、坡地、居住相對(duì)集中的中、小村莊土地面積穩(wěn)定塘COD>70%,BOD5、TSS、病原體、NH3-N去除效果較好,脫N除P差5000.05較大經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)、水資源短缺、規(guī)模較小且擁有自然池塘或閑置溝渠地形的村莊溫度沼氣凈化池COD、BOD5達(dá)標(biāo),脫N除P效果差200—很小分散式生活污水處理設(shè)施溫度地埋式污水裝置COD、BOD550%~70%,NH3-N10%~20%,TSS60%~70%,出水只能達(dá)到二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)350~4000.10很小適合經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好、人口相對(duì)集中的中、小農(nóng)村和分散飯館、酒店等技術(shù)要求高接觸氧化池BOD5、TSS、病原體去除效果好,可除NH3-N5000.05—般—穩(wěn)定曝氣生物濾池BOD5、TSS、病原體、脫N除P效果好1000—一般—曝氣量氧化溝COD、NH3-N、TP達(dá)標(biāo)排放——一般有水塘可利用的地方一膜反應(yīng)器出水達(dá)國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),BOD5>90%,污泥產(chǎn)量低——很小分散式生活污水處理設(shè)施—凈化槽COD、BOD5達(dá)標(biāo),NH3-N、TP去除效果好——很小排放量較小的污染源—注:人工濕地、穩(wěn)定塘、沼氣凈化池和地埋式污水裝置屬于自然處理系統(tǒng);接觸氧化池、曝氣生物濾池、氧化溝、膜反應(yīng)器和凈化槽屬于人工處理系統(tǒng)??梢圆捎萌斯竦丶夹g(shù)對(duì)農(nóng)田的地表徑流實(shí)施生態(tài)攔截。比如,將低洼廢棄耕地轉(zhuǎn)化成人工濕地,有效截留氮磷化合物,在維持種植經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的凈化,從而促進(jìn)農(nóng)村生態(tài)系統(tǒng)的全面發(fā)展。

3.3終端生物-生態(tài)修復(fù)

針對(duì)水體嚴(yán)重污染或者富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象,應(yīng)當(dāng)采取有效的補(bǔ)救措施,如生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)。這種技術(shù)主要用在自然濕地、天然灘涂和人工濕地等環(huán)境,借助水生生物的新陳代謝以及生命活動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解,從而以自然的方式凈化水質(zhì)。該技術(shù)的應(yīng)用目前已經(jīng)較為普遍,比如,日本在人工濕地構(gòu)建由茭白、荇菜、蘆葦和香蒲等組成的生態(tài)鏈條,即維護(hù)了當(dāng)?shù)伉B類的生存環(huán)境,又保證了水源的純凈,蘆葦蕩所形成的風(fēng)景還帶來了額外的旅游經(jīng)濟(jì)收入。這對(duì)于我國(guó)農(nóng)村有極好的借鑒價(jià)值,因此生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)在水環(huán)境污染控制與治理方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

4結(jié)語

農(nóng)村水環(huán)境污染已經(jīng)成為當(dāng)前急需攻克的環(huán)保難題,各地應(yīng)當(dāng)根據(jù)農(nóng)村環(huán)境與條件的差異,采取最佳的治理措施。當(dāng)然,無論是觀念上的扭轉(zhuǎn)還是技術(shù)上的試運(yùn)行和大力推廣,都需要時(shí)間來沉淀。隨著科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展以及各地的取長(zhǎng)補(bǔ)短,我國(guó)農(nóng)村水環(huán)境污染防治一定能取得良好的成效。

作者:賈倩 朱夢(mèng)潔 胡亞偉 宋常吉 靳曉輝 李志豪 單位:黃河水利委員會(huì)黃河水利科學(xué)研究院 黃河水利委員會(huì)河南黃河河務(wù)局