2017年9月2日上午，在河北衡水舉行的濕地園林與生態(tài)城市建設(shè)研討會上，中國科學(xué)院院士、中國工程院院士、哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授張杰發(fā)表題為《雨水循環(huán)與黑臭水體》的主題演講。他提出，我國城市污水處理率與發(fā)達國家相比并不落后，但大多數(shù)水域仍達不到水體功能要求，大部分污染源還沒有切斷，加強污泥、有機垃圾處理后回歸農(nóng)田，改革農(nóng)田肥料結(jié)構(gòu)，控制城市雨水徑流，是今后的努力方向。
中國科學(xué)院院士、中國工程院院士、哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授張杰
以下為演講實錄：
中國城鎮(zhèn)污水治理任重道遠
我演講的題目是"雨水循環(huán)與黑臭水體的關(guān)系"。大家清楚，地球上的水在水圈、大氣圈、生物圈中往復(fù)不斷地運動，運動的總體量是有限的，地表地下徑流也是有限的。人類為了生活和生產(chǎn)，在水體中取水，用過以后再排回水體，這些人類和水就成為了一個整體，相互之間有著密切的關(guān)系。人類的水循環(huán)給自然的水循環(huán)造成了強烈的影響。大家都在說水危機這個詞兒，我們國家水污染比較嚴重，水資源也比較稀少，全國的平均降水量是660毫米，年均總降水量是6萬億立方米，河川徑流和地下徑流加在一起可利用的水資源量是28000億立方米，平均每年有2200立方米的水，人口達到16億的時候，人均用水量只有1780立方米。
地球上的水循環(huán)
人類水事活動的水循環(huán)
大家都很擔憂水污染，上世紀末，全國城鎮(zhèn)污水達到了400億立方米每年，(1992年)到2002年十年間，我國江河水質(zhì)水量第三類水體不斷地下降，五類水體不斷升高，河川水資源水污染并沒有得到遏制?？上驳氖墙陙?，城鎮(zhèn)污水處理有了大幅度的提高，2012年城鎮(zhèn)污水排放量達到了500億立方米/年，處理量高達85%，處理率可以跟世界其他國家相媲美。黑臭水體已經(jīng)存在，而且比較普遍，通過水域的變化也比較嚴重，預(yù)測城市污水處理率達到100%的時候，水環(huán)境也沒有明顯的改觀，水環(huán)境的污染依然嚴峻，為什么這么說?社會現(xiàn)在大量排的污染源并沒有切斷，雖然污水處理達到了100%，但是還有其它的污染源影響很嚴重，城市的污水再生回用率太低，處理率很高，回用率低，據(jù)統(tǒng)計是7%。尾水雖然做到了排放，但是還是很臟，比五類還要臟，所以對水體還有污染。而且建設(shè)部統(tǒng)計的85%，也沒有進行濕地的復(fù)查。另外，我們污水廠的污泥和城鎮(zhèn)居民所產(chǎn)生的有機垃圾沒有得到適當?shù)奶幚恚@些物質(zhì)也沒有回到農(nóng)田里去。
另外，城市降水和農(nóng)田降水的徑流對水體的污染也非常嚴重。廣泛的農(nóng)田面污染及化肥、農(nóng)藥雨水徑流來的河川和地下水污染，廣闊農(nóng)村家庭廢棄物的污染我們還沒有注意到。
規(guī)范化養(yǎng)殖的畜禽糞便也沒有進行規(guī)范化的處理，所以污染也很嚴重。城鎮(zhèn)污水處理僅僅削減了河川污染的一小部分，僅僅是污水處理的開始，污水治理還任重道遠。[page]
恢復(fù)水環(huán)境的六大戰(zhàn)略
恢復(fù)水環(huán)境六大戰(zhàn)略之一：節(jié)制用水：節(jié)制社會用水流量稱"節(jié)制用水"與通常提倡的"節(jié)約用水"是統(tǒng)一范疇的概念。其內(nèi)涵深度卻有很大區(qū)別。
恢復(fù)水環(huán)境六大戰(zhàn)略之二：城市水資源流的再生與再循環(huán)。水是可再生的循環(huán)型自然資源，也是可以凈化的再生資源。城市污水經(jīng)再生凈化達到再生水用戶的要求，用水工業(yè)冷卻水、城市綠化沖廁等雜用水、城市溪流補充用水等等。
看一下其他國家污水再生利用，以色列地處干旱、半干旱地區(qū)，采用了農(nóng)業(yè)節(jié)水和污水再生利用方略，解決了發(fā)展與水資源的矛盾。目前100%的生活污水，92%的城市污水已經(jīng)再生利用，而我們國家是7%。洛杉磯是美國的缺水城市之一，解決水資源短缺的矛盾方法是將城市污水作為重要水源。進行了污水再生利用的中長期規(guī)劃，中期2050年，污水再生利用率達到70%，遠期2090年將達80%。
恢復(fù)水環(huán)境六大戰(zhàn)略之三：城市水系統(tǒng)物質(zhì)流植物營養(yǎng)素健康循環(huán)。地球的生態(tài)系統(tǒng)有多種多樣，但其共同點是由生產(chǎn)者、消費者和分解者所組成。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)屬于開放性的生態(tài)系統(tǒng)，農(nóng)田生產(chǎn)出來的產(chǎn)品都為人類所利用。人類社會的排列、糞便和廚余垃圾，進入了人工分解系統(tǒng)--污水處理廠、垃圾填埋場和焚燒廠，而這些人工系統(tǒng)又把營養(yǎng)物集中暴露在某些區(qū)域、水域和釋放于大氣，造成了土地污染、水域污染和大氣污染，同時切斷了農(nóng)田能量與營養(yǎng)物質(zhì)的生態(tài)循環(huán)。
污泥是實物稅處理過程中產(chǎn)生的含水固體殘留物，污泥干重中有70-80%的微生物細胞體看成生物固體，含有豐富的有機物五和礦物營養(yǎng)。污泥中這些對農(nóng)作物有益組分可分為兩部分：一是元素氮、磷、鉀、鐵、錳、硼、鋅、通等。在農(nóng)作物天然營養(yǎng)元素。另一類是有機質(zhì)，有機質(zhì)通過土壤中的生物降解，使污泥中大部分有機質(zhì)礦化腐殖化。
污水污泥來源于處理過程，污水污泥中也混了污水中的病原菌、蟲卵、重金屬、人工合成有機物等，這些給回歸農(nóng)田做肥料產(chǎn)生了障礙，但是污泥回歸農(nóng)田是自然規(guī)律釋然，這些障礙我們是可以用技術(shù)方法來解決的。
1986年歐盟頒布了《污泥農(nóng)業(yè)利用指導(dǎo)規(guī)程》，在保證營養(yǎng)物最大限度地循環(huán)利用的基礎(chǔ)上，為進一步防止有害物質(zhì)進入土壤，在多次評價、修訂(的《規(guī)程》)中，經(jīng)過討論研究梳理明確了對污泥中有害物質(zhì)的態(tài)度。一是病原體;二是重金屬;三是持久性的有毒物。
污泥回田的障礙不是污泥性質(zhì)本身而是國家與社會的認同。德國污泥回農(nóng)標準比歐盟和美國嚴得多，德國大部分采用的是焚燒，污泥農(nóng)田的用率比較低。我們國家與德國相比，有過之而無不及。2012年我國年產(chǎn)污泥是500萬噸，通過經(jīng)過規(guī)?；幚聿坏?0%，經(jīng)過厭氧消化或好氧發(fā)酵后，用于農(nóng)田的幾乎是零，大部分是廢置荒野，嚴重的產(chǎn)生了二次污染。
廚余垃圾是炊事原材料殘渣剩飯等等，這里面有大量的有機物和碳源，同時含有豐富的營養(yǎng)素，應(yīng)當和污泥一起進行發(fā)酵回歸農(nóng)田。
恢復(fù)水環(huán)境六大戰(zhàn)略之四：防止雨水徑流對城市水域水質(zhì)的污染。空中降雨的水質(zhì)并不純凈，而地面徑流尤其初雨徑流水質(zhì)污染更甚。
大家看一看圖上兩張表，一個是東京降雨中的化學(xué)成份，東京的大氣質(zhì)量并不好，河北還好一些，降水過程中凝結(jié)了大氣中的物質(zhì)，降水的水質(zhì)也有許多變化。地面徑流就更臟了，表里面表示的是各個城市初雨徑流污染的含量，如果和城市污水相比并不低。廣州市降雨過程中污染物的濃度變化，初雨的時候地表徑流很臟，降雨一段過程之后就好多了。
分流制排水系統(tǒng)初雨徑流水質(zhì)也很惡劣，其COD、BOD、TN、TP接近生活污水。初雨徑流對接納水體水質(zhì)的污染相當嚴峻。有人認為把合流制改為分流制就萬事大吉了，其實不然，分流制對初雨對水體的污染很嚴重。合流制雨水系統(tǒng)在旱季將城市污水輸送到污水處理廠進行處理和深度凈化。大雨時合流污水的溢流污染是合流雨水道的缺憾。
我們國家建國以來各地合流污水截流干管的載流倍數(shù)是0.5-1.0倍。中途泵站的規(guī)模也差不多。溢流口經(jīng)常溢流，初雨發(fā)生的溢流水質(zhì)更為惡劣，是造成失去黑臭水體的原因之一。怎么樣減少溢流作用?
一，減少溢流排放水量和溢流排放頻率。提高合流制截流干管的截流倍數(shù)，加強截流管和中途泵站的輸水能力是減少溢流量和溢流次數(shù)的根本。但改造需要時間和財力，在未改造前的時間內(nèi)，可以充分發(fā)揮現(xiàn)在有關(guān)輸水系統(tǒng)的能力。
二，改善溢流排放水質(zhì)。比如說采用高速過濾技術(shù)，還可以采用雨天活性污泥法。
怎么樣減少分流制雨水徑流對水域污染負荷?
分流制雖然可將雨水單獨立放流水域，不摻雜城市污水，但初雨水質(zhì)的污染負荷幾乎與城市污水水質(zhì)污染負荷相當。初雨水也許是城市水域的重要污染源。我們在雨水口，設(shè)立初雨貯存池。將初雨引入污水管網(wǎng)，流入污水處理廠與城市污水一并處理是可行方案。當污水管道距離甚遠，可以采用易埋和簡易式的處理方式。
總之，對于雨水的問題，我們必須重視?，F(xiàn)在包括北京在內(nèi)對雨水徑流的污染并沒有引起有關(guān)部門的重視，都認為污水處理廠的污水達標了，我們就完成任務(wù)了，北京曾經(jīng)提出要把污水處理廠的處理污水標準由現(xiàn)在的一級A，提升為四類水體、三類水體的水平，這么做當然可以減輕污染，但是解決不了根本問題，花大量的錢解決一小部分的污染，如果把這些錢來處理污水廠的污泥，來處理雨水徑流，收獲要大不知道多少倍。
恢復(fù)水環(huán)境六大戰(zhàn)略之五：恢復(fù)城市雨水循環(huán)的自然通道，這樣可以減輕雨水徑流的污染，也可以減輕內(nèi)澇問題。
一是要保護和建設(shè)城市濕地、森林、公園等自然滲水地面;
二是建設(shè)深水的人行道、自行車道、停車場等深水地面;
三是收集大面積屋蓋雨水，有組織的滲入地下或貯存利用;
四是結(jié)合景觀建設(shè)、修復(fù)城市湖泊、水地、溪流等城市水體，使暴雨徑流有節(jié)存身之處;
五是提高城市雨水道的規(guī)劃設(shè)計標準;
六是建立深層雨水隧道和調(diào)節(jié)池;
七是污水處理廠留有處理污水徑流的設(shè)施。
恢復(fù)水環(huán)境六大戰(zhàn)略之六：農(nóng)業(yè)面污染控制
農(nóng)業(yè)面污染是最廣泛最嚴重的面源污染。其主要來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中土壤化肥、農(nóng)藥、鄉(xiāng)村農(nóng)家肥及規(guī)模養(yǎng)殖場廢棄物。在降水徑流沖刷作用下，通過徑流過程匯如河流、湖泊、海洋及地下水等自然受納水體，引起水域污染。目前在我國，面污染控制還是一個空白，氣污染貢獻已經(jīng)超過城市和工業(yè)的點源污染。
對水資源循環(huán)利用的四個建議
一，要建立各城市再生水、供水系統(tǒng)。城市有自來水系統(tǒng)，有污水收集和處理系統(tǒng)，還有再生水系統(tǒng)，再生水系統(tǒng)非常重要，一方面減少了對自然資源的消耗，使我們對自然水循環(huán)的干擾要小。另一方面它提供了城市的水資源，如果我們各個城市再生水的利用率能夠達到50%，對自然水體的取水量就少了50%，尤其是在缺水地區(qū)，再生水非常重要。以色列是一個例子，人家是80%、100%，我們是7%，不知衡水是多少。再生水利用系統(tǒng)必須建，在深圳、大連、北京都做了工作，給他們做了規(guī)劃，但是他們并沒有實施，只是深圳部分進行了實施。如果這方面實施了，對于缺水地區(qū)是非常重要的。
二，變革農(nóng)業(yè)肥料體制?，F(xiàn)在農(nóng)田的肥料全部依靠化肥，化肥是好，好在哪兒?農(nóng)民便捷、干凈，而且高產(chǎn)，但是(使用)化肥是不可持續(xù)的，農(nóng)業(yè)不可持續(xù)，糧食安全得不到保障。為什么這么說?因為常年用化肥，我們這代還可以，下一代、再下一代如果土壤沙化了，良田沒有了，還講什么農(nóng)業(yè)可持續(xù)。另一方面，化肥帶來的污染很嚴重。所以我們的農(nóng)田肥料結(jié)構(gòu)應(yīng)該改革，就是說要以有機肥為主，要大量的使用有機肥。有機肥從哪里來?城市的污泥、有機垃圾、畜禽糞便、農(nóng)家肥，現(xiàn)在都不用了，農(nóng)民嫌臟，怕累。政府農(nóng)業(yè)部門又把污泥回田的標準定的高高的，也回不去，所以政府必須要好好進行檢討。要讓有機肥回到農(nóng)田里。
三，建設(shè)城市應(yīng)對暴雨徑流的常態(tài)工程。所謂常態(tài)工程就是要講綜合治理，海綿城市建設(shè)是一方面，濕地、公園、森林、草地能起到雨水循環(huán)的良好作用，大量的滲到地下去，再蒸發(fā)。在城市大概的覆蓋能到40%，道路、廣場都是不透水的，這些徑流讓部分的可滲水的地面滲透不了，土壤的滲透能力是有限的。如果超過了滲透能力，就形成了徑流，如果不把它及時的排除就會匯集到低洼地區(qū)把你淹了，所以我們必須建設(shè)強大的城市雨水的排水系統(tǒng)，也就是雨水道，分流制變?yōu)楹狭髦频挠晁?。標準很重要，以前的標準就是一到三年，大部分都是一年，其他國家是五年到十年，甚至五十年、一百年，雨水道的?guī)模就相當大了?，F(xiàn)在我們不是沒錢，而是沒有這樣的意識，我們的雨水道必須要改造成強大的雨水道?，F(xiàn)在深圳、廣州、上海，北京也在建設(shè)。
四，建立權(quán)威的流域水事管理機構(gòu)。水不能我想引就引，我想排就排，一定要經(jīng)過權(quán)威的管理機構(gòu)，權(quán)威管理機構(gòu)不是一個人，一個省長或一個市長來管，而是要有各方面的代表，要有中央水事部門的代表，有地方民眾的代表，有地方政府的代表，大家共同來解決。你要引水10萬噸，可行不可行，給不給你，你要排水達到什么標準，要排多少都應(yīng)該經(jīng)過權(quán)威的機構(gòu)來定。這個權(quán)威機構(gòu)管的不是一條河，不是一個湖而是一個流域。所有涉及到這個水域的面積內(nèi)都要管。這樣可以使?jié)竦氐玫奖Ｗo，水資源可以循環(huán)利用，水體更加健康。
來源:風(fēng)景園林網(wǎng)
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