深圳某飲用水源水庫(kù)污染防治體系的優(yōu)化

摘要：本文通過對(duì)深圳某飲用水源水庫(kù)現(xiàn)有污染防治措施進(jìn)行全面客觀調(diào)查后，構(gòu)建科學(xué)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)現(xiàn)有措施的合理性、有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析其環(huán)境效益、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和相應(yīng)的費(fèi)用。建立相應(yīng)的評(píng)估指標(biāo)體系，對(duì)篩選的各類方案進(jìn)行比較，重點(diǎn)關(guān)注實(shí)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(yùn)行費(fèi)用合理，并能夠適用深圳某飲用水源水庫(kù)流域乃至深圳市的自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件。

關(guān)鍵詞：最佳污染防治措施;非點(diǎn)源污染;環(huán)境效益

深圳某飲用水源水庫(kù)流域內(nèi)的主要污染為非點(diǎn)源污染。非點(diǎn)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(diǎn)，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(kù)、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(jìn)入江河、湖庫(kù)，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(yíng)養(yǎng)化和酸化趨勢(shì)，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(huì)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(duì)于非點(diǎn)源的研究表明：非點(diǎn)源污染從其產(chǎn)生機(jī)理來看，主要有四個(gè)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(duì)土壤具有侵蝕作用。在降雨徑流驅(qū)動(dòng)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(jìn)入水體，從而形成非點(diǎn)源污染影響受納水體的水質(zhì)。

深圳某飲用水源水庫(kù)非點(diǎn)源污染治理措施在長(zhǎng)期的實(shí)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(qiáng)度、用地效率、運(yùn)行維護(hù)強(qiáng)度等方面優(yōu)化分析和實(shí)踐檢驗(yàn)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(guó)家都得到了應(yīng)用，美國(guó)維吉尼亞州最佳防治措施手冊(cè)（Northern Virginia Best Management Practice Handbook，1992）中提出：各種有效控制非點(diǎn)源的方法及措施，皆以“最佳防治措施（Best Management Practices，簡(jiǎn)稱 BMPs）”名詞稱呼，“最佳”一詞意指“經(jīng)濟(jì)而有效”。一般而言，非點(diǎn)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(shí)加以控制或稱為源頭控制（Source Control）;（3）非點(diǎn)源污染與暴雨徑流產(chǎn)生后再加處置（Treatment Control）;（4）視實(shí)際需要，作更進(jìn)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(jī)制、污染物處理對(duì)象、處理限制條件及設(shè)施維護(hù)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(xiàng)，從污染物產(chǎn)生開始時(shí)即采取實(shí)時(shí)性的控制管理，為最有效源頭管理非點(diǎn)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(hù)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(dá)到最佳的目標(biāo)，往往需要進(jìn)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(jì)算方法進(jìn)行分析，最終形成最優(yōu)的措施方案。對(duì)于深圳某飲用水源水庫(kù)的污染防治工作而言，除了污染防治措施的建設(shè)投資強(qiáng)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(yùn)行維護(hù)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(kù)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(qiáng)度、用地效率、運(yùn)行維護(hù)強(qiáng)度等度方面內(nèi)容。對(duì)于不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)賦予一定的權(quán)重值，并確定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算模式，從而對(duì)污染防治措施進(jìn)行優(yōu)化。遵循公共性、可比性、相對(duì)獨(dú)立性的原則，選擇一下指標(biāo)組成評(píng)價(jià)方案，如表1所示。

表1 深圳某飲用水源水庫(kù)污染防治措施優(yōu)化指標(biāo)

指標(biāo)名稱

表達(dá)式

指標(biāo)意義

指標(biāo)計(jì)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(huì)經(jīng)濟(jì)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(fèi)用指數(shù)

投資費(fèi)用指數(shù)

Wr為目標(biāo)投資費(fèi)用

W為污染防治設(shè)施的投資費(fèi)用

運(yùn)行費(fèi)用指數(shù)

運(yùn)行費(fèi)用指數(shù)

Nr為目標(biāo)運(yùn)行費(fèi)用

W為污染防治設(shè)施運(yùn)行費(fèi)用

運(yùn)行穩(wěn)定性能

運(yùn)行穩(wěn)定性能

a為多年平均實(shí)際處理能力

a0為設(shè)計(jì)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(jì)判斷矩陣對(duì)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)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(kù)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

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1/4

1/3

1/2

1

2

P6

1/6

1/5

1/4

1/3

1/2

1

邀請(qǐng)專家進(jìn)行獨(dú)立判斷，并進(jìn)一步計(jì)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(kù)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(dòng)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(dòng)和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的發(fā)展而隨時(shí)調(diào)整。區(qū)域污染防治最佳技術(shù)的實(shí)施有賴于的環(huán)境政策手段的有效性，可在借鑒國(guó)外尤其是歐美發(fā)達(dá)地區(qū)的成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合深圳某飲用水源水庫(kù)流域的實(shí)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(shí)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(jì)手段和教育手段，為促進(jìn)區(qū)域污染防治最佳技術(shù)的有效實(shí)施，深圳某飲用水源水庫(kù)的水質(zhì)保護(hù)可探討法律、行政手段等“剛性”手段和經(jīng)濟(jì)、教育手段等“柔性”手段相結(jié)合的復(fù)合式手段。

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