中国水体污染及其防治

中国水体污染及其防治

胡经国

水体污染已成为一道世界性难题。到2000年，全球有14亿人缺乏洁净饮用水。每年至少有1500万人死于因饮用污染水而引起的疾病。联合国一份报告称，全球只有大约0.08%的水适合人类饮用，有10亿人没有纯净饮用水，每天有5000多儿童死于与饮用污染水有关的疾病。人类面临水资源危机。

本文拟根据国内媒体公开发表的有关资料，简要综述我国水体污染形势与发展趋势，着重介绍国内部分污水处理及水污染防治的技术方法原理、工程建设概况以及技术政策，供有关人士参考。

一、水体污染形势与发展趋势

我国是世界上13个贫水国家之一。水体污染已成为我国最主要的环境问题。研究和解决水环境问题，具有重要的战略意义。

㈠、水体总体污染

建设部专家指出，1997年全国建制市的污水排放总量约为351亿立方米，处理率仅为13.4%，使城市水环境严重恶化。《1999年中国环境状况公报》指出，全国工业和城市生活污水排放总量达到401亿吨。据报道（2001年），我国每年有1300亿立方米污水，其中80%以上未经处理直接排放。

2000年，水利部的一项全国水资源质量评价结果表明，我国水体污染正在从城市向农村蔓延，从东部向西部发展，从支流向干流延伸，从地区向流域扩散，从地表向地下渗透，从陆地向海洋推进。全国有1/4以上的人口饮用不符合卫生标准的水。水体总体污染形势严峻，并有逐年加重的发展趋势。据预测，到2010年、2030年和2050年，全国城市污水排放量将分别增加到640、850和1080亿立方米。为了保护城市水资源并逐步改善水环境，2010年、2030年和2050年的城市污水处理率，至少要分别达到50%、80%和95% 。

㈡、地表水体污染

1、江河污染

水利部对全国700余条河流的、约10万公里河长开展的水资源质量评价结果表明，已有46.5%的河长受到污染；10.6%的河长受到严重污染，水体已丧失使用价值；90%以上的城市水域污染严重。国家环保总局的信息表明，我国七大水系已经没有一条干净的河流，全部受到污染。其污染程度由重到轻的顺序是：辽河、海河、淮河、黄河、松花江、珠江和长江。

另据报道（2001年），全国因污染而不能饮用的地表水占全部监测水体的40%。其中，流经城市的河段78%已不能作为饮用水源。25%的河流水资源已丧失使用价值。

2、湖泊污染

据报道（2001年），与大江大河污染同步的是淡水湖泊富营养化。巢湖、白洋淀和滇池等湖泊无不深受其害。

3、海洋污染

据报道（2001年），我国近海水域严重污染的直接后果是赤潮频繁发生。1972年至1994年共发生256次赤潮。1998年发生赤潮22起。调查表明，近20年来，我国海洋污染范围不断扩大，大部分河口、海湾以及大中城市近海水域污染日趋严重。1998年，近海海域水质劣于国家一类水质标准的面积已达20万平方公里，比1992年扩大近一倍。《1999年中国环境状况公报》指出，东海污染最严重，其次是渤海，南海、黄海水质相对较好。

㈢、地下水污染

据报道（1998年），城市地下水污染的主要超标指标的分布特征是：北方城市地下水污染程度普遍高于南方城市，受污染水质指标项目多且超标率高，华北地区最为突出；“三氮”（氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮）污染较为普遍；矿化度和总硬度污染主要分布在东北、华北、西北和西南地区；铁和锰污染主要分布在南方地区。三大主要污染源：一是沿海地区海水入侵；二是硝酸盐污染，其来源主要是地表污水、废水排放；三是石油和石油化工产品污染。监测资料表明，我国地下水已从点状污染发展到面状污染。全国有50%的浅层地下水已遭到不同程度的污染，其中有40%已不适宜饮用。全国至少有76座城市地下水不符合饮用水标准。

二、污水处理及水污染防治技术方法

如上所述，我国每年有1300亿立方米污水，其中80%以上未经处理直接排放。如果把其中的50%加以净化，就会有600多亿立方米的水可再利用，这比黄河的年径流量500亿立方米还要大。遗憾的是，污水净化再利用在我国还没有提升到应有的高度，并且发展很不平衡。水利部发布的1999年水资源公报显示，全国污水处理回用量只有19亿立方米，仅占全国总供水量的0.34%。而在以色列，废水利用率已达到70%。

㈠、污水处理技术方法

1、日本两种简易污水处理法

⑴、用录像带外壳净化污水

此法所用净化剂，主要是用于生产盒式录像带和录音带外壳的聚苯乙烯类塑料。将其溶化在无水硫酸之中，再倒入工业废水，废水中造成水质污染和混浊的物质便会被凝固；分离

这些物质后，便能得到净化水。这种净化剂的净化能力极强，仅用一个录像带外壳即可处理13吨污水。

⑵、用乳酸菌饮料瓶净化污水

其原理是：用去掉底部的乳酸菌饮料瓶（聚苯乙烯塑料）无秩序地充填起来，形成过滤槽；让污水在其中缓慢流动，再向水中充入空气，使多种微生物在其中得以生存和繁殖，并分解有机物，从而形成类似河流的自我净化机制。污水经处理后可循环利用。

2、美国两种用太阳能处理污水的方法

⑴、用太阳能处理污水的新装置

在这种装置中，安装了多幅可以移动的反光镜面或反光镜槽；将太阳光聚集照射污水管道，使污水管道温度升高，从而活化加在管内污水中的催化剂二氧化钛，将污水中的有毒物质激化为带电分子；这些带电分子相互撞击、分解，变为更小的分子……经检测，经它处理过的污水，有毒物质含量只有10亿分之几，达到了普通饮用水标准。

⑵、用光催化作用分解污水中的有机物

其方法是利用椭圆形镜子，把阳光聚焦到内含污水的玻璃上；通过光催化作用，可在几秒钟内把有机物分解，使污水变为清水。所需设备简单，效果明显。

3、用蛭石矿物溶液净化污水

在非金属矿物蛭石中加入无机酸，并将矿物溶液抽出加水稀释1万倍，再经特殊处理后便可用于净化污水和废水。净化水可再利用。这种天然矿物溶液，不仅可以净化污水和废水，而且还可除去自来水中的有害物质，使自来水可直接饮用。

4、国内部分污水处理技术方法

⑴、城市污水处理技术方法

①、城市污水回用于钢铁工业成套技术

这套技术采用生物脱氧除磷工艺，将太原市北郊污水净化厂的二级处理水，回用于太原钢铁公司，作为高炉冷却用水的补充水。使用该项技术产生的剩余污泥量，较常规生物处理法减少一半以上。生产运行3年多，生产出再生水1100多吨，节约82万元。

②、污水再生技术—F/BF法工程试验

该工程试验采用的生物膜过滤组合工艺，是我国污水回用深度处理领域中的首次工程实例。可用其再生水取代自来水，供低压水暖锅炉使用，还可用作工业循环冷却水等。

③、用炉渣填料、二段生物接触氧化处理污水

该项技术以炉渣为填料，应用二段生物接触氧化新工艺处理污水。它具有时间短、效率

高、投资少、耗能低、管理方便等特点。经3家污水处理厂实验，应用该工艺可节省基建投资和填料费用250万元，处理后的水质符合城市二级污水处理水质标准。

⑵、工业废水处理技术方法

①、甲醇废水处理技术

一种用生化法处理甲醇废水的技术，是将好氧菌、兼氧菌、厌氧菌这三种完全不同的菌族放在同一个装置中，使之相互作用，共同对甲醇废水进行处理。处理后的甲醇废水，甲醇含量降到了0.5PPm以下，而且无污泥生成。

②、用XHC法处理含铬废水

用离子交换法、反渗透和超滤技术等处理含铬废水，投资大、设备复杂、效果不理想。有关单位提出了用XHC法处理含铬废水的原理，研制了除铬剂和XHC－1型除铬机。有关化工厂试用成功。在碱（中）性条件下，除铬剂“吃掉”了含铬废水中的所有铬离子。水质达到了国家规定的排放标准，可供工业回用，不产生二次污染。

③、用非金属矿粉处理味精废水

该项技术用非金属矿粉作为基料，辅以“活化”加工，研制出HB－絮凝吸附剂，对高浓度味精废水进行物理吸附，使有机物迅速絮凝、沉淀；再应用催化剂理论选择两种非金属矿石，借助生化细菌，降解废水上清液有机大分子，大大降低了废水的COD（化学耗氧量）含量。处理后的味精废水达到了国家废水排放标准。从而，结束了传统的酵母处理味精废水的落后局面。

④、处理石油加工废水的单塔汽提污水处理装置

这一装置是用以处理石油加工过程中产生的含硫和含氨废水的设备。与“双塔”比较，能耗低、功效高、成本低、操作简便。能根治含硫化氢的异臭气体和氨量很高的废水，每年还能从中提取贵重化工原料液氨和硫磺。

⑤、用脱硫菌处理制药废水

据报道（1992年），用氯化钡处理青霉素生产过程中产生的高浓度硫酸根废水，不但购买药品耗资大，而且需要大量人力物力用于运输氯化钡和废水处理中产生的沉淀物。地矿部水文地质工程地质研究所的科技人员，提出了利用脱硫菌还原硫酸盐的代谢作用来处理高浓度硫酸根废水的方法。其硫酸根去除率在90%以上。

⑶、矿山废水处理技术方法

①、金属矿山废水处理技术

该项技术是利用尾矿分级溢流液，处理金属矿山在采矿和选矿过程中产生的、酸碱废水的二段中和技术及空气搅拌技术。经处理后水质达到国家废水排放标准。

②、煤矿矿井废水处理技术

一种处理煤矿矿井废水的回用装置和净化剂，可使煤矿矿井废水回收再利用，并可以使其水质达到生活饮用水标准。该装置采用物理、化学处理工艺；主要设备有净化器和离子交换器。净化剂用发电厂粉煤灰等原料经加工制成。

㈡、水污染防治技术方法

1、用生物法治理浅层地下水氮污染

用化学法治理浅层地下水污染，成本高、效率低、不彻底，容易造成二次污染。该项技术通过人工培养出了一种具有较强脱氮能力的细菌。在进行治理时，将脱氮细菌投入污染区，使之在水力作用下向下或侧向运移；脱氮细菌专门以“氮”为食物，“吃”进有害物质，将其转化为无害物质逸出地下水系统。对于农业区大面积浅层地下水氮污染，可将脱氮细菌制成粉剂，在大面积翻耕土壤时，施撒于犁底区，通过降雨或人工灌溉的水力作用，将脱氮细菌输送到犁底层以下1～1.5米深度处，即可达到治理目的。该法简便易行、效果显著，而且经济。

2、用改性粘土矿物治理赤潮

有关专家研究发现，粘土矿物具有离子交换、吸附、催化等优异性能；尤其是改性后的粘土矿物，其表面物理化学特性产生极大的改变。将其喷洒于赤潮海域，利用其对赤潮生物的絮凝作用，可治理赤潮。其机理在于：由于改性粘土矿物具有较大的表面积、特殊的表面电性和酸性以及很强的吸附能力，因而除了对海藻具有很强的絮凝作用以外，还能够吸附水体中过剩的营养物质，如氮、磷、铁、锰等，破坏赤潮生物赖以生存和繁殖的物质基础；同时，粘土矿物的离子还可附着在藻体内外，当这些离子在藻体内外附着过多时，藻体就难以生存而最后死亡，从而达到治理赤潮的目的。

三、污水处理及水污染防治工程

污水处理及水污染防治新技术方法的开发和推广应用，为污水处理及水污染防治工程的建设和发展，奠定了坚实的科学技术基础，并为充分发挥工程的效益提供了重要的科学技术条件。污水处理及水污染防治工程是水体防污治污的工程措施。它对于从根本上治理和保护水环境具有重要的意义。

㈠、北京实施污水资源化工程

据报道（1993年），以前北京每天排放污水220万立方米，其中只有10%经过简单的一级处理，1%经过二级处理。另据报道（1999年），北京城区的地下污水管道纵横绵延2430公里，每天有250万立方米污水从这里流走。由于污水处理率不高，加之城区地势西高东低，水往东流，西部供水范围内的大小7000个渗坑、渗井和一批污水沟排泄的污水，不仅分别流入城区18条河流污染了河水，而且还直接渗入地下污染了地下水。

从1998年起，北京投资100多亿元，大力实施污水资源化工程，大抓污水处理厂的建设。到1999年6月，高碑店、方庄小区和北小河等污水处理厂已经建成投产。到1999年年底，日污水处理量可达108万吨。此外，还将在市区建设日处理污水总量130万立方米的几座大型污水处理厂，加上郊区县的6座小型污水处理厂，到2002年，北京市污水处理率将达到90%以上。

高碑店污水处理厂是我国最大、技术设备最先进的现代化的污水处理工程。它选用了缺氧—好氧空气曝气活性污泥法和污泥重力浓缩后中温两极消化法等国际上较先进的二级生物处理工艺。工程总设计规模为日处理污水100万立方米。工程分两期实施。每期工程的日处理污水能力均为50万立方米。该厂一期工程如期建成通水，使北京1/4的城市污水得到处理。其全部工程建成通水，使北京污水处理率由原来的1%一跃提高到40%以上。

㈡、上海苏州河合流污水治理一期工程

据报道（1993年），国内最大的水污染治理工程项目，被誉为上海市的“生命工程”的苏州河合流污水治理一期工程建成通水，使上海市区每天140万立方米污水不再排入苏州河，消减苏州河80%的有机污染物。该项工程利用市区原有的下水道系统，并建造了一个截流系统，截取流入苏州河的合流污水；经简易处理以后，排入长江，依靠长江大水体充分混合、扩散和稀释。

该项工程的一期工程横穿上海9个区，总投资16亿元，历时10年。改造和新建截流泵站33座，建造了当时亚洲最大的污水泵站——设计流量每秒40立方米、扬程22米的彭越浦泵站；而且建造了当时国内最大的污水预处理厂以及长达33.39公里的截流总管等项工程。

㈢、滇池水污染治理工程

据报道，1996年的前几年，每天排入滇池的污水和废水多达50万吨，使滇池水受到严重污染。滇池水通过外海注入金沙江支流普渡河，而靠近昆明市区的内海（即草海）却变成一片“死海”，污染特别严重。

投资30亿元、历时18年的、滇池水污染系统治理工程的总体规划方案，按照水域分割、截污堵源、引水济昆的思路，分3步实施。近期目标以减缓流域内生态环境恶化速度为主；中期目标是集中力量抓好20多个重点污染源的治理；远期目标是在基本控制住水体污染发展趋势之后，再花10年的时间，采取综合治理措施，实现湖区和流域生态环境的良性循环。到“八五”期末，建成两座日处理污水25万吨的污水处理厂，完成分流排污的草海排污隧道等重大工程。随着排污隧道、船闸、节制闸、沙河整治等主体工程相继投入使用，从根本上治理滇池水污染已经露出曙光。

㈣、天津东郊污水处理厂工程

据报道（1993年），当时全国最大、污水处理成本最低的天津东郊污水处理厂，设计日

处理污水40万吨。这座由中、法两国合作建设的大型污水处理厂，包括污水和污泥两项处理。可承担天津市红桥、河北、河东3个区、两大排水系统的污水处理任务。

㈤、煤矿矿井水净化工程

据报道，一项能将矿井水净化为工业用水及生活饮用水的工程，已在山东新汶矿务局泉沟煤矿竣工并投入运行。煤矿矿井水含有大量煤泥、硫磺、煤屑等物质。该矿每年有近150万吨矿井水排出矿井。该项工程的矿井水日净化量达2500吨，日产淡水量达1200吨。所产淡水有15项指标均符合国家饮用水标准。

四、污水处理及水污染防治技术政策

2000年，建设部、国家环保总局和科技部，联合制定并正式颁布了《城市污水处理及污染防治技术政策》。该项技术政策根据目前我国城市70%左右的污水未经处理直接排放、造成全国1/3的河段受到严重污染的状况，提出了到2010年全国设市城市和建制镇的、污水平均处理率不低于50%的目标。同时，在污水处理工艺选择上，提出了3种不同的处理深度要求：⑴、城市以及重点流域和水资源保护区的建制镇，必须建设二级污水处理设施；⑵、封闭或半封闭的水体，应建设具有除磷脱氧功能的二级强化污水处理设施；⑶、非重点流域和非水资源保护区的建制镇，可先建一级强化污水处理设施，再实施二级污水处理。

2001年4月20日撰写于重庆

2001年4月22日修改于重庆