摘
要:為了緩解水資源危機,污水再生利用日益受到的重視。文章分析了我國污水回用發展趨勢及其存在問題,對污水再生利用造成的環境和健康風險進行了探討。
關鍵詞:污水回用;風險評價;再生水
[中圖分類號]
[文獻標識碼]
A [文章編號]
1008-1151(2005)04-[收稿日期]
2005-
[作者簡介]仇付國(1974-),男,山東平邑人,北京建筑工程學院講師,工學博士,研究方向:污水再生利用的風險評價問題。
1
前
言
隨著人口急劇增加和工農業國民經濟快速發展,水資源短缺日益加劇,導致各用水行業之間的用水競爭日益激烈;日益嚴重的水資源污染也使水質型缺水問題日益嚴重。在過去的幾十年里,水資源短缺已成為世界性的問題,在氣候干旱的非洲和南亞地區水危機十分嚴重,爭奪水資源也成為引發地區武力沖突的重要因素。我國水資源短缺和水污染形勢也非常嚴峻,我國水資源不豐富,是世界13個貧水國之一。年均降水量只有630mm,低于全球陸地面積年均降水量(880mm)。
為了解決水資源短缺問題,城市污水再生利用日益得到重視。城市污水再生利用與開發其他水源相比在經濟上具有優勢,首先比遠距離引水便宜;其次城市污水所含雜質少于0.l%,而且可用深度處理方法加以去除;第三不僅節約了寶貴的水資源,而且節約了排污費用,減少了污水的排放量,使水環境污染有所緩解。當今世界各國解決缺水問題時,城市污水被選為可靠且可以重復利用的第二水源。多年以來,城市污水回用一直成為國內外研究的重點,成為世界不少國家解決水資源不足的戰略性對策。
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我國污水回用發展趨勢
雖然我國早在20世紀50年代就開始采用污水灌溉的方式回用污水,但真正將污水深度處理后回用于城市生活和工業生產則是近20年才發展起來的。最先采用污水回用的是大樓污水的再利用,然后逐漸擴大到缺水城市的各行各業。1990年我國將“污水凈化與資源化技術研究”列入“八五”國家科技攻關計劃,組織了城市污水資源化和土地處理與穩定塘系統的科技攻關并建立了示范工程,研制成套技術設施并推廣應用,其中部分研究成果已經應用于天津紀莊子污水處理廠的改造工程中。又如太原市北郊污水處理廠將深度處理后的污水回用于太原鋼鐵工業冷卻水,大慶乘風莊污水處理廠的二級處理水經深度處理后直接注入地下作為石油開采用水。1982年青島就將中水回用為市政及其他雜用水,從而緩解了水資源短缺。北京市于1984年開始進行中水回用工程示范,并在1987年出臺的《北京市中水設施建設管理試行辦法》中明確規定:凡建筑面積超過2×104m2的旅館、飯店和公寓以及建筑面積超過3×104m2的機關科研單位和新建生活小區都要建立中水設施。引灤入津工程雖然暫時緩解了天津市的水荒,但是其代價高昂,基建投資高達500元/m3。紀莊子污水處理廠建成投產后,其二級處理水的基建費用比引灤工程低,水價也比引灤水便宜。實踐證明,在我國開展污水再生利用的研究和應用是符合國情的,是必要而且可行的。
采用凈化后的城市污水供工農業及市政事業等多目標、多對象的回用在技術上是可行的,經濟上是適宜的,對緩解城市水荒、促進城市的可持續發展有非常重要的意義。近10年來我國對城市污水再生利用組織科技攻關取得豐碩成果,如中小城鎮和住宅小區的污水回用;城市污水凈化后回用于園林綠化、市政景觀、沖刷馬路等;大型賓館及娛樂場所的中水回用系統;城市污水回用于工業冷卻水系統或低壓鍋爐補給水及工藝用水;污水回用規劃、技術政策等軟課題研究等。此外,還興建了若干示范工程。隨著我國城市化進程的推進,我國城市污水資源日益豐富,目前已超過500×108m3/a,如果有1%的污水回用,將對緩解北方一些重要城市的缺水起重要作用。雖然我國在利用城市污水灌溉農田方面積累了多年的實踐經驗和具備了一定的科學研究基礎,許多城市也實施了一些開源節流的措施,但把城市污水當作一種穩定可靠的水資源予以開發利用仍然進展不大。這中間很大程度上是認識問題,當然也有一些屬于技術上或投資上的問題。
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污水再生回用造成的環境和健康風險
雖然城市污水再生利用具有很大的潛力,但是回用過程中還存在很多問題,如再生水對人體的健康和環境的影響問題,污水的處理技術與工藝組合問題以及回用工程的管理問題等等。在城市污水再生利用的過程中間,再生水的水質是非常重要的。城市污水不是主要的致病源,但人們很難接受其作為食物生產、灌溉或者間接的飲用水甚至一些工業用水。污水中的可降解有機物、穩定有機物、營養物、重金屬、殘留氯和懸浮物等化學成分還很有可能進入地下含水層。最近幾年,干擾素、藥學和治療用的產品也進入了供水系統。美國和加拿大已經開始對這些化學品的產生、環境影響和危險性、對健康的長期影響和采取各種控制措施后危險的轉移開始了研究。
再生水回用于不同用途時對健康和環境都會產生影響,考慮到再生水的不同用途和污染物可能的影響途徑,為了保證再生水水質安全,應考慮的因素有:
3.1保護公眾健康。這是制定水質安全指標的首要目標。
3.2用水要求。工業或其他用水,對水質有特殊要求,應根據具體要求制定水質標準。
3.3灌溉影響。灌溉可能引起很多相關問題,如污染土壤、地下水、地表水、以及暴露人群的健康效應。
3.4環境安全。使用再生水區域以及周圍地區的動植物、受納水體等都是保護對象。
3.5感觀要求。對于較高要求的再生水,如沖洗廁所、綠地灌溉、娛樂用水等,在美學方面應和飲用水有相似的要求。
3.6切合實際。標準必須符合當前的政策、技術、經濟狀況。根據不同回用目的人體對再生水中病原微生物和化學污染物的暴露量的大小,各種回用活動引起人體健康風險大小的比較列于表1中。
表1
各種回用活動相關的風險排序
風險排序(從高到低) |
再生利用途徑 |
1 |
庭院內用軟管澆水灌溉 |
2 |
庭院內用噴灑裝置澆水灌溉 |
3 |
灌溉食用農作物(農作物在人們食用之前不經過去皮、烹飪、加熱等過程的處理) |
4 |
灌溉食用農作物(農作物在人們食用之前經過去皮、烹飪、加熱等過程的處理) |
5 |
娛樂水體,人體可能完全浸沒于水中的游泳滑水等活動 |
6 |
灌溉綠化公眾進入的場所
(高爾夫球場、學校、公園、風景區、運動場、高速公路綠化帶等.) |
7 |
回用于開放式冷卻塔 |
8 |
洗車 |
9 |
裝飾型水景
(人工湖、噴泉等.) |
10 |
沖廁 |
11 |
回用于商業性洗衣店 |
12 |
沖洗道路、人行道及工作區 |
13 |
消防滅火(消防栓) |
14 |
溜冰場制冰 |
15 |
消防滅火(噴淋) |
16 |
制作混凝土 |
17 |
控制建筑塵土 |
18 |
沖洗下水道和回用水管線 |
污水再生回用雖然具有很大的潛力,但是回用過程中再生水對環境和人體健康產生的風險還很不明確,人們對回用水的安全性存在比較大的顧慮,阻礙了污水再生利用的順利進行;赜盟畬θ梭w健康和環境的影響是人們普遍關心焦點之一,在北京,廣州佛山和山東淄博的居民中對幾項影響再生水回用的因素進行了隨機抽樣調查,結果表明居民對再生水存在較大的顧慮。各種因素的影響程度排列如下:再生水安全性>可能有異味或導致感觀上不舒服>對污水再生的情況不了解>再生水成本可能很高>心理上難以接受。從調查結果可以看出,影響居民使用再生水的障礙主要集中于再生水的健康風險和水質兩個方面,調查還發現受教育的程度越高,對再生水的安全性關注程度越高。因此,再生水的健康風險評價是迫切需要解決的問題。污水回用風險評價是為污水再生利用管理和決策服務的一種科學活動,風險評價在污水回用中具有重要的指導作用。
4
結
語
為了緩解水危機,污水再生利用工程的實施將越來越廣泛,目前再生水在回用過程中對人體健康和環境的影響在我國還沒用得到系統的研究,運用風險評價技術研究再生回用水對人體健康和環境的風險是一新的研究領域,在國家越來越重視污水資源化的情況下,必須針對我國的國情和現狀正確估價污水資源化可能帶來的環境和人體健康風險,研究降低這種風險的對策,以使我國的污水再生利用走上一條與環境協調的軌道。應用風險評價方法制定污水再生回用的標準、研究評價再生回用水的安全性在理論上和實踐上都具有非常重要的意義,它是污水回用是否能夠順利實施的前提和保障,為水環境可持續發展提供理論基礎和應用依據,是水資源再生利用理論體系的重要組成部分。