城市水環(huán)境是受人類影響最大、對人類最重要的水環(huán)境,但縱觀我國水環(huán)境現(xiàn)狀不難發(fā)現(xiàn),整體水質(zhì)狀況還有很大提升空間,北京、上海、武漢、廣州等各大城市的水環(huán)境都不容樂觀?!拔覈鞘兴h(huán)境治理還沒有很好的頂層設(shè)計,這是制約目前水環(huán)境治理工作的關(guān)鍵?!?017(第九屆)上海水業(yè)熱點論壇上,中國人民大學環(huán)境學院副院長、中國人民大學低碳水環(huán)境技術(shù)研究中心主任王洪臣教授表示,從目前城市水環(huán)境治理存在的三大關(guān)鍵問題出發(fā),為城市水環(huán)境治理提出了幾點總結(jié)建議,為與會者帶來很大啟發(fā)。
以下為王洪臣教授現(xiàn)場分享內(nèi)容(根據(jù)現(xiàn)場發(fā)言整理,未經(jīng)本人審閱):
我國城市水環(huán)境治理依然沒有頂層設(shè)計
王洪臣教授指出,在我國,與水污染治理相關(guān)的行動計劃非常多。
很久以前就做了重點流域水污染防治規(guī)劃,以及清潔小流域治理、流域水污染綜合治理、良好湖泊保護、農(nóng)村環(huán)境連片綜合整治、城市黑臭水體治理和海綿城市建設(shè)等等行動計劃,但有一個問題必須要正視,水環(huán)境治理的頂層設(shè)計究竟是什么?目前還沒有一個明確的說法。
王洪臣教授指出,美國在70年代,就做了詳細的城市水環(huán)境治理頂層設(shè)計。1972年,美國將《水污染防治法》改為《凈水法案》。凈水法案立法目標中提到,1983年以前實現(xiàn)可漁、可游、可獵的國家水質(zhì)目標,在后來修訂的法案中,又明確地下水水質(zhì)目標就是生活飲用水水質(zhì)標準,即美國地下的每一滴水,都可以隨時取出來喝。這就是美國水環(huán)境治理的總體目標和頂層設(shè)計。
上圖是美國《凈水法案》的宣傳圖,美國水體可以飲用,也可以游泳,以及垂釣,這是公眾的權(quán)利。綜合以上可以看出,美國的整個水環(huán)境治理是有明確頂層設(shè)計的。
在我國雖然已經(jīng)做了大量的工作,制定了多項行動計劃,并大大推進了我國水污染防治的綜合進程,但依然缺少頂層設(shè)計。
王洪臣教授指出,城市水系統(tǒng)包括,城市供水系統(tǒng)、城市污水系統(tǒng)、城市雨水系統(tǒng)和城市水環(huán)境,供水系統(tǒng)相對獨立,所以城市水系統(tǒng)的問題主要體現(xiàn)在,城市雨水系統(tǒng)和污水系統(tǒng)的交織,高度干擾并影響著城市水環(huán)境。
城市水環(huán)境治理的問題主要聚焦在幾點:其一,我們到底要一個什么樣的城市水環(huán)境,從質(zhì)量角度看,有不黑不臭、可漁可游、人水和諧,以及地表水質(zhì)V類、IV類、Ⅲ類等劃分等各種高度不同的說法。從體量角度看,到底多大更合適?也沒有明確的準則。目前還沒有基本的質(zhì)量和體量的頂層設(shè)計。在不了解水環(huán)境體量和質(zhì)量的情況下,怎么確定污水處理的排放標準呢?
其二,有關(guān)雨水處理的問題。王洪臣教授表示,雨水是需要快速排除的,但雨水又是需要處理的,處理又將嚴重影響快速排除。當意識到雨水處理的重要性,就有新的問題出現(xiàn)了,如雨水應該如何處理?處理的深度應該是怎樣的?是單獨處理還是在污水處理廠處理?等等。
王洪臣教授強調(diào),如果沒有一個關(guān)于城市水環(huán)境的頂層設(shè)計,這些問題都很難得到答案。
城市水環(huán)境治理頂層設(shè)計的三大關(guān)鍵點
基于以上思考,王洪臣教授現(xiàn)場重點介紹了城市水環(huán)境治理頂層設(shè)計的三個關(guān)鍵問題。
第一、 構(gòu)建城市水環(huán)境的科學評價體系。
王洪臣教授表示,首先要梳理地表水環(huán)境質(zhì)量、污染程度、水功能區(qū)劃之間的關(guān)系。他總結(jié)介紹,目前相關(guān)的法規(guī)主要有5個,《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)、《地表水環(huán)境質(zhì)量評價辦法》(環(huán)辦[2011]22號)、《地表水環(huán)境功能區(qū)類別與代碼》(HJ522-2009)、《水功能區(qū)管理辦法》(水資源[2003]233號)、《水功能區(qū)監(jiān)督管理辦法》(水資源[2017]101號)。
如果以這些法規(guī)設(shè)定的標準來評價城市水環(huán)境,我們可以清晰的看到,我國對城市水環(huán)境質(zhì)量的標準要求是極其嚴格的。
《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)(以下簡稱“水環(huán)境質(zhì)量標準”)由24個主要指標組成,從下表可以看出,水環(huán)境質(zhì)量標準實際上是把水分為5類6檔,一類主要適用于源頭水、國家自然保護區(qū);二類水主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場、仔稚幼魚的索餌場等;三類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護區(qū)、魚蝦類越冬場、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū);四類主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū);五類水主要適用于農(nóng)業(yè)用區(qū)及一般景觀要求水區(qū)。
王洪臣教授指出,在美國,也基本是將水域功能與標準分為五大類,只不過美國將農(nóng)業(yè)用水放在更高的水質(zhì)標準,五類水則只適用于工業(yè)用水的。一類水,則是作為生活飲用水的水源地,而不是用于自然保護區(qū)。_ueditor_page_break_tag_
“如果沒有城市水環(huán)境的頂層設(shè)計,就無法處理各治理要素之間的邏輯關(guān)系,很多事情就無法科學決策?!蓖鹾槌冀淌谥赋?,在以上劃分的五大類地表水標準中,只有四類水的適用范圍與城市水環(huán)境治理略微相關(guān),主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)。但是城市水環(huán)境的具體功能要求是什么、水質(zhì)標準是什么都沒有明確的定位。
在《地表水環(huán)境質(zhì)量評價辦法》(環(huán)辦[2011]22號)中,提到四類水屬于輕度污染水,用于一般工業(yè)用水和人體非直接接觸的娛樂用水。一類、二類水屬于優(yōu)質(zhì)水,三類水屬于良好水質(zhì),五類水屬于中度污染。可以看出,在地表水環(huán)境質(zhì)量評價辦法中,依然沒有找到關(guān)于城市水環(huán)境的內(nèi)容。
在《水功能區(qū)管理辦法》(水資源[2003]233號)中,將水功能一級區(qū)分為:保護區(qū)、緩沖區(qū)、開發(fā)利用區(qū)、保留區(qū)。水功能二級區(qū)在水功能一級區(qū)劃定的開發(fā)利用區(qū)中劃分,分為:飲用水源區(qū)、工業(yè)用水區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)、漁業(yè)用水區(qū)、景觀娛樂用水區(qū)、過渡區(qū)和排污控制區(qū)。王洪臣教授指出,這里面,還是沒有與城市水環(huán)境相關(guān)的內(nèi)容,依然只有景觀娛樂用水區(qū)的說法與城市水環(huán)境略微相關(guān)。
在《地表水環(huán)境功能區(qū)類別與代碼》(HJ522-2009)中,把各個不同區(qū)用編碼劃分,只是起到區(qū)分類別和編碼的作用。在編碼過程中,將景觀娛樂用水區(qū)細分為三大類,第一類是與人體接觸的景觀娛樂用水區(qū)。第二類是,不與人體接觸的景觀娛樂用水區(qū)。第三類是,一般景觀用水區(qū)。但通過這些,依然找不到城市水環(huán)境的定位,也不知道應該執(zhí)行幾類水的標準。
王洪臣教授指出,目前大部分城市的水功能區(qū)劃為:上游水環(huán)境為Ⅲ類水質(zhì),中心區(qū)水環(huán)境為Ⅳ類水質(zhì),下游水環(huán)境為Ⅴ類水質(zhì),按照《地表水環(huán)境質(zhì)量評價辦法》,Ⅳ類是輕度污染,Ⅴ類為中度污染。拿輕度污染和中度污染作為目標合理嗎?
王洪臣教授列舉了我國兩個最典型的大城市水功能區(qū)劃分。北京的水功能區(qū)劃分,整個城市的中心城區(qū),從西北方向上游開始,往東南方向下游走,將水功能區(qū)劃分為三類水體、四類水體、五類水體。中心城區(qū)以四類水體為主,到了東三環(huán)、東四環(huán)等人口密集區(qū)及國際交流區(qū),則是五類水體。按照法規(guī)的目標,三類是基本沒受污染,四類是輕度污染,五類是重度污染。在高密度人群的居住區(qū),難道水環(huán)境質(zhì)量就定位為輕度污染或中度污染嗎?
上海的老城區(qū)水功能區(qū)劃是五類,王洪臣教授指出,如果這樣劃分,就意味著上海老城區(qū)未來的奮斗目標就是向著受到中度污染的水環(huán)境去努力。
因為國家的水功能區(qū)劃管理辦法規(guī)定,縣級以上的人民政府就有權(quán)利決定水功能區(qū)劃。王洪臣教授表示,讓人擔憂的是,因為四類水的水功能區(qū)劃分要求,嚴重影響了一些地方的水功能達標率,實際上很多縣級人民政府都將自己的水功能區(qū)劃降到了五類水。而從目前公布的數(shù)據(jù)來看,北京、上海等地的水質(zhì)狀況也不是很樂觀。
我國城市水環(huán)境功能區(qū)僅僅是娛樂用水區(qū)嗎?顯然不是。北京和上海中心城區(qū)水功能區(qū)劃主要是Ⅴ類和 Ⅳ四類,屬于中度污染和輕度污染。王洪臣教授指出,這樣的水功能區(qū)劃合理嗎?而事實是,這些所謂輕度污染或中度污染僅僅是由于氮、磷等指標不能達到極其嚴格的標準限值所導致的。
“以目前的水環(huán)境質(zhì)量標準作為城市水環(huán)境質(zhì)量目標科學合理嗎?” 王洪臣教授指出,《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)共有24個基本指標,COD、氨氮、總氮、總磷限值很低,主要用于評價大江、大河、大湖等自然水體,而濁度、色度、透明度、微污染物質(zhì)等城市水環(huán)境需要的指標反而缺失。城市水體是人工水環(huán)境,受到高密度城市人群的強烈干擾,同時也無法滿足城市水環(huán)境的一些特殊要求。如果繼續(xù)采用這個標準評價城市水環(huán)境質(zhì)量,幾乎所有城市將永遠無法實現(xiàn)功能區(qū)達標,并引發(fā)對污水處理設(shè)施不必要的過度提標改造。因此,王洪臣教授建議盡快在現(xiàn)有地表水環(huán)境質(zhì)量標準之外,制定專門的城市水環(huán)境質(zhì)量評價體系,著重突出濁度、色度、透明度、有毒有害物質(zhì)等指標,適當放寬對一般有機物及氮磷等指標的要求。
二是,處理好水環(huán)境體量、水量和水質(zhì)的關(guān)系。
王洪臣教授指出,很多污水處理廠,硬性要求污水廠提標改造后的排放標準達到地表四類水標準,有的甚至提高到地表三類水標準,但這部分水到了河流中又被迅速排走,這種提高的目的性就不是很強。從簡單的邏輯關(guān)系上說,只有當構(gòu)建高水質(zhì)標準且大體量的水環(huán)境時才需要對污水處理設(shè)施進行極其嚴格的體表改造,反之,當沒有能力進行高出水水質(zhì)的體表改造是就不應該隨意構(gòu)建大體量的水環(huán)境。他認為,水環(huán)境體量、入流水量以及入流水質(zhì),三者要很好的互動起來。應該基于可利用水量技術(shù)經(jīng)濟能達到的水質(zhì)合理確定水環(huán)境的體量。
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三是,處理好排水系統(tǒng)、綠色和灰色設(shè)施的關(guān)系。
在大都市,簡單的分流制或合流制均無法同時實現(xiàn)功能要求。西方大都市在合流制基礎(chǔ)上提出了排水系統(tǒng)的最終方案:永久控制計劃。具體的方案就是,“綠色基礎(chǔ)設(shè)施 + 傳統(tǒng)的合流制或分流制排水系統(tǒng) + 灰色基礎(chǔ)設(shè)施”到2030年以前,美國計劃投入 1050 億美元建設(shè)永久排水系統(tǒng)(LTCPs)。其中,綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 423 億美元,灰色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 636 億美元。
王洪臣教授介紹,在西方隨處可以看到大片綠地,不用點綴的非常漂亮,因為這些綠地的實用功能就是存水,使水盡可能的滲下去,不是以涵養(yǎng)土地為主,而是為了緩解雨水快速排除防止內(nèi)澇和水污染控制的相互沖突。
灰色基礎(chǔ)設(shè)施做的最好的是芝加哥,芝加哥是美國最早開始規(guī)劃灰色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的城市。工程于2006年完工,有四條隧道,總長176公里,容量1046萬立方米。有三個水庫,隧道和水庫總庫容為8417萬立方米。
王洪臣教授介紹,芝加哥最大的污水處理廠Stickney WRP,汛期處理能力是540萬噸,日常處理260萬噸。目前美國紐約的灰色基礎(chǔ)設(shè)施也在逐步完工中。
從上圖可以看出,對于大都市,城市越大,綠色基礎(chǔ)設(shè)施貢獻率越低,應及早建設(shè)灰色基礎(chǔ)設(shè)施。
王洪臣教授分析總結(jié)認為:現(xiàn)有地表水環(huán)境質(zhì)量標準不適合城市水環(huán)境,建議盡快另行制定專門的城市水環(huán)境質(zhì)量評價體系;應基于可利用水量和技術(shù)經(jīng)濟能達到的水質(zhì)合理確定水環(huán)境的體量;城市越大,綠色基礎(chǔ)設(shè)施貢獻率越低,應及早規(guī)劃建設(shè)灰色基礎(chǔ)設(shè)施。
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