1、我国水环境污染与水资源短缺的危害及对策我国水环境污染与水资源短缺的危害及对策陈林*（化学与环境科学学院，兰州 7300700)摘要: 水环境影响了人民居住和生存，而水环境污染是不仅仅是对环境的破坏，更是造成水资源缺失、水流区域污染等严重后果,在此基础上探讨了我国水环境污染的防治措施，包括技术防治措施和法律规范对策等。关键词: 水环境污染 水资源短缺 健康危害 防治对策 法律法规 1978年至2006年，我国国内生产总值年均增长967，远高于同期世界经济3.3左右的年均增长速度。经过多年的发展，我国的综合国力大大增强，国际地位显著提高，经济总量跃居世界第四位，从2004年起成为世界第三大贸易国。
2、人民生活显著改善，国家财力空前提升。虽然我国的经济发展取得了举世瞩目的成就，但是由于长期采用粗放型经济增长模式所付出的资源环境代价并也不容忽视。中国是一个水资源短缺的国家，随着社会经济的进一步发展，水资源短缺的矛盾将更加突出。从发展趋势来讲，随着社会经济的进一步发展，水资源污染及水资源短缺的基本矛盾将会更加突出，水资源短缺已经成为我国经济和社会发展的严重制约因素。我国是一个水资源严重短缺的国家，人均水资源占有量只有2 300m3，约为世界平均水平的14，是世界上13个贫水国家之一。随着我国经济高速增长，城市化水平不断提高，地表水污染普遍，特别是流经城市的河段有机污染严重，湖泊营养化问题突出；地
3、下水受到点源和面源污染，近岸海域水污染加剧；水质性缺水矛盾已十分尖锐，造成了巨大的经济损失，影响了区域性社会会经济的可持续发展1。1现状分析1.1地表水污染 水环境污染主要来自于工业和生活废水，与此同时，农药、化肥随径流的流失，养殖场的排出物及传统灌溉也加重了农业面源污染。我国丰南区的工业结构以冶金、陶瓷、水泥、造纸等重污染企业为主，生产过程中产生大量废水，导致地表水体的污染负荷逐渐增大。境内的沙河、陡河、煤河、津唐运河四条主要河流，均受到不同程度的污染，主要污染指标为化学需氧量和氨氮。其中，沙河的污染程度较小，其河水主要来源于开滦各矿疏干和自然降水，在全区主要河流中水质状况最好。但下游防潮闸
4、断面，由于黑沿子排干汇入，水质相对中、上游较差，全年监测结果表明，PH 值、 溶解氧全年达到 V 类水质标准，其他有机物污染指标有不同程度超标现象。陡河流经唐山市区流入境内，成为唐山市区东部工业废水及生活污水的主要排放渠道，受污染较重，全年监测结果表明，主要污染指标均不同程度超出 V 类水质标准。煤河和津唐运河主要承载着唐山市区中西部工业及生活污水和丰南城区的工业及生活废水， 每年承纳3900万立方米污水， 所受到的污染最为严重，为劣五类水体。农业面源对地表水的污染所占比例约为2030。由于化肥的不合理施用和大量施用农药尤其是高毒农药使用的残留，大量的氮和磷营养元素及农药随农田排水或雨水进入水
5、体中。同时，农业灌溉大多沿用传统的大水漫灌，污染物质就会随着大水冲到河沟里，汇入河流中，引起水质污染。 再加上农村固体废弃物和废水绝大部分排入河道， 造成水体污染。1.2地下水污染 地表水污染对近海水质、 农业生态环境和地下水环境造成了很大影响， 部分地区的地下水水质逐渐变差。 同时， 受污水排放和地下水过量开采的影响， 丰南城区地下水位持续下降，硬度普遍升高，煤河两岸多分布硬水区和极硬水区，最高达 37.83 德国度，且以永久硬度为主。硝酸盐氮污染较为严重，最高达 27.33mg/L，超标面积 2.1km2；亚硝酸盐氮局部超标，最高含量达 1.248mg/L；汞普遍有检出，局部地区 0.00
6、13mg/L，超标0.3倍；高庄子瓷厂井水砷含量 0.115 mg/L，酚有检出，含量达 0.0016 mg/L；自行车零件厂附近铬（Cr6+）污染面积约 0.251km2,最高时含量达 3.167 mg/L，超标 62.64倍，现监测值为0.065 mg/L。1.3水资源浪费问题严重 由于工、农业生产技术科技含量低，且节水意识淡薄，水资源浪费严重，水的有效利用程度低。一是工业用水循环利用率较低，单位产品耗水量普遍偏高。二是生活用水缺乏节水意识，存在许多浪费现象。由于多数居民还存在水是“取之不尽，用之不竭”的传统观念，一些机关单位的“常流水”现象和居民住宅用水浪费现象还时有发生。三是农业用水占
7、全区总用水量的 80%以上，然而目前大部分耕地仍采用传统的大水漫灌的灌溉方式，仅有2.2万亩耕地采用喷灌、 滴灌等高效节水灌溉， 不足有效灌溉面积的 3%， 管灌面积也只发展到 24.5万亩。同时，由于工程老化，渠道漏失严重，水的有效利用率不足 70%，造成了水资源的较大浪费2。2造成污染的原因我国水体污染主要来自四方面：2.1是工业废水未经预处理超标排放。2.2是城市化中由于城市污水集中处理设施及其配套管网严重缺乏，大量生活污水未经处理直接进入水体。未经处理的废水和污水直接进入江、河、湖、海，造成全国三分之一以上水域受到污染。2.3是已具备了城市污水处理设施功能，但由于运行经费不到位，造成设
8、施停滞不能发挥其应用的效率。2.4是农村水环境污染2.4.1化学肥料、农药的大量使用 我国农村有机肥料施用的大幅度减少和氮、 磷、 钾肥的不合理使用以及化学肥料使用的快速增长，其结果导致氮磷钾使用不平衡、土壤板结、耕作质量差，肥料利用率低，土壤和水分易流失，造成对地表水、地下水的污染，湖泊富营养化。我国农药总量由1989年的 20.62 万t增加至 1997 年的39.45万t。农药对水体的污染主要来自于： 直接向水体施药； 农药通过雨水或灌溉水由农田向水体迁移；农药生产、加工企业废水的排放；大气中残留农药随降雨进入水体；农药使用过程中， 雾滴或粉尘微粒随风漂移沉降进入水体； 施药工具和器械的
9、清洗等。一般来讲，只有 10%20%的农药附着在农作物上，而 80%则流失在土壤、水体和空气中，并在灌水或降水等淋溶作用下污染地下水。2.4.2乡镇企业污染物的排放 改革开放带来了乡镇企业的蓬勃发展，带动了农村小城镇的复苏和兴起。 由于乡镇企业具有布局分散、规模小和经营粗放等特征，使得周边环境严重污染，乡镇企业每年有大量污染物未经处理直接排放。 其中， 废水排放达30亿t， 化学需氧量排放300万t，固体废物排放量达3000万t，严重污染了农村的水环境。许多乡镇企业(主要集中在造纸、印染、电镀、化工、冶炼、矿产、机械加工、建材等行业)生产过程中产生的废水未经处理直接排向河沟、水库和农田，大量杂
10、乱堆放的工业固体废物、 生活垃圾又对地表水和地下水产生了二次污染。 特别是近年来， 城市实行对环境污染的严厉制裁后， 许多污染严重的企业转移到郊区或小城镇，一些电子、机械废旧垃圾性物品也转移到农村。目前，农村工业污染已使全国20万km2的耕地遭到严重破坏，进一步加剧了农村水环境的污染。2.4.3污水灌溉 由于大量未经处理污水直接用于灌溉， 水质超标、 灌溉面积盲目发展， 已经造成土壤、 作物及地下水的严重污染。 污水灌溉已经成为我国农村环境恶化的主要原因之一，直接危害着污灌区的饮水安全。污灌存在问题主要表现在:一是污水处理跟不上， 污灌水质超标， 城市及工业废水排放量低， 缺少必要的污水处理措
11、施。 二是污水灌溉面积盲目发展， 监控管理体系不健全。 污水灌溉大都是农民自发的，农民在缺乏正常灌溉水的情况下，自发引用污水作为农业用水的水源。虽然颁布了农田灌溉水质标准 ，但由于污灌水质无人监管，灌溉部门没有按标准把关， 导致污水灌溉面积的发展存在严重的盲目性。 三是河道灌溉功能退化，在城市郊区大都变成污水排放的河道。 随着城市工业的发展， 河道的管理未纳入城市的规划， 致使有些污灌用水的河道变成城市污染工业废水排放的河道， 久而久之变成了名副其实的污水河。2.4.4集约化养殖场的污染 随着城乡人民生活水平的提高， 人们对肉类消费需求增大， 消费种类也从猪向牛、羊、禽等向多元化方向发展。我国
12、畜禽养殖业得到迅速发展，各地在城镇郊区附近建立了一大批养殖场， 由原来农村的分散养殖变为集中养殖， 由此带来了畜禽粪便废弃物的排放处理和污染问题。2.4.5居民生活污水和废弃物的污染我国生活垃圾数量巨大， 同工业垃圾一样， 生活垃圾利用率极低， 大部分都露天在城郊和乡村存放， 不仅占用了大片的可耕地， 还可能传播病毒细菌， 其渗漏液污染地表水和地下水，导致生态环境恶化。大量生活垃圾的产生和累积，加剧了农村生态环境的恶化。3水环境污染及水资源短缺带来的危害 水环境的到污染不仅制约了当地无公害农业和绿色农业的发展，也造成了水资源的进一步短缺。 据有关资料显示， 全区多年平均水资源量为15846万立
13、方米， 人均水资源量仅为297立方米，约为全国平均水平的1/7，是世界最低水量保障线的 1/5。其中城区人均水资源量仅为32.5立方米，为全国平均水平的 1/70，是世界最低水量保障线的1/50。3.1导致了河渠断流，生态环境脆弱 随着近几年降水减少，造成境内的沙河、陡河等河流及田间渠道蓄水量逐年减少并出现季节性断流，有些田间渠道也因缺水不得不被改为耕地。作为调节生态环境的草泊、油葫芦泊两大水库已基本干涸，生态环境逐步脆弱。3.2导致了地下水超采，形成地下漏斗 水资源的缺乏和部分地区用水相对集中，导致了局部地区地下水连年超采， 一般年份全区超采地下水近5000万立方米， 导致地下水位持续下降。
14、逐步形成了丰南城区和南部地区连成一体的总面积达 880.3 平方公里的地下水位降落漏斗。漏斗中心水位逐年下降， 漏斗中心面积逐渐向外扩展，其中城区地下漏斗大体范围为：东到王家河、南至杨贵庄、西至么家泊、北与唐山市郊区漏斗相连，面积约70平方公里， 中心水位34.51米。南部地下漏斗位于东田庄至老王庄一带，面积约 810.3 平方公里，是整个汉沽南堡漏斗的一部分，东田庄李付庄老王庄一线水位最低，分别为 45.93、56.34和 56.44 米，年下降近 1.6 米。3.3影响了淡水养殖业发展 由于淡水短缺， 主要淡水养殖区不得不被迫压缩养殖面积，调整养殖品种结构， 养殖户集资打井，以开采地下水来
15、弥补养殖业用水的不足，无形中提高了养殖成本。同时，由于一些传统养殖的经济效益较高的拳头产品被压缩， 经济损失较大。 据统计， 该区 2005 年的淡水养殖面积为11.2万亩，到2008年降为9.1万亩，且存在进一步大面积压缩的趋势。3.4影响饮用水的水质，危害人体健康 水资源污染降低了农作物的质量和产量。许多惨痛的教训表明，含有有毒、有害物质的废水、污水污染了农田土壤，造成农作物枯萎死亡，使农民遭受极大的损失。 3.5制约工业的发展 水质恶化直接影响产品质量，还会造成冷却水循环系统的堵塞腐蚀等问题。 影响渔业生产。水污染会造成鱼类大面积死亡，还会使鱼类和水生物发生变异。此外，水污染还会使有害物
16、质在水生物体内积累，降低其食用价值。3.6加速生态环境的恶化 据世界银行估计，我国大气污染与水污染所造成的经济损失是每年2 422亿美元，占我国国民生产总值的3 .5%。因此，在发展经济的同时，保持水源的清洁是一个根本性的问题，也是现代人类所面临的一个值得研究和解决的共同问题。4治理对策4.1物理法4.1.1重力分离（沉淀）法。利用污水中呈悬浮状的污染物和水比重不同的原理，借重力沉降（或上浮）作用，将水中悬浮物分离出来。沉淀（或上浮）处理设备有沉砂池、沉淀池和隔油池。在污水处理与利用方法中，沉淀与上浮法常常作为预处理。如，用生物处理法处理污水时，一般需事先经过预沉池除去大部分悬浮物质以减少生化
17、处理构筑物的处理负荷，而经过生物处理后的出水仍要经过二次沉淀池的处理进行泥水分离，保证出水水质。4.1.2过滤法。利用过滤介质截流污水中的悬浮物。过滤介质有钢条、筛网、砂布、塑料、微孔管等。常用的过滤设备有格栅、栅网、微滤机、砂滤机、真空滤机、压滤机等，后2种滤机多用于污泥脱水。4.1.3气浮（浮选）法。将空气通入污水中，并以微小气泡形式从水中析出。污水中相对密度接近于水的微小颗粒状的污染物质（如乳化油）粘附在气泡上，并随气泡上升至水面，形成泡沫气、水悬浮颗粒（油）三相混合体，从而使污水中的污染物质得以从污水中分离出来。根据空气打入方式，气浮处理设备有加压溶气气浮法、叶轮气浮法和射流气浮法等。
18、为了提高气浮效果，有时需向污水中投加混凝剂。4.1.4离心分离法。含有悬浮污染物质的污水在高速旋转时，由于悬浮颗粒（如乳化油）和污水的质量不同，在旋转时受到的离心力大小不同，质量大的被甩到外围，质量小的则留在内圈，通过不同的出口分别将其引导出来，从而回收污水中的有用物质（如乳化油），并净化污水。4.1.5反渗透法。利用一种特殊的半渗透膜，在一定压力下将水分子压过去，而溶解于水中的污染物质则被膜所截留，污水被浓缩，而被压透过膜的水就是处理过的水。目前该处理方法已用于海水淡化、含重金属废水处理及污水的深度处理等方面。4.2化学法4.2.1化学沉淀法。向污水中投加某种化学物质，使其与污水中的溶解性物
19、质发生互换反应，生成难溶于水的沉淀物，以降低污水中溶解物质的方法。这种处理法常用于含重金属、氰化物等工业生产污水的处理。4.2.2混凝法。水中呈胶体状态的污染物质通常都带有负电荷，胶体颗粒之间互相排斥形成稳定的混合液。若向水中投加带有相反电荷的电解质（即混凝剂），则可使污水中的胶体颗粒改变为呈电中性，失去稳定性，并在分子引力作用下凝聚成大颗粒而下沉。通过混凝法可去除污水中固体颗粒、乳状油及胶体物质等。4.2.3中和法。用于处理酸性废水和碱性废水。对于酸性废水，可投加碱性物质，如石灰、氢氧化钠、石灰石等；对于碱性废水，可吹入含有CO2的烟道气进行中和，也可用其他酸性物质进行中和。4.2.4氧化还
20、原法。废水中呈溶解状态的有机或无机污染物在投加氧化剂或还原剂后，因电子的迁移而发生氧化或还原作用，使其转化为无害的物质。4.3物理化学法4.3.1萃取法。将不溶于水的溶剂投入污水，使污水中的溶质溶于溶剂，然后利用溶剂与水的比重差将溶剂分离出来，再利用溶剂与溶质的沸点差将溶质蒸馏回收，再生后的溶剂可循环使用。4.3.2吸附法。利用多孔性的固体物质，使污水中的 种或多种物质吸附于固体表面而将其去除的方法。常用的吸附剂有活性炭。该法可用于吸附污水中的酚、汞、铬、氰等有毒物质。目前吸附法多用于污水的深度处理。4.3.3离子交换法。利用离子交换剂的离子交换作用，置换污水中的离子化物质。随着离子交换树脂的
21、生产和使用技术的发展，该方法在回收和处理工业污水的有毒物质方面得到一定的应用。目前离子交换法已广泛用于去除污水中的杂质，如去除（回收）污水中的铜、镍、镉、锌、汞、金、银、铂磷酸、硝酸、氨、有机物和放射性物质等。4.3.4电渗析法。电渗析法的基本原理是在外加直流电场的作用下，利用阴、阳离子交换膜对水中离子的选择透过性使一部分溶液中的离子迁移到另一部分溶液中去，以达到浓缩、纯化、合成、分离的目的。4.4生物法 污水的生物处理法就是利用微生物新陈代谢功能降解污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物，并将其转化为无害的物质，从而使污水得到净化。根据参与作用的微生物种类和供氧情况，该方法可分为好氧生物处理和厌
22、氧生物处理2类。4.4.1好氧生物处理法。在有氧的条件下，借助于好氧微生物（主要是好氧菌）的作用来进行。该方法可分为活性污泥法、生物膜法。4.4.1.1活性污泥法。这是当前使用最广泛的一种生物处理法。该方法是将空气连续鼓入曝气池的污水中，一段时间后水中即形成繁殖有巨量好氧性微生物的絮凝体活性污泥，生活在活性污泥上的微生物以有机物为食料获得能量并不断生长繁殖。从曝气池流出并含有大量活性污泥的污水进入沉淀池，经沉淀分离后澄清的水被净化排放，沉淀分离出的污泥作为种泥，部分回流进入曝气池，剩余的（增殖）部分被排放。4.4.1.2生物膜法。该方法的原理是使污水连续流经固体填料（碎石、煤渣或塑料填料），在
23、填料上大量繁殖生长微生物以形成污泥状的生物膜。生物膜上的微生物能够起到与活性污泥同样的净化作用，可以吸附和降解水中的有机污染物。从填料上脱落下来的衰老生物膜随处理后的污水流入沉淀池，经沉淀泥水分离，污水得以净化而排放。4.4.2厌氧生物处理法。在无氧的条件下，利用厌氧微生物的作用而进行。厌氧生物处理法经过多年的发展已成为污水处理的主要方法之一。目前，厌氧生物处理法不但可用于处理高浓度和中等浓度的有机污水，还可以用于处理低浓度有机污水。5法律规范对策5.1进一步明确水污染防治法律法规的立法目的 在修改水污染防治法时，有必要进一步明确立法目的，并在法律的总则阶段对立法目的给予准确、肯定、简单明了地
24、表述。不过，我国水污染防治法不仅未对实现立法目的规定带有时间限制的目标，而且未在法律中给予有关水污染防治的关键性政策。对于其他法规、规章立法目的不明确的问题，也有必要进行修改。5.2减少原则性规定 由于水污染防治法是实施法、具体法，所以对于一些原则性、政策性的规定，应该在环境基本法中加以规定。在水污染防治法中，应对行政管理措施、赔偿责任和对违法者的行政处罚等作出明确的规定，尽可能解决执法中可能出现的各种问题。这样一方面可以防止法规竞合现象的出现，另一方面可以避免立法的冲突。所以，立法者在制定立法规划时要统筹安排，使法学研究的最新成果能具体运用到实践中。5.3体现“全过程控制”和“清洁生产”的要
25、求 我国在今后的水污染防治立法中，应当着重体现“全过程控制”和“清洁生产”的原则，将末端控制战略下的预防为主发展为源头控制战略下的预防为主，将单一的对设备、项目的控制推进为对产业、行业的控制。5.4扩大法律责任主体的范围 应增加“民事责任”和“刑事责任”的内容。对法律责任的承担主体范围过于狭窄，是我国水污染防治立法存在的一个突出而必须解决的问题。建议把“政府机关”规定为承担法律责任主体，“政府机关”因决策错误而导致的水污染也必须承担相应的法律责任。这样的规定可以促使政府机关在进行工业布局时更加谨慎，可以有效地防止政府机关滥用职权而造成水污染危害。针对法律责任的规定过轻、处罚形式单一的规定，必须
26、加大处罚力度，在规定行政责任的同时增加“民事责任”和“刑事责任”的内容。对法律责任的承担必须更加严历、高效，有效地防止水污染的发生。6其他措施6.1加强环保力量 加大执法力度，有关方面协同应对。针对众多排污水单位、众多污染源、巨大排污量，必须加强环保力量。6.2加强科研 开展国内外交流，引进新技术。加强监测、评价、技术等的工作，开展合作与交流。贯彻“三同时”，淘汰旧设备、旧工艺，引进新技术、新工艺和新设备，不能先污染后治理或不治理。6.3防止水污染转移 严防国外污染向国内转移，东部污染向西部转移，城市污染向农村转移。6.4加强水环境保护的宣传和教育 通过新闻媒体和教育机构向民众宣传水资源保护的重要意义，使民众保护水环境的行为成为一种自觉的行为。
