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日本流域水环境综合治理的思路及对策

    文章来源:鞍山建设科技网 发布时间:2018-10-16 点击数: 字号:

  日本在流域环境治理方面经验丰富,在蓝藻与富营养化研究、流域治理政策立法、国民环保教育宣传等多个方面都成效显着。霞浦湖是日本第二大湖泊,在清华大学工程博士论坛-流域环境综合治理国际研讨会上,徐开钦教授以霞浦湖的综合治理为例,通过介绍日本在环境治理方面的治理思路、成功经验以及弯路教训,为国内现阶段的水环境治理工作提供借鉴与参考。

  徐开钦先生:日本国立环境研究所研究员(兼任美国哥伦比亚大学、中国科学院高级研究员),主要从事流域水环境综合管理领域相关研究,包括流域水环境综合管理、富营养化控制对策、遥感卫星数据在流域管理的应用等。

  本次他发言的题目为《日本流域水环境综合治理的思路及对策》。主要内容如下:

  全球水问题及有毒藻类(蓝绿藻)的生长动态

  蓝藻是全球性关注的污染问题,从美国、欧洲、澳大利亚、南美到亚洲,包括中国和日本都面临着类似问题。藻毒素毒性强烈,约为氰化钾的60倍,80微克即可对老鼠产生致死效应。巴西曾发生严重饮用水安全事故,由于饮用水源中含有蓝藻毒素,导致中毒死亡人数达54人。

日本流域水环境综合治理的思路及对策

  世界卫生组织规定,饮用水中藻毒素含量需小于1微克每升,而当湖泊在蓝藻爆发期间时,其藻毒素含量远超该标准上千倍,无法用于饮用。因此藻毒素是水环境污染中应该引起持续重视的一个问题。

  一日本水环境管理的历史变迁及法规政策动向

  日本在战败后经历了一段经济恢复和高速发展时期,从1956年到1970年,日本GDP连续20年增速达9%,跟国内近30年情况非常类似,随之而来的是爆发了水环境、大气、固废等全方面的污染。当时的日本没有专门的环保部门,对相关问题的研究与治理非常有限。日益严重的环保问题对经济发展和国民生活造成严重冲击,甚至出现世界知名的几大公害污染事件,如痛痛病、水俣病等。这种情况下,1970年后日本采取了一系列措施,致力于改善环境污染问题,如成立环境国会、颁布《环境污染防治法》、建立国立公害研究所(后更名为国立环境研究所)等。以大气污染为例,日本的PM2.5指数在污染最严重时超过1300,比现在北京更为严重,但经过国立公害研究所20多年的努力,目前已基本解决。

  水污染的问题也是同样,其治理重点及历史变迁如图所示:

日本流域水环境综合治理的思路及对策

  流域问题往往更集中体现在湖泊和海湾。日本在这方面经历了惨痛的教训,霞浦湖在污染严重时比太湖、滇池有过之而无不及,经过几十年的不懈治理后,才不再爆发严重蓝藻事件。而中国目前也依旧在走这条道路。

  为解决湖泊水质问题,日本从1984年开始制订湖泊治理相关法规,法律中特别对氮磷浓度进行了规定。徐教授等通过研究发现,以藻类增长潜能AGP指标来衡量,假设以仅去除BOD的污水培养一个星期的时间,将能够产生420mg/L的藻类,而1mg/L藻类事实上相当于0.5mg/LCOD。因此,污水厂仅去除有机物、湖泊治理只重视COD削减都是不可行的,只有同时控制氮磷、抑制藻类自身生长,才能更有效地控制湖泊有机物指标。

日本流域水环境综合治理的思路及对策

  但湖泊治理难度非常大,日本至今也还未解决所有湖泊问题,通过国立环境研究所对日本11个重点湖泊与水库的长期跟踪研究发现,虽然河流流域、海域在过去的20年间已有明显的治理成效,但是湖泊流域环境达标率仍不足60%。迄今为止,霞浦湖已采取了七个“五年行动”,每五年投资约30亿元,但近年其COD浓度在经过逐渐下降后现已趋于稳定、不再下降,氮磷含量始终未能有明显改善。

  因此自2005年起,日本继续对湖泊法进行修订与改进,以期继续提高整治效果。修订重点主要包括面源污染控制对策、水产畜牧产业整治、灵活运用自然净化功能、重视环境教育与公众参与,等等。尤其是公众环境意识的教育和宣贯,是水环境治理的综合对策中必不可少的环节,例如,日本环保部门量化了日常食物所对应的COD污染值,若1杯啤酒汇入湖泊,需要10个浴缸的净水才能稀释其至达标状态,通过这种方式深入浅出的阐述污染的严重性,从而将民众的环保意识深植于日常生活中。徐教授还特别指出,目前国内针对湖沼水质净化技术的研究已经占据国际领先地位。

  霞浦湖的治理经验

  在霞浦湖的治理过程中,有几个重点经验值得借鉴。

  首先是家畜养殖导致的高负荷污染不容忽视。霞浦湖沿岸流域生猪养殖规模约为25万头,多集中在北湖,由此导致霞浦湖北湖的COD比西湖高出较多。经核算,一头猪每日产生的COD负荷是人的10倍,TN负荷是人的6倍,TP负荷是人的26.4倍;一头牛产生的TP负荷可达人的108倍。因此,以洱海为例,即使沿岸一百余万人口全部实现污染零排放,但若周边约90万头家畜的养殖污染不解决,相当于约300万人口当量的污染负荷,对洱海的治理仍将无法达到预期效果。

  其次,霞浦湖治理中还发现湖泊流域污染情况与周边森林比例负相关,森林越少污染越严重。这可以解释为地面被农业或城市占据,导致更严重的污染入湖。

  再次,霞浦湖的治理在公众教育中有一个非常亲民、易于理解的口号,叫做“适宜游泳的霞浦湖”,以此作为治理目标,更直观明晰,更易得到公众理解与支持。

  另外,徐教授也再次强调营养盐的控制对湖泊藻类控制非常重要。藻类增长主要依赖于光、氮、磷与水体的低流动性,这些因素里唯一能够人为控制的就是营养盐,其他因素存在无法控制或控制代价过大的问题。

  徐教授最后总结指出,流域治理工作并非一朝一夕可以见效,需要持之以恒开展工作。流域管理、政策支持、国民环境意识的提高等工作与技术应用同样重要。让我们共同为改善水环境而努力!