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曲久辉院士:农村水环境治理模式

  在“第八届中国农村和小城镇水环境治理论坛暨第二届村镇环境科技产业联盟论坛”首日,中国工程院院士、中科院生态环境研究中心研究员曲久辉做题为《农村水环境治理的模式选择》的报告,报告围绕我国农村水环境面临的问题与挑战、可持续农村水环境治理与保护的关键因素以及如何选择农村水环境治理模式等内容展开。

  现今,美丽乡村建设已经成为我国一个重要的发展目标,建设美丽乡村必须治理好农村环境,而优良的农村水环境是良好农村环境的核心标志。随着“三大攻坚战”的提出,未来10年将会是污染治理的关键期,而农村水环境治理更是其中的难点和重点。

  目前,行业内对城市的环境治理都十分了解,全世界以及我国都有充足的经验和模式可供借鉴,我国城市的水系,包括水源、取水、排水、治理体系、天然水体以及城镇水环境保护也都有明确的思路。但是到了农村,情况就完全发生了变化。例如在水源方面,取水方式较城市相比更为繁多,人们可直接取用身边水源、地下水或河网当中的水作为饮用水源;排水方面,农村也不像城市拥有处理标准严格的污水处理厂以及管网。所以农村水环境系统看似简单,但其中却蕴藏着无穷无尽的复杂。

  农村的饮用水源,有可能受到农田、畜禽养殖、垃圾或者厕所渗透等污染,农村水环境则会受到农村生活垃圾、农业面源产生的化肥和农药、畜禽养殖所产生的抗生素等污染。因此,农村的环境问题不仅仅局限于农村,也关联到每个人,关联到流域的水环境治理。

  京津冀每年由农业源排放的挥发性氨氮达80余万吨,其中种植排放30余万吨,养殖排放40余万吨。京津冀的大气污染,氨的贡献率约14%-18%,主要来自于畜禽养殖,也就是来自农业和农村。这个现状使得我们必须要面对农村以及农业所产生的氨氮类污染问题,该问题不仅造成了大气污染,其在环境当中的循环过程也造成了包括水污染、地表径流、畜禽养殖以及垃圾等等。

  农村水环境仅仅考虑水是不行的,垃圾、卫生也是影响水环境的重要因素,农村水环境治理是一个综合性和系统性的工程,就水谈水没有解决的出路,必须讲究它的综合性和实用性。例如污水和垃圾必须同时治理;畜禽养殖和农业面源污染应该综合控制;水源与供水水质应该协同改善;标准和管控应该因地制宜。

  因此在未来,我们关注的事情不能仅仅是处理、处置,应该是污染控制和资源化并举,要从综合治理角度考虑农村水环境,包括所涉及的垃圾、卫生、畜禽养殖、农业、面源等等,这才是治理农村水环境的综合性思路。水、土、气、固体废弃物应该协同治理,其涉及的排放、中间处置、转化、各种来源也应该多过程和多来源循环调控。最后,技术、工程、政策、管理等多措施协力见效也是必不可少的。

  基于此,农村水环境综合整治必须要有一个合理的治理模式,在模式选择当中有3点非常重要,分别是技术和工程模式、运行管理模式以及市场与产业模式。

  实际上技术和工程中最重要的就是技术的实用性和工艺流程的简易性。包括5个方面:简单,适合当地环境和条件、可稳定达标的最简单方法;低耗,无动力或少动力的节能方法;经济,建设和运行成本最低的高效方法;易管,最容易一体化系统管理的智慧方法;利用,废物可就地简易利用和物质再生循环的清洁方法。

  农村污水处理有很多模式,包括分户处理、自然村落就地处理以及纳管式集中处理等,最适合的还是因地制宜、经济实用,在农村一定要强调回用优先,如果农村的污水能自用而不排掉,这就是最好的处置方式,没必要把其中的氮、磷处理到某个标准,能循环到土地里进行氮和磷就地综合利用就是一种最佳方法。

  图为山东曲阜一个农村污水处理站点,其采取AO污水处理工艺,并实现基本无动力。目前山东多个地区都在做这样的尝试,如果项目未来运行稳定,便可实现农业废物综合利用,达到一定规模后也可降低成本。所以在农村,一个可持续的污水和垃圾处理模式,应该是适应变化的,适应国家和地方新农村建设、城镇化土地利用和建设模式的。未来十年,中国农村生产生活结构以及生活方式会发生巨大的变化。

  农村水环境治理的运行管理应该符合3方面:目标合理、智慧高效以及收益稳定的政策保障。

  目标合理是指流域或者区域的环境保护目标应该相适应,同时标准必须可调,要具备经济和技术可行性,例如美国地表水水质标准是基于“保护水生生物和涉水人群健康”为指导方针,没有统一标准,USEPA只制定水质基准,各州结合基准和水体具体功能制定水环境质量标准。我国的排放限制准则与标准也应以技术为依据,根据不同行业的工艺技术、污染物产生水平、处理技术等确定各污染物排放限值。目前中国农村水环境和污水排放标准基本都是依据城市的排放标准来制定的,但农村的情况和城市完全不一样,农村水环境标准必须具有可持续性,要考虑它的生态安全以及强调风险预警和在风险预警的前提下的制度化管理,必须考虑受纳水体生态承载力所适应的模式选择,如果用城市的思维来制定农村水环境的标准是不可取的。

  第二是智慧化,智慧化不是数字化,而是智能化。目前许多人往往把智能化理解成数字化,或者用数字化来代替智能化,这个观点并不严谨。人工智能是未来十年发展的一个重要领域,如何将其真正引入农村水环境治理,构建村镇供水排水、垃圾固废、厕所、养殖等排放源及处理全系统的数字化管理平台,形成一体化管控与运行维护的智慧网络体系,也是未来市场和技术的一个重要选择。1/2

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