小流域污染综合治理与mdl计划的比较

小流域污染综合治理与mdl计划的比较

0国外水污染治理的经验与启示污染问题是一个全球问题。从目前国内研究的现状来看，许多科学家从国与国之间的具体问题出发，分析了这些问题，提出了解决方案和对策。一些科学家在国外处理水的成功经验和方法进行了介绍和比较，重点是介绍和借鉴西方国家的经验。但是,这些论述总体缺乏系统论的观点,不能将流域作为一个整体进行研究。在这种背景下,笔者以南水北调工程东线山东段治污为例,通过与TMDL计划治理思路进行比较,结合山东省小流域污染综合治理思路的实践,以期找出更加合理、更加科学的污染治理思路,推动山东省流域污染治理工作。1通过mtdl计划和小流域污染综合处理1.1tmdl计划TMDLs(TotalMaximumDailyLoads)为最大日负荷总量,是在满足水质标准的条件下,水体能够接受的某种污染物的最大日负荷量。TMDL计划由美国环保局于1972年《清洁水法》中提出,该计划的总目标是系统地识别全国受损和受到威胁的水体以及引起损害的污染物,将可分配的污染负荷分配到各个污染源(包括点源和非点源),同时考虑安全临界值和季节性变化等因素,采取适当的污染控制措施来保证目标水体达到相应的水质标准。TMDL计划包括5部分内容:一是水质受限水体的识别;二是按照优先顺序,确定需要优先制定TMDL计划的水体;三是制定计划,即根据制定的水质目标,对污染源制定削减措施;四是执行控制措施;五是评价水质控制措施。1.2污染综合治理工作的目标小流域污染综合治理思路是指从每一条汇水河流入手,按照目标、总量、项目、投资四位一体的小流域污染控制思路,实施“治”“用”“保”并举策略,综合运用经济、法律、科技和必要的行政手段,注重发挥市场机制、宏观管理机制和公众参与机制的作用,全面地推进流域内经济结构调整、城市环境基础设施建设、清洁生产、污染治理、污水资源化、生态保护和建设等各项工作,扎实推进流域污染综合治理工作。所谓“治”,即污染治理,包括结构调整、清洁生产、末端治理、环境基础设施建设、面源污染治理、清淤疏浚、环境管理等在内的全过程污染治理。“治”的目标是使流域内一切排污单位稳定达标排放。所谓“用”,是以循环经济理念为指导,在污染治理的基础上,因地制宜,充分利用流域内季节性河道和闲置洼地,建设中水截、蓄、导、用设施,合理地规划中水回用工程,减少废水排放量。“用”的目标是最大限度地实现行政辖区内部水资源的充分循环。所谓“保”,是在确保防洪安全的前提下,综合采用河流入湖口人工湿地水质净化、河道走廊湿地修复、湖滨及湖区湿地修复等生态保护和建设措施,对流域的生态恢复过程进行强化。“保”的目标是充分发挥环境的自净能力,削减面源污染,改善生态环境,确保调水水质安全。2两种污染治理概念的相似之处2.1治理措施量化与治理考核的总体思路并明确从技术路线和主要内容看,TMDL计划和小流域综合治理是一致的。一是两者都强调:首先确认现状水质,然后确定合理水质目标;继而制定治理计划、通过强制执行治理措施,并对治理措施的实施情况进行监督;最后对完成情况进行考核。二是这两种污染治理思路都强调量化污染负荷,并对其进行合理、科学的分配,通过进行总量管理以达到污染治理的目的。三是两者都强调重点问题重点分析,对问题水体区别对待。TMDL计划经过水质受限水体的识别,确定制定TMDL计划的先后顺序;小流域污染综合治理则强调抓住重点河流、重点流域,逐条河流治理和每个流域的整治。2.2tmdl计划的治理效果评估从实施过程上看,TMDL计划和小流域污染综合治理也是一致的。两者都是循环的治理过程,TMDL计划以3年为治理周期,通过对治理效果的评估为制定下一个相应的计划奠定基础;小流域污染综合治理以5年规划为治理周期,同样经过水质考核、评估实施效果,以确定下一步相应的治理目标,并制定相应的治理措施。3这两种观点之间的差异3.1总量指标分配TMDL计划总量指标的确定本质上是目标总量控制,即根据现状污染物排放量和预计的削减程度,确定总量指标,并将这个总量指标分为点源(现存和未来点源的污染负荷)、非点源(现存和未来的非点源的污染负荷)和安全临界值3大部分。而小流域污染综合治理本质上则是容量总量控制,即根据水体的环境容量确定总量指标,并将总量指标进行分配,在分配过程中考虑面源污染问题、考虑季节等因素对水质目标可达性的影响,但并不设定量化的安全临界值。TMDL计划提出安全临界值(MarginofSafety),并将总量合理地分配到面源,为水质目标的实现提供了保证,消除了污染物质负荷与受纳水体、水质之间关系的不确定量。安全临界值可以通过假设分析提供一个不确定的数量比例关系或者直接从水体污染负荷中除去一定明确数量的污染负荷,一般是通过假设分析提供这种不确定关系。而小流域污染综合治理没有对面源污染问题进行量化,也没有设立安全临界值,但其一些污染治理措施却弥补了这两方面的不足,如南水北调东线山东段治污工程中采取“保”的措施即人工湿地的建设。人工湿地建设增加了水环境容量,但并不将增加的这部分环境容量分配到点源,而是将这部分总量作为水质目标实现的一种保证,即未量化的安全临界值,以抵消农业面源、季节性变化、企业偷排、漏排等非可预知性因素对水质目标可达性的影响。3.2公平、合理性原则TMDL计划在点源中进行总量分配所采用的方法是单一的按贡献率分配,这种分配方法应用起来比较简单,容易被各点源所接受,但在公平性、合理性方面存在较大的问题。并且该计划在总量分配完成后并未运用基尼系数进行验证和二次分配,所以其总量分配可能会存在着一定的不公平、合理性。小流域污染综合治理虽然也以贡献率进行总量分配,但在分配完成后运用了基尼系数进行验证,如验证结果为不合理,则运用基尼系数进行二次分配,以保证总量分配的合理性和公平性。3.3基尼系数法水污染物总量分配的理论基础TMDL计划在总量分配完毕后并没有进行任何分配合理性、公平性方面的验证,而小流域污染综合治理应用基尼系数法作为总量分配合理性的主要判断手段。基尼系数法是基于分配平等的前提下产生的理论方法,其主要目的是在现有的技术条件下,对已分配的总量作出公平性判断,并进行尽可能公平的二次分配。在水污染物总量分配工作中,引入基尼系数的概念,是为反映流域内各行政区域污染物排放相对于各行政区域污染物排放现状、拥有水资源量等的公平性。环境基尼系数的合理范围应为0～0.2。4将概念与应用实例相结合4.1污染物总量控制指标确定南水北调工程东线山东段水污染防治作为国家南水北调东线治污规划的重要组成部分,是促进南水北调东线工程建设的一项至关重要的工作,是小流域污染综合治理思路和TMDL计划的集中体现。按照国家要求,以小流域污染综合治理思路为基本思路,结合TMDL计划的污染物分配思路和方法,对南水北调山东段沿线城市污染物总量进行分配,其控制思路如下:1)污染物总量初始分配。根据总量控制指标值和现状排污总量确定污染物削减总量,扣除10%作为安全临界值,剩余总量再按各区域在现状排污总量中所占的比重分摊削减量,最终确定出各区域污染物总量控制指标。具体计算公式为式中Qpi—区域i分配总量;Qi现—区域i现状排放量;Qp—全区域总量控制指标值。2)污染物总量二次分配。利用基尼系数法对总量控制指标进行重新分配。其计算过程为:一是确定区域内可分配的总量指标W;二是计算区域内各行政区所占环境容量比例iQ和基准年COD排放量比例P0i,其中P0i作为COD分配基数;三是进行区域内基于环境容量的COD分配系数调整,得到P1i和调整系数W1i;四是进行区域内基于经济发展水平和排污强度的COD分配系数调整,得到P2i和调整系数W2i;五是根据P0i及调整系数W1i与W2i,得到流域内各行政区COD总量分配系数iP,从而可求得流域内各行政区的COD总量分配指标为iW。3)计算公式为式中n—分配系数;Qi—流域内某行政区的水资源量占全流域水资源量的比例;P0i—流域内某行政区基准年COD排放量占全流域COD排放量的比例;Wn—流域内某行政区COD预测排放量;Wx—流域内某行政区基准年COD现状排放量;ΔG—流域内某行政区相对于基准年新增GDP的量;Pn—流域内某行政区的COD排污强度。4.2小流域污染综合防治模式南水北调东线山东段污染物总量分配方法是小流域污染综合治理思路和TMDL计划相结合后的产物,其既体现了小流域污染综合防治思路中容量总量管理的实质,又在总量分配过程中体现了TMDL计划中的安全临界值概念,还在总量分配验证过程中运用了基尼系数法。经过分配,并对结果进行验证,如表1所示。可知,南水北调沿线城市总量分配结果相对与其水资源量丰富程