东北村镇地下饮用水污染防控与安全保障技术研究
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2.2 东北村镇饮用水存在问题

2.2.1 村镇供水水源系统存在的主要问题

1.浅层地下水源地氮及有机物污染严重,水质恶化

东北辽河流域浅层地下水污染主要与这些地区农业高度发达有关,由于在农业生产过程中大量施用了化肥,加之农村生活垃圾、生活污水未经处理任意排放等,直接造成村镇地下水源地的严重污染,其中对水质影响最大的是氮化合物,而80%以上的氮污染物来自农业面源污染,其中来自种植业、养殖业和林业分别占33.7%、30.53%和17.83%,17.93%的氮污染物来自工业废水和生活污水。据有关资料显示,辽宁省清原县汛期地下饮用水中硝酸盐达到74mg/L,高锰酸盐指数为14mg/L,菌落总数800CFU/mL,浑浊度为9NTU。

2.东北冬季气温寒冷,村镇供水系统输配水保障率不高

东北地区属温带湿润、半湿润大陆性季风气候。夏季高温多雨,冬季寒冷干燥。东北地区也是我国纬度位置最高的区域,冬季寒冷,它北面与北半球的“寒极”——维尔霍扬斯克-奥伊米亚康所在的东西伯利亚为邻,从北冰洋来的寒潮经常侵入,致使气温骤降。西面是高达千米的蒙古高原,西伯利亚极地大陆气团也常以高屋建瓴之势,直袭东北地区,因而冬季气温较同纬度大陆低10℃以上。东北面与素称“太平洋冰窖”的鄂霍次克海相距不远,春夏季节从这里发源的东北季风常沿黑龙江下游谷地进入该区东北,致使东北地区夏季气温不高、北部及较高山地甚至无夏。由于气温较低,蒸发微弱,降水量虽不十分丰富,但湿度仍较高。从而使东北地区在气候上具有冷湿的特征。

特别是辽宁省,地处中纬度区的南半部,北接内蒙古高原,南临海洋,属温带大陆性气候区,由于地形、纬度及距海洋远近的影响,全省各地气候有比较明显的差异,总的看来,北部属温带气候,南部暖温带气候,东南部多为湿润性气候,中部为半湿润气候,而西部则为半干旱气候。主要特点冬季以西北风为主,漫长而寒冷,夏季多东南风,炎热而多雨,春季少雨而多风,秋季以西北风为主。全省年平均气温7~11℃,最高气温零上30℃,极端最高可达40℃以上,最低气温零下30℃,受季风气候影响各地差异较大,自西南向东北自平原向山区递减,其中最高为大连,最低为西丰。年平均无霜期130~200d,一般无霜期均在150d 以上,由西北向东南逐渐增多。辽宁属于长城以北,不低于10℃活动积温在2000~3500℃。清原、新宾以东平均气温5℃以下,是辽宁省最寒冷的地区,年内气温高低悬殊,夏季虽无酷热期,但最热日平均气温在22~25℃之间。极值高温,朝阳、锦州等地区曾达40℃以上。最冷月(1月)平均气温在零下4~16.9℃之间,极值低温,西丰曾达到零下41.8℃。全省寒暑极值气温变化多在±40℃之间,温差的悬殊。辽宁位于我国东部,太阳年总辐射量最大的地区之一,大部分超出130kcal/cm2,全年日照时数在2270~2990h之间,由东向西北逐渐增多,年日照率51%~67%。省内多年平均年降水量在400~1200mm之间,自东南向西北递减,最大降雨中心在鸭绿江下游的宽甸地区,多年平均年降水量可达1200mm以上,降雨量最少的建平,不足400mm,除地域分布不均外,季节变化也很大,年降水量的70%~80%集中在雨季6~9月,多年平均年降水日数在70~120d之间,其中以千山山脊东侧为最多,在120d以上,辽河流域及辽东半岛80~90d,西北部朝阳、北票、阜新地区不足70d。

尤其是研究区域清原县年平均气温仅为5.3℃,1月最冷,平均气温为零下16℃,11月中旬土地封冻,3月下旬至4月上旬化冻,最深冻土层达到169cm左右。清原县辖区内14个乡镇、188个行政村、806个自然屯,总人口34万人,其中农村人口29.36万人,占总人口的86.35%,耕地面积55.46万亩,是辽宁全省4个国家级生态建设示范区之一,也是全国九大重点水源地之一,农村人畜饮用水主要靠开采浅层地下水,由于农户居住分散,供水设施简陋,加之气候寒冷,输配水管网保障率不高,直接影响了农村的供水保证率和安全性。

3.地下饮用水与地表水交替频繁,供水安全保障性差

东北村镇供水水源主要来源于浅层地下水,由于地下水埋藏较浅,地表水中污染物很容易入渗到地下水中,对地下水造成污染。加之取水工程为简易井,供水过程中又缺乏必要的管道和防护措施,水源容易再次受到污染,直接影响到村镇的供水安全,影响到人们生活水平的提高和新农村建设。“十一五”期间,虽然在辽河流域开展了地下饮用水源地污染负荷时空变化规律、地下饮用水源地污染负荷削减的作物优化布局与结构模式、农田最佳养分管理技术模式、无害化生活污水处理技术等方面的研究工作,也进行了技术集成与示范,但重点是从技术层面来研究水源地污染负荷的削减,暴露出来的问题是水源地保护措施与配套管理机制不完善,严重影响到村镇供水安全。其原因:一是水源地的保护导则与机制需要科学、综合定位与评判;二是污染物种类多,既有外源性污染物又有内源性污染物;三是水源地调节能力较差,二次污染问题突出。因此,必须加强水源地管理导则及管理办法研究,建立水源地安全保障长效运行机制。

2.2.2 村镇饮用水水质净化技术与设备存在的主要问题

近年来随着辽河流域工农业生产的快速发展,水污染呈现加剧的趋势,地下饮用水源中检测出的污染物种类及数量逐年增加,但由于农村饮用水净化技术和设备较落后,加之农村经济状况及水源等条件的限制,使得饮用水中污染物去除率较低,水质不达标,饮用水安全性较差,直接威胁到村镇的饮水安全和居民的身体健康。目前辽河流域村镇取水方式主要是傍河取水,由于缺乏成套、标准化水质净化技术与设备,加之,已有水处理设备适用性较差、成本较高,因此,村镇饮用水质量难以保证。“十一五”期间,进行了地下饮用水水质消毒净化工艺与设备研究,主要是针对地下水中的Fe、Mn、浊度、微生物及硝酸盐,由于水源地源水超标污染物种类逐年增加,水质净化设备处理能力单一、缺乏标准化水质消毒净化设施,限制了饮用水安全保障技术大范围推广与实施,因此,必须加强村镇饮用水标准化水质净化工艺与设备研究,实现村镇饮用水水质全面达标。

2.2.3 村镇饮用水安全管理技术存在的主要问题

我国饮用水水源地保护的法律规定缺少针对性、操作性不强,制度间相互分割甚至抵触,对农村饮用水保护方面还存在诸多的法律空白,与农村饮用水源的稀缺性、污染的严重性和保护的迫切性相比,显得很不相称,极不利于农村饮用水源的保护。一方面,一些地区的部分领导对农村饮用水安全问题的严峻形势认识不足,重建设轻管理,搞形象工程,对水利和供水设施的管理重视不足,农村供水和改水工程因资金、认识、技术问题或管理上未考虑长远发展规划,造成已建的工程设施的闲置和损毁;另一方面,对农村饮用水水质缺乏有效监控,保障饮用水安全的应急管理能力较低,无法应对因突发性水污染事故等造成的饮用水安全问题。

“十一五”期间,我们开展了辽河流域地下饮用水源地安全供水模式与管理技术研究,对村镇饮用水管理模式做了一些探索和尝试,提出了农村饮水工程管理细则、修订了自来水管理条例,并在示范基地进行了示范推广,取得了一定的成效和经验,但如何构建区域饮用水安全管理技术体系、服务平台与推广体系及饮用水监管体系将是下一阶段的关键。