水資源是人類社會賴以生存的前提,聯合國環境規劃署預測水汙染將成為21世紀大部分地區面臨的最嚴峻環境問題。
隨著我國工業化和城市化進程加快,水汙染日益加重,截止2018年,全國地表水體受到嚴重汙染的劣Ⅴ類水體所佔約10%,一線城市的水汙染問題尤其突出,其中許多甚至出現了季節性和常年性水體黑臭現象。河流汙染已經成為制約社會經濟發展,影響城市形象和生態安全的重大環境問題。
2015年4月,國務院發布了《關於印發水汙染防治行動計劃的通知》,要求以改善水環境質量為核心,系統推進水汙染防治。目前,全國興起了黑臭水體治理的熱潮,但是缺乏科學、系統的治理思路,陷入了「頭痛醫頭腳痛醫腳」的誤區;有些注重單一的技術,忽略採用集成技術進行綜合治理;有些採用末端治理,黑臭水體反覆出現;有些過度強調生態與景觀,忽視自然生境的構建。
本文參考了芝加哥水汙染治理模式,以期為中國水汙染治理管理體系的改進提供借鑑。
芝加哥水汙染概況
芝加哥(Chicago),又稱風城,芝城,是世界著名的旅遊勝地。芝加哥位於密西西比河(Mississippi River)水系和五大湖水系的分界線上,東部毗鄰北美五大湖之一,也是唯一全部屬於美國的湖泊——密西根湖(Michigan lake)。境內有兩條河流,芝加哥河(Chicago River)流經市中心,卡拉麥特河(Calumet River)則穿過城市南部的工業區。兩條河流原來都流入密西根湖,20世紀初,為了讓芝加哥河的城市汙水不再繼續汙染密西根湖水,芝加哥河水流方向被倒轉,通過運河向南匯入密西西比河水系。芝加哥雨水充足,年平均降水量為965mm,夏季為降水最多的季節,降水通常是雷雨或陣雨的形式,少有持續的降水。冬季則降水最少,通常都是下雪的形式。
1981年,芝加哥人最稠密地區包括芝加哥市971km²內,有53%是河流制下水道,全長8050km,有640個溢流口,晴天有0.57t/d汙水流入汙水處理廠,暴雨時雨水挾帶汙水排入河道,其中有世界上最大的西南汙水處理廠, 處理能力為0.50t/d。雨天流量經常是汙水量的5倍,大雨時可能達40倍。芝加哥雨季時間較為不規律,有時五年一次而有時一年五次,極易造成水漫溢倒灌千家萬戶的地下室,路面積水,交通斷絕。
環境汙染問題
19世界下半葉,美國城市高速發展,清潔水需求和汙水排放成為困擾美國城市發展的突出問題。
芝加哥作為城市化的典型代表,不可避免地需要面對人口的快速增長和工商業的發展帶來的問題,使得為城市主要水源的密西根湖及湖邊區域在此期間受到嚴重汙染。除了高速的城市發展,芝加哥的自然地理條件也為城市的發展帶來挑戰。芝加哥僅略高於密西根湖湖平面,低平的地勢必然會給排水帶來困擾。
在19世紀汙水排放系統建立之前,居民只能直接將汙水、廢水倒於地表,水分只能被蒸發或者被土壤吸收。而芝加哥位於淺層沙地上,沙地下是不滲水的黏土層,所以使芝加哥的地面像沼澤一樣,常處於泥濘不堪的狀態。這樣的地理結構帶來了非常巨大的安全隱患。在給水設施和排水設施都較為匱乏的時代,人民普遍使用井深較淺的井水。而不滲水的黏土層會使汙水回流到這些較淺的水井中,影響井水水質,成為傳染病的媒介。在降雨較多的夏季,路面堆積的垃圾也容易被雨水衝刷進這些水井中,導致更進一步的汙染。所以水汙染問題被認為是導致19世紀中期芝加哥霍亂與痢疾高發的主要原因之一。
芝加哥主要環境治理策略
治理歷程
1851,芝加哥通過法案成立芝加哥汙水排放委員會,負責統籌給排水的所有事物;保證擬修下水道的建設不影響以後的擴展;規定私用排水管和公共排水管連接的地點、形式、材料和建設方式以及發行債券、購買土地、建造建築等等,同時也廣泛收集民眾意見。
芝加哥地勢平坦,且不滲水的黏土層會使地面汙水回流、囤積,因此造成路面常年泥濘不堪,而積水也容易造成水質汙染、蚊蟲滋生。1852年,芝加哥通過提高街道、建築高度來保障排水管有足夠的高度,利用地心引力保證排水。密西根湖是提供芝加哥飲用水的湖泊,但同時汙水也向密西根湖排放。1854-1860年,芝加哥鋪設近86.9km的下水道。汙水管道的建設使汙水排放量增加,從而導緻密歇根湖湖水逐漸被汙染。芝加哥政府後期通過挖湖底隧道來完善供水系統,改善供水質量;另一方面通過深挖伊利諾伊-密西根運河,引導水流衝刷芝加哥河,從而減輕水汙染,完善排水系統。1900年,芝加哥通過建設水位提升設施和閘門限流,將原本流入密西根湖的芝加哥河的流向倒轉,使其轉而向南流入伊利諾河。從此,城市的汙水不再注入密西根湖。1910年,芝加哥城區開始逐漸建設汙水廠,以協助這些供水系統更好地運作。到1970年,芝加哥建成當時世界上最大的汙水處理設施。
1972,淨水法(Water Pollution Control Act)出臺,淨水法明確規定了在1983年7月1日以前,全國河流都要實現能養魚和遊泳。在河中發現有困難,所以在1977年,通過法律手續把達到的時間推遲到1984年7月1日。淨水法的推行使芝加哥上下形成一個法規體系。在美國,聯邦議會頒發基本法規,流域委員會根據河流功能制訂水質標準,州市政府頒發實施細則或補充法規。為了指導地方立法,環境保護總署制訂了汙染源的基準,以不影響人體健康和環境生態為前提的環境中允許的最高含量,各州、市根據技術、經濟條件和河流的功能制訂本地區的排放標準。水法還要求控制所有的城市工業水汙染。雖然當時90%的汙水都已通過汙水處理廠處理,但是芝加哥市在面對大量汙水排放和暴雨突襲問題時,這些汙水廠仍不足以解決問題,於是新的蓄洪隧道和地下水庫工程(DEEP TUNNEL)開始建設。
編輯:徐冰冰