賀 麗 徐竟成
(同濟大學 上海 200092)
再生水回用于景觀水體的風險分析與經驗對策
賀 麗 徐竟成
(同濟大學 上海 200092)
本文簡要介紹了再生水回用于景觀水體的工程現狀,從病原微生物的控制問題、氮磷營養物質導致的水華問題以及微量有毒有害污染物對人體的潛在健康風險等三方面著手,闡述了再生水回用于景觀水體存在的風險,并在水質標準、再生水處理工藝以及景觀水體水質保育等角度提出相應的經驗對策。
再生水;景觀水體;風險分析
隨著城市化進程的發展,河道兩岸的土地被開發利用,城市河道的功能遭到損害,同時工業廢水、生活污水、生活垃圾等直接排入河流造成河水污染嚴重。這種水資源短缺且水體污染的現狀,使得利用自來水水源補充景觀水體越發不可行,而開辟污水廠再生水作為“第二水源”,能夠在維持河湖景觀和恢復河湖生態等方面發揮重要作用。
國外關于再生水回用于河湖等景觀水體的研究及工程應用起步較早,早在19世紀30年代就已經有相關的學術研究和工程案例,美國加利福尼亞州于1932年建立世界最早的污水處理廠,并將污水再利用作為公園湖泊的觀賞景觀用水,1961年又建立了PedreDam再生水廠用于公園湖泊補水、市政雜用和水庫儲備,已成為世界級的城市污水再生利用于景觀水體的典范工程。
相較之下,我國對再生水回用的研究和實踐整體上起步較晚,直到20世紀80年代末許多北方城市頻頻出現水資源和水污染危機,污水再生利用的相關研究和技術才真正得到廣泛關注[1]。此后天津、北京、泰安、青島、合肥、石家莊等城市陸續建立再生水回用于景觀水體的示范工程,但無論從規模、技術還是處理效果上,均與發達國家存在較大差距。
2.1 病原微生物的控制問題
再生水通常是在城市污水廠二級出水的基礎上進行深度處理,而城市污水中含有的主要病原微生物包括細菌、原生動物、蠕蟲和病毒等,其中病毒等對消毒的抵抗力強,在環境中存活時間也較長,存在“光復活”和“暗修復”現象,因此再生水中余氯含量對于病原微生物的再生繁殖控制至關重要,過低可能導致病原微生物的大量繁衍,過高又會毒害再生水受納景觀水體中的水生生物。
2.2 氮磷營養物質導致的水華問題
我國現行的景觀環境用水標準為《城市污水再生利用——景觀環境用水水質》(GB/T 18921-2002),與地表水景觀水質標準之間存在較大差距,且工程實踐表明,在流動緩慢的緩流水體上,對污染物的稀釋和緩沖能力不足,采用景觀環境用水水質標準易發生水體富營養化問題。景觀水體一旦發生水華,導致水體渾濁、散發臭味等,喪失其觀賞等河道功能。
2.3 微量有毒有害污染物對人體的潛在健康風險
再生水工藝通常僅針對常規污染物的進一步去除,缺乏對消毒副產物(Disinfection By-Products,簡稱DBPs)、持久性有機污染物(Persistent Organic Pollutants,簡稱 POPs)、內分泌干擾物(Endocrine Disrupting Chemicals,簡稱EDCs)、藥品及個人護理品(Pharmaceuticals and Personal Care Products,簡稱 PPCPs)等微量有毒有害污染物的針對性去除。這些再生水中的微量有毒有害污染物,可能通過偶發性清洗、釣魚等親水情況經皮膚接觸或攝入進入人體,或者通過人工噴泉、瀑布等水景設施形成霧化小液滴經呼吸吸入人體,或者經過多種途徑用于農業灌溉,污染物經過植物吸收富集經食用進入人體。
3.1 建立完善的再生水回用水質標準體系
再生水相關水質標準是開展污水再生利用的重要技術依據,目前制定的相關標準在實際工程應用中存在某些指標(如氮磷)與地表水環境指標標準要求相沖突等問題[2]。因此,建議針對再生水的景觀回用系統地研究污水排放-再生水處理-再生水利用三者水質標準,建立系統完善的水質控制標準體系,逐步制定完善相關技術規范。
3.2 合理選擇新型再生水處理技術工藝
城市污水廠的二級出水經混凝、沉淀、過濾、消毒作為再生處理是常規的處理方式,而其他處理工藝(如膜處理、活性碳吸附、反滲透、離子交換、電滲析等)能獲取較高的出水水質,但處理費用較高,土地處理和穩定塘等方法雖然工藝設施簡單、處理效果較好,但占地面積較大、受季節性影響較大。因此需根據回用要求和原水條件,合理選用處理工藝,立足以最短處理流程最少工藝手段使污水符合回用水水質標準。
3.3 因地制宜選用景觀水體水質保育技術
由于現行回用水質標準的局限性,再生水中的病原微生物、較高的氮磷含量和微量有毒有害有機物可能導致潛在的生態安全和健康風險問題。同時受納景觀水體通常存在自凈能力不足、水環境容量低的特點,建議從外源污染控制、水動力學保持、水生生物凈化、藻華預警防控等多方面進行景觀水體的水質保育。
當前,再生水回用于河道的應用越來越廣泛,在確保再生水水質良好、實現污染物輸入輸出與生物生態降解的基本平衡、逐步恢復和提高河道水體自凈化能力的基礎之上,其對人體健康的風險及對生態環境的影響在未來會有更廣闊的研究和應用。
[1]錢靖華,田寧寧.再生水回用于景觀水體存在的問題及防治對策[J].給水排水,2006,32(5):71-74.
[2]李殿海,李育宏.天津市污水再生利用經驗與現狀分析[J].環境工程學報,2011,5(6):1227-1231.