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【他山之石】芝加哥是如何治理水污染的

时间:2020-03-16 09:05

来源:南水北调与水利科技

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水资源是人类社会赖以生存的前提,联合国环境规划署预测水污染将成为21世纪大部分地区面临的最严峻环境问题。

随着我国工业化和城市化进程加快,水污染日益加重,截止2018年,全国地表水体受到严重污染的劣Ⅴ类水体所占约10%,一线城市的水污染问题尤其突出,其中许多甚至出现了季节性和常年性水体黑臭现象。河流污染已经成为制约社会经济发展,影响城市形象和生态安全的重大环境问题。

2015年4月,国务院发布了《关于印发水污染防治行动计划的通知》,要求以改善水环境质量为核心,系统推进水污染防治。目前,全国兴起了黑臭水体治理的热潮,但是缺乏科学、系统的治理思路,陷入了“头痛医头脚痛医脚”的误区;有些注重单一的技术,忽略采用集成技术进行综合治理;有些采用末端治理,黑臭水体反复出现;有些过度强调生态与景观,忽视自然生境的构建。

本文参考了芝加哥水污染治理模式,以期为中国水污染治理管理体系的改进提供借鉴。

 芝加哥水污染概况

芝加哥(Chicago),又称风城,芝城,是世界著名的旅游胜地。芝加哥位于密西西比河(Mississippi River)水系和五大湖水系的分界线上,东部毗邻北美五大湖之一,也是唯一全部属于美国的湖泊——密歇根湖(Michigan lake)。境内有两条河流,芝加哥河(Chicago River)流经市中心,卡拉麦特河(Calumet River)则穿过城市南部的工业区。两条河流原来都流入密歇根湖,20世纪初,为了让芝加哥河的城市污水不再继续污染密歇根湖水,芝加哥河水流方向被倒转,通过运河向南汇入密西西比河水系。芝加哥雨水充足,年平均降水量为965mm,夏季为降水最多的季节,降水通常是雷雨或阵雨的形式,少有持续的降水。冬季则降水最少,通常都是下雪的形式。

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1981年,芝加哥人最稠密地区包括芝加哥市971km²内,有53%是河流制下水道,全长8050km,有640个溢流口,晴天有0.57t/d污水流入污水处理厂,暴雨时雨水挟带污水排入河道,其中有世界上最大的西南污水处理厂, 处理能力为0.50t/d。雨天流量经常是污水量的5倍,大雨时可能达40倍。芝加哥雨季时间较为不规律,有时五年一次而有时一年五次,极易造成水漫溢倒灌千家万户的地下室,路面积水,交通断绝。

 环境污染问题

19世界下半叶,美国城市高速发展,清洁水需求和污水排放成为困扰美国城市发展的突出问题。

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芝加哥作为城市化的典型代表,不可避免地需要面对人口的快速增长和工商业的发展带来的问题,使得为城市主要水源的密歇根湖及湖边区域在此期间受到严重污染。除了高速的城市发展,芝加哥的自然地理条件也为城市的发展带来挑战。芝加哥仅略高于密歇根湖湖平面,低平的地势必然会给排水带来困扰。

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在19世纪污水排放系统建立之前,居民只能直接将污水、废水倒于地表,水分只能被蒸发或者被土壤吸收。而芝加哥位于浅层沙地上,沙地下是不渗水的黏土层,所以使芝加哥的地面像沼泽一样,常处于泥泞不堪的状态。这样的地理结构带来了非常巨大的安全隐患。在给水设施和排水设施都较为匮乏的时代,人民普遍使用井深较浅的井水。而不渗水的黏土层会使污水回流到这些较浅的水井中,影响井水水质,成为传染病的媒介。在降雨较多的夏季,路面堆积的垃圾也容易被雨水冲刷进这些水井中,导致更进一步的污染。所以水污染问题被认为是导致19世纪中期芝加哥霍乱与痢疾高发的主要原因之一。

 芝加哥主要环境治理策略

治理历程

1851,芝加哥通过法案成立芝加哥污水排放委员会,负责统筹给排水的所有事物;保证拟修下水道的建设不影响以后的扩展;规定私用排水管和公共排水管连接的地点、形式、材料和建设方式以及发行债券、购买土地、建造建筑等等,同时也广泛收集民众意见。

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芝加哥地势平坦,且不渗水的黏土层会使地面污水回流、囤积,因此造成路面常年泥泞不堪,而积水也容易造成水质污染、蚊虫滋生。1852年,芝加哥通过提高街道、建筑高度来保障排水管有足够的高度,利用地心引力保证排水。密歇根湖是提供芝加哥饮用水的湖泊,但同时污水也向密歇根湖排放。1854-1860年,芝加哥铺设近86.9km的下水道。污水管道的建设使污水排放量增加,从而导致密歇根湖湖水逐渐被污染。芝加哥政府后期通过挖湖底隧道来完善供水系统,改善供水质量;另一方面通过深挖伊利诺伊-密歇根运河,引导水流冲刷芝加哥河,从而减轻水污染,完善排水系统。1900年,芝加哥通过建设水位提升设施和闸门限流,将原本流入密歇根湖的芝加哥河的流向倒转,使其转而向南流入伊利诺河。从此,城市的污水不再注入密歇根湖。1910年,芝加哥城区开始逐渐建设污水厂,以协助这些供水系统更好地运作。到1970年,芝加哥建成当时世界上最大的污水处理设施。

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1972,净水法(Water Pollution Control Act)出台,净水法明确规定了在1983年7月1日以前,全国河流都要实现能养鱼和游泳。在河中发现有困难,所以在1977年,通过法律手续把达到的时间推迟到1984年7月1日。净水法的推行使芝加哥上下形成一个法规体系。在美国,联邦议会颁发基本法规,流域委员会根据河流功能制订水质标准,州市政府颁发实施细则或补充法规。为了指导地方立法,环境保护总署制订了污染源的基准,以不影响人体健康和环境生态为前提的环境中允许的最高含量,各州、市根据技术、经济条件和河流的功能制订本地区的排放标准。水法还要求控制所有的城市工业水污染。虽然当时90%的污水都已通过污水处理厂处理,但是芝加哥市在面对大量污水排放和暴雨突袭问题时,这些污水厂仍不足以解决问题,于是新的蓄洪隧道和地下水库工程(DEEP TUNNEL)开始建设。

编辑:徐冰冰

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