李云,夏訓峰,陳盛,李松,劉平
生態環境部土壤與農業農村生態環境監管技術中心
我國高度重視農村生活污水處理工作,把農村生活污水處理作為打好污染防治攻堅戰的重大決策部署之一。《農村人居環境整治三年行動方案》《關于加快制定地方農村生活污水處理設施水污染物排放標準的通知》《農村生活污水處理設施水污染物排放控制規范編制工作指南(試行)》(環辦土壤函〔2019〕403 號)等文件的出臺,都要求各地區區分排水方式、排放去向等,科學合理確定相關污染物控制指標排放限值,分類制定農村生活污水處理地方排放標準(簡稱地方標準)。截至目前,全國已有30 個省(區、市)印發了農村生活污水處理地方標準[1-30]。農村生活污水處理地方標準的發布和實施有助于推動地方農村人居環境改善,建設美麗宜居鄉村。筆者從適用范圍、分級分類情況、污染物控制指標選取及限值、監測采樣方法等方面對30 個省(區、市)的農村生活污水處理地方標準進行對比分析,針對存在的問題提出相應的對策建議,以期為完善我國農村生活污水處理標準體系提供借鑒。
1948 年,美國國會制定了《聯邦水污染防治法》,1972 年通過《清潔水法案》對其進行了修訂。美國的城市與農村生活污水排放執行《聯邦水污染防治法》,要求達到二級處理出水限值,該標準只有生化需氧量(BOD5)、總懸浮顆粒物(TSS)和pH 3 項控制指標,其限值的月平均值分別為30 mg/L、30 mg/L和6~9,BOD5和TSS 的去除率均為85%[1]。需要注意的是,美國標準的BOD5包括碳化生化需氧量(CBOD5)和硝化生化需氧量(NBOD5),水中有機物的分解分為碳氧化、硝化2 個階段,碳氧化階段消耗的氧化量稱為CBOD5,硝化階段消耗的氧化量稱為NBOD5,而我國的BOD5僅指CBOD5。
歐盟于2000 年制定了《歐盟水框架指令》,按照當量人口規模,分級規定生活污水排放限值[2]。如丹麥農村生活污水排放控制指標包括BOD5、總氮(TN)、總磷(TP),按服務人口分為小于5 000 人、5 000~15 000 人、大于15 000 人三級標準,其中服務人口小于5 000 人和大于15 000 人的污水處理設施的BOD5、TP、TN 濃度限值分別為15、1.5、8 mg/L,5 000~15 000人的污水處理設施無BOD5和TN 濃度限值。德國農村生活污水排放主要控制指標包括化學需氧量(CODCr)、BOD5、氨氮(NH3-N)、TN 和TP,根據人口當量情況,需要達到不同的排放標準:服務人口在5 000 人以上的污水處理廠對NH3-N、TN、TP 濃度有要求,服務人口小于1 000人的僅要求CODCr和BOD5限值,分別為150 和40 mg/L。法國農村生活污水排放標準包括CODCr、BOD5、懸浮顆粒物(SS)、TN、TP 5 項指標,根據污水處理廠進水有機負荷高低設定標準范圍,只有對氮和磷敏感的地區才對TN 和TP 排放濃度有要求。日本多采用凈化槽處理分散農村生活污水,其中深度處理凈化槽出水BOD5可達到小于10 mg/L,CODCr小于15 mg/L,TN 濃度小于10 mg/L,TP 濃度小于1 mg/L。
2018 年9 月生態環境部、住房和城鄉建設部聯合印發了《關于加快制定地方農村生活污水處理設施水污染物排放標準的通知》(簡稱《通知》),對地方標準制定提出如下要求:1)出水直接排入GB 3838—2002《地表水環境質量標準》Ⅱ類和Ⅲ類水體的,污染物控制指標至少應包括CODCr、pH、SS、氨氮等,出水直接排入Ⅳ類和Ⅴ類水體的,污染物控制指標至少應包括CODCr、pH、SS 等;2)出水排入封閉水體或超標因子為氮、磷的不達標水體的,污染物控制指標除上述指標外應增加TN 和TP;3)出水直接排入村莊附近池塘等環境功能未明確的小水體,污染物控制指標和排放限值的確定,應保證該受納水體不發生黑臭;4)出水流經溝渠、自然濕地等間接排入水體,可適當放寬排放限值。從《通知》要求可以看出,應結合尾水排放方式(直接或間接)與排放去向(功能水體等級、非功能水體、封閉水體等)合理選取地方標準污染物控制指標,受納水體水質越好,地方標準污染物控制指標越多,排放限值越低。同時,《通知》還要求地方結合污水處理規模、水環境現狀等實際情況確定污染物控制指標限值。
截至目前,除廣西壯族自治區的地方標準處于送審狀態尚未正式發布外,全國有30 個省(區、市)已印發了農村生活污水處理地方標準,且部分省(區、市)對前期發布的地方標準進行了修訂(表1)。寧夏回族自治區及河北省、浙江省、江蘇省、重慶市、陜西省于《通知》印發前已發布地方標準。寧夏回族自治區于2011 年發布的農村生活污水處理地方標準中包含BOD5、CODCr、SS、氨氮、TN、TP、陰離子表面活性劑、糞大腸菌群數、蛔蟲卵數9 項指標,是唯一對蛔蟲卵數有限制的地方標準。河北省和浙江省于2015 年發布農村生活污水處理地方標準,其中河北省地方標準包含10 項指標,是目前已發布地方標準中指標最多的,其標準分級與GB 18918—2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一致,分為一級A、一級B、二級、三級,而浙江省排放標準根據新建設施和現有設施分別執行相關限值要求。江蘇省、重慶市和陜西省于2018 年發布了農村生活污水處理地方標準,其中重慶市地方標準對TN 未作要求,江蘇省將pH、SS、陰離子表面活性劑和糞大腸菌群數作為選擇性控制指標。

表1 農村生活污水處理地方標準印發情況Table 1 Issued situation of local standards for rural domestic wastewater treatment
截至目前,河北省、江蘇省和寧夏回族自治區對原農村生活污水處理地方標準進行了修訂并正式發布,重慶市已發布修訂地方標準征求意見稿,浙江省已啟動地方標準修訂工作。
農村生活污水排放標準根據適用對象、排放去向等的不同進行分級,以執行不同的指標限值。各省(區、市)主要根據農村生活污水處理排放去向和處理設施規模進行標準分級。根據污水排放去向,主要分為直接或間接排入GB 3838—2002 Ⅱ類~Ⅴ類功能水域、GB 3097—1997《海水水質標準》二類~四類海域、非功能水體及尾水利用3 類。執行地方標準的農村生活污水設施規模大多限定在500 m3/d 以下(如青海省為350 m3/d,上海市為300 m3/d),部分省(區、市)又根據不同處理規模(如5、10、30、50、100 m3/d)進行分級,如北京市、安徽省、江西省、湖北省、云南省等對于處理規模小于5 m3/d的農村生活污水設施執行地方標準的最低標準。已印發的地方標準共有7 種分級方式,最少的僅分為一級(如上海市),最多的分為3 級,根據處理規模和排放去向的不同,每個級別又劃為1~2 檔,最多劃分為3 級5 檔(如北京市)。
根據《農村生活污水處理設施水污染物排放控制規范編制工作指南(試行)》要求,污染物控制指標至少應包括pH、SS 和CODCr3 項基本指標,根據具體排放去向及生活污水類型增加相關污染物控制指標。除個別省(區、市)外,已印發的地方標準的污染物控制指標在國家要求的3 項基本指標基礎上增加了3~7 項其他指標,如北京市的地方標準增加了BOD5,浙江省、安徽省、山東省、海南省、新疆維吾爾自治區的地方標準設有糞大腸菌群數指標,上海市和青海省的地方標準包含陰離子表面活性劑指標。
CODCr和BOD5均反映水體受還原性物質污染情況,由于BOD5指標檢測需要5 d,且農村生活污水可生化性好,BOD5和CODCr之間有一定的相關性,因此除北京市以外,其他已發布地方標準的29 個省(區、市)均只采用CODCr作為有機污染物控制指標。TN、氨氮和TP 是反映水體富營養化的指標,除浙江省和西藏自治區地方標準對TN 無要求外,其他省(區、市)均根據不同出水去向設置了這3 個指標。考慮到規模越小脫氮除磷效果越難以穩定達標,江蘇省新修訂的地方標準對于處理能力小于5 m3/d 的農村生活污水處理設施不考核TN 和TP。新疆維吾爾自治區針對排入封閉水體的污水處理設施增加了TP 污染物控制指標,限值為1.5 mg/L。動植物油指標主要針對農家樂等油脂含量較高的餐飲廢水,除內蒙古自治區以外,其他省(區、市)的地方標準均有動植物油污染物控制指標。糞大腸菌群數指標是衛生學指標,需要增加消毒工藝才可以控制該項指標,考慮到消毒工藝投入成本高,且多數已建的農村生活污水處理消毒設施處于閑置狀態,因此目前僅有浙江省、安徽省、山東省、海南省和新疆維吾爾自治區的地方標準設有糞大腸菌群數指標。從新冠肺炎疫情影響情況來看,今后應重視糞大腸菌群數等衛生學指標。考慮到含有鄉村旅游地區的農村生活污水中陰離子表面活性劑濃度較高,上海市和青海省的地方標準針對處理含有鄉村旅游污水的處理設施增加了陰離子表面活性劑指標。各省(區、市)地方標準的污染物控制指標具體情況見表2。

表2 30 個省(區、市)農村生活污水處理地方標準污染物控制指標比較Table 2 Comparison of pollutant control indexes for rural domestic WWT in local standards of 30 provinces
目前已印發的農村生活污水處理地方標準指標限值可以分為3 類:第一類是基本與GB 18918—2002 一級B~三級標準限值保持一致,如吉林、黑龍江、福建等省的地方標準;第二類是以GB 18918—2002 一級B 為最嚴標準,并放寬氮、磷等指標限值,如廣東、山東、山西、浙江等省的地方標準;第三類是在GB 18918—2002 一級A 標準基礎上進一步加嚴,如北京、天津、上海、河北等省(市)的地方標準指標限值嚴于GB 18918—2002 和中西部地區省份的地方標準。其中,北京市的地方標準嚴于GB 18918—2002 一級A,屬于目前國內最嚴的地方標準;天津市的地方標準對于直接排放功能明確的水體,需執行功能水體對應的標準;河北省的地方標準對于直接排入白洋淀的污水處理設施,其出水執行GB 3838—2002 Ⅲ類水質標準。
不同省份的農村生活污水排放標準中各分級的CODCr、TN、TP、氨氮排放限值對比如圖1 所示。
由圖1 可知,我國東部地區各省份農村生活污水排放標準中CODCr限值為30~120 mg/L,SS 濃度為10~60 mg/L,氨氮濃度為1.5~25.0 mg/L,總氮濃度為15~30 mg/L,總磷濃度為0.3~3.0 mg/L,動植物油濃度為0.5~5.0 mg/L。北京市、上海市、浙江省等地方標準中各指標限值嚴于中西部地區。

圖1 不同省(區、市)農村生活污水排放標準各指標限值Fig.1 Limits of rural domestic wastewater discharge standards in different provinces
我國中部地區各省份農村生活污水排放標準中CODCr限值為50~150 mg/L,SS 濃度為10~50 mg/L,氨氮濃度為5~25 mg/L,總氮濃度為15~35 mg/L,總磷濃度為0.3~5.0 mg/L,動植物油濃度為1~5 mg/L。山西省由于水環境保護形勢嚴峻,河流主要污染物為CODCr和氨氮,且汾河流域城鎮污水處理廠要求出水達到GB 3838—2002 Ⅴ類水質,因此山西省地方標準對農村生活污水處理設施出水CODCr和氨氮指標提出了較為嚴格的要求。我國西部地區CODCr限值為60~200 mg/L,SS 濃度為20~100 mg/L,氨氮濃度為8~25 mg/L,TN 濃度為20~30 mg/L,TP 濃度為1.5~5 mg/L,動植物油濃度為3~20 mg/L。我國西部地區由于地廣人稀,生態容量大,污染物控制指標與東部和中部地區相比偏松,其中甘肅省地方標準是西部地區中要求最為寬松的,其CODCr、SS 和氨氮的三級B 標準分別為200、100 和25(冬季為30)mg/L。
4.1.1排放標準分類分級不科學
整體來看,已印發的農村生活污水處理地方標準大多按照生活污水排放去向、設施規模進行分類,其分類分級存在一些問題:1)現有農村生活污水受納水體功能未明確規定,且對“直接排入功能水體”和“間接排入功能水體”未明確定義,“功能水體”與“非功能水體”之間不能明確界定,導致農村生活污水排放標準難以準確判定,在實際執行和監管中難以執行;2)部分按設施規模劃分排放標準的地方標準存在斷檔現象,如陜西省地方標準對于污水處理設施的適用范圍為50~500 m3/d,河北省為5~500 m3/d、重慶市為20~500 m3/d,導致部分區段規模污水處理設施監管無依據;3)部分地方標準分級方法不統一,分級重疊或相互矛盾,如河南、海南等省的地方標準規定“出水排入湖、庫等封閉水體執行一級標準”“排入水環境功能未明確水體執行三級標準”,若出水排入非功能性湖、庫等水體,則難以確定執行一級標準還是三級標準。
4.1.2指標限值區域差異化不明顯
從地方標準數據來看,各省(區、市)指標限值90%以上來自GB 18918—2002,僅部分省(區、市)根據地方實際情況選用了其他指標限值,如北京市、上海市、重慶市、甘肅省、寧夏回族自治區等,整體指標限值選取一致性較高,區域差異化不明顯。例如,東北片區和西南片區在地理、氣候、經濟及農民生活習慣等方面具有明顯的差異,東北片區寒冷干旱,西南片區溫暖濕潤,但地方標準指標選取及限值一致性過高(表3),未真正體現因地制宜,使用中可能會遇到水土不服情況。

表3 東北片區和西南片區各省(區)地方標準重要指標限值的對比Table 3 Comparison of key index limits of provincial standards in the northeast and southwest of China
4.1.3對監測頻次和采樣時間的要求不明確
農村生活污水水質、水量隨季節、時段波動明顯,處理設施出水水質也隨之波動。出水監測頻次和采樣時間對水質監測結果影響很大,采用農村生活污水處理設施出水單次取樣的監測分析結果評判水質達標情況,會使評判結果的科學性、代表性、規范性不足。目前各省(區、市)已正式發布的地方標準僅湖北省對處理設施出水采樣方法提出要求,明確采用混合樣,其他地方標準均沒有明確監測頻次和采樣時間,易導致地方標準在實際執行過程中人為影響因素較大。
4.1.4標準基準研究相對薄弱
環境基準是研究制定標準的基礎,水質基準是制定水質標準并進一步確定排放標準的重要依據,其決定了水質排放標準的科學性和適用性。目前我國農村生活污水標準的基準研究較薄弱,標準限值指標缺乏明確科學依據,多照搬發達國家或參考前期制定的污水排放標準,生活污水排放標準限值雷同現象突出。
4.2.1科學確定分類分級標準
結合農村生態環境管理目標,根據農村生活污水受納水體水質、水量特點,明確受納水體功能區類別,對匯入功能水體的非功能水體段長度進行明確界定,同時結合其他相關標準,進一步細化完善農村生活污水排放標準分級。合理確定執行地方標準的污水處理設施規模范圍及分級分檔標準,確保污水處理設施規模區間段不間斷、不掉檔、不重疊,污水處理設施排放標準全覆蓋。
4.2.2因地制宜選取污染物控制指標,指標限值寬嚴相濟
根據各地農村實際情況,充分考慮現有技術、設施、運行維護管理水平及經濟狀況的可行性與可承受性,與農村黑臭水體治理相銜接,充分考慮資源化利用,用好農村環境自凈能力,合理確定地方標準指標及其限值。現階段主要控制CODCr、SS 和氨氮3 個指標,各地可根據地方經濟條件及需求適當增加其他相關指標。指標限值上寬嚴相濟,做到技術可行、經濟合理、導向正確。
4.2.3明確監測頻次及采樣方法
制定農村生活污水監測及采樣方法技術規范,明確農村生活污水處理設施進出水水質、水量的取樣時間、頻次及相關要求,保障污水處理設施監測方法科學規范,監測數據應客觀真實反映農村生活污水處理設施實際運行情況。鼓勵規模較大、有條件的污水處理設施安裝在線自動連續監測設備。
4.2.4加強標準基礎科學研究
根據農村生活污水污染物排放情況及污染特征,從環境暴露、效應識別和風險評估3 方面強化農村生活污水污染物基準研究,分析污染物的劑量(濃度)、作用時間與環境效應之間的關系,明確不同條件下農村生活污水污染物在人體健康、生態環境等方面的安全閾值。在基準研究的基礎上,考慮地域差異、兼顧技術上的可行性和經濟上的合理性,科學合理確定農村生活污水排放標準污染物控制指標及其相關限值。