飲用水水源地污染防控與資源化處理技術(shù)研究

關(guān)鍵詞：飲用水水源地；污染防控；資源化處理；污染物回收；生態(tài)修復(fù) 中圖分類號(hào)：X824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2025）04-0278-03 DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.04.079

Research on Pollution Control and Resource Utilization Treatment Technologies for Drinking Water Source Areas

ZHOUJie

（Ecological Environment Bureau of Wuzhou City，Guangxi Zhuang Autonomous Region，Wuzhou 543000， China）

Abstract：With the increasinglyserious polution problem in drinking water sources，this study explores polution prevention andresourceutilization technologies in water sourceareas，analyzes the polution status，main polutants，and polution sources，and discusses prevention and control technologies such as water source protection zone construction， sourcecontrol，andecologicalrestoration.Thestudycombinedcasedatatoevaluatethetechnologicalpathwaysforpollutant recovery，reuse，and conversionintovaluable by-products，indicating that water sourcepollutioncontrolandresource utilization can be achieved through reasonable technological means.

Keywords：drinking water source areas;pollution control;resourceutilizationtreatment;polltant recovery;ecological restoration

隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的推進(jìn)，水源地的污染類型愈加復(fù)雜，水體中農(nóng)藥、重金屬、工業(yè)廢水等污染物的濃度不斷上升，給水質(zhì)監(jiān)測(cè)與治理帶來巨大挑戰(zhàn)。為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，需要采取綜合性防控與資源化處理措施，水源保護(hù)區(qū)的建設(shè)、污染源頭治理技術(shù)、生態(tài)修復(fù)等逐步成為水源地污染防控的主流方法。膜分離技術(shù)、吸附法及生態(tài)農(nóng)業(yè)等污染物回收與資源化處理技術(shù)，也在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)了明顯的治理效果。

1飲用水水源地污染現(xiàn)狀與成因分析

1.1當(dāng)前飲用水水源地污染的基本情況飲用水水源地的污染問題已經(jīng)嚴(yán)重影響多個(gè)地區(qū)的水質(zhì)安全，根據(jù)《2020年中國(guó)水環(huán)境狀況公報(bào)》，全國(guó)約 3 0 % 的水源地存在污染問題，特別是在長(zhǎng)江、黃河及珠江流域，污染尤為突出。不同地區(qū)飲用水水源地的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化如表1所示。2020年，長(zhǎng)江流域某飲用水水源地的氨氮濃度達(dá) 1 . 8 0 m g / L ，較2019年的 1 . 2 0 m g / L 有所上升。該水源地的總磷濃度從2019年的 0 . 3 5 m g / L 增至2020年的 0 . 4 5 m g / L ，顯示出明顯的污染趨勢(shì)。黃河流域的某飲用水水源地銅含量從2019年的 0 . 0 5 m g / L 上升至2020年的 超出了 0 . 0 5 m g / L 的安全限值。而珠江流域的某飲用水水源地，2020年的總磷濃度為 0 . 5 5 m g / L ，較2019年的 0 . 4 5 m g / L 增加了 0 . 1 0 m g / L ，也超出了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ 0 . 5 0 m g / L ）。從這些數(shù)據(jù)可以看出，污染物濃度持續(xù)上升，水源地污染問題已持續(xù)惡化。

1.2 主要污染物分析

飲用水水源地污染的主要污染物包括農(nóng)藥、重金屬、工業(yè)廢水以及城市生活污水。農(nóng)藥殘留，尤其是草甘麟，廣泛影響農(nóng)業(yè)區(qū)水質(zhì)。長(zhǎng)江上游某農(nóng)業(yè)區(qū)草甘麟濃度由2019年的 0 . 0 2 m g / L 升至2020年的 0 . 0 5 m g / L 。農(nóng)藥殘留不僅惡化水質(zhì)，還會(huì)加劇水體富營(yíng)養(yǎng)化。鉛、汞、銅等重金屬污染主要來自工業(yè)廢水排放。某化肥廠附近的水源地，2019年鉛濃度達(dá) 0 . 1 0 m g / L ，未得到有效控制。重金屬在水體中長(zhǎng)期積累，危害水生生態(tài)和人類健康。工業(yè)廢水，特別是鋼鐵廠排放的廢水，富含氨氮和化學(xué)需氧量（ChemicalOxygenDemand，COD），2019年某鋼鐵廠廢水中的氨氮濃度為 5 . 5 m g / L COD為 4 0 m g / L ，遠(yuǎn)超國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。未經(jīng)處理或處理不當(dāng)?shù)膹U水排放直接導(dǎo)致水源地水質(zhì)惡化[1]。

1.3污染源與成因

水源地污染的主要來源包括農(nóng)業(yè)面源污染、工業(yè)廢水排放以及城市生活污水。其中，農(nóng)業(yè)面源污染尤為突出，特別是在一些集約化農(nóng)業(yè)地區(qū)，農(nóng)藥和化肥的過量使用，導(dǎo)致大量的污染物隨地表徑流進(jìn)入水體，從而影響水質(zhì)。某農(nóng)田周邊的水源地，因農(nóng)業(yè)面源污染的影響，氮、磷濃度逐年增加，2019年氮濃度為 ，2020年升高至 2 . 0 m g / L ，表明農(nóng)業(yè)面源污染的危害持續(xù)加重。工業(yè)廢水排放污染源的來源主要是一些重化工業(yè)區(qū)[2。水源污染源量化模型為

式中： P 為水源污染的總污染度； A 為農(nóng)業(yè)面源污染的貢獻(xiàn)； I 為工業(yè)排放的貢獻(xiàn)； c 為城市污水的貢獻(xiàn)； 、 和 分別為農(nóng)業(yè)、工業(yè)和城市生活污水的污染權(quán)重系數(shù)。

2飲用水水源地污染防控技術(shù)與措施

2.1水源保護(hù)區(qū)的建設(shè)與管理

水源保護(hù)區(qū)的建設(shè)和管理旨在借助控制污染源、優(yōu)化土地使用和水資源管理，減少人為污染對(duì)水質(zhì)的影響。保護(hù)區(qū)建設(shè)過程中，需要確定保護(hù)區(qū)的劃定范圍，嚴(yán)格限制農(nóng)業(yè)、工業(yè)等污染源的進(jìn)入并進(jìn)行周邊土地的合理使用規(guī)劃。某水源保護(hù)區(qū)自2015年起實(shí)施了嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)措施，如禁牧、禁用化肥和農(nóng)藥的管理政策，且對(duì)污染源進(jìn)行了有效管控，水源保護(hù)區(qū)管理效果比較如表2所示。2017年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，該保護(hù)區(qū)內(nèi)水質(zhì)指標(biāo)的氨氮濃度從2015年的 0 . 8 m g / L 下降至 0 . 3 m g / L ，COD濃度從 3 0 m g / L 下降至 1 2 m g / L 。實(shí)施保護(hù)區(qū)措施后，水源地的水質(zhì)明顯改善。

2.2源頭治理技術(shù)

源頭治理采取有效技術(shù)措施減少污染物排放，避免污染物進(jìn)人水源地。源頭治理的技術(shù)路線主要包括生態(tài)農(nóng)業(yè)、污染源減排、廢水處理以及資源循環(huán)利用等。生態(tài)農(nóng)業(yè)方面，推廣有機(jī)肥替代化肥、生態(tài)種植與養(yǎng)殖模式可以減少農(nóng)業(yè)污染。某省通過推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)，禁用化肥和農(nóng)藥，采用生物防治和輪作種植方式，有效減少化肥和農(nóng)藥的污染，2019年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，某水源區(qū)的農(nóng)藥濃度從 0 . 1 0 m g / L 降至0 . 0 2 m g / L ，農(nóng)田水體的氮磷濃度也大幅下降并達(dá)到國(guó)家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[3]。

2.3生態(tài)修復(fù)與水源地環(huán)境恢復(fù)技術(shù)

生態(tài)修復(fù)技術(shù)在水源地環(huán)境恢復(fù)中的應(yīng)用主要通過恢復(fù)水源地的生態(tài)功能，改善水質(zhì)和生物多樣性。生態(tài)修復(fù)技術(shù)包括濕地建設(shè)、植被恢復(fù)、水生植物栽種等。這些技術(shù)不僅有助于凈化水質(zhì)，還能恢復(fù)水源地的生態(tài)功能，增強(qiáng)其自凈能力。某水源地生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目通過建設(shè)人工濕地和種植水生植物的方式進(jìn)行水質(zhì)凈化。人工濕地項(xiàng)目實(shí)施后，水源地的水質(zhì)有所改善。2019年，該水源地的氨氮濃度由原來的 0 . 6 m g / L 降至 0 . 2 m g / L ，COD 濃度由 2 0 m g / L 降至

3水源污染的資源化處理技術(shù)

3.1污染物的回收與再利用技術(shù)

重金屬、農(nóng)藥、氮磷化肥等有害物質(zhì)對(duì)水源地水質(zhì)產(chǎn)生了長(zhǎng)期且嚴(yán)重的影響，回收與再利用技術(shù)不僅能夠降低這些污染物的濃度，還能減少資源浪費(fèi)，推動(dòng)水資源的可持續(xù)利用。吸附法在去除重金屬離子和有機(jī)污染物方面表現(xiàn)出良好的效果。某水處理廠采用活性炭吸附技術(shù)，處理水源地的鉛、銅、鋅等重金屬污染。2019年，該廠借助吸附法將水中鉛的濃度從0 . 3 0 0 m g / L 降至 ，銅的濃度從 0 . 0 2 0 m g / L 降至 0 . 0 0 1 m g / L ，取得了明顯的治理效果。在某市水廠，反滲透膜技術(shù)被用來處理水中的氨氮、COD及細(xì)菌[4。

3.2污染物轉(zhuǎn)化為有價(jià)值副產(chǎn)品的技術(shù)路徑

污染物轉(zhuǎn)化為有價(jià)值副產(chǎn)品的技術(shù)路徑，不僅能有效減少污染物的環(huán)境危害，還能將污染物轉(zhuǎn)化為有用的資源。通過化學(xué)、物理、生物技術(shù)，可以將水源地中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的副產(chǎn)品，帶來經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。重金屬回收與轉(zhuǎn)化是資源化技術(shù)中的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。以鉛為例，水中鉛離子可通過還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為金屬鉛，并進(jìn)一步用于冶金或其他工業(yè)領(lǐng)域。某鋼鐵廠通過采用還原反應(yīng)技術(shù)回收鉛，廢水中的鉛離子通過電還原轉(zhuǎn)化為鉛金屬。2019年，該廠通過還原反應(yīng)技術(shù)回收了約20t鉛金屬，年均回收鉛的總值約為50萬元。回收的鉛可用于生產(chǎn)電池和電子元件，既減少了水源地污染，又創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。農(nóng)業(yè)污染物轉(zhuǎn)化方面，利用生物轉(zhuǎn)化技術(shù)處理農(nóng)藥、化肥等污染物，已取得初步成功。以農(nóng)藥為例，水中殘留的草甘麟等農(nóng)藥可借助微生物降解轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。草甘麟在水中的降解過程可通過微生物分解作用實(shí)現(xiàn)。2018年，在某農(nóng)業(yè)區(qū)水源地，使用微生物群體將草甘麟的濃度從 0 . 0 5 0 m g / L 降至0 . 0 0 1 m g / L ，去除效率為 9 8 % 。

3.3典型案例分析

污染物的回收與資源化處理在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用中已取得顯著效果，具體案例展示了污染物回收與轉(zhuǎn)化為有價(jià)值副產(chǎn)品的技術(shù)如何改善水源地水質(zhì)，并提高水資源利用效率。某鋼鐵廠長(zhǎng)期面臨廢水排放導(dǎo)致的水源污染問題，廢水中含有大量氨氮、COD和重金屬。該廠引入廢水回收系統(tǒng)，采用反滲透膜技術(shù)和離子交換法結(jié)合的處理工藝，2019年，氨氮濃度從5 . 5 m g / L 降至 1 . 2 m g / L ，COD濃度從 4 0 m g / L 降至8 m g / L ，鉛濃度從 0 . 1 5 0 m g / L 降至 0 . 0 0 5 m g / L 。處理后的廢水經(jīng)過凈化后重新投入生產(chǎn)，極大減少了水資源消耗和廢水排放。某農(nóng)業(yè)水源地長(zhǎng)期受農(nóng)藥和化肥污染，水質(zhì)嚴(yán)重惡化[5。該地區(qū)實(shí)施“農(nóng)業(yè)污染源頭治理 + 水體生態(tài)修復(fù)”策略，推廣有機(jī)農(nóng)業(yè)，從而減少農(nóng)藥和化肥使用，同時(shí)在水源地周圍建立濕地植物帶進(jìn)行氮磷去除。

4結(jié)論

本研究分析飲用水水源地污染現(xiàn)狀與防控技術(shù)，揭示了水源地污染的主要來源和污染物的影響，結(jié)合多個(gè)典型案例，展示了污染物回收與資源化處理技術(shù)的應(yīng)用效果。各類污染物如氨氮、重金屬、COD等在不同地區(qū)的濃度變化，反映了水源地面臨的日益嚴(yán)峻的污染問題。水源保護(hù)區(qū)的建設(shè)與管理、源頭治理技術(shù)以及生態(tài)修復(fù)等措施，有效改善了水質(zhì)，減少了污染物排放。膜分離、吸附法、生態(tài)農(nóng)業(yè)以及污水資源化處理等回收與資源化處理技術(shù)，已在多個(gè)行業(yè)取得顯著成效。未來，需加強(qiáng)污染源頭控制、技術(shù)創(chuàng)新與政策支持，以實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用與水質(zhì)安全。

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