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關鍵詞:河道污染;治理;必要性;可行性;措施
中圖分類號: TV143 文獻標識碼: A 文章編號:
1 引言
河流河道是一個城市寶貴的自然資源,在維系城市生態系統的平衡、健康和城市經濟和社會生活等諸多領域都發揮重要作用。但隨著經濟和社會的快速發展,城市人口的急劇增長以及城市工業經濟的興起,城市河道的生態功能在不斷退化和喪失,河道的污染日趨嚴重。因而城市河道污染治理已成為一個城市環境保護的重要課題之一。
2 城市河道污染治理的必要性分析
2.1 維持河道天然功能的必要
河道是水循環系統中的一個重要環節,作為水的一種形式,有著自潔、自凈的功能。依靠它,人類和多種生物才能得以生存和發展。但是,城市河道的過度污染,使它的天然功能出現萎縮甚至局部消亡。
2.2 保護區域環境的必要
由于河道的污染,對周圍環境也引起一些影響。具體表現為:(1)人居環境受影響;(2)土壤環境受影響;(3)生物多樣性環境受影響。
2.3 減少經濟損失的必要
城市河道污染必然帶來經濟上的問題:(1)水質的污染直接導致水資源的可利用性和再分配性問題,為取得潔凈的可用水而采用取水口搬遷、水質凈化等措施,必然要建立在巨額的費用支出上。(2)污染的河道將直接造成灌區內經濟作物量減質低,水生生物經濟遭受打擊的后果。(3)被污染的河道,時間拖得越久,管理和治理費用將越大,城市經濟的收入將損失越大。(4)城市河道的污染對城市形象將產生很大影響,間接引起旅游、交通等產業的經濟損失。(5)河道因污染而斷流甚至消失,潛在的生態代價會抵消相當一部分經濟收入。
3 城市河道污染治理的可行性分析
3.1 河道污染成因能夠聚焦
(1)大量主要污染源進入河體
點面上,工業廢水、生活污水和雨水徑流進入河道是形成污染的主要原因,表現在:(1)對河道進行綜合整治前,工業廢污的排放量,使河道的污染負荷超過水體承受能力,最終影響水體自凈功能,致使水質惡化的狀況長時間不能根本改善。(2)城市化進程下,新城鎮、新農村居民生產生活方式得到改變,用水條件得以改善,但由于排污舉措未有效跟進、生活習慣未充分轉變等原因,沿河生活污水未經處理直接排入河中,大量消耗水體中的溶解氧,進而污染水體。(3)雨水對大氣進行沖刷,匯聚地面上各類分散的污染物,形成地表徑流,具有不易監控,難以預測等特點,形成較大污染源進入河道。
(2)多種其他污染源加劇河道污染狀況
這方面主要表現在:(1)農業生產和禽畜業養殖帶來的污染。部分相對落后的耕作方式、灌溉方式和不規范的養殖操作,使低利用率的一些化肥、農藥和禽畜排泄物進入水體,氮、磷等含量增高,河道富營養化,水質類別降低。(2)一些新增污染源的影響。例如以度假區、休閑別墅、農家樂等形式進行的土地開發,一方面容易破壞區域內河道本身形態,改變周邊河道途徑,削弱河道與河網功能,另一方面,偏重開發經營、疏于綜合管理容易使產生的各類垃圾、污水、后續污染物等進入河道,成為新的污染源。(3)積久形成的內污染源的長期作用。河底長時間累積沉淀物形成底泥,發生各種復雜的生物、化學作用,消耗水體中的溶解氧,同時產生新的生成物,都將對水體功能和水質產生影響及破壞。
(3)河網特點對水體污染的影響
表現在:(1)干流與支流間的交叉影響。支流水質明顯劣于干流,許多支流水體污染嚴重,淤塞難通,由這些支流輸入河道的污染負荷相當龐大,幾乎可以說,干流的污染在很大程度上是由支流造成的。 (2)相連一體的上游水源條件的影響。上游受到污染的水將無法被有效利用到引清中來,下游的污染河道也就無法依靠它進行恢復。(3)水動力條件的影響。感潮現象使污水體長周期隨潮流波動,并過長時間在河道中停留、徘徊,甚至無法順利排出,不利于減輕河道污染度,極易造成反復污染。
(4)河道建設與開發帶來的影響
這方面主要表現在:(1)河道建設與開發的盲點影響。基于一些歷史原因以及城區改造中的難點所在,致使無法順暢溝通的水系尚存,這就影響河道排污,降低污染河道的治理效果。(2)部分河道工程帶來的副作用。例如單一采用混凝土、塊石等水工材料對河岸施行硬化工程,人為割裂了水與岸的生物聯系,土壤和植被進入不了原先的生態循環系統,使河道的自凈功能、土壤和植被輔助河道排污的功能都被削弱。(3)兼具通航功能的河道產生的影響。河道一般兼具有通航功能,每天來往的船只可以千計,船民日常生活盡在其上,生活垃圾、廢油、散落裝載物等,大量進入河道,成為污染物。一些運載化學物品、轉運垃圾廢物的專用船只,一旦造成污染,危害尤大。
3.2 河道治污技術漸趨豐富
隨著科學的進步和認知的發展,河道治污技術由傳統走向現代,由單一走向綜合。河道治污技術的日益豐富,為我們開闊了一方天地。
(1)常規物理技術
主要是指結合水利學、工程學等學科知識,運用水力研究、水文分析、工程測量等學理,采取河道改造、水道疏通、引清沖淤、水力造流、底泥疏浚、除藻增氧、曝氣充氧等各類技術手段來增加水流自凈功能,治理河道污染的技術。這一類技術常見的有:開挖新河道結合疏通已有水道,用以溝通水系,調活水體,提高水交換能力;實施引清調水和筑壩造流等,充分利用水頭差等原理,控制水體量,引導污水團走向,削減河道污染負荷;使用機械、儀器等進行除藻、曝氣,減輕水體富營養化,消除水體溶解氧衰竭現象,促進受污河道的恢復。
(2)傳統化學技術
這類技術是指利用各類化學制劑,通過分子間的相互作用,以逐步消除水體中的有機和無機污染,達到治理受污河道的目的。其方法主要是使用凝聚劑和絮凝劑等來除藻、去毒、滅菌、凈水,恢復和增強河道自凈作用。
(3)現代生物技術
現代生物技術的興起得益于現代生物科學和工程技術的緊密結合,使它能夠被充分應用到各個行業中去,這就使得生物技術在河道治污領域大放異彩。這一類技術的應用有:采用投加高效降解菌、營養物或生物制劑的原位生物修復技術;采用能較好克服無機高分子和合成有機高分子絮凝劑局限的微生物菌群治理技術;采用能促進有機物于水體中乳化、溶解并加速微生物生化反應的復合酶污水凈化技術;采用將生物促生劑注入河道底泥、調節菌群比例而修復河道水體的生物促生技術。
(4)環境生態技術
這項綜合性河道治污技術是在高度結合了環境生態學、新材料學、生物學、工程學、水利學等多項學科的先進理念和技術下產生的,多途徑、多方位利用了生物的自然代謝功能、水生系統與陸域系統的環境互補作用、污染物和有毒物無害化降解模式等手段和技術,修復污染河道,恢復水流的潔凈。
4 城市河道污染治理的策略
筆者認為,“預防為主,生態為要,全面介入,因地制宜”應該成為對城市河道污染問題進行反思與施救策略的關鍵所在。
關鍵詞:中小河道;治理;標準化;管理
中圖分類號:C93文獻標識碼: A
引言
水是生命之源,是一座城市健康、快速發展的重要保證,所以河道管理人員需要對其進行更加有效可行的管理,不僅要合理開發河道內的水資源,還需要提高水資源的利用率,促進水資源的全面發展,實現水與人的和諧共處。
一、加強河道治理的重要性
河道在廣義上是指河水流經的路線,狹義上是指可以讓大型船只通過的河水流經路線,也就是我們日常所說的可以通航的水路。河流的河道經過長年累月的形成已經形成了自己所固定的流經區域和流經規律。但是原來固有的河道無法滿足現代科技的發展和人們生存發展的需求。
我國在20世紀的建設社會主義初級發展階段時已經意識到了這個問題,開始大規模的修建河道,以此滿足工業和農業的發展。可是,畢竟在上個世紀修建的河道,科學技術沒有運用到位,也沒有人可以超前的意識到河道建設和生態水利的關系。所以,現代的河道建設不僅要滿足工業、農業的發展,還要兼顧到林業、畜牧業、漁業等等一切可以用到水利行業的發展。現代河道建設成功后,也要加強河道的日常治理工作。
如果只是單純的建設了河道而沒有在日常治理河道上下功夫,新建的河道就會像年久失修的機器,功能大打折扣。所以,為了減少不必要資源的再一次投入,最大效率的利用河道,讓河道可以為人們服務的更多更好。
二、河道治理中存在的主要問題
(一)河道的水環境污染嚴重
城鎮化的腳步不斷推進,城鎮向周邊擴展的半徑不斷加大,而且人們都有近水的傾向,使得原本離城鎮有一定距離的河道,隨著城鎮的發展,變成了城中河,密集的人口對河道的影響日益嚴重,很多農村在經濟的浪潮中,也大辦工業,一些工業污水及生活污水處理不善,就直接排入河道中,常年累月的侵蝕,河道水體的自然凈化功能退化。目前,多數農村的河道水質都有不同程度的污染,加上管理不善,河道中水草、浮萍、雜物等長期積聚,水質嚴重變差,很多河道達到了干涸的程度,已無水可流。
(二)水資源有限,調水困難
我國人口眾多,并且淡水資源的占有量較少,這就使得水資源的人均占有量也較低。在境外引水工作還沒有落實的情況下,一定區域范圍內的水資源也有限,實現河網水體的調水設想,是一項十分艱難的工作。
(三)經驗不足
隨著我國人口的增長和工業的發展,河道中的污水也在不斷增加,由于我國的技術和經驗有限,所以現階段我國污水處理的能力還不能滿足城市發展的需求,河道也成為主要的納污場所。
在河道治理過程中,要想做好截污工作,就應該找好污水的去向,這就需要建設好完善的污水處理和配套設施。但從現實情況來看,污水處理廠的興建,不僅需要投入大量的資金,還需要有較長的施工時間,并且城區的管網改造問題也會存在一定的難度。
農業也是造成河道水質污染的重要因素之一。要想做好面源污染的治理,就應該不斷推廣節水灌溉技術,通過減少農藥和化肥的使用量,和增加對畜禽養殖的控制來實現控制污染的目的,但這一過程也需要經歷較長一段時期。
三、河道治理工程標準化管理的措施
(一)河道污染治理
隨著我國經濟的快速發展、城市化進程的不斷推進,大量的工業廢水和生活污水排入內河,河道淤積、水體自凈能力減弱,造成河道內水體污染嚴重,部分河道甚至出現黑臭的死泥潭。河道污染治理的目的是消除水體污染,優化河道生態環境,消除污染給人們日常生活和生產帶來的危害,造就良好的生存環境。河道污染治理從技術層面上包括水質凈化技術、生態修復技術及生物酶技術等。
1.水質凈化技術主要分為河道曝氣充氧技術、水上浮島凈化技術、重污染底泥疏浚技術以及礫石接觸氧化技術。這些技術應根據污染類型有針對性地使用。雖然技術方法不同,但各有優勢,都可以凈化河道水質、改善河道污染狀況。
2.生態修復技術包含3個層面:一是在河道兩岸發展植被,包括種植喬木、灌木、岸邊種植草坪,在河道底部邊種植蘆葦、菖蒲等水生植物,形成良好的綠色生態系統;二是水生植物凈化技術,就是充分利用水生植物的自然凈化功能在一定水域范圍內種植合適的挺水植物、沉水植物、附著植物等,構建健康的水生植物系統,增強河道水體的自凈能力;三是在河水質量得到改善的情況下,利用水生動物修復技術,放養一定數量的、適合區域河道生長的魚類、蝦類、浮游動物等,建立和諧、穩定的水生動物生態系統。
3.生物酶技術是一種符合環保要求、發展前景廣闊的綠色生產工藝,具有無毒害、用量少、可生物降解廢水、省時省工等優勢,在治理河道水體污染方面具有很大的作用,有利于生態環保,在國內外的一些河道已經得到了實際應用。
(二)進行科學合理的規劃
針對現階段我國河道過程中存在的問題,必須要對河道治理工作和水環境保護工作作出科學合理的規劃,在規劃中應該對傳統思想中的單一防洪的規劃方式進行變更,在規劃股過程中要將城鎮建設問題納入到考慮的范圍內,堅持人與自然協調發展的原則,并以生態型、前瞻性和高起點為目標,保證安全、環境和資源能夠有效結合,這樣才能形成暢通的水系河網,從而為城市水環境的建設提供有利的條件,也能夠使河道的經濟、生態和社會效益得到最大程度的發揮。
(三)做好截污納管工作
在河道整治過程中,最主要的工作就是控制好污染源,在截污的過程中,應該投入足夠的人力、物力和財力,將沿岸直排河道中的生活污水進行截流處理,并將其統一歸入到市政污水管網中,并由污水處理廠進行統一處理,在達到排放標準之后,才能夠進行排放。
在一些沒有統一納管條件的鄉村地區,要想做好河道的截污治理工作,就應該建立其簡易的污水處理中心,在對污水進行初步處理以后,才可以排入河道。
對于畜禽養殖地區來說,也應該做好污染控制工作,這樣才能保證截污納管工作的全面性。
(四)搞活水體,做好河道管理工作
水體搞活的關鍵工作就是對水環境進行治理,也就是突出水體流體的重要性。在搞活河網水體的過程匯總,應該不斷增強水體本身的自凈能力,保證生態環境的良性發展。
在河道整治規劃內需要使用科學的調水方式,保證水利工程的建設能夠實現水資源的合理配置,切實考慮到人們在利用水資源方面的要求,將需求總量中考慮環境用水量問題,這樣才能為河網內的水體流動提供重要的水源。
(五)依法治水
目前,我國頒布了一系列有關水資源管理和利用的法律和法規,我國水資源法律法規也形成了一套基本框架,為依法治水提供了相關的法律依據。同時,相關的法律法規,也需要將水資源的管理權力與其他部門,例如:水資源利用部門、水資源開發部門、水資源保護部門等工作劃分開來,形成一個專門的水資源管理部門。這樣可以從法律層面上解決了“多龍管理”的現狀。這些法律法規體現了我國社會可持續發展的需求,適應了我國所面臨的水資源緊缺難題和生態環境破壞的難題。
(六)加強河道管理隊伍的建設
還要加強對河道管理人員的培訓,不斷的提高河道管理人員的工作水平和業務水平,提高河道管理隊伍依法工作的能力,將河道的管理與建設提高到一個新的水平。河道管理具有比較明顯的行政性質,河道管理的負責人員需要接受相關部門的各種檢查與審批,保證河道管理工作保持其應有的公共管理職能。此外,還需要按照水資源管理體制的要求,實現對工作人員的定崗、定編等管理工作。
結束語
隨著社會的發展,人們以及政府部門對于河道治理工程越來越重視。在河道治理方面要不斷地利用現有的新技術,針對治理過程中的特殊情況等,采取相應的措施進行治理,從而實現河道水生態環境的良性循環。加強河道治理工程的管理,相關管理部門既要做到合理利用相應的治理技術,又要依法管理,建立有效的監督機構,從而保證河道治理工程能夠安全有效的完成,切實將對生態環境造成的危害降到最低,保障社會經濟穩步健康發展。
參考文獻:
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關鍵詞:面源污染;化肥;污染機理;污染調控
中圖分類號:X506 文獻標識碼:A 文章編號:1674—0432(2012)—08—0164—3
基金項目:國家自然科學基金(40971164)
我國環境污染一般分點源污染與面源污染,點源污染指有固定污染源排放的污染,面源污染也叫非點源污染,是指沒有固定的排放污染源的污染。農業面源污染主要指農業生產中過量的使用農藥和化肥及畜禽糞便而產生對水環境的污染。目前,我國農業生產中過于依賴和過量使用化肥、農藥,使得農業的面源污染問題仍然很突出,“十二五”國家啟動了水污染治理專項,其中重要的一環就是對面源污染進行研究與全面治理。本文通過對農業面源污染的現狀、污染物的來源于過程分析,探討了農業面源污染的控制途徑,期望對加快我國農業面源污染研究和治理有所參考。
1 我國農業面源污染的現狀
我國是一個農業大國,從上世紀70年代初開始大量施用氮肥,結合其他設施和技術應用,使我國糧食大幅增產,用占世界面積不到10%耕地養活了占世界近20%的人口。目前,我國已成為世界上氮肥的主要消費國之一,氮肥年用量達2500萬t,單位面積用量為世界平均水平的3倍。據聯合國糧食及農業組織(FAO)統計,2002年我國的氮肥使用量已居世界首位,占全球氮肥總施用量的30%[1]。有實踐研究表明,我國當季氮肥利用率僅30%~35%,年氮肥損失高達1500萬t,直接經濟損失近300億元[2]。氮肥長期過量施用給環境帶來巨大壓力。當前我國氮肥用量約400kg/ hm2,遠高于發達國家為防止化肥對水體污染而設置的225kg/hm2的安全上限[3]。巢湖、太湖等已出現了由于氮超標導致的大面積富營養化,威脅著湖區人民的生產生活[4]。以地下水為主要水源的北方地區,幾乎所有城市的地下水硝酸鹽檢出水平均呈明顯上升趨勢,據報道,吉林玉米帶兩個典型區域地下水硝態氮含量變幅為0.02~160.68mg/L,平均14.83mg/L,其中有25.6%的被調查井水中硝態氮含量受到人類活動的影響,26.9%的井水中硝態氮含量超過國際安全允許上限(NO—3—N≥10mg/L),16.9%的水井中硝態氮含量超過我國飲用水上限(NO—3—N≥20mg/L) [5]。此外,土壤中積累的過量硝酸鹽隨著蔬菜等進入人體并殘留,危害人體健康。因此,氮肥的低利用率會帶來直接的經濟損失,對環境造成危害,并威脅人類健康。
我國農業生產病蟲害問題突出,形成農藥大量使用。十一五期間,我國農藥消費;量保持年增長9%,警方已作物用藥量是糧食作物的5~6倍。2010年我國農藥消費量132.2萬t,其利用率只有30%~40%,大部分流失的農藥進入了水體、土壤及農產品中,嚴重威脅群眾健康與生命安全[6]。此外,我國的畜禽養殖業發展迅猛,畜禽糞便的產量達到工業固體廢棄物排放量的4倍多。
2 我國農業面源污染形成的過程
2.1 化肥、農藥等農資產品使用過量是導致水污染的主要源頭
隨著我國耕地面積減少,農業生產形成高投入、高產出狀態。一些地區農業生產呈現以大量化肥、農藥代替農田管理局面,許愛霞研究表明[7],多年連續施氮后,氮肥對作物的增產效果在逐漸減弱,氮肥施用量的增長速度遠大于作物增產的速度;氮的低利用率成為作物施用氮肥多但產量不高的主要原因之一[8]。過量的化肥應用不僅增加農業生產成本,也使化肥的效率降低,造成土壤中大量養分剩余而隨水土流失進入河流湖泊。據統計,我國化肥每年有1100多萬t化肥流失,我國20%~30%耕地有氮養分過量現象[9]。另外,N、P肥過量施用,而鉀肥不足,導致土壤結構破壞,引起更大污染。農藥80%~90%流失土壤、水體及空氣,10%~20%殘留在農作物上[10]。
2.2 農村廢棄物不合理處理是農業面源污染的重要源頭之一
我國農業生產的廢棄物包括農作物的秸稈,一些地區的農民采用秸稈焚燒方式進行處理,不僅造成大氣環境污染,還造成燃燒的灰燼中有害物質隨水流入河道。我國農村住戶居住分散,生活垃圾和工業消費品的廢棄物,如建筑廢棄物、電子產品廢棄物等,大部分被農戶隨意傾倒到河道兩側,在暴雨時期很容易隨水流進入河道湖泊,形成固體廢棄物沉積河道和湖泊,減少河道國水合湖庫貯水能力,形成潛在的危險,一些沉積物中的有害物質溶解在水體中,如電子產品中重金屬溶解,也形成對水體的污染。因此,我國在”十二五”水治理專項中,專門對農村的農村廢棄物處理的環境保護進行研究部署,也是農業面源污染的源頭治理工作。
2.3 禽畜養殖廢水和廢物排放是農業面源污染新源頭
近年我國集約化和機械化養殖業發展迅速,由于農業生產中對化肥施用比重加大,禽畜糞便廢水和廢物的處理和利用率不到40%[11]。沒有經過處理的畜禽糞便進入農田土壤,將含有細菌、大腸桿菌等病原菌帶入,破壞了土壤中的微生物結構,一些病菌被植物吸收而進入食物鏈,在群眾健康帶來風險。為經過處理的畜禽糞便進入河流,會對水體水生生物,如魚蝦養殖帶來危害。
2.4 農田水土流失是農業面源污染的的主要過程
我國農業耕地有平原和山地。平原地區灌溉量過大,如寧夏平原灌溉水量達到1500~200m3/hm2,造成部分灌溉水滲漏到地下和回流到河道;我國山區土地的面積大,坡耕地在降雨時期的水土流失問題非常突出,特別是在作物生長季節的暴雨時期,使得大量土壤中的氮素和農藥流失在河道和湖泊,不僅影響作物產量,也造成氮素和農藥和有機養分流失到水中,形成水體富營養化,水質降低和危害水生生物。特別是一些土質疏松地區,如我國的黃河中游水土流失特別嚴重的嚴重的黃土高原地區,以及長江中上游的山區。
3 農業面源污染的調控措施
3.1 農業面源污染非工程調控措施
(1)采用多種渠道,轉變環保意識。要通過政府引導,媒體宣傳,以及經濟手段,進行群眾思想的轉變,提高全民整體環保意識。我國2012年8月對《環境保護法》進行修改,對社會、經濟發展和環境保護三位一體的和諧社會建立提出了新的要求。針對我國社會經濟快速發展的狀況,環境意識的貫徹必須采用經濟手段予以促進。國際上一些環境保護做的非常好的國家,如奧地利、芬蘭等,他們采取征收化肥稅,丹麥征收化肥和殺蟲劑,對我國是一個很好的啟示[12]。期望我國能夠在環境治理中,特別是面源污染治理中采用宏觀調控和管理市場的經濟規律,對農民和養殖場主采用經濟手段征收一定環保稅,引導他們主動保護環境和治理污染。
(2)加強環境保護的的立法和執行力度。由于企業管理加強,我國對點污染的治理比較成功,如污水治理中對企業的在線監測使我國工業廢水排放明顯降低。對于面源污染,由于范圍大、污染源多等特點,全面治理需要一定的技術力量和財力支持。所以,根據新的環境保護法,應加強農業面源污染的治理相關法規,應制定污染物排放總量控制計劃,落實到基層和重點排污單位。同時,應加強面源污染治理的相關技術研究,如控制氮肥和長效氮肥研制、環境友好型農藥研制等。
(3)加大面源污染治理的資金投入。要深化新的環境保護法的貫徹力度,通過國家和地方政府撥款、公眾資金參與和環境基金籌措等手段進行綜合資金投入,建立農業面源污染控制的基金,如北京市新農村建設中,在順義區通過宣傳,農民志愿支付49.18元/人的面源治理費,全區達到2680.861萬元[13]。政府利用該部分資金,為面源污染控制環保基礎設施建設與面源污染治理項目開辟財源。
3.2 農業面源污染的工程措施調控
(1)加強水土保持工程,減小面源污染物進入水體。水土保持是一項我國的國策,不僅促進土地和土壤的保護,換促進化肥、農藥等面源污染流失到水體和湖泊。特別是黃土高原地區、長江中上游地區、東北的風蝕水蝕地區等。在水土保持工作中,除對降雨水分保持、土壤保持相關指標控制外,應增加和加強水土中化肥、農藥和有害污染物的控制,提高水土保持中質量的控制力度。
(2)控制農業化肥和農藥等農資產品投入,提高其利用效率。應加強高效化肥利環境友好型的農藥研制與推廣應用,實行區域農業的化肥和農藥總量控制,鼓勵和推進控釋化肥、肥料增效劑和土壤改良劑、高效環保型農藥和發酵處理的畜禽糞便的應用,從源頭上控制面源污染,同時減小農業生產成本,提高風肥料和農藥的利用效率。
(3)加強污染水體和土壤的修復和治理工程。在水體污染治理中,加強濕地的生態凈化作用潛力巨大。如我國東北地區、黃河和長江等入海口的濕地資源豐富,一些平原和山區的人工濕地等。濕地中的動植物和微生物對面源污染物的吸附、吸收而后轉化,使得面源污染的凈化效果明顯,而且成本低、時效長,并帶來區域的巨大的社會經濟和生態綜合效應;此外,對一些重點的江河湖海,要集中治理和總量控制,十二五國家水專項治理對將有一項效應,但更需要修復效果的保護。
(4)加強農村環境治理,促進廢棄物和畜禽糞便的轉化與利用工程,全面提升農村面源污染治理。應在社會新農村建設中,加強建設廢棄物、電子產品廢棄物的堆放、處理和利用,大力發展畜禽糞便發酵生產沼氣。利用畜禽糞便發展沼氣,可解決農村能源,沼氣生產產生的廢渣可作為有機肥料。沼氣廢渣中含有作物需要的氮磷鉀養分,也含有作物抗逆性激素等,可減少農田的農藥用量達到70%~80%,促進有機農業的發展和農產品的無公害化[14]。
4 結語
農業面源污染研究和控制技術是當前國內外環境科學與工程領域的研究熱點,但大多研究側重于農業面源污染的成因和控制的一般對策,而農業面源定量化評價方法研究較少。要從多方面協作探索新的手段去完善面源污染治理水平,定量評測方法可以具體污染物為研究對象。農業面源污染的產生、遷移和轉化過程,實質上是污染物從土壤圈向其他圈層尤其是水圈的擴散過程,農業面源污染本質上是一種擴散污染。近年來,隨著國家對“三農”問題重視不斷加深,對農業環境治理開始行動,特別是有機農業產品基地建設,農業部配方施肥技術推廣等,也產生了一定效果。但是,我國是一個農業大國,農村、農業和農民生活環境的基礎比較差,農村面源污染治理任重而道遠。為促進我國農業環境可持續發展,需要政府在政策、資金和管理等方面,科研院所機構在技術和推廣方面,農民在意識轉變和多方引導和技術措施執行等方面,全面協作,這樣,才會極大促進我國面源污染全面治理,促進“三農”健康和農業可持續發展。
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關鍵字:城區河道;水質修復;生態護坡;全民參與;生態水利
中圖分類號:S891文獻標識碼: A
0引言
作為城市生態系統的重要組成部分,城市河流不僅具有提供水源、交通航運、防洪排澇等基本功能,還具有調節氣候、削減污染等生態環境效應[1]。然而在快速的現代化城市建設進程中,城市河流水域遭人為侵占、河流水質污染惡化、自然生態環境受損等,導致城市河流功能退化的狀況日益突出。與此同時,人們對昔日城市水環境的觀念已經轉變,對水環境的要求也越來越高,建設“安全、舒適、優美”的水環境觀念已經代替了傳統的防洪、排澇的水利建設[2]。因此,無論是一個國家,還是一座城市,河道整治已經成為我們所要解決的重點課題。傳統的河道整治一般采取漿砌石或混凝土固岸、裁彎取直、疏挖河道等措施,這些措施盡管在一定時期內保障了河道水系安全,但也伴隨著出現了一些生態環境問題,例如采用大量的混凝土或漿砌石等材料使河道硬化嚴重,改變了河流的自然屬性,割裂了水陸系統的聯系,同時也減少了對地下水的補充;硬化的護岸使得各種污染物沒有經過濾吸收直接隨徑流排入河道,導致水質污染惡化,河流生態系統嚴重受損;河道的裁彎取直增大了水流流速,從而加劇了水流對河床底部和河岸的沖刷[3]。可見,傳統的河道整治措施已經不能滿足現代化城鎮發展的需要。因此,我們必須尋找新的河道整治理念,不僅要繼承傳統整治技術的精髓,更要重視水質的提高、水環境的改善和水生態系統的保護,實現人與自然的和諧統一。
定西城區河道主要由祖厲河水系關川河及其一級支流西河和東河組成,城區內河道總長17.4公里,其中東河河道長6公里、西河河道長7公里。西河、東河在城區西北氣象橋北側匯入關川河,至王家窩窩河道長4.4公里,其河道主要用于城區供水及城邊農業灌溉。由于定西市為溫帶半干旱區,降水較少,所以水資源對該地區尤為重要。近年來由于城市的發展加快,人們在加快城市建設的同時,忽視了城市河道生態建設,花草樹木急劇減少,沙漠化嚴重,旱澇頻繁,河道沖刷破壞嚴重,部分河堤受損,河道污染問題比較突出,特別是部分工業廢水、生活污水直接排入河道,沿岸旱廁、生活垃圾和建筑垃圾等,直接影響河道生態環境。盡管做了很多努力和整治措施,但效果不顯著。因此結合本地區河道的基本情況,以及近年來河道整治情況的發展,采取適于定西城區河道綜合整治措施迫在眉睫。
1國內外河道整治現狀
自20世紀80年代開始,面對河道整治中出現的水利工程對生態系統的某些負面影響問題,國內外工程界對水利工程的規劃設計理念進行了深刻的反思,認識到河流治理不僅要符合工程設計原理,也要符合生態學原理。目前,世界上一些發達國家都在進行河流回歸自然的改造。據有關資料顯示[1],1899年河川港灣法(美國)的制定,使修建航道、提高河流航運能力成為河道整治的主要目的。此后基于密西西比河洪災的再次發生,1928年美國頒布了防洪法提出了河流改善工程、密西西比河及其支流防洪堤的建設,20世紀90年代后美國開始了更為廣泛的河流生態恢復活動,將城市河流作為公眾舒適性的一部分,并在開展河流管理過程中強調公眾參與的重要性。在20世紀30年代以前,澳大利亞主要以獲取水源、灌溉、防洪及水土保持等作為河流利用與整治的重點,經過長期的探索和歷史教訓,1999年河道整治開始傾向于從利用并結合生態保護的角度進行河流管理,關注河流環境條件和狀態,并結合生態條件評價溪流狀況,此時的河流環境改善措施主要包括河岸帶的植被再植、河流的結構調整、河流自然彎曲形態的重新恢復、河道內生境的恢復等。直至20世紀后半葉,日本的城市河道整治目標仍是減少洪澇災害,而從未考慮河流的自然環境特征以及美學景觀價值,自20世紀90年代初日本開始實施“創造多自然型河川計劃”,提倡凡有條件的河段應盡可能利用木樁、竹籠、卵石等天然材料來修建河堤,并將其命名為“生態河堤”。中國在河道生態整治的起步更晚,20世紀80年代進入工程治河階段,全國各大城市普遍開展大規模以工程措施為主、防洪排澇為目的的河道整治。自20世紀末國內開始認識到傳統的防洪、水資源開發等活動使河流的水文條件和地形地貌特征等發生了較大變化,河流的生態系統功能嚴重退化。此后,人們開始廣泛吸收國外先進的思想和理念,逐步在河流管理中注重對河流生態的保護和恢復,河道整治集防洪、排水、交通、綠化、生態、文化于一體,取得了很好的社會、經濟、環保效益。國內外發展現狀見表1。
表1 國內外城市河道整治發展歷程的比較
階段 美國 澳大利亞 日本 中國
初級階段 19世紀末--20世紀初,修建航道、提高河流航運能力 1851s--1930s,以航運、防洪以及水土保持等為主 二次大戰前,水源、航運以及防洪工程的興起 1950s--1970s,以供水、航運、防洪等基礎工程建設為主
工程階段 1930s--1960s,以防洪工程、水污染控制為主 1930s--1980s,以供水、防洪等控制工程為主 1940s―1970s,以防洪為主,實施了大壩建設、河道渠化等工程措施 1980s--1990s,以提高防洪排澇能力為主,利用工程措施控制污染并改善水質
環境階段 1970s--至今,實行可持續的河流管理理念 1980s--至今,結合生態保護,關注河流環境條件和狀態 1980s--至今,恢復河流的環境特性,多自然型河流治理 20世紀末--至今,以防洪、改善環境為主,結合景觀、生態的河流綜合治理
由此可以看出,與發達國家相比,國內的城市河道整治理念和措施較為滯后,尤其是在城市河流生態修復方面仍處于起步和技術探索階段,基本局限于水質改善和景觀建設,傳統水利與棲息地修復、景觀營造等的有機結合相對較為缺乏。
2城鎮河道綜合整治措施
河道整治工程在遵循安全性、生態性、自然性和親水性原則的前提下,所追求的重要目標就是要協調城鎮發展與河道生態保護的關系,同時盡量維護河道原有的自然地貌和水文特征,保持河流景觀與其周圍環境的和諧。以下介紹河道整治的幾種措施[3]。
2.1生態護坡技術
生態護坡技術是綜合水土保持學、生態學、水利工程學和生物科學等學科的基本原理為一體的,利用植物及植物與工程材料相結合的方法,在邊坡上建立具有生態功能的護坡體系,通過生態工程的自我支撐、自我組織與自我修復等功能,實現邊坡的抗沖蝕、抗滑動和生態恢復,以達到減少水土流失,維持坡面動植物生存環境,營造健康的河流生態系統和改善人居環境等目的。其主要護坡方法包括發達根系固土植物、土工材料復合種植基、植被型生態混凝土、水泥生態種植基和土壤固化劑等(見圖1),這些新型材料和新技術必將作為我們河道整治改造的主要源泉。可見,真正意義的生態護坡應該是一個包括動植物、微生物共同生長的完整生態系統。
圖1 幾種典型的生態護坡
2.2水污染治理工程
水污染治理是一個綜合的系統工程,其主要措施包括污染水源的攔截、河床的清淤處理、有源活水和污水處理等方面,并輔以必要的植物措施,恢復河流的自凈能力。河道污水治理關鍵要從污染源治理與截污入手,加強截污工程建設力度。在保證一定水質的基礎上,采用河流生態技術,進一步提高水質,美化環境。
2.3河道景觀工程
河道景觀建設是對河道進行生態整治的重要環節,主要內容包括河道水域沿岸帶及水域范圍內的景觀建設。景觀建設的目的是通過對河平面與空間、橫向與縱向的綜合整治,做到提高城鎮水系防洪排澇和供水標準與河道景觀相結合,河道清淤與環境保護相結合,河道整治與改善當地的人居環境相結合,最終營造人與自然和諧的水環境。河道景觀工程主要包括河道平面恢復、河道斷面恢復、生態河堤工程和濱岸植被緩沖帶工程。
3建立適于定西城區的河道整治措施
根據定西城區目前的河道生態環境、河道整治情況,結合本地區河道坡度較陡、多山地、河道比降較大;洪水峰大流急;河流含沙量高等特點,我們應采取更新理念,全面規劃、重點治理,嚴格控制和全民參與等措施。河道治理的核心是理念更新,關鍵是全面規劃、重點治理,河道治理要堅持可持續發展的觀念,全面的掌握一個地區的河道污染和破壞情況,不能以點概面,以偏概全,但解決問題時要著手解決主要問題,從根本上治理,力求達到更好的效果,不要在非主要問題花大量人力、財力和物力。從該城區實際情況來看,主要是水體污染嚴重和河道的破壞嚴重、濱河綠化帶較少,導致生態環境惡化。
3.1水質修復治理工程
解決水污染問題的前提是尋找污染源,該城區的污染源有工業廢水、生活污水、沿岸旱廁、生活垃圾和建筑垃圾。根據各地工程實際,目前污水處理措施有三種:截污納管處理,就地集中處理和生態處理。結合本地區河道特點,以經濟節約為基礎,我們采取污染水源的攔截、河床的清淤處理等為主,生態處理為輔的處理方法。國內外研究實踐表明,濱岸緩沖帶是截留陸域面源污染物、改善河道水質的有效手段。作為河陸生態系統的連接地帶,緩沖帶對保持河道的生態性具有重要意義,因此,要加大濱河植被緩沖帶工程力度。生態處理主要有種植漂浮植物方法[4],我們通過種植水葫蘆、大漂和聚草等,漂浮植物講解COD、TP、TN、NH4-N凈化水質,經試驗表明,漂浮植物對各種有機污染物都有一定的去除效果,其中,水葫蘆對TP的降解效果最好,大漂對TN、NH4-N的降解效果最好,去除率分別為89.4%和99.0%。污水經漂浮物塘降解20天后水質明顯改善,COD、TP、TN、NH4-N的含量都達到了《城市污水再利用,景觀環境用水水質》景觀環境用水標準。
3.2 生態護坡工程
該城區在河道護坡治理方面做了一定的措施,但是涉及面較窄,效果不明顯。借鑒國內外生態護坡技術,結合該城區河道特點,以“保護、創造生物良好的生存環境和自然景觀”為前提,從經濟型出發,采用植被型生態混凝土,主要由多孔混凝土、保水材料、難溶性肥料和表層土組成,其結構如圖2所示。這是在考慮具有一定強度、安全性和耐久性的同時,充分考慮生態效果,把河堤由過去的混凝土人工建筑改造成為植被和多孔混凝土相互涵養,適合生物生長的仿自然狀態的護坡,是融現代水利工程學、環境科學、生物科學、生態學、美學等學科一體的水利工程,以達到凈化水質,提高河道本身的自凈能力,達到改善水環境的效果[3]。
圖2植被型生態混凝土的結構
3.3 全民共同參與
河流的生態恢復不僅是對自然的保護,而且還會帶來水質改善、洪水控制等社會效益,河道的整治應進一步擴大公眾參與的廣度和深度,保障規劃者、管理者、科研工作者、自愿保護者以及普通公眾的知情權、參與權和決策權。當前以水利工程設計單位為主的河道整治項目反映出較強的工程傾向,建議科研院校、城規、環保、園林等部門共同參與河道整治項目及河流管理過程,從而可以更為全面和綜合的恢復河流的生態系統。此外,科學家、管理者以及公眾對河流保護和管理的感知與理解是形成適應性管理的基礎,高度的公眾參與可以促進適應性管理的有效實施。
4 結語
河道既是重要的水利設施,也是生態環境的重要組成部分。河道整治是一項長期工作,理念是基石,規劃是關鍵,技術是支撐,管理是保障。加強河道整治,還其優美、宜人、充滿生機的原貌,是城市建設發展的一大潮流趨勢,也是大自然賦予我們的挑戰。
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關鍵詞:節水;水保;治污;監管
水是生命之源,眾所周知我國是一個缺水國家,特別是南北水資源不均衡,西部由于缺水,荒漠化程度不斷增加,同時水資源又關系到我國的農業發展和人民群眾的生命安全,保證水資源安全,滿足人民群眾越來越高的物質需要,確保我國糧食安全,人民群眾身體健康是“以人為本、建設和諧社會、實現人與自然和諧以及經濟社會全面、協調和可持續發展”刻不容緩的大事。
一、水資源保護對策措施
水資源的保護措施主要是對水源地的保護、上游的水土保持、中下游水體質量的保護。
1.工程措施
(1)水土保持工程
水土流失破壞生態平衡,導致自然災害,同時,流失的泥沙攜帶大量污染物進行河湖水體,污染水質。
針對坡面水土流失,主要是岸邊和匯水區植被的保護,采取坡改梯、配套坡面工程(蓄水池窖、沉沙池、排灌溝渠、田間道路、等高植物籬),配合營造水土保持林草措施(水土保持林、經濟林果、種草);針對溝道水土流失采取攔沙壩、支溝整治和塘堰整治等措施。
河流上游特別是在人口較稀少地區,實行封山禁牧,設置必要的網圍欄和封禁標牌,對于疏幼林采取補植措施;開展舍飼養畜,減少對林草植被的破壞,依靠大自然的自我修復能力,減少水土流失和面源污染。
加強天然林、水土保持林建設,對區內退田還林區、水土流失區進行水土保持綜合治理,以達涵養水源,控制水土流失,減少面污染排放的目的。通過水土保持工程建設,控制河湖集水區內的水土流失,不僅可以改善生態環境,減少洪水等自然災害,同時查以減少集水區內污染物的入河、入湖量,改善水質,而且,良好的植被還可以對污染物起到吸收、分解的作用。
(2)河道清淤工程
沿河兩岸是集水區內居民居住、農作物與經濟類作物種植比較集中的區域,向河內傾倒生活垃圾、搭建違章建筑的現象普遍存在,生活污水和面源污染污廢水未經處理直排入河,致使河道淤積嚴重。如不清淤,會出現被污染淤泥反向污染河水的問題。通過河道清淤和整治工程,不僅有利于防洪,而且,河道內被污染的淤泥清除后,可減輕河道底泥對水體的污染,同時河道清淤工程還可以改善河道水力條件,有利于污染物在水中稀釋擴散,加速降解。
(3)污染源治理工程
水資源保護工作既要治理原有污染源,又要嚴格管理和控制新的污染源排放。對人體有害的污染物質的排放要嚴格禁止,引導公眾參與和監督,使污染源排放受到嚴格限制,并增加透明度。
(4)實施水源區綜合整治工程
加強水源地和上游水資源保護,嚴禁在保護區內設置排污口。規范保護區內的責任制度管理,保證水源安全。限制在市場利益驅動下的其它無序開發,禁止建辦污染重、原材料耗損大的企業,退田還林,防止植被退化和森林破壞。適度發展旅游業,并加強監督管理,減少人為的負面影響。
2.非工程措施
(1)禁止一切破壞水環境生態平衡的活動以及破壞水源林、護岸林、與水源保護相關植被的活動。 (2)禁止向水域傾倒工業廢渣、城市垃圾、糞便及其他廢棄物。 (3)運輸有毒有害物質、油類、糞便的船舶和車輛一般不準進入保護區,必須進入者應事先申請并經有關部門批準、登記并設置防滲、防溢、防漏設施。 (4)禁止使用劇毒和高殘留農藥,不得濫用化肥,不得使用炸藥、捕殺魚類。
3.具體非工程措施如下:
(1)實行水體納污總量控制
在保證進入河湖水質不變壞的要求下,通過對河湖的水資源特性和水污染特點的分析,據提出的污染物控制排放量,嚴格控制污染物排放,并按水源區管理辦法,加強水污染監測。
(2)節約用水
在二級保護區和準保護區中大力推廣節水農業、減少面源污染排放量;鼓勵區內居民節約生活用水,減少生活污水排放量;河湖內禁止開發高耗水的旅游項目,有條件的開發水生態、水景觀旅游;提高公民節水意識,科學制定用水定額,樹立節水也是治污的理念。 轉貼于
(3)加強水資源保護宣傳
采取各種手段,向公眾宣傳保護水源地的重要性,樹立全民環保意識,引民公眾參與和監督河湖水資源保護工作。
二、水污染防治
1.污染治理方法
水污的核心,江河水源的污染防治、生態恢復和建設、應急能力建設、預警監控體系建設、管理能力建設等具體工程方案的制定和實施,加強污染源控制、生態環境保護,提升環境監督管理能力,是污染防治的重要方法。
(1)點污染防治工程
點源污染防治工程的目的,是為了有效防止江河流域內的點源污染,及時控制現有的污染源,保障水質。
對各流域的點源污染,尤其是重污染源的廠礦企業、違規建筑物和建設項目,制定清拆、整治和總量控制方案,分析方案的技術可行性、所需投資及環境效益,進行優化。
(2)面源污染防治工程
面源污染防治工程的目的為了有效減少和防止流域內的面源污染,尤其是農業面源污染,保障飲用水源水質。
面源污染防治工程的基本原則包括:堅持系統、循環、平衡的生態學原則;與生態修復工程相結合。
2.建立污染防治預警監控
(1)建立預警監控機制
為了實時監測、控制江河流域的水質、水量安全狀況,提高預警預報能力,適應污染防治和環境保護的管理需求,開展防染防治預警監控體系建設工作。對江河流域水質和大氣環境進行時空變化動態的堅持,運用現代化信息手段提高信息采集能力和信息管理應用水平為主旨,注重采用“先進、快速、可靠”的新技術,全方位主體化的對江河流域的污染防治的監控。
(2)嚴格執行污染責任追究制
為了嚴防水資源的污染,要按照國家有關法律法規制定相關責任追究制度,嚴格落實責任制,堅持糾正和查處各種違規違法行為,對有令不行、有禁不止的要嚴格追究相關人的責任,確保水資源的安全。
參考文獻
關鍵詞:河道治理;水環境保護
良好的河道水環境不僅能夠美化城市,提高城市品味,還能豐富居民物質生活和文化生活,同時能夠帶來巨大的經濟效益。因此,采取有效的治理措施改善河道水環境,加強水環境保護力度,是人類社會可持續發展的首要問題。
1 河道治理工程對水環境的影響
在河道治理工程施工期間,受到最大影響的將是水環境。水環境主要受到3方面的污染,且污染治理難度大。
(1)河道治理工程施工期間的工地廢水污染。河道治理工程施工需要用到砂石料和混凝土,這些會生產廢水,形成污染物。
(2)河道治理工程施工期間施工人員生產的生活污水。河道治理工程規模一般不會太小,需要大量的人工進行工作。而施工人員為了便于施工,會生活在施工區附近(距離河道較近),如此便會產生生活污水。這些污水無處可流,流進河道,造成河道污染。雖然施工人員生活污水并不多,但是水利工作者仍不得馬虎,采取放任態度。
(3)河道治理工程施工期間施工機械沖洗廢水污染(包括機修含油廢水污染)。這部分的污染主要源于設備維修保養場。部分河道治理工程施工區域因地理位置條件差,需要設置大型機械,并進行維修保養。施工機械沖洗廢水或者機修含油廢水流入河道,會影響河道的水質。
2 河道治理改造中水環境保護存在的問題
2.1 污水系統建設
隨著近幾年雨污分流的建設,排入河道的污水日益減少,但是在一些老舊居住區及棚戶區范圍,仍存在雨污支管混接的現象。沿河修建截流管道雖能快速解決污水流入合流的現象,但是增加了污水處理廠在雨季的運行壓力。
要解決未達標的污水排入河道的問題,必須在河道治理的同時,加快污水系統建設的步伐,建設與社會經濟發展要求相適應的污水處理設施,才能實現水環境改善目標,鞏固河道治理的成效。
2.2 生態護岸技術推廣
生態護岸技術雖然日益成熟,但推廣與應用較少,原因一是受傳統河道設計理念的影響,直立式護岸、漿砌石擋墻等方式還在應用之中;原因二是生態護岸技術在實踐中需要不斷研究和積累經驗,使得護岸結構在滿足結構安全的同時,達到水土交換、水氣交流、水體自凈等方面的要求。
生態護岸需要積極借鑒國內外先進經驗,它山之石可以攻玉,對規劃設計部門開展相關知識培訓,確保生態護岸技術的推廣應用,恢復和保持河道及其周邊環境的自然景觀,改善水域生態環境,改進河道親水性,更好地保護水生態環境。
2.3 河網改造
河網水道貫通難度大,由于城市建設的不同步,使得各河道之間連接困難,實現搞活河網水體的設想尚有一定難度。這需要從規劃層面對河道進行宏觀控制,從全局出發。河道治理是一項涉及面廣、綜合性強的工程,需要爭取各級政府對河道整治工作的重視,引起全社會的關注,取得各級各部門和老百姓的理解、關心、支持和配合。
3 河道治理改造中對水環境保護的有效措施
3.1 規劃先行
科學規劃是工程項目實施的前提和基礎,針對以往河道治理中存在的問題,在新的規劃設計中應克服單一性的傳統觀念,強化生態、環境要求,以生態型、高起點、前瞻性為目標,達到“安全舒適、資源利用、環境生態”的有機結合。
3.2 適時清淤
根據統計,淄博市大部分河道存在淤積現象,平均淤深達0.5~0.8m,減小了河網的滯蓄容量,影響河道行洪排澇功能的發揮,而且還減小了灌溉供水量,降低了河網水體的自凈能力,因此應適時疏挖河槽,保持正常的河道過水斷面。
3.3 加強水體流動
加強水體流動能有效提高水體的自凈能力,是促進水生態環境良性循環的重要措施。通過開壩筑涵貫通水系,并根據周邊條件的可能性,引入片區水系以外的水資源,促進水系的流動性。
3.4 生態護岸
生態護岸不但能固土防止河岸坍方,還可使水體與土壤相互交融,增強河道自凈能力,是具有自然景觀效果的護坡形式。歐洲許多國家在進行護岸工程設計時,非常注意沿岸的景^與生態系統,盡最大可能地參照天然狀態下的河海岸形式,避免以建筑物的形式去破壞自然生態系統的平衡。
目前河道治理改造積極嘗試生態型的護岸結構型式:自然原型護岸:采用種植植被保護河岸,保持自然特性的護岸。自然型護岸:除了植被還采用石材、木材等天然材料以增強堤岸的抗沖刷能力。復合型護岸:是在自然型護岸的基礎上加入混凝土、鋼筋混凝土等材料,加強抗沖能力的一種新型生態護岸型式。
復合型護岸常用的技術有以下幾種:纖維織物袋裝土護岸、面坡箱狀石籠護岸法、高效三維網液壓噴播植草法、骨架內植草法、植被型生態混凝土法、土壤固化劑法等。采用多種形式的生態護岸,可以達到護岸、綠化、水土的有機結合。
3.5 雨污分流
河道遭到污染,主要受工業、農業、生活和其他污染源污染,截污治污迫在眉睫。解決河網水質狀況的根本出路是改變合流的排水體制,在于雨污分流,截污治污,將污水統一排放,可大大改善河網水質狀況,有效提高水環境質量。
3.6 嚴格實施管理
河道整治建設與管理措施并舉才能達到綜合整治成效和水環境保護的目的。嚴格遵守《中華人民共和國河道管理條例》和相關地方法規及規章,才能對河道整治治理建設形成長效保護機制。加強河道管理的法制化建設,加強執法檢查和監督力度,是鞏固河道建設成效、保護水環境的有效途徑。
4 結語
綜上所述,在河道治理工程中,有非常多的施工舉措會影響周圍的水環境。因此,水利工作者應根據工程的具體特點,采用相應的治理措施,保護好河道周圍的環境,應從全方位的角度進行分析,以此達到預期目標,才能為提高環境的質量和促進城市發展貢獻一份綿薄之力。
關鍵詞:畜禽養殖;環境污染;對策
中圖分類號:X713 文獻標識碼:A
隨著農村經濟快速發展,農村畜禽養殖業迅速發展壯大,由此帶來的污染問題也成為農村環境污染問題的主要源頭之一。
1 畜禽養殖業污染現狀
截止2011年12月底,郴州市存欄50頭以上規模生豬養殖場875個,年出欄量221萬頭。從2009年、2010年郴州市污染源普查動態更新情況來看,全市COD排放量農業源占42.3%、36.3%;氨氮排放量農業源占17.2%、40.04%。2011年郴州市環境統計數據顯示,全市COD排放量農業源占35.32%,氨氮排放量農業源占39.56%。由此可見,農業源在污染物減排中占有很高的比例,已成為郴州市農村面源污染的主要來源之一。
由于90%以上的畜禽養殖場沒有污水治理設施和綜合利用畜禽廢棄物,畜禽廢棄物及污水任意排放現象極為普遍。許多規模化畜禽養殖場為便于運輸,大多建在城市近郊,給城市帶來巨大的環境壓力,嚴重影響城市的環境質量,造成嚴重的環境污染。
1.1 污染水體
有關資料顯示,我國農村每年產生生活污水約80億t,但是全國目前僅有19.4%的鄉鎮生活污水經過集中處理, 96%的村莊沒有排水渠道和污水處理系統。郴州市養殖場排放的畜禽糞便和污水主要通過三種渠道對河流水系產生污染:直接排入河道造成污染,多見于離河道距離較近的養殖場;通過污染養殖場附近的水源和地下水,間接污染水系;由于糞便的不規范堆放和過量施用于耕地,經雨水沖刷形成地表徑流最終污染河流水系。許多河流出現的水體污染和富營養化,都與畜禽養殖污染物排放有不同程度的關系。
1.2 危害農田生態
畜禽糞尿和污水中含有氮和磷的化合物,據測算,一個存欄量500頭的豬場,每年至少向豬場周圍排污1500t,其中約含5.35t氮和1.55t磷,這些氮和磷會轉化為硝酸鹽和磷酸鹽,造成地表水和地下水的污染,使水中硝態氮和細菌總數超標,污染飲水、土壤和農作物。
1.3 污染空氣
畜禽糞便如不及時清理,會產生大量的有害惡臭氣體,這不僅會影響畜禽生長發育,降低畜禽產品質量,而且嚴重影響畜禽養殖場周圍的空氣質量,危害飼養人員及周圍居民的身體健康。同時,有的畜禽養殖場離文教區、居民生活區較近,由于惡臭污染問題,導致養殖場與周圍群眾關系十分緊張,有的甚至會引發社會矛盾。
2 畜禽養殖業的污染防治工作的對策
2.1 強化宣傳教育,樹立環保理念
要圍繞畜禽養殖污染治理目標,加強《環境保護法》、《畜禽養殖污染防治管理辦法》的宣傳教育,提高全社會的環境意識。大力推廣農牧結合的生態種養模式,根據自然條件和地理條件,實現畜牧業從城郊向山區丘陵轉移、從沿江沿河沿水庫向農業生產區轉移、從房前屋后向生態養殖小區轉移,促進立體種養生態畜牧業發展,做好科學規劃布局,進一步推動畜牧業可持續發展。大力推廣使用有機肥,減少化肥使用量,實現農業生態系統的良性循環。
2.2 堅持因地制宜,多種模式治污
減少農村一家一戶的養殖,推廣生態化、標準化的養殖模式,建立養殖小區,扶持專業大戶。積極引導散養密集區、禁限養區,異地興建生態養殖小區,實現養殖場和村莊分離,改善村莊環境。結合新農村建設,引導50頭以下、5頭以上的養殖經營戶進牧業小區或歸并入經營大戶養殖,集中治污;也可根據環境現有的承載能力,規劃出禁養區、限養區和養殖區。推廣應用環保飼料,提高飼料利用率,尤其是提高飼料中氮的利用率,降低畜禽糞便中氮的污染,從源頭及生產過程中減少排放,減少治理成本。引進和推廣先進的畜禽污染治理技術,嚴格執行“雨污分離、干濕分離、糞尿分離”,減少處理和利用難度,降低處理成本。積極扶持與鼓勵個人或企業投資有機肥生產加工企業,努力實現畜禽養殖排泄物的減量化、資源化、無害化治理。對已頗具規模的畜禽養殖場,應從嚴管理,從源頭控制污染及污染問題的產生。對小型養殖戶要求其清理整頓,進行污染治理,對那些難以治理或治理后仍不符合養殖條件的應限時關閉或轉產。
2.3 加大扶持力度,健全長效機制
畜禽廢棄物同工業污染源不同,其含有豐富的肥源,是我國農業生產中的寶貴資源。建議制定促進畜禽養殖場污染治理和畜禽污染物資源化利用的扶持政策,并將其列入財政預算,采取以獎代補等形式,加大財政扶持力度。鼓勵和支持養殖戶主動辦理環評手續,對環評費用政府給予一定補助;鼓勵和支持養殖戶建設治污工程,驗收合格后給予一定補助;鼓勵和支持養殖戶創新或引進新技術新工藝,有重大貢獻的給予一定獎勵;支持生態養殖小區和生態農場建設,按規劃建設的,給予財政補助。鼓勵使用有機肥,對合理利用有機肥及沼渣、沼液的種養大戶給予一定的補助。支持生態規模養殖場建設,按標準建設的,予以政策傾斜與財政補助。對爭取了資金沒有完成治理任務,或建立了污染防治設施但不正常運行的養殖戶,責令其改正并記錄在案不再給予資金扶持。加強組織領導,明確縣、鎮、村以及養殖戶的責任,切實加強投訴受理、舉報查辦和監督工作,加大環保執法和監管力度,使執法監管常態化,切實鞏固整治成果。
2.4 加強部門配合,形成監管合力
政府各有關部門要開展日常指導工作,并貫穿于養殖場建設、改造、生產、管理的全過程。鼓勵和支持創辦畜禽肥水、沼液綜合利用的中介服務實體,為農戶提供肥水、沼液配送服務,提高資源化利用率。積極構筑信息服務平臺,及時向農戶提供畜禽排泄物供求信息。要和鄉鎮通力協作,密切配合,狠抓源頭控制,全面封堵直排口,嚴格控制畜禽養殖污染物排放。建立聯合執法隊伍,嚴肅查處直排、偷排行為,對畜禽養殖污染防治實施全過程環境管理。畜禽廢棄物堆放應有固定場所和設施,對堆放場所應實現地面水泥硬化;對畜禽廢棄物用于直接還田的,應當經處理達到無害化標準,防止病菌傳播。在運輸過程中必須采取防滲漏、防流失措施,妥善處置貯運工具清洗廢水。凡是新上項目,應督促業主進行環境影響評價,建設相關污染防治設施,環保局要嚴把審批關,對防護距離和治污設施達不到要求的禽畜養殖場不予審批。農業部門要組織力量,加強科技創新,研究推廣科學有效的畜禽糞便工程處理技術、有機肥與化肥復配技術,進一步提高資源利用率。采用科學合理的飼料配方和環保節約型飼料技術,提高畜禽飼料利用率,抑制、分解、轉化排泄物中的有毒有害成分。科學改造畜禽房舍結構,推廣科學的生產工藝,實現“固液、糞尿、雨污”三分離,降低污水產生量和污水氨、氮濃度。嚴格環境監管,強化畜禽養殖項目建設的環境影響評價、三同時、環保驗收、日常執法監督和例行監測等環境管理環節。
參考文獻
關鍵詞:河道管理;問題;對策
Abstract: in the city of comprehensive river, strengthen the river landscape design can not only improve the city appearance, also can bring a good social environment and economic benefits. The article to the river management of the problems and solutions in detail, for relevant technical personnel reference.
Keywords: river management; Problem; countermeasures
中圖分類號:TV85文獻標識碼:A 文章編號:
河道不僅具有防汛的功能,還具有生態作用,同時也是一種城市景觀。合理的進行河道建設,充分發揮河道作用可以利國利民。但是在建設河道之前,需要依據當地的自然特征、河流流域情況等,充分發揮河道的防汛功能;除此之外,人們越來越追求碧水藍天、魚蝦洄游這樣的生態河道,所以,一定要加大河道的治理,使得不同河段都有相應的植物和動物共存,河道的建設主要是依據生態修復為目標的,所以需要注重人和自然的和諧相處。尤其是近年來,景觀建設帶動濱河開發已經成為許多河道建設的重點之一,在進行河道整治的同時沿岸綠化建設也在日益加快,以期人們可以生活在一個水質良好、河道開闊、景色優美的環境中,進而達到集水資源綜合調度、景觀和觀景、內河游艇休閑等功能為一體的景觀水系建設。
1 河道存在的環境污染問題
1.1 土地利用粗放,沙化速度加快
土地無序的開發,布局分散,生產和生活混雜,導致垃圾在河道兩岸成堆,空間無序又會導致交通擁堵,而使得城市的承載力大大下降;還有一些土地用于建設,將城市邊緣的多年的濕地、成熟的草甸變成高層建筑,大面積的果園、林地被復耕為商業區,隨著植被的減少,綠化跟不上,使得土地貧瘠化和沙化的速度大大加快,導致沙塵成為城市污染的主要因素之一,生態環境隨之不斷惡化。
1.2 產業結構不合理,經濟效益低
以傳統的種植業以及林業為主的產業,科技含量低;而工業也缺乏朝陽產業,不但經濟效益低,還污染環境。以商業為主的第三產業,文化、旅游、科技、服務發展水平相對較低。
1.3 水資源利用不合理,污染嚴重
大量的工廠企業進行開發建設,基礎設施短缺,生態環境的保證系統無論是排水系統還是污水處理系統甚至是衛生設施均不完善,沒有經過處理的污水排到河道,導致河道水污染,地下水也受到污染,這樣不合理的水資源的利用和污染,嚴重超過了水循環的速度和自凈能力,給人們的生存安全和良好的環境帶來了威脅。
2 治理河道環境污染對策
為了改善城市的生存條件,保證市民和工業用水的安全,整治河道的工作需要提上日程,但是工程決策不能因局部影響到主體,需要全面進行深思熟慮,統一安排,只有各個部門相互配合,抓住重點進行綜合治理,才能還人們一個碧水藍天。
2.1 加強河道的規劃設計和質量體系的管理
要想河道的綜合功能發揮到極致,就需要對河道進行合理的規劃和設計,沒有科學合理規劃設計的河道方案就不能達到人們預想的目的,反而是勞民傷財。所以要本著興利的原則,利用現有的河道工程,確定主流河道,引導小河床,修改彎曲河道為順直河道,無論是河道工程的滲透、沖刷還是穩定都要進行精密的計算。從整體上把握,方能做到對河道的合理的規劃。除此之外,還要報到乙級以上設計部門審核,經建設單位初審,報項目法人審批。
2.2 建立河道管理體制
各級政府和水利部門的責任要明確,如果建設單位需要施工,征地或者是林木的砍伐都需要正規的手續;相關部門也要落實河道建設資金,組織實施清障措施,保證施工中的用水用電以及通訊等臨時設施,在建設過程中存在的經濟、管理以及技術問題都要及時進行研究。只有整個工程建設管理程序化、法制化,方能保證其與市場經濟相適應,才能真正發揮河道的作用,利國利民。
2.3 污染治理
城市河道綜合治理已經引起人們的廣泛關注,各國都有不同的治理措施,常用的有物理法、化學法和生物法以及綜合法,這些不僅有利于改善城市風貌,更有利于改善城市水系和人們的生存環境。物理方法主要是疏挖底泥、引水調水,而化學方法主要是加入化學藥劑殺藻、加入石灰脫氨、加入鐵鹽促進磷的沉淀等。常用的生物法比如:土地處理法、水生植物凈化法等。隨著人們對河道處理研究的不斷深入,國內外還出現了不少新工藝,新工藝的特點就是朝著組合工藝的方向發展。
2.4 加強生態建設
樓蘭古城轉眼灰飛煙滅,同樣,21世紀的今天,生態環境的惡化同樣威脅著人們的生存,表現最為突出的就是水環境惡化,而水的輸送體―――河道,如果沒有良好的生態環境,那么在一定程度上將直接影響到水環境的保護。關于河道生態問題,人們也做出過各種努力,但并不是所有的努力都會有良好的結果,比較常用的就是裁彎取直進行河道改造,但是萊茵河的改造不能不讓人們深思,不科學、不全面的河道改造只會適當其反。
如今,人們又不斷地用鋼筋、混凝土等現代材料來進行河堤的修建,而在日本就有人提倡用木樁、卵石等天然的材料進行修建,并且命名為“生態河堤”。我國專家最近也提出了“利用好洪水效益”的全新觀點,因為洪水可以補給地下河水,沖刷河槽。除以上方式以外,還可以積極地綠化河堤及其保護區,改善城市河道的水質,這也是促進城市河道生態發展的有效途徑
2.5 景觀建設
在城市河道的綜合治理中,加強河道景觀設計不僅可以改善城市的面貌,也可以帶來良好的社會、環境以及經濟效益,如果達不到預期的目的,就需要追究設計的觀念和其他重要的因素,因為河道景觀設計畢竟牽扯許多因素。在進行生態設計的時候,需要依據生態學的原理,模擬自然河道,保護生物的多樣性,依據美學的原則,保持自然的線形,盡量使用天然材料,創造自然生趣,同時還要保護人文景觀,維護歷史文脈的延續性,恢復和提高景觀的活力。
參考文獻:
[1] 李慶哲. 城市河流景觀評價研究[D]. 東北師范大學, 2011(2).
關鍵詞:生物 生態 修復技術 內涵 外延 應用
1 概念、定義及主要特點
何謂“生物-生態修復”,它的內涵和外延應該如何確定,以及不同技術措施的作用、效果和聯系如何,等等。回答這些問題對推進和實施河流生物-生態修復工作具有重要意義。
1.1 河流生物修復
生物——系指有生命的物體。一般指動物、植物和微生物。有時專指微生物,如生物制劑、生物制品等等。污水生物處理和河流生物修復中的“生物”,一般專指“微生物”,不包括“植物”和“動物”。廣義的生物修復也包括“動物”和“植物”修復。
生物修復——是指利用微生物的生命代謝活動減少存于環境中有毒有害物質的濃度或使其完全無害化,使污染了的環境能部分或完全恢復到原始狀態的過程。它包括:①污染土壤的生物修復;②污染河流的生物修復;③污染湖泊的生物修復;④污染地下水的生物修復;⑤污染海洋的生物修復;⑥污染大氣的生物修復;⑦固體廢物污染的生物修復等。
河流生物修復——是指用微生物或微生物菌群來降解河流水體中的有機物或有毒有害物質,如COD、BOD5、有機氮或氨氮、石油類、揮發酚等,或使這類物質變成無毒的、無害的,如二氧化碳、氮氣或水等,從而使河流水質得到改善,河流生態得到恢復或修復。生物修復已成功應用于土壤、地下水、河道和近海洋面的污染治理。
河流生物修復工程——是指利用生物修復技術在河道內或河道傍側修建或實施的旨在改善河流水質、治理河流污染的工程或非工程的技術手段。它包括:河道或水庫內,以及壩、陂前的增氧曝氣工程,用于改善或處理河流水質的河流傍側工程、河流底部工程,以及直接向河道內投放特種、高效菌種或利用特種、高效菌種直接凈化河流水質的工程技術等。
1.2 河流生態修復
生態——指生物在一定自然環境下生存和發展的狀態,也指生物的生理特性和生活習性。此概念下的“生物”,一般不包含“微生物”。
生態修復——是指利用生態工程學或生態平衡、物質循環的原理和技術方法或手段,對受污染或受破壞、受脅迫環境下的生物(包括生物群體,下同)生存和發展狀態的改善、改良或恢復、重現。其中包含對生物生存物理、化學環境的改善和對生物生存“鄰里”、食物鏈環境的改善等。
河流生態修復措施主要包含:①工程措施。如:生態河道、生態堤岸、人工濕地和人工產卵場、越冬場、育幼場、回游通道,以及河道內增氧曝氣等等;②生物措施。如:植物生態修復措施,動物生態修復措施,生物增殖、放流技術等;③綜合措施。如:微生物修復與植物、動物修復的結合,微生物修復與生態河道、生態堤岸的結合,生態、生物修復與保育、管理措施的結合,河道內生態修復與河道外濕地修復的結合,陸地水土保持、生態修復與河流生態修復的結合,等等。
1.3 河流生物修復與河流生態修復的異同
目標和對象不同:河流生物修復的對象是水質;目標是改善河流水生生物生存、生活和繁衍、發展的水質條件。河流生態修復的對象是水生生物生存和發展的整個環境,包括水量、水質、水位、流速、水深、水溫、水面寬度,漲水、落水時間,以及產卵場、越冬場、育肥場、回游通道的修復或恢復等等;目標是為水生生物或特有的生物種群提供良好的生和發展環境。
所采用的技術和手段不同:生物修復的技術核心是微生物及微生物使用和利用等。生態修復的核心技術是生態工程學和生物、生命科學等。
兩者的共同點和不同點:生態修復可以包含生物修復,生物修復可以是生態修復的一個部分或一項主要內容;兩者的共同點或共同目標都是改善或改良生物的生存和發展環境。不同點是:生物修復是針對水體污染的修復,生態修復是針對水生生物及其生存環境的整體修復。
對于污染嚴重,并有產卵場、育幼場、越冬場或回游通道損傷及破壞的河流,一般應首先采取生物修復技術恢復河流水質,然后采取生態修復措施恢復河流生物棲息地和回游通道等。
1.4 河流生物修復工程與城鎮污水處理廠的異同
相同點和不同點:河流生物修復是利用微生物凈化污水的特點和規律,對受污染水體(河流)進行凈化處理的技術;城鎮污水處理廠是利用微生物凈化污水的特點和規律,對用管道收集到的社區污水進行凈化處理的技術。城鎮污水處理廠的出水可排入河流,也可用作市政回用、沖廁、農灌等等;河流生物修復工程處理過的河水一般必須重新流入河道。兩者的相同點是技術內涵完全一致,不同點是工作對象的來源和工作成果的服務對象。
由于污水處理廠工程和生物修復工程所處理或針對的水源不同和處理后的水量所服務對象不同,從而導致了污水處理廠工程與河流生態修復工程在建設地點、規模、工藝流程、產品形態、表現形式等諸多方面的差別。一般情況下,城市污水處理廠的進水污染物濃度高、變化小,河流生物修復工程所針對的河水濃度相對較低、變幅很大;在水量方面,河流生物修復工程面臨的變化更大。因而,在工藝設計中,一般要求河流生物修復工程具有更強的耐沖擊能力和防堵塞能力等。
1.5 河流生物修復與河湖污染直接凈化和“就地生物處理”的異同
除了河流生物-生態修復之外,河湖污染直接凈化、“就地生物處理”等詞語也經常被有關專家推崇和一些學者“炒作”。筆者認為:河湖污染生物修復工程技術與河湖污染生物直接凈化工程技術、河湖污染“就地生物處理”工程技術,在內涵和外延方面沒有明顯的區別,其實質都是利用生物處理技術就地治理河湖水質污染,其表現形式也是相互包含或完全一致的。
1.6 河流生態修復與傳統河流整治工程的異同
河流生態修復工程的目標是:修復或恢復受到污染、破壞或工程脅迫的水生生物的生存和繁衍的物理、化學和水文環境,及其“鄰里”依存和食物鏈的關系。傳統河流整治工程的目標是:防治洪水決堤、漫溢和確保人類社會、經濟和生命財產安全;或者是保證河流的航運能力等經濟功能。兩者的直接目的和目標雖然相差甚遠,但其工作的對象卻完全一致,即都是將工程的措施作用于河流或河道。因而兩者的設計和實施過程,必然會存在著諸多的不同、對立和矛盾。這種對立和矛盾必須通過目標分析和不同學科人員之間的溝通、協調和共同努力進行解決。因為兩者的最終目標都是為了人類自己。
為此,從20世紀70年代開始,發達國家科技界和工程界針對水利工程對河流生態系統的負面影響,開發研究了河流生態恢復的理論和技術。從而,確立了解決這種矛盾和對立的基本方法和規則。河流生態工程在德國稱為“河流生態自然工程”,日本稱為“多自然型建設工法”,美國稱為“自然河道設計技術”。與之相應,一些發達國家在河道整治工程和堤防工程設計、施工規范中增加了河流生態建設的內容,或者頒布了專門的河流生態工程設計導則。依據這些導則和方法,河道水利工程在滿足防洪、防災和經濟目標的同時,可以兼顧河流生態修復和恢復需求。 2 不同技術措施的適應性評價及其合理使用
2.1 對受污染河流的適應性
河流污染治理一般應從源頭做起。但源頭治理能力也是有限的。以深圳河(含深圳灣,下同)的污染治理為例,截止2003年底,該流域已建污水處理廠四座,設計污水處理能力為142萬m3/d,比當年實際污水排放量125萬m3/d高 16.6%。然而,深圳河水質依然黑臭,常年處于劣Ⅴ類的狀態。通過分析認為:污水截流不徹底和深圳河納污能力過小是主要原因,除此之外,還有城市面源和部分城區尚未截流等原因。一般認為,對于類似深圳市自然環境和社區經濟布局的城市,污水截流管網健全,城市污水截流率可以達到90%,最高很難超過95%。深圳市河流枯水期的污水量遠遠大于徑流水量,有10%的未截流污水,加上面源污染等因素,河流依然黑臭,應該是在情理之中的。除此之外,還有城市污水管網收集不到的邊緣村鎮污水,以及城市污水處理廠對氨氮、總氮、總磷的去處能力十分有限等,也是需要實施河流污染生物-生態修復的主要原因。
河流污染生物-生態修復與城市污水處理廠相比,主要優點在于:①不需要占用城區土地或優質耕地;②不需要高于城市污水廠投資數倍的管道網絡及其維護;③距城市居民區一般相對較遠,不擾民或者較少擾民等。然而,河流污染生物-生態修復在治理污染方面,僅僅是對城市污水處理廠的補充,而不能代替城市污水處理廠。因為大量、高濃度城市污水采用污水處理廠治理比采用河流生物-生態修復治理經濟的多。
在河流生物-生態修復措施中,對于污染相對嚴重的河流,使用生物(微生物)修復比生態修復工程措施要優越得多。在生物修復工程中,河底工程和河道傍側工程一般有微生物固定化的措施,比采用沒有微生物固定化措施的河中曝氣或直接投加微生物的效果好得多。在使用的微生物菌種方面,使用有針對性的高科技微生物菌種,比使用自然微生物菌種的效果好得多。
2.2 對富營養化水體的適應性
湖泊、水庫和河口、海灣、近海的富營養化,是人類社會的一個難題。城市污水處理廠和河流生物修復的辦法,對有機污染物的治理效果十分顯著,但當有機物被氧化、分解和揮發、無害化之后,總是仍有相當部分已經無機化的氮、磷營養物質不能得到去除。對于無機磷污染物,采用化學的辦法基本可以得到有效;對于無機氮污染物,目前還沒有比較好的處理方法。這些營養物質進入湖泊、水庫、河口、海灣、近海等緩流水體后,在適宜的環境條件下,會使水體中某些藻類或植物瘋長,產生水華、赤潮和富營養化,從而導致嚴重的生態災難和水生生物死亡,以及造成湖泊水面萎縮、甚至消失等。
氮、磷元素是植物生長必需的營養物質。因而,治理氮、磷最好辦法是植物生態處理或植物生態修復。對于城市而言,土地是制約植物生態處理和修復的重要因素。充分利用河灘、湖灘、海灘、海灣及其它濕地,以及荒地、林地、草地等治理氮、磷污染是重要的。對專門用于治理氮、磷污染的濕地而言,在海灘、海灣、河口和淺海,以紅樹林和海帶植物比較好;對陸域濕地,以蘆葦、茭草、蒲草、茭白等植物比較好。對河、湖、水庫、海灣、海岸進行生態修復,必須滿足防洪、防潮和景觀等要求。
2.3 對水利工程脅迫的適應性
水利工程對河流生態的脅迫主要表現在兩方面:一是河道、航道整治使自然河流渠道化,從而破壞水生生物的產卵場、棲息地和河流形態的多樣化,以及減弱河流的自然凈化能力和破壞岸邊生態系統;二是水壩建設使自然河流非連續化,從而淹沒生物產卵場、棲息地和阻斷魚類的回游通道,以及降低河流的自然凈化能力和破壞河流形態的多樣性等等。對此,可采用河道、河型多樣化的生態修復措施,設置人工產卵床,建設人工產卵場、棲息地和回游通道,以及人工放流等措施緩解。水利工程對河流生態的脅迫主要是生物生境和生態條件的改變,因而,修復的措施以河流生態水工學和水生生物增殖、放流措施為主。
3 河流生物修復的技術類型及其應用
3.1 河道底部生物處理修復工程
以深圳市大沙河河底式生物處理工程為例。該工程坐落在深圳市南山區大沙河大學城河段,設計污水處理能為4000m3/d,設計水流停留時間4.8h。采用的處理技術為日本 “自然循環方式水處理系統技術”。該技術的創新特點是利用自然土壤和水田對污水凈化的原理,不使用任何化學藥品,通過使用石頭、木炭、塑料球以及經過特殊加工的木炭(生物炭),作為凈化過濾材料達到綜合凈化污水的目的。
該工程的主要設施由6個單元組成,分別為污泥儲存單元、水量分流單元、接觸沉淀單元、接觸曝氣單元1、接觸曝氣單元2和出水整理脫色脫臭單元等。通過這幾個單元的組合,可以高度去除污水中的BOD、COD、SS和LAS(陰離子界面活性物質),同時,也能有效去除氨態氮。處理效果見表1。 3.2 河道傍側生物處理修復工程
北京二道河傍側生物處理與修復工程。該工程坐落在北京市順義區首都機場附近,設計日處理污水量1.7萬m3/d,采用的處理技術為固定化高效微生物—曝氣生物濾池(簡稱I-BAF)。該工程屬實驗工程,僅有一個長100m、寬6m、有效水深5.5m的長條形曝氣生物濾池,有效池容3300m3,停留時間4.7h。濾池內填裝網狀懸浮大孔載體,載體高度3.2m。工程的前處理部分僅有一個格柵和一個用堆石壩攔截污水形成的回水區,依次起到穩定取水和沉淀泥沙的目的。處理效果見表2。
另外,日本江戶川支流坂川古崎凈化場,韓國漢江支流良才川水質凈化廠等河道傍側工程的處理效果也很好。
3.3 河道內曝氣和高效微生物處理修復工程
河道水體人工曝氣復氧是一種有效的河流生物-生態修復技術。20世紀60年代起,國外已有不少國家應用人工曝氣復氧改善河流水質和生態環境。如,德國的魯爾河、萊茵河,英國的泰晤士河、特倫物河,美國的福克斯河、佛博河及威斯康星河等,均有成功的工程范例。在國內,上海環境科學研究院對蘇州河水體進行了實驗室研究,結果表明,即使黑臭程度高的河水,在有氧條件下20小時后臭味也可基本去除,水體顏色明顯改觀,COD、BOD濃度大幅下降。
微生物作為河流生物修復技術的核心,國外的開發研究很多。美國、英國、加拿大、日本、巴西等國家,已有上百種商品化的微生物制劑可供選用。根據實驗結果,在處理特種廢水方面,高效微生物比普通微生物高幾倍到十幾倍,而且還能夠處理普通生物法不能處理的廢水。在城市污水方面,使用高效微生物除具有良好的COD、BOD5去除效果外,還具有良好的脫氮除鱗效果。將高效微生物直接用于河流水質修復,成本較高,容易造成流失和浪費,目前國內使用的不多。但通過微生物固定化技術或生物濾池技術,使用高效為生物的實例國內已有許多。
4 河流生態修復的技術類型及其應用
4.1 山區河流的生態修復
山區河流比降大、水流急,寬深比小,來沙量遠遠小于挾沙量,河床往往有大石塊和不均勻的麻砂組成。經過自然發育后,往往形成階梯—深潭結構的河道形態。階梯-深潭結構穩定了河床,從而穩定了岸坡,在一定的溫度和降雨條件下兩岸有發育良好的植被,河流底棲動物密度比鄰近的具有同樣氣候水文條件但不發育階梯-深潭結構的河流高出1000多倍,生物多樣性指數也大得多。這是由于階梯-深潭創造了多樣性的生物棲息地的緣故。
目前,德國、日本和我國的臺灣等,都在模擬使用階梯-深潭結構治理山區河流和修復河流生態。 4.2 生態護岸工程
生態護岸的目的在于為野生動物提供棲息地和隱蔽場所,保障自然環境和人居環境的和諧統一,對河岸進行加固,防治河道淤積、侵蝕和下切等。生態護岸材料主要有:石頭、木材、多孔混凝土構件和自然材質制成的柔性結構等等。在設計新材料護岸時,應確保水流作用下的結構安全,選擇能夠適應河流長期演變的結構形式,與河灘地和丁壩組合在一起保護護岸穩定。
我國深圳市已建人工濕地生態修復與處理工程數座,對COD的去除率一般可達70%~80%,對氨氮的去除率一般可達50%~60%。每1m3/d處理能力的占地面積大約為3m2。
4.4 人工產卵場、棲息地和回游通道工程
過魚設施的基本原理是利用魚類的向流(逆流)行為,人工創造更大的流速,將魚誘入進口,讓魚類自行溯游過壩,或運用各種手段運送過壩,主要有魚道、魚閘、升魚機、集運魚船等。
人工模擬產卵場、棲息地是指在壩下附近的支流或人工渠道內,模擬產卵場、棲息地要求的環境,讓魚類自行進入產卵場或棲息地(下圖為某河流上的魚類洄游通道)。
4.5 人工增殖站和生物放流工程
人工繁殖放流是指建立人工產卵場,收集和培育親魚,人工催青,人工孵化育苗,培育魚種,將一定規格的幼魚放入壩下河流,讓其下海生長。目前國內外都十分重視設置人工增殖站,開展人工增殖、放流工作,用于解決水壩對水生生物的阻隔。
水庫修建后,營養物質在庫內富集,浮游生物迅速生長,如果不能很好利用,將會自然死亡,惡性循環,從而造成富營養化和水質污染等。按照生態平衡原理,合理投放食用不同浮游生物的魚種進庫,進行生態修復,用產品的形式讓富營養物質出庫,既能清潔水庫,又能收獲魚產,可以做到一舉兩得。所有這些,都需要有生命科學和生物、生態技術作為支撐。
主要參考文獻:
1 上海辭書編輯委員會,辭海,上海辭書出版社,1979年;
2 中國大百科全書編輯部,中國大百科全書(環境卷),1980年;
3 董哲仁等,受污染水體的生態修復技術,水利水電技術,2002,(2);
4 董哲仁,生態水工學的理論框架.水利學報.2003,(1);
5 Loftin KA,Toth LA.Kissimmee River Restoration:Alternative Plan Evaluation andPreliminary Design Report[R]. South Florida Watermanagement District,West Palm Beach,Fla.1990;
6 National Research Council,