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關(guān)鍵詞:河道;水環(huán)境治理;多方位生態(tài)修復(fù)
1技術(shù)概述
多方位生態(tài)修復(fù)是一種以多管齊下為方針的水環(huán)境綜合治理模式,將不同的治理技術(shù)結(jié)合到一起,并通過(guò)管理的統(tǒng)籌,實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效運(yùn)行,目前主要包括四個(gè)方面,即對(duì)外源污染進(jìn)行截留、對(duì)內(nèi)源污染進(jìn)行控制、人工凈化以及對(duì)水體自?xún)裟芰Φ募訌?qiáng)。其中,對(duì)外源污染進(jìn)行截留指的是通過(guò)雨污分流和生態(tài)駁岸的建立將外源污染截留于河道范圍以外;對(duì)內(nèi)源污染的控制指的是采取河道清淤及生物酶對(duì)不同類(lèi)型的內(nèi)源污染進(jìn)行控制與消減;人工凈化指的是利用超微凈化等新方法對(duì)已經(jīng)被污染的水體實(shí)施凈化;水體自?xún)艄δ艿募訌?qiáng)是指通過(guò)生物群落構(gòu)建或完善來(lái)提高水體的自?xún)裟芰1]。這項(xiàng)技術(shù)完全摒棄了過(guò)去單一、落后的治理方式,在當(dāng)前的水環(huán)境綜合治理工作中具有很多優(yōu)勢(shì)。例如,它能有效截污,避免污染物直接進(jìn)入河道,防止富營(yíng)養(yǎng)化,實(shí)現(xiàn)源頭控制;采用周期性的清淤方式,河道淤泥不再逐年累積,防止內(nèi)源污染;采用人工凈化的措施,當(dāng)水質(zhì)的惡化情況比較嚴(yán)重時(shí),立即啟動(dòng),對(duì)水體迅速凈化,盡快恢復(fù)透明度;完善河道的水生態(tài)系統(tǒng),在凈化水質(zhì)的基礎(chǔ)上,增強(qiáng)景觀效果。最近幾年以來(lái),各個(gè)行業(yè)發(fā)展迅猛,帶動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,從生產(chǎn)角度來(lái)分析,由于各大工廠建設(shè)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大,日用品種類(lèi)越來(lái)越多,工業(yè)生產(chǎn)量日益增大,對(duì)水體產(chǎn)生較大的污染。當(dāng)前,大部分的湖泊,包括水庫(kù)邊緣,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些綠色、懸浮物體,很多魚(yú)塘的表面漂浮大量死魚(yú),農(nóng)村的小水溝內(nèi)部水體變黑,發(fā)出惡臭味道。在城市居民樓附近,一些景區(qū)用水的含氧量特別低,會(huì)滋生大量細(xì)菌與病毒,而變質(zhì)水體當(dāng)中繁殖較多的蚊蟲(chóng),使得河道水環(huán)境治理難度越來(lái)越大。多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)的出現(xiàn),不僅能夠有效提升河道水環(huán)境治理效果,而且可以實(shí)現(xiàn)全方面實(shí)施,減少生活污水量,保證水體更加清潔。該技術(shù)能夠從多個(gè)方面對(duì)河道水環(huán)境污染進(jìn)行有效修復(fù)與治理,以便早日實(shí)現(xiàn)生態(tài)平衡目標(biāo)。
2外源污染的控制
暴雨初期,雨水造成的污染可能比生活污水嚴(yán)重,只對(duì)點(diǎn)源污染進(jìn)行控制無(wú)法從根本上改善水環(huán)境?;诖?,針對(duì)面源污染,覆蓋多個(gè)方位的綜合生態(tài)修復(fù)手段可以設(shè)置自動(dòng)膜率裝置,起到有效控制的作用。它屬于工程化處理手段,以超低壓膜過(guò)濾為核心,能在前處理的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)膜過(guò)濾,系統(tǒng)獨(dú)立且緊湊,能對(duì)雨水徑流中存在的污染物進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)和高效率的去除。該裝置的濾芯采用折疊式結(jié)構(gòu),過(guò)濾面積較大,能在截污基礎(chǔ)上使裝置正常過(guò)水。過(guò)濾系統(tǒng)還設(shè)置了過(guò)濾后水體的臨時(shí)儲(chǔ)存裝置,可以在暴雨之后對(duì)濾芯進(jìn)行自動(dòng)反沖洗,進(jìn)而減少污染物累積,延長(zhǎng)濾芯壽命,降低裝置的維護(hù)成本。這一裝置主要安裝在管網(wǎng)進(jìn)入河道以后的末端,對(duì)攜帶大量污染物的雨水實(shí)施過(guò)濾,然后排入水體中,避免河道直接遭受污染,能從根本上解決二次污染問(wèn)題[2]。對(duì)于沒(méi)有排入管網(wǎng)的雨水,可以借助滯留系統(tǒng)使河岸具有可滲透性,以此減少直接進(jìn)入水體的徑流量,實(shí)現(xiàn)對(duì)污染負(fù)荷的有效控制。過(guò)去,駁岸僅重視水運(yùn)和防洪,使得生物多樣性與生態(tài)環(huán)境都受到很大的破壞。在這種情況下,人們可以采用生態(tài)駁岸的方式,形成一個(gè)具有良好滲透性的界面,絕大部分植被都能起到應(yīng)有的穩(wěn)定水土作用,并涵養(yǎng)水源。另外,生態(tài)駁岸還支持棲息地與生物走廊等的修建,以此進(jìn)一步提高駁岸整體生態(tài)調(diào)控能力。該系統(tǒng)采用建立滲透性駁岸的方式,把陸地、水面和駁岸連成一個(gè)整體,將植物的間隙、所有類(lèi)型的空隙與孔洞都視作能量及物質(zhì)的傳輸途徑,而且流速帶還能加強(qiáng)水和空氣之間的接觸,增加氧的溶入,提高水體凈化水平[3]。
3內(nèi)源污染的控制
底泥污染是外源污染在進(jìn)入河道后不斷沉淀形成的,對(duì)城市河流水質(zhì)有很大的影響,屬于二次污染源。即便對(duì)外源污染進(jìn)行了有效控制,但底泥含有的污染物會(huì)釋放到水體中,對(duì)覆水體的水質(zhì)造成影響,產(chǎn)生二次污染。對(duì)此,可采用機(jī)械設(shè)備清淤和生物酶修復(fù)充分結(jié)合的技術(shù)來(lái)有效控制這一污染,即將生物和物理措施相結(jié)合,這不僅具有很高的去除效率,而且能達(dá)到可持續(xù)起作用的目的。機(jī)械設(shè)備清淤能改善底泥及水體理化性質(zhì),但成本比較高,所以只能在面積較小但污染負(fù)荷很高的水域中使用。在面積較大但污染負(fù)荷不高的水域,可利用生物酶對(duì)底泥進(jìn)行修復(fù),它的修復(fù)機(jī)理為:酶具有的活性先激活了底泥微生物的活性,以此提高微生物的污染降解性能。提高微生物自身活性以后,微生物還能對(duì)之后產(chǎn)生的底泥進(jìn)行持續(xù)處理,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)凈化修復(fù)的目標(biāo)。
4人工凈化體系
如果外界的污染物以較快的速度進(jìn)入河道中,河道系統(tǒng)此時(shí)還處在不穩(wěn)定的狀態(tài)或失衡的狀態(tài),人們要采取應(yīng)急措施,立即凈化惡化水體,使水環(huán)境系統(tǒng)保持完整。對(duì)此,應(yīng)采用人工凈化方式來(lái)干預(yù),提高河道對(duì)干擾的應(yīng)對(duì)和抵抗能力。現(xiàn)階段較為主流的人工凈化方法為超微凈化,它屬于界面技術(shù),利用超高壓進(jìn)行氣水混合,處于超飽和條件生成氣泡,以此對(duì)藻類(lèi)、有機(jī)物與重金屬等進(jìn)行有效氧化,提高含氧量,保證水體的能見(jiàn)度,這是一種對(duì)污染水體進(jìn)行凈化的有效工藝。這一工藝能逐步消除包含重金屬、黑臭水和水體渾濁與發(fā)綠等在內(nèi)的各項(xiàng)問(wèn)題。比如,對(duì)于已經(jīng)發(fā)綠的水體,采用微米級(jí)氣泡能快速將藻類(lèi)黏附清除干凈;對(duì)于比較渾濁的水體,采用超微氣泡,能對(duì)水體中的泥沙及膠體進(jìn)行快速吸附與分離;而對(duì)于黑臭水,采用超微氣泡能對(duì)自由基與氫氧基進(jìn)行沉降,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的有效分解及氧化處理。
5水體自?xún)裟芰Φ膹?qiáng)化
從河道水體自身角度講,生態(tài)系統(tǒng)能強(qiáng)化它的凈化能力,現(xiàn)在已經(jīng)在修復(fù)工程大量應(yīng)用。水生植物群落的建立可能涉及浮葉植物、挺水植物與沉水植物。其中,挺水植物和浮葉植物不僅能提高景觀效果,還能凈化水質(zhì)。沉水植物可以使河道的生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定,保持生物多樣性,這是生態(tài)修復(fù)工作的核心,可以促進(jìn)能量及物質(zhì)的循環(huán)。對(duì)于岸邊水深較淺的區(qū)域,可以布置水下草皮,采用四季常綠的低矮型苦草;在中部水深較大的區(qū)域,可采用水下森林的形式,植物的選擇遵循四季常綠與體型較高的基本原則,這樣能有效提高景觀度,彌補(bǔ)深水區(qū)缺乏景觀的缺陷。以上群落構(gòu)建方式的作用機(jī)理為:首先,采用沉水植物對(duì)富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行吸收,如氮磷等;其次,對(duì)水體中存在的硝化及反硝化予以加強(qiáng),起到清除總氮的作用;再次,加速懸浮物質(zhì)的沉降,對(duì)底泥的二次懸浮進(jìn)行控制,減少其氮磷等物質(zhì)的釋放;同時(shí),促進(jìn)植物光合作用,增加氧的釋放量,使底質(zhì)含有的磷和鐵、鋁充分結(jié)合,從而加快磷的沉積速度;最后,加強(qiáng)化感效應(yīng),通過(guò)對(duì)沉水植物的布置,釋放出很多化感物質(zhì),這些物質(zhì)對(duì)藻類(lèi)植物生長(zhǎng)繁殖有明顯的抑制作用。另外,還應(yīng)充分考慮水生動(dòng)物群落,如浮游類(lèi)、大型魚(yú)類(lèi)與底棲類(lèi)等。其中,大型魚(yú)類(lèi)的布置遵循完善生物鏈和保證景觀效果的基本原則進(jìn)行;合理布置底棲動(dòng)物能沉淀和過(guò)濾水體,動(dòng)物能捕食底質(zhì)中的腐敗殘?bào)w與有機(jī)質(zhì),以此減少底質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生量;建立浮游類(lèi)動(dòng)物的群落是指向河道中投加水蚤等浮游生物,水蚤可以對(duì)水體中的細(xì)微腐泄物質(zhì)及藍(lán)藻進(jìn)行捕食,以此保證水體的透明程度,加快生態(tài)系統(tǒng)的形成與完善。除此之外,浮游生物還能作為魚(yú)類(lèi)餌料,使水體中含有的有機(jī)物及藍(lán)綠藻都變成動(dòng)物蛋白質(zhì),為魚(yú)類(lèi)提供營(yíng)養(yǎng),最終形成一條良性的生態(tài)鏈。
6實(shí)例分析
本文主要以排渠河道為例,此河道位于兩交通大道交匯位置,其中,示范區(qū)的河道位于某交通道上部,長(zhǎng)度為330.0m,寬度為30.0m,水深為0.6m。在河道示范區(qū)內(nèi)部,原來(lái)的水體為黑色,發(fā)出惡臭味,透明度比較低,水體當(dāng)中的COD、NH3-N含量分別是295.8mg/L、13.87mg/L,超過(guò)地表水質(zhì)指標(biāo),屬于重點(diǎn)治理水質(zhì)。為了保證河道水體得到更好凈化,相關(guān)單位決定采取多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行治理。因?yàn)樵摵拥郎嫌窝鼐€并沒(méi)有采用截污方案,周?chē)用竦纳钗鬯陀晁湃牒拥乐校缓箜樦鴾锨斔椭林付ǖ暮拥纼?nèi)。針對(duì)這一實(shí)際情況,有關(guān)部門(mén)要遵循外源截留原則,結(jié)合使用聚酯纖維膜和土工膜,以此形成一個(gè)隔膜導(dǎo)流全新模式,把這一隔膜布置于和南岸距離2km的部位,在內(nèi)層鋪設(shè)土工膜,在外層鋪設(shè)聚酯纖維膜。把污水導(dǎo)流至指定區(qū)域下游,能夠有效減少示范區(qū)污水量,保證進(jìn)入示范區(qū)河道中的非溶解性污染物得到更好攔截。長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有處理的雨污水排入河道中,導(dǎo)致示范區(qū)河道底泥含有大量的內(nèi)源污染物質(zhì)。為了減少內(nèi)源污染的出現(xiàn),人們要有效消減底泥內(nèi)源污染,可以在河道內(nèi)部投入適量的生物酶,保證水體與底泥微生物活性得到充分激活,增強(qiáng)底泥微生物呼吸強(qiáng)度與新陳代謝能力,使得河道底部的黑臭底泥得到有效處理,真正達(dá)到河道底泥原位治理的目標(biāo)。通過(guò)成功構(gòu)建水體生態(tài)系統(tǒng),人們能夠有效提升河道水生動(dòng)植物的存活率。因此,在構(gòu)建河道水體生態(tài)系統(tǒng)之前,相關(guān)人員需要在河道的上游位置設(shè)置處理量80.0m3/h的超微凈化設(shè)備,保證河道內(nèi)部的水體得到有效凈化,實(shí)現(xiàn)循環(huán)凈化目標(biāo)。采用良好的人工凈化方案,能夠保證河道水質(zhì)得到良好改善,進(jìn)而為河道水體生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)創(chuàng)建穩(wěn)定的生存條件,滿足河道水生動(dòng)植物的生長(zhǎng)發(fā)育需求。引入生態(tài)修復(fù)措施,可以保證水體修復(fù)成果,使河道水體具有的自?xún)艄δ芎途坝^效果都得到充分發(fā)揮。有關(guān)單位可以在實(shí)際工作中向河道內(nèi)拋灑種子和育苗,形成動(dòng)植物群落。要大力建設(shè)水生態(tài)工程,從本質(zhì)上改善水質(zhì),使水的顏色從淡綠或深綠變?yōu)闊o(wú)色,并使水更為清澈透明,降低所有污染物指標(biāo),基本滿足地表水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求,河道水體具備的自?xún)艄δ軐⒌玫斤@著提升。
7結(jié)語(yǔ)
多方位生物修復(fù)可以應(yīng)用到河道治理工程中,人們要遵循因地制宜的原則,做好環(huán)境修復(fù),充分發(fā)揮河道原有的功能,促使水生態(tài)進(jìn)入良性循環(huán)狀態(tài),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。在對(duì)河道水環(huán)境進(jìn)行綜合治理時(shí),要想使多方位生態(tài)修復(fù)發(fā)揮預(yù)期效果,人們應(yīng)根據(jù)河道實(shí)際情況,認(rèn)真開(kāi)展修復(fù)工作,使河道所有功能均能充分發(fā)揮。水生動(dòng)植物對(duì)河道生態(tài)修復(fù)具有一定功效,而且對(duì)河道水體沒(méi)有任何副作用,能夠保證河道的水下森林景觀效果得到顯著提升。
參考文獻(xiàn)
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2鄧元亮,陳璽.河道水環(huán)境治理中多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2019,(6):112-113.
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作者:盧新平 單位:新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第三師環(huán)境監(jiān)察支隊(duì)