河流生態(tài)修復(fù)方法范文
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篇1
武堯
(華北水利水電大學(xué) 河南鄭州 450011)
摘要:本文研究總結(jié)了城市化對于河流的結(jié)構(gòu)、功能和生態(tài)環(huán)境的演變規(guī)律的影響,并在此基礎(chǔ)上,提出了河流生態(tài)修復(fù)的原則,方法和5個發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:城市化;河流結(jié)構(gòu)和功能;河流生境;演變規(guī)律;河流修復(fù)
1 引言
城市河流是發(fā)源于或流經(jīng)城市的河流,包括自然河流和人工開挖的運河、渠系。城市河流是城市的重要組成部分,在城市人們的生活中起著關(guān)鍵的作用。但是隨著城市化的發(fā)展,城市河流也在發(fā)生著變化。為了能使城市河流更好的服務(wù)于人類,河流健康問題越來越受到人們的關(guān)注,因此城市河流結(jié)構(gòu)、功能和生境變化成為了生態(tài)環(huán)境學(xué)及許多相關(guān)學(xué)科研究的熱點和重點。
2 城市化影響下河流結(jié)構(gòu)、功能的演變規(guī)律
城市化對于河流結(jié)構(gòu)的影響主要體現(xiàn)在對于河流形態(tài)的影響上,城市化嚴重影響著河流,是河流乃至整個河網(wǎng)的形態(tài)都發(fā)生著巨大的變化。
2.1 城市化對河流形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變
城市化對河流的影響,使得河流結(jié)構(gòu)由多元化、復(fù)雜化,趨向單一化、簡單化。而引起河流結(jié)構(gòu)向單一化和簡單化變化的原因,很多學(xué)者也做了不同的研究。
加固河道導(dǎo)致河道的固結(jié)化,裁彎取直導(dǎo)致河道斷面形態(tài)的順直化,疏浚河道導(dǎo)致斷面形態(tài)單一化,和修筑水壩導(dǎo)致河流的不連續(xù)化,是致使河流形態(tài)結(jié)構(gòu)向單一化和簡單化變化的主要原因。
2.2 城市化對河流功能的影響
總之,城市化的發(fā)展在很大程度上導(dǎo)致了城市河流功能的退化。作為一個自然的河流通常有如下的功能:水源供應(yīng)、水產(chǎn)養(yǎng)殖 、交通運輸、水生生物棲息、納污降解、輸水、泄洪、調(diào)節(jié)氣候、補給地下水、觀賞娛樂等多方面。但隨著城市化的發(fā)展,河流的功能越來越簡單化,主要集中于三個方面:納污排放功能;景觀娛樂功能;氣候調(diào)節(jié)功能。
3 城市化影響下河流生態(tài)環(huán)境的變化
健康的河流不僅要有好的結(jié)構(gòu)和功能,而且要保持好的生態(tài)環(huán)境,這對于河流保持其良好的結(jié)構(gòu)和發(fā)揮其正常的功能,具有重要的作用。
河流生態(tài)系統(tǒng)所有生態(tài)服務(wù)功能的發(fā)揮, 主要取決于3方面的過程: 河道系統(tǒng)與周邊地區(qū)之間的物質(zhì)循環(huán)與交換過程、生態(tài)水文調(diào)節(jié)過程、水體中生物消化降解過程。城市化主要是靠影響了河流的水文過程和物質(zhì)循環(huán),從而影響了河流的生態(tài)環(huán)境。
4 城市河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的原則和方法
4.1 城市河流系統(tǒng)生態(tài)修復(fù)的基本原則
河流的生態(tài)修復(fù)需要從整體出發(fā),進行分析,不僅要近期利益,更要考慮長遠利益,在考慮當前經(jīng)濟承受能力的同時,對生態(tài)修復(fù)的總體成本效益進行分析,力求提出最佳的修復(fù)方案,實現(xiàn)綜合效益最大化。
4.2 城市河流系統(tǒng)生態(tài)修復(fù)的方法
高強度的人類活動嚴重損害了城市河道系統(tǒng)的健康,為此, 國內(nèi)外已采取了多種技術(shù)來修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng),總結(jié)起來,主要包括水環(huán)境質(zhì)量、水文特征、結(jié)構(gòu)形態(tài)和種群結(jié)構(gòu)的修復(fù)4個方面。
國外目前比較先進的有Fischenich 提出了城市河流修復(fù)與流域管理的相關(guān)技術(shù),其中詳細闡述了城市化對城市河流的影響;Casagrande對人類活動在濕地生態(tài)修復(fù)中的重要作用進行了剖析;Deason 提出了污水處理的方法,為其他河流污染治理提供了參考;Ludwig和 Bezirksamt針對 Hamburg 河直線化嚴重、生物多樣性消失的現(xiàn)狀,采用非政府組織、公眾參與的方式,對該河中鮭魚的生活習(xí)性進行了研究,以期通過改善其生活條件來達到修復(fù)河流生態(tài)的目的;Udziela 等運用條件價值法( CVM) 對城市鹽堿濕地修復(fù)的非市場價值進行了評估;Brilly 等研究了修復(fù)城市河流魚類棲息地的方法;Jukka Jormola 對國際上利用流域洪水過程改善城市河流生態(tài)環(huán)境的歷史進行了簡要回顧,并列舉了利用洪水管理修復(fù)城市河流和濕地的實例。
目前國內(nèi)應(yīng)用最多的河流生態(tài)修復(fù)方法是:①水質(zhì)凈化技術(shù);②近自然河流治理技術(shù);③生態(tài)需水量確定。
河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)的合理使用, 能使河流的結(jié)構(gòu)與各項功能恢復(fù)到一定程度, 從而達到恢復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)健康的目標。對于特定的河流, 應(yīng)具體分析其受損的功能及程度, 再根據(jù)河流所處的狀態(tài)因地制宜地選擇合理、有效的修復(fù)方法。
4.3 城市河流系統(tǒng)生態(tài)修復(fù)的發(fā)展方向
1)以生態(tài)系統(tǒng)理論為指導(dǎo)進行河流修復(fù)。以往傳統(tǒng)的河流治理方法給河流的生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能帶來了嚴重損害?,F(xiàn)代的城市河流整治應(yīng)以保護、修復(fù)生態(tài)環(huán)境為前提,利用河流系統(tǒng)自身的特性緩解旱澇災(zāi)害并利用河流本身以及水生生物的自凈功能改善水質(zhì),這是城市河流治理研究的新方向。
2)因地制宜,建設(shè)生態(tài)河堤。從現(xiàn)代河流治理思想看,“渠化”、“硬化”是一種不明智的河流治理法。而保持自然是當今國際上通用的治理準則,所以建設(shè)生態(tài)河堤是現(xiàn)代城市河流整治的大勢所趨。
3)建設(shè)以人為本的水景觀。以往傳統(tǒng)的城市河流設(shè)計以滿足人類的社會和經(jīng)濟需求為目標,導(dǎo)致目前城市河流生態(tài)功能的喪失。因此,現(xiàn)代的城市河流規(guī)劃應(yīng)突破傳統(tǒng)的設(shè)計思路,體現(xiàn)“以人為本”的設(shè)計理念,并在此基礎(chǔ)上開展城市河流的生態(tài)化建設(shè)。促進人與自然和諧共處。
4)豐富水文化底蘊。每條河流都包含著自身的歷史和文化底蘊,也反映著地方的風土人情。充分挖掘城市河流的歷史、文化底蘊,與水景觀相結(jié)合建設(shè)城市水文化,突顯當?shù)氐娘L土人情,可以提升城市品位。
5)以流域為單位進行大范圍河流治理與修復(fù)。將研究治理范圍擴大倒流域尺度,從整體上對河流治理進行把握。
5 結(jié)語
城市化的發(fā)展已經(jīng)對河流的結(jié)構(gòu)、功能和生境造成了嚴重的影響,主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的簡單化,功能的減退和生態(tài)環(huán)境的破壞。為了能使河流更好的服務(wù)于人類,應(yīng)該在對河流的健康問題有準確、可靠地分析的基礎(chǔ)上,依據(jù)河流評價的原則和方法,建立相應(yīng)的、行之有效的河流生態(tài)修復(fù)方法,并認真加以實施。在實踐過程中也應(yīng)不斷推進河流生態(tài)修復(fù)新理論和方法的研究和發(fā)展。
參考文獻:
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[3]袁雯,楊凱,唐敏,徐啟新.平原河網(wǎng)地區(qū)河流結(jié)構(gòu)特征及其對調(diào)蓄能力的影響.地理研究,2005,24(5):717~724.
篇2
關(guān)鍵詞:河流;生態(tài)修復(fù);技術(shù)
中圖分類號:S891+.5 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2016)18-0159-01
在我國現(xiàn)階段,河流修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵就是生態(tài)修復(fù)技術(shù),是實現(xiàn)人與自然和諧相處的主要途徑。生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要是通過物資循環(huán)規(guī)律及自然界的凈化能力等對污染水進行治理,這種治理方式具有良好的生態(tài)效果,而且其成本低,不需要能耗,而且容易被開發(fā)。因此,加強城市河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)是非常重要的。
1 河流生態(tài)修復(fù)的原則
1.1 遵循自然生態(tài)原則
河流生態(tài)修復(fù)工作主要對河道生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力進行分析,全面遵循其發(fā)展規(guī)律,對河流資源進行合理利用,全面建立人與自然和諧發(fā)展的生態(tài)體系,促進河流系統(tǒng)的快速發(fā)展。
1.2 可持續(xù)性原則
河流修復(fù)過程中應(yīng)該系統(tǒng)、全面的對各項修復(fù)方案進行分析,并且對各個措施的使用條件、有效性、抗風性、經(jīng)濟性等進行探討,保證河流生態(tài)修復(fù)工作的正常進行[1]。
1.3 景觀和諧性原則
針對現(xiàn)階段河流景觀的宏觀概念進行分析,結(jié)合河道污染及城市經(jīng)濟的具體情況,進行科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計,全面優(yōu)化影響河流修復(fù)的各個因素,有效的實現(xiàn)凈化、治理、修復(fù)與景觀系統(tǒng)優(yōu)化的共同目標。
1.4 綜合效益最大化原則
河流生態(tài)修復(fù)過程中應(yīng)該從流域系統(tǒng)進行分析。將前期、過程及后期利益有效的進行融合,并且將效益進行比較,提高河流修復(fù)效益,并且有效的實現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟及社會綜合效益的最大化。
2 河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)與方法
2.1 恢復(fù)河流自然蜿蜒特性
通常情況下,天然河流都具有蜿蜒曲折的特征,因此,才會出現(xiàn)淺灘、沼澤、急流和河灣等情況,為水中生物提供良好的棲息場所。但是,隨著航運及泄洪的不斷發(fā)展,強行通過人為因素將河流修整成直道,嚴重影響河流的自然形態(tài),導(dǎo)致河流缺乏生物多樣化的特征。因此,在河流生態(tài)修復(fù)過程中,應(yīng)該根據(jù)河流的自然規(guī)律,保證其蜿蜒曲折的特征[2]。還可以根據(jù)其實際情況建造彎曲的水塘及水路,保證河流水環(huán)境符合自然生態(tài)標準。
2.2 生態(tài)護岸技術(shù)
生態(tài)護岸是一種將治水與生態(tài)環(huán)境相結(jié)合的新型護岸方式。主要利用多孔環(huán)?;炷痢⒛静摹⑹瘔K和自然材質(zhì)制造而成的親水性良好的施工材料,用于修筑河流沿岸,有效的加固堤岸,避免水土污染及流失,提高動植物的多樣性,美化河流周圍環(huán)境。生態(tài)護岸集自凈效應(yīng)、景觀效應(yīng)、生態(tài)效應(yīng)及防洪效應(yīng)于一體,促進護岸工程的快速發(fā)展。因為,防止河岸坍塌的主要措施就是生態(tài)護岸,還具有土壤與河水兩者相互滲透的效果,有效的加強河流的自凈能力,促進河流生態(tài)系統(tǒng)的快速發(fā)展。
2.3 改善水質(zhì)
河流生態(tài)修復(fù)的重點工作就是改善水質(zhì)狀況。通常有生態(tài)與生物相結(jié)合方法、化學(xué)化、物理法,其中生態(tài)與生物相結(jié)合方法是最常用、最廣泛、最普遍的方法,主要有生物膜技術(shù)、生物浮島技術(shù)和人工濕地技術(shù)等。
①生物膜技術(shù)。生物膜法的主要作用就是通過河床上依附的生物進行過濾及進化。人工填充載體或者填料,提供給細菌絮凝生長,從而形成生物膜,載體與濾料的表面積表面積比較大,微生物具有數(shù)量大、種類多,有效的加強河流的自凈能力。
②生態(tài)浮島技術(shù)。生物浮島水質(zhì)具有富營養(yǎng)化,主要是利用生態(tài)工學(xué)原理,對水中的磷、氮、COD等元素進行降解,其可以有效的提高水的透明度,并且改善水體的質(zhì)量,抑制藻類生長具有很好的作用。生態(tài)浮島凈化水質(zhì)的主要作用就是充分的利用植物,植物根系具有良好的吸收富營養(yǎng)化物質(zhì)的作用,如,有機物、氨氮、總磷等,充分轉(zhuǎn)移水質(zhì)中的營養(yǎng),避免河流水體因為自循環(huán)不足及封閉導(dǎo)致的富營養(yǎng)化、腥臭狀態(tài)[3]。
③人工濕地技術(shù)。人工濕地技術(shù)的主要作用就是對污水進行處理,在具有一定坡度及長寬比的洼地中,使用填料與土壤進行混合,并形成填料床,使污水在床體表面或者床體縫隙中自由流動,并且在床體表面種植經(jīng)濟價值好、美觀、生長周期長、抗水性強、成活率高及性能良好的水生植物。
具有良好的污水處理效果,具有良好的社會效益、經(jīng)濟效益及環(huán)境效益。
2.4 河流生態(tài)景觀建設(shè)
河流生態(tài)修復(fù)過程就是河流生態(tài)景觀的建設(shè),除了恢復(fù)退化的生態(tài)環(huán)境及改善水質(zhì)環(huán)境,還應(yīng)該使河流實際狀態(tài)接近自然環(huán)境,充分的體現(xiàn)河流美學(xué)價值,充分挖掘城市河流的美學(xué)價值。
在河流生態(tài)修復(fù)時,還可以為人們提供一片休息娛樂的場所。
3 河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)展望
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)已經(jīng)得到了快速發(fā)展,具有良好的效果。其中主要包括對修復(fù)對象進行研究及分析,對其理論性質(zhì)進行深入的分析。整個過程經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜、由河流自身的實際狀況到修復(fù)結(jié)構(gòu)功能,從單一、小尺度的修復(fù)技術(shù)到多學(xué)科、整個區(qū)域的、大層次的、多方面相結(jié)合的過程。在河流生態(tài)修復(fù)在發(fā)展過程中,應(yīng)該以綜合性的修復(fù)技術(shù)為發(fā)展的主要目標。本文就以下幾個方面對河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)展望進行分析。
3.1 制定完整的相關(guān)技術(shù)規(guī)范
在我國現(xiàn)階段,河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)還沒有完善的規(guī)范。因此,在進行河流進行修復(fù)過程中,沒有相關(guān)規(guī)范及標準作參考,加大了河流工程的修復(fù)難度。根據(jù)河流生態(tài)修復(fù)過程中的各個環(huán)節(jié)應(yīng)該制定健全的規(guī)范制度及執(zhí)行標準,才能促進河流生態(tài)系統(tǒng)的快速發(fā)展。
3.2 確定效果出現(xiàn)的具體時間
在河流生態(tài)修復(fù)之后,短期內(nèi)不能充分體現(xiàn)其效果,有的河流由于被嚴重污染,或者水質(zhì)出現(xiàn)問題,經(jīng)過一段時間后才能體現(xiàn)其效果。由于河流生態(tài)修復(fù)不能快速的取得良好的效果,因此,使用生態(tài)修復(fù)技術(shù)是否具有效果是無從知道的,因此,應(yīng)該制定一定的評價標準及體系,對修復(fù)結(jié)果進行檢測。
3.3 講求綜合性修復(fù)的研究
僅僅只考慮單一的生態(tài)修復(fù)技術(shù)不能適應(yīng)現(xiàn)階段河流的快速發(fā)展。現(xiàn)階段,應(yīng)該緊跟時代的發(fā)展,充分考慮河流的整體性,其主要包括河流實際情況及周圍環(huán)境。同時,應(yīng)該使用多個方面的學(xué)科知識,有效的完善河流生態(tài)修復(fù)理論,有效的提高河流生態(tài)修復(fù)效果[4]。
3.4 水生植物的優(yōu)化配置
如何有效提高河流凈化效果,選擇水生植物是非常重要的,針對水生植物中具有抗性的進行分析與研究,并將其進行分類,對癥下藥,才能有效的提高河流的凈化效果。
4 結(jié) 語
河流作為城市生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的重要組成部分,促進城市快速發(fā)展的關(guān)鍵就是生態(tài)系統(tǒng)的受損情況。在河流生態(tài)修復(fù)過程中,應(yīng)該恢復(fù)河流自然蜿蜒特性、加強生態(tài)護岸技術(shù)、改善水質(zhì)及加強河流生態(tài)景觀建設(shè),嚴格遵循綜合效益、景觀和諧性、可持續(xù)性、自然生態(tài)的原則,促進城市生態(tài)穩(wěn)定發(fā)展。
參考文獻:
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篇3
關(guān)鍵詞:城市河流 河流水污染 生態(tài)修復(fù) 綜合污染控制
中圖分類號:TU984 文獻標識碼:A
研究的內(nèi)容和目的
研究的內(nèi)容
與自然河流相比,人類與城市河流間的相互作用更為緊密:一方面,人類更強烈地影響城市河流的水文特性、物理結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境;另一方面,城市的社會經(jīng)濟系統(tǒng)和居民日常生活也更加依賴于城市河流所提供的各種服務(wù)功能。近年來,隨著我國城市河流污染問題愈來愈嚴重,城市河流水污染逐步受到各界重視,對其污染來源、含量、時空分布、遷移轉(zhuǎn)化及其歸宿等方面的研究進一步深入。城市河流水污染的治理在城市建設(shè)中的地位愈發(fā)重要,目前,城市污染河流的治理一般著重于點源包括工業(yè)和生活廢水、非點源包括暴雨污水和底泥等內(nèi)源污染等,而對直接在河道內(nèi)進行水質(zhì)凈化正處于研究的熱點和難點。
研究的目的
根據(jù)過去幾十年國際上的污染河流治理經(jīng)驗、河流生態(tài)系統(tǒng)的特性和污染物遷移轉(zhuǎn)化降解的機理,消除污染源、大量削減污染物的排放量以及恢復(fù)河流應(yīng)有的自然物理結(jié)構(gòu)是治理河流污染和恢復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)功能的最根本措施。但是,根據(jù)我國目前的經(jīng)濟、社會條件,在短期內(nèi)污染源難以得到全面、有效的控制,河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)也需要一個較長的時間過程,因此有必要對已經(jīng)嚴重污染的城市河流進行直接凈化和修復(fù)。
本論文研究的目的在于,總結(jié)發(fā)達國家在河流污染治理和生態(tài)修復(fù)方面的經(jīng)驗,通過對河流水污染控制技術(shù)的研究,力求尋找到經(jīng)濟、節(jié)能、高效、同時又符合生態(tài)環(huán)保要求的城市河流水污染控制方法,從而改善河流生態(tài)環(huán)境,恢復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的功能。
城市河流污染的特點及產(chǎn)生的原因
特點
(1)生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜
城市河流往往是整條河流的某一河段,作為自然流域的一部分,它參與整個水文循環(huán)過程。在城市化初級階段,城市河流呈現(xiàn)自然生態(tài)系統(tǒng)的特性,隨著人類對水資源的利用強度和對水環(huán)境的破壞力度不斷增加,使河流的自然生態(tài)系統(tǒng)日益遭到人類生態(tài)系統(tǒng)的影響,城市河流也就成為兩種生態(tài)交互作用的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)。受人類生態(tài)系統(tǒng)影響特別大的河流,自然生態(tài)系統(tǒng)明顯退化,以致有些河流不但魚蝦絕跡,連水草亦很罕見。
(2) 污染類型齊全
據(jù)估計,全世界各城市地區(qū)每年排入水體的工業(yè)廢水和生活污水達5000億噸以上,使城市河流污染類型十分齊全,主要包括:有機物污染、重金屬污染、酸堿污染、病毒細菌污染、熱污染等
(3) 污染源數(shù)目多、密度高,污染危害嚴重
城市河流的污染源以點污染為主,但由于污染源數(shù)量多、密度高,彼此既相獨立,又互聯(lián)成網(wǎng),雖以點污染形式出現(xiàn),實際上形成與河系相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)狀面污染。
與非城市化地區(qū)相比,城市河流的污染十分嚴重。在未治理之前,泰晤士河、特拉華河、塞納河等許多國際著名的城市河流,都成為城市排污的臭水溝。如東京的多摩川、莫斯科的莫斯科河接納的污水比河流流量高出1倍多。因此,使河流常年黑臭,魚蝦絕跡,河流生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞。英國泰晤士河可以作為危害嚴重的城市河流的典型。18世紀,泰晤士河曾是世界著名的魷魚產(chǎn)地,香魚、銀魚、鱔魚的捕獲量也很大。自19世紀工業(yè)革命開始,泰晤士河水質(zhì)迅速惡化,成為世界上污染最嚴重的城市河流之一。從倫敦到格雷夫賽河污染尤為嚴重,河水中不含氧氣,水色墨黑,伴有臭雞蛋味,河中水生生物和水鳥基本絕跡。1832~1886年間,倫敦曾4次流行霍亂,均與飲用水源遭到污染有關(guān)。僅1849年的一次霍亂,就死亡14000余人。
2、產(chǎn)生原因
城市河流被污染一般是指排入河流的污染物超過了水體的背景值,且改變了水體的理化性質(zhì),使城市河流的生態(tài)系統(tǒng)和水體的功能受到破壞,從而淪為“城市污染河流”。
通過分析和總結(jié),城市河流污染現(xiàn)象的產(chǎn)生主要受到生活污水、工業(yè)污水及農(nóng)業(yè)污水三方面的影響。
(1)城市生活污水排放總量不斷增長,但污水的處理率沒有同步增加,致使河流遭受嚴重污染,既影響了城市河流的水質(zhì),又影響了城市的景觀,破壞了城市的生態(tài)環(huán)境,使人們的健康和生活受到損害。
(2)工業(yè)污水排放仍是城市河流目前的重要污染源。雖然外資企業(yè)、合資企業(yè)和國有大中型企業(yè)的污水得到了有效治理,對污染嚴重的工廠采取了關(guān)閉、搬遷等措施,但是許多中小型企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的廢水沒有得到有效治理,偷排、漏排的現(xiàn)象時有發(fā)生,甚至對有些國家明確規(guī)定不許排放的有毒有害物質(zhì)仍排放入河流,導(dǎo)致河流污染日趨嚴重。
(3)農(nóng)業(yè)污水的排放日益增加。隨著郊區(qū)城市化發(fā)展,小城鎮(zhèn)的生活污水量急劇增加,化肥、農(nóng)藥的流失量也越來越多,而且隨著郊區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,使規(guī)?;B(yǎng)殖場的糞尿和廢水基本上未經(jīng)處理就直接排人河流,成為日益嚴重的污染源。
三、城市河流水綜合治理措施
1、完善規(guī)劃及法規(guī)體系
(l)制定河流污染治理規(guī)劃,加大治理投資力度。在河流污染治理及水環(huán)境治理方面加大投資力度。屆時,使城市污水處理率達到75%以上,達到城市河流基本實現(xiàn)不黑不臭,其支流基本達到景觀水體要求,城市郊區(qū)外的河流達到城市綜合整治的目標要求。
(2)建立統(tǒng)一的河流污染治理機構(gòu)、統(tǒng)一的區(qū)域水管理體制。改變城市河流污染多頭管理的現(xiàn)狀,將水作為資源和產(chǎn)業(yè),一切涉及水的問題,都交由水務(wù)局統(tǒng)一管理,成立了水污染治理指揮部,專門負責水污染治理工作,由水務(wù)局代管。這樣既有利于責任區(qū)分,又有利于徹底改變水管理及水污染控制工作的混亂局面。
(3)健全排污制度,完善排污市場。加強排污的立法和執(zhí)法工作。在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,各市政府應(yīng)擬定了符合城市實際情況的排水條例,制定立法計劃,以較大市立法的形式,對各個城市的排水設(shè)施的規(guī)劃、建設(shè)、運營、養(yǎng)護和排水管理活動進行全面規(guī)范,嚴格實行雨污分流。要花大力氣對現(xiàn)有的排水管網(wǎng)進行深人細致的調(diào)研,對錯接、亂接、雨污合流的管道進行整改,建立獨立、完善的雨水和污水管網(wǎng),徹底實現(xiàn)雨污分流[5]。
(4)建立完善的水質(zhì)監(jiān)測體系。城市河流污染控制很大程度上依賴于一個完善的水質(zhì)監(jiān)測體系。它包括兩方面的內(nèi)容:監(jiān)視企業(yè)排放的污水,控制排污濃度;經(jīng)常監(jiān)測水系水質(zhì),掌握水質(zhì)污染動向,及時發(fā)現(xiàn)污染危險,以便采取防污措施,保護水系。
2、城市河流化學(xué)處理方法
城市河流化學(xué)處理方法主要包括以下幾種:化學(xué)除藻、化學(xué)絮凝以及重金屬的化學(xué)固定等,城市河流的化學(xué)處理方法在運用方面操作比較簡單、效果顯著受到了廣大工作人員的青睞。但它并不是適用任何受到污染的河流,只有在某些特定的條件下加以合理的使用,對于那些污染較為嚴重的城市河流,不但可以有效的控制污染,還可以起到緩解、治理污染的作用。
調(diào)水引流水質(zhì)改善技術(shù)
貫穿城市的內(nèi)河河網(wǎng)水系,由于控制性構(gòu)筑物的限制,使水體沒能與外部大的水體連通,水體處于靜止狀態(tài),天氣炎熱時,水中溶解氧氣的濃度降低,容易導(dǎo)致水質(zhì)變壞。通過工程引流改善水域水動力條件,增加對污染物的稀釋容量,提高局部水域凈化能力,許多城市在水資源綜合利用和調(diào)配中,通過跨流域調(diào)水工程解決了水源空間分配不均問題。例如鄭州市生態(tài)輸水工程就是引用黃河水為淮河流域的賈魯河干支流輸送景觀水,以改善賈魯河干支流水質(zhì)情況。
植物修復(fù)技術(shù)
對河道自然修復(fù)應(yīng)采取生態(tài)化措施,主要是通過恢復(fù)河岸植被,恢復(fù)河岸天然濕地,種植蘆葦、浮萍、睡蓮、水草等濕地水生植物提高水域凈化能力[8]。在城市內(nèi)河水體中種植水生植物,一方面可以通過植物發(fā)達的根系有效地吸收,達到減輕和遏制水體富營養(yǎng)化趨勢的目的;另一方面,通過水生植物的種植和培養(yǎng),還可以起到美化水域環(huán)境、改善城市景觀的作用。
四、結(jié)語
水是生命之源。當今社會,人們對水資源的依賴程度越來越高,水資源的數(shù)量和質(zhì)量已成為制約社會經(jīng)濟事業(yè)發(fā)展的重要因素。合理開發(fā)利用水資源,綜合防治水環(huán)境污染,是科學(xué)發(fā)展觀的具體表現(xiàn),是能否實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要條件。通過本次研究,為城市河流的水污染治理提供了定量化工具,對于實現(xiàn)科技成果轉(zhuǎn)化為社會生產(chǎn)力,實現(xiàn)城市河流環(huán)境保護目標,促進其經(jīng)濟建設(shè)與環(huán)境保護的協(xié)調(diào)發(fā)展,保證其水資源的永續(xù)利用和實現(xiàn)社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。
[1] 閻水玉,王祥榮.城市河流在城市生態(tài)建設(shè)中的意義和應(yīng)用方法[J].城市環(huán)境與城市生態(tài).1999, 12(6):36-38.
篇4
生態(tài)修復(fù)去除氨氮的凈化機理
自然界氮素包括有機氮化合物、無機氮化合物(氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮)。盡管分子氮和有機氮數(shù)量多,但植物不能直接利用,只能利用無機氮。在微生物、植物和動物三者的協(xié)同作用下將三種形態(tài)的氮相互轉(zhuǎn)化,構(gòu)成氮循環(huán),其中微生物起主導(dǎo)作。河流中氮的的去除機制包括:植物和其他生物的吸收、氨化作用、硝化作用、反硝化作用、氨的揮發(fā)作用、NH4+的陽離子交換作用等。通常條件下,有機氮易被微生物分解、轉(zhuǎn)化,因此人們更關(guān)注氨氮的去除。
水生植物根毛的輸氧及傳遞特性,使根系周圍連續(xù)分布好氧、缺氧和厭氧狀態(tài),相當于許多串聯(lián)或并聯(lián)的處理單元,使硝化與反硝化作用能夠在濕地系統(tǒng)中同時進行:再如在植物一礫石床潛流濕地中,植物的根區(qū)效應(yīng)與礫石的多孔性是影響氨氮去除效果的主要因素。微生物硝化、反硝化作用是人工濕地的主要脫氮方式,此外,同時也能被濕地植物直接攝取,合成蛋白質(zhì)和有機氮,再通過對植物的收割,達到去除氨氮的目的。影響人工濕地脫氮的主要因素包括:溫度、溶解氧、微生物可利用的硝態(tài)氮和有機碳、PH值、氧化還原電位、停留時間〕。
目前河道生態(tài)修復(fù)去除氨氮的技術(shù)
1原位生態(tài)修復(fù)
原位生態(tài)修復(fù)是直接在河道中對受損河道進行綜合整治和修復(fù)方法的統(tǒng)稱。主要是通過生物修復(fù)結(jié)合物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)的一個過程。
1.1底泥生態(tài)處理技術(shù)
河道底泥生態(tài)系統(tǒng)是由底泥的化學(xué)組分和生物區(qū)系共同構(gòu)成的。底泥具有一定的緩沖能力,其對河道水質(zhì)穩(wěn)定性具有重要影響。目前較為常見的河道底泥處理技術(shù)就是底泥疏浚。鐘繼承等發(fā)現(xiàn)底泥疏浚能有效的削減沉積物中N、P等營養(yǎng)物,重金屬和持久性污染物等污染物的含量,但疏浚過程中會引起污染物大量向水體釋放,并對底棲生物和微生物胞外酶活性產(chǎn)生危害。有學(xué)者指出城市河道底泥物理疏浚方法效果明顯,但工程量大,投入大,而生物一生態(tài)修復(fù)投入低,處理量大,不易產(chǎn)生二次污染。近幾年來底泥生態(tài)修復(fù)的技術(shù)不斷發(fā)展,出現(xiàn)了包括底泥植物修復(fù)、底泥生物氧化、底泥固定化等方法。童昌華等將水生植物修復(fù)底泥與物理包被底泥進行了比較,發(fā)現(xiàn)經(jīng)水生植物處理的底泥中氨態(tài)氮沒有出現(xiàn)明顯的釋放高峰,且始終保持低水平,其中狐尾草的效果優(yōu)于鳳眼蓮。馮奇秀等廠將底泥生物氧化配方和方法應(yīng)用于黑臭河涌治理,在上游不斷流入污水的情況下,N’H4+一N去除率達到30%。
1.2水生植物修復(fù)技術(shù)
水生植物可通過自身的生長代謝吸收水中的營養(yǎng)物質(zhì),有效的控制水中N的含量。春、夏、秋三季主要種植鳳眼蓮、水浮蓮、浮萍等喜溫水生植物,冬季種植耐寒性水生植物,如西洋菜、小浮萍、殖草等。受污河道經(jīng)鳳眼蓮為主的浮水植物處理,經(jīng)5個月,NH4十一N、TN分別下降21.8%和49.7%。種植蘆葦、菱白、香蒲草,N’H4+一N的去除分別為79.5%、72.7%、59.4%[17。南京莫愁湖種植蓮藕,生產(chǎn)蓮藕為25x104kg/a,帶出N達到60t[18]。4.1.3生態(tài)浮床技術(shù).生態(tài)浮床技術(shù)是根據(jù)生態(tài)學(xué)原理發(fā)展起來的集水環(huán)境治理和生態(tài)修復(fù)一體的實用技術(shù)。生態(tài)浮床又稱生態(tài)浮島。自20年前德國BESTMAN公司開發(fā)出第一個生態(tài)浮床之后,以日本為代表的國家和地區(qū)成功地將生態(tài)浮床應(yīng)用于地表水體的污染治理和生態(tài)修復(fù)。浮床植物選擇原則有四點:(I)盡可能選擇來源方便且適應(yīng)能力較好的本地土著種類;(2)生長量大,繁殖能力強;(3)根系發(fā)達;(4)具有一定的經(jīng)濟價值或觀賞價值。近年來,我國生態(tài)浮床技術(shù)進入快速發(fā)展期,大量學(xué)者進行了相關(guān)的研究。鄭種仁2例等利用水芹處理模擬氨氮類富營養(yǎng)水體,在HRT=6d時,亞硝酸細菌數(shù)為27.OX104個/g水、硝酸細菌數(shù)為1.SXIO4個/g水、N’H4十一N平均去除率達到35%;而當HRT=2天時,亞硝酸細菌數(shù)為1.3X104個/g水、硝酸細菌數(shù)為0.2x104個/g水、N’H4十一N平均去除率僅為6%。徐玉榮等建立梯級生態(tài)浮床系統(tǒng)對黑臭河道進行凈化,N’H4+一N的去除率平均達到71.9%,其中挺水(香菇草)、浮葉(睡蓮)和沉水植物(輪葉狐尾藻)各單元對氨氮的去除率分別為36.1%,22.3%,13.5%。
1.4生態(tài)護岸技術(shù)
生態(tài)護岸是為結(jié)合護岸工程與環(huán)境生態(tài)的要求提出的,既能滿足河道護岸功能,又有利于河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù),其建設(shè)過程融合了水利工程學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生物科學(xué)等多個學(xué)科。1965年,EmstBittmann在萊茵河兩岸種植柳樹和蘆葦。陳楊輝〔25等利用三種形式的生態(tài)護砌去除N’H4+一N的效果分別達到83.6%、83.4%、88.1%。由此可見,生態(tài)護砌對水體中氨氮污染物去除效果的影響顯著。
2異位生態(tài)修復(fù)
對于受污染河流,尤其是水量較大或者污染嚴重的河流,在河流中設(shè)計引流裝置,將受污河水引入河道旁的污水處理設(shè)施中,對其進行集中處理后,再將其排入原河流中。此方法能夠有效去除河道中污染物,并防止污染物向下游擴散。
河道旁建設(shè)的通常是污水處理廠。19世紀,英國在泰晤士河兩岸建設(shè)了一系列污水處理廠。20世紀,聯(lián)邦德國在萊茵河兩岸建造了100多座污水處理廠。然而其高昂的建設(shè)、運行費用限制這種方法在我國河道整治中的應(yīng)用。因此,找到合適的處理方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法成為關(guān)鍵。人工濕地、氧化塘等處理技術(shù)建設(shè)費用低,近年來得到研究人員的關(guān)注,并在許多地方得到實際應(yīng)用。
2.1人工濕地處理技術(shù)
人工濕地是人工建造與監(jiān)督控制的、與沼澤表面類似的處理系統(tǒng),其設(shè)計、建造思想來源于對濕地自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物作用系統(tǒng)研究
。人工濕地是20世紀70年代興起的一種水體污染生態(tài)治理技術(shù),因其建設(shè)、運行費用低,能耗少,維護方便,且具有一定的景觀作用等優(yōu)點,該技術(shù)越來越受到人們的重視。2006年,吳建強等在江蘇省新沂河河漫灘上構(gòu)建了一個表面流人工濕地系統(tǒng)(SurfaeeFlowConstruetedWetland,SFW),人工濕地的進水N’H4+一N濃度為1.37一20.18mg/L,四種不同種植植物對其去除效率分別為64.27%、70.49%、66.78%、58.52%。
2.2穩(wěn)定塘處理技術(shù)
穩(wěn)定塘,又稱氧化塘或生物塘,是一種利用天然池塘的自然凈化能力對污水進行處理的構(gòu)筑物的總稱。通常是改造廢棄魚塘或者將土地進行適當休整,建成池塘,并設(shè)置圍堤和防滲層,依靠塘內(nèi)生長的微生物處理污水。穩(wěn)定塘污水處理系統(tǒng)能有效去除污水中的有機和病原菌、無需污泥處理。城市黑臭河道治理中,對于暫時無法截污的城郊河道,利用廢棄池塘改造成氧化塘,對上游污水進行預(yù)處理仁。
研究表明,在污水進水量為432Ot/d以內(nèi)(污水停留時間1.4d以上,容積負荷為CODer:0.1一kg/(d•m3)以下),氧氣為15.6kg/h的增氧曝氣條件下,NLH4+一N去除率在40%以上。由此可見,利用穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)對上游污水進行預(yù)處理,對于NH4+一N的去除起到了重要作用。
篇5
關(guān)鍵詞:水污染 水環(huán)境 修復(fù)
1.中國水污染狀況
1>我國地表水天然狀況良好,大部分地區(qū)水體的礦化度能夠滿足生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。
2>我國點源污染不斷加劇,非點源污染日趨嚴重,是造成我國地表水資源質(zhì)量不斷惡化的主要原因。
3>我國河流污染以有機污染為主,主要超標參數(shù)為氨氮、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、溶解氧、和揮發(fā)酚。重金屬污染出現(xiàn)在西南、長江等局部區(qū)域。
4>我國湖泊水庫富營養(yǎng)化嚴重,嚴重威脅供水安全和漁業(yè)生產(chǎn),嚴重削弱景觀娛樂功能的發(fā)揮。
5>我國江河湖庫底質(zhì)污染嚴重。重金屬污染率高達80.1%,總磷輕度和重度污染斷面比例12.5%,總氮輕度及重度污染斷面比例16.7%。
6>我國水功能區(qū)達標狀況不容樂觀,部分水功能區(qū)已經(jīng)喪失了其使用功能。
7>我國水功能區(qū)納污能力與入河量的空間分異加劇了水環(huán)境狀況的惡化,部分水功能區(qū)不堪重負。
2.水污染成因
2.1水污染類型
熱污染、耗氧污染、植物營養(yǎng)鹽、酚類污染、重金屬類污染、農(nóng)業(yè)污染、油類污染、氰化物污染、酸污染、病原體污染、放射性污染、有毒有機物污染。
2.2水環(huán)境污染物作用機制
2.2.1物理機制
物理機制是指外界的污染使生態(tài)系統(tǒng)中某些因子的物理性質(zhì)發(fā)生改變,從而影響生態(tài)系統(tǒng)的物理環(huán)境,進而影響生態(tài)系統(tǒng)的生物環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,產(chǎn)生各種生態(tài)效應(yīng)。
2.2.2化學(xué)機制
廢水中含有大量的污染物,包括有機污染物、無機污染物、重金屬等?;瘜W(xué)污染物與水體生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境各要素之間發(fā)生化學(xué)作用,同時污染物之間也能相互作用,導(dǎo)致污染物的存在形式不斷發(fā)生變化,污染物對生物的毒性及生態(tài)效應(yīng)也隨之改變。
2.2.3生物學(xué)機制
污染物進入生物體后,對生物體的生長、新陳代謝、生化過程產(chǎn)生各種影響,如對植物的細胞發(fā)育、組織分化以及植物體的吸收機能、光合作用、呼吸作用、蒸騰作用、次生物代謝等。
2.2.4綜合機制
污染物進入生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生污染生態(tài)效應(yīng),其往往綜合物理、化學(xué)和生物學(xué)過程,并且經(jīng)常是多種污染物共同作用,形成復(fù)合污染效應(yīng)。
3.水環(huán)境修復(fù)技術(shù)與評價
3.1水環(huán)境修復(fù)技術(shù)綜述
1>化學(xué)方法,如加入化學(xué)藥劑殺藻、加入鐵鹽、促進磷沉淀、加入石灰脫氮等。
2>物理方法,如疏挖底泥、機械除藻、引水沖淤等。
3>生物-生態(tài)方法,如放養(yǎng)控藻型生物、構(gòu)建人工濕地和水生物植被。
4.河流生態(tài)修復(fù)
4.1河流生態(tài)系統(tǒng)概述
河流生態(tài)系統(tǒng)是地球生態(tài)系統(tǒng)中的一個典型生態(tài)系統(tǒng),具有生態(tài)系統(tǒng)的基本特性。河流生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生物群落與非生物環(huán)境相互作用,通過物質(zhì)流和能量流在其內(nèi)部構(gòu)成生物/環(huán)境統(tǒng)一體,系統(tǒng)內(nèi)的生物與非生物環(huán)境具有統(tǒng)一性,從而維持系統(tǒng)的平衡。
4.2河流修復(fù)基本理論
河流生態(tài)修復(fù)是重建系統(tǒng)干擾前的結(jié)構(gòu)和功能及有關(guān)的物理、化學(xué)和生物學(xué)特征,使其發(fā)揮應(yīng)有的作用等,生態(tài)修復(fù)并不意味著在所有場合下修復(fù)原有生態(tài)系統(tǒng),這既沒有必要,也沒有可能。在實際修復(fù)中,一般很難將河流修復(fù)到原來沒有受到人為干擾下的狀態(tài),主要與修復(fù)目的以及技術(shù)、經(jīng)濟等因素有關(guān)。因此,一般只是適當修復(fù),既恢復(fù)河流的生態(tài)功能,又滿足人類的需要。
5.湖泊水庫水環(huán)境污染與修復(fù)
5.1概述 湖泊和水庫與人類的生產(chǎn)、生活密切相關(guān),具有多種重要的社會功能和生態(tài)系統(tǒng)。近20年來,隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,湖泊資源的開發(fā)利用在規(guī)模、速度以及利用強度都大大加強。但在我們從湖泊獲得巨大經(jīng)濟利益的同時,也對湖泊生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重破壞。隨著我國社會經(jīng)濟和城市化進程的快速發(fā)展,湖泊水環(huán)境污染問題日益突出。
5.2湖泊和水庫的水環(huán)境污染
湖泊和水庫水環(huán)境面臨的主要環(huán)境污染問題包括:氮、磷等營養(yǎng)鹽過量輸入引起的水體富營養(yǎng)化問題;工業(yè)廢水和生活污水排放導(dǎo)致的重金屬、有機化合物等有毒有害物質(zhì)污染;大氣酸沉降和礦山廢水導(dǎo)致的湖泊酸化問題;不合理的人為開發(fā)活動,如高強度的圍湖造田和養(yǎng)殖。
5.3污染湖泊恢復(fù)原理和技術(shù)
生態(tài)修復(fù)是指通過人為的調(diào)控,使受污染損害的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到受干擾前的自然狀態(tài),恢復(fù)其合理的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、高效的系統(tǒng)功能和協(xié)調(diào)的內(nèi)在關(guān)系。生態(tài)恢復(fù)可能源于幾個主要目的,包括珍惜生物保護、地理與景觀生態(tài)原生性保護、建立功能性的生態(tài)系統(tǒng)等。污染受損湖泊的修復(fù)主要強調(diào)兩個方面的內(nèi)容:一方面是強調(diào)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能,通過恢復(fù)措施盡可能抵消或減輕一部分已被證明對環(huán)境和人類有害活動的負面效應(yīng),通過一定的措施使湖泊能夠滿足人類的需要;另一方面內(nèi)容,使受損或受干擾湖泊生態(tài)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能上恢復(fù)到破壞前狀態(tài)。
6.濕地污染修復(fù)
6.1概述 濕地生態(tài)系統(tǒng)是由濕生植物、中生植物和水生植物、動物和微生物與環(huán)境要素之間密切聯(lián)系、相互作用,通過物質(zhì)交換、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞所構(gòu)成的占據(jù)一定空間、具有一定結(jié)構(gòu)、執(zhí)行一定功能的動態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)的屬性,但有不同于二者。
6.2濕地污染及環(huán)境效應(yīng)
濕地水環(huán)境受到污染因素很多,污染源主要來自無機污染物和有機污染。無機污染物包括造成大氣污染的臭氧和二氧化碳,氮硫化物,重金屬,放射性元素,以及部分離子化合物。有機污染主要指由城市污水、食品工業(yè)和造紙工業(yè)等排放大量有機物的廢水造成的污染。
6.3濕地修復(fù)的技術(shù)與措施
6.3.1物理修復(fù)技術(shù)
在濕地修復(fù)方面,通常使用的物理技術(shù)有土壤滲濾法和調(diào)水沖洗法。研究表明:濕地土壤地表的亞黏土對水體中各項污染物均有較好的去除效果,土壤滲濾就是通過濕地土壤的多植物根系及水流流速較緩等特點,將各種污染物質(zhì)截留在濕地生態(tài)系統(tǒng)中。調(diào)水沖洗法則是通過外流域調(diào)水,從數(shù)量和質(zhì)量兩個方面改變濕地的水體質(zhì)量。
6.3.2化學(xué)修復(fù)技術(shù)
利用化學(xué)反應(yīng)原理及方法來分離、去除水體中的污染物,或使其轉(zhuǎn)化無害的物質(zhì)。常用的方法有混凝法、中和法、氧化還原法、電解法、吸附法、電滲析法等。
7.地下水污染修復(fù)
7.1地下水污染
地下水污染途徑:污染液從各種污染源不斷地通過包氣帶向地下水面滲透是一種普遍的地下水污染途徑。主要的地下水污染物質(zhì):氮、有機物質(zhì)。
7.2地下水修復(fù)
7.2.1抽取處理
抽取處理是采用水泵將地下水抽出來,在地面進行處理凈化,處理后的水將重新注入地下或排入地表水體,從而減少地下水污染程度的一種修復(fù)技術(shù)。
7.2.2氣提技術(shù)
氣提技術(shù)利用真空泵和井,在受污染區(qū)域誘導(dǎo)產(chǎn)生氣流,將吸附態(tài)、溶解態(tài)或者自有相的污染物轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀?,抽提到地面,然后精心收集和處理?/p>
7.2.3空氣吹脫技術(shù)
空氣吹脫是在一定的壓力條件下,將壓縮空氣注入受污染區(qū)域,將溶解在地下水中的揮發(fā)性化合物,吸附在土顆粒表面上的化合物,以及阻塞在土壤空隙中的化合物驅(qū)趕出來??諝獯得摪ㄈ齻€過程,現(xiàn)場空氣吹脫;揮發(fā)性有機物的揮發(fā);有機物的好養(yǎng)生物降解。
篇6
關(guān)鍵字:城區(qū)河道;水質(zhì)修復(fù);生態(tài)護坡;全民參與;生態(tài)水利
中圖分類號:S891文獻標識碼: A
0引言
作為城市生態(tài)系統(tǒng)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(diào)節(jié)氣候、削減污染等生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[1]。然而在快速的現(xiàn)代化城市建設(shè)進程中,城市河流水域遭人為侵占、河流水質(zhì)污染惡化、自然生態(tài)環(huán)境受損等,導(dǎo)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(huán)境的觀念已經(jīng)轉(zhuǎn)變,對水環(huán)境的要求也越來越高,建設(shè)“安全、舒適、優(yōu)美”的水環(huán)境觀念已經(jīng)代替了傳統(tǒng)的防洪、排澇的水利建設(shè)[2]。因此,無論是一個國家,還是一座城市,河道整治已經(jīng)成為我們所要解決的重點課題。傳統(tǒng)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(nèi)保障了河道水系安全,但也伴隨著出現(xiàn)了一些生態(tài)環(huán)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(tǒng)的聯(lián)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(jīng)過濾吸收直接隨徑流排入河道,導(dǎo)致水質(zhì)污染惡化,河流生態(tài)系統(tǒng)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(tǒng)的河道整治措施已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化城鎮(zhèn)發(fā)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(tǒng)整治技術(shù)的精髓,更要重視水質(zhì)的提高、水環(huán)境的改善和水生態(tài)系統(tǒng)的保護,實現(xiàn)人與自然的和諧統(tǒng)一。
定西城區(qū)河道主要由祖厲河水系關(guān)川河及其一級支流西河和東河組成,城區(qū)內(nèi)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(qū)西北氣象橋北側(cè)匯入關(guān)川河,至王家窩窩河道長4.4公里,其河道主要用于城區(qū)供水及城邊農(nóng)業(yè)灌溉。由于定西市為溫帶半干旱區(qū),降水較少,所以水資源對該地區(qū)尤為重要。近年來由于城市的發(fā)展加快,人們在加快城市建設(shè)的同時,忽視了城市河道生態(tài)建設(shè),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(yè)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(tài)環(huán)境。盡管做了很多努力和整治措施,但效果不顯著。因此結(jié)合本地區(qū)河道的基本情況,以及近年來河道整治情況的發(fā)展,采取適于定西城區(qū)河道綜合整治措施迫在眉睫。
1國內(nèi)外河道整治現(xiàn)狀
自20世紀80年代開始,面對河道整治中出現(xiàn)的水利工程對生態(tài)系統(tǒng)的某些負面影響問題,國內(nèi)外工程界對水利工程的規(guī)劃設(shè)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(shè)計原理,也要符合生態(tài)學(xué)原理。目前,世界上一些發(fā)達國家都在進行河流回歸自然的改造。據(jù)有關(guān)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(zāi)的再次發(fā)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(shè),20世紀90年代后美國開始了更為廣泛的河流生態(tài)恢復(fù)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(diào)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(jīng)過長期的探索和歷史教訓(xùn),1999年河道整治開始傾向于從利用并結(jié)合生態(tài)保護的角度進行河流管理,關(guān)注河流環(huán)境條件和狀態(tài),并結(jié)合生態(tài)條件評價溪流狀況,此時的河流環(huán)境改善措施主要包括河岸帶的植被再植、河流的結(jié)構(gòu)調(diào)整、河流自然彎曲形態(tài)的重新恢復(fù)、河道內(nèi)生境的恢復(fù)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(zāi)害,而從未考慮河流的自然環(huán)境特征以及美學(xué)景觀價值,自20世紀90年代初日本開始實施“創(chuàng)造多自然型河川計劃”,提倡凡有條件的河段應(yīng)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(tài)河堤”。中國在河道生態(tài)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(guī)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(nèi)開始認識到傳統(tǒng)的防洪、水資源開發(fā)等活動使河流的水文條件和地形地貌特征等發(fā)生了較大變化,河流的生態(tài)系統(tǒng)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(tài)的保護和恢復(fù),河道整治集防洪、排水、交通、綠化、生態(tài)、文化于一體,取得了很好的社會、經(jīng)濟、環(huán)保效益。國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀見表1。
表1 國內(nèi)外城市河道整治發(fā)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(zhàn)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(chǔ)工程建設(shè)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(shè)、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(zhì)
環(huán)境階段 1970s--至今,實行可持續(xù)的河流管理理念 1980s--至今,結(jié)合生態(tài)保護,關(guān)注河流環(huán)境條件和狀態(tài) 1980s--至今,恢復(fù)河流的環(huán)境特性,多自然型河流治理 20世紀末--至今,以防洪、改善環(huán)境為主,結(jié)合景觀、生態(tài)的河流綜合治理
由此可以看出,與發(fā)達國家相比,國內(nèi)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(tài)修復(fù)方面仍處于起步和技術(shù)探索階段,基本局限于水質(zhì)改善和景觀建設(shè),傳統(tǒng)水利與棲息地修復(fù)、景觀營造等的有機結(jié)合相對較為缺乏。
2城鎮(zhèn)河道綜合整治措施
河道整治工程在遵循安全性、生態(tài)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(xié)調(diào)城鎮(zhèn)發(fā)展與河道生態(tài)保護的關(guān)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(huán)境的和諧。以下介紹河道整治的幾種措施[3]。
2.1生態(tài)護坡技術(shù)
生態(tài)護坡技術(shù)是綜合水土保持學(xué)、生態(tài)學(xué)、水利工程學(xué)和生物科學(xué)等學(xué)科的基本原理為一體的,利用植物及植物與工程材料相結(jié)合的方法,在邊坡上建立具有生態(tài)功能的護坡體系,通過生態(tài)工程的自我支撐、自我組織與自我修復(fù)等功能,實現(xiàn)邊坡的抗沖蝕、抗滑動和生態(tài)恢復(fù),以達到減少水土流失,維持坡面動植物生存環(huán)境,營造健康的河流生態(tài)系統(tǒng)和改善人居環(huán)境等目的。其主要護坡方法包括發(fā)達根系固土植物、土工材料復(fù)合種植基、植被型生態(tài)混凝土、水泥生態(tài)種植基和土壤固化劑等(見圖1),這些新型材料和新技術(shù)必將作為我們河道整治改造的主要源泉??梢?真正意義的生態(tài)護坡應(yīng)該是一個包括動植物、微生物共同生長的完整生態(tài)系統(tǒng)。
圖1 幾種典型的生態(tài)護坡
2.2水污染治理工程
水污染治理是一個綜合的系統(tǒng)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(fù)河流的自凈能力。河道污水治理關(guān)鍵要從污染源治理與截污入手,加強截污工程建設(shè)力度。在保證一定水質(zhì)的基礎(chǔ)上,采用河流生態(tài)技術(shù),進一步提高水質(zhì),美化環(huán)境。
2.3河道景觀工程
河道景觀建設(shè)是對河道進行生態(tài)整治的重要環(huán)節(jié),主要內(nèi)容包括河道水域沿岸帶及水域范圍內(nèi)的景觀建設(shè)。景觀建設(shè)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(zhèn)水系防洪排澇和供水標準與河道景觀相結(jié)合,河道清淤與環(huán)境保護相結(jié)合,河道整治與改善當?shù)氐娜司迎h(huán)境相結(jié)合,最終營造人與自然和諧的水環(huán)境。河道景觀工程主要包括河道平面恢復(fù)、河道斷面恢復(fù)、生態(tài)河堤工程和濱岸植被緩沖帶工程。
3建立適于定西城區(qū)的河道整治措施
根據(jù)定西城區(qū)目前的河道生態(tài)環(huán)境、河道整治情況,結(jié)合本地區(qū)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(yīng)采取更新理念,全面規(guī)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(guān)鍵是全面規(guī)劃、重點治理,河道治理要堅持可持續(xù)發(fā)展的觀念,全面的掌握一個地區(qū)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(qū)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(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化。
3.1水質(zhì)修復(fù)治理工程
解決水污染問題的前提是尋找污染源,該城區(qū)的污染源有工業(yè)廢水、生活污水、沿岸旱廁、生活垃圾和建筑垃圾。根據(jù)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(tài)處理。結(jié)合本地區(qū)河道特點,以經(jīng)濟節(jié)約為基礎(chǔ),我們采取污染水源的攔截、河床的清淤處理等為主,生態(tài)處理為輔的處理方法。國內(nèi)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(zhì)的有效手段。作為河陸生態(tài)系統(tǒng)的連接地帶,緩沖帶對保持河道的生態(tài)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(tài)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(zhì),經(jīng)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(jīng)漂浮物塘降解20天后水質(zhì)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(huán)境用水水質(zhì)》景觀環(huán)境用水標準。
3.2 生態(tài)護坡工程
該城區(qū)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(nèi)外生態(tài)護坡技術(shù),結(jié)合該城區(qū)河道特點,以“保護、創(chuàng)造生物良好的生存環(huán)境和自然景觀”為前提,從經(jīng)濟型出發(fā),采用植被型生態(tài)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(jié)構(gòu)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(tài)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(yǎng),適合生物生長的仿自然狀態(tài)的護坡,是融現(xiàn)代水利工程學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生物科學(xué)、生態(tài)學(xué)、美學(xué)等學(xué)科一體的水利工程,以達到凈化水質(zhì),提高河道本身的自凈能力,達到改善水環(huán)境的效果[3]。
圖2植被型生態(tài)混凝土的結(jié)構(gòu)
3.3 全民共同參與
河流的生態(tài)恢復(fù)不僅是對自然的保護,而且還會帶來水質(zhì)改善、洪水控制等社會效益,河道的整治應(yīng)進一步擴大公眾參與的廣度和深度,保障規(guī)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(quán)、參與權(quán)和決策權(quán)。當前以水利工程設(shè)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(guī)、環(huán)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(fù)河流的生態(tài)系統(tǒng)。此外,科學(xué)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(yīng)性管理的基礎(chǔ),高度的公眾參與可以促進適應(yīng)性管理的有效實施。
4 結(jié)語
河道既是重要的水利設(shè)施,也是生態(tài)環(huán)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(guī)劃是關(guān)鍵,技術(shù)是支撐,管理是保障。加強河道整治,還其優(yōu)美、宜人、充滿生機的原貌,是城市建設(shè)發(fā)展的一大潮流趨勢,也是大自然賦予我們的挑戰(zhàn)。
參考文獻
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篇7
關(guān)鍵詞:遼河沈陽段 存在問題 污染治理 生態(tài)恢復(fù)
中圖分類號:X52 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)10(c)-0156-03
Review on Environment Pollution Control and Ecological Restoration of Liaohe River in Shenyang
Wang Yunmei
(Shenyang Academy of Environmental Sciences,Shenyang Liaoning,110016,China)
Abstract:This paper pointed out the existing problems of Liaohe river in Shenyang, including wastewater from enterprises along the river discharged at will,residents garbage piled up at will, poor water purification ability, soil eroding speed up,concave bank ecological deterioration and so on.The flood disaster,deterioration of water quality and eco-environment had seriously affected the residents of production and living,and had become a main factor that restricted the development of social economy.This paper analyzed the river pollution control and ecological restoration measures at home and abroad, reviewed the measures of Liaohe river in Shenyang,such as wastewater treatment plant construction,comprehensive control of water environment, recovery of biodiversity and so on, and expounded the future prospects.
Key Words:Liaohe River in Shenyang; Existing Problems; Pollution Control; Ecological Restoration
遼河是遼寧人民的“母親河”,也是全國七大江河之一。20世紀90年代被認定是全國污染最嚴重的流域之一,1996年列入全國“三江三湖”重度污染治理名單。
長期的高強度區(qū)域開發(fā)導(dǎo)致流域內(nèi)水體污染嚴重、生態(tài)環(huán)境不斷惡化、水資源嚴重不足,水資源承載能力面臨著嚴峻挑戰(zhàn),不僅威脅了遼河生態(tài)安全,而且制約了區(qū)域經(jīng)濟與社會的發(fā)展。
因此,自20世紀90年代以來,陸續(xù)開展了持續(xù)不斷的治理、改造、保護和管理工作,目前遼河水質(zhì)已經(jīng)明顯改善,遼河流域水質(zhì)達到了規(guī)定的摘掉重度污染帽子的標準。
1 遼河沈陽段概況及存在的問題
1.1 遼河沈陽段概況
遼河在沈陽市從康平縣三門郭家入境,在法庫縣楊家塘房出境入鐵嶺市,然后在沈陽市新城子區(qū)魯家窩堡重新入境,再流經(jīng)新民市,最后在沈陽市遼中縣插拉村出境,經(jīng)盤錦、營口,匯入大遼河流入渤海,在沈陽市境內(nèi)河長307.4 km,是沈陽市境內(nèi)的一條主要河流。遼河季節(jié)性特點非常突出,降水集中在6~9月,水位波動很大,河床淤淺,呈現(xiàn)“天旱干涸,暴雨溢槽”的現(xiàn)象。
1.2 存在主要問題
導(dǎo)致遼河沈陽段嚴重污染、生態(tài)功能喪失的主要原因包括以下幾方面。
(1)沿岸重污染企業(yè)污水隨意排放、居民垃圾隨意堆放:2008年,遼河干流沿程8個干流監(jiān)測斷面中7個為劣Ⅴ類水質(zhì),氨氮、生化需氧量、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)4項指標超標0.1~2.2倍。其中遼河鐵嶺段污染最重,盤錦段次之,沈陽段最輕;且出市水質(zhì)好于入市水質(zhì)。干流枯水期屬中度污染,化學(xué)需氧量、氨氮等4項指標超標,其中化學(xué)需氧量高達117 mg/L,超標1.9倍。豐水期、平水期水質(zhì)相對較好,均為Ⅳ類水質(zhì)。
2009年,遼河干流污染物指標主要為氨氮,COD污染明顯減輕,干流各斷面年均值均符合Ⅴ類標準。
沈陽段的12條支流中,小河子、小河子河和柳河,2011年平均水質(zhì)、2012年7月水質(zhì)均達到或好于Ⅳ類水質(zhì);拉馬河2011年平均水質(zhì)為Ⅲ類,2012年7月為劣Ⅴ類,超標項目主要是COD和BOD;其他支流水質(zhì)均為Ⅴ類和劣Ⅴ類,主要超標項目為COD、BOD和氨氮。主要污染源為生活污水、生活垃圾、畜禽糞便和化肥。遼河干流沈陽段支流入河水質(zhì)見表1。
(2)季節(jié)性河流,水體自身調(diào)節(jié)、凈化能力差:遼河是受季節(jié)影響明顯的河流,降雨量年內(nèi)分配很不均勻,6~9月占年雨量的75%,7~8月占年雨量的50%。豐、枯水年及實測最大與最小年雨量比差達2~4倍。在冬季,局部河段甚至出現(xiàn)干涸斷流的情況。由于水量的不均勻性,導(dǎo)致河流本身的調(diào)節(jié)、凈化能力差,地下水位下降、部分濕地萎縮。降水量自西北向東南遞增,多年降水量在400~1000 mm之間;降水量年際變化較大,豐、枯水年降水量比值一般可達2.1~3.5倍。
(3)塌岸嚴重,水土流失加劇,凹岸生態(tài)惡化:遼河干流自福德店至入??诤拥廊L538 km,流經(jīng)遼寧中部平原區(qū),受上灘洪水淤積影響,灘地除表層有1~2 m厚種植土或粉質(zhì)粘土外,灘地下層土質(zhì)多為粉土或粉砂層,極易受水流淘刷,造成彎道河段嚴重塌岸。據(jù)調(diào)查,絕大部分彎道凹岸,基本都是陡坎,尤其是下游的遼中境內(nèi),局部段塌岸速度可達每年20~30 m,造成河勢嚴重不穩(wěn),陡坎持續(xù)坍塌,水土流失加劇,危及灘地已有植物帶和管理路的安全,造成凹岸河灘自然生態(tài)惡化,岸灘植被遭受破壞,岸坡不穩(wěn)且長期,破壞生態(tài)環(huán)境。
以上這些問題導(dǎo)致的洪澇災(zāi)害、水體惡化、生態(tài)環(huán)境退化等已經(jīng)嚴重影響沿岸居民的生產(chǎn)生活,成為制約社會經(jīng)濟發(fā)展的重要因素,流域的綜合治理迫切、必要。
2 國內(nèi)外河流污染治理及生態(tài)恢復(fù)措施及現(xiàn)狀
泰晤士河是英國倫敦的母親河,工業(yè)化時代的開始導(dǎo)致河水嚴重污染、霍亂頻發(fā),嚴重威脅人民的生命安全。從19世紀中期開始,英國政府與倫敦當局意識到河流污染危害的嚴重性,開始對其進行治理,主要分為三個階段。第一階段為1852年至1891年,制定了河流污染治理規(guī)劃,修建了兩套隔離式的排污下水管網(wǎng)系統(tǒng),初步實現(xiàn)了泰晤士河主城區(qū)河段水質(zhì)的好轉(zhuǎn),但并沒有任何污水處理設(shè)施,只是將主城區(qū)河段的污水轉(zhuǎn)移至遠離城市的下游地區(qū);第二階段為1955年至1975年,對泰晤士河進行全流域治理,合理布局和建設(shè)下水及污水處理設(shè)施,革新污水處理技術(shù),對兩大排水系統(tǒng)末端的污水處理廠進行升級改造。第三階段為1975年至今,進入泰晤士河治理成果的鞏固階段,通過全流域水資源管理,促進城市經(jīng)濟發(fā)展,對污水處理設(shè)施進行技術(shù)改造,加強立法和監(jiān)督管理。經(jīng)過160多年的治理、修復(fù),如今泰晤士河已經(jīng)恢復(fù)了以往的碧水藍天。[1]
新加坡河被稱為新加坡的“生活之河”,作為當?shù)嘏R海的主要運輸河道,自19世紀初以來往來船只頻繁,到20世紀,沿岸已成為諸多工廠、商鋪、倉庫的聚集地,由船只和沿岸居民排放的生產(chǎn)、生活污水都直接流入新加坡河,導(dǎo)致河水嚴重污染。1977年,新加坡前總理李光耀提出“十年清河,十年河清”,“十年內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)在新加坡河釣魚”的目標。政府下令要求新加坡河上所有船只一律停駛,兩岸貨倉和船廠強行搬遷,在全島鋪設(shè)地下水道,將沿岸的近3000戶家庭小工業(yè)作坊集中遷入可控制排污的中心工業(yè)區(qū)。經(jīng)過十多年的努力,新加坡河已變得清澈美麗,水生生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)。[2]
國內(nèi),隨著人們的思想意識從盲目開發(fā),簡單追求經(jīng)濟效益,轉(zhuǎn)變?yōu)橐圆粻奚h(huán)境為代價進行開發(fā),之前過度開發(fā)帶來的河流水質(zhì)污染、生態(tài)破壞的問題也已被重視,并正在通過各種措施對其進行恢復(fù)。很多省市的河流都經(jīng)歷了先污染后治理的過程,并從單一污染治理逐漸向全面生態(tài)修復(fù)轉(zhuǎn)變。
天津市位于海河流域下游,流經(jīng)天津的1級河道總長1095.1 km,2級河道總長1363.4 km。由于工業(yè)廢水和生活污水進入河道,使河水中的氮磷元素集聚升高,2012年夏,天津市中心城區(qū)168.28 km的2級河道,46.9 km的1級河道爆發(fā)藍藻,水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象嚴重。[3]
滇池是我國第六大淡水湖泊,20世紀50年代,滇池水質(zhì)清澈,水生植物豐富。60年代水質(zhì)為Ⅱ類,70年代水質(zhì)為Ⅲ類,到80年代初,全湖水質(zhì)下降成劣Ⅴ類,是我國污染嚴重的湖泊之一。近年來,按照滇池流域水污染防治規(guī)劃要求,全面推進環(huán)湖截污、環(huán)湖生態(tài)、入湖河道整治、底泥疏浚、水源地保護、外流域飲水六大工程建設(shè),滇池水污染惡化的趨勢得到一定程度遏制。入湖河道治理是滇池污染綜合治理的重要措施之一,通過開展截污、清淤、生態(tài)河堤、入湖口濕地等工程建設(shè),達到改善滇池水環(huán)境的目的。[4]
3 遼河沈陽段污染治理及生態(tài)恢復(fù)措施回顧
加速城鎮(zhèn)及流域污水處理廠建設(shè),全面提升污水處理能力:在遼河干流及八家子河、長河、左小河等支流河沿線建設(shè)區(qū)、縣(市)污水處理廠,在縣域地區(qū)建設(shè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理設(shè)施,保證80%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水得到有效處理,獨立工業(yè)園區(qū)污水處理率達到100%。
大力實施水系環(huán)境綜合整治,實現(xiàn)景觀化目標:康平縣關(guān)閉直排臥龍湖排污口,城鎮(zhèn)污水全部進入康平污水處理廠處理;法庫縣關(guān)閉直排拉馬河的排污口,城鎮(zhèn)污水全部進入法庫縣污水處理廠處理;新民市關(guān)閉直排遼河干流的排污口,城鎮(zhèn)污水全部進入新民市吉康污水處理廠處理;沈北新區(qū)新城子地區(qū)關(guān)閉直排長河和左小河的城鎮(zhèn)-排污口,城鎮(zhèn)污水全部進入沈北新區(qū)新城子污水處理廠處理。同時全面實施遼河沿線支流河整治,進行河道疏浚、清淤、護堤、綠化等工程,進一步減少遼河污染負荷,改善遼河干流水環(huán)境質(zhì)量。建設(shè)康平三河下拉濕地、沈北新區(qū)萬泉河濕地,新民養(yǎng)息牧河、付家窩堡排干等支流河入遼河口濕地,新增濕地近萬畝。2011年上半年遼河干流化學(xué)需氧量由2010年的20 mg/L下降到13 mg,水質(zhì)得到持續(xù)改善。
實施干流蘭蓄水工程,增加河道水量,涵養(yǎng)水源,改善生態(tài)環(huán)境:自2010年以來遼河干流修建橡膠壩8座,新增濕地面積3萬余畝,新增需水量5000萬m3,對回補地下水,改善河道周邊生態(tài)環(huán)境起到十分重要的作用。
實施河道治理工程,有效防止兌岸。對重點河段166 km岸坎綜合治理,陡坎削坡、險工加固、生態(tài)護岸,防止水土流失。
禁牧、禁漁、保護鳥類,恢復(fù)遼河生物多樣性。經(jīng)調(diào)查與2009年相比較,遼河保護區(qū)植物增加61種,鳥類增加27種,魚類增加6種,大型底棲動物增加95種,遼河生物多樣性得到明顯的改觀。
灘地封育,阻斷遼河面源污染。修建遼河保護區(qū)封閉圍欄531.4 km,建設(shè)生態(tài)阻隔帶188 km,明確了行洪保障區(qū)土地與農(nóng)民土地的界限,為自然封育奠定基礎(chǔ),沿河形成自然生態(tài)廊道33.5萬畝。有效治理面源污染,防止沙塵暴、涵養(yǎng)水源及生物多樣性生境的營造起到了積極作用。
實施綠化工程,加速生態(tài)環(huán)境恢復(fù)進程。5年來對15處生態(tài)示范節(jié)點進行綠化,累計綠化面積3.6萬畝,種植喬木66.4萬余株,灌木128萬余株,水生植物133.6萬余株,其中加寬河和補植護堤林總面積11640畝,生態(tài)恢復(fù)效果良好。
4 結(jié)論與展望
通過科學(xué)規(guī)劃和有效治理,統(tǒng)籌河道整治和河流濕地恢復(fù)、環(huán)境污染控制、生態(tài)建設(shè)保護和資源合理利用,使遼河沈陽段成為水質(zhì)良好、生態(tài)健康、景觀優(yōu)美的健康河流生態(tài)系統(tǒng),為遼河沈陽段管理機構(gòu)建立高效協(xié)調(diào)的,融治理、建設(shè)、保護、監(jiān)管為一體的創(chuàng)新型河流綜合管理體制機制,從而實現(xiàn)“根治遼河,徹底恢復(fù)遼河生態(tài),造福子孫后代”的根本目標。
參考文獻
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篇8
關(guān)鍵詞:天津 大運河 水環(huán)境 生態(tài)修復(fù)
中圖分類號:X82 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)06(a)-0054-02
中國快速的城市化進程給中國大地帶來了前所未有的生態(tài)壓力,區(qū)域可持續(xù)發(fā)展問題突出,生態(tài)環(huán)境問題層出不窮,嚴重威脅著中國東部區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展前景。京杭大運河是中國東部溝通南北的重要水系,其本身在長期參與和影響河域的生態(tài)演化進程的情況下,已經(jīng)成為中國東部區(qū)域生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,保護運河的生態(tài)環(huán)境,對城市整體生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有重要的現(xiàn)實意義。
天津境內(nèi)的大運河是京杭大運河的重要組成部分,總長約174 km,包括北運河和南運河兩個區(qū)段。天津境內(nèi)北運河長度為87.8 km,南運河長度為86.3 km。中心城區(qū)(外環(huán)以內(nèi))27 km,其余147 km,涉及武清、北辰、西青、靜海4個區(qū)縣。
結(jié)合天津市城市總體規(guī)劃(2005―2020年)的“一軸兩帶、南北生態(tài)”的定位,大運河位于西部城鎮(zhèn)發(fā)展帶和城市發(fā)展主軸上,有著十分重要的地位。大運河途經(jīng)中國東部人口最密集、城市化程度最高、經(jīng)濟最發(fā)達的地區(qū)。經(jīng)過20多年的快速城市建設(shè),沿運城市及周邊的水網(wǎng)已經(jīng)受到不同程度的破壞,環(huán)境污染嚴重,開放空間缺乏,與此同時,城市居民對良好環(huán)境和休憩空間的要求將不斷提高。大運河因此將成為連接城市和區(qū)域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)、改善城市生態(tài)環(huán)境和建立市民休憩空間的戰(zhàn)略性資源。
1 運河生態(tài)安全格局分析
生態(tài)安全格局被認為是實現(xiàn)區(qū)域或城市生態(tài)安全的基本保障和重要途徑,因為它維護著區(qū)域或城市生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過程的健康與完整,維護著區(qū)域與城市生態(tài)安全,是城市及其居民持續(xù)地獲得綜合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的基本保障。
京杭大運河是天津市西部地區(qū)重要的生態(tài)廊道,通過生態(tài)源及生態(tài)廊道的判讀及現(xiàn)狀研究,大運河天津段沿線的土門樓、筐兒港、武清縣城、屈家店、三岔河口、楊柳青中北鎮(zhèn)、獨流減河、靜海城南、九宣閘這9處點位作為主要生態(tài)廊道交匯且生態(tài)資源較好的點,應(yīng)劃為生態(tài)戰(zhàn)略點,采取相應(yīng)的生態(tài)措施進行重點修復(fù)及保護。
2 水質(zhì)調(diào)研分析
課題組進行了多次調(diào)研,選取重要的生態(tài)戰(zhàn)略點及重點功能區(qū)對運河9個點進行水質(zhì)取樣分析,并對取樣點的化學(xué)需氧量、總磷、總氮、汞、六價鉻、鉛、鎘、砷離子進行了檢測。根據(jù)檢測結(jié)果,發(fā)現(xiàn)取樣點的化學(xué)需氧量、總磷、總氮嚴重超標;除九宣閘飲用水源區(qū)外,檢測點水質(zhì)指標均超出Ⅳ類水標準,甚至為劣Ⅴ類水體。其他的重金屬離子均低于檢出限,說明運河沒有此類污染。
3 運河水質(zhì)評價
南運河九宣閘段是飲用水源保護區(qū),應(yīng)達到二類水標準,調(diào)研發(fā)現(xiàn)總氮超過IV類水標準。由于目前農(nóng)村面源污染無法得到有效治理,導(dǎo)致作為農(nóng)村飲用水源的地下水、池塘、水庫等長期遭受污染,危及農(nóng)村的飲用水安全;同時,農(nóng)村地區(qū)往往是下游城鎮(zhèn)的飲用水源地,城鎮(zhèn)地區(qū)的飲用水安全也受到嚴重威脅。
獨流減河取樣點處有大清河、子牙河、南運河匯集,COD超標嚴重,其污染來源復(fù)雜;從南運河上游土地布局看,村莊緊鄰南運河兩側(cè),其生活污水污染運河的可能性極大;同時分布多處農(nóng)田,有機污染嚴重。
西青段除楊柳青城區(qū)段外水質(zhì)都比較差,沿岸植被較為豐茂,人為破壞較少。中北鎮(zhèn)段處于發(fā)展建設(shè)區(qū),現(xiàn)狀是該河段生態(tài)環(huán)境良好,但水質(zhì)較差,河流兩側(cè)護岸為土坡,需要植被緩沖帶進行污染物截留與水土保持。
三岔河口市區(qū)段污染源主要來源于工業(yè)企業(yè)污水的排放,亟待整治。
北運河各個點位的水質(zhì)表明,北運河目前最突出的問題是:水量減少,部分河段具有季節(jié)性干涸的特征,部分城區(qū)河段為維持水位需靠橡膠壩等水利設(shè)施蓄水;水質(zhì)惡化,氮、磷污染非常嚴重,支流污染重于干流,為劣Ⅴ類水標準,除了含有少量的汞以外基本無重金屬污染。北運河污染源包括工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)生活污水、畜禽糞便和農(nóng)田化肥流失等,尤其是流域內(nèi)許多小型排污溝對北運河污染貢獻較大。
對于郊區(qū)而言,河流的生態(tài)環(huán)境受周邊農(nóng)田、村鎮(zhèn)及工業(yè)區(qū)的布局關(guān)系的影響較大。農(nóng)村面源污染成分主要包括農(nóng)村居民生活污水、畜禽養(yǎng)殖廢水、水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水、農(nóng)田排水、化肥農(nóng)藥沉降、垃圾沖刷污水等,往往難以分開處理,而且各種污水的水質(zhì)、水量變化極大。
4 生態(tài)修復(fù)策略技術(shù)要點
生態(tài)修復(fù)的主要特點是消除污染與生態(tài)重建,根據(jù)不同學(xué)者的長期研究發(fā)現(xiàn),防止污染的河流生態(tài)廊道寬度在30 m左右。因此建議運河兩側(cè)至少保留30 m的生態(tài)廊道,其農(nóng)田、村莊盡可能退后分布,同時根據(jù)污染物的不同在適宜的區(qū)段采用植被緩沖帶、雨水花園、生物滯留塘、生態(tài)浮島、濕地凈化、微生物處理等方式改善運河水質(zhì)。減少硬制護岸,盡量采用自然護岸,加強河流與動植物的交流。
在市郊土地資源豐富地帶修建潛流式人工濕地對運河河流水質(zhì)進行改善,通過基質(zhì)吸附、植物吸收去除水中氮、磷等污染物。在潛流式人工濕地系統(tǒng)中,污水在濕地床的內(nèi)部流動,一方面可充分利用基質(zhì)表面生長的生物膜、豐富的根系及表層土和基質(zhì)的截留等作用,以提高其處理效果和處理能力;另一方面則由于水流在地表下流動,故具有保溫性能好、處理效果受氣候影響小、衛(wèi)生條件較好等優(yōu)點,是目前研究和應(yīng)用較多的一種人工濕地處理系統(tǒng)。
市內(nèi)土地資源緊缺的地方采用河岸植被緩沖帶凈化由徑流帶來的面源污染。河岸植被緩沖帶通過滯緩徑流、沉降泥沙、強化過濾和增強吸附等過程來實現(xiàn)其凈化水質(zhì)的功能,為動植物的生存創(chuàng)造棲息空間,提高河流生物與河流景觀的多樣性,達到保土保水的功能和自然生態(tài)群落的形成,并能作為臨水開敞空間,是市民休閑娛樂、游憩健身、認識自然、感受自然的理想場所。
除此之外,需要加強對運河的保護與管理,嚴禁農(nóng)田侵占河灘地,嚴格控制污染源,調(diào)整用地布局等。
5 結(jié)語
運河作為天津市重要的生態(tài)走廊,其周邊土地利用布局對其自身的環(huán)境有重要響應(yīng),改善運河水環(huán)境質(zhì)量對維護運河生態(tài)系統(tǒng)廊道有重要的生態(tài)效益和社會意義。
文章旨在通過對運河的實地調(diào)研取樣,分析其污染物濃度與土地利用布局及周邊環(huán)境的相互關(guān)系,在城市規(guī)劃中考慮生態(tài)廊道在土地布局中的重要性,在河流的保護規(guī)劃中能夠考慮其周邊用地對河流的作用關(guān)系。環(huán)境是一個復(fù)雜的巨系統(tǒng),環(huán)境污染的因素有很多,用地布局僅僅是一方面。下一步希望能夠獲取運河區(qū)域生態(tài)網(wǎng)絡(luò)長期的歷史資料,研究其用地布局的變化與環(huán)境質(zhì)量的相互耦合關(guān)系,同時進行多因素的統(tǒng)籌考慮,尋找運河保護發(fā)展的最佳途徑。
參考文獻
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篇9
關(guān)鍵詞:流域生態(tài)治理 環(huán)境污染 經(jīng)濟邏輯分析
中圖分類號:X52 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)02(c)-0120-01
近些年來,盡管我國的經(jīng)濟發(fā)展十分迅速,但面臨的生態(tài)環(huán)境問題也日益嚴峻。流域作為地面水流的聚集區(qū),其不僅對于生態(tài)平衡十分重要,而且對于地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展也有一定影響。而且隨著人們對生態(tài)環(huán)境污染問題的關(guān)注度日益增大,國家也倡導(dǎo)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的理念,對流域的生態(tài)治理刻不容緩。2012年,我國政府了《國務(wù)院關(guān)于實行最嚴格水資源管理制度的意見》(以下簡稱“意見”)。該意見的出臺標志著我國對流域水環(huán)境的治理已經(jīng)迫在眉睫,也標志著我國政府治理水環(huán)境的決心。那么,當前我國流域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀如何?流域生態(tài)治理的經(jīng)濟邏輯是怎樣的?該如何更好地進行治理?這些都需要我們來進一步探索。下面,該文將以遼河流域為例,對其生態(tài)治理的經(jīng)濟邏輯進行分析。
1 遼河流域生態(tài)現(xiàn)狀
遼河流域流經(jīng)河北、內(nèi)蒙古、遼寧和吉林,全長1345 km,流域面積接近22萬 km2。遼河流域的上游主要是土石地區(qū)、中下游則多為沙丘,遼河?xùn)|部則主要為山區(qū)丘陵地帶。遼河流域周圍多工業(yè)城市群,以遼寧為例,其機械、能源、建材、冶金等重工業(yè)較為發(fā)達,是我國重工業(yè)發(fā)展的領(lǐng)頭羊。但重工業(yè)的發(fā)展必然會對水環(huán)境造成污染。據(jù)統(tǒng)計,遼河流域中超過65%的水域其水質(zhì)都為V類或劣V類,由此不難看出,遼河流域的污染問題已非常嚴重。大量的工用污水和民用污水被排向遼河,這不僅降低了遼河的水質(zhì),而且還會影響城市居的飲水安全。
1.1 土壤污染
據(jù)遼河河流斷面表面的檢測,遼河流域土壤中的養(yǎng)分分布十分不均勻,氮磷的含量非常少,而鉀的含量很高。而且其流域周圍耕地的土壤流失問題也很普遍,許多養(yǎng)分含量豐富土層隨著河流而流失。由于這些土層大多都很難在短時間恢復(fù),因此這大大降低了耕地的作物產(chǎn)量,對地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展造成影響。
1.2 地表水和地下水污染
前面已經(jīng)提到,遼河流域的地表水超過65%都屬于低水質(zhì),其中氮磷的含量很高。而通過對遼河流域地下水的檢測發(fā)現(xiàn),沈陽、營口和錦州等地區(qū)的地下水硬度與標準地下水硬度相比要大1倍以上,鐵嶺、遼陽、鞍山、沈陽等地區(qū)的高錳酸鹽嚴重超標,大多數(shù)城市的地下水污染都很嚴重,這嚴重威脅了城市居民的飲水安全和身體健康。
1.3 植被破壞
據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn),遼河流域的植被破壞問題十分嚴重。許多地區(qū)流域附近的森林、植被被隨意開墾,這加重了流域的水土流失,對流域的生態(tài)環(huán)境平衡造成了嚴重破壞,不利于地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展。
2 從經(jīng)濟邏輯角度來分析流域的生態(tài)治理
2.1 流域生態(tài)治理的主要觀點
前面已經(jīng)說明,當前我國的流域污染問題十分嚴重,因此迫切需要來找出合適的流域生態(tài)治理辦法。就目前來看,流域的生態(tài)治理主要有以下幾個觀點。
2.1.1 強調(diào)以政府為主導(dǎo)的科層治理
就目前來看,大多數(shù)學(xué)者都認為在流域的生態(tài)治理中政府應(yīng)當發(fā)揮主要作用。因為流域的生態(tài)治理具有公共物品特性,不可能通過市場的運行來自行解決,必須要使得其外部成本內(nèi)部化,以此來達到治理效果。
2.1.2 強調(diào)市場產(chǎn)權(quán)機制治理
部分學(xué)者認為,政府對市場的宏觀調(diào)控是導(dǎo)致公共產(chǎn)品外部性的根本原因,因此應(yīng)當采用市場經(jīng)濟的方式來治理流域的生態(tài)污染,比如通過附加市場價值來使其外部成本內(nèi)部化,采用經(jīng)濟激勵的方式來達到治理目的。
2.1.3 以集體行動為主體的自主治理
也有部分學(xué)者認為,應(yīng)當選擇政府主導(dǎo)和市場主導(dǎo)之間的一種平衡治理方式,也就是以集體行動為主體的自主治理方式。這種方式首先不是由政府強制安排的,其是由參與者自主組織并實現(xiàn)的一種治理方法,這可以避免人們出現(xiàn)公共選擇悲劇情況。
2.2 流域生態(tài)a治理的本質(zhì)
整個流域生態(tài)系統(tǒng)和許多主體都有關(guān)系,比如企業(yè)、居民、地區(qū)政府、合法團體以及村舍組織等,這些不同主體其利益都會受到流域生態(tài)系統(tǒng)的影響,這注定了流域生態(tài)治理的本質(zhì)還是解決各主體之間的利益關(guān)系。而流域生態(tài)系統(tǒng)其本身具有公共物品的特征,存在一定的外部性,其自身無法承擔由流域污染而產(chǎn)生的成本。因此,若是沒有相關(guān)的制度來規(guī)范管理,各主體必然不會控制自己的流域污染行為,從而產(chǎn)生“公地悲劇”,也就是流域生態(tài)系統(tǒng)的平衡遭到破壞。從以上分析我們不難看出,流域生態(tài)系統(tǒng)所涉及到的各利益主體是一種相互影響、相互制約的關(guān)系,若是沒有相關(guān)的強制措施,則各利益主體都只考慮自身利益,從而造成公地悲劇。因此,任何利益主體的各個體在評價自身行為時都必須要考慮到其他主體,而且單獨行動所獲得的收益必然會比集體行為所獲得的收益低。因此,流域生態(tài)治理必須要通過一定的組織和制度規(guī)范,將各利益主體組織起來,讓個人的行為與集體行為統(tǒng)一起來,從而獲取最大的收益,也就是流域的生態(tài)治理取得顯著成果。從經(jīng)濟邏輯的角度來說,流域的生態(tài)治理一定要得到相關(guān)的政策和制度支持,這樣才能最大程度地保證治理的有效性。
3 結(jié)語
我國經(jīng)濟的發(fā)展雖然取得了較大成就,但其造成的環(huán)境污染問題也日益嚴峻。流域生態(tài)系統(tǒng)不僅關(guān)系著地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展,而且還影響了人們的飲水安全。就目前來看,我國的流域生態(tài)污染問題十分嚴重,以遼河流域為例,其土壤、地表水、地下水以及植被等生態(tài)要素都遭到了嚴重破壞,如何有效地治理流域生態(tài)環(huán)境成為迫切需要探索的課題。從經(jīng)濟邏輯的角度來說,流域生態(tài)治理的本質(zhì)還是要平衡各利益主體的關(guān)系。為了避免“公地悲劇”,必須通過相關(guān)的制度規(guī)范來使得個人行為與集體行為一致,這樣才能更加有效地對流域生態(tài)進行治理。
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篇10
關(guān)鍵詞:膜技術(shù) 生態(tài)環(huán)境 水處理
膜技術(shù)作為一種新型而又高效的環(huán)境處理技術(shù),其以廉價的成本以及高效的處理效果在水質(zhì)治理以及生態(tài)修復(fù)等方面得到了越來越廣泛地應(yīng)用,發(fā)揮了越來越顯著的功效。
一、生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀
隨著我們國家現(xiàn)代化工業(yè)的不斷發(fā)展,生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)了嚴重的惡化,造成生態(tài)環(huán)境惡化的主要原因是由于人類在對大自然進行開發(fā)以及利用的過程中,沒有一定的保護意識。惡化的生態(tài)環(huán)境將在一定程度上制約我國的工業(yè)發(fā)展以及社會的進步,更嚴重的有可能會威脅到人類的生存空間,如果我們不對此進行高度重視,我們有可能遭受自然的報復(fù),并為此付出慘痛的代價。水環(huán)境的污染與破壞是現(xiàn)有的最嚴重的生態(tài)環(huán)境問題,我們知道,水體受到污染以后不僅會使得我們?nèi)祟惖乃Y源出現(xiàn)短缺,還會在一定程度上影響我們?nèi)祟惖纳眢w健康,打亂生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟的平衡關(guān)系,因此,利用一定的科學(xué)技術(shù)管理、治理水污染對于我們?nèi)祟惖陌l(fā)展來說具有重要的意義。
值得慶幸的是,目前人類已經(jīng)充分認識到了生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)惡化會給人類社會帶來的嚴重后果,并且根據(jù)不同的實際情況開始對生態(tài)環(huán)境問題進行不同的處理,然而,科學(xué)的治理方案往往伴隨著昂貴的價格,所以,研究以及選用科學(xué)、正確、高性價比的治理方法是我們的首要問題。在選擇使用治理生態(tài)環(huán)境問題的方法時,我們需要充分考慮到二次污染問題,降低治理的花費,提高治理的效果。
二、生態(tài)環(huán)境治理過程中的膜技術(shù)
(一)膜技術(shù)
膜技術(shù)在生態(tài)環(huán)境的治理中具有許多優(yōu)勢,受到了越來越多人的關(guān)注,并且迅速成為一門新興的環(huán)境治理技術(shù)。從膜技術(shù)研究和發(fā)展以來,其主要應(yīng)用于奶品的加工、水的反滲透和飲料行業(yè)中,然而,隨著我國對膜性能研究的不斷深入,膜設(shè)備的安裝成本出現(xiàn)了大幅度的下降,最近幾年,膜技術(shù)已經(jīng)被廣泛地運用于農(nóng)業(yè)的水處理以及生態(tài)環(huán)境的修復(fù)方面。
(二)膜技術(shù)在生態(tài)環(huán)境治理過程中的運用
我們知道,隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展,人們?yōu)榱藢崿F(xiàn)自身的利益,在開發(fā)和使用水資源時,會忽視對環(huán)境的保護意識,從而給水資源環(huán)境帶來了很多無法彌補的負面影響,例如絕大多數(shù)的城市污水在沒有經(jīng)過適當?shù)奶幚韰s進行任意地排放;對大自然中的水資源進行過度地開采;興建大量的水庫進行大面積的水源灌溉以及人為污染導(dǎo)致許多湖泊和河流出現(xiàn)富營養(yǎng)化等,這些現(xiàn)象都會導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的惡化,使得水資源出現(xiàn)無法逆轉(zhuǎn)地污染。人們在談到生態(tài)環(huán)境的惡化問題時,最先想到的是水環(huán)境的大范圍污染以及生物所處的生存條件的破壞,所以,對水資源進行科學(xué)的治理工作是修復(fù)生態(tài)環(huán)境的第一步。而膜技術(shù)在水環(huán)境的治理過程中能夠發(fā)揮出巨大的功效。在膜分離中,既不會出現(xiàn)相變現(xiàn)象,也不存在熱過程和相關(guān)的化學(xué)反應(yīng),由于膜技術(shù)是按照單元組合的方式產(chǎn)生的整體,因此,膜技術(shù)的裝置更加大型化。在膜分離的過程中,無論是微濾過程、納濾過程、超濾過程,還是膜技術(shù)的反滲透過程,都需要以壓力作為其主要的推動力,所以說膜技術(shù)的操作以及控制工作具有較高的可靠性。
三、將膜技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境的治理過程的實例
(一)對咸水河流進行治理
美國的科羅拉多河流全長有2254千米,由于受到環(huán)境污染,其河水的含鹽量遠遠高于上個世紀初河水的含鹽量,并引起了美國與墨西哥雙方的廣泛關(guān)注。造成該河流的水質(zhì)出現(xiàn)高含鹽的原因有以下幾個方面:一方面,由于在該河流的主要流經(jīng)處存在大量的鹽分,并且隨著河水的流動,這個鹽分會慢慢地溶解在河水中,從而造成該河流的河水含鹽量較高;另一方面,在該河流的沿途區(qū)域,建造了許多大型的水庫,這就增加了河水蒸發(fā)的表面積,從而提高了河水的含鹽量;最后,該河流的沿途開發(fā)了大量的灌溉區(qū)域,從而形成了高鹽度的排放水。
由于該河水的高含鹽量會給墨西哥流域的一些農(nóng)作物的生長產(chǎn)生嚴重的影響,因此,為了保護其生態(tài)環(huán)境,墨西哥方面要求盡可能地降低該河流的含鹽量,使其不超過每升700毫克。為了實現(xiàn)這一目標,墨西哥政府開始籌建世界上最大規(guī)模的反滲透脫鹽工廠,該工廠現(xiàn)位于美國的亞利桑那州,在其建成以后,有將近400000m3/d的河水被輸入進該工廠進行反滲透的脫鹽處理,該處理過程主要采用的是醋酸型的纖維素卷式膜,且該膜在使用之前需要經(jīng)過一定的預(yù)試驗,試驗過程主要是對中空纖維膜以及卷式膜進行預(yù)處理。
對進料水進行預(yù)處理的過程是整個反滲透脫鹽處理的關(guān)鍵所在,其主要包括有以下三個環(huán)節(jié):懸浮物的沉降、固液接觸的反應(yīng)以及雙介質(zhì)的過濾。
(二)井下貯水
井下貯水也可以稱作是水的井下儲存以及回收,其對于地下水資源的保護以及利用具有重要的意義。在井下貯水過程中,涉及到了兩個方面的過程,一是膜技術(shù),另一個是蓄存技術(shù),利用這兩種技術(shù)不僅可以保證水資源的安全使用,還可以保證水資源能夠持續(xù)地供應(yīng)。
通常情況下,冬季的一些城市能夠產(chǎn)生兩種重要的剩余資源:一種是已經(jīng)經(jīng)過科學(xué)處理的廢水;另一種是剩余的使用電力。我們可以采用低壓膜技術(shù)通過剩余的電力對城市廢水進行處理,或者是對于苦咸水進行一定的反滲透操作,從而利用低成本生產(chǎn)出高質(zhì)量的飲用水。將經(jīng)過上述處理的水資源貯入水井中,可以實現(xiàn)較為經(jīng)濟的井下貯水操作。然而,將水資源注入井中之前,需要經(jīng)過科學(xué)的預(yù)處理,從而防止出現(xiàn)井里的多孔層堵塞問題,與此同時,需要確保注入井中的水資源不會與地下水以及井中的材料發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)。
(三)低壓膜在水資源生物爆發(fā)中的應(yīng)用
隨著社會的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進步,世界范圍內(nèi)也出現(xiàn)了越來越嚴重的環(huán)境污染問題,其中,江河湖海中水體的富營養(yǎng)化是造成水資源惡化的重要問題之一,并且在全世界許多國家,都出現(xiàn)了河水以及海水的生物暴發(fā),例如水質(zhì)中的微藻、細菌、隱孢子、病毒以及寄生蟲等生物越來越多,這些生物的大量存在對于水質(zhì)產(chǎn)生了嚴重的污染,使得水中的有機碳含量逐漸升高。為了解決水資源中由于生物爆發(fā)而產(chǎn)生的水質(zhì)問題,人類利用納濾技術(shù)建立了膜處理生產(chǎn)線,改進了傳統(tǒng)的水處理方式,有利于水資源的治理。
四、結(jié)語
現(xiàn)如今,進行排污的企業(yè)越來越多,廢水的排放規(guī)律也越來越復(fù)雜,利用相關(guān)的環(huán)境監(jiān)察單位進行人工監(jiān)察,已經(jīng)不能滿足生態(tài)環(huán)境保護的需要。對生態(tài)環(huán)境的污染源進行自動的在線型監(jiān)控,不僅科學(xué)準確,而且還可以科學(xué)地核算出企業(yè)排污的總量,為我們國家的減排計劃提供了重要的依據(jù)。以此同時,對于監(jiān)測出的污染源我們需要給予科學(xué)的處理,膜技術(shù)作為一種新型而又高效的環(huán)境處理技術(shù),將其用于生態(tài)環(huán)境的治理過程中不僅成本較為低廉,而且處理的效果良好,能夠滿足人類實際生活以及生產(chǎn)的需要,需要得到我們的廣泛關(guān)注。
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