寧慧平,王宗周
甘肅省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司,甘肅 蘭州 730000
在流域水環(huán)境早期治理階段,由于治理理念較為滯后,所采取的治理技術(shù)種類單一,雖然取得了一定的治理成果,但部分水環(huán)境問題尚未得到有效解決。第一,支流污染嚴(yán)重。由于治理范圍有限,且出于成本因素考慮,治理重心主要放在改善流域干流的水質(zhì)條件上,在一定程度上忽視了流域支流的污染問題,導(dǎo)致流域水環(huán)境治理不全面。第二,雨污混流。在部分城市早期發(fā)展階段,往往布置雨污合流管網(wǎng),將生活污水、工業(yè)廢水與收集到的雨水混合排放,雖然采取了一些水環(huán)境治理技術(shù)措施,但沒有從源頭上解決問題,使得水環(huán)境污染問題反復(fù)出現(xiàn)。第三,河道環(huán)境復(fù)雜。部分河道內(nèi)分布大量暗涵,暗涵陰暗潮濕、長(zhǎng)期缺氧,是造成河道黑臭的重要原因之一。第四,河流水資源開發(fā)利用率較高,徑流被人工高度控制,部分河段水量較小,水環(huán)境容量較低。以上問題對(duì)水環(huán)境治理技術(shù)措施的選擇具有較高的要求,如果技術(shù)措施選擇不合理,或是采取單一的技術(shù)措施,則難以保障治理效果。
根據(jù)我國(guó)實(shí)際國(guó)情,在流域水環(huán)境綜合治理過程中,為了取得良好的治理成效,實(shí)現(xiàn)改善水環(huán)境、修復(fù)水生態(tài)、保障水安全、保護(hù)水資源的預(yù)期目標(biāo),必須以生態(tài)文明建設(shè)為指導(dǎo),全面實(shí)踐科學(xué)發(fā)展觀,堅(jiān)持從實(shí)際出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧、因地制宜的原則,制定流域水環(huán)境綜合治理技術(shù)路線?;诹饔蛩h(huán)境規(guī)劃思路和區(qū)域發(fā)展規(guī)劃,遵循相關(guān)法律法規(guī)與指導(dǎo)文件,制訂切實(shí)可行的水環(huán)境整治工作計(jì)劃與具體的治理技術(shù)方案。
技術(shù)路線以流域水環(huán)境綜合治理目標(biāo)為總綱,全面掌握水質(zhì)現(xiàn)狀和主要污染源、主要污染物的分布情況,分析流域水環(huán)境承載力,計(jì)算流域水環(huán)境容量。在水環(huán)境容量不足時(shí),根據(jù)流域?qū)嶋H情況選擇削減納污量、擴(kuò)充水環(huán)境容量或制訂污染物分配方案,準(zhǔn)確判斷流域水環(huán)境存在的問題。以水污染、水生態(tài)、水資源“三位一體”的共治思想,從源頭控制、過程控制、原位修復(fù)三個(gè)方面選用合理的技術(shù)措施。當(dāng)治理到一定程度,水環(huán)境容量變得充足時(shí),能夠?yàn)榘l(fā)展區(qū)域經(jīng)濟(jì)、謀劃產(chǎn)業(yè)布局、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)提供可能的水環(huán)境空間。最終通過系統(tǒng)管理鞏固治理成效,與治理技術(shù)措施協(xié)同實(shí)現(xiàn)流域水環(huán)境綜合治理預(yù)期目標(biāo)。
在綜合治理流域水環(huán)境時(shí),應(yīng)用源頭控制技術(shù)的目的在于將污染物在產(chǎn)生污染的源頭及時(shí)進(jìn)行收集和處理,從源頭上解決問題,避免污染物進(jìn)入水體,污染水環(huán)境。以污染源的類型劃分,源頭控制分為點(diǎn)源污染控制和面源污染控制。
(1)點(diǎn)源污染控制。生活污染源和工業(yè)污染源產(chǎn)生的城市生活污水和工業(yè)廢水是典型的點(diǎn)源污染,這種點(diǎn)源污染物含量多,成分復(fù)雜,變化規(guī)律符合工業(yè)廢水和生活污水的排放規(guī)律,具有季節(jié)性和隨機(jī)性。為了對(duì)點(diǎn)源污染進(jìn)行控制,可以通過敷設(shè)截污納管、建設(shè)城鎮(zhèn)污水處理廠、建設(shè)分散式農(nóng)村污水處理廠等技術(shù)措施進(jìn)行治理。
(2)面源污染控制。為了避免收集、排放的雨水中攜帶大量污染物流入水體,加大面源污染控制力度,可采取生態(tài)駁岸與海綿城市治理技術(shù),對(duì)城市區(qū)域內(nèi)的雨水開展滯蓄與簡(jiǎn)單凈化,將凈化后的水作為中水留用,或是直接排放至河流水域中。以生態(tài)駁岸技術(shù)為例,在水體邊緣與陸地交界處修建具備可滲透性特征的濱水駁岸,在地面徑流流入河道時(shí),生態(tài)駁岸將會(huì)阻擋雨水中攜帶的污染物流入河道,對(duì)雨水進(jìn)行凈化處理,將凈化后的雨水滲入河道。生態(tài)駁岸如圖1所示。
圖1 生態(tài)駁岸
污染物的源頭控制雖然是控制污染物最徹底的方式,但往往存在一些累積在流域地表的污染物(如農(nóng)藥、化肥等),受到降水的沖刷作用,隨著徑流的形成和泥沙的輸移在陸地坡面產(chǎn)生污染負(fù)荷,并隨徑流與泥沙的輸移在流域內(nèi)增加和衰減,最終到達(dá)河流。
因此,過程控制的重點(diǎn)在于構(gòu)建穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境,恢復(fù)遭受嚴(yán)重破壞的生態(tài)系統(tǒng),在污染物到達(dá)河流前實(shí)現(xiàn)凈化功能。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),可以選擇人工濕地、生態(tài)護(hù)坡、生態(tài)隔離帶等技術(shù)措施,有效隔離可能進(jìn)入河流的污染物。以人工濕地技術(shù)為例,主要利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用,在含有污染物的地表徑流進(jìn)入河流前先進(jìn)入人工濕地進(jìn)行凈化,通過吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解轉(zhuǎn)化等作用,以生態(tài)方式降低污染負(fù)荷,減少入河污染物總量,實(shí)現(xiàn)過程控制。人工濕地技術(shù)示意圖如圖2所示。
當(dāng)前,在我國(guó)部分城市的流域水環(huán)境中,由于河流水體長(zhǎng)時(shí)間遭受高負(fù)荷污染物的沖擊作用,各類污染物濃度較高,遠(yuǎn)超過水環(huán)境自凈能力,使得水體生態(tài)系統(tǒng)遭受嚴(yán)重破壞,并出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化、缺氧、水體黑臭等一系列問題,嚴(yán)重威脅水生生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,以及民眾的用水安全。當(dāng)污染物無法在源頭被收集處理,也沒有通過有效方式在進(jìn)入河流的過程中得到控制最終進(jìn)入河流時(shí),為了有效解決這一問題,必須全面推行人工凈化工程,貫徹原位修復(fù)的水環(huán)境治理理念,采取多元化的人工干預(yù)手段,將水體內(nèi)各類污染物的濃度總量控制在合理范圍內(nèi),可以有效分解水體中難以降解的有機(jī)物等物質(zhì),實(shí)現(xiàn)改善水環(huán)境與恢復(fù)水生態(tài)的治理目的。
人工凈化工程的主要技術(shù)措施包括人工引換水、微生物原位投放、曝氣增氧、混凝沉淀、化學(xué)固定、植物修復(fù)等,可將原位修復(fù)技術(shù)分為物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)與生物修復(fù),不同類型技術(shù)的修復(fù)原理存在明顯差異。以生物修復(fù)法中常用的微生物原位投放和曝氣增氧技術(shù)為例,微生物原位投放技術(shù)是根據(jù)水環(huán)境內(nèi)各類污染物的特性與濃度,在水環(huán)境中投入適當(dāng)品種的微生物,營(yíng)造適宜微生物繁殖生長(zhǎng)的環(huán)境,而在微生物新陳代謝過程中,可以有效分解水體中的難溶解有機(jī)污染物,從污水中持續(xù)攝取低分子化合物,將污染物分解為CO2、H2O等物質(zhì),從而凈化水體;曝氣增氧技術(shù)是一種增加水中含氧量的方法,使用增氧機(jī)與充氣機(jī)械等設(shè)備,持續(xù)在水體中充入氧氣,將水體含氧量穩(wěn)定控制在一定范圍內(nèi),保持水中溶解氧含量的平衡狀態(tài)。通過提升溶解氧含量,可以加快微生物降解速率,這項(xiàng)技術(shù)一般與微生物原位投放技術(shù)組合應(yīng)用。
綜上所述,為了全面提升流域水環(huán)境綜合治理水平及效率,實(shí)現(xiàn)建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)與可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo),確保水環(huán)境治理的順利開展,相關(guān)部門與從業(yè)人員必須加大對(duì)流域水環(huán)境治理體系的研究力度,結(jié)合我國(guó)實(shí)際國(guó)情與水環(huán)境治理需求,樹立正確的流域水環(huán)境綜合治理技術(shù)路線,靈活應(yīng)用各項(xiàng)治理技術(shù)措施。由此,全面改善河道生態(tài)系統(tǒng),恢復(fù)流域水環(huán)境的自然風(fēng)貌。