方慶帥
(樂山市井研生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站,四川 樂山 613100)
我國擁有豐富的水資源,但由于人口眾多,人均水資源占有量在世界范圍內仍處于較低水平,而目前的水域污染問題又凸顯出來,因此,對于生態(tài)型水環(huán)境的的治理迫在眉睫。多年來,我國在污水處理技術研究與應用方面取得了很好的成效,污水處理技術也取得了一定的進步,但隨著水環(huán)境污染范圍的擴大,污染原因也愈發(fā)復雜多樣,治理難度也持續(xù)增加,傳統(tǒng)的技術手段不僅耗費了大量的資金和人力、物力,還可能引發(fā)一系列的連鎖問題?;诋斍暗臓顩r,生態(tài)型水環(huán)境治理技術可以節(jié)約資源投入,提升水環(huán)境的治理效果,符合節(jié)約型社會建設的要求,值得大力研發(fā)與全面推廣[1]。
生態(tài)型水環(huán)境治理的根本在于充分挖掘和利用大自然的自我恢復功能,通過水體下滲、過濾等過程實現(xiàn)自我修復,達到修復水環(huán)境以及生態(tài)系統(tǒng)的目的[2]。
(1)生態(tài)型水環(huán)境治理是以水環(huán)境整體為治理對象,需要從水環(huán)境整體健康的角度去思考和解決污染治理問題。但由于傳統(tǒng)的水環(huán)境治理思路不夠全面、客觀,在實際工作中往往會陷入區(qū)域水資源循環(huán)利用的誤區(qū),比如花費大量的資源建設水資源收集系統(tǒng),而系統(tǒng)在運行過程中又耗費大量資源;跨區(qū)域收集污水,使區(qū)域內的水量失去平衡;二級處理設施難以有效收集水中的營養(yǎng)元素,導致水體富營養(yǎng)化,破壞生態(tài)平衡。因此,生態(tài)型水環(huán)境治理要綜合考慮多方面的因素,從水環(huán)境整體健康視角出發(fā),精準把控,避免治理工作陷入“一葉障目”的窘境。
(2)生態(tài)型水環(huán)境治理應以水環(huán)境良性循環(huán)為根本目標。因此,人類利用水資源也需要考慮自然循環(huán)的客觀規(guī)律,要做好水資源利用的環(huán)保處理,確保與自然循環(huán)形成良性互動。比如,人類可通過滲透、貯存雨水來改善雨水的循環(huán)途徑,凈化水質,以及控制暴雨自然徑流,避免洪災的發(fā)生。
(3)生態(tài)型水環(huán)境治理以節(jié)能環(huán)保為基本原則。生態(tài)型水環(huán)境治理技術與傳統(tǒng)技術的差別主要體現(xiàn)在生態(tài)性上,該技術是追求以最少的資源耗費、最低的成本投入和最少的環(huán)境變化來獲取最佳的環(huán)保效益。比如在治理設備的選用上,追求節(jié)能、環(huán)保、簡易的設備,其投入成本少,運行維護成本低,技術要求不高;而在其運行過程中不會對自然環(huán)境中的生物群落造成嚴重威脅,安全性高,有利于保持生物多樣性和環(huán)境穩(wěn)定性;還要強調因地制宜,充分利用區(qū)域水文特征進行針對性的治理,力爭不增加自然環(huán)境的負擔,只發(fā)揮出自然環(huán)境的本身功能。因此,生態(tài)型水環(huán)境治理的思路就在于從整個水生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)來考慮環(huán)境治理問題,以節(jié)能環(huán)保低危害的措施維護水生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,提升水體自行恢復能力,最后形成人類社會與自然環(huán)境和諧共處、共同發(fā)展的良好局面[3]。
傳統(tǒng)的水環(huán)境治理技術存在基建投資大、運行費用高的問題,其主要是致力于點源污染治理,而生態(tài)型水環(huán)境治理技術則充分尊重自然規(guī)律,選用符合水環(huán)境健康循環(huán)的生態(tài)型技術,注重水環(huán)境的自然修復。目前,人工濕地凈化技術、生態(tài)護岸技術等生態(tài)型水環(huán)境治理技術取得了很好的效果[4]。
地球的生態(tài)系統(tǒng)大體可以分為森林、海洋和濕地,其中濕地在生態(tài)系統(tǒng)中起到凈化、改善水質的作用,有助于維持生態(tài)系統(tǒng)物種的多樣性。當前,我國的自然濕地規(guī)模和數(shù)量呈現(xiàn)下降趨勢,很多濕地都遭到一定程度的破壞和污染,因此,需要重視濕地的水環(huán)境治理與保護功效。
人工濕地凈化技術是一種較為常見的生態(tài)型水環(huán)境治理技術,其是采用構建人工濕地的方式實現(xiàn)凈化水資源的功能,是兼生活、物理、化學方面的水處理技術,不僅凈化效果好,且資源耗用量也少。人工濕地凈化系統(tǒng)是由填料和生物膜組成,以借助生物膜來攔截水資源中的有害物質,再利用植物根系部位的大量微生物吸收水中的富營養(yǎng)元素,由此去除有機污染物,達到生態(tài)型水環(huán)境治理的目標[5]。
目前,全國范圍內有很多城市都建有人工濕地,其不僅可以對水體中的懸浮物、有機物等進行攔截、同化和吸收,實現(xiàn)對水體的凈化,還可以通過硝化去除污水中的氮磷等物質,生成氧氣資源。此外,人工濕地系統(tǒng)還滿足了人們對于城市自然環(huán)境的追求,改善了城市生態(tài)環(huán)境,提升了城市景觀的美感,同時實現(xiàn)了環(huán)保效益和經濟效益、社會效益的統(tǒng)一。
護岸是指在江河等水體邊的人工加固措施,傳統(tǒng)的護岸工程往往沒有考慮到生態(tài)環(huán)保方面的需求,均采用漿砌石等材料堆砌施工,其優(yōu)點在于牢靠穩(wěn)固,可以起到很好的抗沖刷效果,確保河道安全。其缺點在于對水環(huán)境的治理與保護功效不顯著,切斷了河道生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)的關聯(lián),對整個生態(tài)系統(tǒng)具有一定的負面影響[6]。
生態(tài)護岸技術不僅強調保護河道結構安全,還注重對水環(huán)境的治理與保護功效,是一種有效的生態(tài)型水環(huán)境治理技術。該技術是基于水質運動的規(guī)律,在河道護岸上將不同介質按順序排列,實現(xiàn)河道與陸地生態(tài)系統(tǒng)的能量、物質交換,促進兩個生態(tài)系統(tǒng)的平衡穩(wěn)定,從而達到改善水環(huán)境的目的。在具體技術應用的過程中,通常是針對不同的河湖系統(tǒng)采用直立型、緩坡型、陡坡型結構來優(yōu)化生態(tài)護岸系統(tǒng)效果,還可以在河湖邊界種植各種植物來強化土壤固土能力,提升護岸的抗洪抗壓能力,使水體污染情況得到有效的控制。護岸的生態(tài)功能是尊重生態(tài)系統(tǒng)的整體性和協(xié)調性,避免河道與陸地生態(tài)系統(tǒng)相分離。
湖濱帶是水環(huán)境與陸地生態(tài)系統(tǒng)的交叉部位,主要是湖泊與陸地的生態(tài)過渡地帶,湖濱帶凈化技術是在湖濱帶構筑一個多功能的生態(tài)污水凈化系統(tǒng)。該技術主要是使用吸附材料和酶促填料來促進動植物體系的形成,可以起到涵養(yǎng)水分、凈化水質的作用,以及豐富湖濱帶生物的多樣性,并起到蓄洪防旱和美觀作用。
在實際應用中,當湖水或雨水進入湖濱帶生態(tài)系統(tǒng)時,可以通過貯存水分起到蓄洪防旱的功效,保持水資源的平衡;還可以在湖濱帶生態(tài)系統(tǒng)微生物、動物、植物和各種物質元素的共同作用下,過濾水中的污染物,吸收富營養(yǎng)化元素,從而凈化水質,改善水體狀況,維持湖濱帶的生態(tài)系統(tǒng)平衡,促進生態(tài)系統(tǒng)物種的多樣性和穩(wěn)定性,強化湖泊與陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的聯(lián)系[7]。
按照自然界的物質交換規(guī)律,在富營養(yǎng)化的水域上種植植物,可以起到吸收、吸附水中的營養(yǎng)元素,達到凈化水域的目的,而人工浮島技術就是利用這一原理。該技術以水域中的懸浮填料為基礎,大規(guī)模種植可有效凈化水質的植物,且人工浮島技術不會受水深等因素的限制,即使在大深度水域也可以取得不錯的凈化效果,同時也為水域景觀增添了觀賞性。
在城市范圍內,硬質地面使?jié)B水、滯水空間被大量擠占,地面徑流大幅增加,這容易引起城市內澇,并可能導致嚴重的面源污染。近年來,國內外眾多城市都遭受到暴雨的侵襲,英國、德國等國家和地區(qū)受暴雨影響發(fā)生了重大洪水災害,而國內河南、山西等多個省市也遭受了重大損失。這固然有降雨量過大過急的原因,但也在一定程度上凸顯了城市雨水下滲能力不足的問題[8]。為此,在城市地區(qū)應加強地表的滲水與過濾功能,盡可能提升綠化地面占比,可在道路兩側綠化種植,對綠地土質進行改造,還可以在表層土壤中添加促進滲透的材料,鋪設礫石來減少徑流,以增強城市抵御內澇的能力,凈化雨水的各種污染。
綜上所述,生態(tài)型水環(huán)境治理技術的應用不僅有助于改善水質的污染狀況,還可以促進人與自然的和諧共生,為社會經濟發(fā)展提供新的動力。所以,環(huán)境保護工作任重而道遠,而生態(tài)型水環(huán)境治理技術的研發(fā)與應用,要兼顧環(huán)境效益和經濟效益、社會效益,摒棄先污染后治理的老路,采用防、治兩用的新方法,以此保護水資源,保護生態(tài)環(huán)境,為人類生產生活創(chuàng)造更加美好的自然環(huán)境。