人造景觀水體的污染與處理技術(shù)

孫久振 賈西成 劉志軍

摘要:人工營造的親水景觀,由于缺少天然水系的自我凈化功能和生物動態(tài)平衡體系,易產(chǎn)生發(fā)“綠”、發(fā)“臭”等現(xiàn)象,不僅影響了景觀水域的視覺效果,更影響了周圍居住環(huán)境。文章通過對人造景觀水質(zhì)的研究,針對人造景觀用水的水質(zhì)的特點(diǎn),探討了行之有效的景觀水處理技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞:人造景觀水體;人工景觀用水;水質(zhì);水處理技術(shù)

中圖分類號:X703文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2009)20-0119-02

一、人造景觀水體的污染原因及水質(zhì)特征

(一)人造景觀水體的污染原因

源水水質(zhì)先天不足、開放式的環(huán)境、較小的環(huán)境容量、松散的管理,是造成人造景觀水體水質(zhì)污染的四大原因。

一般景觀水的水源主要來自自來水、再生水、河水以及雨水的補(bǔ)充。除自來水外其他源水水質(zhì)質(zhì)量得不到保證。人造景觀的“公共性”和“親人性”的特質(zhì),也是造成水質(zhì)污染較快的原因。開放式的環(huán)境,經(jīng)常人為的將一些污染物帶入景觀水體。人造景觀水體多為近于封閉的靜止或緩流水體,與空氣接觸少,溶解氧不足;水生生物種類單一,不可能形成較完備的水生生態(tài)系統(tǒng),因此水環(huán)境容量較小、水體自凈能力較低。加之有些景觀設(shè)計(jì)的不科學(xué),缺少對水質(zhì)環(huán)境保護(hù)的關(guān)注,造成人工景觀中經(jīng)常會出現(xiàn)流動死角。各種污染物將會沉積在死角處,并慢慢地污染整個人工環(huán)境。人造景觀的“公共性”特征還容易形成“責(zé)任分散效應(yīng)”。“集體冷漠”造成的無人管理,使得環(huán)境問題得不到有效處理,也是人造景觀水質(zhì)較差的原因。

(二)人造景觀水體的水質(zhì)特征

人造景觀水質(zhì)惡化的主要原因?yàn)樗w的富營養(yǎng)化。造成水體富營養(yǎng)化的原因并不是投入的強(qiáng)度過大,而是由于水體的自凈能力太弱。景觀水體大多是一個自凈能力很弱的封閉系統(tǒng),內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不合理造成轉(zhuǎn)化和產(chǎn)出效率較低;外來能量和物質(zhì)的輸入,隨著時間的推移逐漸累積,產(chǎn)生富營養(yǎng)化,最終使水體受污染。物質(zhì)和能量“易進(jìn)難出”是景觀水體易受污染的主要特性。

二、污染控制措施

大多數(shù)景觀水體都是半封閉或基本封閉的系統(tǒng),這使得景觀水體自凈能力很弱,但與此同時也避免了大負(fù)荷的污染物沖擊,所以景觀水體總體的污染程度不高。如果污染控制措施得力,水質(zhì)可較長時間保持在可接受范圍,這將大大降低治理的難度及成本。景觀水質(zhì)的管理與控制應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

(一)控制入水水質(zhì)

選擇合適的水源,如果水源的水質(zhì)不能達(dá)標(biāo),則應(yīng)對水源進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗?方可引入。利用的是再生水則再生水的水質(zhì)需滿足《再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ/T95-2000)中的有關(guān)規(guī)定。從節(jié)水的角度,鼓勵利用符合標(biāo)準(zhǔn)的再生水。

(二)控制景觀水體營養(yǎng)鹽的輸入和輸出,使景觀水體始終趨于貧營養(yǎng)化狀態(tài)

具體的措施有:在水體邊界設(shè)計(jì)排水溝,以防止污水流入;定期打撈漂浮在水體上的樹葉、枯草等雜物,以防止它們向水中釋放營養(yǎng)物質(zhì);控制飼料的投加量等。

(三)對于景觀河道和大型人工湖,還應(yīng)加強(qiáng)對周邊污染源的管理及監(jiān)督

生活污水特別是工業(yè)污水的流入,會造成大負(fù)荷的污染沖擊,導(dǎo)致水質(zhì)的極度惡化和生態(tài)系統(tǒng)的毀滅性破壞。

三、污染水體的治理措施

物質(zhì)和能量“易進(jìn)難出”的特征,使得人工水體即使有很好的預(yù)防措施,較長時間保持好的水質(zhì)并不是件簡單的事。對于已受污染的景觀水體,必要的治理還是不可缺少的。

在對人工景觀水體進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研的基礎(chǔ)上,根據(jù)實(shí)際情況將人造景觀水體大致分為兩類:(1)廣場景觀水體和小型人造景觀湖;(2)大型的人造湖泊和各種景觀河道。不同的入水水源、不同的景觀環(huán)境、不同的水質(zhì)要求,需要區(qū)別處理,分類對待。

(一)廣場景觀水體和小型人造景觀湖的治理措施

對于這類水面較小、水源穩(wěn)定且有專人管理的景觀水體來說,處理較為簡單相對經(jīng)濟(jì)的物理和化學(xué)方法為治理措施的首選。

1.定期補(bǔ)水。定期補(bǔ)充水的處理方法對于較小水面的景觀水體來說是一種行之有效的方法,在經(jīng)濟(jì)上可行,操作管理也方便。定期補(bǔ)水能起到降低水體由于蒸發(fā)滲漏作用而引起的含鹽量的增加,以及稀釋水體中有害污染物濃度的作用,對于防止水體水質(zhì)變壞及其防止水體富營養(yǎng)化的發(fā)生能起到延緩作用。

2.循環(huán)過濾。在水景設(shè)計(jì)的初期,根據(jù)水體的大小,設(shè)計(jì)配套的過濾沙缸和循環(huán)用的水泵,并且埋設(shè)循環(huán)用的管路,用于以后日常的水質(zhì)保養(yǎng)。這類處理方式增加了設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)的費(fèi)用,對于廣場噴泉類的景觀用水比較合適。

3.投加化學(xué)藥劑。當(dāng)已經(jīng)發(fā)生富營養(yǎng)化引起水質(zhì)變臭時,可以采用直接向水中投加化學(xué)藥劑的方法殺死藻類,然后通過自然沉淀后清除淤泥層的方法達(dá)到防止凈化水體的目的。殺藻常用的化學(xué)藥劑有硫酸銅和漂白粉。投加時要均勻布撒。硫酸銅藥效強(qiáng),每升水投加0.3～0.5mg,在幾天之內(nèi)就能殺死大多數(shù)產(chǎn)生氣味的藻類植物。硫酸銅對于魚類也有毒性,因此,在景觀兼養(yǎng)魚的水體中投加硫酸銅殺藻時,應(yīng)慎重計(jì)算布撒量。漂白粉或氯能滅藻并可以去除致臭物質(zhì),但投量要多一些,如0.5～1mg/L。但應(yīng)當(dāng)注意,加氯不應(yīng)過多,否則反而又會增加水的氣味。

4.建議。水面較小且有專人管理的景觀水體建議以上述三種物化處理方式為主;以長期保持水體的感官性狀為主要控制目標(biāo);結(jié)合清淤、換水的方式保證水體水質(zhì),達(dá)到既經(jīng)濟(jì)易行又節(jié)約水源的雙重功效。

(二)大型的人造湖泊和各種景觀河道的治理措施

這類景觀水體的特點(diǎn)為源水水質(zhì)復(fù)雜、水量大、水域面積大、周邊環(huán)境復(fù)雜且常常處于無人看管狀況。一次性換水和投加化學(xué)藥劑在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上都是不可行的。因此較為簡單的換水和加藥的物化方法對于這類水體并不適用。

按照自然界自身規(guī)律去恢復(fù)自然界的本來面貌;強(qiáng)化自然界自身的自凈能力去治理被污染水體,這是人與自然和諧相處的合乎邏輯的治污思路,也是一條創(chuàng)新的技術(shù)路線。同時此類水體有較大的水域面積和復(fù)雜的環(huán)境,也為生態(tài)系統(tǒng)的重建提供了條件。筆者認(rèn)為,此類水體應(yīng)以完成人工環(huán)境向自然生態(tài)環(huán)境的轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K目標(biāo);以自然生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建為目標(biāo)的生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)是這類水體治理的主要措施。

1.自然曝氣+PBB法。這類方法在中小景觀水域中常被采用。PBB法是原位物理、生物、生化修復(fù)技術(shù),主要是向水體中增氧與接種有凈水作用的復(fù)合微生物。PBB法可主要是通過有益微生物、藻類、水草等的吸附,在底泥深處厭氧環(huán)境下將硝酸鹽反硝化成氣態(tài)氮,再上升至水面返還大氣。氧是此類方法治理水環(huán)境的首要條件。景觀設(shè)計(jì)中如有瀑布等跌水曝氣方式可替代增氧機(jī),既經(jīng)濟(jì)又具有很好的景觀水體治理功效。

2.生物濾溝法。此類方法常用于源水較差的水體的前期處理,在景觀環(huán)保設(shè)計(jì)中也常被采用。生物濾溝法是將砂石過濾與生物塘床相結(jié)合的復(fù)合處理方法。原水經(jīng)格柵除去大的漂浮物后通過水泵提升,然后經(jīng)跌水盤跌水充氧后由跌水槽進(jìn)入生物濾溝好氧段,之后是植物床和生態(tài)凈化溝,再經(jīng)清水槽外排。生物濾溝在常溫下處理受污染的城市景觀水體,能很好地控制水中令人討厭的色、嗅、味等感官性狀指標(biāo),并對氨氮有一定的去除效果。

3.生物接觸氧化法。這種處理方法在微污染水的處理中有廣泛的應(yīng)用,對微污染狀態(tài)的景觀水體來言是一種行之有效的處理方法。生物接觸氧化法處理是使微生物和原、后生動物一類的微型動物附著在填料或某些載體上生長繁育,形成膜狀生物污泥,污水與生物膜接觸時,污水中的營養(yǎng)物質(zhì)被生物膜上的微生物所攝取,使微污染水得到凈化。

4.生態(tài)修復(fù)法。生態(tài)法就是以生態(tài)學(xué)原理為指導(dǎo),將生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能應(yīng)用于水質(zhì)凈化。在水體內(nèi)利用藻類為浮游生物的食物,浮游生物又供作魚類的餌料,使之成為菌-藻類-浮游生物-魚的生態(tài)系統(tǒng)。充分利用自然凈化與水生生物系統(tǒng)中各類水生生物間功能上相輔相成的協(xié)同作用來凈化水質(zhì)。但應(yīng)注意,在引進(jìn)水生生物時應(yīng)以本地土著生物為主,避免引入外來物種。還需要控制水生植物的種植密度,以防過度繁殖,適得其反。

5.建議。大型的人造湖泊和各種景觀河道的復(fù)雜性決定了其保持水質(zhì)的難度也較大。保持水質(zhì)是一個系統(tǒng)工程,在項(xiàng)目規(guī)劃過程中就應(yīng)對水質(zhì)的保護(hù)給予充分的關(guān)注。必須按水體的實(shí)際情況,結(jié)合環(huán)境,綜合考慮,全面規(guī)劃,設(shè)計(jì)科學(xué)合理的方案。根據(jù)水的用途合理選擇水源,優(yōu)質(zhì)優(yōu)用,各種水源水體聯(lián)合運(yùn)行,互為補(bǔ)充,實(shí)現(xiàn)內(nèi)部水體良性循環(huán);水的利用、水質(zhì)處理、水環(huán)境與水景觀有機(jī)結(jié)合;景觀水體與外界水體的交接處應(yīng)設(shè)有合理的可控緩沖裝置,然后按生態(tài)系統(tǒng)的平衡過程及水質(zhì)變化,將自然與人工有機(jī)結(jié)合。

四、結(jié)語

“智者樂水”,人們對于水景的偏愛不言而喻。但是偏愛景觀也要權(quán)衡利弊,因地制宜。水源豐富的城市用水營造城市特色無可厚非。一些干旱城市片面追逐所謂大型水景觀的行為就值得商榷了。如何把“節(jié)水”“保水”“用水”結(jié)合起來,用盡可能少的水,做出精良的水景觀,我們應(yīng)多一些理性思考。

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作者簡介:孫久振(1978-),男,山東平陰人,山東省平陰縣環(huán)境保護(hù)局助理工程師,研究方向:環(huán)境工程與環(huán)境監(jiān)測。