方慶帥
(樂(lè)山市井研生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站,四川 樂(lè)山 613100)
我國(guó)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(nèi)仍處于較低水平,而目前的水域污染問(wèn)題又凸顯出來(lái),因此,對(duì)于生態(tài)型水環(huán)境的的治理迫在眉睫。多年來(lái),我國(guó)在污水處理技術(shù)研究與應(yīng)用方面取得了很好的成效,污水處理技術(shù)也取得了一定的進(jìn)步,但隨著水環(huán)境污染范圍的擴(kuò)大,污染原因也愈發(fā)復(fù)雜多樣,治理難度也持續(xù)增加,傳統(tǒng)的技術(shù)手段不僅耗費(fèi)了大量的資金和人力、物力,還可能引發(fā)一系列的連鎖問(wèn)題。基于當(dāng)前的狀況,生態(tài)型水環(huán)境治理技術(shù)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(huì)建設(shè)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(fù)功能,通過(guò)水體下滲、過(guò)濾等過(guò)程實(shí)現(xiàn)自我修復(fù),達(dá)到修復(fù)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(duì)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(wèn)題。但由于傳統(tǒng)的水環(huán)境治理思路不夠全面、客觀,在實(shí)際工作中往往會(huì)陷入?yún)^(qū)域水資源循環(huán)利用的誤區(qū),比如花費(fèi)大量的資源建設(shè)水資源收集系統(tǒng),而系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中又耗費(fèi)大量資源;跨區(qū)域收集污水,使區(qū)域內(nèi)的水量失去平衡;二級(jí)處理設(shè)施難以有效收集水中的營(yíng)養(yǎng)元素,導(dǎo)致水體富營(yíng)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(zhǔn)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(yīng)以水環(huán)境良性循環(huán)為根本目標(biāo)。因此,人類(lèi)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(dòng)。比如,人類(lèi)可通過(guò)滲透、貯存雨水來(lái)改善雨水的循環(huán)途徑,凈化水質(zhì),以及控制暴雨自然徑流,避免洪災(zāi)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(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的差別主要體現(xiàn)在生態(tài)性上,該技術(shù)是追求以最少的資源耗費(fèi)、最低的成本投入和最少的環(huán)境變化來(lái)獲取最佳的環(huán)保效益。比如在治理設(shè)備的選用上,追求節(jié)能、環(huán)保、簡(jiǎn)易的設(shè)備,其投入成本少,運(yùn)行維護(hù)成本低,技術(shù)要求不高;而在其運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)對(duì)自然環(huán)境中的生物群落造成嚴(yán)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(qiáng)調(diào)因地制宜,充分利用區(qū)域水文特征進(jìn)行針對(duì)性的治理,力爭(zhēng)不增加自然環(huán)境的負(fù)擔(dān),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(gè)水生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)來(lái)考慮環(huán)境治理問(wèn)題,以節(jié)能環(huán)保低危害的措施維護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,提升水體自行恢復(fù)能力,最后形成人類(lèi)社會(huì)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(shù)存在基建投資大、運(yùn)行費(fèi)用高的問(wèn)題,其主要是致力于點(diǎn)源污染治理,而生態(tài)型水環(huán)境治理技術(shù)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(shù),注重水環(huán)境的自然修復(fù)。目前,人工濕地凈化技術(shù)、生態(tài)護(hù)岸技術(shù)等生態(tài)型水環(huán)境治理技術(shù)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(zhì)的作用,有助于維持生態(tài)系統(tǒng)物種的多樣性。當(dāng)前,我國(guó)的自然濕地規(guī)模和數(shù)量呈現(xiàn)下降趨勢(shì),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(hù)功效。
人工濕地凈化技術(shù)是一種較為常見(jiàn)的生態(tài)型水環(huán)境治理技術(shù),其是采用構(gòu)建人工濕地的方式實(shí)現(xiàn)凈化水資源的功能,是兼生活、物理、化學(xué)方面的水處理技術(shù),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(lái)攔截水資源中的有害物質(zhì),再利用植物根系部位的大量微生物吸收水中的富營(yíng)養(yǎng)元素,由此去除有機(jī)污染物,達(dá)到生態(tài)型水環(huán)境治理的目標(biāo)[5]。
目前,全國(guó)范圍內(nèi)有很多城市都建有人工濕地,其不僅可以對(duì)水體中的懸浮物、有機(jī)物等進(jìn)行攔截、同化和吸收,實(shí)現(xiàn)對(duì)水體的凈化,還可以通過(guò)硝化去除污水中的氮磷等物質(zhì),生成氧氣資源。此外,人工濕地系統(tǒng)還滿(mǎn)足了人們對(duì)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(shí)實(shí)現(xiàn)了環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的統(tǒng)一。
護(hù)岸是指在江河等水體邊的人工加固措施,傳統(tǒng)的護(hù)岸工程往往沒(méi)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(diǎn)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(diǎn)在于對(duì)水環(huán)境的治理與保護(hù)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(guān)聯(lián),對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)具有一定的負(fù)面影響[6]。
生態(tài)護(hù)岸技術(shù)不僅強(qiáng)調(diào)保護(hù)河道結(jié)構(gòu)安全,還注重對(duì)水環(huán)境的治理與保護(hù)功效,是一種有效的生態(tài)型水環(huán)境治理技術(shù)。該技術(shù)是基于水質(zhì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,在河道護(hù)岸上將不同介質(zhì)按順序排列,實(shí)現(xiàn)河道與陸地生態(tài)系統(tǒng)的能量、物質(zhì)交換,促進(jìn)兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的平衡穩(wěn)定,從而達(dá)到改善水環(huán)境的目的。在具體技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中,通常是針對(duì)不同的河湖系統(tǒng)采用直立型、緩坡型、陡坡型結(jié)構(gòu)來(lái)優(yōu)化生態(tài)護(hù)岸系統(tǒng)效果,還可以在河湖邊界種植各種植物來(lái)強(qiáng)化土壤固土能力,提升護(hù)岸的抗洪抗壓能力,使水體污染情況得到有效的控制。護(hù)岸的生態(tài)功能是尊重生態(tài)系統(tǒng)的整體性和協(xié)調(diào)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(guò)渡地帶,湖濱帶凈化技術(shù)是在湖濱帶構(gòu)筑一個(gè)多功能的生態(tài)污水凈化系統(tǒng)。該技術(shù)主要是使用吸附材料和酶促填料來(lái)促進(jìn)動(dòng)植物體系的形成,可以起到涵養(yǎng)水分、凈化水質(zhì)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(shí)際應(yīng)用中,當(dāng)湖水或雨水進(jìn)入湖濱帶生態(tài)系統(tǒng)時(shí),可以通過(guò)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(dòng)物、植物和各種物質(zhì)元素的共同作用下,過(guò)濾水中的污染物,吸收富營(yíng)養(yǎng)化元素,從而凈化水質(zhì),改善水體狀況,維持湖濱帶的生態(tài)系統(tǒng)平衡,促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)物種的多樣性和穩(wěn)定性,強(qiáng)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(zhì)交換規(guī)律,在富營(yíng)養(yǎng)化的水域上種植植物,可以起到吸收、吸附水中的營(yíng)養(yǎng)元素,達(dá)到凈化水域的目的,而人工浮島技術(shù)就是利用這一原理。該技術(shù)以水域中的懸浮填料為基礎(chǔ),大規(guī)模種植可有效凈化水質(zhì)的植物,且人工浮島技術(shù)不會(huì)受水深等因素的限制,即使在大深度水域也可以取得不錯(cuò)的凈化效果,同時(shí)也為水域景觀增添了觀賞性。
在城市范圍內(nèi),硬質(zhì)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(nèi)澇,并可能導(dǎo)致嚴(yán)重的面源污染。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外眾多城市都遭受到暴雨的侵襲,英國(guó)、德國(guó)等國(guó)家和地區(qū)受暴雨影響發(fā)生了重大洪水災(zāi)害,而國(guó)內(nèi)河南、山西等多個(gè)省市也遭受了重大損失。這固然有降雨量過(guò)大過(guò)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(wèn)題[8]。為此,在城市地區(qū)應(yīng)加強(qiáng)地表的滲水與過(guò)濾功能,盡可能提升綠化地面占比,可在道路兩側(cè)綠化種植,對(duì)綠地土質(zhì)進(jìn)行改造,還可以在表層土壤中添加促進(jìn)滲透的材料,鋪設(shè)礫石來(lái)減少?gòu)搅?,以增?qiáng)城市抵御內(nèi)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(shù)的應(yīng)用不僅有助于改善水質(zhì)的污染狀況,還可以促進(jìn)人與自然的和諧共生,為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供新的動(dòng)力。所以,環(huán)境保護(hù)工作任重而道遠(yuǎn),而生態(tài)型水環(huán)境治理技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用,要兼顧環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)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(hù)水資源,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,為人類(lèi)生產(chǎn)生活創(chuàng)造更加美好的自然環(huán)境。