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關鍵詞:水污染;植物修復;環境
中圖分類號:X52 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2012)-04-0146-2
基金項目:新疆維吾爾自治區高校科研重點項目:“伊犁河流域土壤重金屬環境地球化學基線研究”(課題編號:XJEDU2010157)
氮、磷等營養物質和有機污染是我國水污染的兩個主要方面,我國經濟建設和水利現代化進程快速發展,國家已經確立了本世紀末基本修復全國水生態環境的目標。而這一目標的實現,需要對現代生態修復技術的不斷研究更新應用,完善水污染環境的治理工作。植物修復技術就是目前水污染治理中一項較為實用的技術,并且已經在我國的江、河、湖、海和水庫等水污染環境治理中開始廣泛應用。
1 植物修復技術
1.1 定義
植物修復技術是指通過綠色植物及其根際的土著微生物共同作用,實現對環境污染的清除,是目前一種較新的原位治理技術,其主要機理就是通過植物及其根際土著微生物的代謝活動來對環境中的污染物進行吸收、積累或者降解轉化。
1.2 特點
植物修復技術相比于其他的水污染環境處理方法,主要有以下幾方面的特點:
(1)植物修復技術能夠在現場進行,這使得治理污染過程中的運輸費用得以減少,同時降低了人類和污染物直接接觸的機會。
(2)能夠有效地處理水體中的有機污染物、重金屬污染物和富營養化物質。
(3)可以使水體營養達到平衡,使水體的自凈能力得到改善。
(4)具有較低的工程造價,耗能少甚至是不需要耗能。
(5)不需要在水體治理過程中加放藥劑,防止了水體的二次污染。
1.3 植物修復技術類型
1.3.1 植物揮發 植物吸收一些容易揮發的污染物后會在表面組織中將污染物揮發掉。空氣中的活性羥基可以將植物莖葉揮發出的物質分解掉。植物自身不能降解污染物質,而是將污染物所處的環境進行轉移,減少污染物總量。
1.3.2 植物固定 植物在吸收有毒有害污染物后,可以將其匯聚在植物體內,比如根、莖、葉中,將污染物的活動性降低,防止其擴散到周圍的水體中,也就是植物對污染物起固定作用。隨著植物的死亡腐爛,這一部分被固定的污染物會被重新釋放到自然環境中。
1.3.3 植物提取 植物根系可以從土壤中將有機或者重金屬污染物轉移到植物的地上部分,通常是指那些累積大于葉片干重0.01%的Cd或者0.1%的Cu、Zn、Pb、Co、Ni,或者1.0%的Mn植物。
1.3.4 植物降解 通過植物或植物與微生物對有機污染物進行降解。植物通過同化過程對污染物質進行降解,只是污染物的轉換場所,并不對污染物進行存儲固定,在植物死亡后,大部分污染物已經被降解為無毒性物質或無機物,可以有效地避免二次污染。
1.3.5 根系過濾 植物根系聚集著大量的微生物,特別是在距離跟表面1-3毫米的地方,這些微生物是沒有種植過土壤的3-4倍。一些有機物能夠結合植物使重金屬的降解得到促進,還能使一些有機污染物礦化。
2 植物修復技術應用的要求
2.1 水環境的要求
2.1.1 水環境的條件 并不是說植物修復技術是萬能的治理技術,其有著自身的適用性,該技術對水體的動力條件和水質現狀都是有要求的。通常來說,植物修復技術在水流較緩的寬淺水體,不超過3m的水深中較為適用。另外,實踐研究表明,水流的流速以及水力停留時間也影響著植物修復技術的運用。因為生物種群可以適應一定的環境脅迫,所以,植物修復技術對水質也有著一定的要求,污染高負荷的水環境不利于植物修復的進展。
2.1.2 水生植物的選型 水污染環境植物修復技術的核心是水生植物,水生植物不同會呈現不同的水體污染吸收能力和吸收效果,并且大型水生植物藻類的不同會使得抑制效應不同,對不同的水生植物藻類也使得同種水生植物的作用不同。而且,營養效率在過長的生物調控過程中較低。另外,分泌物濃度不同使得其對藻類的他感效果不同。因此,在水污染環境不同的治理情況下,對水生植物的選擇非常重要。
2.1.3 護坡生態建設 在植物修復技術的使用中,江河湖庫的護坡建設也對其效果有著很大的影響。一直以來,人們對于防洪、通航等這類河道自身的功能較為注重,所以我國許多地方的護坡建設中普遍使用混凝土材料護坡、襯砌河床、截彎取直的做法。然而,這些做法實際上對土壤和水體的關系產生了割裂,分離了生物環境,水系和土地及生物環境相分離,對自然環境的生態鏈產生了破壞,造成了生態環境的不和諧。護坡生態建設對生態修復有很好的效果,主要是在對初期坡面穩定和坡面植被保綠保活有所保證的基礎上,遵循自然規律,通過人為手段使坡面植被群落的演替速度加快,將坡面與當地生態環境相互融合。護坡生態建設具有抗蝕、保水、增加截流面源以及坡面強度等功能,提供給植物足夠的生長養分和良好的生長環境。
2.1.4 資金投入 在污染問題的治理中,資金投入始終是個大問題,植物修復技術也是這樣。第一,植物修復技術自身的特點原因使得這是一個長期漫長的過程,在技術開始階段的資金投入可能不是最大的,但之后的技術、管理、維護等方面需要資金不斷投入。第二,在我國的社會經濟發展過程中,經濟效益是每個工程都要首先考慮的,在污染治理時,首先想的是少投入、快見效、實用性強的處理技術,對環境可持續發展有所忽略。第三,國家在籌措生態資金時,實施了一些必要的鼓勵政策,但是其效果并不是很好。
不難看出,水污染中植物修復技術的使用受資金的制約,資金的保障是植物修復技術實施的關鍵。
2.2 植物修復技術的要求
2.2.1 植物修復技術的關鍵性研究 對不同類型植物去除不同污染物的基礎性研究是使植物修復技術優勢充分發揮的關鍵,可以對水生植物的優化選擇因地制宜,發展為一個完善的修復系統。并且在污染物被水生植物所吸收的最佳時期,人工收割及時進行,達到永久去除污染物的目的。我國在這方面相較于發達國家仍具有一定的落后性,所以,對關鍵技術的基礎性研究加強是非常重要的。
2.2.2 培養復合型人才 植物修復技術是一項較為復雜的學科,它涉及到多個學科,比如生物學科、環境學科、景觀學、現代水利工程學、生態學等,作為一門新興技術,它對于人才素質有著很高的要求。特別對于我國來說,地域廣闊,水域環境有著極大的不同,使用植物修復技術對水污染進行處理,對這類人才的需求更是非常迫切。目前來說,這方面人才的培養還是很薄弱的,對我國植物修復技術的使用有著一定的制約。
2.2.3 水環境的生態管理 當今社會,生態化成為了發展的一種自然趨勢,在管理上,生態化管理也成為了一種發展方向。雖然目前其機制還沒有成熟,也沒有可以借鑒和采用的固定模式,但相比于其他的管理,其具有自身的特點:第一,水體完整的生態保護一定要對有效性、持續性和整體目標進行強調。第二,執行時,水環境管理人員要有敏銳的洞察力并且受過專業的培訓,這才能在執行上給予其足夠的權利。第三,生態管理中,要對基本流量、水質和水體自身的生態現狀有所兼顧。提高水環境生態管理的宣傳力度,使民間企業能夠積極參與進來,并且對公眾參與水環境生態保護活動進行推動。利用這些措施,對環境生態保護管理僵化的情況進行改善,為環境問題提供政策決策依據。
3 結語
水作為人類生存的根本物質基礎,其污染問題對人類生存發展有著重要影響,對水污染問題的解決是當前社會重點關注的話題。植物修復技術作為一項新興技術,以其效果好、投資少、管理維護方便的優點,在水污染環境處理中有著廣泛應用。
參考文獻
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關鍵詞:沙湖流域; 生態服務功能; 專家問卷調查; 安全評估
中圖分類號:X171
文獻標識碼:A 文章編號:1674-9944(2016)24-0038-02
1 研究地區概況
沙湖流域轄石嘴山市大武口區、永寧縣、銀川市興慶區、金鳳區、西夏區、賀蘭縣及平羅縣,流域內主要湖庫有艾依河、沙湖、閱海、鳴翠湖、星海湖、鎮朔湖等。流域平均年產水資源總量為1.78億m3,其中多年平均地表水資源量為8650萬m3;多年平均地下水資源量為10.74億m3。流域水資源在維系區域生物多樣性、調節氣候、減少熱干風等氣候災害、維系銀川平原水量動態平衡、納污治污、調蓄洪水、調控地下水等方面發揮著巨大的作用,扮演著銀川平原綠洲之肺的角色。
2 研究目的與對象
沙湖流域生態服務功能評估采用專家問卷調查[1]的方式進行,對流域所在地的銀川市三區、賀蘭縣、永寧縣、石嘴山大武口、平羅縣的水利部門、林業部門、環保部門、湖泊管理部門等部分行業專家、公務員及基層工作者進行現場問卷調查。
此次問卷調查共發放現場調查表80份,收回調查表68份,經統計,具有中級以上職稱的48人,占受調查人數的70.6%。選擇的問卷調查對象主要涉及環境、林學、生物、地理等專業。
調查內容主要包括5個方面問題[2,3,4],即生態服務功能權重評價、游泳與休閑娛樂水域景觀評價、湖濱帶破壞情況、湖濱帶大型水生植物覆蓋的比例評價、湖體水環境(包括水質、水位、透明度)變化狀況評價,每個方面問題共設置5個答案供選擇。
3 調查結果與評價
共發放現場調查問卷80份,收回調查問卷68份,經統計,具有中級以上職稱的48人,占受調查人數的70.6%。其中,女性22人,男性46人,具體見表1。 被調查對象所學或從事專業情況見表2。
經過對68名技術人員的問卷進行統計分析,結果如下。
3.1 沙湖流域服務功能權重
各位專業技術人員對沙湖飲用水、水產品、鳥類棲地、休閑娛樂、湖濱帶凈化幾項主要的服務功能進行打分,調查結果見表3和圖1。
由圖表可知,休閑娛樂服務功能得分率最高,占43.1%,其次是鳥類棲息地、湖濱帶凈化及水產品功能,得分率依次為19.4%、16.4%和13.9%。飲用水功能位于最后,得分率是7.2%,說明沙湖流域是人們休閑旅游的勝地。
3.2 沙湖流域游泳與休閑娛樂水域景觀的評價
在游泳與休閑娛樂景觀調查中,將評價等級分為很不好、不好、一般、好、很好很美5等級,調查結果見圖2。
由圖2可知,認為沙湖流域游泳與休閑娛樂水域景觀是好的人超過了一半,有13.3%的人認為是很好很美的,僅有1.5%的人認為很不好。
3.3 沙湖流域湖濱帶破壞情況評估
在對沙湖流域湖濱帶破壞程度調查中,將評價等級分為幾乎未受到破壞、受到一些破壞、受到較大破壞、受到很大破壞、受到嚴重破壞5個等級,調查結果匯總見圖3。
由圖3可知,認為沙湖流域湖濱帶受到較大破壞及很大破壞的專業人員占到73.6%,比例最高。沒有專業人員認為湖濱帶幾乎未受破壞。說明沙湖流域自然湖濱帶消失嚴重,湖濱緩沖帶植被退化明顯,生態環境脆弱。
3.4 沙湖流域湖濱帶大型水生植物覆蓋比例評價
在湖濱帶大型水生植物覆蓋率調查中,將評價等級分為高、較高、一般、較低、低5個等級,調查結果見表4和圖4。
由圖表可知,認為沙湖湖濱帶大型水生植物覆蓋比例較低的專家最多,占到52.9%,認為一般的占30.9%。沒有專業人員認為沙湖湖濱帶大型水生植物的覆蓋比例高。
3.5 湖體水環境(包括水質、水位、透明度)變化情況評價
在沙湖湖體水環境(包括水質、水位、透明度)變化情況調查中,將評價等級分為明顯變好、變好、沒有變化、變差和明顯變差5個等級,具體見表5和圖5。
由以上圖、表可知,沒有人認為沙湖水環境明顯變好,認為沙湖湖體水環境變好的僅有2人,超過半數以上的人認為沙湖水環境變差,占到66.2%。
4 結論
通過對沙湖流域生態服務功能進行問卷調查和資料調查[5,6],最終結果顯示:
⑴在沙湖流域生態服務功能中的5項權重評價中,專業人員對休閑娛樂功能評分最高,說明沙湖流域的服務功能主要是休閑娛樂,而水產品、鳥類棲息地、飲用水功能、湖濱帶凈化各項服務功能的得分率均較低,這些功能處于次要地位。
⑵在游泳與休閑娛樂水域景觀的評價調查中,認為好的占58.8%,說明沙湖景色秀美,是良好的游泳與休閑娛樂水域,是人們休閑、度假、旅游的勝地。
⑶在湖濱帶破壞情況調查中,認為受到較大破壞的占57.4%,認為受到很大破壞的占16.2%。說明因歷史原因、環境變遷,流域自然的湖濱帶已基本不存在。通過“十一五”以來不斷在沿岸湖灘開展湖濱帶建設工程、生態修復工程,近幾年湖濱帶情況開始好轉。
⑷在湖濱帶大型水生植物覆蓋度的比例調查中,認為湖濱帶大型水生植物的覆蓋度比例較低的占30.9%,認為一般的占52.9%。說明沙湖及其流域內自然湖濱帶大型水生植被受到了不同程度的破壞。近幾年實施的一系列湖濱帶工程,修復了沙湖環湖部分濕地生態系統,增強了湖泊自我保護的能力。
⑸沙湖水環境(包括水質、水位、透明度)變化狀況調查結果顯示,沙湖水環境正在逐步變差,應加大對湖體水環境的保護,充分發揮沙湖的生態服務功能。
參考文獻:
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[4]李 蘭,劉 琴,葉長兵,等.星云湖生態服務功能專家問卷調查分析[J].湖北函授大學學報,2015,28(7).
【關鍵詞】 水污染 水生態環境 水資源保護
一、湖北水污染形勢嚴峻
隨著湖北經濟的快速發展,湖北水體污染形勢嚴峻。自2007年底到2010年初,作為水污染指標的化學需氧量,湖北生活污染源排放占總量的45.88%,工業源占16.72%,農業源占35.87%,呈現生活污染近半、工業污染相對較輕、農業面源污染比重大的特點。其中,農業水污染面廣、點多、污染來源復雜,特別是畜禽養殖污染超過化肥和農藥,在多湖多水地區造成普遍污染,導致農業面源污染比重逐年提高。而工業污染的行業與地域相對集中。黑色金屬冶煉、火力發電、化工等六大行業排放的工業廢氣,占全省總量的80%以上;造紙、食品、紡織等七大行業排放的工業廢水,占全省總量的80%以上。武漢、黃石、襄樊8個城市的主要污染負荷,超過全省總量的80%。
1、湖北城市水污染依然嚴重。從2005―2008年,湖北城市廢污水排放總量及廢污水入河量均增長了9.6%。而城市污水處理設施卻遠遠不能滿足需要,污水處理率為52.35%,低于全國平均水平,有近一半的城市污水直接排入了城市水體及附近的湖泊、河流,點源治理尚未完成。流經城市的河流污染較嚴重,城市湖泊、水庫的水質大部分不能滿足水功能區劃要求。十堰、襄樊、隨州、天門等城市已無COD剩余環境容量,嚴重制約地區經濟社會發展。
2、湖北農村面源污染日益突出。2002年,湖北就被列為全國8個農業面源污染高風險地區之一。2007年,湖北農村主要污染物的排放量已超過全省工業污染物的排放總量,占全省水污染物排放總量50%以上,湖北農村面源污染日益突出。
3、湖北農村飲用水安全任重道遠。由于存在大量因生態移民、突發性事件等因素新增的飲水不安全人口,湖北農村飲水安全人口規劃指標與實際需求的缺口較大。已經建成的農村飲用水安全工程不能實現長效運行,盈虧平衡的僅占36.9%。隨著農村面源污染的擴大,水源保護難度增大,飲用水安全任重道遠。
4、湖北水資源生態環境惡化凸顯。一是湖泊生態系統退化。由于圍湖造田、圍欄養殖、修建閘壩、城市建設與房地產開發,湖泊大量減少和萎縮,湖泊的自身調蓄能力、自我凈化能力、污染消解能力、生態修復能力大為削弱,加劇了洪澇旱災的發生,也帶來生物多樣性減少等生態問題。二是河流生態系統退化。湖北的主要河流上都建有水庫,由于三峽工程、南水北調中線工程,以及部分水庫下泄不足等原因,出現了一些河流斷流、下游河道萎縮的現象,導致河流生態功能衰減。三是地下水生態問題開始顯現。襄樊、孝感等地因超采地下水引發了地面沉降等地質環境問題。四是外來物種入侵嚴重。農業部確定的“十種最有害雜草”中的水葫蘆和水花生在湖北惡性蔓延,覆蓋水面,堵塞河道,導致水質富營養化,影響航運、排灌和水產品養殖,嚴重地危害了水域生態系統和漁業生產。
5、湖北水資源供需缺口日益增大。近年來,隨著生產生活用水的增加導致用水需求不斷增長,其中工業用水量年均增長9.01%,生活用水量年均增長3.66%。按照相關標準衡量,全省資源型、污染型、工程型缺水城市已達30個。受用水需求的不斷增長和水污染的雙重影響,湖北缺水現象日益嚴重:中等干旱年,缺水達55.7億立方米;特大干旱年,缺水120.8億立方米。到2020年,在充分挖掘節水潛力的影響下,全省農業仍缺水52億立方米。
6、湖北大型水利工程負面影響顯現。近年,三峽工程和南水北調中線工程對湖北水生態環境負面影響開始顯現:庫區水土流失,地質災害問題嚴重,水污染逐年加劇;水庫下游出現新的防洪安全隱患,清水下泄對河床的沖刷,致使堤腳失穩,堤岸崩塌加劇;水環境容量減少后,長江及漢江支流的“水華”頻現,嚴重威脅當地居民的飲水安全及河流生態安全;庫區及其下游地區的河流斷流、生物多樣性減少、土壤墑情迅速下降,水生態環境急劇變化。
二、湖北水污染問題的原因分析
1、水資源保護效率不高。水資源保護是全社會全過程控制與參與的系統工程。在湖北,水資源保護仍是政府主導的一元模式。這種單一模式的缺陷顯然:水資源保護責任基本集中于政府,政府不堪重負;水資源政府職能分工及協調方面存在著種種矛盾與沖突;企業和公眾缺乏社會責任感;水資源保護采取自上而下的決策方式,主要依靠政府行政手段推進。
2、城市污水處理廠建設和運營狀況不理想。一是建得慢。一些規模大的污水處理廠,容易吸引投資,而小廠則很難引進資金,許多污水處理廠半停半開甚至白白閑置。二是污水處理廠的效率較低。湖北是豐水地區,由于雨污不分流等原因,進水口的濃度不高,與北方城市相比,污水處理效率相對較低。三是管網配套建設跟不上。目前湖北已建的61個污水處理廠中有42%左右是利用BOT方式建造的,而管網建設除極個別地區外,均依賴政府出資,建設速度較慢。一些污水處理廠即使建成了,但沒有與之相連接的管網。四是污水處理費征收困難。許多擁有自備水源的單位不交納污水處理費,使得一些污水處理廠難以正常運營。
3、尚未找到治理農村面源污染的有效途徑。農村面源污染是以面積形式分布和排放污染物而造成水體污染的發生源,具有分散性、隱蔽性、隨機性、不易監測、難以量化等特征,同時又與農業生產和農民的日常生活方式緊密結合,解決農村面源污染至今仍是一個世界性難題。湖北作為農業大省,農村面積大、農業人口多,面源污染問題嚴重,至今尚未找到十分有效的控制方法和途徑。
4、農村飲用水安全矛盾重重。首先,湖北農村飲用水安全人口的規劃指標與實際需求的缺口較大,主要原因是:湖北各縣市調查上報的農村飲水不安全人口,經審核上報后未能完全納入國家總體規劃;在全省許多地區,列入規劃的飲用水不安全人口同未列入規劃的飲用水安全人錯分布,兩類人口難以明確區分;沒有充分考慮反復或新增的飲用水不安全人口。其次,湖北許多已建成的農村飲用水工程缺乏長效運行機制,主要原因有:第一,農村水廠供水規模有限,管網漏損率大,水費回收率低,供水水價偏低。第二,與其他產業相比,在增值稅、土地使用稅、工商管理費等稅費方面,農村水廠并沒享受優惠,致使實際運營費用偏高。目前,大多數農村水廠的用電按照工業用電價格結算,同時還要承擔約10%的變損、線損,農村水廠實際用電價格每度高達0.6―0.9元,尤其是一些水廠因交不起電費而倒閉。農村水廠的年送檢費最低也要3000―5000元,受檢測費用高的因素影響,農村水廠的安全檢測難以到位。第四,農村水廠對占農村總人口5%的特困戶水費征收困難。
5、水資源大量浪費加劇了水資源短缺的矛盾。湖北水資源總量為1027.8億立方米,只占全國的3.5%,人均水資源量1732立方米,列全國第17位,低于全國平均值,接近國際公認的人均1700立方米嚴重缺水警戒線。然而,湖北“千湖之省”的美譽掩飾了缺水的省情,水資源浪費現象十分普遍。據統計,湖北人均每天生活用水0.23噸,而全國的平均水平在0.2噸左右,人均用水量高于全國平均水平。因此,生活中過量用水,工業生產、農業灌溉用水浪費,加劇了湖北水資源供應的壓力。
三、加強湖北水污染治理的對策
1、打造“兩圈一帶,人水和諧”。“兩圈一帶,人水和諧”既可突出“兩圈一帶”水資源優勢,又可凸顯湖北生態立省的特色,能將“水保護”、“水經濟”、“水文化”三者有機地結合起來,以落實《武漢城市圈“兩型”社會建設綜合配套改革試驗區生態環境規劃綱要》有關要求,遏制水污染,營造優良的水環境,體現政府執政為民的理念,為構建和諧社會創造了良好的條件。
2、成立湖北水資源保護專項辦公室。隨著湖北“水文章”的逐漸做大、做強,政府各部門在水資源保護上各管一塊,多龍管水的體制弊端日益突出,迫切需要建立全省性的溝通與協調的水資源保護專項辦公室,進行綜合決策與部門合作,負責全省水資源保護工作的組織領導,具體措施是:加強部門之間、上下級之間關于水資源保護的協調機制;推動單一的政府管理向水資源公共治理的轉型,建立水資源保護的全社會參與機制,聘請水質監測、財務審計、資金使用效率監管、示范工程運行情況監督等獨立機構從事第三方監督與評估工作,實施全過程監管;推動制定《湖北水資源保護條例》,解決水資源保護相關法律法規之間重疊、交叉、缺乏協調性的矛盾。
3、構建武漢城市圈水污染治理、水生態修復基地。構建武漢城市圈水污染治理、水生態修復產業基地十分必要。第一,武漢城市圈生態環境規劃綱要提出了建立生態城市群的具體要求,這要求湖北自身有較強的水污染治理、水生態修復的能力。第二,武漢城市圈內,城市污水處理廠等基礎設施建設和運行情況不甚理想,需要通過發展相關產業破解這一難題。第三,水污染治理、水生態修復產業是“水文化”與“水經濟”相結合的朝陽產業,發展這一產業,以增強水資源對于湖北經濟發展的承載能力,促進湖北產業轉型,實現經濟發展與環境保護雙贏。構建武漢城市圈水污染治理、水生態修復產業基地的主要措施:爭取國務院在武漢成立水污染治理、水生態修復產業的改革試點項目;整合財政、稅收、信貸、價格等渠道的政策激勵及優惠措施,形成一個整體,吸引資金及技術進入環保產業,實現投資主體多元化;進一步加大水污染防治、水生態修復的市場開放程度,將各類科教、商業資源整合在一起,做成產學研銷大平臺,提高環保產業集約化經營水平,重點開發附加值較高的技術,推進水污染防治運營市場化和服務專業化。
4、推進四湖流域農村面源污染控制國家級試點區建設。為了探索農村面源污染治理的有效途徑和最佳技術,湖北環保廳已制定《四湖流域全國農業面源污染控制試驗區建設規劃》,將湖北長湖、三湖、白露湖、洪湖四湖流域這一著名“水袋子,蟲窩子”作為面源污染防治試點,以探索農業面源污染防治管理體制,系統研究面源污染防治立法,探索保障農村飲用水安全對策,完善淡水養殖污染防治機制,研究推廣農業節水。在取得試點區建設經驗的基礎上,進一步推進湖北農村環境連片整治,建設農村面源污染控制國家級試點區。
5、推廣農業兩部制水價,實行基本水價財政直補。作為農業大省的湖北,農業灌溉是用水大戶。僅2008年湖北農業灌溉用水量為高達250.42億立方米,占全省總用水量的56%。因此,農業灌溉節水潛力大。與周邊省市相比,湖北城市節水的特色并不突出,但其水價對農業節水的制約效果比城市明顯。所以,湖北可以推廣農業兩部制水價為突破口,推動豐水地區節水型社會建設。
關鍵詞:湖泊污染;富營養化;控制技術;應用
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.220
1 國內外湖泊富營養化的研究現狀
1.1 國外研究情況介紹
隨著全球經濟的發展,各國的自然環境問題嚴重。20世紀初,湖泊富營養化問題加劇,引起各界的關注,各國政府對湖泊問題加以重視,并組建專業的生態專家進行研究,尋找對應的解決辦法。20世紀60年代聯合國組織,針對各國的的經濟發展與生態問題進行協作,建立專門的生態研究組織。經過專家的努力,以及長時間的研究,得出湖泊富營養化的主要原因是水體污染所致。因此需要改善水質環境,才能從根本上抑制湖泊的富營養化。
1.2 國內研究情況介紹
國內的生態專家,早在20世紀50年代,就已經注意到湖泊富營養化的問題,并且進行研究。諸多的水生物專家曾對湖泊富營養化的問題,發表過自己的見解。對湖泊富營養化的特點、類型、以及浮游生物的狀態等進行總結,并且針對原因,提出對應的解決方法,進行水質環境治理,以及浮游生物的有效處理。
(1)我國長江中下游的湖泊富營養化比較嚴重,需要對富營養化的原因進行了解,對水質環境進行調查,對營養鹽的來源進行研究,針對各項調查的結果,去制訂對應的治理方案,從而去改善湖泊環境。其中王圣瑞等專家,對湖泊沉積物進行研究,通過對不同取樣時間段沉積物對磷的吸附速率結果分析,發現沉積物對磷的吸附主要發生在0.5h內;通過沉積物對磷的吸附/解析平衡濃度以及本底吸附態磷含量與對應物理化學參數間的相關性分析,發現污染程度越高,沉積物的本底吸附態磷和總最大吸附磷量也越高,而最大吸附磷量越低,污染較為嚴重的湖泊也具有向上覆水體釋磷的趨勢。秦伯強則發現將湖泊營養鹽濃度范圍控制在TN:1~10 (20)mg/L,TP:0.01~0.1(0.2)mg/L以外,能有效控制藍藻水華的發生。對外源進行有效的控制,緊抓對內源的治理,才能從根本上解決營養鹽的問題。
(2)席北斗的研究結果以及翟麗華以杭嘉湖流域為例的試驗均表明,在一定變化范圍內pH值升高有利于溝渠沉積物對NH4+-N的吸附,而磷酸鹽的吸附能力隨pH值的降低而增強。席北斗還發現TN的截留率在pH升高的第5天達到最大值,并且pH對磷酸根的吸附容量影響不大。在翟麗華認為,沉積物對氨氮和磷酸鹽的主要吸附過程發生在0~5h之內,最大吸附速率分別為160mg/(kg?h)和300mg/(kg?h),吸附等溫線均呈良好線性變化。
2 湖泊富營養化的治理技術探索
2.1 湖泊內源營養負荷控制技術
湖泊內源營養負荷控制技術,對于淺水水質的湖泊富營養化,有良好的治理效果。淺水湖泊富營養化的主要原因是,淺水湖泊中的營養鹽釋放程度低,導致藍藻生物對營養鹽的反映較慢。主要的處理方法是,找出湖泊水質污染的根源,并對其進行有效的處理,控制水質的ph值、水深度、水體規模、營養鹽的釋放等在標準的范圍之內。采用湖泊內源營養負荷控制技術,結合經濟成本,對淺水湖泊的富營養化問題進行治理,解決營養鹽的釋放問題。此外湖泊治理的成果,還受到其它因素的影響,例如對污染源的控制、周圍環境的影響、以及生態系統的恢復等。
2.1.1 控制仍詞頭諾奈錮砘學方法
控制內源釋放的物理化學方法,主要是通過化學原理,對湖泊的沉積物進行處理。此種方法能夠對湖泊的覆蓋層進行清除,對磷等化學物質進行反映,使其對沉積物的覆蓋能力增加,從而去控制內源磷元素的釋放。此種方法能夠有效的對沉積物進行處理,但是具有一定的局限性,其處理的水域范圍較小,并且受風力的影響較大,只試用與面積小厭氧狀態的湖泊。比如,向水底投入鋁、鈣、鐵等化學發那個發,失去與水底的沉積物進行反映,改變沉積物的狀態,使得容易變化的磷酸鹽,處于穩定的狀態,從而抑制磷的釋放,使沉積物趨于穩定狀態,控制湖泊的富營養化。若水體的ph值小于9時,使用內源控制釋放物理方法,能夠對內源磷的釋放進行有效的控制,使其保持穩定。若ph值大于9時,此種處理方法,對水域沉積物的處理無效,需要采用其它方法進行處理。
2.1.2 控制內源釋放的物理機械方法
控制內源釋放的物理機械方法,主要采用的是引水沖刷的原理,其可以將湖泊水體的營養物質進行沖洗,以及稀釋,從而去對水域進行治理。沖刷方法僅限用與面積較小的水域,對于面積較大的水域并不適用,因其使用成本較高,技術上也存在一定的局限。對于熱分層的湖泊富營養化情況,其深層水域的營養物濃度最高,因此需要重視深層水域的富營養化治理。國外曾經采取過換水的方法,對水質環境進行處理,但其并不能從根本上解決湖泊的富營養化問題,并未找出污染的根源,只是暫時的解決問題。
2.2 湖泊生態修復技術在湖泊富營養化中的控制應用
生態修復技術的控制應用,是為了有效的控制底泥的內源污染,從而實現湖泊生態修復的目標,同時還是為了對藍藻水華進行有效的控制。在很多的草型湖泊生態系統中,水生植物能夠有效的遏制沉積物的動力懸浮,以便達到底泥營養鹽的釋放過程。另一方面也是對湖泊中的沉積物和水生水體的營養鹽進行吸收,從而降低了營養鹽的負荷,將藻型的湖泊屬性轉變為了草型。根據Scheffer等人的理論,無論是草型還是藻型,均是湖泊生態系統的一種相對穩定的狀態。
根據相關的調研后發現,所有的湖泊生態系統都具有一定自我恢復能力(Resilience),即當外部環境的破壞增加到一定程度后,當地本身的生態系統便會遭到破壞,新的環境條件會在原本的生態系統基礎上,進行系統的自我修復,從而實現生態系統的再生。
3 總結
湖泊生態恢復理念在以淺水湖泊為主、富營養化比較嚴重的東部地區有著很大的意義。沉積物懸浮所導致的營養鹽很容易被帶入進覆水之中,會對水體的透明度和感觀效果帶來極大的影響。水生植物會對沉積物的懸浮起到很好的遏制,不但可以增加水體的透明度,還會讓當地湖泊中的水生植物和草型湖泊生態系統形成一個良好的環境。
關鍵詞:立體浮床;動力系統;水處理
1引言
生態浮床技術是水環境治理與水生態修復相兼顧的實用技術,以高分子材料為載體和基質,將植物移植到水面上種植,通過植物根部的吸附、吸收作用,削減富營養化水體中的有機物質,從而達到水質凈化和水面美化的效果[1~3]。然而僅僅通過植物的去除作用,水處理效果緩慢,水處理范圍有限。
2立體循環生態系統的結構與設計
2.1平面浮床結構
一般的浮床組成包括4個部分:浮床的框體、浮床床體、浮床基質及浮床植物[4]。整個浮床有多個浮床單體組裝而成。
2.2沉水浮床結構
沉水浮床由浮框和中間的內網以及沉水植物組成。整體面積相對單個平面浮床較大。網內一般種植的是沉水植物,包括狐尾藻、睡蓮、荇菜等。沉水植物不僅可以吸收水中的污染物質,為水體里面的生物提供食物,還可以對流動水體起到截留雜質的作用。
2.3立體浮床結構設計
2.3.1整體式立體浮床
整體式立體浮床由浮體、噴水動力系統以及種植槽組成。浮床體采用輕質PVC材料,且上小下大,可以提供使整個裝置浮于水面的浮力并使其保持穩定。圓環槽分格,一方面可以搭配不同植物,另一方面可以避免水流的橫向重刷,有利于支撐植物。隔槽里面放置Al污泥。上下層之間利用孔洞引導水流方向,既能增加美觀效果,又能使水體充分流動飽含氧氣,同時具備過濾作用,達到處理水質的理想效果。采用噴泉形式的動力裝置將水從湖水面輸入到裝置頂部,由重力作用及導流孔流經裝置各處理單元(圖1)。
2.3.2分布式立體浮床
立體浮體單元內盤底層鋪設鋁污泥,上次鋪設細砂礫,植物根系栽種在污泥層內。當流水進入內盤,植物和污泥可以協同處理水質,同時上層砂礫起到固定支撐植物的作用。外盤接納內盤溢流水,通過孔洞將水導流至下層單元。每個浮體單元外盤有4個導流孔,等間距分布,根據不同需求,將無用孔用孔塞堵住,有用孔保持暢通。本裝置中頂層浮體單元4個導流孔全開,中間層只有2孔開放,底層只有最外邊一個孔開放。支撐構件的主要作用是承受各單元的重力,并將重力均勻分散至底層浮板,同時通過連接裝置將整個結構組合為一個整體。動力裝置的作用是為各單元供水,實現水的循環(圖2、3)。
2.4太陽能曝氣浮床
該技術是近年來一種廣泛使用的曝氣方式,是利用太陽能發電機發電,通過小型曝氣機進行曝氣的方式。
2.5立體循環系統的建立
將平面浮床沉水浮床進行搭配使用,構建三維立體的水處理系統。一般情況將立體浮床放置在整個裝置中心,由內而外依次安放平面浮床以及沉水浮床,將太陽能浮床間插在各浮床之間。中間的立體浮床從水池四周進水,形成從四周到中間的連續循環。流動的水體通過立體浮床的過濾和平面浮床沉水浮床的截流沉降作用,使水體變得澄清。經過處理后的水能迅速與周圍未處理的水體進行交換,加快水處理的速度(圖4)。
3植物種類及選擇
3.1水生濕地植物的種類
水生植物種類根據其生活方式和形態可分為4大類。
挺水型植物:即植物的根、根莖生長在水的底泥之中,莖、出水面,可以種植在立體浮床以及平面浮床上。代表植物有香蒲、蘆葦、美人蕉等。
浮葉型植物:此類植物能平穩地漂浮于水面上,能在沉水浮床以及立體浮床上種植。代表植物有睡蓮、芡實等。
漂浮型植物:這類植物漂浮于水面上,可以種植在沉水浮床上部。代表植物有鳳眼蓮等。
沉水型植物:該類植物沉沒于水中,種植在沉水浮床下部。其莖、葉、表皮和根都具有吸收作用。代表植物有金魚草等。
但是需要注意的是,上述4類水生植物中,漂浮、浮葉植物生長速率比較快。沉水植物還處在實驗室階段,其主要的領域在于初級處理和二級處理的精處理。挺水植物種類繁多,由生長快、根系發達的植物組成,具有處理效果好,景觀效果明顯等優點,又與土壤微生物形成生物膜又促進了污染物的凈化。因此,目前挺水植物應用較為廣泛。
3.2植物配比的原則
(1)觀賞性原則。根據各種植物的生長形態及花期等來考慮植物的配比情況。同時可根據植物形態,使植物高低錯落,整體看起來和諧。此外,不僅是顏色還是形態都應該與周圍的環境相得益彰。
(2)高效原則。不同植物對重金屬、有機物及氮磷的去除率不同。根據各種植物的去除率來配比,使最終配比處于處理高效范圍。并且將配比好的植物進行實驗,最終確定其準確的去除率。
(3)季節性原則。不同的水生植物的生長周期不同,可以根據其生長時期來配比,使浮床在每個季節都適用,并且處理效果比較好。
(4)生態原則。在配比的時候要多方查閱并進行實驗,確保所配比出的植物的生長和去除效果都達到最好。并且在建立的過程中充分考慮生態系統的特征,使其能夠在生態系統中運營下去。
4生態系統的設計與建立
由于該系統由浮床體、污泥、植物構成。而浮床體又由平面浮床,沉水浮床,景觀立體浮床、太陽能浮床組成。固設計需按照一定的步驟進行。
(1)基于人工濕地原理的浮床系統的設計。應用美學設計,通過不同浮床體之間的拼接技術,構造不同適應各種環境的浮床景觀,制定不同的方案和造型結構。
(2)植物的選擇。根據一定的原則選擇植物的種類與數量,并計算使用污泥量。
(3)生態系統的整合。由建筑學專業人員設計水景造型,設計出若干套實施圖紙和組合方案。
5結語
循環生態系統對水質的處理較一般的生態浮床機構更為科學,能充分利用各種不同類型的植物進行處理,處理效率更高,對水體的凈化能力較大。但缺點是施工較為復雜,建設成本較高,并且對使用區域條件較高,必須要能通電等。
循環生態系統在城市湖泊、水池,均能廣泛的應用,在水處理的同時,還能營造噴泉景觀,綠色環保。2014年7月綠色科技第7期
參考文獻:
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關鍵詞:江湖連通;環境影響評價;引江入湖;水質影響;生物影響;環境影響
中圖分類號:X820.3文獻標識碼:A文章編號:16749944(2014)02019204
1引言
武漢市位于長江中游,江漢平原東部,長江與漢江交匯處,河流湖泊密布,圍繞長江、漢江等干、支流,形成龐大發達的河湖水網。武漢全境水域面積2217.6km2,覆蓋率為26.10%,全市湖泊193個,被稱為“百湖之市”。但是,分析武漢市水資源水環境現狀,其存在江河水污染嚴重,水質下降,湖泊富營養化嚴重等問題,不僅破壞水生生態環境,損害市容市貌,影響人們的生活質量及健康,而且已成為武漢市實施可持續發展戰略的制約因素。
近年來,政府及專家提出江湖連通的治湖思路,且部分工程已進入實施階段。世界自然基金會介紹,十多年來,江湖連通的理念已在全國50個湖泊得以實現。湖泊中生物多樣化得到了恢復,魚類品種不再單一。呂善功在《武漢市江湖連通構想初探》中指出,江湖連通是保護水生生態環境、保證水安全、建設水景觀、繁榮水文化、發展水經濟的迫切需要\[1\]。武漢市長江、漢江過境水資源豐富,以江水置換湖水是改善湖泊水質的便捷、經濟、有效的途徑。而江湖連通之后又會對湖泊及武漢的環境帶來什么影響,是一個值得研究的課題。本文主要研究江湖連通對生態環境的有利與不利影響,并對江湖連通的主要環境影響進行初步評價和對策研究。
2武漢水資源環境現狀
武漢市位于長江中游,江漢平原東部,長江與漢江交匯處,市區由隔江鼎立的武昌、漢口、漢陽三部分組成,通稱武漢三鎮。武漢市市內湖泊星羅棋布,20世紀60年代市內有大小湖泊127個,素稱“百湖之市”。根據武漢市水資源公報,2011年武漢市地表水資源量23.48億m3,水資源總量為27.24億m3,長江、漢江過境客水總量5572億m3,過境水量巨大。
隨著城市建設、經濟開發以及房地產開發(填湖建房)等,使武漢市的湖泊數量(截至2002年3月)增至192個,主要是1個大湖變成數個小湖,而湖泊面積卻大大萎縮,僅東湖在20年里就減少了1094畝。同時也導致水體自凈能力下降、水質下降、湖泊富營養化等問題,不僅破壞水生生態環境,損害市容市貌,影響人們的生活質量及健康,且已成為武漢市實施可持續發展戰略的制約因素。以漢陽區和武昌區為例,其境內各湖泊主要污染物超標項目見表1。因此,如何改善武漢地區水資源環境是當前我們要面對的重要難題。而江湖連通作為傳統治理手段,因其對技術、地域等要求較為特殊,被越來越多地用于水環境治理。3江湖連通工程介紹
武漢市歷史上江、河、港、渠與湖泊之間都是自然相通的,隨著武漢市社會經濟和城市建設的快速發展,導致水系分割,湖泊萎縮,使原本江湖通達的水系變成了死水、臟水,失去了水系固有的靈性、活性。為改變這一現狀,武漢市確立了打通湖泊水系網絡、恢復湖泊生態功能的治水思路。
江湖連通使湖泊水由死水變為活水,通過不斷引入其他水體的水,形成動態水網,提高了水體的自凈能力,使水體的污染物質得到稀釋凈化,濃度降低,從而改善水環境,增加水體含氧量,提高水體透明度,為湖泊生態修復打下基礎,營造可持續發展的生態環境。而且江湖連通是維持濕地生態系統活力的基本要素,維持水系的連通就是維護濕地“血液”的動脈暢通,使湖泊水位隨長江水位而變動,使濕地水面呈現出周期性變化,變化的水面、水位、流量、流速和水溫是濕地需要的水文要素,也是水生生態系統賴以生存的環境。
漢陽六湖連通方案見圖1。江湖連通方案構建主要考慮周邊水環境特征、水情水勢、水源水質質量、現有水利設施的分布及規模等因素。方案的組成要素包括連通形式與范圍、引水水源、目標水域、引水路線、受水區等。
圖1六湖連通及生態修復工程水利調度工程 大東湖水網連通治理工程是湖泊治理的一次嘗試,不同于以往截污、治污的傳統治理方式,連通工程在截污控污工程的基礎上,通過引水使水體流動以期水質污染狀況得到緩解,以清水入湖的手段來促進水生態的修復。運行后的污染稀釋作用只是一部分,更主要的目的是為三大工程中的生態修復工程打下基礎,通過引水,使水生藻類及水生動物得以生存,從長江引入的水生物種也有助于恢復湖泊的生物多樣性。
4江湖連通的主要環境影響的初步評價
4.1江湖連通對水質影響評價
通過江湖連通,可以達到調水的目的,使水質得到很大的改善,各湖泊間和江湖間水力聯系和水體流動性的增加,有利于污染物的稀釋、擴散和降解,增強湖泊自凈能力。同時,通過青山港引水閘將重建江湖生態廊道,使江湖隔絕的靜水湖泊向趨于歷史自然狀態的江湖連通水系轉變,有利于增強江湖生態聯系,重建江湖復合生態系統。武漢水網構建工程的實施有利于改善湖泊水質和生境質量,促進湖泊生態系統向良性循環方向演化。
然而,引江入湖雖然可以改善受污染湖泊的水質,但也可能會使大量的泥沙流入湖泊,導致湖泊中泥沙大量沉積,而且泥沙攜帶的有機物也會使COD值升高,甚至會引起水體富營養化,使得湖泊水質并沒有得到改善。在引水時間與引水量確定后,分析引水后可能帶入湖中的泥沙量, 在引渠沿線適當地點設置泥沙預沉池,以對所引江水中挾帶的泥沙進行預沉處理,進入東湖的沙量還可大為減少。
同時,“引江灌湖”并沒有對污染物進行處理,污染還是存在的,只不過位置變了,隨江水向下游擴散,本質上是污染的轉嫁,并不是治理,而漢口位于下游,正是武漢市人口最密集的中心地帶,生活污水和工業企業通過管道和溝渠收集和排入水體的廢水,往往含有纖維素、糖類、淀粉、蛋白質和脂肪等有機物,還含有氮、磷與硫等無機鹽類以及病原微生物等污染物,這些污染物可能通過引江入湖進入湖泊水體,進而帶來更大的危害,同時可能導致水葫蘆等入侵。
4.2江湖連通對水生物影響評價
1992年夏天,武漢某地因湖水浸入長江流域內,引起下游地區出現了大量的血吸蟲感染病例,因控制及時才未引起流行。江湖連通同樣可能帶來血吸蟲危害,因此如何安全實施江湖連通工程,值得我們好好思考。同時,引江納苗可能對大東湖的漁業養殖產生一定風險。目前大東湖的魚類以人工養殖品種為主,天然魚類種群普遍較小,鰱、鳙約占漁獲總量的97%,水網連通可能導致野生雜魚種群數量增加,與養殖魚類爭搶餌料和棲息空間,導致單位水域漁業生產力下降;另外,引江納苗可能導致兇猛肉食性魚類增加,如鱖、、、、類等,對養殖幼魚資源損害較大。
4.3江湖連通對景觀環境影響評價
景觀環境,是指由各類自然景觀資源和人文景觀資源所組成的,具有觀賞價值、人文價值和生態價值的空間關系。近幾十年來,隨著城市化程度的提高和大東湖湖泊生態系統的惡化,大東湖地區鳥類的覓食與棲息環境呈不斷下降趨勢,鳥類種類明顯減少,許多有記載的珍稀候鳥均已在該地區消失。江湖連通工程實施后有利于改善大東湖水質,重構健康湖泊生態系統,水生植被、浮游生物、底棲生物和魚類資源的種類與數量將有所增加,且有利于改善鳥類棲息、覓食環境。生態修復工程將在湖泊周邊新建濱湖濕地,景觀工程將結合連通渠道在渠道兩側新建休閑公園和防護林地,為鳥類營造更多的適宜生境和遷徙通道。
同時,江湖連通是維持濕地生態系統活力的基本要素。長江中下游湖泊濕地是在地質構造和氣候變化背景下,由長江洪枯過程交替和水沙輸移等作用下的產物,復雜的江湖關系和水系連通性創造了豐富多彩的生物棲息地及生物多樣性。歷史上,長江中下游湖泊濕地都在不同程度地與長江水系保持連通,也正是由于沿江湖泊的調節,使長江汛期留有低洼的地方蓄滯洪水,在枯季又向長江補水,保障了人們生產和生活安全,維持著兩岸濕地的地下水位,使長江沿岸洲灘和濕地生機勃勃。
與長江急流水域比較,通江湖泊保持了緩流或者靜止水體的環境,一些重要魚類(如四大家魚)需要在急流的長江中產卵,要到靜水湖泊中育肥和成長,江湖連通為許多洄游或半洄游魚類提供“三場一道”(索餌場、繁殖場、育肥場和回游通道),這種靜與動的水環境,構成了長江中下游特有的極為豐富的濕地環境和生物系統。鄱陽湖和洞庭湖都是吞吐型湖泊濕地,都具有“洪水一片,枯水一線”的特點,枯季大片灘地及淺水區是國際重要的越冬候鳥棲息地,是全球生態系統重要的環節之一。維持水系的連通就是維護濕地“血液”的動脈暢通,使湖泊水位隨長江水位而變動,使濕地水面呈現出周期性變化,變化的水面、水位、流量、流速和水溫是濕地需要的水文要素,也是水生生態系統賴以生存的環境。另一方面,江湖連通加快了換水周期,改善了水質,防止了湖泊富營養化和沼澤化,保持了湖泊的活力,延長了湖泊的壽命。
4.4江湖連通對大氣環境影響評價
擴大水面的面積,對于緩解熱島效應、改善氣象環境、提高人體舒適度是很有意義的。實施六湖連通工程,形成環市水系,調節市區氣候,將分散的水域資源集中,形成環狀流動且連通的水域體系,一方面水的蒸發將帶走大量熱量,另一方面水的比熱大于混凝土的比熱,在吸收相同熱量的條件下,兩者升高的溫度不同而形成溫差,必然加大熱力環流的循環速度,而在大氣的循環過程中,環市水系又起到了二次降溫的作用,這樣就可以使城區溫度不致過高,達到降低城市“熱島效應”的效果,同時也可彰顯武漢市各城區的濱水特色。
江湖連通可以增大湖泊的面積,加速水分的蒸發,增大空氣的濕度。空氣中的粉塵可以從周圍空氣中吸收水分,增大粉塵的含水率,從而影響粉塵的其他物理性質,如增大黏附性,也使得粉塵容易降下來,降低空氣中的粉塵量,從而可以減緩霧霾現象。
5江湖連通環境影響對策
5.1水源地選擇及水質保證
水源選擇主要按照水質、水量、含沙量及供水設施、自流條件、污染轉移等等進行綜合比較。漢陽地區江湖連通方案體系按范圍及線路,可分為外連通方案和內循環方案。外連通方案主要是恢復江湖動態聯系,構筑江湖生態通廊,增強湖泊水體富氧能力,改善湖泊水質\[2\]。內循環引水是促進湖泊與連通渠的水體流動,變靜水為流水,為湖泊及連通渠的生物凈化設施運行創造條件。由于項目具有雨洪同期的特點,考慮城市防洪要求,當漢江水位高于25.21m時,停止引漢江水。考慮城市排澇要求,雨季采用邊引邊排或先排后引的方式引水,受降雨影響,豐水期連續引水的時間短,為了適應這一特征,宜采用大流量、短周期的方式,快速改善湖泊水質。同時,引江納苗的時段亦出現在豐水期,采用大流量引水將增強引江納苗的效果。
同時,引江灌湖要進行引水時間選擇及入湖沙量預測,預防泥沙大量被引入湖中,也可以防止在城區排污量較大的時間內引江入湖而導致大量污染物進入湖泊,且湖泊中的污染物也出不去,進而使湖泊富營養值升高,引發水華等現象。需要注意的是水質的富營養化是水葫蘆迅速蔓延的主要因素,要想長期有效地阻止水葫蘆的瘋長,關鍵是要凈化水質,防止水域富營養化,消除適宜其生長的環境因子。因此,治理水葫蘆要與控制工農業廢水、城市污水流入水域,控制營養物質向水系的輸入,加強地表涇流的治理等綜合措施結合起來,才能收到良好的效果。
城市湖泊水深一般較淺,容積有限,若無防沙措施,會造成湖泊淤積,加速湖泊萎縮,因此必須研究防沙技術措施,在引水渠開挖沉砂池。水網連通工程的防螺措施主要是修建沉螺池,運用沉降、攔截的原理,采取沉螺、阻螺相結合的方法,將引入的釘螺、螺卵全部阻攔在沉螺池內,阻止釘螺引入六湖。不同湖泊之間,以及同一湖泊的不同區域,其水體質量往往存在較大差異,因此,容易出現高污染負荷的水體流向低污染負荷水體的現象,必須調整水力調控的線路和方向,優化引水方式。
城市湖泊由于生活污水、工業廢水的長期污染,導致氮、磷含量極高,且存在不同程度的重金屬污染。水網連通后,由于流態的改變,可能引起湖泊底泥再懸浮,產生二次污染\[3\],所以要調整連通渠道出、入湖口門形態,減小出、入湖流速。將連通渠道出、入湖口門段設計成喇叭型,從距離渠首約100~200 m開始,逐漸加寬過水斷面,以達到減少流速、減輕口門底泥擾動的目的。
注重湖泊水域周邊陸地生態環境的保護和修復,盡可能保留湖泊的自然形態(包括其縱橫斷面),保留或恢復生物的多樣性,即保留或恢復濕地。規劃設計提高水體自凈能力的植被種植和水生動物的放養,在充分利用當地野生生物物種的同時,慎重引進可提高水體自凈能力的其它物種。應該加大對外來入侵物種的防治,盡快建立針對入侵生物的預警體系,將生物、化學、機械、人工、替代等單項技術融合起來,提高公眾對外來物種的防范意識。
5.2環境管理措施
對水質進行監測,依據《地表水和污水監測技術規范》分別進行水環境現狀監測和水污染源監測。相關部門對湖泊水質要安排專業定期的取樣檢測,主要檢測的項目有物理指標、金屬污染物、無機陰離子污染物、營養鹽及有機污染綜合指標、有機污染物、底質以及活性污泥性質檢測。定期監測可以及時發現水質的異樣,及時采取措施進行處理,以防嚴重時增大處理難度。
同時,應該結合地區截污規劃,進一步完善湖泊截污系統,控制區域內的分散點源。由于市政管網收集系統覆蓋率畢竟有限,而且配套管網的建設和完善也有一個較長的過程,這樣就會有部分地區的污水無法進入市政管網收集系統。針對這些地區產生的水污染源,采用分散型污水處理技術,解決其對環境的污染問題。對污水處理廠尾水進行深度處理和中水回用。因地制宜控制城市面源。結合本區域的綠地規劃與景觀規劃,因地制宜實施面源治理工程,削減湖泊區域面源污染負荷,有效保護六湖水體,推動大東湖水環境的逐步改善;同時削峰減峰,一定程度上緩解湖泊區域的防洪排漬問題。
除此之外,還應控制局部內源污染。沙湖和北湖等湖泊水體及沙湖港、羅家港等港渠由于受到城市污水的長期污染。湖(渠)底淤積嚴重,底泥污染積重難返。通過實施清淤工程,有效控制內源污染,為湖泊港渠生態修復創造條件。
最后要實施水網生態修復。在點源截污、面源控制的基礎上,結合水網連通和引江濟湖,通過人為模仿自然生態系統,并根據湖泊水體的自凈能力加以改造和強化,使得該地區的水生態系統具有物種多、流通強、環境好、景觀美、功能強等特點。
6結語
通過一系列的環境影響分析發現,漢陽湖泊治理不僅可以改善地區環境,而且可以根據其治理效果,使其它富營養化湖泊治理時借鑒其經驗,從而總結此類湖泊治理的科學合理的方案。更重要的是,通過治理手段的優化,既節省成本又能產生經濟效益,讓污染物成為再生資源,使湖泊治理成為產業。最后,做好科學規劃,合理布局,把引江灌湖的弊端降到最小程度,盡可能地利用湖泊自凈修復功能是一種更加經濟有效的方法。
參考文獻:
[1] 東湖環境質量評價研究協作組.東湖環境質量評價[J].華中師范大學學報,1980(專輯).
生態文明建設是實行新型城鎮化戰略的必然選擇,水是其他生態穩定的基礎,因此水生態文明建設與城鎮化進程協調發展是建設水生態文明城市的必由之路。從生態文明的概念分析水生態文明的內涵,通過規劃引導、發展方式變革、水文化培育和水文明制度建設構建了水生態文明視閾下城鎮化質量的提升機制,提出基于城鎮化質量提升機制的對策建議,從而建立和諧的水生態文明城鎮。
關鍵詞:
水生態文明;提升;城鎮化;機制
1引言
黨的十報告明確指出生態文明建設是關系人民福祉、關乎民族未來的長遠大計,要求把生態文明建設放在突出地位,融入經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設的各方面和全過程。城鎮化的發展也進入了新的階段,新型城鎮化的目標就是建立生態文明的宜居城鎮。但由于以前我們對生態建設的認識不足,原來過于粗放的發展方式造成了我們生態發展欠賬太多,一些生態環境亟待修復,新型城鎮化建設遇到了很大的生態瓶頸。沒有城鎮化與生態文明建設的協調發展,城鎮化的質量就無法得到確實提高。實際上生態文明建設是新型城鎮化建設的一個重要組成部分,水生態文明建設、水資源管理建設、水文化建設、環境信息披露機制等都是屬于新型城鎮化中生態文明建設、資源管理建設和文化建設的一部分。相比于過去對經濟效益的追求,我們現在也充分認識到生態效益的巨大作用,城鎮居民也越來越要求“既要經濟效益好,又要城市更美好”,那么政府的政策應該更多地反映民眾的這種價值追求。研究水生態文明視閾下的質量提升機制對建立水生態文明城市,培養城市水文化具有重要意義,能夠為政府的相關決策提供有益的參考借鑒。
一些學者首先對生態文明的概念和內涵進行了探析,古樹忠等分析了生態文明建設的科學內涵,并提出了相關建設機制[1]。左其亭則是聯系生態文明的概念重點分析了水生態文明的內涵[2]。更多的學者則是探討了生態文明視角下的城鎮化建設機制,沈清基分析了生態文明建設與新型城鎮化建設的聯系,指出城鎮化是手段,而生態文明是目標[3]。孫繼軍、劉海濤,燕麗麗,王威,賈強法分別分析了重慶市、中原經濟區、江西省和河南省的生態文明視閾下的城鎮化建設措施,他們都認為加強城市發展規劃、轉變經濟發展方式、培育生態文明文化、改革生態制度建設是建設生態文明城鎮的有效途徑[4~7]。一些學者從突破目前城鎮化發展的困境,提高城鎮化質量的角度做了很多研究,沈和,魏后凱、張燕就認為提高城鎮化質量應該走綠色轉型之路[8~9]。國務院副總理馬凱專門撰文指出新型城鎮化一定要轉變發展方式,提高城鎮化發展質量[10]。一些學者結合中國目前城鎮化中的生態問題,為中國城鎮化中生態的建設和發展提出了很多有益的建議,高紅貴等,韓晶晶,繆細英等,王格芳結合目前的土地資源問題、水資源問題、空氣污染問題等提出了發展循環經濟、綠色經濟,優化產業結構等建設生態文明城市的建議[11~14]。王文珂,夏文菊等以濟南市為例,分析了如何建設水生態文明城市[15~16]。
2水生態文明與新型城鎮化
2.1水生態文明的內涵黨的十七大報告指出了建設生態文明的實質:建設以資源環境承載力為基礎,以自然規律為準則,以可持續發展為目標的資源節約型、環境友好型社會。黨的十則把生態文明建設提到了全局建設的高度,提出了“五位一體”的社會建設總布局,生態文明的理念越來越成為全社會的共同價值目標,經濟建設可以與生態文明建設協調發展,資源節約、環境保護也能夠與工業化相得益彰,新型工業化、新型城鎮化也正是這一發展理念的具體體現。水生態文明是生態文明的重要組成部分,指的是在社會發展中實現水資源的可持續利用,水生態環境的自我更新,水生態系統和其他生態系統的良性循環,先進水科技的應用和和諧的水文化、制度的逐步建立。具體有以下幾個方面的內涵:(1)水生態文明的核心理念仍然是人與自然的和諧相處。水是自然界生態循環的基礎,是人類賴以生存的基礎性物資。近年來,隨著人口的快速增加和經濟的快速發展,對水的需求迅猛增加。而且由于人們水資源保護觀念落后,各地的水土流失和水污染問題愈演愈烈,已經嚴重威脅經濟社會的可持續發展。水生態文明的含義已經超越了“保護、合理利用”的簡單范疇,它倡導的是人與水關系的一種和諧狀態,使水資源為經濟社會發展提供永續支持,人類生活與自然生態和諧共生。(2)水資源節約是建設水生態文明的重要舉措。目前正是我國工業化和城鎮化的重要階段,水資源作為重要的工業原料和生活必需品,可以預見在未來很長一段時間內,我們將會持續面臨水資源短缺的困境。但是我們目前的粗放的工業生產方式和人們群眾淡薄的水資源節約意識更是加劇了這種困境。如果我們合理利用水資源,加強水資源的分配管理,提高水資源循環利用效率,嚴格執行水資源節約措施,那么水資源短缺問題總體是可控的,人與水的問題并不會激化。(3)水生態保護是建設水生態文明的關鍵。目前我國面臨的水生態嚴重情況是水生態環境持續惡化,重要濕地面積不斷萎縮,主要湖泊、河流水體嚴重污染,水生態中生物種群數量大幅減少,部分重要水生態系統已經喪失自我更新能力,水生態保護迫在眉睫。只有強有力的水生態保護措施才能保住水生態文明賴以存在的基礎。
2.2基于水生態文明的新型城鎮化
2.2.1水生態的新型城鎮化內涵新型城鎮化以科學發展觀為指導,堅持“以人為本”,以生態環境為基礎,以資源的集約高效利用、開發新型資源為特色,以全面、協調、和諧發展和促進人的發展為宗旨,以提高、改善城鎮居民的生活質量為目標,追求經濟、社會、人、自然等的和諧相處,共生共榮[17]。在水生態文明的要求下,新型城鎮化從與自然水生態共生共榮的角度處理人與水的關系,從城、鄉生態環境一體化角度提升人居環境質量,既要達成城鎮化的目標,城鎮化的發展始終保持在水生態承受的閾值范圍內,又要保住水生態的平衡。把水生態文明的建設融入到整體城鎮化建設中,使水生態文明的建設為城鎮化發展提供生態支撐,同時城鎮化的其他建設促進水生態文明建設,城鎮化事業取得全面進步,社會整體的水生態意識大幅進步。
2.2.2水生態文明與新型城鎮化的關系首先水生態文明對新型城鎮化建設具有重要的指導作用。水生態文明的理念將指導城鎮化的建設與水生態保護的有機統一,指導城鎮化建設的整體推進,在全局上來部署新型城鎮化的建設。水生態文明指導人們更多考慮城鎮建設的宜居性、環保性,關注工業發展中的水環境污染、水生態失衡問題,創造和諧的發展環境。水是人類賴以生存的基礎,也是生態穩定的基礎,水生態文明會孕育與其他物種和諧相處的生存觀念,培養人們關注未來長期受益的發展觀,使人類活動與自然生態保護相互促進。水生態文明理念也會指導人們進行綠色生活、適度消費,節能生產,集約發展,高效利用,真正改變居民的生活方式,使人人參與新型城鎮化中的水生態文明建設。水生態文明蘊含著豐富的思想,很多思想觀念能為城鎮化中的現實難題提供實踐指導。一個城鎮其實也是一個生態系統,生態平衡的原理可以知道城鎮發展中如何保持動態的平衡,對城鎮發展中的資源不足、人口膨脹等問題,注重整體系統的平衡性。城鎮中的各個主體之間都處在相互影響的環境中,城鎮中的其他生物種群會對人類的生活產生巨大的影響,種群的多樣性也是衡量城鎮宜居度的標準之一。其次城鎮化是提高人民群眾生活水平,促進未來經濟健康發展的工具與手段,生態文明是我們的最終目標。我們追求的新型城鎮化就是要把城市建設成為生態之城、宜居之城,人與自然和諧相處。但推進城鎮化建設必須注重與生態文明建設保持同步,過去的城鎮化過程就是一味的追求發展速度與規模,以犧牲生態文明為代價,結果把城市建設成了毫無生氣、水、空氣污染嚴重的鋼筋水泥土森林,城鎮的發展失去了生態基礎。生態建設與城鎮化建設并不是相互獨立的,生態建設也是新型城鎮化建設的重要組成部分,是建設現代宜居城市、生態城市的基礎。
3城鎮化中面臨的水生態問題及原因分析
3.1城鎮化面臨的水生態問題
3.1.1城鎮化進程中水生態破壞嚴重經濟社會的快速發展和人們滯后的水生態保護觀念導致的水資源浪費、水環境污染、水環境生物資源無節制利用導致了嚴重的水生態危機。根據環境監管機構的數據,我國最大的兩條河流長江和黃河有1/4的水資源已經被嚴重污染,甚至不能用來進行農業灌溉。水利部曾經對全國700余條河流,約10萬公里河長的水資源質量進行了評價,結果是:46.5%的河長受到污染,水質只達到四、五類;10.6%的河長嚴重污染,水質為劣五類,水體已喪失使用價值;90%以上的城市水域污染嚴重。水污染正從東部向西部發展,從支流向干流延伸,從城市向農村蔓延,從地表向地下滲透,從區域向流域擴散。一些城市盲目的進行開發規劃,侵占肆意毀壞濕地,破壞天然植被,水環境中的各種生物種群大量滅絕,水體喪失自我凈化能力,水生態平衡遭遇了嚴重破壞。
3.1.2城鎮化發展中水資源嚴重短缺隨著城市人口的激增和工農業生產用水需求的巨大增加,水資源短缺的矛盾日益突出。一方面我國是世界上嚴重缺水的國家,據統計,全國年水資源總量約為2.8萬億m³,人均年水量不足2400m³,僅為世界人均水量的1/4,在世界排序中居121位目前全國657座城市中有400多個缺水,110個城市嚴重缺水[18]。再加上水資源時空分布的不均勻,大量優質水資源被污染更是加劇了這種供需矛盾。另一方面水資源短缺危機的背后是我國長期不合理的產業機構和粗放的工業生產方式。我國城鎮產業結構中第三產業的發展長期落后于高耗能、高排放的第二產業,這種落后的產業結構不僅僅浪費了寶貴的水資源,而且產業嚴重的水體污染問題。
3.1.3水資源管理制度不完善水資源的管理、水質的監測、流域排污權的審批等都需要完善的水資源管理制度的嚴格執行。目前各個地方的水資源管理制度標準不一,有的嚴重落后于國家標準。水管理權限分散在眾多部門,責任不清,相關部門管理能力低下,對相關政策制度落實貫徹不到位。此外我國供水體制落后、水費標準長期偏低造成城市供水效率低下,水資源的稀缺性沒有通過價格得到合理反映,進一步造成工廠和個人節約意識不強等問題也使得供水需求矛盾重重。因此水資源管理體制的完善,科學管理制度的建立急需進行。
3.1.4城鎮建設中水文化建設滯后在發達國家先進的水文化對水生態的建設發揮了非常重要的支撐作用,但我國水文化的建設已經大大滯后于經濟社會的發展。目前我國僅僅在一些傳統的水資源豐富的城市開展過一些水文化活動,在很多城市水文化建設甚至是空白,即使是這些開展的水文化活動也是比較簡單,群眾參與度不高。這種情況主要是因為我國整體的水文化建設機制還不完善,地方政府對水文化的重要性也沒有給予充分的關注,水文化作用的發揮也需要一個長期的過程,普通民眾普遍缺乏相關的水生態文明理念,中國水文化的建設還有很長一段路要走[19]。
3.2城鎮化中水生態問題的原因分析
3.2.1過快、過多向城市聚集的人口2011年,中國城鎮化率首次突破50%關口,達到51.3%,這標志著我國大陸城鎮人口首次超過農村。這是中國社會結構的一個歷史性變化,表明中國已經結束了以鄉村型社會為主體的時代,開始進入到以城市型社會為主體的新時代。人口的過快、過多向中心城市的聚集使原有的城市水生態系統不堪重負,打破了原有的水生態平衡狀態。大量人口造成的水資源消耗和污染引發了嚴重的生態危機。其次是人口素質不高,相當一部分居民并沒有形成城市中環境保護的理念,對水資源的危機缺乏認識,一些企業為了追求短期利益,亂排、亂放現象嚴重,對環境保護法制觀念淡薄。一些個人和團體對有限的水資源采取掠奪式的開發利用,水資源利用效率不高,甚至是浪費現象嚴重。
3.2.2城鎮化中粗放式的發展模式目前我國大部分城鎮依然采用的是傳統粗放的發展模式,這在很大程度上降低了城鎮化的質量,使很多城鎮在經歷爆發式增長后喪失了持續發展的動力。長期以來城鎮發展的增長是建立在大量廉價資源的投入上,缺乏真正的核心技術,也沒有建立自己的品牌,但卻要承受著高排放、高污染和低效率帶來的資源枯竭、生態惡化的苦果。很多城市多一些高耗能、高污染的企業仍然舍不得關停,思想觀念仍停留在只追求GDP,而不顧環境代價的階段,對工業化的理解片面,越來越多的城市正在遭遇霧霾、水污染、毒土地等危機。中國工業用水效率總體水平較低,2014年萬元人民幣工業產值取水量為90m3左右,約為發達國家的三至七倍;工業用水重復利用率約52%,遠低于發達國家80%的水平。據統計,流經城市的河段90%受到嚴重污染,75%的湖泊出現了富營養化,轉變經濟發展方式,節水保水已經刻不容緩。
3.2.3相關政策執行不嚴和法律、法規不健全我國其實已經建立了針對水生態等環境保護的比較完整的法律體系,各個地方政府也針對性出臺了很多法規,但由于我國環保執法力量的薄弱和環保部門執法權限的限制,環保法律基本上成了一紙空文,不但相關企業毫無畏懼,一些地方政府為了經濟利益也是選擇性執法,一些地方長期的水污染等現象長期得不到治理。環保部門有法無權,地方政府有法不依,環保執法權分散最終導致污染愈演愈烈。另外一個原因就是雖然國家早就建立比較完整的環保法律體系,但是對相關法律的修訂都是大大落后于時展的,中國近幾十年的工業發展情況已經遠遠超出了相關法律當初規定的情況,法律中規定的標準很多已經過時,達不到防治污染的目的。此外相當部分法律缺乏詳細的執行條例,僅僅具備一定的指導作用,一些地方政府制定的法規往往根據地方利益出發,沒有足夠的適用性。水污染往往具有區域性,這就需要各個地方加強合作,而不能采取以鄰為壑的政策,對污染源的監測和污染行為的處理都需要各地協調進行,但是目前針對這一情況還是沒有建立高效的協調管理機制。
3.2.4水生態文明意識差,水生態文化建設不足水在性質上屬于公共產品,而且由于我國的水資源產權不清晰,水資源統一管理機制落后,對水資源的使用很容易導致“公地悲劇”,而且水資源污染、水污染防治上也存在類似道德困境。提高公眾的水生態文化意識,培養公眾對生態文明建設的參與權,可以有效地配合其他生態文明的建設手段,同時可以激勵人們有效利用水資源、減少水污染保護水生態環境。水生態文化建設能形成一種隱性約束和激勵,在全社會形成一種節水、愛水的氛圍,使城鎮化的各項工作符合生態文明的要求,促進人們環保意識、水生態保護意識的覺醒,提高全社會對水生體環境保護重要性的認識,自覺保護水生態環境。
4水文明視閾下提升城鎮化質量的機制及對策
4.1水文明視閾下提升城鎮化質量的長效機制2013年我國的城鎮化率為53.37%,處于城鎮化過程中的加速發展階段。提升城鎮化過程中的內在發展質量成為實現其可持續發展的關鍵。過去舊有的城鎮化模式造成了水資源短缺、水污染、水生態惡化等問題,城鎮化的進一步發展遭遇了巨大的生態瓶頸。新型城鎮化的目標就是要建立宜居、生態文明的新型城鎮。水生態文明的理念不僅能夠指導新型城鎮化的建設,豐富新型城鎮化的建設、發展理念,而且能規范人們的行為,使經濟社會的發展自覺遵守水生態文明的要求,達到水美、城美、人更美。因此,有必要建立和完善相關的水生態文明下城鎮化發展的長效作用機制,真正提高城鎮化發展的質量,實現新型城鎮化的可持續、生態和諧的發展。
4.1.1科學規劃引導機制每個地區的水資源和水生態的承受能力都有一個極限值,一旦對水資源的開發過度或者地區內容納的人口和工業超出了極限值就會破壞水生態的平衡,使城鎮化的發展失去生態基礎。科學合理規劃就是要科學的評估地區的水資源和水生態的承受潛力,調查水資源分布情況、水環境中生物種群情況,再由此制定不同地區的發展規劃、規定發展的重點產業、居民居住地分布、水資源利用的優先權,控制開發強度和開發秩序,形成各區域水資源高效利用、水生態穩定、產業發展、居民宜居、城鎮化整體發展的和諧局面。規劃的制定一定要站在戰略全局的高度,從長遠出發,依據生態文明理念的指導,充分考慮各地區的差異性和獨特性,合理科學規劃,功能互補,優化發展。
4.1.2產業發展方式變革機制產業的發展是城鎮化發展的支撐,產業也是決定水資源使用、生產要素聚集、生態變化的決定因素,城鎮化質量的提高離不開產業結構的優化、產業發展方式的進步。過去我們幾十年的城鎮化發展的教訓啟示我們原來那種粗放的發展方式是不可持續的,給城鎮化發展造成了巨大的生態欠賬,廣大的城鎮居民也是不滿意生態環境的惡化,現在進行的生態修復成本甚至遠遠超過當初的收益,因此走新型城鎮化的綠色、高效發展之路是未來城鎮化道路的唯一選擇。在轉變發展方式上,觀念的轉變同新技術的采用一樣重要,甚至新觀念是新技術開發的先導。目前很多水資源浪費和污染事件的發生是由于錯誤、落后觀念的影響,觀念落后也會大大抑制技術創新和管理創新的步伐,綠色生產也失去了思想動力。目前我國很多產業水資源的再利用、節水管理都大有可為,水污染物的低排放、再處理排放也都大有空間。
4.1.3水生態文化培育機制當前水生態保護的困境之一就是水生態文化建設嚴重滯后,很多人沒有培養起節約水、保護水環境的意識,一些官方舉辦的水文化活動缺乏文化內涵,群眾參與度不高,達不到培養健康水生態文化的要求。因此一方面要加強對居民水生態文明意識的培育,使水生態文明的理念真正被他們所認可,通過他們的行動在全社會形成一種節水、愛水的氛圍。另一方面政府要積極投資節水基礎設施建設和水生態公共服務的提供,如公共湖泊景色建設、水文化公園管理、水生物博物館建設等公共服務提供,更加有效的培養群眾的水生態意識[20]。然后政府可以大力支持水生態文化產業的發展,在全社會普及水文化知識,通過更加有創意的宣傳方式和服務,更有效率的傳播水生態文化。
4.1.4水生態文明制度建設機制目前我國水生態文明制度的不完善是多方面的,首先,水資源制度的不完善。我國的水價長期偏低,根本不能反映水資源巨大的稀缺性。水資源作為一種公共產品,很多時候水資源污染問題就是由于水資源產權的不明確引起的,而且這種產權的不明確極易導致水資源使用糾紛,最后導致地區水資源的過度開發和無人保護。其次,目前的環境保護制度存在重大缺陷,環評成為了利益交換的工具,失去了該有的公正性和權威性,一些重大污染項目的違規上馬屢見不鮮,地方的重大環境信息公示制度走過場,缺少實質監督,群眾缺少知情權。一定要改進環評機制,提高環評的獨立性和公正性,充分發揮社會輿論監督作用和保護公眾的知情權,加強環境信息的及時披露。擴大信息公示的范圍,提高信息的效率,建立重大環境信息公示制度和環境事件的應急處理機制。再次,水資源管理制度缺失,監管不嚴。目前很多地區的水資源和水生態資源都遭遇了無序開發、過度開發的困境,地方政府既沒有對相關資源建立資源名錄,清晰管理,也沒有規定清楚管理權限,多部門交叉管理,協調不暢、職責不清。改革資源管理體制,推進水資源的一體化綜合管理,綜合各部門和各機構的管理力量,強化各級政府的水資源管理責任。最后,水生態建設機制和補償機制的建立。目前政府是生態建設機制的主體,但在未來有必要引入更多社會力量參與生態建設,既發揮社會資本的活力,提高建設效率,也能發揮他們對生態建設的監督作用,減少社會不信任的成本。應該探索建立引導社會資金、民間資本投資生態建設的投資機制,引導民間資本在水污染治理、污水處理技術研發、水資源綜合開發利用等領域發揮更大作用。另一方面對一些產生收益慢,但是社會效益大的行業也要建立財政資金的長期投入機制,例如水環境恢復是一個需要大量資金投入,但是經濟效益比較小的領域,這項工作的成功也極大影響城鎮居民的生活,所以類似的領域離不開政府長期的財政支持。目前我國的水生態補償制度很不完善,生態補償涉及到復雜的利益關系調整,現在的實踐探索仍然比較少,沒有建立生態補償的標準體系。此外生態補償的資金來源也是一個重要議題,應該加快制定生態補償條例,健全生態補償財政轉移支付制度,爭取早日建立全面的生態補償機制。
4.2基于城鎮化質量提升機制的對策建議
4.2.1政府加強與水生態專業研究機構的合作科學測定本地區各地的水資源開發承受程度,摸清水生態的生物資源環境情況,結合地區的產業發展情況和未來發展目標制定科學、合理的生態發展規劃,指導新型城鎮化的各項工作。根據不同產業的技術特點和本地區行業的發展程度,汲取行業專家和水行業專家意見,制定區域相關行業的水資源節約規劃、水利用率提高規劃,科學指導產業的節水、用水行為,也為相關技術研發、相關節水技術企業提供政策借鑒資料。城鎮建設的規劃制定必須著眼于長遠發展,以水資源的保護和地區的和諧發展為前提,以建設生態宜居城市為目標,注重對全局建設的指導和規劃,更加考慮社會效益和生態效益。同時對于水資源的管理、水環境的保護、水生態的補償和建設、水文化的培育都應該做出政策性的指導。
4.2.2積極引進新技術,培育水生態文化多方合作對一些高耗能、高污染的產業一方面要積極引進新的技術進行技術改造,另一方面要堅決淘汰落后、重復產能。同時加大對服務業和戰略性新興產業的投入,優化地區產業結構,培育未來綠色增長產業。同時要結合地區的特色,在水生態理念的指導下,培育特色產業集群,促進產業鏈向更高級延伸,發展地區產業支撐,激發地區的經濟活力。培育水生態文化政府可以與社區、居委會配合宣傳,利用人們的環境危機意識,引導人們參與宣傳活動,鼓勵人們在日常生活中踐行節水活動、水資源保護活動,曝光水污染行為,使水生態理念真正融入每個人的心里。加大水生態公園、環湖綠地的建設,使城鎮居民可以近距離感受優美水生態的益處,在實際感受中培養對水生態的追求。加快發展生態文化產業特別是群眾性的、公益性的水生態文化產業,創新和豐富文化傳播形式。
4.2.3全面改革、創新水生態文明制度建設加快水資源價格改革,以反映水資源的稀缺性、市場的供求關系、環境污染的代價;加快水資源的產權制度改革,建立排污權、生態收益權交易機制,厘清責任和邊界,建立產權清晰、交易流暢的水資源產權制度;建立公正、權威的環評體制,確保環評信息的獨立有效,能切實保護城鎮居民的生態權利。政府應該保障環評機構的獨立性,盡量少干預環評機構的環評工作,尊重環評工作的科學性和公正性;政府及時公布生態環境信息,建立環境信息定期披露機制,信息公示監督機制,重大環境事件及時通報制度。政府要注重引入民間和社會監督力量,利用最新的信息公示平臺,確保普通大眾的知情權和生態保護的參與權;針對流域性或者大地區水資源利用的實際情況,建立各地區的水資源管理協調機制,共同建立統一的水資源管理平臺,協調各方利益和訴求,共同開發和保護水資源。
【關鍵詞】小流域;綜合治理;問題;措施
一.小流域綜合治理存在的問題
1、管理體制不完善,缺乏有效的管理措施。小流域綜合整治涉及河流保護與管理的部門很多,流域內水土資源、森林資源、植物與生物資源等均屬不同部門管理,部門間缺乏有效的協調機制。現行管理體制未能有效利用經濟手段,形成一系列激勵水土資源優化配置、節約用水、節約用地和生態環境保護的政策措施,從而導致水土資源的有效利用程度不高、水土流失嚴重、河流環境的質和量持續惡化。
2、規劃滯后,缺乏對小流域治理的有效指導。小流域保護與管理基本停留在水污染控制和水利工程的管理,許多小流域缺乏系統的規劃工作,治理項目的前期工作薄弱,治理目標和任務不明確,同時隨著經濟發展和人口增加,河流沿岸的城鎮規模日益擴大,重要糧食生產基地的生產能力將進一步提高,都對防洪保安提出越來越高的要求,已有前期工作不能滿足河流治理和管理的需要,難以有效指導近期河流的治理和保護。
3、治理標準低,大部分小流域抗御自然災害能力很弱。河道治理多偏于防洪功能,而其它功能被嚴重忽視。以往采用單一治理措施建設了一些臨時防洪工程,工程標準低,年久失修,防洪問題突出,許多小流域的重要河段仍處于未設防的自然狀態。
4、缺乏投資渠道、投入不足。小流域治理缺乏投資機制和渠道,治理資金不足。近年來,群眾投勞農田水利投入機制和組織方式發生很大變化,對河流的治理(河道清淤和堤防加固等)日趨減少,水利專業技術力量薄弱,高水平的水利技術隊伍嚴重不足。
二、加強小流域綜合整治的措施
隨著人們對水資源環境要求不斷提高,河流生態建設的意識逐步增強,有必要進一步改善傳統的小流域治理措施,探討新的治理模式。依據國家生態治理的政策方針,結合我國小流域綜合治理的實際,提出“規劃――整治――監測――評價”一體化模式的治理維護理念,具體實施措施如下:
1、因地制宜確定治理方式.治理方式的確定是小流域治理難度最大的,從過去已經實施的項目可以看出,小流域的治理很多都以防洪建設為主。小流域具有數量大和分布廣以及形勢復雜的特點,它的治理是一個龐大的工程,國家的財力也不能夠像治理大江大河那樣的標準治理,從經濟和技術這方面出發來考慮治理問題也不是那么合理。因此,我們可以根據小流域的特點以及經濟狀況,因地制宜,采取不同的措施來治理小流域,完善防護體系。
2、統一規劃明確治理目標。河流與周圍的動物、植物及微生物組成了生機盎然的河流生態系統,河流是河流廊道生態系統的動脈。河流整治不應孤立地處理河道里的水體,而要綜合考慮恢復整個河流的生態系統,制定全局規劃方案。由于我國小流域眾多、河流差異大,洪澇災害程度不同,各地要根據當地河流治理的實際情況,結合已有的相關規劃,合理確定規劃的重點范圍。
3、改革水利設施管理制度。全面實施水利設施經營管理制度改革,對小型水利設施經營管理全部實行業主責任制,實現小型水利設施所有權和經營權分離,為農民的生產、生活提供全方位的水利服務。中型及其以上水利工程,要充分利用市場在資源配置中的基礎作用,大力發展供水、水產養殖、水利旅游等產業。按照建立現代企業制度的要求,實行以資本為紐帶,逐步建立起有利于水利資本經營的市場機制,使各種水利資源得到有效利用。
4、流域水質污染源控制。民眾的生活污水、工業廢水污水、生活和生產垃圾、農業生產中農藥化肥的使用都是對河流污染的主要原因,必須有效控制污染源,建立完善的污水管網體系,阻隔污染來源,防止水土流失。
5、防治洪澇災害。做好水土保持,這是根治河流水患的重要環節,主要措施是植樹造林、種牧草、修梯田、挖蓄水坑和蓄水塘等。增加防洪投入,提高防洪工程標準,修筑堤圍,做好防治屏障。在江河的上游和各河流匯集的地方興修水庫,攔蓄洪水,調節河流夏澇冬枯的變化。
6、河流生態修復。水生生物區岸坡設計時,要盡可能地創造孔隙,為水生生物的繁衍、棲息、覓食以及活動等提供必要的場所。河流平面形態設計時盡量要保持原河道的自然彎曲,宜寬則寬,宜窄則窄,因勢導流,恢復自然河態。營造多樣水域空間,后撤堤線,清除底泥,改良急流淺灘、深潭、濕地等多樣水環境,為多種水生物提供生存空間。
7、營造生態自然景觀遵循以人為本的宗旨,結合景觀學建設綠色廊道,與植被、村鎮綠化帶、田園作物交錯融合,形成立體生態群落,并在合適的地方建立濕地公園,濱江公園、文化主題公園等,形成河道的生態文化廊道。小流域治理過程中積累了大量水文數據,為了實現實時監測水情、綜合評價治理情況,進一步促進水資源可持續利用,有必要創新技術,構建小流域檢測與評價體系。
8、建立小流域檢測體系。結合現代科技,采用GIS、RS等先進的監測手段,對河流進行空間尺度上的多指標監測,建立水文、水質、水生態指標等信息的數據庫,及時更新,全面快速高效的掌握河流信息,應對河流突發事件。
9、建立小流域信息檔案系統與健康綜合評估體系。建立小流域信息檔案系統,以積累資料,形成較為系統的歷史數據庫,為管理決策者提供科學有效的依據。河流環境健康狀況評價可描述和反映任一時段內河流的整體狀況和健康水平,獲取河流健康狀況的綜合評價。同時河流健康的各個分指標,包括水質參數、生物指標、河岸帶狀況等可以反映河流該部分的健康情況,從而剖析河流生態系統存在的問題。
結束語
當前國家加大了大江大河及其主要支流的治理力度,逐步形成了以堤防、防洪控制性樞紐和蓄滯洪區工程為主的防洪體系框架,主要江河防洪抗旱能力顯著提高,但小流域治理總體滯后,基礎設施薄弱,難以全面系統治理,治理方式落后,治理標準不高,防洪能力弱,未能從根本上防治較大河洪災害。小流域治理存在的突出問題,對我國城鄉,尤其是縣城、重要集鎮和糧食生產基地的防洪安全構成了嚴重威脅,也影響城鄉廣大地區生態環境的改善。為了有效保護人民群眾生命和財產安全,實現區域經濟可持續發展,進一步加強小流域整治工作勢在必行。
參考文獻:
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1.1城市垃圾生物處理技術
固體廢棄物的處理方法有很多種,例如堆肥、填埋、焚燒、發電等,垃圾堆肥是利用垃圾中原有的微生物進行自然發酵,這種方法的處理時間比較長,并且處理量比較小;垃圾填埋需要花費很長的時間,并且還會占用大量的土地,同時填埋的垃圾還有可能污染地下水源;而垃圾焚燒會產生大量的廢氣,引起二次污染,同時還有可能引起火災隱患;因此,較好的垃圾處理方法是垃圾發電。隨著科技的不斷發展,新的城市垃圾生物處理技術逐漸被研發出來,這只給技術是先經過篩選,將可以回收的資源進行回收,然后加入具有特定功能的微生物進行厭氧發酵或者好氧發酵,并收集發酵過程中產生的沼氣。充分發酵后的垃圾能當做肥料,用于農業生產中,這種處理方法的處理量,能自動控制發酵過程,并且發酵形成的肥料質量可以得到保證。
1.2污水生物處理技術
污水的處理方法也可以分為化學法、物理法、生物法三種,目前,在進行污水處理時,經常會使用生物法或者生物法與其他方法相結合的形式進行污水處理。根據污水處理系統中微生物的狀況可以將生物法分成生物膜法、活性污泥法、懸浮細胞法等幾種情況,其中活性污泥法在城市污水處理中應用最廣泛;而生物膜法的效率是最好的,在一些特殊行業的廢水處理中比較常見。
2微生物對環境修復的作用
2.1生物修復
對于污染嚴重的環境,是不能利用垃圾處理或者廢水處理的方法進行修復的,近年來,環境治理的專業人士研究出一種能治理大面積環境污染的技術,也就是生物修復技術。生物修復技術也可以稱為生態恢復技術,這種技術是利用處理系統中的微生物的代謝活動,將污染現場的污染物濃度降低、轉化、降解,將這些污染物轉化為無害化物質或者元素,生物修復技術可以分為環境條件修飾和講解污染物兩種情況,目前,生物修復技術主要用于農田農藥污染和石油污染中。
2.2生物殺蟲劑
在進行農業生產時,采用化學農藥很容易形成污染物富集的現象,而采用生物農藥則能有效地避免這種現象出現。目前,生產運用最多的生物農藥是由蘇云金芽孢桿菌生產的BT生物殺蟲劑,這種殺蟲劑中含有有毒蛋白質,昆蟲吞食后會中毒死亡,同時這種殺蟲劑的主體是蘇云金芽孢桿菌,不會對環境產生危害。BT生物殺蟲劑是一種高效、安全的生物殺蟲劑,能有效地防治農作物害蟲,同時還能殺滅蚊蟲,因此,在進行農業生產時,可以采用生物殺蟲劑,從而有效地緩解環境污染的現象,促進環境修復。
3總結