河流污染的影响范文

时间:2023-12-18 17:40:58

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河流污染的影响

篇1

【摘要】目的 通过研究HIS系统对综合性医院感染科业务流程影响,旨在分析两者间的关系,推进医院信息化建设的进程。方法以宁夏某三甲医院为例,应用访谈法和问卷调查法调查其实施HIS前后感染科业务流程状况,利用SPSS11.5对HIS系统与工作效率、服务质量以及服务成本的影响进行多因素方差分析。结果结果显示,接近全部的科室工作人员赞成实施HIS系统,赞成比例达到67.86%,非常赞成比例达到32.14%;HIS的实施与工作效率、服务成本、服务质量的相关性分别为7.857、6.857、6.036,说明HIS系统实施与感染科工作效率的相关性最高。结论HIS系统显著提高了科室工作效率,为科室业务流程的优化与再造提供了有力支撑。

【关键词】医院信息系统(HIS) 业务流程再造 数字化医院

【Abstract】Objective Through research of the impact HIS has on the department of infectious diseases of general Hospital, we analyze the relationship between them to promote the process of hospital information construction. MethodIn Ningxia as an example of a hospital, application interviews and questionnaires are used to investigate the status of the implementation of business processes of infectious diseases around the HIS, HIS system utilization and work efficiency, quality of service and the impact on the cost of service SPSS11.5 multivariate analysis of variance. ResultThe results showed that nearly all department staff in favor of the implementation of the HIS system, the ratio reached 67.86% in favor, very much in favor ratio reached 32.14%; HIS implementation and efficiency, the service cost, service quality were 7.857,6.857,6.036 correlation, which indicated that HIS system implementation and efficiency of the Department of Infectious Diseases had the highest correlation. ConclusionHIS system significantly improves the efficiency of the department, as the department optimization and reengineering business processes to provide a strong support.

【Key words】Hospital information system, Business process reengineering Digital hospital

【Author′s address】Guangdong No.2 Provincial People′s Hospital,Guangzhou, Guangdong 510317 PRC

doi:10.3969/j.issn.1671-332X.2014.10.063

随着我国医疗体制改革的不断深化和医疗事业的飞速发展,医院为了提高现代化管理水平和增强服务质量,都踏上构建数字化医院的道路。数字化信息技术的使用是现代医院发展的重要支撑,其依托程度决定医院能否快速、高效、准确、有效地完成医疗资源、疾病预防、教学、科研任务。本文通过分析HIS系统对医院感染科业务流程的影响,为医院信息化建设进一步发展提供依据。

1资料收集与方法

选取宁夏某三甲综合医院的感染科2011年9月~2013年9月的数据,采取自填问卷的方法对感染科7名医生、21名护理人员进行关于实施HIS前后感染科业务流程情况及影响等内容的访谈和问卷调查,用epidate建立数据库,利用SPSS11.5采用多因素方差分析法分析HIS系统对科室工作效率、服务质量以及服务成本的影响。

2结果

2.1HIS实施前后,感染科业务流程情况

2.1.1HIS实施前,感染科业务流程情况医护人员的工作流程如下:①医生手工下功能检查医嘱/取药、配药医嘱,并同时开具检查单/处方单;②护理办公室护士核对医嘱后,交临床执行护士;③临床执行护士拿单到收费室记账;④护士将记完帐的检查单交给患者/护士拿着结账单到药房取药;⑤患者拿着记过帐的检查单到功能科接受检查;⑥手工登记患者信息后为患者检查;⑦手工填写报告,经结果登记后送单到医师手中;⑧医生拿到报告。

2.2.2HIS实施后,感染科业务流程情况 ①信息传递由人工转向HIS系统完成。医生下检查医嘱、处方医嘱只需录入电脑即可,无论是护士执行医嘱还是医生确认医嘱,都通过HIS系统完成。②工作可以集中完成。医护人员可以集中对待处理事项进行统一处理,增加了工作的效率。③工作规范化、标准化。 HIS系统的每一部分都有固定的模板,医护人员必须严格按照规范才能顺利执行工作。④促进科室的过程控制。HIS系统可以对单病种的平均住院天数、住院费用、病床周转次数、床位使用率、床位周转次数、药占比等进行分阶段、步骤的实时控制,从而制定出合理的平均住院天数、住院费用、病床周转次数、床位使用率、床位周转次数、药占比等,进而提高科室的整体效益。

2.2工作人员对HIS系统的态度

调查结果显示,感染性疾病医护人员对科室应用HIS系统都持积极态度,其中,赞成比例达到67.86%,非常赞成比例达到32.14%;填写有效问卷的医护人员都认为“HIS系统的应用改善了科室的业务流程”,其中,有所改善比例达到71.43%,完全改善比例达到28.57%。

2.3HIS的实施与工作效率、服务成本以及服务质量的相关性

运用多因素方差分析HIS系统对工作效率、服务质量、服务成本相关性。经方差齐性检验得p=0.08>0.05,所以具有方差齐性,再经分析得出F=20.003,p=0.000<0.05,具有统计学意义,说明HIS系统对工作效率、服务质量和服务成本的影响不同。结果显示,HIS系统与工作效率的相关性均值7.857,与服务质量的相关性均值6.036,与服务成本的相关性均值6.857,6.857>6.036,说明HIS系统对服务成本的影响高于对服务质量的影响,7.857>6.875,说明HIS系统对工作效率的影响高于对服务成本的影响。对比分析得出,HIS对工作效率的影响最大,对服务质量的影响最小。

3讨论

3.1资金问题是制约感染科信息管理系统建设的首要因素

调查得知,医院所有科室均已实施了HIS系统,但各科室实施后效果差异明显。其中资金分配不均为主要原因,占45%,领导重视不够,占20%,其他占35%。在医院整体信息管理系统下,各科室HIS子系统与服务质量、服务成本、工作效率的相关性系数各不相同,其中感染科服务成本的相关系数为6.875,高于其他科室,说明资金对感染科的影响较高。随着系统的实施,系统越完善需要的资金越多[1]。因此,资金问题是制约感染科信息系统建设的首要因素。

3.2HIS实施后,增加了感染科的综合效益

医院业务流程再造的目的是为了提升综合效益。综合效益包括:工作效益、管理效益、社会效益[2]。HIS实施后,门诊挂号程序、电子医嘱程序大大缩减了挂号时间、诊疗时间,降低了医疗差错率,提升了工作效益;通过即时统计的病人欠费率、药品报废率等控制了医疗费用支出和收入比率,提高了管理效益;对医护人员和患者进行调查,医护人员满意度达到83.56%,患者满意度达到70.25%,满意度情况均有所提升,增加了社会效益。综上,通过实施HIS系统,促进了业务流程再造,增加了科室的综合效益。

3.3各科室信息管理子系统规范性较差

医院管理信息系统作为医院现代化管理的重要工具,是医院深化改革、强化管理、快速发展的重要保障,对提高医疗质量、提升医院效益具有重要意义[3-5]。各科室根据总系统构建了科室子系统,但仅有少部分科室建立了较完善的链接,其他科室均存在不同程度的缺陷和不足,信息交互差异较大,降低了使用效率。

4建议

4.1强调细节、加强对员工的有效培训

在医院信息化建设进程中,所有人员既是参与者,也是设计者、执行者和监督者,他们的态度、信息技术水平等是决定信息系统能否有效运行的关键[6]。应加强人员的在职培训,定期或不定期参加相关专业知识和技术的培训班,并采取请进来,走出去的方法进行学习,不断提高专业技术水平[7]。

4.2制定措施加强系统管理

系统投入使用后,一要制定得力的措施予以强力推行,通过严格的考核制度,将责任分解、落实到人,才能保证系统的有效实施;二要不断持续改进,及时总结、收集应用过程中发现的问题和缺陷,通过评审、确认,对于确实需要完善的提交开发商落实解决;三要加强系统权限管理,通过设置科学、严格的密码策略,确保系统安全运作,防止泄密以及任何不利于系统运行的事件发生[8]。

4.3重视区域内联合建设医院信息系统

众所周知,医院信息化系统建设的难度大、费用高、人才缺乏[9]。如果在一个区域内共用一个信息管理中心,统一中心机房,统一软件架构,统一维护,充分利用该中心的软、硬件以及信息管理人才、专业人才,可以减少每家医院在信息化建设过程中的重复投入造成的极大浪费。所以医院未来将会在建设区域性医疗信息中心方面投入投入大量的人力、物力、财力。

参考文献

[1]张妮,蒋德娴,白珊.基于HIS系统中的医疗机构传染病信息管理系统应用情况调查分析[J].首都公共卫生,2013,4(7):2.

[2]郭小明,郭文秀,孔瑞珍.医院信息系统综合效益调查分析[J].医学信息学志,2013(34):7.

[3]Anema HA, Kievit J, Fischer C, et al. Influences of hospital informa-tion systems, indicator data collection and computation on reported Dutch hospital performance indicator scores [J]. BMC Health ServRes, 2013, 12, 13: 212.

[4]Tsegaw T, Gadisa E, Seid A, et al. Identification of environmental pa-rameters and risk mapping of visceral leishmaniasis in Ethiopia by us-ing geographical information systems and a statistical approach [J].Geospat Health, 2013, 7(2): 299-308.

[5]Bao L,WangY,Shang T, et al. A novel clinical pharmacy manage-ment system in improving the rational drug use in department of gen-eral surgery[J].Indian J Pharm Sci, 2013, 75(1): 11-15.

[6]郑洁.医院信息系统环境中的内部控制优化探讨[J].经济师,2012(10).

[7]苏日娜,崔鸿江.病案管理的现状与改进措施[J].现代医院,2013,2(13):2.

篇2

关键词 城市 河流 生物技术 水质 昆明

中图分类号:X703 文献标识码:A

1区域河流水质分析

昆明市河流众多,水网密布。随着昆明市区城镇化建设的加速,昆明市内河流水质污染严重。来自昆明城区7条主要河流的污染占滇池污染绝对总量的80%左右,TN占入湖总量72.2%,TP占入湖总量70.2%,BOD占入湖总量92.5%,CODMn占入湖总量85.7%。

20世纪80年代初期,昆明市区内河流开始污染日趋严重,随着流域经济社会的快速发展,排入水体的污染负荷也逐年显著增加,90 年代水质迅速恶化。自90年代以来,昆明市区内河流整体水质一直劣于Ⅴ类,水质指标 CODMn 、TP和TN 和浓度呈上升趋势,表明昆明城市内河流的富营养化和有机污染日益加重。昆明城市内河流水质污染严重,污染物超标排放是主要原因。

自80年代以来,市区内污染物排放持续超过了自身的水环境承载能力,造成了水体污染,且污染程度不断加深,富营养化不断加重,改变了市区内河流生态系统中生物生理代谢所需的物质条件,生产能力过剩,导致了河流流域内生态结构的失调,水质逐步恶化。

2生物强化技术在改善水质方面的应用

生物强化技术,即生物增强技术、投菌法,它产生于上世纪70年代中期,在80年代以后得以广泛的研究和应用。生物强化技术可以起到高效去除目标污染物,改善污泥性能,加速系统启动,提高系统抗负荷冲击能力和稳定性,并与其他生物修复技术相结合,大大提高了生物强化技术的效能。

生物增强技术在昆明市区河流的应用,能够提高城市河流水质并且对城市环境没有影响,有利于城市漂流的水体修复。城市河流的治理难点是其污染物成分复杂,昆明主要河流盘龙江穿城而过,途径城市中心,期间向河水中的排放物多为油脂类、高氮高磷物质,导致以盘龙江为代表的市区内河流内系统污泥增多,污泥产量增加,严重影响河流的河水质量。

生物强化技术比起传统的生物质治理方法有更强的针对性,是靶向技术。S.selvaratnam等将筛选到的苯酚高效降解菌Pseudomonasputida ATCC 11172投加到序批式活性污泥反应器中,该菌在44天内对苯酚的降解率始终维持在95%-100%,而没有接种该高效菌的反应器,苯本分的去除率由初始100%降低到40%。

生物强化技术不同于传统生物治理技术的地方在于其的靶向性。该项技术是向传统的生物处理系统中添加具有特定降解功能的高效菌,用以去除某一特定的有毒有害物质的方法。生物强化技术最核心的内容为培菌及投菌环节,该技术是一种预处理技术而不是治理技术。

生物强化技术最关键的环节是培菌。从自然环境中的污染场地直接分离筛选,获得特定功能微生物,是目前最为常用的获得高效菌种的方法,该方法目前也比较成熟。操作步骤如图1所示:

参考文献

[1] 彭永岸,朱彤.滇池污染的成因及其治理新方案[J].地球信息科学,2003(1):16-21.

[2] Young C Y.The use of enzymes and biocatalytic additives for wastewater treatment process[M].Water Pollut Control Fed Highlights,1976(13):5.

[3] S Selvaratnam,BA Schoedel,BL McFarland.Applica-tion of the polymerase chain reaction (PCR) and reverse tran-scriptase/PCR for determining the fate of phenol-degrading Pseudomonas putida ATCC 11172 in a bioaugmented sequencing batch reactor[J].Appl Microbiol Biotechnol,1997(47):236-240.

篇3

关键词:河流 水质污染 污染源 治理

一、河流水污染产生的原因

经过科学的调查与分析,河流水污染的污染源主要分为生活污水的排放、工业废水的排放以及农业污水的排放。

1.生活污水的排放

近年来随着人口的不断增长,人类产生大量的生活垃圾,由于受多种因素的制约,污水城市污水处理和城市污水排放并不能同步,生活污水的任意排放严重地污染了河流,不但影响了河流的水质,还破坏了河流的生态环境,更为严重地是影响了水体的安全,使人们的健康和生活受到了严重损害。

2.工业废水的排放

工业废水的排放是城市河流水质受到污染的重要污染源。仍是城市河流目前的重要污染源。近年来,虽然国家制定了相关法律法规来控制工业废水的排放,但是还有许多企业处于自身利益的考虑,对产生的工业废水没有得到有效治理,偷排、漏排的现象时有发生,一些没有经过处理含有有毒物质的工业废水直排放入河流,河流水质污染进一步加重。

3.农业污水的排放

农业污水的排放主要是指在农村农业生产和生活过程中产生的废水。具体表现为化肥、农药的流失,畜禽养殖业产生的粪尿和废水基本上未经处理就直接排人河流,成为日益严重的污染源。

二、河流水污染防治的措施

1.对生活污水的控制与整治

1.1提高认识,加强组织领导,全面开展生活污水治理工作

各地应该加大环保宣传力度,结合本地资源、环境和生态特点,制定切实可行的实施方案,积极稳妥地组织实施,全力开展生活污水处理工作。对于生活污水的治理工作,要明确相关部门责任,实行一级抓一级,层层抓落实。同时当地政府要发挥统一协调和政策导向作用,要充分调动广大群众的积极性、主动性和创造性,确保生活污水治理工作落实到位。

1.2加快污水处理设施建设,加大对生活污水的治理力度

各地各级财政部门应该加大对污水处理设施建设的投入,兴建污水处理厂。污水处理厂的兴建能够有效地治理和控制生活污水以及工业废水。污水处理设施建设是政府公共服务的重要内容,建立专门的污水处理系统,对于居民生活过程中产生的污水实行区域综合集中治理。这样可以节约进行分散治理的水处理设施费用,还能够有效减少二次污染。

3.加强工业废水的控制与整治

工业废水具有排放量大且污染比较集中的特点,它的排放是当今河流污染的主要来源源,我们必须采取强有力的措施加快控制与整治,以防止工业废水排放对河流水体污染和生态环境的破坏。

3.1建立健全企业生产监控体系和环境管理体系

针对排污比较严重的企业,政府应该强制其建立健全生产监控体系,通过制定各项相关规章制度来规范操作规程,将污染治理设施管理纳入生产经营管理活动之中,对企业生产实行全过程控制。及时发现和纠正擅自停运治理设施、超标排污等违法行为,确保污染治理设施发挥应有的效益。另外要鼓励企业参加环境管理体系认证,使得企业在注重自身发展的同时,更加注重对环境的保护,实现清洁无污染生产。

3.2调整和优化产业结构,利用技术发展

积极调整和优化产业结构域布局,要加快现有企业生产设施和工艺流程的更新与改造,从源头上减少工业“三废”的排放量,关掉达不到治理标准的企业。更重要的是大力发展技术含量高、无污染的企业,积极开发无毒、无污染产品,降低对水环境的污染。

3.3加强对农业污水的控制

对于农业污水的控制主要可以从以下两个方面着手:

3.3.1加强农业生产过程中农药、化肥的施用,这是防止农业污水对河流水污染的有效途径。为此,各地要加大环保宣传力度,加强对人们的教育,促使人们提高对农药、化肥环境污染危害性的认识,以便进行有效的防范。第二,要严格规范农药、化肥生产流通的管理,确保农药、化肥品种与质量符合国家的规定和标准,避免违禁和不合格产品用于农业生产中。第三,加强科学技术指导,控制农药、化肥的施用量,做到科学、合理、安全施用。第四,研究开发和施用高效、易降解的无公害和无污染的农药、化肥。

3.3.2大力发展生态农业 。开展生态农业可以实现农业生产,农业经济与环境保护的可持续协调发展。各地要树立大环境生态观念,加大农、林、牧、渔环境污染源管理力度,大力推广有机农业和生态农业,引导农民开发和生产有机食品,推动种植结构的改变。推广高效、实用的节水灌溉技术,大力发展节水农业。控制水土、有机质流失和土壤污染,

三、结语

河流水污染问题日益严重,本文以上提出的防治措施只是起到一个提纲挈领的作用,并不能从根本上解决河流水污染的问题。各地具体加强对河流水污染控制盒治理的时候,应该首先根据河流污染的具体情况,进行科学合理的选择应用,从工业生产、居民生活、农业生产等方面加强对河流水污染源头的控制,从而保证控制和治理后能够有效的保持城市河流的水体的长期健康。

参考文献

[1]刘影.浅谈城市河流水环境问题的综合治理[J]. 科技创新导报. 2009(11).

[2]江红梅,王正中,王东刚,曹满,任鑫.城市河流综合治理与生态建设探讨[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2008(01).

[3]黄淑玲,张勇,职绚绚.宿州市沱河段水质污染防治对策分析[J]. 宿州学院学报. 2009(06).

篇4

论文摘要:英国在工业化的进程中,发生了较为严重的城市河流污染,主要因为工业化时期的城市化水平和社会认识尚不能承载工业化带来的全面影响,加之国家治污力度多受掣肘及科技水平的制约,河流污染的状况在19世纪没能得到显著改善,引发生态环境恶化及流行病侵害等不良后果。后发国家应以英国工业化的得失为镜,实现工业化的科学发展。

英国是世界上第一个实现工业化和城市化的国家。以蒸汽动力为标志的工业革命,为不列颠最早叩开了现代化的大门。然而,在工业化的进程中,与经济:荣和城市发展相伴的还有遭受污染的生态环境,其中,城IIJ河流污染尤为严重。英国,在摘取了一个工业化先行者JPG该摘取的最优惠成果的同时,也尝到了工业化及城了化造成的水污染苦果。对尚未实现工业化及正处在现代化进程中的后发国家规避和整治“迈达斯的灾祸”有所裨益2=16促进人与自然和谐发展。故本文不揣浅陋,愿就工业化时期英国城市河流污染的成因、防治及其特点等问题予以探讨,以就教于方家。

一、英国城市河流污染的状况

城市水污染自古有之。人类早期活动产生的废弃物大都被排人大气或弃置于水中,古时的城市居民已有用法令和规章控制污染的尝试。在古希腊,只有获得特殊允许才能设立制革厂;古罗马也有规章规定,制革、榨油和洗衣作坊只能设立在没有居民点的台伯河对岸。但是,早期的污染仅限于十分狭窄的范围。

上百年来,英国的毛纺业等传统工业无疑也降低了河流水质,但是,严重的水污染直到19世纪工业化时期才真正发生。工业革命以来,随着工业的发展和城市人口的剧增,不断排放的工业废水和生活污水使英国的许多河流受到了污染,在19世纪,城市河流污染成为十分普遍的现象。

恩格斯对当时河流污染的描述颇为详尽。例如,流经利兹的艾尔河,“这条河像一切流经工业城市的河流一样,流人城市的时候是清澈见底的,而在城市另一端流出的时候却又黑又臭,被各色各样的脏东西弄得污浊不堪了”;流经曼彻斯特的两条小河—艾尔克河与梅德洛克河的污染状况亦十分严重,“停滞的艾尔克河,这是一条狭窄的、黝黑的、发臭的小河”,梅德洛克河的“河水也是漆黑的,停滞的,而且发出臭味。

此外,流经西赖丁约克的卡尔德河,在1852年以前始终是鱼类喜爱的栖息地,至1867年,皇家委员会已不得不沮丧地承认:“流经西赖丁约克的,与其说是河水,不如说是墨汁。艾尔克河的支流布拉德福河,曾是男孩们捕鱼的乐园,也被工业化的浪潮熏染得通体黝黑,以致“只需一根火柴,就可以将它点燃”,俨然是一条随时喷发的黑龙。

泰晤士河曾是一条美丽的河流,英国人习惯地称之为“老父亲泰晤士”。19世纪以前,泰晤士河河水碧波荡漾,鱼虾成群,是举世闻名的鱿鱼产地,诗人蒲柏在1728年将其描绘为“银色的洪流”。工业革命以来,随着沿途城市居民的剧增以及大量工厂的建立,各种污染物源源不断地进人泰晤士河,牛津以下河段的水质急剧恶化,泰晤士河成为一条污浊不堪的“臭河”。1855年,化学家法拉第致信《泰晤士报》:“整条河变成了一种晦暗不明的淡褐色液体……气味很臭……整条河实际上就是一道阴沟。可见,英国城市的水污染在19世纪中期已经相当严重。

二、英国城市河流污染的成因

那么,究竟为何诸多河流在一个世纪里都变了色、变了味,这么严重的污染是怎样产生的呢?无疑,工业废水和公共废水是城市水污染的主要来源,其中,英国工业革命时期的工厂布局和工业类型又是产生大量工业污水的直接原因。

工业化初期,主要的机械动力是水力,“由于使用水力机,工厂不得不设在大流量的急流旁边”。因此,英国的第一批近代工厂自然傍河而建,在英国工业的发源地和中心—曼彻斯特,“几乎所有的厂房都是沿着贯穿全城的三条河流和各种运河建立起来的。这既解决了动力问题,又方便了废水处理,河流也成了废水排放的理想场所。蒸汽机发明后,以前依靠水力机械、依河而建的工厂逐渐转移到城市中,但工厂对那些流经城市的河流的依赖并没有减轻。因为蒸汽机的第一需要和大多数工业生产部门的主要需求,都是比较洁净的水。水作为冷却剂是蒸汽机不可或缺的,一些工业部门如毛纺业、印染业、造纸业的生产过程也离不开水,还有酿酒、洗煤,没有水更寸步难行。同时,水路为工业主提供了廉价的运输途径。因此,一条河流附近往往分布多家工厂,例如艾尔克河,“桥以上是制革厂;再上去是染坊、骨粉厂和瓦斯厂,这些工厂的脏水和废弃物统统汇集在艾尔克河里”。这些废水中往往含有铅、碱、硫等污染物,而且大多是未经处理就直接排放,使水质大大降低,造成严重的河流污染。

造成城市水污染的另一主要来源是公共废水。公共废水主要包括人畜的排泄物、生活垃圾和洗涤剂。公共废水的存在本不可避免,但在英国工业化时期,因城市化和城市人口增长过速,加上市政建设滞后,遂使水污染加剧。

一方面,与工业化相伴的是,英国城市化发展迅速,城镇人口增长急剧。势如潮涌的人口,被压缩到很小的拥挤不堪的中心点上。从增长数量上看,大约在1800年,英国只有一个大城市—伦敦,人口约100万,远远超过其他城市如利物浦、曼彻斯特、伯明翰和布里斯托尔等(这些城市的人口大多只在5到10万之间)。1850年伦敦人口增至2,360,000人,另有9个城市在10万人以上,18个城市在5万到10万之间。1910年英国有46个城市超过10万,伦敦人口更是猛增至450万。从增长率看,兰开夏在1700年至1801年间人口差不多增加两倍,曼彻斯特的人口在1773年至1801年间也增加了两倍。到1851年,英国的城市人口已首次超过农村。城市的扩展和人口的集中大大增加了水资源的消耗,也使城市的公共卫生日益恶化,垃圾成堆、污水横流构成了那时英国许多城市的基本外貌。

另一方面,英国城市化虽快,但城市化水平较低,市政建设滞后。“所有的市镇,不论是新的还是老的,都面临着公共卫生的严峻问题,工业化早期,英国的城市尚未建立清扫垃圾的制度,垃圾粪便随意堆放,人们甚至因厕所太少不得不随地大小便。特别是贫民窟,成了疾病流行的孽生地,被人们称为“霍乱国王的巢穴”。在利兹,最不卫生的地区是工人住的狭窄的房屋区,这类建筑物里不具备任何一种排水设施,厕所少且前后无遮无盖。到1831年,即使是已拥有14万以上居民的曼彻斯特市区仍没有铺砌街道和修建下水道的条例。非但如此在曼彻斯特新城(又叫爱尔兰城,theIrishtown),“街道没有铺砌,也没有污水沟,可是这里却有无数的猪群”。大量垃圾、粪便、洗涤用水还有从街道屠宰场排出的水染上深红色的兽血,经过公用阴沟和露天排水沟通往小河、水坞,加重了城市河流的污染。

综上所述,工业化和城市化的“副产品”是造成城市河流污染的主要原因。除此之外,工业化时期英国的社会思想是污染得以加剧的促因。

首先,英国人将“自由放任”思想奉为圭泉,对工业革命造成的工业中心人口膨胀、城市污染和公共卫生等问题尽量不干预;其次,社会以追逐财富为价值取向,对“污染”则漠不关心。英国贵族通过经营追求财富早已成为惯例,社会中下层又有着一股“向上看”的风气,于是上行下效,社会形成了以谋求利润为荣的风气。

难怪连外国观光者都不禁要惊呼:“英国的城市纯粹是工作和挣钱的地方,而绝非休息和享受的乐园,那种具有更高尚品格的人还没有出现。

三、英国城市河流污染的防治及其特点

随着河流污染状况的不断加剧,以及由此引发的各种危害,人们开始意识到有必要采取措施对污染予以遏制,但长期似来,社会的反应并不积极。直到19世纪中期,随着流行病的多发,城市才开始实行系统的卫生改革,如下水管道、清水供应和道路清洁等。同时,社会对城市河流污染的防治也愈加重视,各项治理措施逐渐建立,整治渠道逐步完善。下面将结合英国在这一时期的防治措施,对城市河流污染的治理特点进行探讨。

(一)各群体和多渠道的广泛参与。生态学家和卫生学家最先向社会发出正视污染的呼声,他们是治污的先行者。部分生产者组成志愿协会,呼吁减少废物排放、倡议革新生产技术,为政府的积极治理建言献策。议会和政府通过立法和行政手段,全面领导水污染的治理。这样,河流污染的防治得到了议会、政府、社会组织和个人等各群体的参与和支持。

(二)议会立法和政府作为是治理污染的主导力量。一方面,从议会来说。1848年霍乱发生后,议会通过了第一部“公共卫生法”,并成立卫生部,虽不是专为治理水污染而设,但它规定在传染流行区域设立地方性卫生委员会,负责处理当地污水问题。由于习惯法提供的防御河流污染的措施起不到明显效果,1855年,议会颁布了《有害物质去除法》,试图对那些以工业废水污染河道的制造商处以罚款1865年和1868年,议会又先后两次委任皇家委员会,负责调查河流污染的状况并寻求行之有效的治理途径叫即。在第一届委员会提交初次报告后十年,议会通过了《1876年河流污染防治法》,这是英国历史上第一部防治河流污染的国家立法,也是世界历史上第一部水环境防治法规。法案不仅对禁止排放的各类污水和违法行为进行了详细规定(包括工业废液、颗状和悬浮状污染物、下水道污水排放等),还任命专家担任审查官,向工作部门提供实施建议,并通过监督技术改进以控制河流污染。这是一部具有“框架性”意义的法案,它关于防治河流污染的基本原则一直沿用至1951年。

另一方面,从政府作为来看,主要是加强市政的排污系统建设。例如,1858年伦敦市政当局修建的“伦敦下水干道”,以及1863年秋动工的泰晤士河河堤,就是政府治污的工程举措,通过建立下水道网络将工业污水和生活垃圾转移到下游地区,为减少伦敦水生疾病的发病率方面起到了重要作用。应该说,在19世纪,尤其是下半叶,英国议会和政府在治理河流污染方面确实做出了一定的努力,也取得了一些积极的效果。

(三)专家治理充当重要角色,发挥积极作用。1842年查德威克的《英国劳动人口卫生状况的调查报告》发表,揭示出糟糕的公共卫生状况,尤其是“飘着恶臭的厕所、污水沟和被污染的饮用水”是引发霍乱的根源。麻醉医师约翰·斯诺也提出同样的观点,1849年,他发表《论霍乱的传染方式》一文,指出被病菌污染的水源是霍乱传播的主要渠道”。他的这些结论有力地说明了治理水污染的必要性,也坚定了全社会的治水决心。1848年,约翰·西蒙医生被任命为伦敦城区的保健医官,“这一职务不仅在争取城市制定供水、排水、贫民窟的清洁规划方面起了重要作用,而且对确保有关建筑和人口过分拥挤的规章的执行具有重要意义”。

议会在第一部河流污染防治法制定之前委任了两届皇家委员会,委员会全都由相关领域的专家组成。如第二届皇家委员会的主要成员:皇家工程院德尼森爵士、化学家弗兰克兰德和农学专家默顿等人。他们通过调查取证,亲自实验,向议会递交调查报告,同时,专家们还对肆意向河流排放废水的行业进行严厉谴责,同时建议政府设立限制废水排放的详细标准,为国家制定水污染防治法案提供了理论依据。

碍于诸多阻挠因素,《1876年河流污染防治法》的实施效果并不理想,19世纪末,英国主要河流受污染的糟糕状况没有显著改善。1898年,英国又一次委任多名专家组成皇家委员会,调查污染来源和督查河流防治的进度。与德尼森爵士等前辈不同的是,此次委员会的专家们更加务实。他们注意综合考虑多方利益,设法调动工厂主的治污积极性,待之以宽,不求速变,先制定适度可行的治污标准,再随污染状况的改善而逐年将标准提高。在这种务实精神的倡导和促进下,产生了一系列减轻水污染的新方法。首先,也是最简捷的方法—一些滨海城市(如利物浦、霍恩、布里斯托尔等)将部分污水注入大海,通过污水转移以缓解河流的吸纳压力。其次,建立“污水农场”,将污水引到离城镇不远的农场用以灌溉作物,既廉价、无害,又不影响丰产,到19世纪末,像伦敦、曼彻斯特和诺丁汉等地附近已有不少这类农场。此外,多种净化剂得以应用,如动物骨灰、焦炭和页岩等,都能起到过滤和净化污水的效果。可以说,这些成效凝聚着诸多专家的汗水和智慧。

治污成效虽不显著,但仍在困境中渐进19世纪特别是下半叶,英国人治理河流污染的努力有目共睹,可惜收效不能令人满意,因为在河流污染的防治过程中尚存在诸多阻力。

其一,政府治污不坚决。一方面,英国在19世纪面临国内政治经济和对外关系等诸多紧迫问题,相形之下,河流的防治事宜尚不够急切;另一方面,对工业与贸易利益的关切使行政当局不愿对工矿企业的污染行径和搪塞应付过于苛责,这势必影响政策法规的贯彻力度。其二,工厂主和矿主不诚心。革新生产技术、减少污水排放意味着投入的必然增加,显而易见,这种增加成本和损耗利润的要求是无法让各行业的污染大户欣然接受的。其三,民众不觉悟。“一条受污染的河流对健康的实际影响,在19世纪70年代还不为公众所认识。168公众对皇家委员会提出的防治措施或一无所知,或漠不关心,更有甚者对一些协会付出的反污染的努力嗤之以鼻,将其讥为理论家的空谈。其四,科技不过关。19世纪中后期的科学对水污染特征、水污染对健康的影响以及水的净化问题上缺乏明确认识,科学家不能准确找到河流中有毒物质的来源,而关于污染治理的技术开发又不够成熟,要改善大规模的污染状况自然是力不从心。因此,有人总结道:“河流污染的治理必定被看成是维多利亚时代公共卫生史中令人最不满意的一章。尽管如此,英国人在防治河流污染过程中取得的积极成效还是不能抹煞的。超级秘书网

四、关于英国城市河流污染及治理的几点启示

作为第一个进入工业化社会的国家,英国城市河流污染的经历和治理得失值得后发国家借鉴。

第一,正确认识河流污染的危害,重视水污染的防治。河流污染不仅破坏生态环境,而且直接威胁人们的正常生活和生命安全。鱿鱼是深受英国人喜爱的食物,可在1836年,泰晤士河的鲤鱼已几乎绝迹,而在塞文河、特伦特河与埃文河,也变得越来越稀少。在19世纪90年代,英国不得不向加拿大和挪威大量进口蛙鱼,以稳定在比灵斯门鱼市的价格1858年,奇臭的泰晤士河令在河畔开会的议员们不堪忍受,被迫将会议延后一周举行19世纪霍乱频发,仅1832年一次,就“大约使3100英国人丧生”。放眼全球,因河流污染而引发生态恶化和危害人们健康的事例不胜枚举,有的触目惊心,所以污染防治关系重大,不容轻视。

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【论文摘要】黄河三角洲是黄河泥沙的不断淤积和发展过程,而形成的。是我国三大河口三角洲之一。是我国第二大油田—胜利油田所在地,自然资源丰富,地理位置优越.近年来,随着环渤海地区经济的崛起以及沿黄经济地区的整体开发,黄河三角洲以其丰富的自然资源、优越的地理位置和巨大的开发潜力引起了国内外广泛关注。国家已将黄河三角州地区列入重点经济开发区,加速开发建设黄河三角洲已成为众望所归、人心所向。但是,黄河三角洲开发中必然会遇到一系列环境问题,在经济开发的同时,研究、预测环境问题,及时提出环境保护对策,使黄河三角洲社会发展、经济建设与环境保护得以协调发展。

黄河三角州开发与建设不能盲目进行,在合理开发建设的同时,要注重生态环境保护;要适应经济社会发展需求和黄河河口的长期治理规划;有利于生态环境的良性发展和黄河治理的可持续发展;符合黄河流路的稳定和淡水资源的承载能力;将加强黄河三角州开发与黄河河口的综合治理,除害兴利结合起来,实现黄河三角洲开发与环境保护的良性循环。

一、黄河三角洲存在的主要环境问题

黄河三角洲是由于黄河河口流路不断淤积、摆动、变迁形成的,是我国目前最年轻的、最有生机的土地资源。包括:滨州、东营两地市12个县区。总地域面积1.8万km2,占山东省总面积的11.5%;人口514万,占全省总人口的6%,国民生产总值约占全省的8%。综合分析黄河三角洲地区污染源、大气、地面水、地下水、噪声等环境质量状况,该地区生态环境问题是比较突出的,主要存在以下几点:

(一)区域内河流水体污染严重

黄河三角洲地区河流较多,但河流水体已普遍受到污染。环境监测资料表明,该地区19条主要河流,除黄河外,其它河流均已遭受不同程度的污染;其中15条河流处于重度污染状态,3条河流受到轻污染。河流主要污染物为高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮、挥发酚和石油类,属有机污染类型。

造成河流水体污染突出的主要原因,一是过境河流多,外来污水污染严重。由于地理位置所决定,鲁北几条较大的河流均经该地区入海, 19条主要河流有11条是过境河,占58%。而这些河流主要污染源并不在本区,有的河流甚至完全变成了上游市地的排污河道。如小清河、孝妇河、淄河,上游主要受纳济南、淄博两市的工业废水,纳污量大,污染严重;其水质污染连年给沿河地区工农业生产造成重大经济损失,严重影响人民群众身体健康,已成为环境公害。

河流污染严重的另一个原因是自身污染明显,使得区辖河流污染已较突出。近年来,三角州地区工业不断发展,废水排放量相应增加,年排废水量达4013.15万吨,这些废水通过不同途径排入河流之中,造成了区辖河流污染。特别是胜利油田在该地区的开发,使得大量落地原油、钻井废水和泥浆通过雨水冲刷而排到河中,使河水普遍受到油类物质的污染。

总之,黄河三角洲地区由于过境河流多,外污染严重,加之该地区工业发展较快及油田开发、治理措施跟不上等原因,致使该区水污染问题突出。

(二)地下水卫生状况差,沿岸地下水污染严重

据监测,黄河三角洲地区各县市城区地下水水质尚好,但个别测井遭受工业、生活污染,部分井受到农药污染;目前比较突出的是地下水卫生学指标较差,细菌污染严重,这已成为该地区各县市城区地下水污染的主要问题。

受河流水体污染影响,据有关资料显示:小清河、孝妇河、潮河沿岸地下水已受到不同程度的污染;据资料分析,小清河沿岸水井中检出有机污染物5 8种,其中致癌致变的达30余种,其有机污染较为严重。防治沿岸地下水污染,已成为刻不容缓的重大问题。

(三)大气污染不容忽视

东营、滨州市是黄河三角洲地区两个中心城市。大气监测资料表明,两市区总悬浮微粒和降尘污染较重。污染原因一是两市区地处黄河冲积平原,黄泛风沙土物理性状差,风蚀强,自然环境条件使两市区大气中总悬浮微粒、降尘含量高;二是随着市区内外工业生产规模的扩大及人口逐年增多,燃料消耗的增加,废气排放量增大,加大了大气污染负荷。因此,城区大气污染问题也不容忽视。

(四)交通噪声污染重,环境噪声质量差

据监测,黄河三角洲地区各县市道路交通噪声年均等效声级均超过国家标准。高于二类混合区标准。该地区噪声的主要污染源为交通噪声,其次是生活噪声和建筑噪声。噪声污染面广且影响大,扰民不安,群众反映强烈,已成为一种环境公害。

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二、黄河三角洲经济开发与环境保护必须同步运行

黄河三角洲开发作为一项重大的跨世纪工程已被列为山东省实现“三步走”战略的工作重点。按照这一战略要求,确定从现在起到2010年,该地区“将逐步培植起以化工为主导,机械、纺织、电子、食品、建材为支柱的富有竞争力的现代化工业体系”。可以预见,黄河三角洲在今后20年经济将会有长足地发展。然而随着经济的发展也必将会带来一系列重大环境问题。应当引起高度重视。今后几年,黄河三角洲地区“三废”排放量将将随着经济快速发展,有较大幅度增加。同时相邻市污染源(主要是废水)也会相应地增加其污染强度;如无有力措施,该地区的水环境污染将进一步加重,大气质量也会受到严重影响。特别要注重三废的排放总量控制即:工业废水排放量、废气排放量、固体废物。使其对环境污染降到最低限度。确保黄河三角州开发、社会经济发展与污染治理、环境保护同步运行。

三、黄河三角洲环境保护的对策

(一)制定好国民经济、社会发展和环境保护规划

黄河三角洲是目前世界上著名河口三角洲中唯一没有开发的处女地,它的开发与建设应在吸取国内外同类地区经济与教训的基础上,制定符合我国国情与本地区特点的国民经济、社会发展与环境保护规划。坚持环境建设、经济建设、城乡建设同步规划、同步实施、同步发展,实现经济、社会和环境的综合效益,避免走“先开发后治理”的老路。三项规划的制订应打破以现有东营、滨州两市的行政界限,以黄河三角洲地区为整体,由省政府组织、省人大批准后颁布实施。

(二)搞好城市与生态环境建设

黄河三角洲地域广阔,目前以农业经济为主,小城市发展初见雏形。全面开发首先要搞好城市布局,以东营、滨州、河口为中心,积极发展县级小城市,辐射大批小城镇,带动乡村建设。二是在城市性质和规模确定后划分功能区,根据黄河三角洲地形地貌、土地、水文、气象等自然环境条件,进行城市功能区的合理布局,使其成为生态平衡的环境结构。各功能区应布置街心绿地;按城市规模设置公园,发展立体绿化。健全和完善城市与环境功能,扩大自然生态环境因素,形成良性循环的城市生态系统。

(三)搞好自然保护,注重生态环境发展

黄河三角洲有着我国独特的原始生态植被和天然湿地,通过黄河泥沙淤积和调水调沙新增的陆地多为湿地,水生生物 800多种,并成了鸟类的乐园。形成了较好的自然保护区。据统计:保护区内的鸟类已经由上世纪90年代初的187种增加至目前的283种;属国家一、二级保护的鸟类和植被就有很多种。发现的野生珍稀生物459种,比1999年增加了近一倍;2009年,经国家海洋局批准,东营市建立了东营莱州湾蛏类生态国家海洋特别保护区和东营广饶沙蚕生态国家级海洋特别保护区。加上2008年底批准的东营河口区浅海贝类生态国家级海洋特别保护区、东营黄河口生态国家级特别保护区、东营利津底栖鱼类生态国家海洋保护区。目前,12处国家级海洋保护区中,已有5处落户东营市。总面积达1691平方公里。生态环境得到了进一步优化。土地和自然资源得到了较好的利用。为确保三角州开发与生态环境的同步运行,开发过程中首先要加强自然保护立法,建立黄河三角洲国家级自然保护区管理体系,防止生态环境的破坏,为经济持续发展奠定长期的自然资源基础。改变传统农业,发展生态经济。搞好沟、渠、路、林统一规划,统一标准;农林综合开发,实行林网化、管网化;大力发展沿海海滩水产养殖业,增强盐化竞争力。走“林、农、牧、渔、副”全面发展的生态农业之路,提高农业生态系统的整体效益。

(四)加强污染有效控制和治理

积极协调河流上游污染治理,控制“外来污染”的威胁。加强胜利油田勘探开发过程中的污染管理,做到油田污水和落地油要零散排放。严禁新上重污染工业项目,大力发展高新技术产业和创汇产业。兴建东营、滨州、河口三个中型污水处理场,形成日处理污水80万吨的规模。普通城镇天然气、液化气和煤气工程,区域供暖、联片供热,改善大气环境质量。积极开发太阳能。风能和潮汐能等永续资源,减少不可再生资源消耗量。培育和引进抗盐树、草种、植树造林、种草封土,提高林草覆盖率,减少降尘量。新建交通道路,设置防声林带,控制交通噪声强度。

(五)强化环境监督管理职能

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关键词:河道治理;生态环境;南康区;修复技术

引言

河道为构成水环境系统和城乡河湖水系的重要载体,在促进人类社会进步和促进农业经济发展中占据着重要地位[1]。经济的不断发展使得各行业用水量急剧增大,各类污染物不断被排入河流而引起一系列的问题,如水体中有机物、悬浮物、氮磷含量过高造成的水体黑臭、浑浊和发绿等问题;河流含氧量的降低和各类污染物的排放,严重威胁的河流水体安全。所以,河流水系统属于污染治理和生态失衡的综合性复杂体系[2]。不同区域的河流受污染特征、类型不同,相应的污染源也存在一定差异,由此导致仅仅依赖于生物、化学或物理修复措施往往不能达到彻底修复水环境的目标[6]。鉴于此,结合工程实践经验和河流生态修复技术,提出了某两种或多种技术集合的多方位生态修复体系,然后将其应用于赣州市南康区城市水环境治理工程,大大提升了河流生态服务功能和河道的水环境恢复能力。

1多方位生态修复技术体系

多方位生态修复技术体系是一种以技术集成、统筹管理、综合治理、长效运行为基本原则,通过内源控制、人工净化、外源截留以及自净强化等一系列治理措施实现水生态系统的自然修复,见表1。

1.1外源污染控制

实践表明,初期雨水对河流水体的污染程度更大,为改善水质状况无法仅仅依靠点源污染控制。因此,多方位生态修复采取了一种工程化雨水处理技术,即雨水原位自动膜滤设备,通过采取具有膜过滤和前处理一体化的超低压膜过滤工艺,对雨水径流污染物进行高标准的去除。选择折叠式滤膜作为滤芯,在保障过水能力的同时实现截污的目的。通过设置水体贮存池,由此可大大降低人工维护的成本和截留污染物的累计,从而延长滤芯的工作年限。该设备能够有效降低雨水污染含量,因此通常安装在雨水管网的入河末端,经系统过滤可防止直排河道产生的二次污染[7]。自然河岸的“可渗透性”利用驳岸生态滞留系统恢复,由此减少未排入管网系统的雨水流入受纳河道的污染负荷和径流量[8]。水系的水运、防洪等功能为传统驳岸的最根本的目标,由此对河流生物多样性、生态环境等产生一定的破坏。基于自然材料的生态驳岸可为植被的生长提供了环境条件,具有增强水岸自然景观、涵养水源和保护水土等功能。另外,将栖息地和生物走廊等修建于生态驳岸,可形成具有良好渗透性的水陆交界面,从而提高生态服务功能和水体自净能力。根据滞留系统能够将驳岸、水陆面构成一个整体,而能量和物质的交换途径有各种植物间隙、孔洞、空隙等,同时空气中的氧气在不同水流速度下被携带至水体,有利于水体的净化。因此,大幅度降低水污染物排放量、恢复河流湿地及河道的生态系统、严禁新占河道与湿地等为解决河道面临的生态问题的主要措施。

1.2内源污染控制

城市河流水质在很大程度上受外源入河沉淀的影响,即底泥对水体环境可产生二次污染。氮磷、重金属等在外源污染有效控制的条件下也会在特定的条件下进入水体,并在河道底部逐渐积累,对河流上部分水体产生影响。对此,可采取机械清淤和生物酶底泥修复相结合的内源污染控制的有效措施,具有可持续性好、去除污染率高及减少快等优点[9]。机械清淤可在一定程度上改善底泥和河流水体的理化性质,但该项措施的投资成本较高,一般适用于污染负荷高的小面积水域修复。在受污染程度较低、涉及范围较小的区域比较适用生物酶底泥修复技术,从而显著提升微生物在自然条件下降解有害有度污染物的能力。另外,底泥理化性质的可持续性在提高微生物活性后得到重要保障[10]。

1.3人工净化体系

河道水环境系统在外界污染物迅速进入河道时产生失衡或不稳定,通过采用应急措施确保河流水系统的完整性。因此,河道抵抗外界干扰的能力可通过人工净化干预体系提升[11]。当前应用较为广泛的技术措施为超微净化水工艺,见图1。该技术是采用超高压气水混合法形成大量的微小气泡,由此实现增大水体氧容量和氧化有机物、去除各类污染物的目标,从而大大提升水体能见度,在河流水体净化方面具有较强有效性。超微净化水处理技术可逐个消除河流重金属污染、含氧量低、水体黑臭、浑浊、发绿等常见的水质问题,具体的净化过程为:微米级气泡可迅速去除发绿水体中的黏附藻类;携带正电荷的超微气泡能够直接分离、吸附水体中的泥沙和胶体,从而净化浑浊的水体;水体中的有机物在超微气泡破裂和沉降过程中产生的自由基、氢氧基作用下发生分解、氧化,由此可实现治理黑臭水体的目标。

1.4水体自净化

应根据河道不同的受损和受污染程度,采取相应的管理、修复和治理策略,从而提高工程资金的使用效率和各项治理措施的成效。当前,水生态系统在河道整治中的应用越来越广泛,对于强化水体的自身功能发挥着重要作用,水体自净过程见图2。对生态系统受损不严重、受污染胁迫时间不长且水质超标不严重的那些河道,采取以减量为主的措施,通过采取有效的治理措施改善水体质量,减少入河污染量,发挥河流生态系统的自净化、自组织功能自然修复。挺水、沉水、浮叶植物为构建水生植物群落的主要内容,其中挺水及浮叶植物群落发挥着维持水体环境和增强景观效果的作用。在维持生态多样性和系统稳定的条件下对水陆系统之间的能量、物质交流发挥着重要作用。通常将水下草皮布置在岸边较浅水域,如四季常绿矮型枯草等。为提高深水区景观度将四季常绿、体形较高的水下森林一般布置在中部较深区域。群落的构建主要考虑如下原则:氮磷等富营养物质主要由沉水植物的吸附作用消除;通过有效控制悬浮物,显著减少氮磷的释放;通过光合放氧促进铁、铝与泥质中磷的有效结合,降低磷含量;充分发挥沉水植物的功能抑制藻类的繁殖与生长。针对生态功能结构完全受损退化、水质严重恶化和长期污染物超负荷输入的河道,采取养护、修复、减量相结合的综合整治措施加快污染物减量化步伐,如通过实施补水换水、布放人工水草、投加微生物、修建曝气及清淤池等措施,在条件允许的情况下也可引入旁侧湿地进行强化治污,尽快为河流生物群落营造良好的生存环境。另外,枝角类浮游动物在实现动物蛋白与有机物、蓝绿藻转化的同时,又可作为天然饵料被鱼类摄食,从而形成良好的生态循环系统。此阶段的工作重点为如何提高重建生物群落的增殖率、成活率以及确保建成的治污设施持续高效的发挥作用,这也是中小河道生态整治和环境修复易被忽视的环节。

2实例应用

以赣州市南康区城市水环境治理工程为例,治理项目位于南康区龙岭镇内,堤线从丫叉村到大树下,河流全长13.33km,本次治理8.58km。河流中TP、NH3-N、COD浓度分别为1.6mg/L、12.5mg/L、290.2mg/L,属于劣Ⅴ类水质,现状河流透明度极低、水体发黑发臭等问题突出。由于上游河道没有设置相应的截污措施,使得各种污水和部分降水直接进入河道,考虑选用隔膜导流处理受污染水体,隔膜的外、内层分别为聚酯纤维膜和土工膜,布置于南康区河道南岸2km处。通过导流作用,将部分污水流至下游可降低进入南康城区段的污水量,由此实现部分非溶解性污染物的有效拦截。针对直接排入河道的雨污水,为提高底泥和水体微生物的新陈代谢能力与呼吸强度,氧化和消减底泥内源污染,采取将生物酶投入至河道激活其活性的措施,由此实现底泥的原位治理和河道黑臭底泥现状的改善[12]。根据水质相关要求利用河流生态技术,进一步美化环境维持水生态系统循环。在河道综合整治项目中引入超微净化设备技术,这是受污染河道尤其是城市河流治理的有效方法,水质净化指标见表2。根据表1可知,南康区河段水环境质量得到明显改善,为河道水生态环境创造了良好的条件。康区城市水环境治理项目,通过抛洒、投放的方式构建浮游和底栖动物群落,以鲫鱼、鲢鱼为主的鱼类群落以及以伊乐藻、矮型苦草为主的沉水植物群落,形成了自然良性循环的水生态系统。项目实施2个月后,河流水体由之前的淡绿色逐渐转变为清澈见底、无色透明的水体,河流水环境得到明显改善,TP、NH3-N、COD等污染指标降低至0.4mg/L、8.1mg/L、23.5mg/L,显著提升了水体自净能力和地表水环境状况。

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水体污染控制原理

1污染源控制

1)工业污染源。工业污染源是所有污染源中危害最大图1河流污染控制流程的源头,必须要严格控制。根据污水性质不同所造成的污染类型,可分由有机物造成的有机污染,由营养元素氮、磷造成的富营养化污染,由重金属造成的重金属污染,由含毒物质造成的生物毒性污染,还有其他热污染、高盐污染等。工业污染源危害巨大,但也是最好控制的,所以历来环境污染控制中,工业污染源都成为众矢之的。工业污染控制已经有相当长的历史,形成了比较完整的思路和体系,主要考虑政策层面的强制执行和技术层面的末端控制。(1)技术层面。迄今,已经出现了许多针对各种工业废水的处理工艺,但由于工业废水的复杂性,工艺应用的可复制性比较差,某些废水所含污染物质极难处理,处理成本极高。主流的生物处理工艺成本低,但需要连续运行,可控制性差,不满足企业间断生产的要求,造成了许多企业的污水处理厂都成了摆设。相比而言,物化处理工艺更有应用前景,如电化学、高级氧化、湿式氧化、芬顿氧化等在处理难降解有机物质方面运用前景巨大,即使在可生化废水处理领域,由于物化法的可控运行优点,其应用也逐渐增多。(2)政策层面。政策层面需要几个基础,首先需要有健全的法律法规体系,其次需要完善的监测、监察、执法体制。政策的武器,一是法律强制性,强制企业进行水处理建设和运行;二是资金和技术支持,提供一定的资金扶持;三是提倡清洁生产,促进资源循环利用,建立可持续发展的产业链,最大化利用资源,从生产环节减少污染源。

2)生活污染源。生活污染源主要针对城市生活污水,其控制难点在于截污管网的建设,污水管网铺设施工困难,工程量大,工期长,对城市安全和交通市秩序影响大,需要大量的人力、财力、物力。在许多城市,由于截污管网建设的不健全,生活污水以点源形式偷排、漏排,生活污水对河流的污染甚至大于工业污染源,对于城市纳污河流更是如此。截污管网不健全表现在,老旧城区截污管网空白,以及为了节省费用采用雨污合流的截污形式。末端控制工程是一个城市基础设施建设的集中表现,其核心问题是基础建设投资。在新城区铺设排污管网,对老旧城区超负荷、陈旧管网进行改造,在此基础上才能发挥末端控制工程建设的效率。

3)面源污染。面源污染主要包括农业面源污染、河流沿岸居民生活污水污染、大气污染物质沉降带来的污染等。面源污染对河流污染贡献最小,但治理难度也最大,非常不易控制,尤其在河流后期治理阶段,将成为重点。对面源污染无法实现污染物质的集中收集和处理,即无法实现末端控制,所以面源污染的治理重在前端控制和过程控制,如从源头控制农用化肥、农药的使用,推广生态农业,探索更科学的农业方法和技术。(1)农业面源污染。农业污染根源在于农业结构和落后的农业技术,农业产业结构、化肥使用、畜禽养殖业发展、农田土壤肥力变化等与农业面源污染密切相关。我国是一个农业大国,农村面积广大,农民受教育程度低,难以管理,农业技术落后。表现在不科学使用化肥,违禁使用农药,农药化肥能长期存在于环境,并逐渐累积,加剧农村环境污染。农用地膜的使用也造成环境污染,我国农用地膜使用量大,农民又缺乏回收和处理的意识,随处丢弃,使得地膜污染称为我国农村新的污染源。畜禽、渔业养殖是农民重要的经济来源,也是农村水体污染的主要原因。在农村为了发展经济,河流、池塘通常都以合同形式承包给个体经营畜禽、渔业养殖等。由于缺乏科学指导和管理,水体污染严重。尽管多数地方采用了养鱼、养鸭、粪便还田的循环农业模式,增大了经济产出,但也加重了水体污染,过去能洗衣服、游泳的池塘现在都不复存在,这也是存在于农村经济与环境之间的矛盾。(2)村民生活污染。我国农村区域辽阔,村落零星分布,村民生活污染物很难集中处理和控制。农村生活污染集中体现在生活垃圾污染、生活污水污染和燃料问题引起的污染。在河流污染方面,很多河流沿岸成了村民的垃圾堆放点,生活污水直接排入河流。农村人口膨胀、村落规模增大是农村污染的根源,而农村基础设施落后和村民环保意识不足是农村污染的主要原因。

2水体自净能力

水体的自净能力是很有限的,如果污染物质排入量超出了水体自净能力,就会造成水体污染。一定水体所能容纳污染物质的最大负荷被称为水环境容量,即某水域所能承担外加的某种污染物质的最大允许负荷量[5]。水体污染治理就是基于水体自净机理进行治理的,水体污染治理的前提是有效的污水末端治理,只有有效控制了污染源的输入,对水体的污染治理才是经济有效的。水体的自净作用按其净化机理可分为物理净化过程、化学净化过程和生物净化过程。物理净化机理是天然水体的稀释、扩散、沉淀和挥发作用,使污染物质的浓度降低;化学净化机理是天然水体通过氧化、还原、酸碱反应、分解、凝聚、中和等作用,使污染物质的存在形态发生变化,并且浓度降低;生物净化机理是天然水体中的生物活动使污染物质的浓度降低,特别是水中微生物对有机物的氧化分解作用[6]。

3水环境污染原理

水环境污染,就是人为的外界干扰,如污染物质的过量排入,超过了水体的自净能力,引起水体中某一环节发生变化,并使水环境短期内无法达到新的平衡。通过水环境生态系统分析,可以直观地了解污染发生的演化过程及掌握各要素间的利害关系,为污染防治提供理论支持。当前的污染问题可以分为传统的生态位污染、水条件污染、难降解有机物污染和毒性污染。

1)生态位污染。生态位污染是指人为向水环境系统中输入某一过多污染物质,该污染物质是生态系统中的某一生态位上组成,造成该生态位的显著性突变,并最终引起生态系统短期内无法恢复的污染。如典型的有机污染、富营养化污染,这类污染是人类生产生活中最常产生的污染,我国集中体现在城市生活污水的污染。当向水体中排放了过量有机物质时,使得微生物(分解者)大量生长,并消耗水体中的氧气,水生生物由于缺氧逐渐死亡,水体中有机物进一步积累,如此循环导致水质最终恶化,形成厌氧环境,造成有机污染。当向水体中排放过量富营养化元素N、P等时,造成藻类大量生长,特别是低等藻类疯长形成水华,生物量急剧增加,破坏了供氧平衡,使水体溶解氧逐渐减少,鱼类等高等生物死亡,水体中有机物积累,又促使微生物大量生长,如此循环导致水体最终呈现厌氧环境,造成富营养化污染。

2)水条件污染。水条件污染是指由于人为向水环境输入某一污染物质,改变了水体水质的某些物理性质及生物的生存环境,导致生物无法适应而大量死亡的污染,如热污染、酸污染、盐碱污染等造成了水体温度、pH、碱度等水质变化,从而使生物无法生存。这里可以是对某一种生物的影响,也可以是所有生物的影响,不同生物对不同环境条件有不同的适应能力。通常微生物环境适应能力大于植物,植物适应能力又大于动物。

3)难降解有机物污染。在工业污水中有很多难降解的有机污染物,其存在不会对生物造成直接危害和瞬时毒性,但由于其难降解性,可以在自然界中长期存在并不断积累,如塑料盒、塑料袋、农用薄膜等,其造成的白色污染已日益受到人们重视。

4)有毒污染。有毒污染是指由于人为向水体中排放了某些生物有毒物质,使水体中生物慢性中毒或快速死亡的污染。该类污染主要体现在工业污染中,如重金属污染、有毒有机烃类化合物、农药污染等。

水体污染治理对策

1河道曝气充氧

从水环境生态结构出发,环境污染的根源在于最终造成水体供氧平衡的破坏,由于水体氧亏值逐渐增大,最终水体中的好氧生物,特别是高等动植物将因为缺氧而死亡。在治理水环境污染时,可以从供氧关系出发,通过人为手段,增加水体复氧能力,从而增加水体环境承载力,减少水生物的死亡,促进水质恢复。河道曝气技术的应用由来已久,国外特别是欧美诸国,早在20世纪就有许多水域污染治理案例。如德国1998年夏天进行的Saar河纯氧曝气治理,利用纯氧曝气船对Saar河进行曝气,以提高水体溶解氧量。德国Fulda河纯氧曝气系统已运行多年,间歇运行,当水体溶解氧浓度低于指定的临界值时则启动,效果良好,有效降低了运行成本。英国泰晤士河是世界上最著名的河道曝气整治项目之一,为减轻混合污水导致溶解氧浓度降低所带来的影响,1988年建造了一个机动增氧的纯氧-混流增氧系统。美国1987和1988年在密西西比河明尼苏达码头附近的河道安装了曝气设备,有效地控制了臭味产生和藻类的过量繁殖[7]。

1)河道曝气充氧的理论依据。生态系统稳定的基础是要满足供氧平衡,即水体复氧速率(VDO)不能小于水体生物好氧速率(VNO),否则水体中溶解氧将逐渐减少,最终处于厌氧状态,导致水体生物缺氧死亡。水体生物好氧速率与水体生物量之间满足一定的函数关系,如果用X表示水体中生物量,则可用VNO=f1(X)表示该函数关系。供氧平衡时,VDO≥VNO=f1(X)。由于水体污染,水中有机物增加导致细菌等微生物大量生长,或水体富营养化导致藻类大量生长,最终使水体生物量X增大,所以水体好氧速率也增大。自然状态下的复氧速率是恒定的,必然造成氧亏值的增大,水体生物缺氧死亡。河道曝气复氧的目的是人为地增大河道复氧速率,维持供氧平衡。

2)河道曝气复氧形式。(1)固定式充氧站。在需要曝气充氧的河段上安装固定的曝气充氧装置,可以采用不同的曝气设备。当河水较深,需要长期充氧时,且曝气河段有航运要求或景观功能要求时,可以采用鼓风曝气或纯氧曝气;当河水较浅,没有航运要求或景观功能要求时,可以采用机械曝气形式。(2)移动式充氧站。这种曝气方式主要表现为充氧船曝气。曝气充氧船可以自由移动,机动灵活,便于人为控制和调控运行的时间和空间,不影响河道航运功能。因此,德国、英国、澳大利亚等国家在合流治理中都采用过这种方法,我国在苏州河治理中也采用过充氧船曝气方式[8]。3.2

2生物强化技术

单纯的河道曝气复氧是不经济的。长期污染的水体中好养生物长期受到抑制,生物量很少,曝气复氧可以让好氧微生物逐渐恢复,但需要一段时间,复氧速率远大于好氧速率,造成氧的浪费。生物强化技术就是在供氧平衡范围内,人为加大水体中微生物的量,促进有机物的降解。生物强化技术是针对河流有机污染的治理措施,即直接向污染水体中接种外援的污染降解菌,通过微生物的迅速增殖加快水体中污染物的降解进程,从而加快水体自净,迅速恢复正常的平衡状态。生物强化技术通常需要曝气,以保证水体的供氧平衡,否则只会令水体更加恶化。目前,国内外常用的有集中式生物系统、高效复合微生物菌群(EM)及固定化微生物等技术。

1)内置式水处理系统。实质上,内置式水处理系统就是将污水处理厂搬到了河流中,就地处理河水,属于一种原位修复技术,也称为“围河造厂”。将一个巨型容器置于河道中,在容器中添加活性污泥并进行曝气,达到处理河水的目的。巨型容器是用来容纳污泥,防止污泥流失,控制污泥在一定浓度。随河水流走的污泥在河道复氧的保证下,也加大了水体自净能力,不会对河水产生不良影响。

2)外置式生物箱。外置式生物箱相当于一个微型污水处理器,在一个箱式容器中培养一定浓度的活性污泥,并给予曝气,处理河水中的有机物质。与“围河造厂”相比,其规模和功能小了很多。生物箱可以漂浮在河面,不用支撑,灵活方便,适用于不需要长期处理的河水、局部污染水体,如排污口或有航运要求的河道。

3)水域景观生态治理。水域景观治理是基于河水富营养化的治理,由于景观系统的复杂性,生态系统多样,对增强河流的环境容量至关重要。水域景观治理就是在河堤和河道上构建人工景观环境,栽培美人蕉、旱伞草等水生植物。另外,水域景观也是微生物、昆虫、鱼类、鸟类等自然生物栖息地,对于增强河流生态功能有积极作用。(1)构建河岸混合植物带。河岸混合植物带是指在河岸浅水区以挺水植物、浮叶植物、部分沉水植物和陆生植物为主的区域。典型挺水植物有香蒲、芦苇、莲灯,浮叶植物有睡莲、菱,沉水植物有眼子菜、金鱼藻、苦草等。李睿华等对河岸植物带处理污染河水进行了研究[9],结果表明,河岸混合植物水生系统对NH+4-N、TP有良好去除效果,去除率分别达71.1%、69.3%;对有机物也有一定去除效果,COD去除率达43.5%。可见,构建河岸混合植物带,对于增强河流自净能力,特别是促进N、P元素的生态循环有重要作用,同时也达到了景观治理的要求,对于美化环境、提高河流复氧能力、增强河流生态功能非常有效。(2)生物浮岛技术。生物浮岛技术是利用生态工学原理,在受污染河道用木头、泡沫等轻质材料搭建浮岛,以浮岛为载体,在水面上种植植物,构成微生物、昆虫鱼类、鸟类、植物等自然生物栖息地,形成生物链来帮助水体自净[10]。与河岸植物带功能相同,生物浮岛也是以水生植物为中心构建生态链条,促进物质循环和能量流动,从而提高河流的自净能力。生物浮岛技术比较适用于没有航运要求的小河道,对于有航运要求的河道,要慎重选择生物浮岛的位置,一般选在河道较宽的部位,或在人工开凿港湾设置浮岛,也可设计小型浮岛,零星多点分布。

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关键词:河道治理;难点;对策

中图分类号: TV147 文献标识码: A

引言

水污染是中国水危机中普遍存在的突出问题。总面积约100万平方公里的西南地区由于地质条件的特殊性,使得污染物质容易进入其广泛分布的河流之中;同时又由于很多人认识不到问题的严重性,不注重治理和保护, 使得河流的污染破坏越来越严重,治理难度也一步步增加。

一、水体污染的污染源

据调查,西南地区的主要污染源来自于工业、生活和农业,其中工业污染和生活污染最为严重。

1、工业污染

改革开放以来,我国城市的经济发展迅速。随着社会经济的发展,工业也不断的发展,一方面为城市带去了更大的发展机会,另一方也对当地环境造成了一定的污染。近些年来,工业的用水量不断增加,大量废水排入到河道中,导致了河道的污染。由于工业污染,河水中的氨氮严重的超标,河水发臭,颜色发黑。

2、生活污染

城市进程不断加快,城市居民的生活污水已经成为了影响河道水质的重要影响因素。尤其是在城市化程度较低的地区,基础设施还不健全,管理体制也存在一定缺陷,导致对生活污水的处理不全面。

3、农业污染

在大力发展当地农业的同时,人们都忽视了农药的残留、禽类和畜类的粪便等都在一定程度上会影响当地河道的水质。农业生产中产生的污水往往未经处理就排入到河中,禽畜的粪便对河道的污染较为明显,但农药对河道水质的影响则相对缓慢,是一个从量变到质变的过程。

农药化肥的使用有可能造成水体的富营养化,据媒体报道,我国的多条河流每年都会出现大量的浮萍,污染十分严重。夏季一些河道可能根本看到不到河水,而且随着夏季温度的升高,一些地区的河水甚至会发出恶臭,严重降低了人们的生活质量。浮萍的出现很大程度上就是由于河水的富营养化导致的,河水的富营养化污染有可能来自工业污染、农业污染和人们的日常生活用水污染,因此在整治的过程中应该要进行综合的整治。

二、河道治理中的难点问题分析

1、泄洪以及防洪治理

在对河道进行构建施工的时候,因为各类建筑物众多,又不能轻易对其进行排除,就导致了没有足够空间来进行河道防洪建设。不但如此,部分构建物因其特殊的位置或独特的构建结构会对河流走势进行改变,还会造成水流阻雍。这些都造成防洪泄洪的问题,给人民的生命安全造成严重威胁。近年来,许多城市存在洪灾问题,有些由于河道堤防未有达标整治防洪标准不够高,有些由于不能及时泄洪导致内涝,需要综合考虑防洪排涝功能也是河道治理的难点。

2、无法对自然风险进行管控

自然环境是施工人员无法确定的一个因素,所以在进行河道治理时,也成为了一个治理难点。自然风险包括水文气象、作业环境等。因为各地环境不同,所以治理方法也不同,但是自然风险具有突发性,不可抗拒性,所以我们无法从根本上进行治理,只能尽可能做多方面设想,防治自然风险。

3、难以设计出完全科学的工程

由于每个地方的地质有所区别,每条河流的河势流路也各不相同,所以很难创造一套能够通用的科学工程设计。另外,河道水流是属于自然水流,流势并不稳定,没有办法进行良好的控制,加上工程配套不齐全、主流控导能力很差、也会造成防洪压力大、水流散乱等问题。一旦因为工程设计而出了工程事故,不但危险性很大,而且没有办法进行及时抢险,会造成大量经济损失。

4、河流污染问题严重

目前,我国的河流污染严重,而且势态有不断加剧的趋势。虽然河道治理包括对水质污染的处理,但是河道治理也没有办法短期完全将污染水质进行恢复。而且水污染并不完全是由河道建设所引起的,其大部分原因还是居民生活污水和工业污水污染。水资源的污染,不但造成人民生活质量下降,还会造成生活用水资源的短缺和工商农业发展的阻碍,给国家带来经济损失。但是,我国对于生态环境的重视程度不够,一心投入到经济建设中,忽视了生态污染对人民生活的影响。导致的结果是河道难以治理,造成生态破坏。

三、加强河道治理的有效策略

1、修建河道整治建筑

河道整治建筑可调整水流,稳定河水走向,防止河流横向变形,巩固堤坝。通常的有丁坝、护岸等,采用的根据实际情况分为土、石、竹,另外柳石枕、石笼也是不错的选择。丁坝通常以组布设,还可等距离的布置,切忌布置一体丁坝,因其可造成上下游水混乱,极易被冲垮。锁坝用于拥堵河道汊道,可集中水流,利于航行。根据地形水文条件选择优越工程。护岸则是在河岸布置抗冲刷材料,减少水流对河岸的侵蚀。

2、实施河道裁弯

曲形河道虽然优美,但是在防洪方面却无能为力,裁去河道过于弯曲的部分,既可以增加防洪能力,也可以使通航更加的顺利。河道弯曲,河流对凹面冲击大,凸面泥沙极易堆积,会阻碍河道的畅通。所以在适时的情况下,可进行人工裁弯,改变河道平面,使流水通顺。进行河道裁弯工作时,关键重视引河的设计,综合考虑施工条件、河水年流量变化平均水平等。

3、实施河道扩宽

河道的扩宽指在原有河道的宽度上人工的增加宽度。河道扩宽能够使大流量水快速通过,防止河道水面上涨过快带来的安全隐患。特别是经过城市中的河道,河道过于狭窄在于洪峰来临时,疏导不利,城市变为海洋。河道扩宽施工中,要考虑河岸房屋树木的补偿问题,维护人民物权。还应考虑开挖泥土的运输以及开挖宽度,做到适度与实用的原则,施工完成后要进行堤坝维护。

4、实施河道清淤疏浚

泥沙的大量汇入导致河流水平面上涨,在暴雨时,高水位流量容易出危险。河流清淤疏浚后,减少泥沙淤积,增强了河流的泄洪能力;对清淤泥沙还可以用于堵塞洼地,一举两得。工程施工应该做好准备,实地进行勘察,做好记录,设计、作业与指挥上做好管理,工程的验收要严格。

四、城市河道整治中的功能性扩展

1、景观、休闲、娱乐功能

不仅是在城市,乡村也应建立河道景观系统。优美的河流景观,不仅改变了城市的整体印象,而且使框架化的城市变得生机勃勃。河流景观不仅有给予人心灵平静的小溪,还有给予人视觉冲击的大河,不管是哪一种景观,都给予人相同的享受,同时水体的流动和岸堤的静止将动静结合在一起,让城市的景观趋于完整。河流不仅可以带给人视觉上和心灵上的享受,还可以为人们提供休闲娱乐的场所,如像划船之类的在水上进行的娱乐活动,以及像野营之类的沿河岸进行的休闲活动。

2、生态功能

从基础功能的角度来说,河道治理要考虑到排洪的需求;从生态的角度来说,河道治理要考虑到恢复水流自然特征的要求。水流的多样性决定着水生物的多样性,所以要设计不同的水流形式,如靠不同的河流宽度来改变水流的速度;而在水流的景观上要趋于自然,如在水中设置大量水草,以此为水生生物提供生存的环境基础。散乱的城市生态空间影响着生态环境的发展,所以修建河道生态系统具有重要意义。

结束语

污水治理是河道整治的重要内容,通过对河道污染源的分析,我们可以有针对性的采取措施对河道进行综合整治。河道整治中污水处理要坚持正确的理念,也要加强政策的引导和对河道的管理,采用科学的污水处理方法。

参考文献

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    1.1水资源的供需矛盾

    蒲河基本成为被人工湖贯穿的带状人工湿地,全段蓄水能力达1亿m以上,但全年各类供水量不足2亿m,大部人工湖处于强滞水状态。全段水资源的有效补给一是靠上游水库的有限补水,二是靠汛期的强降雨补给。取自浑河的南北干渠和九龙河是维持中下游需水的主要水源,但其水量仅略大于各类排水水量。水资源的受控重点体现在时段的季节性受控和河段的分布性受控两个方面,暨全河段枯水期补水量非常有限,各类排水成为主要补水源。4月至12月为各类补水比较恒定的时段,汛期补水时间短流量大,库和人工湖水得到彻底的置换;就蒲河全段水源分布看,蒲河新城段为缺水区,于洪至新民段为补水区,辽中段为全段的汇水区。

    1.2水资源结构对水生态质量的影响

    目前蒲河各类排水占总水量的50%左右(非汛期)。水资源结构对水生态质量的影响重点体现泾污比失衡、分支河渠的影响和污水厂排水水质影响3个方面。蒲河水体的径污比严重失衡,制约了清洁水对污染物的稀释作用;南北干渠补水和九龙河补水呈现不同程度的污染,黄泥河和南小河仍属重污染支流河;流域污水厂的污水处理率和处理效率仍具有差距,除各类排污事故频发外,排水直接作为景观水补给,在无其他水稀释或无河道深度净化作用条件下,河道水体均为劣Ⅴ类水体。

    2蒲河水污染物的迁移转化规律

    2.1污水及特性

    目前蒲河仍以受纳城镇和村屯污水为主,即使农副产品加工废水,其水质特性也与生活污水相近。污水中污染物质分为溶解态、胶体态、超胶体态和悬浮态,其粒径分布及特性见表1。

    2.2蒲河水污染物迁移转化特征

    水体中污染物的迁移转化规律极其复杂,不同类型水域的差异往往较大。有关蒲河水体类型变化导致水污染物迁移转化特征见表2。

    2.2.1水环境中污染物的运动主要包括随着水体流动的迁移、吸附于水体颗粒物的沉降(包括胶体颗粒)和通过挥发进入大气。迁移作用是污染物在水流作用下发生的迁移运动,是一种简单的流动形式。沉淀分离是微细的粒状物质在水流紊乱的地方呈浮游状态,到达水域乱流不显着的地方便开始沉降。通过水体中细菌作用,也能使溶解性的污染物转变为可沉淀的物质。蒲河生活污水沉降及相关处理实验结果表明蒲河生活污水悬浮物含量较高,沉淀性显着,通过添加絮凝药剂可以加快沉降过程。

    2.2.2水体中污染物的降解包括化学分解和生物降解,对于蒲河为代表的北方河流,前者作用远小于生物的净化作用,而对生物的合成有着重要作用。通常有机物生物降解过程可分为两个阶段:有机物在好氧微生物的作用下被降解为CO、HO及NH等,这一阶段约在20日内完成;第二阶段是NH转化为硝酸盐的硝化反应,这一阶段大致需时百日才能最终完成。需说明的是污染物的生物降解过程也是导致生物的滋生过程,依然具有被再次分解同时又消耗氧气的性质。

    2.2.3氮、磷以不同的化学形态存在于水体中,主要包括有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮等含氮化合物和有机磷、聚合磷酸盐、正磷酸盐等含磷化合物。这些氮(磷)的存在形态之间能发生转化且可转移到浮游生物体内,冬季浮游生物死亡沉积于河底,随着浮游生物分解又能转移至水体。人工湖对总磷的去除效果比较显着蒲河新城段7号闸断面总磷浓度的年度变化曲线见图1。图1可见其与温度变化具有相关性,高温时段对磷具有较强的净化功能,这种变化与COD变化规律基本一致。蒲河新城段典型带状人工湖对总磷浓度抑制作用的归纳结果见图2。由图2可见,7号闸处较6号闸处总磷浓度有明显变化。由于浓度较低和湖内新排污的影响,道义桥未显示进一步降低,且有略微增高的变化。

    2.3蒲河自净功能的变化

    水体中污染物的迁移转化过程即是河流自净的过程,河湖的自净功能很强但也有限,所谓有限即是指保证良性净化条件下的“容量”限度。超出这一限度,则体现非良性自净,即人们常说的“污染”型自净,如富营养化和黑臭(厌氧氧化)等。蒲河带状河湖的建设产生了自净能力提升的有利和不利因素,如通过河道蓄水设施的建设提升了自净空间,但滞水区复氧条件与溶解气体质量变差;沉降分离净化作用增加但底质质量降低等。

    3水生态质量考核指标

    确定水生态系统代表性评价因子,在基准研究基础上制定适用于不同河流的标准体系乃是我国“十二五”期间的重点研究任务。根据以蒲河为代表的河流污染现状和水生态建设目标的需求,在此重点分析将总COD、总氮、总磷、DO、底质灼烧减重等作为蒲河水生态考核指标。

    3.1水体有机污染指标

    生物化学需氧量表示有机污染物进行生化分解过程所需要的氧量,但是在使用上受到限制,故可以采用COD来测定。2002年前后国家曾对COD测定作出两种规定,既将样品混合后测定和将样品静置30min后取上清液分析。前者包括了不同粒径物的总体污染水平,后者主要反映溶解性COD的污染水平。蒲河生活污水比例大,各种形态污染物的迁移转化均对水体和底质造成影响,故应采用两种方法进行测定,从而反映污染物的液固分布和转化。蒲河典型水域两种方法的测定结果见图3。图3可见,滞水区二者差异较小,流水区差异较大(7号闸和道义桥处为滞水区)。

    3.2富营养化指标

    氮磷是国家地表水标准中规定主要污染物,也是水体富营养化的主要考核指标。目前蒲河水体以富营养化为主要污染特征,其污染水平可以用总磷、氨氮、总氮、叶绿素a和透明度等指标来衡量。

    3.3水生生物指标

    水生生物是生活在水体中各类生物的总称,其种类繁多,包括浮游生物、着生生物、底栖动物、鱼类和微生物等。按功能划分,一般分为自养生物(藻类等水生植物)、异养生物(轮虫和鱼类等水生动物)和分解者(各种水生微生物)。水生生物的种类和数量可以反映水质的好坏。有些水生生物(如责翅目、蜉蝣目稚虫或毛翘目幼虫等)适于在清洁水域生活,而颤蚓类、蜂蝇幼虫和污水菌等生物多出现在受有机物污染严重的水域。水生生物的种类和存在是水质变化的标志和体现,如何作为水质的监测指标尚在讨论之中。此外,尚存在影响机理和监测条件等诸多因素的制约。

    3.4相关物理化学指标

    水体中溶解氧含量即是考核水体质量的重要指标,也是研究水体生物特性与污染物迁移转化的重要指标。通常好氧性和厌氧性水体的判别主要以DO值来确定,但水生物的作用往往导致其异常的变化。水体中DO值低于3mg/L,水体质量往往已达到劣Ⅴ类水体的水平。水体中pH的很小波动往往能够反映水体生物活动的较大变化和趋势,基于变化量小和机理复杂,这一指标的应用尚有局限性。水体中二氧化碳含量会影响水生生物的繁殖和微生物的生化过程。水体中二氧化碳主要来源于有机物氧化分解和空气中CO在水中的溶解,通常水中的CO含量不应超过25mg/L。此外,河流水体流速(滞水条件)、水深、水温以及光照条件等,也是水质研究的重要相关指标。

    3.5底质指标

    目前有关底质的规定指标较少,多为以底栖动物为考核指标。基于底质研究的需要,需应用底质色度,灼烧减重量、硝酸盐和磷酸盐等指标,衡量底质的质量及分析其对水体的影响。

    4蒲河流域水生态质量变化趋势与污染特征

    4.1蒲河流域水生态质量变化趋势

    4.1.12008年以前,蒲河全段水体

    呈重污染水平,大部分河道成为黑臭污水的输送河道。自2011年起,污水收集处理设施的快速设以及河道建设和水资源调控的实施,使得蒲河水质发生显着变化,大部分河段黑臭现象消失,除枯水期外,其它时段的水质接近Ⅴ类水体的标准。不同水域的富营养化仍比较严重,各项指标已超出重营养化规定的水平。

    4.1.2近年来蒲河的枯、平水期的水质水量变化已不显着,丰水期变化仅限于降雨有限的时段。通常蒲河源头的棋盘山水库于5月份开始放水,蒲河水质得到好转。汛期过后,棋盘山水库放水量减少,污水蓄积量不断增加,蒲河水质呈现逐步恶化的态势。

    4.1.3蒲河河道较长且纳污节点分散,各区段水质波动较大。蒲河新城段位于沈阳市段上游,大量纳污造成上游河段的污染。于洪段虽有支流河和运河水的季节性补充,但上游大量污水的下引使得水质改善程度有限。下游段由于水体自净使水质得到改善,但底质恶化。

    4.2蒲河富营养化污染

    近年蒲河新城段等富营养化污染仍严重见表3。高温时段先后发生大面积水藻和浮萍疯长现象,污染物含量、滞水型水域、气温、水温、日照等综合因素影响显着。图4反映了蒲河全段磷浓度总体下降的趋势、排污节点对干流的明显影响以及人工湖对总磷的净化作用。

    4.3底质变化与局部河道的黑臭污染

    蒲河流域的水体类型变化等因素导致水污染物的沉降特性增强,特别是各区段人工湖的作用大大消减进入团结水库的底泥量并缓解了团结水库的污染状况。沉淀有机污染物的降解明显受北方气候条件和水文条件的影响。高温期净化作用增强,汛期对底质的迁移有明显作用。此外,底质的变化导致人工湖库的水质变化具有显着的滞后性。此外,蒲河新城段的北部污水厂和下游辽中污水厂的事故排污频率较大,由于径流水少且污水在河道内滞流,形成局部的黑臭河道。

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关键词:河道;污染;生态修复

中图分类号:X143文献标识码:A文章编号:16749944(2014)10002402

1引言

河道是包括河堤、护坡、河床、水体、微生物和动植物的复杂生态系统,既是防洪排涝、引水抗旱的重要通道,又是休闲娱乐和观赏旅游的场所。自从进入工业革命之后,人们一味追求经济的发展,大量工业废水、农业污水和生活污水直接排入河流,加上河流管理和维护的缺失,河道普遍出现形状单一、河道结构硬化、水环境恶化、河流生态系统严重破坏、河道景观严重散失等问题[1]。然而,河道环境基础设施的建设远远滞后于经济的发展,如何进行河道生态修复建设是当前河道生态修复亟待解决的问题。因此,河道生态修复技术的进步对于河道生态修复具有十分重要的意义。

2河道生态修复的原则

河道生态修复是在坚持自然原则、生态原则、整体景观原则的基础上达到改善河流水质、优化河流景观、设计合理的空间的目标[2,3]。

2.1自然原则

自然原则是河道生态修复的关键。河道生态修复材料的选择方面应尽量运用自然材料,例如,运用木桩、抛石、沉石进行护坡护岸,在河堤上采用乔、灌、草立体防护,河道内可以通过营造适宜的生物栖息环境来净化河道水资源,在一定程度上可以改善河道污染的现状,缓解河道污染的问题。

2.2生态原则

生态原则,就是要充分考虑河流的生物多样性。在采取因地制宜发展稳定塘、人工湿地及生物栅等处理技术的同时,应重视河岸植被建设,为水生动物的生存繁衍提供合理空间,确保水体适合分解微生物的生存。水生动植物和微生物可以提高水域生物净化能力,从而有效控制水体污染物,使河道生态系统的物质循环和能量流动处于良性状态。

2.3整体景观原则

整体景观原则,就是从整体景观的宏观概念出发,整体上把握河道景观的现状以及河道污染情况,将治理、修复、净化与环境景观美化有机结合,进行立体修复,进而实现生态环境、社会以及经济效益的最大化。

3河道生态修复技术

河道生态修复主要目标是净化水质、优化河流景观和设计合理的空间。目前改善河流的水质主要技术手段有物理修复、化学修复和生物修复3种方法,优化河流景观和设计合理的空间包括生态工程修复、生态护堤和河道景观设计等措施。

3.1净化河流水质技术

3.1.1物理修复技术

物理修复主要是采取各种工程措施改善受污染河道的水文条件和底泥环境条件,从而达到河道生态修复的目的[4]。目前物理修复技术主要包括底泥疏浚、底泥稀释和冲刷、引水换水、机械除藻、水力调度、气体抽提、空气吹脱等技术,这些技术有目的明确、见效快等优点,但同时存在工程量大、成本高、治理不彻底等不足。

3.1.2化学修复技术

化学修复就是向受污染的河道中投入化学改良剂,通过药剂学改良剂能够与污染物发生化学反应,生成对环境无害的中性物质,以达到净化水质的目的[4]。该方法常用于处理突发性水污染,有速度快、效果好等优点,但治理效果不佳,也不能从根本上解决问题,因此化学修复只能作为一种辅助治理手段。

3.1.3生物修复技术

生物修复技术是充分利用水体中的植物、水生动物和微生物的吸收、降解和转化作用,将水体中的有害污染物浓度降至最低,实现河道水质生态恢复的目标。

(1) 植物修复。植物修复法是利用高等水生植物及其根际微生物的共同作用去除水体中的污染物,其净化机理是植物的直接吸收、植物根茎部释氧、生物化感、植物根系微生物降解。研究表明,水麻、一年蓬等植物能高效吸收重金属镉;水芹菜、马尾草等植物能富集水体中N、P;金鱼藻、眼子菜等水生植物向水体中释放的化感物质能抑制藻类的大量繁殖[5]。

(2) 微生物修复。微生物作为生态系统中的分解者,不仅能够清除水体污染物,对水中营养成分的循环也起着重要作用,一些有特殊分解转化能力的微生物在河流生态修复中倍受欢迎。微生物修复技术包括两个方面:一方面是投加营养物质或曝气增氧等方式,目的是促进土著微生物的生长;另一方面是直接向水体中投加高效降解菌。目前应用广泛的有:①微生物强化法(通过调控污染水体中的溶解氧浓度、pH值、营养盐浓度等,促进土著微生物吸附、吸收和降解河道中的污染物);②生物膜技术(由细菌、真菌、原生动物和藻类等组成生物膜,通过与污水充分接触,降解其中的污染物);③投菌法(向污染水体投加针对不同污染物性质的高效菌种,如有机污染物高效降解菌、硝化细菌、光合细菌等,从而达到净化水质的目的)。这些技术在国内外河流污染治理工作中得到了广泛应用[6]。

(3) 复合生物修复。植物修复和微生物修复都是单独研究植物和微生物在净化水质的过程中发展的河道水质净化技术,单独运用某一种植物或微生物是很难达到理想效果,因此,在实际应用中,人们会将各种生物修复技术进行整合,多种生物合理配置,从而使修复效果达到1+1>2的效果。目前国内外广泛应用的复合生物修复技术主要有人工浮岛技术(由人工设计建造漂浮在水面上供动植物、动物和微生物生长栖息繁衍的生物生态设施)和人工湿地技术(由人工基质和生长在上面的多种水生植物组成)[7]。这两种方法都是利用基质填料、微生物和水生动植物之间的协同作用,实现对水体中绝大部分有害物质,如重金属、有机物等,进行分解吸收,达到净化水体的目的[8]。

3.2优化河流景观和设计合理的空间

3.2.1生态工程修复技术

生态工程修复主要把握好三个方面的内容:一是降低边坡坡度;二是配置凹岸和凸岸、浅滩和深塘;三是修建池塘。凹岸和凸岸、浅滩和深塘的交替出现,一方面增加流水的紊动,促进了河水充氧,另外,浅滩、深塘和池塘的底层有大量底沙和淤泥,为水生动物提供了主要栖息地和保护区,以及觅食空间,保护了生态多样性[3]。另外,河坝、混凝土河道等对河流生态系统有一定的负面影响,在河道生态修复中应尽量避免。有很多新兴生态环保材料,如生态砖、生态水泥和生态混泥土等都能够提高河流的生态效益。

3.2.2生态护堤技术

生态护堤技术分为植物护坡技术和植物工程复合护坡技术。植物护坡主要通过植被根系的力学效应(深根锚固和浅根加筋)和水文效应(降低孔压消弱溅蚀和控制径流)来固土防止水土流失,在满足河道生态环境需要的同时,还能进行景观造景[5]。生态护堤技术可以防止单一工程型护坡技术带来的呆板和负面生态效应,极其有利于保护和恢复生态环境,同时也具备传统护坡的防范、保护功能。生态护堤技术将河流的安全防护和对河道生态环境的保护有机结合,是确保河流安全和生态环保的良好措施[7]。

2014年10月绿色科技第10期

廖思红,等:河道生态修复技术自然与生态

3.2.3河道景观设计

河道道景观设计包括河道形态设计和河岸的绿化美化。河道形态设计首先保障河流安全防护,降低河水流速、削减洪峰流量,在此基础上应提高河流的空间异质性,为各种生物提供良好的栖息场所[9]。例如横断面上避免混凝土和浆砌石的硬质护岸;纵断面上设置蛇形曲线,合理布置深潭浅沟,尽量恢复河流的生态原貌[10]。在流经城市的河流修复中,河流绿化应考虑将河水和植物合理搭配,从而使得河流生态与城市整体景观和谐统一。

4展望

河流的污染和结构的破坏是一个全球性的生态问题,加强河流的治理是一个全球性的生态热点问题。鉴于每一条河道治理的复杂性和不可预测性,应充分考虑“一河一策”的修复理念,关注多种修复技术的联合作用。尤其倡导以生物修复技术法为主导,物理修复技术和化学修复技术相结合,最大程度实现河道的污染治理、河道景观美化和沿河居民生活环境的统一。

参考文献:

[1]黄明生,陈振楼.城市内河污染治理与生态修复[M].北京:科学出版社,2010:141~142.

[2]Cechtv.Principles of water resourse history development management and policy[M].NewYork:JohnWiley&Sons,2003:101~135.

[3]王春亚,徐剑.浅析河道生态修复技术措施[J].中国水运,2013,13(2):68~69.

[4]江惠霞,肖继波.污染河流生态修复研究现状与进展[J].环境科学与技术,2011,34(3):138~143.

[5]王雪芬,李志炎.水生植物对景观水体的生态修复研究进展[J].山东林业科技,211(2):97~101.

[6]马媛媛.城市河流污染生物生态修复技术的探讨[J].环境与生活,2014,65:120.

[7]William.Mitsch,Jean Claude Lefeuvre,Virginie Bouchard. Ecological Engineering Applied to River and Wetland Restoration[J].Ecological Engineering,2002,(18):529~541.

[8]伍亮,成水平.城市景观河道生态修复研究进展[J].安徽农业科学,2012,40(34):16790~16792.