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关键词:水污染;植物修复;环境
中图分类号:X52 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2012)-04-0146-2
基金项目:新疆维吾尔自治区高校科研重点项目:“伊犁河流域土壤重金属环境地球化学基线研究”(课题编号:XJEDU2010157)
氮、磷等营养物质和有机污染是我国水污染的两个主要方面,我国经济建设和水利现代化进程快速发展,国家已经确立了本世纪末基本修复全国水生态环境的目标。而这一目标的实现,需要对现代生态修复技术的不断研究更新应用,完善水污染环境的治理工作。植物修复技术就是目前水污染治理中一项较为实用的技术,并且已经在我国的江、河、湖、海和水库等水污染环境治理中开始广泛应用。
1 植物修复技术
1.1 定义
植物修复技术是指通过绿色植物及其根际的土著微生物共同作用,实现对环境污染的清除,是目前一种较新的原位治理技术,其主要机理就是通过植物及其根际土著微生物的代谢活动来对环境中的污染物进行吸收、积累或者降解转化。
1.2 特点
植物修复技术相比于其他的水污染环境处理方法,主要有以下几方面的特点:
(1)植物修复技术能够在现场进行,这使得治理污染过程中的运输费用得以减少,同时降低了人类和污染物直接接触的机会。
(2)能够有效地处理水体中的有机污染物、重金属污染物和富营养化物质。
(3)可以使水体营养达到平衡,使水体的自净能力得到改善。
(4)具有较低的工程造价,耗能少甚至是不需要耗能。
(5)不需要在水体治理过程中加放药剂,防止了水体的二次污染。
1.3 植物修复技术类型
1.3.1 植物挥发 植物吸收一些容易挥发的污染物后会在表面组织中将污染物挥发掉。空气中的活性羟基可以将植物茎叶挥发出的物质分解掉。植物自身不能降解污染物质,而是将污染物所处的环境进行转移,减少污染物总量。
1.3.2 植物固定 植物在吸收有毒有害污染物后,可以将其汇聚在植物体内,比如根、茎、叶中,将污染物的活动性降低,防止其扩散到周围的水体中,也就是植物对污染物起固定作用。随着植物的死亡腐烂,这一部分被固定的污染物会被重新释放到自然环境中。
1.3.3 植物提取 植物根系可以从土壤中将有机或者重金属污染物转移到植物的地上部分,通常是指那些累积大于叶片干重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 通过植物或植物与微生物对有机污染物进行降解。植物通过同化过程对污染物质进行降解,只是污染物的转换场所,并不对污染物进行存储固定,在植物死亡后,大部分污染物已经被降解为无毒性物质或无机物,可以有效地避免二次污染。
1.3.5 根系过滤 植物根系聚集着大量的微生物,特别是在距离跟表面1-3毫米的地方,这些微生物是没有种植过土壤的3-4倍。一些有机物能够结合植物使重金属的降解得到促进,还能使一些有机污染物矿化。
2 植物修复技术应用的要求
2.1 水环境的要求
2.1.1 水环境的条件 并不是说植物修复技术是万能的治理技术,其有着自身的适用性,该技术对水体的动力条件和水质现状都是有要求的。通常来说,植物修复技术在水流较缓的宽浅水体,不超过3m的水深中较为适用。另外,实践研究表明,水流的流速以及水力停留时间也影响着植物修复技术的运用。因为生物种群可以适应一定的环境胁迫,所以,植物修复技术对水质也有着一定的要求,污染高负荷的水环境不利于植物修复的进展。
2.1.2 水生植物的选型 水污染环境植物修复技术的核心是水生植物,水生植物不同会呈现不同的水体污染吸收能力和吸收效果,并且大型水生植物藻类的不同会使得抑制效应不同,对不同的水生植物藻类也使得同种水生植物的作用不同。而且,营养效率在过长的生物调控过程中较低。另外,分泌物浓度不同使得其对藻类的他感效果不同。因此,在水污染环境不同的治理情况下,对水生植物的选择非常重要。
2.1.3 护坡生态建设 在植物修复技术的使用中,江河湖库的护坡建设也对其效果有着很大的影响。一直以来,人们对于防洪、通航等这类河道自身的功能较为注重,所以我国许多地方的护坡建设中普遍使用混凝土材料护坡、衬砌河床、截弯取直的做法。然而,这些做法实际上对土壤和水体的关系产生了割裂,分离了生物环境,水系和土地及生物环境相分离,对自然环境的生态链产生了破坏,造成了生态环境的不和谐。护坡生态建设对生态修复有很好的效果,主要是在对初期坡面稳定和坡面植被保绿保活有所保证的基础上,遵循自然规律,通过人为手段使坡面植被群落的演替速度加快,将坡面与当地生态环境相互融合。护坡生态建设具有抗蚀、保水、增加截流面源以及坡面强度等功能,提供给植物足够的生长养分和良好的生长环境。
2.1.4 资金投入 在污染问题的治理中,资金投入始终是个大问题,植物修复技术也是这样。第一,植物修复技术自身的特点原因使得这是一个长期漫长的过程,在技术开始阶段的资金投入可能不是最大的,但之后的技术、管理、维护等方面需要资金不断投入。第二,在我国的社会经济发展过程中,经济效益是每个工程都要首先考虑的,在污染治理时,首先想的是少投入、快见效、实用性强的处理技术,对环境可持续发展有所忽略。第三,国家在筹措生态资金时,实施了一些必要的鼓励政策,但是其效果并不是很好。
不难看出,水污染中植物修复技术的使用受资金的制约,资金的保障是植物修复技术实施的关键。
2.2 植物修复技术的要求
2.2.1 植物修复技术的关键性研究 对不同类型植物去除不同污染物的基础性研究是使植物修复技术优势充分发挥的关键,可以对水生植物的优化选择因地制宜,发展为一个完善的修复系统。并且在污染物被水生植物所吸收的最佳时期,人工收割及时进行,达到永久去除污染物的目的。我国在这方面相较于发达国家仍具有一定的落后性,所以,对关键技术的基础性研究加强是非常重要的。
2.2.2 培养复合型人才 植物修复技术是一项较为复杂的学科,它涉及到多个学科,比如生物学科、环境学科、景观学、现代水利工程学、生态学等,作为一门新兴技术,它对于人才素质有着很高的要求。特别对于我国来说,地域广阔,水域环境有着极大的不同,使用植物修复技术对水污染进行处理,对这类人才的需求更是非常迫切。目前来说,这方面人才的培养还是很薄弱的,对我国植物修复技术的使用有着一定的制约。
2.2.3 水环境的生态管理 当今社会,生态化成为了发展的一种自然趋势,在管理上,生态化管理也成为了一种发展方向。虽然目前其机制还没有成熟,也没有可以借鉴和采用的固定模式,但相比于其他的管理,其具有自身的特点:第一,水体完整的生态保护一定要对有效性、持续性和整体目标进行强调。第二,执行时,水环境管理人员要有敏锐的洞察力并且受过专业的培训,这才能在执行上给予其足够的权利。第三,生态管理中,要对基本流量、水质和水体自身的生态现状有所兼顾。提高水环境生态管理的宣传力度,使民间企业能够积极参与进来,并且对公众参与水环境生态保护活动进行推动。利用这些措施,对环境生态保护管理僵化的情况进行改善,为环境问题提供政策决策依据。
3 结语
水作为人类生存的根本物质基础,其污染问题对人类生存发展有着重要影响,对水污染问题的解决是当前社会重点关注的话题。植物修复技术作为一项新兴技术,以其效果好、投资少、管理维护方便的优点,在水污染环境处理中有着广泛应用。
参考文献
[1] 冯杏彪,蒋韬,刘滨东,等.污染水体的植物修复技术应用[J].科技致富向导,2011,(18).
[2] 刘音,张升堂.被污染水体的植物修复技术研究进展[J].安徽农业科学,2009,(15).
关键词:沙湖流域; 生态服务功能; 专家问卷调查; 安全评估
中图分类号:X171
文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)24-0038-02
1 研究地区概况
沙湖流域辖石嘴山市大武口区、永宁县、银川市兴庆区、金凤区、西夏区、贺兰县及平罗县,流域内主要湖库有艾依河、沙湖、阅海、鸣翠湖、星海湖、镇朔湖等。流域平均年产水资源总量为1.78亿m3,其中多年平均地表水资源量为8650万m3;多年平均地下水资源量为10.74亿m3。流域水资源在维系区域生物多样性、调节气候、减少热干风等气候灾害、维系银川平原水量动态平衡、纳污治污、调蓄洪水、调控地下水等方面发挥着巨大的作用,扮演着银川平原绿洲之肺的角色。
2 研究目的与对象
沙湖流域生态服务功能评估采用专家问卷调查[1]的方式进行,对流域所在地的银川市三区、贺兰县、永宁县、石嘴山大武口、平罗县的水利部门、林业部门、环保部门、湖泊管理部门等部分行业专家、公务员及基层工作者进行现场问卷调查。
此次问卷调查共发放现场调查表80份,收回调查表68份,经统计,具有中级以上职称的48人,占受调查人数的70.6%。选择的问卷调查对象主要涉及环境、林学、生物、地理等专业。
调查内容主要包括5个方面问题[2,3,4],即生态服务功能权重评价、游泳与休闲娱乐水域景观评价、湖滨带破坏情况、湖滨带大型水生植物覆盖的比例评价、湖体水环境(包括水质、水位、透明度)变化状况评价,每个方面问题共设置5个答案供选择。
3 调查结果与评价
共发放现场调查问卷80份,收回调查问卷68份,经统计,具有中级以上职称的48人,占受调查人数的70.6%。其中,女性22人,男性46人,具体见表1。 被调查对象所学或从事专业情况见表2。
经过对68名技术人员的问卷进行统计分析,结果如下。
3.1 沙湖流域服务功能权重
各位专业技术人员对沙湖饮用水、水产品、鸟类栖地、休闲娱乐、湖滨带净化几项主要的服务功能进行打分,调查结果见表3和图1。
由图表可知,休闲娱乐服务功能得分率最高,占43.1%,其次是鸟类栖息地、湖滨带净化及水产品功能,得分率依次为19.4%、16.4%和13.9%。饮用水功能位于最后,得分率是7.2%,说明沙湖流域是人们休闲旅游的胜地。
3.2 沙湖流域游泳与休闲娱乐水域景观的评价
在游泳与休闲娱乐景观调查中,将评价等级分为很不好、不好、一般、好、很好很美5等级,调查结果见图2。
由图2可知,认为沙湖流域游泳与休闲娱乐水域景观是好的人超过了一半,有13.3%的人认为是很好很美的,仅有1.5%的人认为很不好。
3.3 沙湖流域湖滨带破坏情况评估
在对沙湖流域湖滨带破坏程度调查中,将评价等级分为几乎未受到破坏、受到一些破坏、受到较大破坏、受到很大破坏、受到严重破坏5个等级,调查结果汇总见图3。
由图3可知,认为沙湖流域湖滨带受到较大破坏及很大破坏的专业人员占到73.6%,比例最高。没有专业人员认为湖滨带几乎未受破坏。说明沙湖流域自然湖滨带消失严重,湖滨缓冲带植被退化明显,生态环境脆弱。
3.4 沙湖流域湖滨带大型水生植物覆盖比例评价
在湖滨带大型水生植物覆盖率调查中,将评价等级分为高、较高、一般、较低、低5个等级,调查结果见表4和图4。
由图表可知,认为沙湖湖滨带大型水生植物覆盖比例较低的专家最多,占到52.9%,认为一般的占30.9%。没有专业人员认为沙湖湖滨带大型水生植物的覆盖比例高。
3.5 湖体水环境(包括水质、水位、透明度)变化情况评价
在沙湖湖体水环境(包括水质、水位、透明度)变化情况调查中,将评价等级分为明显变好、变好、没有变化、变差和明显变差5个等级,具体见表5和图5。
由以上图、表可知,没有人认为沙湖水环境明显变好,认为沙湖湖体水环境变好的仅有2人,超过半数以上的人认为沙湖水环境变差,占到66.2%。
4 结论
通过对沙湖流域生态服务功能进行问卷调查和资料调查[5,6],最终结果显示:
⑴在沙湖流域生态服务功能中的5项权重评价中,专业人员对休闲娱乐功能评分最高,说明沙湖流域的服务功能主要是休闲娱乐,而水产品、鸟类栖息地、饮用水功能、湖滨带净化各项服务功能的得分率均较低,这些功能处于次要地位。
⑵在游泳与休闲娱乐水域景观的评价调查中,认为好的占58.8%,说明沙湖景色秀美,是良好的游泳与休闲娱乐水域,是人们休闲、度假、旅游的胜地。
⑶在湖滨带破坏情况调查中,认为受到较大破坏的占57.4%,认为受到很大破坏的占16.2%。说明因历史原因、环境变迁,流域自然的湖滨带已基本不存在。通过“十一五”以来不断在沿岸湖滩开展湖滨带建设工程、生态修复工程,近几年湖滨带情况开始好转。
⑷在湖滨带大型水生植物覆盖度的比例调查中,认为湖滨带大型水生植物的覆盖度比例较低的占30.9%,认为一般的占52.9%。说明沙湖及其流域内自然湖滨带大型水生植被受到了不同程度的破坏。近几年实施的一系列湖滨带工程,修复了沙湖环湖部分湿地生态系统,增强了湖泊自我保护的能力。
⑸沙湖水环境(包括水质、水位、透明度)变化状况调查结果显示,沙湖水环境正在逐步变差,应加大对湖体水环境的保护,充分发挥沙湖的生态服务功能。
参考文献:
[1]王 林,章 新,李红梅,等.抚仙湖生态服务功能调查与评估[J].环境科学导刊,2011(6).
[2]陈为国,许文杰.湖泊生态系统服务功能影响因子分析与评价研究[J].节水灌溉,2010(12).
[3]曲向荣,刘保勇,王新等.环境生态学[M].北京:清华大学出版社,2012.
[4]李 兰,刘 琴,叶长兵,等.星云湖生态服务功能专家问卷调查分析[J].湖北函授大学学报,2015,28(7).
【关键词】 水污染 水生态环境 水资源保护
一、湖北水污染形势严峻
随着湖北经济的快速发展,湖北水体污染形势严峻。自2007年底到2010年初,作为水污染指标的化学需氧量,湖北生活污染源排放占总量的45.88%,工业源占16.72%,农业源占35.87%,呈现生活污染近半、工业污染相对较轻、农业面源污染比重大的特点。其中,农业水污染面广、点多、污染来源复杂,特别是畜禽养殖污染超过化肥和农药,在多湖多水地区造成普遍污染,导致农业面源污染比重逐年提高。而工业污染的行业与地域相对集中。黑色金属冶炼、火力发电、化工等六大行业排放的工业废气,占全省总量的80%以上;造纸、食品、纺织等七大行业排放的工业废水,占全省总量的80%以上。武汉、黄石、襄樊8个城市的主要污染负荷,超过全省总量的80%。
1、湖北城市水污染依然严重。从2005―2008年,湖北城市废污水排放总量及废污水入河量均增长了9.6%。而城市污水处理设施却远远不能满足需要,污水处理率为52.35%,低于全国平均水平,有近一半的城市污水直接排入了城市水体及附近的湖泊、河流,点源治理尚未完成。流经城市的河流污染较严重,城市湖泊、水库的水质大部分不能满足水功能区划要求。十堰、襄樊、随州、天门等城市已无COD剩余环境容量,严重制约地区经济社会发展。
2、湖北农村面源污染日益突出。2002年,湖北就被列为全国8个农业面源污染高风险地区之一。2007年,湖北农村主要污染物的排放量已超过全省工业污染物的排放总量,占全省水污染物排放总量50%以上,湖北农村面源污染日益突出。
3、湖北农村饮用水安全任重道远。由于存在大量因生态移民、突发性事件等因素新增的饮水不安全人口,湖北农村饮水安全人口规划指标与实际需求的缺口较大。已经建成的农村饮用水安全工程不能实现长效运行,盈亏平衡的仅占36.9%。随着农村面源污染的扩大,水源保护难度增大,饮用水安全任重道远。
4、湖北水资源生态环境恶化凸显。一是湖泊生态系统退化。由于围湖造田、围栏养殖、修建闸坝、城市建设与房地产开发,湖泊大量减少和萎缩,湖泊的自身调蓄能力、自我净化能力、污染消解能力、生态修复能力大为削弱,加剧了洪涝旱灾的发生,也带来生物多样性减少等生态问题。二是河流生态系统退化。湖北的主要河流上都建有水库,由于三峡工程、南水北调中线工程,以及部分水库下泄不足等原因,出现了一些河流断流、下游河道萎缩的现象,导致河流生态功能衰减。三是地下水生态问题开始显现。襄樊、孝感等地因超采地下水引发了地面沉降等地质环境问题。四是外来物种入侵严重。农业部确定的“十种最有害杂草”中的水葫芦和水花生在湖北恶性蔓延,覆盖水面,堵塞河道,导致水质富营养化,影响航运、排灌和水产品养殖,严重地危害了水域生态系统和渔业生产。
5、湖北水资源供需缺口日益增大。近年来,随着生产生活用水的增加导致用水需求不断增长,其中工业用水量年均增长9.01%,生活用水量年均增长3.66%。按照相关标准衡量,全省资源型、污染型、工程型缺水城市已达30个。受用水需求的不断增长和水污染的双重影响,湖北缺水现象日益严重:中等干旱年,缺水达55.7亿立方米;特大干旱年,缺水120.8亿立方米。到2020年,在充分挖掘节水潜力的影响下,全省农业仍缺水52亿立方米。
6、湖北大型水利工程负面影响显现。近年,三峡工程和南水北调中线工程对湖北水生态环境负面影响开始显现:库区水土流失,地质灾害问题严重,水污染逐年加剧;水库下游出现新的防洪安全隐患,清水下泄对河床的冲刷,致使堤脚失稳,堤岸崩塌加剧;水环境容量减少后,长江及汉江支流的“水华”频现,严重威胁当地居民的饮水安全及河流生态安全;库区及其下游地区的河流断流、生物多样性减少、土壤墒情迅速下降,水生态环境急剧变化。
二、湖北水污染问题的原因分析
1、水资源保护效率不高。水资源保护是全社会全过程控制与参与的系统工程。在湖北,水资源保护仍是政府主导的一元模式。这种单一模式的缺陷显然:水资源保护责任基本集中于政府,政府不堪重负;水资源政府职能分工及协调方面存在着种种矛盾与冲突;企业和公众缺乏社会责任感;水资源保护采取自上而下的决策方式,主要依靠政府行政手段推进。
2、城市污水处理厂建设和运营状况不理想。一是建得慢。一些规模大的污水处理厂,容易吸引投资,而小厂则很难引进资金,许多污水处理厂半停半开甚至白白闲置。二是污水处理厂的效率较低。湖北是丰水地区,由于雨污不分流等原因,进水口的浓度不高,与北方城市相比,污水处理效率相对较低。三是管网配套建设跟不上。目前湖北已建的61个污水处理厂中有42%左右是利用BOT方式建造的,而管网建设除极个别地区外,均依赖政府出资,建设速度较慢。一些污水处理厂即使建成了,但没有与之相连接的管网。四是污水处理费征收困难。许多拥有自备水源的单位不交纳污水处理费,使得一些污水处理厂难以正常运营。
3、尚未找到治理农村面源污染的有效途径。农村面源污染是以面积形式分布和排放污染物而造成水体污染的发生源,具有分散性、隐蔽性、随机性、不易监测、难以量化等特征,同时又与农业生产和农民的日常生活方式紧密结合,解决农村面源污染至今仍是一个世界性难题。湖北作为农业大省,农村面积大、农业人口多,面源污染问题严重,至今尚未找到十分有效的控制方法和途径。
4、农村饮用水安全矛盾重重。首先,湖北农村饮用水安全人口的规划指标与实际需求的缺口较大,主要原因是:湖北各县市调查上报的农村饮水不安全人口,经审核上报后未能完全纳入国家总体规划;在全省许多地区,列入规划的饮用水不安全人口同未列入规划的饮用水安全人错分布,两类人口难以明确区分;没有充分考虑反复或新增的饮用水不安全人口。其次,湖北许多已建成的农村饮用水工程缺乏长效运行机制,主要原因有:第一,农村水厂供水规模有限,管网漏损率大,水费回收率低,供水水价偏低。第二,与其他产业相比,在增值税、土地使用税、工商管理费等税费方面,农村水厂并没享受优惠,致使实际运营费用偏高。目前,大多数农村水厂的用电按照工业用电价格结算,同时还要承担约10%的变损、线损,农村水厂实际用电价格每度高达0.6―0.9元,尤其是一些水厂因交不起电费而倒闭。农村水厂的年送检费最低也要3000―5000元,受检测费用高的因素影响,农村水厂的安全检测难以到位。第四,农村水厂对占农村总人口5%的特困户水费征收困难。
5、水资源大量浪费加剧了水资源短缺的矛盾。湖北水资源总量为1027.8亿立方米,只占全国的3.5%,人均水资源量1732立方米,列全国第17位,低于全国平均值,接近国际公认的人均1700立方米严重缺水警戒线。然而,湖北“千湖之省”的美誉掩饰了缺水的省情,水资源浪费现象十分普遍。据统计,湖北人均每天生活用水0.23吨,而全国的平均水平在0.2吨左右,人均用水量高于全国平均水平。因此,生活中过量用水,工业生产、农业灌溉用水浪费,加剧了湖北水资源供应的压力。
三、加强湖北水污染治理的对策
1、打造“两圈一带,人水和谐”。“两圈一带,人水和谐”既可突出“两圈一带”水资源优势,又可凸显湖北生态立省的特色,能将“水保护”、“水经济”、“水文化”三者有机地结合起来,以落实《武汉城市圈“两型”社会建设综合配套改革试验区生态环境规划纲要》有关要求,遏制水污染,营造优良的水环境,体现政府执政为民的理念,为构建和谐社会创造了良好的条件。
2、成立湖北水资源保护专项办公室。随着湖北“水文章”的逐渐做大、做强,政府各部门在水资源保护上各管一块,多龙管水的体制弊端日益突出,迫切需要建立全省性的沟通与协调的水资源保护专项办公室,进行综合决策与部门合作,负责全省水资源保护工作的组织领导,具体措施是:加强部门之间、上下级之间关于水资源保护的协调机制;推动单一的政府管理向水资源公共治理的转型,建立水资源保护的全社会参与机制,聘请水质监测、财务审计、资金使用效率监管、示范工程运行情况监督等独立机构从事第三方监督与评估工作,实施全过程监管;推动制定《湖北水资源保护条例》,解决水资源保护相关法律法规之间重叠、交叉、缺乏协调性的矛盾。
3、构建武汉城市圈水污染治理、水生态修复基地。构建武汉城市圈水污染治理、水生态修复产业基地十分必要。第一,武汉城市圈生态环境规划纲要提出了建立生态城市群的具体要求,这要求湖北自身有较强的水污染治理、水生态修复的能力。第二,武汉城市圈内,城市污水处理厂等基础设施建设和运行情况不甚理想,需要通过发展相关产业破解这一难题。第三,水污染治理、水生态修复产业是“水文化”与“水经济”相结合的朝阳产业,发展这一产业,以增强水资源对于湖北经济发展的承载能力,促进湖北产业转型,实现经济发展与环境保护双赢。构建武汉城市圈水污染治理、水生态修复产业基地的主要措施:争取国务院在武汉成立水污染治理、水生态修复产业的改革试点项目;整合财政、税收、信贷、价格等渠道的政策激励及优惠措施,形成一个整体,吸引资金及技术进入环保产业,实现投资主体多元化;进一步加大水污染防治、水生态修复的市场开放程度,将各类科教、商业资源整合在一起,做成产学研销大平台,提高环保产业集约化经营水平,重点开发附加值较高的技术,推进水污染防治运营市场化和服务专业化。
4、推进四湖流域农村面源污染控制国家级试点区建设。为了探索农村面源污染治理的有效途径和最佳技术,湖北环保厅已制定《四湖流域全国农业面源污染控制试验区建设规划》,将湖北长湖、三湖、白露湖、洪湖四湖流域这一著名“水袋子,虫窝子”作为面源污染防治试点,以探索农业面源污染防治管理体制,系统研究面源污染防治立法,探索保障农村饮用水安全对策,完善淡水养殖污染防治机制,研究推广农业节水。在取得试点区建设经验的基础上,进一步推进湖北农村环境连片整治,建设农村面源污染控制国家级试点区。
5、推广农业两部制水价,实行基本水价财政直补。作为农业大省的湖北,农业灌溉是用水大户。仅2008年湖北农业灌溉用水量为高达250.42亿立方米,占全省总用水量的56%。因此,农业灌溉节水潜力大。与周边省市相比,湖北城市节水的特色并不突出,但其水价对农业节水的制约效果比城市明显。所以,湖北可以推广农业两部制水价为突破口,推动丰水地区节水型社会建设。
关键词:湖泊污染;富营养化;控制技术;应用
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.220
1 国内外湖泊富营养化的研究现状
1.1 国外研究情况介绍
随着全球经济的发展,各国的自然环境问题严重。20世纪初,湖泊富营养化问题加剧,引起各界的关注,各国政府对湖泊问题加以重视,并组建专业的生态专家进行研究,寻找对应的解决办法。20世纪60年代联合国组织,针对各国的的经济发展与生态问题进行协作,建立专门的生态研究组织。经过专家的努力,以及长时间的研究,得出湖泊富营养化的主要原因是水体污染所致。因此需要改善水质环境,才能从根本上抑制湖泊的富营养化。
1.2 国内研究情况介绍
国内的生态专家,早在20世纪50年代,就已经注意到湖泊富营养化的问题,并且进行研究。诸多的水生物专家曾对湖泊富营养化的问题,发表过自己的见解。对湖泊富营养化的特点、类型、以及浮游生物的状态等进行总结,并且针对原因,提出对应的解决方法,进行水质环境治理,以及浮游生物的有效处理。
(1)我国长江中下游的湖泊富营养化比较严重,需要对富营养化的原因进行了解,对水质环境进行调查,对营养盐的来源进行研究,针对各项调查的结果,去制订对应的治理方案,从而去改善湖泊环境。其中王圣瑞等专家,对湖泊沉积物进行研究,通过对不同取样时间段沉积物对磷的吸附速率结果分析,发现沉积物对磷的吸附主要发生在0.5h内;通过沉积物对磷的吸附/解析平衡浓度以及本底吸附态磷含量与对应物理化学参数间的相关性分析,发现污染程度越高,沉积物的本底吸附态磷和总最大吸附磷量也越高,而最大吸附磷量越低,污染较为严重的湖泊也具有向上覆水体释磷的趋势。秦伯强则发现将湖泊营养盐浓度范围控制在TN:1~10 (20)mg/L,TP:0.01~0.1(0.2)mg/L以外,能有效控制蓝藻水华的发生。对外源进行有效的控制,紧抓对内源的治理,才能从根本上解决营养盐的问题。
(2)席北斗的研究结果以及翟丽华以杭嘉湖流域为例的试验均表明,在一定变化范围内pH值升高有利于沟渠沉积物对NH4+-N的吸附,而磷酸盐的吸附能力随pH值的降低而增强。席北斗还发现TN的截留率在pH升高的第5天达到最大值,并且pH对磷酸根的吸附容量影响不大。在翟丽华认为,沉积物对氨氮和磷酸盐的主要吸附过程发生在0~5h之内,最大吸附速率分别为160mg/(kg・h)和300mg/(kg・h),吸附等温线均呈良好线性变化。
2 湖泊富营养化的治理技术探索
2.1 湖泊内源营养负荷控制技术
湖泊内源营养负荷控制技术,对于浅水水质的湖泊富营养化,有良好的治理效果。浅水湖泊富营养化的主要原因是,浅水湖泊中的营养盐释放程度低,导致蓝藻生物对营养盐的反映较慢。主要的处理方法是,找出湖泊水质污染的根源,并对其进行有效的处理,控制水质的ph值、水深度、水体规模、营养盐的释放等在标准的范围之内。采用湖泊内源营养负荷控制技术,结合经济成本,对浅水湖泊的富营养化问题进行治理,解决营养盐的释放问题。此外湖泊治理的成果,还受到其它因素的影响,例如对污染源的控制、周围环境的影响、以及生态系统的恢复等。
2.1.1 控制仍词头诺奈锢砘学方法
控制内源释放的物理化学方法,主要是通过化学原理,对湖泊的沉积物进行处理。此种方法能够对湖泊的覆盖层进行清除,对磷等化学物质进行反映,使其对沉积物的覆盖能力增加,从而去控制内源磷元素的释放。此种方法能够有效的对沉积物进行处理,但是具有一定的局限性,其处理的水域范围较小,并且受风力的影响较大,只试用与面积小厌氧状态的湖泊。比如,向水底投入铝、钙、铁等化学发那个发,失去与水底的沉积物进行反映,改变沉积物的状态,使得容易变化的磷酸盐,处于稳定的状态,从而抑制磷的释放,使沉积物趋于稳定状态,控制湖泊的富营养化。若水体的ph值小于9时,使用内源控制释放物理方法,能够对内源磷的释放进行有效的控制,使其保持稳定。若ph值大于9时,此种处理方法,对水域沉积物的处理无效,需要采用其它方法进行处理。
2.1.2 控制内源释放的物理机械方法
控制内源释放的物理机械方法,主要采用的是引水冲刷的原理,其可以将湖泊水体的营养物质进行冲洗,以及稀释,从而去对水域进行治理。冲刷方法仅限用与面积较小的水域,对于面积较大的水域并不适用,因其使用成本较高,技术上也存在一定的局限。对于热分层的湖泊富营养化情况,其深层水域的营养物浓度最高,因此需要重视深层水域的富营养化治理。国外曾经采取过换水的方法,对水质环境进行处理,但其并不能从根本上解决湖泊的富营养化问题,并未找出污染的根源,只是暂时的解决问题。
2.2 湖泊生态修复技术在湖泊富营养化中的控制应用
生态修复技术的控制应用,是为了有效的控制底泥的内源污染,从而实现湖泊生态修复的目标,同时还是为了对蓝藻水华进行有效的控制。在很多的草型湖泊生态系统中,水生植物能够有效的遏制沉积物的动力悬浮,以便达到底泥营养盐的释放过程。另一方面也是对湖泊中的沉积物和水生水体的营养盐进行吸收,从而降低了营养盐的负荷,将藻型的湖泊属性转变为了草型。根据Scheffer等人的理论,无论是草型还是藻型,均是湖泊生态系统的一种相对稳定的状态。
根据相关的调研后发现,所有的湖泊生态系统都具有一定自我恢复能力(Resilience),即当外部环境的破坏增加到一定程度后,当地本身的生态系统便会遭到破坏,新的环境条件会在原本的生态系统基础上,进行系统的自我修复,从而实现生态系统的再生。
3 总结
湖泊生态恢复理念在以浅水湖泊为主、富营养化比较严重的东部地区有着很大的意义。沉积物悬浮所导致的营养盐很容易被带入进覆水之中,会对水体的透明度和感观效果带来极大的影响。水生植物会对沉积物的悬浮起到很好的遏制,不但可以增加水体的透明度,还会让当地湖泊中的水生植物和草型湖泊生态系统形成一个良好的环境。
关键词:立体浮床;动力系统;水处理
1引言
生态浮床技术是水环境治理与水生态修复相兼顾的实用技术,以高分子材料为载体和基质,将植物移植到水面上种植,通过植物根部的吸附、吸收作用,削减富营养化水体中的有机物质,从而达到水质净化和水面美化的效果[1~3]。然而仅仅通过植物的去除作用,水处理效果缓慢,水处理范围有限。
2立体循环生态系统的结构与设计
2.1平面浮床结构
一般的浮床组成包括4个部分:浮床的框体、浮床床体、浮床基质及浮床植物[4]。整个浮床有多个浮床单体组装而成。
2.2沉水浮床结构
沉水浮床由浮框和中间的内网以及沉水植物组成。整体面积相对单个平面浮床较大。网内一般种植的是沉水植物,包括狐尾藻、睡莲、荇菜等。沉水植物不仅可以吸收水中的污染物质,为水体里面的生物提供食物,还可以对流动水体起到截留杂质的作用。
2.3立体浮床结构设计
2.3.1整体式立体浮床
整体式立体浮床由浮体、喷水动力系统以及种植槽组成。浮床体采用轻质PVC材料,且上小下大,可以提供使整个装置浮于水面的浮力并使其保持稳定。圆环槽分格,一方面可以搭配不同植物,另一方面可以避免水流的横向重刷,有利于支撑植物。隔槽里面放置Al污泥。上下层之间利用孔洞引导水流方向,既能增加美观效果,又能使水体充分流动饱含氧气,同时具备过滤作用,达到处理水质的理想效果。采用喷泉形式的动力装置将水从湖水面输入到装置顶部,由重力作用及导流孔流经装置各处理单元(图1)。
2.3.2分布式立体浮床
立体浮体单元内盘底层铺设铝污泥,上次铺设细砂砾,植物根系栽种在污泥层内。当流水进入内盘,植物和污泥可以协同处理水质,同时上层砂砾起到固定支撑植物的作用。外盘接纳内盘溢流水,通过孔洞将水导流至下层单元。每个浮体单元外盘有4个导流孔,等间距分布,根据不同需求,将无用孔用孔塞堵住,有用孔保持畅通。本装置中顶层浮体单元4个导流孔全开,中间层只有2孔开放,底层只有最外边一个孔开放。支撑构件的主要作用是承受各单元的重力,并将重力均匀分散至底层浮板,同时通过连接装置将整个结构组合为一个整体。动力装置的作用是为各单元供水,实现水的循环(图2、3)。
2.4太阳能曝气浮床
该技术是近年来一种广泛使用的曝气方式,是利用太阳能发电机发电,通过小型曝气机进行曝气的方式。
2.5立体循环系统的建立
将平面浮床沉水浮床进行搭配使用,构建三维立体的水处理系统。一般情况将立体浮床放置在整个装置中心,由内而外依次安放平面浮床以及沉水浮床,将太阳能浮床间插在各浮床之间。中间的立体浮床从水池四周进水,形成从四周到中间的连续循环。流动的水体通过立体浮床的过滤和平面浮床沉水浮床的截流沉降作用,使水体变得澄清。经过处理后的水能迅速与周围未处理的水体进行交换,加快水处理的速度(图4)。
3植物种类及选择
3.1水生湿地植物的种类
水生植物种类根据其生活方式和形态可分为4大类。
挺水型植物:即植物的根、根茎生长在水的底泥之中,茎、出水面,可以种植在立体浮床以及平面浮床上。代表植物有香蒲、芦苇、美人蕉等。
浮叶型植物:此类植物能平稳地漂浮于水面上,能在沉水浮床以及立体浮床上种植。代表植物有睡莲、芡实等。
漂浮型植物:这类植物漂浮于水面上,可以种植在沉水浮床上部。代表植物有凤眼莲等。
沉水型植物:该类植物沉没于水中,种植在沉水浮床下部。其茎、叶、表皮和根都具有吸收作用。代表植物有金鱼草等。
但是需要注意的是,上述4类水生植物中,漂浮、浮叶植物生长速率比较快。沉水植物还处在实验室阶段,其主要的领域在于初级处理和二级处理的精处理。挺水植物种类繁多,由生长快、根系发达的植物组成,具有处理效果好,景观效果明显等优点,又与土壤微生物形成生物膜又促进了污染物的净化。因此,目前挺水植物应用较为广泛。
3.2植物配比的原则
(1)观赏性原则。根据各种植物的生长形态及花期等来考虑植物的配比情况。同时可根据植物形态,使植物高低错落,整体看起来和谐。此外,不仅是颜色还是形态都应该与周围的环境相得益彰。
(2)高效原则。不同植物对重金属、有机物及氮磷的去除率不同。根据各种植物的去除率来配比,使最终配比处于处理高效范围。并且将配比好的植物进行实验,最终确定其准确的去除率。
(3)季节性原则。不同的水生植物的生长周期不同,可以根据其生长时期来配比,使浮床在每个季节都适用,并且处理效果比较好。
(4)生态原则。在配比的时候要多方查阅并进行实验,确保所配比出的植物的生长和去除效果都达到最好。并且在建立的过程中充分考虑生态系统的特征,使其能够在生态系统中运营下去。
4生态系统的设计与建立
由于该系统由浮床体、污泥、植物构成。而浮床体又由平面浮床,沉水浮床,景观立体浮床、太阳能浮床组成。固设计需按照一定的步骤进行。
(1)基于人工湿地原理的浮床系统的设计。应用美学设计,通过不同浮床体之间的拼接技术,构造不同适应各种环境的浮床景观,制定不同的方案和造型结构。
(2)植物的选择。根据一定的原则选择植物的种类与数量,并计算使用污泥量。
(3)生态系统的整合。由建筑学专业人员设计水景造型,设计出若干套实施图纸和组合方案。
5结语
循环生态系统对水质的处理较一般的生态浮床机构更为科学,能充分利用各种不同类型的植物进行处理,处理效率更高,对水体的净化能力较大。但缺点是施工较为复杂,建设成本较高,并且对使用区域条件较高,必须要能通电等。
循环生态系统在城市湖泊、水池,均能广泛的应用,在水处理的同时,还能营造喷泉景观,绿色环保。2014年7月绿色科技第7期
参考文献:
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[3] 吴建强,王敏,吴健,等.4种浮床植物吸收水体氮磷能力研究[J].环境科学,2011,32(4):95.
[4] 曹勇,孙从军.生态浮床的结构设计[J].环境科学与技术,2009,32(2):122.
关键词:江湖连通;环境影响评价;引江入湖;水质影响;生物影响;环境影响
中图分类号:X820.3文献标识码:A文章编号:16749944(2014)02019204
1引言
武汉市位于长江中游,江汉平原东部,长江与汉江交汇处,河流湖泊密布,围绕长江、汉江等干、支流,形成庞大发达的河湖水网。武汉全境水域面积2217.6km2,覆盖率为26.10%,全市湖泊193个,被称为“百湖之市”。但是,分析武汉市水资源水环境现状,其存在江河水污染严重,水质下降,湖泊富营养化严重等问题,不仅破坏水生生态环境,损害市容市貌,影响人们的生活质量及健康,而且已成为武汉市实施可持续发展战略的制约因素。
近年来,政府及专家提出江湖连通的治湖思路,且部分工程已进入实施阶段。世界自然基金会介绍,十多年来,江湖连通的理念已在全国50个湖泊得以实现。湖泊中生物多样化得到了恢复,鱼类品种不再单一。吕善功在《武汉市江湖连通构想初探》中指出,江湖连通是保护水生生态环境、保证水安全、建设水景观、繁荣水文化、发展水经济的迫切需要\[1\]。武汉市长江、汉江过境水资源丰富,以江水置换湖水是改善湖泊水质的便捷、经济、有效的途径。而江湖连通之后又会对湖泊及武汉的环境带来什么影响,是一个值得研究的课题。本文主要研究江湖连通对生态环境的有利与不利影响,并对江湖连通的主要环境影响进行初步评价和对策研究。
2武汉水资源环境现状
武汉市位于长江中游,江汉平原东部,长江与汉江交汇处,市区由隔江鼎立的武昌、汉口、汉阳三部分组成,通称武汉三镇。武汉市市内湖泊星罗棋布,20世纪60年代市内有大小湖泊127个,素称“百湖之市”。根据武汉市水资源公报,2011年武汉市地表水资源量23.48亿m3,水资源总量为27.24亿m3,长江、汉江过境客水总量5572亿m3,过境水量巨大。
随着城市建设、经济开发以及房地产开发(填湖建房)等,使武汉市的湖泊数量(截至2002年3月)增至192个,主要是1个大湖变成数个小湖,而湖泊面积却大大萎缩,仅东湖在20年里就减少了1094亩。同时也导致水体自净能力下降、水质下降、湖泊富营养化等问题,不仅破坏水生生态环境,损害市容市貌,影响人们的生活质量及健康,且已成为武汉市实施可持续发展战略的制约因素。以汉阳区和武昌区为例,其境内各湖泊主要污染物超标项目见表1。因此,如何改善武汉地区水资源环境是当前我们要面对的重要难题。而江湖连通作为传统治理手段,因其对技术、地域等要求较为特殊,被越来越多地用于水环境治理。3江湖连通工程介绍
武汉市历史上江、河、港、渠与湖泊之间都是自然相通的,随着武汉市社会经济和城市建设的快速发展,导致水系分割,湖泊萎缩,使原本江湖通达的水系变成了死水、脏水,失去了水系固有的灵性、活性。为改变这一现状,武汉市确立了打通湖泊水系网络、恢复湖泊生态功能的治水思路。
江湖连通使湖泊水由死水变为活水,通过不断引入其他水体的水,形成动态水网,提高了水体的自净能力,使水体的污染物质得到稀释净化,浓度降低,从而改善水环境,增加水体含氧量,提高水体透明度,为湖泊生态修复打下基础,营造可持续发展的生态环境。而且江湖连通是维持湿地生态系统活力的基本要素,维持水系的连通就是维护湿地“血液”的动脉畅通,使湖泊水位随长江水位而变动,使湿地水面呈现出周期性变化,变化的水面、水位、流量、流速和水温是湿地需要的水文要素,也是水生生态系统赖以生存的环境。
汉阳六湖连通方案见图1。江湖连通方案构建主要考虑周边水环境特征、水情水势、水源水质质量、现有水利设施的分布及规模等因素。方案的组成要素包括连通形式与范围、引水水源、目标水域、引水路线、受水区等。
图1六湖连通及生态修复工程水利调度工程 大东湖水网连通治理工程是湖泊治理的一次尝试,不同于以往截污、治污的传统治理方式,连通工程在截污控污工程的基础上,通过引水使水体流动以期水质污染状况得到缓解,以清水入湖的手段来促进水生态的修复。运行后的污染稀释作用只是一部分,更主要的目的是为三大工程中的生态修复工程打下基础,通过引水,使水生藻类及水生动物得以生存,从长江引入的水生物种也有助于恢复湖泊的生物多样性。
4江湖连通的主要环境影响的初步评价
4.1江湖连通对水质影响评价
通过江湖连通,可以达到调水的目的,使水质得到很大的改善,各湖泊间和江湖间水力联系和水体流动性的增加,有利于污染物的稀释、扩散和降解,增强湖泊自净能力。同时,通过青山港引水闸将重建江湖生态廊道,使江湖隔绝的静水湖泊向趋于历史自然状态的江湖连通水系转变,有利于增强江湖生态联系,重建江湖复合生态系统。武汉水网构建工程的实施有利于改善湖泊水质和生境质量,促进湖泊生态系统向良性循环方向演化。
然而,引江入湖虽然可以改善受污染湖泊的水质,但也可能会使大量的泥沙流入湖泊,导致湖泊中泥沙大量沉积,而且泥沙携带的有机物也会使COD值升高,甚至会引起水体富营养化,使得湖泊水质并没有得到改善。在引水时间与引水量确定后,分析引水后可能带入湖中的泥沙量, 在引渠沿线适当地点设置泥沙预沉池,以对所引江水中挟带的泥沙进行预沉处理,进入东湖的沙量还可大为减少。
同时,“引江灌湖”并没有对污染物进行处理,污染还是存在的,只不过位置变了,随江水向下游扩散,本质上是污染的转嫁,并不是治理,而汉口位于下游,正是武汉市人口最密集的中心地带,生活污水和工业企业通过管道和沟渠收集和排入水体的废水,往往含有纤维素、糖类、淀粉、蛋白质和脂肪等有机物,还含有氮、磷与硫等无机盐类以及病原微生物等污染物,这些污染物可能通过引江入湖进入湖泊水体,进而带来更大的危害,同时可能导致水葫芦等入侵。
4.2江湖连通对水生物影响评价
1992年夏天,武汉某地因湖水浸入长江流域内,引起下游地区出现了大量的血吸虫感染病例,因控制及时才未引起流行。江湖连通同样可能带来血吸虫危害,因此如何安全实施江湖连通工程,值得我们好好思考。同时,引江纳苗可能对大东湖的渔业养殖产生一定风险。目前大东湖的鱼类以人工养殖品种为主,天然鱼类种群普遍较小,鲢、鳙约占渔获总量的97%,水网连通可能导致野生杂鱼种群数量增加,与养殖鱼类争抢饵料和栖息空间,导致单位水域渔业生产力下降;另外,引江纳苗可能导致凶猛肉食性鱼类增加,如鳜、、、、类等,对养殖幼鱼资源损害较大。
4.3江湖连通对景观环境影响评价
景观环境,是指由各类自然景观资源和人文景观资源所组成的,具有观赏价值、人文价值和生态价值的空间关系。近几十年来,随着城市化程度的提高和大东湖湖泊生态系统的恶化,大东湖地区鸟类的觅食与栖息环境呈不断下降趋势,鸟类种类明显减少,许多有记载的珍稀候鸟均已在该地区消失。江湖连通工程实施后有利于改善大东湖水质,重构健康湖泊生态系统,水生植被、浮游生物、底栖生物和鱼类资源的种类与数量将有所增加,且有利于改善鸟类栖息、觅食环境。生态修复工程将在湖泊周边新建滨湖湿地,景观工程将结合连通渠道在渠道两侧新建休闲公园和防护林地,为鸟类营造更多的适宜生境和迁徙通道。
同时,江湖连通是维持湿地生态系统活力的基本要素。长江中下游湖泊湿地是在地质构造和气候变化背景下,由长江洪枯过程交替和水沙输移等作用下的产物,复杂的江湖关系和水系连通性创造了丰富多彩的生物栖息地及生物多样性。历史上,长江中下游湖泊湿地都在不同程度地与长江水系保持连通,也正是由于沿江湖泊的调节,使长江汛期留有低洼的地方蓄滞洪水,在枯季又向长江补水,保障了人们生产和生活安全,维持着两岸湿地的地下水位,使长江沿岸洲滩和湿地生机勃勃。
与长江急流水域比较,通江湖泊保持了缓流或者静止水体的环境,一些重要鱼类(如四大家鱼)需要在急流的长江中产卵,要到静水湖泊中育肥和成长,江湖连通为许多洄游或半洄游鱼类提供“三场一道”(索饵场、繁殖场、育肥场和回游通道),这种静与动的水环境,构成了长江中下游特有的极为丰富的湿地环境和生物系统。鄱阳湖和洞庭湖都是吞吐型湖泊湿地,都具有“洪水一片,枯水一线”的特点,枯季大片滩地及浅水区是国际重要的越冬候鸟栖息地,是全球生态系统重要的环节之一。维持水系的连通就是维护湿地“血液”的动脉畅通,使湖泊水位随长江水位而变动,使湿地水面呈现出周期性变化,变化的水面、水位、流量、流速和水温是湿地需要的水文要素,也是水生生态系统赖以生存的环境。另一方面,江湖连通加快了换水周期,改善了水质,防止了湖泊富营养化和沼泽化,保持了湖泊的活力,延长了湖泊的寿命。
4.4江湖连通对大气环境影响评价
扩大水面的面积,对于缓解热岛效应、改善气象环境、提高人体舒适度是很有意义的。实施六湖连通工程,形成环市水系,调节市区气候,将分散的水域资源集中,形成环状流动且连通的水域体系,一方面水的蒸发将带走大量热量,另一方面水的比热大于混凝土的比热,在吸收相同热量的条件下,两者升高的温度不同而形成温差,必然加大热力环流的循环速度,而在大气的循环过程中,环市水系又起到了二次降温的作用,这样就可以使城区温度不致过高,达到降低城市“热岛效应”的效果,同时也可彰显武汉市各城区的滨水特色。
江湖连通可以增大湖泊的面积,加速水分的蒸发,增大空气的湿度。空气中的粉尘可以从周围空气中吸收水分,增大粉尘的含水率,从而影响粉尘的其他物理性质,如增大黏附性,也使得粉尘容易降下来,降低空气中的粉尘量,从而可以减缓雾霾现象。
5江湖连通环境影响对策
5.1水源地选择及水质保证
水源选择主要按照水质、水量、含沙量及供水设施、自流条件、污染转移等等进行综合比较。汉阳地区江湖连通方案体系按范围及线路,可分为外连通方案和内循环方案。外连通方案主要是恢复江湖动态联系,构筑江湖生态通廊,增强湖泊水体富氧能力,改善湖泊水质\[2\]。内循环引水是促进湖泊与连通渠的水体流动,变静水为流水,为湖泊及连通渠的生物净化设施运行创造条件。由于项目具有雨洪同期的特点,考虑城市防洪要求,当汉江水位高于25.21m时,停止引汉江水。考虑城市排涝要求,雨季采用边引边排或先排后引的方式引水,受降雨影响,丰水期连续引水的时间短,为了适应这一特征,宜采用大流量、短周期的方式,快速改善湖泊水质。同时,引江纳苗的时段亦出现在丰水期,采用大流量引水将增强引江纳苗的效果。
同时,引江灌湖要进行引水时间选择及入湖沙量预测,预防泥沙大量被引入湖中,也可以防止在城区排污量较大的时间内引江入湖而导致大量污染物进入湖泊,且湖泊中的污染物也出不去,进而使湖泊富营养值升高,引发水华等现象。需要注意的是水质的富营养化是水葫芦迅速蔓延的主要因素,要想长期有效地阻止水葫芦的疯长,关键是要净化水质,防止水域富营养化,消除适宜其生长的环境因子。因此,治理水葫芦要与控制工农业废水、城市污水流入水域,控制营养物质向水系的输入,加强地表泾流的治理等综合措施结合起来,才能收到良好的效果。
城市湖泊水深一般较浅,容积有限,若无防沙措施,会造成湖泊淤积,加速湖泊萎缩,因此必须研究防沙技术措施,在引水渠开挖沉砂池。水网连通工程的防螺措施主要是修建沉螺池,运用沉降、拦截的原理,采取沉螺、阻螺相结合的方法,将引入的钉螺、螺卵全部阻拦在沉螺池内,阻止钉螺引入六湖。不同湖泊之间,以及同一湖泊的不同区域,其水体质量往往存在较大差异,因此,容易出现高污染负荷的水体流向低污染负荷水体的现象,必须调整水力调控的线路和方向,优化引水方式。
城市湖泊由于生活污水、工业废水的长期污染,导致氮、磷含量极高,且存在不同程度的重金属污染。水网连通后,由于流态的改变,可能引起湖泊底泥再悬浮,产生二次污染\[3\],所以要调整连通渠道出、入湖口门形态,减小出、入湖流速。将连通渠道出、入湖口门段设计成喇叭型,从距离渠首约100~200 m开始,逐渐加宽过水断面,以达到减少流速、减轻口门底泥扰动的目的。
注重湖泊水域周边陆地生态环境的保护和修复,尽可能保留湖泊的自然形态(包括其纵横断面),保留或恢复生物的多样性,即保留或恢复湿地。规划设计提高水体自净能力的植被种植和水生动物的放养,在充分利用当地野生生物物种的同时,慎重引进可提高水体自净能力的其它物种。应该加大对外来入侵物种的防治,尽快建立针对入侵生物的预警体系,将生物、化学、机械、人工、替代等单项技术融合起来,提高公众对外来物种的防范意识。
5.2环境管理措施
对水质进行监测,依据《地表水和污水监测技术规范》分别进行水环境现状监测和水污染源监测。相关部门对湖泊水质要安排专业定期的取样检测,主要检测的项目有物理指标、金属污染物、无机阴离子污染物、营养盐及有机污染综合指标、有机污染物、底质以及活性污泥性质检测。定期监测可以及时发现水质的异样,及时采取措施进行处理,以防严重时增大处理难度。
同时,应该结合地区截污规划,进一步完善湖泊截污系统,控制区域内的分散点源。由于市政管网收集系统覆盖率毕竟有限,而且配套管网的建设和完善也有一个较长的过程,这样就会有部分地区的污水无法进入市政管网收集系统。针对这些地区产生的水污染源,采用分散型污水处理技术,解决其对环境的污染问题。对污水处理厂尾水进行深度处理和中水回用。因地制宜控制城市面源。结合本区域的绿地规划与景观规划,因地制宜实施面源治理工程,削减湖泊区域面源污染负荷,有效保护六湖水体,推动大东湖水环境的逐步改善;同时削峰减峰,一定程度上缓解湖泊区域的防洪排渍问题。
除此之外,还应控制局部内源污染。沙湖和北湖等湖泊水体及沙湖港、罗家港等港渠由于受到城市污水的长期污染。湖(渠)底淤积严重,底泥污染积重难返。通过实施清淤工程,有效控制内源污染,为湖泊港渠生态修复创造条件。
最后要实施水网生态修复。在点源截污、面源控制的基础上,结合水网连通和引江济湖,通过人为模仿自然生态系统,并根据湖泊水体的自净能力加以改造和强化,使得该地区的水生态系统具有物种多、流通强、环境好、景观美、功能强等特点。
6结语
通过一系列的环境影响分析发现,汉阳湖泊治理不仅可以改善地区环境,而且可以根据其治理效果,使其它富营养化湖泊治理时借鉴其经验,从而总结此类湖泊治理的科学合理的方案。更重要的是,通过治理手段的优化,既节省成本又能产生经济效益,让污染物成为再生资源,使湖泊治理成为产业。最后,做好科学规划,合理布局,把引江灌湖的弊端降到最小程度,尽可能地利用湖泊自净修复功能是一种更加经济有效的方法。
参考文献:
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生态文明建设是实行新型城镇化战略的必然选择,水是其他生态稳定的基础,因此水生态文明建设与城镇化进程协调发展是建设水生态文明城市的必由之路。从生态文明的概念分析水生态文明的内涵,通过规划引导、发展方式变革、水文化培育和水文明制度建设构建了水生态文明视阈下城镇化质量的提升机制,提出基于城镇化质量提升机制的对策建议,从而建立和谐的水生态文明城镇。
关键词:
水生态文明;提升;城镇化;机制
1引言
党的十报告明确指出生态文明建设是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计,要求把生态文明建设放在突出地位,融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设的各方面和全过程。城镇化的发展也进入了新的阶段,新型城镇化的目标就是建立生态文明的宜居城镇。但由于以前我们对生态建设的认识不足,原来过于粗放的发展方式造成了我们生态发展欠账太多,一些生态环境亟待修复,新型城镇化建设遇到了很大的生态瓶颈。没有城镇化与生态文明建设的协调发展,城镇化的质量就无法得到确实提高。实际上生态文明建设是新型城镇化建设的一个重要组成部分,水生态文明建设、水资源管理建设、水文化建设、环境信息披露机制等都是属于新型城镇化中生态文明建设、资源管理建设和文化建设的一部分。相比于过去对经济效益的追求,我们现在也充分认识到生态效益的巨大作用,城镇居民也越来越要求“既要经济效益好,又要城市更美好”,那么政府的政策应该更多地反映民众的这种价值追求。研究水生态文明视阈下的质量提升机制对建立水生态文明城市,培养城市水文化具有重要意义,能够为政府的相关决策提供有益的参考借鉴。
一些学者首先对生态文明的概念和内涵进行了探析,古树忠等分析了生态文明建设的科学内涵,并提出了相关建设机制[1]。左其亭则是联系生态文明的概念重点分析了水生态文明的内涵[2]。更多的学者则是探讨了生态文明视角下的城镇化建设机制,沈清基分析了生态文明建设与新型城镇化建设的联系,指出城镇化是手段,而生态文明是目标[3]。孙继军、刘海涛,燕丽丽,王威,贾强法分别分析了重庆市、中原经济区、江西省和河南省的生态文明视阈下的城镇化建设措施,他们都认为加强城市发展规划、转变经济发展方式、培育生态文明文化、改革生态制度建设是建设生态文明城镇的有效途径[4~7]。一些学者从突破目前城镇化发展的困境,提高城镇化质量的角度做了很多研究,沈和,魏后凯、张燕就认为提高城镇化质量应该走绿色转型之路[8~9]。国务院副总理马凯专门撰文指出新型城镇化一定要转变发展方式,提高城镇化发展质量[10]。一些学者结合中国目前城镇化中的生态问题,为中国城镇化中生态的建设和发展提出了很多有益的建议,高红贵等,韩晶晶,缪细英等,王格芳结合目前的土地资源问题、水资源问题、空气污染问题等提出了发展循环经济、绿色经济,优化产业结构等建设生态文明城市的建议[11~14]。王文珂,夏文菊等以济南市为例,分析了如何建设水生态文明城市[15~16]。
2水生态文明与新型城镇化
2.1水生态文明的内涵党的十七大报告指出了建设生态文明的实质:建设以资源环境承载力为基础,以自然规律为准则,以可持续发展为目标的资源节约型、环境友好型社会。党的十则把生态文明建设提到了全局建设的高度,提出了“五位一体”的社会建设总布局,生态文明的理念越来越成为全社会的共同价值目标,经济建设可以与生态文明建设协调发展,资源节约、环境保护也能够与工业化相得益彰,新型工业化、新型城镇化也正是这一发展理念的具体体现。水生态文明是生态文明的重要组成部分,指的是在社会发展中实现水资源的可持续利用,水生态环境的自我更新,水生态系统和其他生态系统的良性循环,先进水科技的应用和和谐的水文化、制度的逐步建立。具体有以下几个方面的内涵:(1)水生态文明的核心理念仍然是人与自然的和谐相处。水是自然界生态循环的基础,是人类赖以生存的基础性物资。近年来,随着人口的快速增加和经济的快速发展,对水的需求迅猛增加。而且由于人们水资源保护观念落后,各地的水土流失和水污染问题愈演愈烈,已经严重威胁经济社会的可持续发展。水生态文明的含义已经超越了“保护、合理利用”的简单范畴,它倡导的是人与水关系的一种和谐状态,使水资源为经济社会发展提供永续支持,人类生活与自然生态和谐共生。(2)水资源节约是建设水生态文明的重要举措。目前正是我国工业化和城镇化的重要阶段,水资源作为重要的工业原料和生活必需品,可以预见在未来很长一段时间内,我们将会持续面临水资源短缺的困境。但是我们目前的粗放的工业生产方式和人们群众淡薄的水资源节约意识更是加剧了这种困境。如果我们合理利用水资源,加强水资源的分配管理,提高水资源循环利用效率,严格执行水资源节约措施,那么水资源短缺问题总体是可控的,人与水的问题并不会激化。(3)水生态保护是建设水生态文明的关键。目前我国面临的水生态严重情况是水生态环境持续恶化,重要湿地面积不断萎缩,主要湖泊、河流水体严重污染,水生态中生物种群数量大幅减少,部分重要水生态系统已经丧失自我更新能力,水生态保护迫在眉睫。只有强有力的水生态保护措施才能保住水生态文明赖以存在的基础。
2.2基于水生态文明的新型城镇化
2.2.1水生态的新型城镇化内涵新型城镇化以科学发展观为指导,坚持“以人为本”,以生态环境为基础,以资源的集约高效利用、开发新型资源为特色,以全面、协调、和谐发展和促进人的发展为宗旨,以提高、改善城镇居民的生活质量为目标,追求经济、社会、人、自然等的和谐相处,共生共荣[17]。在水生态文明的要求下,新型城镇化从与自然水生态共生共荣的角度处理人与水的关系,从城、乡生态环境一体化角度提升人居环境质量,既要达成城镇化的目标,城镇化的发展始终保持在水生态承受的阈值范围内,又要保住水生态的平衡。把水生态文明的建设融入到整体城镇化建设中,使水生态文明的建设为城镇化发展提供生态支撑,同时城镇化的其他建设促进水生态文明建设,城镇化事业取得全面进步,社会整体的水生态意识大幅进步。
2.2.2水生态文明与新型城镇化的关系首先水生态文明对新型城镇化建设具有重要的指导作用。水生态文明的理念将指导城镇化的建设与水生态保护的有机统一,指导城镇化建设的整体推进,在全局上来部署新型城镇化的建设。水生态文明指导人们更多考虑城镇建设的宜居性、环保性,关注工业发展中的水环境污染、水生态失衡问题,创造和谐的发展环境。水是人类赖以生存的基础,也是生态稳定的基础,水生态文明会孕育与其他物种和谐相处的生存观念,培养人们关注未来长期受益的发展观,使人类活动与自然生态保护相互促进。水生态文明理念也会指导人们进行绿色生活、适度消费,节能生产,集约发展,高效利用,真正改变居民的生活方式,使人人参与新型城镇化中的水生态文明建设。水生态文明蕴含着丰富的思想,很多思想观念能为城镇化中的现实难题提供实践指导。一个城镇其实也是一个生态系统,生态平衡的原理可以知道城镇发展中如何保持动态的平衡,对城镇发展中的资源不足、人口膨胀等问题,注重整体系统的平衡性。城镇中的各个主体之间都处在相互影响的环境中,城镇中的其他生物种群会对人类的生活产生巨大的影响,种群的多样性也是衡量城镇宜居度的标准之一。其次城镇化是提高人民群众生活水平,促进未来经济健康发展的工具与手段,生态文明是我们的最终目标。我们追求的新型城镇化就是要把城市建设成为生态之城、宜居之城,人与自然和谐相处。但推进城镇化建设必须注重与生态文明建设保持同步,过去的城镇化过程就是一味的追求发展速度与规模,以牺牲生态文明为代价,结果把城市建设成了毫无生气、水、空气污染严重的钢筋水泥土森林,城镇的发展失去了生态基础。生态建设与城镇化建设并不是相互独立的,生态建设也是新型城镇化建设的重要组成部分,是建设现代宜居城市、生态城市的基础。
3城镇化中面临的水生态问题及原因分析
3.1城镇化面临的水生态问题
3.1.1城镇化进程中水生态破坏严重经济社会的快速发展和人们滞后的水生态保护观念导致的水资源浪费、水环境污染、水环境生物资源无节制利用导致了严重的水生态危机。根据环境监管机构的数据,我国最大的两条河流长江和黄河有1/4的水资源已经被严重污染,甚至不能用来进行农业灌溉。水利部曾经对全国700余条河流,约10万公里河长的水资源质量进行了评价,结果是:46.5%的河长受到污染,水质只达到四、五类;10.6%的河长严重污染,水质为劣五类,水体已丧失使用价值;90%以上的城市水域污染严重。水污染正从东部向西部发展,从支流向干流延伸,从城市向农村蔓延,从地表向地下渗透,从区域向流域扩散。一些城市盲目的进行开发规划,侵占肆意毁坏湿地,破坏天然植被,水环境中的各种生物种群大量灭绝,水体丧失自我净化能力,水生态平衡遭遇了严重破坏。
3.1.2城镇化发展中水资源严重短缺随着城市人口的激增和工农业生产用水需求的巨大增加,水资源短缺的矛盾日益突出。一方面我国是世界上严重缺水的国家,据统计,全国年水资源总量约为2.8万亿m³,人均年水量不足2400m³,仅为世界人均水量的1/4,在世界排序中居121位目前全国657座城市中有400多个缺水,110个城市严重缺水[18]。再加上水资源时空分布的不均匀,大量优质水资源被污染更是加剧了这种供需矛盾。另一方面水资源短缺危机的背后是我国长期不合理的产业机构和粗放的工业生产方式。我国城镇产业结构中第三产业的发展长期落后于高耗能、高排放的第二产业,这种落后的产业结构不仅仅浪费了宝贵的水资源,而且产业严重的水体污染问题。
3.1.3水资源管理制度不完善水资源的管理、水质的监测、流域排污权的审批等都需要完善的水资源管理制度的严格执行。目前各个地方的水资源管理制度标准不一,有的严重落后于国家标准。水管理权限分散在众多部门,责任不清,相关部门管理能力低下,对相关政策制度落实贯彻不到位。此外我国供水体制落后、水费标准长期偏低造成城市供水效率低下,水资源的稀缺性没有通过价格得到合理反映,进一步造成工厂和个人节约意识不强等问题也使得供水需求矛盾重重。因此水资源管理体制的完善,科学管理制度的建立急需进行。
3.1.4城镇建设中水文化建设滞后在发达国家先进的水文化对水生态的建设发挥了非常重要的支撑作用,但我国水文化的建设已经大大滞后于经济社会的发展。目前我国仅仅在一些传统的水资源丰富的城市开展过一些水文化活动,在很多城市水文化建设甚至是空白,即使是这些开展的水文化活动也是比较简单,群众参与度不高。这种情况主要是因为我国整体的水文化建设机制还不完善,地方政府对水文化的重要性也没有给予充分的关注,水文化作用的发挥也需要一个长期的过程,普通民众普遍缺乏相关的水生态文明理念,中国水文化的建设还有很长一段路要走[19]。
3.2城镇化中水生态问题的原因分析
3.2.1过快、过多向城市聚集的人口2011年,中国城镇化率首次突破50%关口,达到51.3%,这标志着我国大陆城镇人口首次超过农村。这是中国社会结构的一个历史性变化,表明中国已经结束了以乡村型社会为主体的时代,开始进入到以城市型社会为主体的新时代。人口的过快、过多向中心城市的聚集使原有的城市水生态系统不堪重负,打破了原有的水生态平衡状态。大量人口造成的水资源消耗和污染引发了严重的生态危机。其次是人口素质不高,相当一部分居民并没有形成城市中环境保护的理念,对水资源的危机缺乏认识,一些企业为了追求短期利益,乱排、乱放现象严重,对环境保护法制观念淡薄。一些个人和团体对有限的水资源采取掠夺式的开发利用,水资源利用效率不高,甚至是浪费现象严重。
3.2.2城镇化中粗放式的发展模式目前我国大部分城镇依然采用的是传统粗放的发展模式,这在很大程度上降低了城镇化的质量,使很多城镇在经历爆发式增长后丧失了持续发展的动力。长期以来城镇发展的增长是建立在大量廉价资源的投入上,缺乏真正的核心技术,也没有建立自己的品牌,但却要承受着高排放、高污染和低效率带来的资源枯竭、生态恶化的苦果。很多城市多一些高耗能、高污染的企业仍然舍不得关停,思想观念仍停留在只追求GDP,而不顾环境代价的阶段,对工业化的理解片面,越来越多的城市正在遭遇雾霾、水污染、毒土地等危机。中国工业用水效率总体水平较低,2014年万元人民币工业产值取水量为90m3左右,约为发达国家的三至七倍;工业用水重复利用率约52%,远低于发达国家80%的水平。据统计,流经城市的河段90%受到严重污染,75%的湖泊出现了富营养化,转变经济发展方式,节水保水已经刻不容缓。
3.2.3相关政策执行不严和法律、法规不健全我国其实已经建立了针对水生态等环境保护的比较完整的法律体系,各个地方政府也针对性出台了很多法规,但由于我国环保执法力量的薄弱和环保部门执法权限的限制,环保法律基本上成了一纸空文,不但相关企业毫无畏惧,一些地方政府为了经济利益也是选择性执法,一些地方长期的水污染等现象长期得不到治理。环保部门有法无权,地方政府有法不依,环保执法权分散最终导致污染愈演愈烈。另外一个原因就是虽然国家早就建立比较完整的环保法律体系,但是对相关法律的修订都是大大落后于时展的,中国近几十年的工业发展情况已经远远超出了相关法律当初规定的情况,法律中规定的标准很多已经过时,达不到防治污染的目的。此外相当部分法律缺乏详细的执行条例,仅仅具备一定的指导作用,一些地方政府制定的法规往往根据地方利益出发,没有足够的适用性。水污染往往具有区域性,这就需要各个地方加强合作,而不能采取以邻为壑的政策,对污染源的监测和污染行为的处理都需要各地协调进行,但是目前针对这一情况还是没有建立高效的协调管理机制。
3.2.4水生态文明意识差,水生态文化建设不足水在性质上属于公共产品,而且由于我国的水资源产权不清晰,水资源统一管理机制落后,对水资源的使用很容易导致“公地悲剧”,而且水资源污染、水污染防治上也存在类似道德困境。提高公众的水生态文化意识,培养公众对生态文明建设的参与权,可以有效地配合其他生态文明的建设手段,同时可以激励人们有效利用水资源、减少水污染保护水生态环境。水生态文化建设能形成一种隐性约束和激励,在全社会形成一种节水、爱水的氛围,使城镇化的各项工作符合生态文明的要求,促进人们环保意识、水生态保护意识的觉醒,提高全社会对水生体环境保护重要性的认识,自觉保护水生态环境。
4水文明视阈下提升城镇化质量的机制及对策
4.1水文明视阈下提升城镇化质量的长效机制2013年我国的城镇化率为53.37%,处于城镇化过程中的加速发展阶段。提升城镇化过程中的内在发展质量成为实现其可持续发展的关键。过去旧有的城镇化模式造成了水资源短缺、水污染、水生态恶化等问题,城镇化的进一步发展遭遇了巨大的生态瓶颈。新型城镇化的目标就是要建立宜居、生态文明的新型城镇。水生态文明的理念不仅能够指导新型城镇化的建设,丰富新型城镇化的建设、发展理念,而且能规范人们的行为,使经济社会的发展自觉遵守水生态文明的要求,达到水美、城美、人更美。因此,有必要建立和完善相关的水生态文明下城镇化发展的长效作用机制,真正提高城镇化发展的质量,实现新型城镇化的可持续、生态和谐的发展。
4.1.1科学规划引导机制每个地区的水资源和水生态的承受能力都有一个极限值,一旦对水资源的开发过度或者地区内容纳的人口和工业超出了极限值就会破坏水生态的平衡,使城镇化的发展失去生态基础。科学合理规划就是要科学的评估地区的水资源和水生态的承受潜力,调查水资源分布情况、水环境中生物种群情况,再由此制定不同地区的发展规划、规定发展的重点产业、居民居住地分布、水资源利用的优先权,控制开发强度和开发秩序,形成各区域水资源高效利用、水生态稳定、产业发展、居民宜居、城镇化整体发展的和谐局面。规划的制定一定要站在战略全局的高度,从长远出发,依据生态文明理念的指导,充分考虑各地区的差异性和独特性,合理科学规划,功能互补,优化发展。
4.1.2产业发展方式变革机制产业的发展是城镇化发展的支撑,产业也是决定水资源使用、生产要素聚集、生态变化的决定因素,城镇化质量的提高离不开产业结构的优化、产业发展方式的进步。过去我们几十年的城镇化发展的教训启示我们原来那种粗放的发展方式是不可持续的,给城镇化发展造成了巨大的生态欠账,广大的城镇居民也是不满意生态环境的恶化,现在进行的生态修复成本甚至远远超过当初的收益,因此走新型城镇化的绿色、高效发展之路是未来城镇化道路的唯一选择。在转变发展方式上,观念的转变同新技术的采用一样重要,甚至新观念是新技术开发的先导。目前很多水资源浪费和污染事件的发生是由于错误、落后观念的影响,观念落后也会大大抑制技术创新和管理创新的步伐,绿色生产也失去了思想动力。目前我国很多产业水资源的再利用、节水管理都大有可为,水污染物的低排放、再处理排放也都大有空间。
4.1.3水生态文化培育机制当前水生态保护的困境之一就是水生态文化建设严重滞后,很多人没有培养起节约水、保护水环境的意识,一些官方举办的水文化活动缺乏文化内涵,群众参与度不高,达不到培养健康水生态文化的要求。因此一方面要加强对居民水生态文明意识的培育,使水生态文明的理念真正被他们所认可,通过他们的行动在全社会形成一种节水、爱水的氛围。另一方面政府要积极投资节水基础设施建设和水生态公共服务的提供,如公共湖泊景色建设、水文化公园管理、水生物博物馆建设等公共服务提供,更加有效的培养群众的水生态意识[20]。然后政府可以大力支持水生态文化产业的发展,在全社会普及水文化知识,通过更加有创意的宣传方式和服务,更有效率的传播水生态文化。
4.1.4水生态文明制度建设机制目前我国水生态文明制度的不完善是多方面的,首先,水资源制度的不完善。我国的水价长期偏低,根本不能反映水资源巨大的稀缺性。水资源作为一种公共产品,很多时候水资源污染问题就是由于水资源产权的不明确引起的,而且这种产权的不明确极易导致水资源使用纠纷,最后导致地区水资源的过度开发和无人保护。其次,目前的环境保护制度存在重大缺陷,环评成为了利益交换的工具,失去了该有的公正性和权威性,一些重大污染项目的违规上马屡见不鲜,地方的重大环境信息公示制度走过场,缺少实质监督,群众缺少知情权。一定要改进环评机制,提高环评的独立性和公正性,充分发挥社会舆论监督作用和保护公众的知情权,加强环境信息的及时披露。扩大信息公示的范围,提高信息的效率,建立重大环境信息公示制度和环境事件的应急处理机制。再次,水资源管理制度缺失,监管不严。目前很多地区的水资源和水生态资源都遭遇了无序开发、过度开发的困境,地方政府既没有对相关资源建立资源名录,清晰管理,也没有规定清楚管理权限,多部门交叉管理,协调不畅、职责不清。改革资源管理体制,推进水资源的一体化综合管理,综合各部门和各机构的管理力量,强化各级政府的水资源管理责任。最后,水生态建设机制和补偿机制的建立。目前政府是生态建设机制的主体,但在未来有必要引入更多社会力量参与生态建设,既发挥社会资本的活力,提高建设效率,也能发挥他们对生态建设的监督作用,减少社会不信任的成本。应该探索建立引导社会资金、民间资本投资生态建设的投资机制,引导民间资本在水污染治理、污水处理技术研发、水资源综合开发利用等领域发挥更大作用。另一方面对一些产生收益慢,但是社会效益大的行业也要建立财政资金的长期投入机制,例如水环境恢复是一个需要大量资金投入,但是经济效益比较小的领域,这项工作的成功也极大影响城镇居民的生活,所以类似的领域离不开政府长期的财政支持。目前我国的水生态补偿制度很不完善,生态补偿涉及到复杂的利益关系调整,现在的实践探索仍然比较少,没有建立生态补偿的标准体系。此外生态补偿的资金来源也是一个重要议题,应该加快制定生态补偿条例,健全生态补偿财政转移支付制度,争取早日建立全面的生态补偿机制。
4.2基于城镇化质量提升机制的对策建议
4.2.1政府加强与水生态专业研究机构的合作科学测定本地区各地的水资源开发承受程度,摸清水生态的生物资源环境情况,结合地区的产业发展情况和未来发展目标制定科学、合理的生态发展规划,指导新型城镇化的各项工作。根据不同产业的技术特点和本地区行业的发展程度,汲取行业专家和水行业专家意见,制定区域相关行业的水资源节约规划、水利用率提高规划,科学指导产业的节水、用水行为,也为相关技术研发、相关节水技术企业提供政策借鉴资料。城镇建设的规划制定必须着眼于长远发展,以水资源的保护和地区的和谐发展为前提,以建设生态宜居城市为目标,注重对全局建设的指导和规划,更加考虑社会效益和生态效益。同时对于水资源的管理、水环境的保护、水生态的补偿和建设、水文化的培育都应该做出政策性的指导。
4.2.2积极引进新技术,培育水生态文化多方合作对一些高耗能、高污染的产业一方面要积极引进新的技术进行技术改造,另一方面要坚决淘汰落后、重复产能。同时加大对服务业和战略性新兴产业的投入,优化地区产业结构,培育未来绿色增长产业。同时要结合地区的特色,在水生态理念的指导下,培育特色产业集群,促进产业链向更高级延伸,发展地区产业支撑,激发地区的经济活力。培育水生态文化政府可以与社区、居委会配合宣传,利用人们的环境危机意识,引导人们参与宣传活动,鼓励人们在日常生活中践行节水活动、水资源保护活动,曝光水污染行为,使水生态理念真正融入每个人的心里。加大水生态公园、环湖绿地的建设,使城镇居民可以近距离感受优美水生态的益处,在实际感受中培养对水生态的追求。加快发展生态文化产业特别是群众性的、公益性的水生态文化产业,创新和丰富文化传播形式。
4.2.3全面改革、创新水生态文明制度建设加快水资源价格改革,以反映水资源的稀缺性、市场的供求关系、环境污染的代价;加快水资源的产权制度改革,建立排污权、生态收益权交易机制,厘清责任和边界,建立产权清晰、交易流畅的水资源产权制度;建立公正、权威的环评体制,确保环评信息的独立有效,能切实保护城镇居民的生态权利。政府应该保障环评机构的独立性,尽量少干预环评机构的环评工作,尊重环评工作的科学性和公正性;政府及时公布生态环境信息,建立环境信息定期披露机制,信息公示监督机制,重大环境事件及时通报制度。政府要注重引入民间和社会监督力量,利用最新的信息公示平台,确保普通大众的知情权和生态保护的参与权;针对流域性或者大地区水资源利用的实际情况,建立各地区的水资源管理协调机制,共同建立统一的水资源管理平台,协调各方利益和诉求,共同开发和保护水资源。
【关键词】小流域;综合治理;问题;措施
一.小流域综合治理存在的问题
1、管理体制不完善,缺乏有效的管理措施。小流域综合整治涉及河流保护与管理的部门很多,流域内水土资源、森林资源、植物与生物资源等均属不同部门管理,部门间缺乏有效的协调机制。现行管理体制未能有效利用经济手段,形成一系列激励水土资源优化配置、节约用水、节约用地和生态环境保护的政策措施,从而导致水土资源的有效利用程度不高、水土流失严重、河流环境的质和量持续恶化。
2、规划滞后,缺乏对小流域治理的有效指导。小流域保护与管理基本停留在水污染控制和水利工程的管理,许多小流域缺乏系统的规划工作,治理项目的前期工作薄弱,治理目标和任务不明确,同时随着经济发展和人口增加,河流沿岸的城镇规模日益扩大,重要粮食生产基地的生产能力将进一步提高,都对防洪保安提出越来越高的要求,已有前期工作不能满足河流治理和管理的需要,难以有效指导近期河流的治理和保护。
3、治理标准低,大部分小流域抗御自然灾害能力很弱。河道治理多偏于防洪功能,而其它功能被严重忽视。以往采用单一治理措施建设了一些临时防洪工程,工程标准低,年久失修,防洪问题突出,许多小流域的重要河段仍处于未设防的自然状态。
4、缺乏投资渠道、投入不足。小流域治理缺乏投资机制和渠道,治理资金不足。近年来,群众投劳农田水利投入机制和组织方式发生很大变化,对河流的治理(河道清淤和堤防加固等)日趋减少,水利专业技术力量薄弱,高水平的水利技术队伍严重不足。
二、加强小流域综合整治的措施
随着人们对水资源环境要求不断提高,河流生态建设的意识逐步增强,有必要进一步改善传统的小流域治理措施,探讨新的治理模式。依据国家生态治理的政策方针,结合我国小流域综合治理的实际,提出“规划――整治――监测――评价”一体化模式的治理维护理念,具体实施措施如下:
1、因地制宜确定治理方式.治理方式的确定是小流域治理难度最大的,从过去已经实施的项目可以看出,小流域的治理很多都以防洪建设为主。小流域具有数量大和分布广以及形势复杂的特点,它的治理是一个庞大的工程,国家的财力也不能够像治理大江大河那样的标准治理,从经济和技术这方面出发来考虑治理问题也不是那么合理。因此,我们可以根据小流域的特点以及经济状况,因地制宜,采取不同的措施来治理小流域,完善防护体系。
2、统一规划明确治理目标。河流与周围的动物、植物及微生物组成了生机盎然的河流生态系统,河流是河流廊道生态系统的动脉。河流整治不应孤立地处理河道里的水体,而要综合考虑恢复整个河流的生态系统,制定全局规划方案。由于我国小流域众多、河流差异大,洪涝灾害程度不同,各地要根据当地河流治理的实际情况,结合已有的相关规划,合理确定规划的重点范围。
3、改革水利设施管理制度。全面实施水利设施经营管理制度改革,对小型水利设施经营管理全部实行业主责任制,实现小型水利设施所有权和经营权分离,为农民的生产、生活提供全方位的水利服务。中型及其以上水利工程,要充分利用市场在资源配置中的基础作用,大力发展供水、水产养殖、水利旅游等产业。按照建立现代企业制度的要求,实行以资本为纽带,逐步建立起有利于水利资本经营的市场机制,使各种水利资源得到有效利用。
4、流域水质污染源控制。民众的生活污水、工业废水污水、生活和生产垃圾、农业生产中农药化肥的使用都是对河流污染的主要原因,必须有效控制污染源,建立完善的污水管网体系,阻隔污染来源,防止水土流失。
5、防治洪涝灾害。做好水土保持,这是根治河流水患的重要环节,主要措施是植树造林、种牧草、修梯田、挖蓄水坑和蓄水塘等。增加防洪投入,提高防洪工程标准,修筑堤围,做好防治屏障。在江河的上游和各河流汇集的地方兴修水库,拦蓄洪水,调节河流夏涝冬枯的变化。
6、河流生态修复。水生生物区岸坡设计时,要尽可能地创造孔隙,为水生生物的繁衍、栖息、觅食以及活动等提供必要的场所。河流平面形态设计时尽量要保持原河道的自然弯曲,宜宽则宽,宜窄则窄,因势导流,恢复自然河态。营造多样水域空间,后撤堤线,清除底泥,改良急流浅滩、深潭、湿地等多样水环境,为多种水生物提供生存空间。
7、营造生态自然景观遵循以人为本的宗旨,结合景观学建设绿色廊道,与植被、村镇绿化带、田园作物交错融合,形成立体生态群落,并在合适的地方建立湿地公园,滨江公园、文化主题公园等,形成河道的生态文化廊道。小流域治理过程中积累了大量水文数据,为了实现实时监测水情、综合评价治理情况,进一步促进水资源可持续利用,有必要创新技术,构建小流域检测与评价体系。
8、建立小流域检测体系。结合现代科技,采用GIS、RS等先进的监测手段,对河流进行空间尺度上的多指标监测,建立水文、水质、水生态指标等信息的数据库,及时更新,全面快速高效的掌握河流信息,应对河流突发事件。
9、建立小流域信息档案系统与健康综合评估体系。建立小流域信息档案系统,以积累资料,形成较为系统的历史数据库,为管理决策者提供科学有效的依据。河流环境健康状况评价可描述和反映任一时段内河流的整体状况和健康水平,获取河流健康状况的综合评价。同时河流健康的各个分指标,包括水质参数、生物指标、河岸带状况等可以反映河流该部分的健康情况,从而剖析河流生态系统存在的问题。
结束语
当前国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、防洪控制性枢纽和蓄滞洪区工程为主的防洪体系框架,主要江河防洪抗旱能力显著提高,但小流域治理总体滞后,基础设施薄弱,难以全面系统治理,治理方式落后,治理标准不高,防洪能力弱,未能从根本上防治较大河洪灾害。小流域治理存在的突出问题,对我国城乡,尤其是县城、重要集镇和粮食生产基地的防洪安全构成了严重威胁,也影响城乡广大地区生态环境的改善。为了有效保护人民群众生命和财产安全,实现区域经济可持续发展,进一步加强小流域整治工作势在必行。
参考文献:
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[3]宋庆辉,杨志峰.对我国城市河流综合管理的思考.水科学进展,2002.
1.1城市垃圾生物处理技术
固体废弃物的处理方法有很多种,例如堆肥、填埋、焚烧、发电等,垃圾堆肥是利用垃圾中原有的微生物进行自然发酵,这种方法的处理时间比较长,并且处理量比较小;垃圾填埋需要花费很长的时间,并且还会占用大量的土地,同时填埋的垃圾还有可能污染地下水源;而垃圾焚烧会产生大量的废气,引起二次污染,同时还有可能引起火灾隐患;因此,较好的垃圾处理方法是垃圾发电。随着科技的不断发展,新的城市垃圾生物处理技术逐渐被研发出来,这只给技术是先经过筛选,将可以回收的资源进行回收,然后加入具有特定功能的微生物进行厌氧发酵或者好氧发酵,并收集发酵过程中产生的沼气。充分发酵后的垃圾能当做肥料,用于农业生产中,这种处理方法的处理量,能自动控制发酵过程,并且发酵形成的肥料质量可以得到保证。
1.2污水生物处理技术
污水的处理方法也可以分为化学法、物理法、生物法三种,目前,在进行污水处理时,经常会使用生物法或者生物法与其他方法相结合的形式进行污水处理。根据污水处理系统中微生物的状况可以将生物法分成生物膜法、活性污泥法、悬浮细胞法等几种情况,其中活性污泥法在城市污水处理中应用最广泛;而生物膜法的效率是最好的,在一些特殊行业的废水处理中比较常见。
2微生物对环境修复的作用
2.1生物修复
对于污染严重的环境,是不能利用垃圾处理或者废水处理的方法进行修复的,近年来,环境治理的专业人士研究出一种能治理大面积环境污染的技术,也就是生物修复技术。生物修复技术也可以称为生态恢复技术,这种技术是利用处理系统中的微生物的代谢活动,将污染现场的污染物浓度降低、转化、降解,将这些污染物转化为无害化物质或者元素,生物修复技术可以分为环境条件修饰和讲解污染物两种情况,目前,生物修复技术主要用于农田农药污染和石油污染中。
2.2生物杀虫剂
在进行农业生产时,采用化学农药很容易形成污染物富集的现象,而采用生物农药则能有效地避免这种现象出现。目前,生产运用最多的生物农药是由苏云金芽孢杆菌生产的BT生物杀虫剂,这种杀虫剂中含有有毒蛋白质,昆虫吞食后会中毒死亡,同时这种杀虫剂的主体是苏云金芽孢杆菌,不会对环境产生危害。BT生物杀虫剂是一种高效、安全的生物杀虫剂,能有效地防治农作物害虫,同时还能杀灭蚊虫,因此,在进行农业生产时,可以采用生物杀虫剂,从而有效地缓解环境污染的现象,促进环境修复。
3总结