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关键词:探究 人工 生态 浮床 技术 水环境 修复 应用进展
一、人工生态浮床技术的相关介绍
1、人工浮床技术的概念
人工浮床技术又称作人工浮岛技术、无土栽培浮床等技术,是一种利用高分子材料作为基质,利用水生植物生长中对氮、磷等营养元素吸收和植物根部对悬浮物吸附的特点配合无土的栽培技术对水资源中的重金属和有机污染物进行搬离,从而达到改善水质、抑制水体水生植物的作用,从而营造正常健康的生态环境,实现可持续发展。
2、人工浮床的作用
除了基本的净水作用外,人工生态浮床技术还有其他的辅助作用。首先,人工生态浮床技术可以利用植物生长过程中产生的分泌物来抑制藻类植物生长;其次,水生植物通过光合作用产生赖以生存的氧气,并通过根本传到水中,将氧气释放与水体中,避免了水中鱼类等生物的死亡,修复水体物质平衡,达到了防臭防灭的目的;然后,水生植物个头较大,覆盖于水面上可以挡住阳光,抑制了藻类植物的光合作用,使得藻类生物萎缩甚至死亡;最后,因为人工生态浮床技术使得水生植物根部产生的营养促进了鱼类等生物的繁殖,一定的程度上稳定了水利生态平衡,强化了水资源的自净能力。
二、人工生态浮床技术在水环境修复中的分类
人工生态浮床技术通过使用环境分为干式浮床和湿式浮床。干式浮床是一种利用植物在浮床生长不接触治理的水面景观栽培技术,对于水体并没有任何净化作用;湿式浮床可以与水面接触,能对水体产生净化作用,从而被广泛使用。湿式浮床因为其材料又被分为现为强化塑料湿式浮床、混凝土湿式浮床、不锈钢架发泡聚苯乙烯湿式浮床、盐化乙烯合成树脂湿式浮床、特殊发泡聚苯乙烯加特殊合成树脂湿式浮床等多种有框性湿式浮床和叶子钱纤维编制而成无框湿式浮床。
人工生态浮床技术通过使用时间分为传统浮床式人工和组合式人工浮床。对于传统的人工生态浮床,主要是由浮床整体框架、固定装置、水生植物构成,利用重力型、杆定型、锚定型三种固定方法对浮床进行水下固定。水生植物是传统人工生态浮床技术中最重要的部分,可以很有效的出去水体中的氮、磷等元素,很好的做到了对水质的净化。对于组合式人工生态浮床,是传统人工生态浮床的进步,是利用植物原有的基础上加基质或者在填料上加滤食性动物的净水技术。在人工浮床上加基质,可以为微生物提供良好生长环境,使得各种有利净水的微生物大量繁殖,从而达到净水的目的。
三、人工生态浮床技术在水环境修复中的应用实例
1、富营养化景观水体修复技术
在我国,上海市在借鉴北京市经验的基础上,在淀山湖千塌浦入湖河口进行富营养化景观水体修复技术的试验工程,以美人蕉、再力花等6中水生植物为试验,试验总面积达到1.8万平方米。经过一年的试验,很好验证了浮床植物去除水体元素的能力,提高了水体的透明程度。
北京地处我国北方,气候相对干燥,某些水生植物不利用生长,美人蕉的培育解决了了富营养化景观水体修复技术过去只考虑除去废除元素而忽略了水体透明度的单一问题,不仅可以改善水体的富营养化,还可以使得水质透明干净,同时,在试验中加入了其他水生植物,使得水生生物的使用范围更广更专一,提高水质除污的针对性,对富营养化景观水体修复技术在人工生态浮床技术在水环境修复中的应用进行验证。
2、污染河道治理技术
在人工生态浮床技术在水环境修复中的应用的污染河道治理案例中,上海市宝山区的汇丰河城郊黑臭河道治理具有很好的代表性。海市宝山区的汇丰河全长1.7千米,平均水深1.6米,工程实施的浮床面积达到了5271平方米,占河道纵面积的25.7%。在治理中,以美人蕉、香根草等四种植物为主要水生植物材料,经7个多月的治理,海市宝山区的汇丰河的黑臭现象基本去除,水体富营养化也得到了很好的改善。
上海地处我国东南部,气候湿润,适宜多种水生植物的生长,但是因为城市经济发展的限制,对净水能力的要求也很高。在上海河道培育美人蕉等四种植物的培育验证净水能力的高低,还可以看到人工生态浮床技术已经不满足于景观水体小型环境中,被运用到更为普遍的河流治理当中。在河流的治理中,案例成功的解决了水生植物在流动水体上移动、净化不均匀的问题,还充分利用水体自净的能力和植物对水体腐烂生物的吸取成功的解决了水体异味颜色浑浊的问题,并在水生植物根部产生大量营养元素,促进了鱼类的再生成功的使得河道的生态循环走上正轨。
3、养殖鱼塘水体修复技术
对于养殖产生的废水,研究的学者针对这一问题尝试了人工生态浮床技术来对废水进行修复,提出了养殖和修复同时进行的理念。在治理中,在江苏洪泽的鱼塘中利用浮床种植蕹菜,解决水体问题的同时产量达到了将近7kg/平方米。
江苏洪泽地处我国东南岸,水产行业发达,养殖鱼塘水体修复技术随着水产行业逐渐走入生产生活中,利用水生植物不仅减少了鱼塘中相关元素的含量,好极大的促进了水体的净化和物质循环,提高了鱼类的成活率,也加大了鱼类、藻类等对水体的应用,达到了双赢的目的。随着现在人们对鱼类在餐饮和养殖观赏等方面的大量需求,养殖鱼塘的产业也得到了广泛的重视,养殖鱼塘水体修复技术的使用,不仅可以节约水体修复资金,减少水源在换取过程中的浪费,还利用水体废物进行再造,净化水体的同时进行养殖,实现效率最大化。
4、养猪场废水处理技术
东莞市某猪场使用人工生态浮床技术对养猪场的氧化塘水体进行修复,经过一个多月的试验,美人蕉等水生植物大量繁殖,使得氮、磷等元素的去除率高达90%,很好的对养猪场的氧化塘水体进行修复,达到了预期的目的。
根据上述案例可知,将家畜产生的大量含养物质和排泄物在排放前进行处理,减轻了因为地表径流或者亚表面流污染地下水和土壤的问题,还解决了富营养化水体带来的生物厌氧反应,减少了有害气体和生物霉排出,保护了畜牧业周围的生产环境,提高了氧化塘的利用效益。
5、机场地表径流处理技术
机场在冬天很容易使用除冰剂对地面进行处理,但是在使用后除冰剂的主要物质-乙二醇会流入地表。为了缓解这一现象,机场开始在内部建设普遍使用芦苇浮床系统来对污水进行处理。
根据上述案例可知,芦苇水生植物的使用不仅改善了水体条件,除去因为除冰剂对土壤的侵蚀和破坏的元素,还利用芦苇体型高大、外观好看的特点来增加了美观的效果,不仅成功的将机场的水质进行净化处理,还节约了美化机场的景观费用,很好的成为了人工生态浮床技术在水环境修复中的成功应用实例。
四、结语和展望
为了解决我国水体破坏的现象,人工浮床技术的发展备受重视,成为目前国内外治理水环境最有效、最经济、最可持续的技术之一,在水资源日益紧张的今天,人工生态浮床技术在水环境修复一定会被用到更多的生产、生活当中,在技术层面上也会根据国家的支持和人才的集聚使得人工生态浮床技术更为先进和完善,从而解决环境问题,造福人类。
参考文献
[1]黄文丹. 探究人工生态浮床技术在水环境修复中的应用进展[J]四川环境.2015年
[2]钟建红.城市河流水环境修复与水质改善技术研究[J].西安建筑科技大学.2007年
关键词:水土保持;生态自然修复;生态文明建设
近年来,由于我国城市建设速度越来越快,以及工业发展取得空前进步,对我国生态环境水土保持造成一定影响,使得我国生态自然修复以及生态文明建设不能达到理想效果,进而影响我国工业和城市建设的长远发展。为此,我们必须要根据实际情况,采取措施来将水土保持的重要理念推入落实到人们心中,进而做好生态文明建设,以加强我国经济的长远稳定发展。
1生态自然修复的基本意义
生态自然修复就是当某区域的生态环境在经过破坏或者退化后,进行自主恢复的过程,其主要作用就是实现生态环境的良性循环,进而建立一个和谐文明的生态环境。通常情况下来说,生态修复是指相关部门采取各种生态工程技术等,针对生态环境中所出现的问题采取一系列的措施来改善生态环境的破坏,其目的是对生态环境或生态系统进行重新调整、优化,使其与外部信息和能量进行相互融合,进而促进生态环境恢复到原始状态。此外。随着各国专业人士对生态环境的研究发现,生态环境修复主要是从生态恢复、生态重建、生态修复以及生态改良等方面来实现的,这几方面虽然是针对不同问题来对生态环境进行改良的,但是其含义基本上是一样的,都是围绕着对生态环境的“恢复和发展”来进行的,使得已受到损坏的生态环境能够进行系统的修复,并且达到持续利用和发展。
2采用水土保持生态修复的相关措施
2.1注重利用生态环境自我修复能力。在水土保持生态修复中,主要以自然恢复为主,即我们应该利用大自然的力量,遵循自然的循环规律等,使生态环境能够实现最大程度上的自我修复。此外,相关人员还应该注意掌握生态环境中各种生物与生态因子之间的关系,以及自然界的演替规律、物种之间的竞争与存亡等问题,这些都属于自然所拥有的基本属性,我们只有尽可能将其掌握到位,并对其加以运用,才能使生态环境得到很好地恢复。2.2注重因地制宜式的生态修复。我国是一个土地面积非常辽阔的大国,存在着多种多样的地区特征,并且不同的地区还有着不同的气候、环境等,如降水量、森林面积等特征,这些因素对我国生态环境的自我恢复造成不同程度上的影响,并且各种地区生态环境的修复过程也是有许多的不同之处。因此,我们不能从单一地区生态环境成功恢复的案例来对其他方面进行控制和治理,我们应该根据不同地区生态环境的实际情况进行分析,针对不同的生态问题采取不同的措施,进而保证生态环境能够最大程度上进行自我修复。2.3加强农村生态环境修复工作。在我国很多偏远的农村地区,存在着植被面积小、水土流失严重等问题,但由于这些农村大多是地广人稀、经济不发达等一些偏远地区,所以常常缺乏一些有效的治理,影响了我国生态文明的建设。因此,我们必须认真重视起来农村生态文明建设,尤其针对农村的水土流失问题,相关工作人员应积极对当地生态环境进行考察和研究,进而采取一些有效措施,如因地制定一些生态移民或者生态修复方案,从而更加科学地治理、恢复和建设农村生态环境。此外,还要注意对农村生态环境的格局进行科学严谨的划分,建立系统的生态治理格局,以防止后期生态修复工作产生在在破坏现象,从而促进我国生态修复的长远发展。
3促进生态文明建设的有效措施
3.1加强和完善人们的生态保护理念。通常情况下,我国水土流失主要是受到人为和自然两方面影响而产生的。自然因素一般不可避免,我们只能采取措施加以防范,但是人为方面却是可以得到有效的改变的,这对生态文明的建设是十分重要的。究其原因,近年来产生一系列的人为破坏问题主要是由于人们心中缺乏加强生态保护的意识,他们认识不到生态环境被破坏将会产生什么样的影响,对其后果的严重性没有深刻的认识,因此,常常在监督较为宽松的地区,由于各种利益等因素,而对生态环境造成大量的破坏,这对我国生态文明建设是非常不利的。所以,我们必须要加大力度对人们的思想观念进行教育,以此来促进生态保护观念深入落实到人们心中,让人们懂得保护生态环境的重要意义,能够在无人监督的情况下,自觉进行监督和管理,不做那些伤害环境、破坏环境的事情,进而促进我国生态文明建设。3.2加强先进科学技术的引用。为使得我国生态环境能够得到更好地保护和恢复,我们除了采取相关措施来促进生态环境进行自我恢复外,还要注意引进一些先进的科学技术来促进我国生态文明的建设。由于近年来我国科技的发展非常迅猛,并且取得优异的成就,尤其是那些比较高端的科学技术,对我国生态环境的恢复将是十分重要的。相关研究人员在对水土流失的治理中,要注意将科研成果的真正价值体现出来,同时也要注意以生态环境建设的实际情况来采取相关的技术,进而保证生态环境建设能够更加绿色化。此外,相关部门之间也要注意加强科学技术之间的相互交流,从而建立全面系统的水土保持监测体系,从而保证我国生态文明建设工作的有效开展。
4结语
总之,加强水土保持生态自然修复和生态文明的建设对我国经济的可持续发展是非常重要的,但是当前我国在生态修复与生态文明建设中,仍然存在着许多问题,阻碍着我国生态文明建设的步伐,因此,我们需要根据当前实际情况,从加大环境保护宣传、加强技术引进等各方面,来对生态环境进行治理,进而促进我国生态文明建设。
作者:苏江 宁何 单位:昆明龙慧工程设计咨询有限公司
参考文献
[1]崔腾娴.水土保持生态自然修复方式与运用实践研究[J].农业科技与信息,2017(6):33-34.
1.化学法[2](1)化学絮凝处理。利用化学药剂去除水体污染物以达到改善水质,但易对生态系统造成二次污染,一般作为临时应急措施使用。(2)化学灭藻处理。开营养盐的积累会使水中的藻类大量繁殖,致使许多水下的植物无法进行光合作用,释放氧气,使水变成黑臭,投加化学灭藻剂杀死藻类。但长期使用藻类易产生抗药性,易对环境造成二次污染。
2.微生物法利用微生物降解水体中的有机物,吸收和转化污染物质成为无污染或微污染的物质,起到水质净化的作用。但微生物的繁殖快,每一次繁殖都可能一些变异品种,导致微生物净化作用下降,而且很难控制其净化效果,同时微生物的分解物可能带来二次污染。
3.水生态修复法主要是恢复动植物等生物的多样性,利用其生命活动,对水体中污染物进行吸收、转化及降解,从而净化水体,重建并恢复水体中的生态系统。由于该技术效果好、成本相对较低、运行维护方便等优点。同时不易形成二次污染,还可以与景观改善相结合,因此已成为湖泊环境的主要发展方向。运用物理法、化学法以及微生物法来改善湖泊水体,在技术方法都有其局限性,或存在不可持续性,易造成二次污染,或成本高等问题,不能从根本上解决水体富营养化带来的一系列环境问题。因此,水生态修复法是湖泊环境治理领域最有价值和最具生命力的技术。
二、基于生态修复的湖泊环境治理技术
在调研分析湖泊生态系统退化、结构不合理等原因的基础上,通过实施包括基础条件建设工程(水位调控、湖盆物理形状改造和底质改善)、高等水生植被构建工程、食物网构建工程与清水态生态系统优化与稳定工程等水生态修复工程措施,调整和优化生态系统结构,修复水生态系统,有效提升水质,构建“清水态”生态系统。
1.水位调控为了改善底质,需排干湖水。生态修复初期,若降雨不能满足工程需要,需启用自来水作为备用水源,按生态修复初期平均水深控制在0.6~0.8m,后根据植物的生长状况和降雨量控制湖泊的水位在适宜的范围内。
2.湖盆物理形状改造通过实施湖盆物理形状改造,将现有平坦的湖盆表面改造为若干个直径不一、深浅不同的锅底状表面,同时布设多条纵横交错深浅不一的沟道,构造与自然沉积环境相似的湖盆形状,以满足不同生态位的水生动植物生长需要,通过构造多种生境,为高等植物群落组成多样性乃至生态系统生物多样性的恢复打下基础。
3.底质改善运用“高效抑氮磷复合基质配比技术”,将湖泊重污染底泥进行质地改良,经机械处理使底泥具有良好的通气保水性能;然后投加微生物降解底质中过量的有机物成分,同时配以适量的铁、铝、钙盐,既能使底质具有较高的养分有效性,以保证植物生长,又能通过上述几种金属盐固定底泥中的营养物质,抑制底泥中营养过量释放造成水体富营养化;并结合现场环境状况制作成几种人工基质,并在上面种上植物,筛选出适合本地使用的高效抑氮磷释放的复合基质配比方案,为湖泊大型水生植物生态系统的构建提供良好的底质保证。
4.高等水生植被构建以沉水植被恢复为主,沉水植物生长在水面以下,对抑制湖泊沉积物再悬浮、降低水体营养盐浓度、提高水体透明度、改善湖泊水质和景观效果意义重大,是维持湖泊清水态的主要调控因素。
5.食物链构建工程食物链构建是决定水生态修复成功与否的关键,不合理的食物链结构可能导致水生态系统不稳定,水环境重新变得恶劣。清水态食物链结构构建主要包括鱼类、浮游动物、浮游植物、细菌等构件的重建与优化。在湖泊生态修复初期,通过放养鳜鱼、乌鳢和大口鲶等肉食性鱼类,通过捕食其它鱼类调节湖泊生态系统中鱼类多样性和种群密度,降低草食性、杂食性和掘食性鱼类对沉水植被恢复的影响。底栖动物主要放养蚌和螺等,蚌等放养在水较深、底质软的区域,螺接近岸带浅水处。
6.清水态生态系统优化与稳定对水生态系统进行持续监测,据此在优化水生高等植物种类、食物链结构的同时,建立鱼类平衡、鱼类-沉水植物平衡、鱼类-底栖生物平衡、滤食功能群-浮游植物平衡等,最终建立稳定的良性湖泊生态系统。
三、案例分析
1.工程概况内沙湖(东经114°18′30″-114°18′39″,北纬30°33′51″-30°34′01″)位于武汉市中心城区,因粤汉铁路(今武昌到黄石线路)的修建由沙湖分割而成,面积约5.67万m2,最大水深近3m。目前实现截污,水源靠降雨补给,湖泊水环境恶化程度严重,常年水质为Ⅴ类,间或Ⅳ类,呈黄浊态,透明度不到30cm,远远不能满足该湖功能区划的要求。对内沙湖开展了生态调查。调查结果表明,内沙湖主要生态问题是外来污染对生态系统破坏严重,是典型的恶性生态系统:缺乏沉水植物、底栖动物群落退化严重,大型浮游动物密度低、食物链短,生态系统结构简单,营养盐循环速率高,沉积物-水耦合作用剧烈,整个水生态系统自净能力低[3]。
关键词 生态航道;航道建设;生态航道整治
中图分类号U6 文献标识码A 文章编号2095―6363(2017)03―0020―01
在我国经济迅猛发展的当今社会,生态环境的保护也同样重要。在实施航道整治的过程中,施工对水域生态及环境的影响是不容忽视的。如今我们推行全面生态文明建设,就更应该关注生态航道建设。青山绿水和金山银山一样重要,虽然社会财富不断增加,但我们生存的环境受到了严重的污染。如今,人们对环境的认识越来越清晰,绿色经济也是社会的一种发展趋势,因此研究内河生态航道也是顺应社会的发展。
1内河生态航道建设的内涵与意义
内河生态航道建设是把具有通航功能的传统航道与自然河流生态系统统一在一起的新型水利建设模式,着重发挥河流系统的整体功能,使其不但具有便捷、高效、安全、畅通的基础水运功能,还有平衡和谐的生态环境系统。内河生态航道建设将人类文明与自然环境相结合,实现互利共赢的局面,且能持续绿色发展。
另一方面,党的十将生态环境建设纳入国家发展的战略布局中,内河生态航道建设的提出响应了国家的发展战略,其恰到好处地在水运经济的发展与航道建设及生态环境保护之间找到了平衡点。
2内河生态航道建设发展措施
2.1生态航道整治关键技术
朱泖河生态航道整治关键技术有生态护岸、生态护底、生态坝体和生态施工等关键技术,笔者在下文中对其依次介绍。
生B航道护岸是指在满足通航功能的条件下,使得土体与水、生物与水、土体与生物之间相互滋养,从而符合生物成长及其生物群落的要求,又能够防止水流及船行波对岸坡的冲刷。航道生态护岸包括生态护坡及生态护脚两部分,航道生态护坡的关键技术是利用生态结构进行护坡;而航道生态护脚的关键技术是研究透空性结构在护脚处的效果以及实际应用。
生态航道护底的关键技术包含顺坝、鱼骨坝、丁坝生态护底技术和潜锁坝护底技术,此类技术能够降低能耗,也可为鱼群提供休息的地方。
生态航道坝体的关键技术是研究鱼巢式、可拆卸式及透空型坝体的结构形式及水沙特性,及其在生态方面的效应。
生态航道建设施工中驱赶的水生生物主要是鱼类,而驱赶鱼类的主要技术是声波驱赶施工区的保护鱼类,测试用于鱼类合适的声波,尽量减少声波对鱼类的伤害;利用灯光驱赶对灯光敏感的鱼类;驱赶鱼类的其他方法。
此外,应借鉴国外在生态航道建设技术方面的成功措施,如重建植被、修复人工湿地、恢复缓冲带、降低河道边坡、修复水边湿地、修复池塘等均可应用于航道建设中。
2.2生态航道环保疏浚与生态炸礁关键技术
生态航道疏浚是指除去水中的不良底泥,使疏浚后的基底能够为之后的生物修复创造环境前提。航道疏浚包括3个环节,分别是挖掘、运输及处理疏浚土,而怎样减少挖泥的二次污染,安全、高效、经济地处理疏浚土是生态航道环保疏浚的核心内容。生态疏浚法是实现生态航道环保疏浚的途径之一,其中施工过程的控制及处理疏浚土是实现生态疏浚的关键。
生态炸礁会对原生态航道产生影响,需在项目前期进行环境评估,有针对性地确定施工控制范围及距离。生态炸礁的方案设计及质量检验标准较为关键,需要对炸礁的地点进行详细的探测后再制定方案,与此同时,需要做好安全防护措施,加强施工管理。
2.3生态航道节能减排关键技术
在内河生态航道的建设中,积极研究使用新材料、新工艺、新产品、新技术等,并建立新的体制,可以在很大程度上降低内河生态航道建设期和运营时的资源利用对生态环境的影响。
基于生态要求,航道生产要节约能源、开发新型能源并减少污染物排放。风能、水能是生态航道生产中取之不竭的能源。要有计划地组织开展节能减排宣传教育活动,积极宣传节能减排方针、政策、法律、法规、标准和节能减排知识,弘扬节能减排先进典型,教育项目部及施工班组转变观念,增强节能减排意识。
船舶减排技术有节能减排及船舶污水减排等。船舶排污控制技术需要解决的问题是生活垃圾的处理与生活污水排放问题。对于船舶上的生活垃圾可以进行人工管理,收集在一起,不可乱扔于河道;对于生活污水的排放,有污水处理条件最好,若无此条件,可将放置进行沉淀,最大化的减少污染。
2.4生态航道支撑保障系统关键技术
朱泖河生态航道工程建立了完善的工程环境管理体系,对已经实施了生态航道建设的河段采取系统化、标准化管理措施,保证航道安全有效的运行。生态航道保障系统解决了3个问题:生态建筑物的维护及管理、环保疏浚的实施与管理、工程船及施工船的节能减排管理等。
3具体案例应用
在此以朱泖河航道标准化建设工程为例分析,建设该生态航道是为了确保朱泖河航道畅通、平安、高效、绿色发展。生态航道建设主要重点是生态设计及营造、施工、运行和生态航道支撑保障系统,应予先行。对于朱柳河船舶上的生活垃圾我们会进行人工管理,收集在一起,上岸时集中处理;对于生活污水的排放,在大型船舶上都装有污水处理设备,用来处理污水。生态航道的辅助部分包括文化建设、景观建设及节能减排,节能减排是关键性问题,它贯穿航道施工及运行的全过程中。此工程的管理体系完善,按照环境管理目标来实现本工程的环境保护目标;同时,根据有关环境管理文件严格把关工程施工环境;项目部由项目经理、综合办公室、其他各部门形成立体的环境管理体系。项目经理起到领导作用;综合办公室作为体系的核心,参与全过程管理;其余部门做到“一岗双责”;生态建设指标体系及评价标准对生态航道建设起到积极的促进作用,这些技术都是朱泖河生态航道建设关键部分,达到这些技术指标就保证了航道建设及运行合格。
关键词:转型期;环境污染侵权;恢复原状;变革研究
中图分类号:D912.6 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2017)03-0188-02
环境污染是生态环境恶化的具体因素,随着社会环境意识的提升,环境污染所带来的污染成本,不仅加剧了环境治理难度,也给社会发展带来负向影响。据统计,环境污染所带来的经济损失约占整个GDP的10%,尤其是工业企业污染所占比重更大。在我国环境保护相关法律法规中,除《固体废物污染环境防治法》第85条提及“恢复环境原状”外,其他法律尚无对环境污染侵权案件的适用条款说明。在我国《民法通则》第134条、《侵权责任法》第15条中,对于传统民法中的损害赔偿方法,有恢复原状和金钱赔偿两种途径。反观当前环境污染侵权责任的界定,有学者提出向《侵权责任法》并轨的建议,但对于环境污染损害与救济途径,缺乏适用性。如重金属环境污染,其损害结果具有多种形式,而对于恢复原状的责任承担,则无法适用。
一、环境污染侵权与恢复原状的法学关系
从法学研究中来看,对于“恢复原状”与“金钱赔偿”,虽然两者都是一种损害的赔偿途径,但其价值与定位存在差异性。“恢复原状”是基于对被损害者的利益,旨在提供对被损害者权利或法益完整性的保障;而“金钱赔偿”则是从价值利益时尚来补偿被损害者的权利或法益[1]。从传统民法视角来看,恢复原状与金钱赔偿是相互排斥的,当恢复原状足以救济受害者损失的,则不予金钱赔偿;反之,则为了实现补偿功能,以金钱赔偿方式来保障受害者权益。可见,在环境污染侵权场合下,恢复原状更具有权益维护、功能恢复、全面补偿的特性。
(一)有助于维护受害者的利益完整性
恢复原状是传统民法中最符合损害赔偿目的的方式,如同损害事故未曾发生一样,而非对受害者的财产利益的等价赔偿。恢复原状在法学解释中,不仅包括对物质利益的保护,还包括对精神利益及其他主观利益的保护。在《侵权责任法》中,对于侵权损害,需要课以损害赔偿义务来填补损害结果,并让受害者恢复到没有损害的状态(原状)。所以,恢复原状具有保障受害者完整利益的功能,而等价金钱赔偿仅代表宏观上的财产损害。在环境污染侵权中,既表现出对生态环境的损害,又表现出对受害者健康权、财产权的损害。因此,从保障受害者利益完整性上,将“恢复原状”运用到环境污染侵权中,更能够彰显完全赔偿功能。
(二)有助于确保受害者权利的继续
从恢复原状的外在表现来看,实现了对物的功能、状态、使用价值的维系,便于确保被侵害者权利的继续。在德国法典里,将“完整利益”称为保持利益。以被损害的汽车为例,通过修复可以使汽车的使用价值得以延续,如果该汽车承载了特定的情感,其所负载的特定主观价值也实现了维持,这与等价值的金钱赔偿相比是无法实现的。同样,在环境污染侵权案件中,恢复原状不仅发挥了承担责任的方式,也实现了对被损害者权利的继续功能。如停止侵害、排除妨害、消除危险等责任承担方式被认定为预防性责任承担方式,虽未实现损害赔偿法上的恢复原状,但却是实现受害者完整利益保护的重要责任方式。以某重金属污染案件为例,由于重金属污染所带来的土地污染经济赔偿,只能补偿现实中的经济损害,但对于农民及子孙来说,金钱赔偿无法实现对土地承包经营权的维护,而因土地污染所带来的脱贫、致病等问题,则无法给予保护。另外,对于土壤污染后的修复与治理成本更高。
(三)有助于实现对生态环境的保护
环境污染侵权的危害是巨大的,尤其是对生态环境的破坏更甚。同样以重金属土地污染为例,由于重金属本身具有一定毒性、生物累积性、持久性、远距离迁移性等特征,使得重金属污染物具有“致癌、致畸、致突变”等危害,对人类身体健康及周围生态环境带来严重影响。因此,面对因环境污染带来的侵权救济案件,不能仅停留在当前的人身及财产损害方面,还要兼顾未来可能的不特定人群、财产和生态危害。当前,在《固体废物环境污染防治法》第85条及《海洋环境保护法》第90条中,有提及对生态损害赔偿的条款,新修正的《环境保护法》第64条也提及对“破坏生态”的侵权责任的追究,这些都体现了对环境污染侵权所带来的完整利益的保护。
二、当前环境污染侵权中恢复原状面临的适用困境
(一)恢复原状在保护私权损害中遭遇可行性论证难题
从法学损害赔偿中恢复原状的适用条件来看,一是有原物存在,而对于原物不存在则只能转化为损害赔偿责任或其他形式;二是原物损害具有可恢复性,即可以通过技术性修复来保障恢复原状;三是恢复原状具有经济性,即恢复成本不能巨大或不具有可操作性[2]。可见,由于环境污染损害案件中对“恢复原状”的适用性存在现实,如缺乏恢复原状的参考标准,特别是一些重金属污染案件,本身对环境的污染具有不可逆转性,恢复原状几无可能。再者,对于可恢复性难以认定,如一些重金属污染可能带来的化学、物理、生物变化等,其直接危害、间接危害涉及范围较广,且难以评定。还有对环境污染中的“恢复原状”不具有经济性。如美国、日本、欧洲等国家,将重金属污染的治理成本放于最高位,其恢复原状的代价是高昂的。
(二)恢复原状难以对环境损害提供合理救济
从《侵权责任法》第65条中“环境污染所造成的损害”解释来看,一是包括人身上的伤害、死亡、财产损失等;二是环境上的损害,即环境私权、公权侵害。由于在学界Α八鸷Α钡慕缍还不统一,一些观点将“环境污染所带来的损害”行为界定为人身损害和财产损失;而从《侵权责任法》来看,环境污染侵权主要是由污染物对大气、土壤、水体等环境要素超出其自净能力,使得人身、财产损害的行为[3]。因此,从立法层面来看,对于环境污染侵权损害的救济,尽管新修订的法典也提及了“破坏生态环境的侵权责任”,但对于环境损害赔偿及救济体系还不完善。如最高法指导性文件及新修订的《民事诉讼法》第55条,提到了对“环境污染损害生态环境”可以提起公益诉讼,但在侵权责任及保护环境利益救济渠道上存在缺位,使得恢复原状陷入难有作为的尴尬。
(三)恢复原状被环境污染修复责任所取代
保护环境,维护生态,近年来城市化进程的加快,对一些老旧重污染企业的关停、外迁所留下的污染场地越来越多。由于企业污染物排放而导致的法学上的“污染场地”,其对人类健康及环境修复都带来严重危害。2014年环保部出台《污染场地术语》《污染场地风险评估技术导则》《污染场地土壤修复技术导则》等文件,逐渐加大对污染场地的调查、风险评估和监测。但在污染场地恢复治理上,对于恢复原状责任方式,往往被环境修复责任所取代,特别是一些企业因歇业、倒闭、关停、破产等无责任承担者,使得国家负有公众利益保护的职责。
三、恢复原状适用环境污染侵权的变革建议
(一)分类构建环境污染侵权责任及恢复原状标准
从环境污染所带来的损害不可逆转性来看,在应对环境污染侵权责任问题上,结合污染物对环境的危害及威胁程度来制定不同的恢复原状标准体系。强调对私益损害的保护,在明确人身及财产损害的同时,还要明确对土壤、水体等环境有害污染物的清除标准,如《土壤环境质量标准》《地下水质量标准》等,对于无法彻底清除的,需要修订各类污染物质量控制标准,来进一步保障人身、环境安全。如借鉴德国、英国、日本基于风险各类的污染场地管理办法,来实现对被污染场地的修复目标,促进其可持续修复。
(二)引入恢复原状技术可行性分析
从环境污染案例中面对“恢复原状”的技术可行问题,如某重金属污染在技术上不具有可行性,则给周围生态环境、人类健康、生物多样性带来危害。对现行法学框架下“生态破坏侵权”责任方式进行完善,当面对无法修复障碍时,以最佳可得技术来进行可供选择。比如在环境围绕修复技术上,常采用组合修复技术,如螯合剂――植物修复技术、基因工程、微生物修复技术等,来降低和减少环境污染。当然,在协同最佳可得技术制度建设上,一方面借助于环境损害评估机制来进行可行性论证,另一方面通过司法裁决方式来确保环境修复方案的可行性。
(三)制定恢复原状经济合理性的例外规则
考虑到环境污染所带来的危害多样性、严重性,多数国家的立法、司法中对生态损害的恢复责任实行例外规则制定。如德国法典中将“环境责任”纳入《环境责任法》;意大利民法典第349号法律第18条专门明确了“环境损害赔偿规定”;美国超级基金法明确了“严格、连带、具有溯及力”的法律责任,对污染场地的修复责任可溯及、无限、连带责任,企业股东或管理者应该承担支付修复费的责任。2014年我国《全国土壤污染状况调查公报》中显示,全国土地总污染超标率达到16%,主要污染物有镉、镍、铜、砷、铅等。对于“污染者负担责任原则”,当污染者灭失或主体消失时,国家成为履行治理责任的最终承担者。因此,应该考虑到恢复原状的例外规则。
(四)保持环境修复责任的独立性
从环境污染侵权表现上,一方面是环境污染侵权导致第三方人身、财产权益受到损害;另一方面是环境损害,对周围土壤、大气、水体等环境带来结构性、功能性破坏损害;再者是企业在经营中带来的污染场地问题。对于不同环境污染侵权的“恢复原状”,其环境修复责任应该适用不同的损害。从立法上明确环境污染侵权责任及污染者修复责任的性质,界定清环境治理中的公权、私权、公法责任、私法责任界限,才是推进生态保护的基本法律要求。
参考文献:
[1] 王志轩.明晰责任 完善制度――《环境保护法》修改刍议[J].环境保护,2013,(16):65-68.
摘要:阐述采用生态修复技术治理污染水体的机理及其运用需应注意事项。
关键词:生态修复;食藻虫;水生植物群;水生态良性循环
中图分类号:S718 文献标识码:B随着我国经济的快速发展,湖泊、河涌及水库等水体的污染也日益严重,大量含氮、磷肥料的生产和使用,食品加工、畜产品加工等造成的工业废水和大量城市生活废水,使水中富含氮、磷等植物营养物质。有了充足的养料保证,藻类,特别是蓝藻(主要是铜绿微囊藻)泛滥成灾,严重污染水质。蓝藻细胞外面被一层厚厚的多糖类物质所包围,这些藻胶和多糖类物质几乎不能被任何高等动物的消化酶所分解,国内外许多工程案例都尝试采用高等动物包括鱼类治理蓝藻污染,均未获得理想的结果,蓝藻几乎成了食物链和生物链的盲端。由于蓝藻的爆发,会造成湖内缺氧,沉水植物不能进行光合作用,导致沉水植物灭种,各种水生物缺氧而无法存活,整个水生态系统失衡,藻类成为水体中的主导物种,最终导致水体变绿变黑。
本文介绍完全采用生态修复技术治理污染的水体
一、采用生态修复技术治理污染的水体机理:
1 采用食藻虫处理控制藻类
食藻虫是一种经长期改良驯化的可控制藻类污染的低等甲壳浮游物。
食藻虫能够大量摄取蓝绿藻、腐屑、悬浮物与有害菌类,同时,其本身又是鱼虾蟹贝等水生物所喜爱的食物。这样,处于食物链盲端的蓝绿藻转化成为水产品的途径被有效地打通了,从而使水体的藻类污染得以根治。蓝藻适宜生长在弱碱性的水环境中,经驯化的食藻虫所产生的排泄物具备弱酸性,可有效降低水体的PH值,使蓝藻的生长受到抑制。食藻虫消除藻类后,水体透明度大大提高,有益于其它水生物的生长,同时,由于食藻虫的生物特性,可将微生物等带动在水体中的分布和生长,为沉水植物生长创造条件。食藻虫引导的沉水植被生态修复技术对水体净化效果的稳定性好(见图1)。
2 建立水生植物群,恢复物种多样性:
在水体中种植沉水植被、挺水植物、浮叶植物群落,并通过沉水植被的光合作用把大量的溶解氧带入底泥,使淤泥中的氧化还原电位升高,促进底栖生物及微生物的繁衍,进一步促进水体生态系统恢复多样化。
(1)挺水植物:主要靠根系吸收部分淤泥中的营养物质,光合所需碳源来自空气中的二氧化碳,产生氧气直接排入大气。
(2)浮叶植物:从根系和浮叶背面吸收水体和淤泥中营养物质,但碳源也主要来自大气,产生具备净化力的氧气通过浮叶大部分进入大气;对上层水体有 一定净化力。
(3)沉水植物:根系和整个叶面直接吸收水体和淤泥中营养物质,所需碳源直接从水体中吸收,产生的氧气直接对自下而上对整个水体产生巨大的净化力。 综上所述,恢复沉水植物――“水下森林和水下草皮”,是水域生态恢复自净能力的最优化模式。
目前使用较多的边坡驳岸挺水植物、浮叶植物湿地净化法――这种方法从水域立体造景上意义重大,但从城市景观水体净化意义上来分析,有较大偏差。不同水生植物水质净化作用与自身代谢(二次富营养)百分比:(敞开于屋顶的试验,包括空气污染),(见表1)。
在水体中种植沉水植被,如轮藻群落、篦子眼子菜群落、苦草群落、海菜花群落等,使水体产生制氧功能,水体中的有机物被氧化成无机盐而加速结晶下沉。沉水植物根系将有效吸收底泥养分,使底泥中有机物被矿化,形成表面的矿化层覆盖下部淤泥层,减少有机物进入水体,沉水植被替代蓝绿藻进行水下光合作用,释放出大量的溶解氧,吸收掉水中过多的氮、磷等富营化物质,能形成水域生态“水下森林”和“水下草皮”自净功能, 也能进一步抑制蓝绿藻。沉水植被恢复后,底泥氧化还原电位升高,有利于水生昆虫和水生底栖生物的大量滋生,在沉水植被共生作用下,“水下森林”和“水下草皮”形成底泥营养物质的封存和生态链自净(物质能量的逐步吸收转化)。食藻虫引导沉水植物进行生态修复有利于水体维持高透明度。
3 建立水生动物群,进一步恢复物种多样性:
在水体中投放优选、养殖的水生动物:如鱼、虾、本地螺、贝等水生物,促进水体的微循环,为其它水生物的生长创造更佳条件。水体及底泥中的营养被沉水植物吸收,当植物生长过快时,可以适当收割。同时水体中的鱼虾及螺、贝等水生动物能食用部分植物及食藻虫,当鱼类等过度生长时,可以适当捕捞,从而形成水体养分向水生动植物的转移。通过收获有机水产品把水体水中的氮、磷等富营养物质从水体中转移上岸,彻底降低水体水中的富营养化程度。
4 完整建立健康的水生态良性循环系统
(1)从已有的研究结果看,水生植物可以显著提高富营养水体的水质,对氮、磷污染也有明显的净化作用。同时水生植物能抑制浮游植物的生长,从而降低藻类的现存量。因此,恢复以水生植物为主的水域生态系统是净化水质的合理有效措施和保障生态系统良性循环的重要措施(2)。水体彻底消除水体富营养状态,能使修复后的水体具备了自净功能,一般少量污水(每日排入不超过5%修复水体总量)可以通过水体生态系统所具备的净化功能自净。沉水植物和水生动物成为水中的主导物种,藻类不再有生存空间,水体可以保持长期清洁(见图2)。
二、采用生态修复技术治理污染的水体的优点
1 全生态的水质净化技术体系,不使用任何化学药剂净化水质,不使用诸如杀藻制剂、杀草剂等,无任何生物的或者化学的二次污染;水质主要富营养指标在生态系统稳定后达到国家地表水三类标准,洁净的水体大大减少蚊蝇滋生,提升环境的舒适度。
2 不需要建设水体的净化设备用房(即不需要水域以外的占地)。
3 符合打造节能低碳社会的建设理念水质能持久保持地表水三类标准,终年不需换水,水体本身具有自净功能。修复完毕后,日常使用中不需采用任何电力设备来维持,水生植物本身可以吸收二氧化碳并产生氧气,实现“负碳”。
4 由于水生植被能够固化水底淤泥,吸收底泥中的养分,将底泥中富营养成分彻底转化成水生植物纤维素,所以无需清除水底淤泥,也不需排干水体。
5 景观优美:水底布满水草,鱼虾嬉戏其中,恢复自然优美水景,透明度可以达到2米,水质清澈,水下景观充满生机。
6 效果持久:水体修复后经过合理维护,目前最早完成的项目已长达6年多,仍然保持良好状态。
7 维护简便:运用“食藻虫”治理水体富营养化污染,依靠生态系统食物链关系,形成生态系统良性循环。生态系统建立后,景观得以构建和保持,后期只要加以适当维护,调整物种种类和数量,维持自净的生态,效果即可长期保持。
三、采用此技术治理污染水体的适用范围及应注意事项
1 仅适合相对封闭的水体,一般补充水量不宜超过总体水量的5%,且水质为一级排放标准的A类。如果总水体量很大,可以适当的加大补水量。
2 水体面积的适合范围不宜小于1000平方米,因为水体总容量太小,建立起来的水生态平衡抗冲击能力较弱,且投资成本较高。
3 对水深的要求,水深宜为为0.8~3米之间,最小水深不得小于0.5米。对于我国的南端如三亚,水深不得小于1米,因三亚的气温常年较高,避免水草热死;我国的北端如长春,水深是冰冻深度加上水草要求的生存水深度。因此各地的气候条件也决定了水深要求也也不同。
4 由于我国地缘辽阔,南北气温相差大,相对应的水草习性也有不同。例如在北方的水沉草就需冬眠,当水结冰后,冰下水温一般在2~3℃左右,冰层融化后,水草又可从冬眠状态苏醒;而南方的水草需选用需耐水草。因此根据不同的气候及水质条件,应选择不同的水草种群进行搭配,同时对投放食藻虫的时间和数量都需根据实际情况进行设计调配。
5 整个水生态系统的生命周期,理论上可达到数十年,有待项目运行验证,现目前已运行的水域仅为6年(北京圆明园―凤麟洲64000 水深:0.8-2m 竣工时间:2008年)。
6 比传统污水处理方法一次性投资高,建立一套完整水生态体系,所需费用约250元/ m2,但其后期维护费用较低。
7 应注重水生态体系的维护及保养,对于连续水域,一般10000平方米需配置一名专业的水域保管员。
广州麓湖公园(聚芳园)
施工面积:1300完工时间:2011年5月效果保持至今(见图3-图5,表2)。
结语
在全球气候变化的背景下,“低碳经济”、“低碳技术”日益受到世界各国的关注,所以在条件许可的情况下,应积极广泛的采用生态修复技术治理污染水体。
参考文献
关键词:水生蔬菜;治理;水体污染
中图分类号:X52
文献标识码:C
文章编号:1005-569X(2010)06-0091-03
1 引言
水是生命之源,目前我国大多数水体受到了严重污染,其污染主要是由于富营养化、重金属含量超标及农药残留含量超标等。据报道,我国富营养化和超富营养化湖泊占总量的66%和22%[1] 。我国污染水域主要以有机污染为主,90%以上是因水体中N、P过高引起的[2]。
对受到污染的水体进行修复难度大且成本高,我国投入了910亿元治理“三江三河”,但成效不大,就是一个很好的例证。
利用植物治理或修复富营养化水体方面的工作已开展多年,治污效果较为明显,但由于许多水生植物不能产生直接的经济效益、易产生二次污染以及管理维护难等原因而未形成一套完整的集成技术,难以实现可持续发展和直接推广应用。
大江大河水体的污染是由于其支流的污染物流入后引起的,如果消除了支流的污染物,使其流入大江大河的水是洁净的,可从源头上控制大江大河水体的污染。控制支流的污染物必需有农民的参与才能实现可持续发展。而农民也只有在其中取得经济效益才会参与到这项工作中来。种植水生蔬菜既让农民受益,又能消除了支流的污染物,是一举两得的事。
我国水生蔬菜包括莲藕、菱白、慈姑、水芹、菱角、荸荠、芡实、蒲菜、莼菜、豆瓣菜、水芋和水蕹菜,共计12个种类,除豆瓣菜起源于欧洲地中海沿岸外,都属于我国原产,是我国的特色蔬菜[3]。1973年,在浙江省余姚县发现的“河姆渡文化遗址” 中发现了莲、菱、香蒲等水生植物的花粉化石,经测定,距今已有7000年的历史。在古代民间食用蔬菜种类中就有了莲、莼菜、芋、香蒲、荸荠、香菱等的记载。
科学研究表明,水生蔬菜具有营养丰富、美味可口、美容养颜、防病治病、强身健体、美化环境、排污能力强等特点,深受广大消费者喜爱。我国水生蔬菜已有2500多年的栽培历史。据调查统计,我国的水生蔬菜种植面积已超过1000万亩,产值超过300亿元,是世界上水生蔬菜种植面积和产量最大的地区。水生蔬菜也是我国出口创汇具有竞争优势的农产品之一,需要得到高度重视和更大的发展。
2 利用水生蔬菜治理水体污染的案例分析
(1)文辉等在富营养化水体中,利用人工基质无土栽培水生经济植物净化水质。结果表明:在5月~10月间,水蕹菜对TN、TP的去除率分别为81.32 %和71.34%;在11月~3月间,水芹菜对TN、TP的去除率分别为82 .77%和94 .77%。经重金属检测分析,水蕹菜和水芹菜茎叶部分的Cu、Cd、Pb和Zn含量均处于可食用范围内。结合现场试验结果,轮种上述两种经济植物,具有显著的环境效益和经济效益[4]。
(2)王旭明研究表明,水蕹菜对污水中的N、P、COD均有明显的去除效果,分别87.36%,76.4%,50.6%。水蕹菜生长迅速,产量高,一般在7.5万kg/hm2左右,经济效益可观[5]。
(3)余俊任等以凤眼莲、水蕹菜和生菜作为供试植物对经过稀释后的厌氧发酵水做后续处理,考察3种植物对污水的耐污性及净化能力。试验表明:在170~230mg/L梯度下3种植物均表现出了良好的生长能力及高降解率。水蕹菜对污水总磷降解率达91%,对污水氨氮降解率达98%;生菜对污水CODcr降解率达到64%。在400~450mg/L梯度下,凤眼莲逐步枯萎直至死亡,而水蕹菜及生菜生长良好,表现出了较强的耐污能力。水蕹菜对污水总磷降解率达95%,对污水氨氮降解率达99%;生菜对污水CODcr降解率达到80%[6]。
(4)王其超研究表明,在低浓度或高浓度的SO2污染环境中,莲藕的生长发育无影响[7]。
(5)皮宇等研究发现,水芹在10℃左右时对含银废水具有良好的净化效能;水芹对离子态银的净化富集能力大于对络合银的净化富集能力[8]。同时探索了冬季低温净化水体。
(6)孙湘宁等通过对有明显污染地区的莲藕进行多次分析表明,对所测定的六种金属元素Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd,都能被莲藕吸收和富集,富集的规律是藕节大于节间。在有明显污染区域,藕节和藕间对Pb的富集分别达到104%、85%,对Cd的富集分别达到460.8%,-23%。莲藕具有一定的耐污染和抗污染的生理功能,在城郊排污水面,种植莲藕对环境是有增益效果的。若在有毒金属Pb、Cd严重的水面种植莲藕,仅能发挥其环境效益,其藕不可食用,应引起注意[9]。
3 污染水体的生态恢复技术
污染水体的生态恢复技术是一种通过水体生态系统中各种生物群落的综合作用而去除其中污染物的技术,该技术不需要大量投资,且生态恢复基地建立后,还可适用于其他类似污染水体的治理。因此,该技术受到了社会的欢迎[10]。
污染水体生态工程治理的主要技术类型有――植物修复技术、动物修复技术和微生物修复技术[10]。如能将三种类型有机的结合起来,发挥其综合环境效益,将达到理想效果。
3.1 生态浮床技术概念
20世纪80年代以来,为改善污染水体的水质,同时减少传统的物理方法、化学方法处理(如底泥疏浚、机械捞藻、化学杀藻等)所带来的投资大、操作难、产生二次污染等问题,生态浮床技术被越来越多地应用于营养化水体的修复研究中[11]。
生态浮床技术是一项水环境治理和生态修复兼顾的实用技术。其内涵是运用无土栽培技术原理,以高分子材料为载体和基质,采用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土栽培种植技术。采用该技术可将原来只能在陆地种植的草本陆生物种种植到自然水域水面,并能取得与陆地种植相仿甚至更高的收获量与景观效果。该技术治理水环境与生态修复的原理是:通过植物在生长过程中对水体中N、P等植物必需元素的吸收利用,及其根系和浮床基质等对水中悬浮物的吸附作用,富集水体中的有害物质,与此同时,植物根系释出大量能降解有机物的分泌物,从而加速有机污染物的分解,随着部分水质指标的改善,尤其是DO的大幅度增加,为好氧微生物的大量繁殖创造了条件,通过微生物对有机污染物、营养物的进一步分解,使水质得到进一步改善,最终通过收获植物体的形式,将N、P等营养物质以及吸附积累在植物体内和根系表面的污染物搬离水体,使水体中的污染物大幅度减少,水质得到改善,从而为高等水生生物的生存、繁衍创造生态环境条件,为最终修复水生态系统提供可能。生态浮床技术具有造价低、供试植物和载体材料来源广,结构组装方便,刚柔兼备,较好抗风浪能力,载体可移动拼装等特点[2],提倡推广应用。 3.2 水生植物滤床技术应用
秦雁芳采用的水生植物滤床是借鉴日本的一项技术,是一种新型无基质型人工湿地系统,主要靠水培植物的根系吸收、吸附过滤及共生生物的降解作用对水质进行净化,主要用于净化富营养化自然水体。研究了水生植物滤床系统净化太湖入湖河水, 结果表明:冬季水芹床、黑麦草床能有效去除TN、TP及高锰酸盐指数;夏季空心菜床对污染有净化效果,八月份去除率最高;营养物质浓度对水质净化效果有很大影响,是造成冬季去除率高于夏季的主要原因。茭白、睡莲床对污染的净化效果高于冬夏两季接茬时空心菜、水芹菜床;夏季对空心菜床系统中生物链进行扩展,放养大型底栖动物螺蛳、泥鳅,系统污染净化效果有所提高,其中螺蛳床效果最好。对水生植物滤床系统进行经济效益分析,合计水生植物收益、底泥、植物残留物堆肥技术制成的成品有机肥及水产品的收入,水生植物滤床的净效益可观[12]。
4 利用水生蔬菜治理水体污染的建议
(1)实践证明,利用水生蔬菜治理水体污染是可行的,各级政府应高度重视,在科学研究、政策和投入上进行扶持。
(2)农民应成为应用水生蔬菜治理水体污染的主体和受益者,只有让广大农民积极参与到这项功在千秋、利在当代的事业中去,污染水体的生态恢复才能富有成效。
(3)要科学决策,在了解受污染水体的生物状况、水质和底质状况后,选择适宜在该条件下生长的生物种类,将整个需要治理的污染水体纳入区域规划、发展管理方案中,进行总体设计和考虑,并大力开展生物产品的综合开发利用[10]。
(4)要对收获的水生蔬菜进行全面检测,确保其安全性,对广大消费者负责。
参考文献:
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[9] 孙湘宁,施克俭,袁俊华.莲藕对金属污染物的吸收与富集[J].水生生物学报,1987(3):282~283.
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[12] 秦雁芳.水生植物滤床净化太湖入湖河水的研究[D].南京:东南大学,2006.
Suggestion on Remediation of Contaminated Water by Aquatic Vegetable
He Jianjun1,2,3,4, Chen Xueling1,2,3, Guan Jian1,2,3, Zhou Ming1,2,3, Wang Jun1,2,3, Gao Hong1,2,3,
Shi Defang1,2,3, Hu Zhongli4,5, Zhou Mingquan4,5
(1.Agricultural Products Processing Subcenter of Hubei Agricultural Science & Technology
Innovation Center, Wuhan 430064; 2.Research Institute of Agricultural Products Processing and
Nuclear-Agricultural Technology, Hubei Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430064;
3. National R&D Center for Edible Fungi Processing, Wuhan 430064; 4.Hubei Engineering
Research Center of Lotus Root, Wuhan 430072;5.Department of Biology, Wuhan University, 430072)
【关键词】生态建设;道路改造;景观设计;案例分析
0前言
城市滨河道路的空间景观设计,一直是近年来的热点。城市滨河道路是指现代城市范围内水域与陆地相接的一定范围内的道路,由于有自然景观的优势,道路沿岸为城市提供了良好的景观空间。
1、案例分析―以丰收路一期为例
1.1丰收路一期现状
南闸街位于处江阴南郊,地处美丽富饶的太湖平原,南闸街道是一个生态宜居的花园。
南闸街道丰收路现状:
(1)丰收路南侧,滨河绿带,宽16-18 M,长420M,面积7140M2;
(2)道路路缘绿化退化,泥土;
(3)道路入口节点无景可观;
滨海绿化“脏、乱、差”,设施残破,环境恶劣,多处地段已成垃圾场。
1.2丰收路一期设计目标
设计的总体目标为:安全性、协调性、服务性、生态性;沿用丰收路东段的整体思路,并根据现状在原有的基础上进行改革。设计特色为:一条人行路贯穿绿化带中,原有的绿化灌木得到保留,整体采用流线型与直线型相结合的模式,营造出一种和谐之美。在设计中,注重两岸的水系景观,保持视线通透,同时注重活动场地的私密性与安全性;活动场地设置小组团以观花、芳香植物为主。品种主要为:黄山栾树、乌桕、桂花、杨梅、山茶、樱花、紫薇、垂丝海棠、红叶李、碧桃、红枫、梅花等。为了与原有风格相匹配,建议使用塑木栏杆,塑木栏杆可以与自然融为一体,它具有木材的自然外观、质感,比木材尺寸稳定性好;免维护、使用时间长。
1.3丰收路一期设计的独特点
(1)平面布局:设计根据周边道路和用地情况,以草坪为基调,春夏秋开花的宿根花卉和整形灌木为主调,形成开阔的视觉空间。同时,结合小乔木和树姿优美的大乔木树木组合,有规律的变化,点缀在开阔的视觉中,形成标识性的、富有含义的景观视觉点。通过景观视觉点的交替组合,形成丰富的层次变化,减少因道路枯燥乏味的景观,造成视觉疲劳的现象。
(2)里面布局:沿边界外侧种植大乔木中间为小乔木和花灌木,前景为草坪和宿根花卉。
(3)空间布局:根据植被开花和变叶时间和色彩特点,精心配置植物,做到三季有花、四季有绿。其中,春季开花为景观主调,秋季变叶为景观主调,冬季有绿为景观主调。
2、案例分析―以丰收路二期为例
1.1存在问题与解决措施
丰收路二期滨河绿化景观位于丰收路一期东侧,总面积约为5000 M2 。存在的主要问题与解决措施主要有一下几点:
水质:河道浑浊,水质变差,严重影响周边环境。原有河道绿化工程已经被废弃;建议梳理河道,清理垃圾,提升水质,修复河道绿化。
景墙:原有景墙设计复杂,与现有环境不符,在整个滨河绿带中比较突兀;建议直接拆除。
广场:现有广场地面、墙面的面层破损严重且修复困难;建议改造重建。
亲水平台:分布散、面积小,存在安全隐患;建议拆除整合。
张拉膜广场:广场面积较大,地砖破损严重,难以修复;建议更换广场面层,张拉膜清晰修复。
景石:景石数量不够,可再利用,增加景观效果,丰富层次效果。
廊架:原有廊架缺少沟通园路,体量较小;建议重新设计。
绿化:现状杂草丛生,树木枯萎,垃圾堆砌;建议重新设计,整理地形,植树中华。
庭院灯:种类较多且损坏严重;建议沿用一期庭院灯。
1.2丰收路二期设计目标
丰收路的滨河景观在逐步发展,二期的目标就是将滨河景观带继续延伸,并根据道路现状在原有基础上有所创新提升,营造出一种生态美、视觉美、心境美的画面,为生态宜居的南闸添上灿烂的一笔。
1.3丰收路二期设计的独特点
依然延续一期景观的铺地风格,园路以荷兰砖为主,广场充分运用花岗岩的色彩、肌理,设计丰富的形态图案,统一于对比相结合,产生明快的韵律感。不同材质的块石,道路质感的对比,给行人鲜明的节奏感。在区域划分上,主要分为绿荫休闲区、活动健身区、悠然自乐区三大区域模块,迎合了不同群众的需求。
3、从丰收路改造分析景观区域功能划分
3.1有关功能分区的定义:
滨江景观带功能分区,就是将各功能部分的特性与其他部分的关系进行更加深入细致、合理有效的布局。对于功能分区,往往是依据动静、公共与私密、开放与封闭三个原则来进行分区。换句话说,就是利用大的景观环境条件,去完整的了解其环境范围内对于人产生的相互作用的特定区域,这也是人和环境协调的一个焦点。由此,滨河景观的功能分区是充满无尽的生动性与灵活性,还存在无尽的不确定因素也。功能的分区意味着人和环境的一个契合性的焦点,它还是一个景观组成中重要的设计环节。
3.2现代滨河景观设计功能分区存在的问题:
在经济快速发展下,人们的社物质生活和精神文明生活得到逐步的提高,对于环境的要求也在逐步的提高,对于滨河景观越来越受到人们的 关注,不过有些滨河景观的改造是在盲目的状态和片面的视觉效应下进行的,未考虑周边环境的适应性和适用对象的选择性。即使有的找到了适用对象,但是还是缺乏功能划分的认识,功能多样性没有得到体现;对于使用对象上,也没有认真的分清各个年龄阶段层次的不同需求;对于活动区域内来说,难以分辨高层次与普通使用、高科技与普通设施上的运用。最后造成了景点与景点的脱节,与人的活动行为不一致,景观不协调,造成最后的整个景观的不合理性。
3.3以“人”的角度分析滨河景观功能分区:
人们生活在大自然之中,城市的居住者是景观的观赏者,基于滨河景观用人的理性角度进行功能合理的分区,作为一个完美的设计人员,目的就是给城市居民创造一个休闲、游玩的场所,在设计过程中间,我们必须要合理的利用功能分区的动静、公私、开闭原则进行切合实际的对景区进行分区,将人与环境的尺度与比例调节到最佳的状态,利用小空间将将滨河景观划分,这样就可以让景观出现一种大众的、客观的性质,而且又不失压抑与混沌。所以,滨河景观的触发角度就是使用者,也就是从人的角度去划分功能区域的。
5、结论
城市滨河区域越来越多的成为城市公共活动空间。在这样的大环境趋势下,城市滨河空间的建设和利用对于城市的再生将起到重要的作用,这样的景观再生不是单纯的重建,而是在不同城市的不同历史和文化背景下展开的,根植于独具特色的地域文化是设计的重要前提。在尊重文化的基础上,设计还必须适应现代社会的生活方式,强调以人为本的人性化设计,让设计回归本源,回归自然。
参考文献:
[1]刘滨谊.城市滨水区景观规划设计[M].南京:东南大学出版社,2006.02
Abstract: Exploiting of the coal mine has caused a serious ecological environmental damage in the coal mining area, the land is reducing, the living environment is in danger and the development of the economy is being hindered, so it is necessary and urgent for us to rebuild the ecological security system of coal mining area, program the structure and layout of mining area and spread ecological consciousness of environmental protection. With the analysis of diversified development of the ecological design of landscape, combining with the characteristics of the area of coal mining collapse in Dahuang Mountain, this paper wants to explore diversified landscape ecological design methods in the function, form, experience and so on in order to play a part in sustainable development.
关键词:多元;景观生态;采煤塌陷地
Key words: diversity;landscape ecology;the collapse land
中图分类号:TU984.1 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)30-0221-03
0 引言
我国煤矿数量达8万多个,分布在1349个县镇,煤炭资源丰富,所以资源消耗以煤为主,这使我国成为世界煤炭消费和出口大国,煤炭开采带来经济利益的同时,给自然环境造成了严重破坏,产生大面积采煤塌陷区,破坏区域景观生态环境,但是这些采煤废弃地现存大量煤炭开采的遗迹和遗址,具有丰富的人文景观内涵,并具备教育、科研、游览观赏的功能,而事实上无论从理论还是实践方面,采煤塌陷地的景观都不可能恢复到原来的面貌,但是可以通过合理的规划和整治,在采煤塌陷地上重新塑造一个新景观,采煤活动虽然对地区自然和人文景观造成不可逆转的破坏,但也为人们重建矿区景观环境,创造了一个机会,所以采煤塌陷地的景观生态设计就是在这样的背景下产生的。
1 景观生态设计的多元化发展
在广义层面上运用生态学的原理对特定区域的景观进行规划和设计。在这一层面上的景观生态设计实际上是对景观的生态设计[1]。
据西蒙・范・迪・瑞恩(Sim Van der Ryn)和斯图亚特・考恩(Stuart Cown)对生态设计的定义:任何与生态过程相协调,尽量使其对环境的破坏影响达到最小的设计形式都成为生态设计[2]。然而近些年来,环境的持续恶化要求生态设计不仅具有科学的生态技术手法,更应具备对生态观念的传播,推动公众去爱护环境,使资源开发朝着可持续发展的方向迈进。这样的生态现实,造成生态一词的不断解构,使景观生态设计呈现多元化的发展趋势。
在采煤塌陷地的湿地公园建设中,景观设计研究自然、人与自然的关系,研究对象为有生命力的自然界的材料以及认知层面的人对环境的信息接收和传递,因而,生态必然成为景观设计的形式、功能和体验中不可或缺的元素。那么景观生态设计的多元发展主要表现在以下几个方面:①功能主义的生态景观:即以体现生态学功能、技术为主导的维护矿区生态安全格局的生态修复性景观设计。②形式主义的生态景观:即源于人类的主观意识,矿区生态修复过程中对自然景观的模仿和意境的营造。③体验主义的生态景观:在环境危机的社会背景下,肩负起教育和传播生态观重任的矿区景观设计。
2 实践――徐州大黄山采煤塌陷地湿地公园
2.1 项目背景
大黄山煤矿位于江苏省徐州市铜山县境内,1956年11月开始建井,1958年8月1日投产,1970年有21座小煤窑开采。在40余年的采煤活动后,2001年因煤炭资源枯竭关闭大小煤矿。由于整个矿区的开采方法较为混乱,停产后留下了大片的采空区,造成了大量的土地塌陷,部分塌陷区长年积水,塌陷深度最深处5.8m。
2.2 基地分析
用地范围以大吴镇――大黄山镇边界东界、京福高速公路为西界、徐贾公路南侧为南界、京杭大运河为北界的矩形区域内,总计塌陷面积为15375亩。对地面总影响面积10.37km2,大黄山已经停产8年,塌陷地均已沉降稳定,塌陷范围基本确定不变。现状多为塌陷地、荒地、复垦种植用地,区域内有一条不劳河穿过,成为区域内最大的河流,全长70km。(图1、表1)
采煤活动造成基地生态环境的破坏不仅影响了区域生态平衡,也严重威胁了当地人居环境。土地破坏,环境污染,煤矿关闭大量失业人员,导致了区域吸引力下降,人口流失,经济严重滞后,直接影响区域经济发展。基于塌陷区沉降稳定现状,建立生态社区,通过景观生态设计,改善区域生态环境、人居生存环境,通过改善矿区环境带动周边经济的发展。
2.3 多元景观生态规划设计
在尊重可持续发展、因地制宜、以人为本的设计则的基础上,以“城市与矿区、生态与景观、人居与环境”的和谐为设计目标。将大黄山采煤塌陷地规划为集农业、疗养、休闲、居住为一体的多功能综合生态区。基于大黄山现状环境结合多元发展景观生态设计理念,提出大黄山景观生态设计路径。(图2)
2.3.1 功能主义景观生态设计――景观生态修复。
2.3.1.1 植被修复
植被生态系统的修复是整个景观生态设计的根本性工作,综合考虑基地的植物现状,需从以下几个方面来设计。
①保护未受采煤塌陷地影响的农耕景观。②改变煤矸石的堆砌方式,选择适宜树种形成新景观。③通过合并整理土地塌陷形成的斑驳积水区,形成生态湿地种植片区,依次为沼泽、浅水、深水植物区三个部分,使区域水系形成天然的景观廊道。④在交通主要干道种植大型乔木,形成整个片区的生态交通廊道。⑤在树种上一般选择徐州本土树木中抗性强、耐瘠薄的品种,以灌木为主,逐渐引入乔木,选取具有改善土壤基质的植物作为先锋植物。
2.3.1.2 地形修复
①尊重现存的地形地貌,运用局部挖深疏通和对周边地形抬高的手法,塑造大地形与小坡地相互交叉融合的地形生态网络。②塌陷地落差大,采取梯田平整方式,如果坡度起伏小,可采取台田平整方式[3]。大黄山地形落差较小,因而采取台田平整方式,使区域土地资源利用最大化,从而有效发展生态农业,积聚闲散劳动力,最大限度增加区域经济。
2.3.1.3 水体修复
①设计循环的水网系统,保留原有部分河道,改善硬质驳岸为可渗透性人工生态驳岸。②通过搭建路桥的手段,局部拓宽河道,在多雨季节可蓄水调节流量、控制洪水、补给地下水。③疏通不牢河河道,整治部分塌陷积水区为完整湖面形成湿地景观。干旱时可释放蓄积的水资源,补充地下水和地表径流,并提供微生物栖息地,调节微气候。
通过对场地内的生态修复,建立平面和垂直生态网络相互交叉的时空景观网络,形成多网络共生的景观生态格局,达到平面上系统性、空间上层次性、时间上相关性[4]。
2.3.2 形式主义景观生态设计――景观再生
在功能主义生态修复的基础上,依据人类需求及理性的设计思考,结合地域文化,从设计形式上体现自然,在满足功能的基础之上,营造适宜性的景观生态环境,体现对自然意境的追求和和谐生活的向往。
基地按照“两轴、三片区”规划布局,有道路网络构成两条景观轴,区域景观轴和贯穿基地南北的景观轴,“三片区”:一、提供助老生活服务,兴办老年公寓、医疗、护理院、服务片区;二、发展观光农业、湿地景观和农作物工业园区片区;三、规划青少年素质教育基地,游乐园片区。(图3)
新建老年生活服务区,改善居民生活环境,并带动周边产业发展,营造宜人景观环境,发展休闲度假旅游产业。通过模仿自然的手法,建造地方特色性汉文化建筑群,弘扬矿区人文景观,在河道湖面周边设计功能性景观设施,营造怡人的文化景观,建立观赏性水景。
基地生态农业,将大田种植与农、林、副、渔业结合起来;利用绿色和谐的景观生态设计来发展生态产业,结合农作物工业园区,通过人工景观生态设计,形成景观生态与经济上两个良性循环体系。
2.3.3 体验主义景观生态设计――景观信息传播
通过景观这一媒介,传播生态的信息。在基地生态科普区域,实现采煤历史文化和现代生态文化的有效结合,将大黄山采煤塌陷地建设成集生态教育、科普、旅游、保护、恢复示范等功能于一体的体验性生态景区。
生态科普教育是生态景区的重要组成内容,一个以“人和自然”为主题,突出生态、环保、可持续发展理念,反映生态学原理及技术的应用,融科学性、知识性和趣味性于一体。通过人的体验性互动性的设计,让人参与到科学探索和实践活动中,加强生态信息的传播。
整体规划通过多网络共生的生态修复手法,使整个基地形成循环的自我调节系统,达到区域的生态平衡,结合合理的功能规划布局,形成人与生态环境的和谐共存。通过科普区域的体验互动设计加强宣传生态意识,构建和谐环境,促进区域可持续发展。
3 结语
采煤塌陷地的景观生态设计是一个具有挑战性的设计领域,它要解决的问题是多方面、多层次的,是一个复杂的交叉学科,需更加重视对自然环境的保护和对生态意识的传播。文章归纳总结多元化景观生态设计的种类,通过大黄山采煤塌陷地生态公园的案例,总结采煤塌陷地三方面景观生态设计的方法,以此构建生态功能良好的景观格局,形成完善的生态安全系统,可以带动区域经济的发展,加强民众的生态意识。力求通过对工业废弃地的治理与可持续利用来达到缓解人地矛盾,争取更大的社会经济发展空间。[5]此举既可以增加场地的自我价值和市场经济价值,为城市的经济发展提供必要的物质平台,同时,可以提升城市形象,更加深化场地的社会性,体现场地的社会价值。改善了基地的生态环境,使项目的经济、社会、生态效益得到同步发展。
参考文献:
[1]西蒙兹.J.O景观设计学[M].俞孔坚,等,译.北京:中国建筑工业出版社,2000:16.
[2]俞孔坚,李迪华,吉庆萍.景观与城市的生态设计:概念与原理[J].中国园林,2001(6):3-9.
[3]宋红梅,张绍良.徐州市采煤塌陷地状况及分类治理对策[J].山东煤炭科技,2005(4).