方慶帥
(樂山市井研生態環境監測站,四川 樂山 613100)
我國擁有豐富的水資源,但由于人口眾多,人均水資源占有量在世界范圍內仍處于較低水平,而目前的水域污染問題又凸顯出來,因此,對于生態型水環境的的治理迫在眉睫。多年來,我國在污水處理技術研究與應用方面取得了很好的成效,污水處理技術也取得了一定的進步,但隨著水環境污染范圍的擴大,污染原因也愈發復雜多樣,治理難度也持續增加,傳統的技術手段不僅耗費了大量的資金和人力、物力,還可能引發一系列的連鎖問題。基于當前的狀況,生態型水環境治理技術可以節約資源投入,提升水環境的治理效果,符合節約型社會建設的要求,值得大力研發與全面推廣[1]。
生態型水環境治理的根本在于充分挖掘和利用大自然的自我恢復功能,通過水體下滲、過濾等過程實現自我修復,達到修復水環境以及生態系統的目的[2]。
(1)生態型水環境治理是以水環境整體為治理對象,需要從水環境整體健康的角度去思考和解決污染治理問題。但由于傳統的水環境治理思路不夠全面、客觀,在實際工作中往往會陷入區域水資源循環利用的誤區,比如花費大量的資源建設水資源收集系統,而系統在運行過程中又耗費大量資源;跨區域收集污水,使區域內的水量失去平衡;二級處理設施難以有效收集水中的營養元素,導致水體富營養化,破壞生態平衡。因此,生態型水環境治理要綜合考慮多方面的因素,從水環境整體健康視角出發,精準把控,避免治理工作陷入“一葉障目”的窘境。
(2)生態型水環境治理應以水環境良性循環為根本目標。因此,人類利用水資源也需要考慮自然循環的客觀規律,要做好水資源利用的環保處理,確保與自然循環形成良性互動。比如,人類可通過滲透、貯存雨水來改善雨水的循環途徑,凈化水質,以及控制暴雨自然徑流,避免洪災的發生。
(3)生態型水環境治理以節能環保為基本原則。生態型水環境治理技術與傳統技術的差別主要體現在生態性上,該技術是追求以最少的資源耗費、最低的成本投入和最少的環境變化來獲取最佳的環保效益。比如在治理設備的選用上,追求節能、環保、簡易的設備,其投入成本少,運行維護成本低,技術要求不高;而在其運行過程中不會對自然環境中的生物群落造成嚴重威脅,安全性高,有利于保持生物多樣性和環境穩定性;還要強調因地制宜,充分利用區域水文特征進行針對性的治理,力爭不增加自然環境的負擔,只發揮出自然環境的本身功能。因此,生態型水環境治理的思路就在于從整個水生態循環系統來考慮環境治理問題,以節能環保低危害的措施維護水生態系統的穩定性,提升水體自行恢復能力,最后形成人類社會與自然環境和諧共處、共同發展的良好局面[3]。
傳統的水環境治理技術存在基建投資大、運行費用高的問題,其主要是致力于點源污染治理,而生態型水環境治理技術則充分尊重自然規律,選用符合水環境健康循環的生態型技術,注重水環境的自然修復。目前,人工濕地凈化技術、生態護岸技術等生態型水環境治理技術取得了很好的效果[4]。
地球的生態系統大體可以分為森林、海洋和濕地,其中濕地在生態系統中起到凈化、改善水質的作用,有助于維持生態系統物種的多樣性。當前,我國的自然濕地規模和數量呈現下降趨勢,很多濕地都遭到一定程度的破壞和污染,因此,需要重視濕地的水環境治理與保護功效。
人工濕地凈化技術是一種較為常見的生態型水環境治理技術,其是采用構建人工濕地的方式實現凈化水資源的功能,是兼生活、物理、化學方面的水處理技術,不僅凈化效果好,且資源耗用量也少。人工濕地凈化系統是由填料和生物膜組成,以借助生物膜來攔截水資源中的有害物質,再利用植物根系部位的大量微生物吸收水中的富營養元素,由此去除有機污染物,達到生態型水環境治理的目標[5]。
目前,全國范圍內有很多城市都建有人工濕地,其不僅可以對水體中的懸浮物、有機物等進行攔截、同化和吸收,實現對水體的凈化,還可以通過硝化去除污水中的氮磷等物質,生成氧氣資源。此外,人工濕地系統還滿足了人們對于城市自然環境的追求,改善了城市生態環境,提升了城市景觀的美感,同時實現了環保效益和經濟效益、社會效益的統一。
護岸是指在江河等水體邊的人工加固措施,傳統的護岸工程往往沒有考慮到生態環保方面的需求,均采用漿砌石等材料堆砌施工,其優點在于牢靠穩固,可以起到很好的抗沖刷效果,確保河道安全。其缺點在于對水環境的治理與保護功效不顯著,切斷了河道生態系統與陸地生態系統的關聯,對整個生態系統具有一定的負面影響[6]。
生態護岸技術不僅強調保護河道結構安全,還注重對水環境的治理與保護功效,是一種有效的生態型水環境治理技術。該技術是基于水質運動的規律,在河道護岸上將不同介質按順序排列,實現河道與陸地生態系統的能量、物質交換,促進兩個生態系統的平衡穩定,從而達到改善水環境的目的。在具體技術應用的過程中,通常是針對不同的河湖系統采用直立型、緩坡型、陡坡型結構來優化生態護岸系統效果,還可以在河湖邊界種植各種植物來強化土壤固土能力,提升護岸的抗洪抗壓能力,使水體污染情況得到有效的控制。護岸的生態功能是尊重生態系統的整體性和協調性,避免河道與陸地生態系統相分離。
湖濱帶是水環境與陸地生態系統的交叉部位,主要是湖泊與陸地的生態過渡地帶,湖濱帶凈化技術是在湖濱帶構筑一個多功能的生態污水凈化系統。該技術主要是使用吸附材料和酶促填料來促進動植物體系的形成,可以起到涵養水分、凈化水質的作用,以及豐富湖濱帶生物的多樣性,并起到蓄洪防旱和美觀作用。
在實際應用中,當湖水或雨水進入湖濱帶生態系統時,可以通過貯存水分起到蓄洪防旱的功效,保持水資源的平衡;還可以在湖濱帶生態系統微生物、動物、植物和各種物質元素的共同作用下,過濾水中的污染物,吸收富營養化元素,從而凈化水質,改善水體狀況,維持湖濱帶的生態系統平衡,促進生態系統物種的多樣性和穩定性,強化湖泊與陸地生態系統之間的聯系[7]。
按照自然界的物質交換規律,在富營養化的水域上種植植物,可以起到吸收、吸附水中的營養元素,達到凈化水域的目的,而人工浮島技術就是利用這一原理。該技術以水域中的懸浮填料為基礎,大規模種植可有效凈化水質的植物,且人工浮島技術不會受水深等因素的限制,即使在大深度水域也可以取得不錯的凈化效果,同時也為水域景觀增添了觀賞性。
在城市范圍內,硬質地面使滲水、滯水空間被大量擠占,地面徑流大幅增加,這容易引起城市內澇,并可能導致嚴重的面源污染。近年來,國內外眾多城市都遭受到暴雨的侵襲,英國、德國等國家和地區受暴雨影響發生了重大洪水災害,而國內河南、山西等多個省市也遭受了重大損失。這固然有降雨量過大過急的原因,但也在一定程度上凸顯了城市雨水下滲能力不足的問題[8]。為此,在城市地區應加強地表的滲水與過濾功能,盡可能提升綠化地面占比,可在道路兩側綠化種植,對綠地土質進行改造,還可以在表層土壤中添加促進滲透的材料,鋪設礫石來減少徑流,以增強城市抵御內澇的能力,凈化雨水的各種污染。
綜上所述,生態型水環境治理技術的應用不僅有助于改善水質的污染狀況,還可以促進人與自然的和諧共生,為社會經濟發展提供新的動力。所以,環境保護工作任重而道遠,而生態型水環境治理技術的研發與應用,要兼顧環境效益和經濟效益、社會效益,摒棄先污染后治理的老路,采用防、治兩用的新方法,以此保護水資源,保護生態環境,為人類生產生活創造更加美好的自然環境。