楊石磊,李 燕
(1.中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司,貴州 貴陽 550000;2.貴州大學明德學院,貴州 貴陽 550000)
水是人類生存和發展的基礎性自然資源,河道是水流的載體,黨的十九大提出將“堅持人與自然和諧共生”作為新時代中國特色社會主義思想和基本方略,并要求樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念,堅持節約資源和保護環境的基本國策,著力解決突出環境問題,加快水污染防治,建設美麗中國。
近年來,盡管很多城市投入了大量的人力、物力、財力進行水體的防污治污建設,對緩解城區的水體污染起到了較大的作用,但是由于城市人口的日益增加、城區范圍的逐步擴大及城市經濟的迅猛發展,未能阻止城區水體水質的繼續惡化。根據《2018年中國生態環境狀況公報》,地表水質量相對2017年水質明顯改善,然而全國地表水1935個水質斷面中,Ⅴ類及劣Ⅴ類水質占比仍高達11.4%,嚴重阻礙了經濟發展和社會進步[1]。為改善城市河道生態環境、恢復生態系統功能、構建綠色生態空間、提升周邊居民生活質量,開展城市河道生態環境綜合治理刻不容緩。
外源污染是導致河道水質惡化的根本原因。目前國內很多中、小城市污水排放仍以合流制為主,汛期截留雨污水量較大,超出污水處理廠處理負荷,污水溢流入河污染河道水體。部分小區污水管網建設滯后,臨河生活污水直排入河現象普遍。由于沿河截污納管建設滯后或不完善,造成城市生活污水、工業廢水及初期雨水未經處理直接進入河道,導致出現河道水質不斷惡化、水體溶解氧過低、自凈能力喪失、水環境容量不足等一系列生態環境問題。因此,在進行城市河道生態環境治理的同時,需要同步完善城市管網建設并積極推進城市雨污分流改造。
在城郊河道兩岸,由于缺乏完善的垃圾收集處理設施,大量生活垃圾和部分工業垃圾無序堆放在河道兩岸,甚至直接傾倒河中,垃圾滲瀝液或垃圾在汛期隨地表徑流進入河道,這些生活垃圾和工業垃圾及其滲瀝液直接排放河道嚴重破壞了河道生態系統[2]。水生植物瘋長蔓延和就地腐爛引起的生物污染是水體污染惡化的重要因素。菹草是一種季節性沉水植物,通過莖、葉、根來吸收水體以及沉積物中的氮磷等營養物質,在秋發芽,冬季生長,4月和5月大量繁殖生長,夏季開始死亡并腐爛分解。由于許多城市河道營養鹽含量過高,菹草過度生長,甚至是泛濫成災,破壞河道生態系統的群落結構[3]。由于缺乏管護和收割不及時,隨著菹草大面積的腐爛衰敗,殘體迅速向水體釋放營養鹽,導致水體總氮總磷含量升高并降低水體透明度,嚴重影響河道的生態環境。
內源污染是造成水體富營養化的重要因素[4]。隨著城市人口的日益增加、城區范圍的逐步擴大及城市經濟的迅猛發展,很多城市地表河道被侵占或變成地下箱涵,造成河道堵塞、水流不暢。向河道中傾倒建筑垃圾、生活垃圾,是導致城市河道淤積的普遍現象,部分城市郊區存在臨河規模化畜禽養殖,大量畜禽糞便沉淀河底,日積月累造成大量污染物緩慢而持久地向水體釋放,導致水體的二次污染。河道的堵塞和淤積造成河道水體流動性差,水動力不足,導致水體溶解氧過低,影響好氧微生物的生存。同時河底淤泥中的有機物分解氮、磷等物質使得水體富營養化,高溫季節發酵釋放惡臭氣味,進一步惡化城市河道的生態環境,嚴重影響周邊居民正常生產生活。
大多城市河道相對封閉,沒有天然的清潔水源補給,主要以當地污水處理廠尾水、地表徑流、農田退水作為水源,河道水體流動性差。目前城市污水處理廠或一體化污水處理出水主要執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)一級A或一級B標準,而城市河道生態環境治理中水質治理目標執行《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)Ⅳ類或Ⅴ類標準,導致河道水環境容量不足,水質逐漸變差。城市污水即使經過深度處理達到再生水標準后排入水體,仍不能滿足河流功能水體要求,需要提高再生水水質標準或增加河道流量,從水源角度滿足河道構建需求[5]。加強河道水體交換,提升河道水動力和水環境容量。
根據“流域統籌、系統治理、遠近結合、標本兼治”的治河理念,基于河道存在的問題和治理目標,系統分析河道生態環境問題產生的根源和各種功能之間的內在關系,提出城市河道生態環境治理的原則。
堅持“創新、協調、綠色、開放、共享”五大發展理念,從水體污染、底泥污染,各類垃圾污染等多角度考慮,結合外源控制、內源治理、水質改善、系統管理等措施,多管齊下,形成一體化水環境綜合治理思路,實現“截污納源、生態恢復、長效維持”的治理目標。
結合當地生態環境現狀和主要問題,依據污染成因、治理目標、主要任務、技術路線、保障措施,在不改變城市河道原有格局的基礎上,因地制宜采取截污納管、垃圾清理處置、底泥清淤、生態系統構建等措施,提升城市河道水質,恢復河道生態系統,改善周邊人居環境。
堅持“工程措施、生態措施和管理措施”并重,既要優先解決好突出水污染、水環境問題,確保治水提質,又要采取治本之策,從源頭上加強污染治理和防控。加強水生植物管護,采用工程措施與非工程措施相結合,滿足城市河道生態環境治理的目標需求,保障生態環境質量的持續改善。
外源控制主要包括點源污染控制和面源污染控制。點源污染主要來源于沿岸污水排放口、合流制污水系統沿岸排放口、分流制雨水管道初期雨水等;面源污染來源于過量和不合理施用農業化肥農藥、沿河堆存垃圾、畜禽養殖、分散生活污水等。截污納管是點源污染控制最直接有效的工程措施,也是采取其他技術措施的前提。首先,從源頭收集和處理污水,源頭收集處理具有污水量小、濃度高、處理效果等優勢;其次,沿河道兩岸敷設截污管道,消除污水直排入河。農田面源主要通過源頭控制和過程阻斷消減,源頭控制主要是發展生態農業,直接控制農藥和化肥的施用,常用的過程阻斷措施為在農田與水體之間建立合理的生態植草溝、水源涵養林或林地過濾帶,利用田間低洼地、河流淺灘構建小型生態濕地,通過源頭控制和過程阻斷,將會大大減少入河水體中的氮磷濃度[6]。最后,加強沿河垃圾的清理處置,以減量化、無害化、資源化為處理原則,統籌考慮垃圾收集、轉運、處理、處置等重點環節,避免造成二次污染。
內源治理主要包污染底泥治理和存量污水處理。污染底泥治理通常又包括原位物理、化學、生物治理和異位處理(底泥清淤)。原位治理的優點是成本低、見效快、工期短、施工方便、不存在余水和余土處置問題,不足之處是難以徹底消除底泥中的污染物,并且可能破壞河道原有的生態系統、造成魚蝦死亡等后果。底泥清淤的優點是底泥污染物處理徹底、處理效果好、底泥脫水率高、可實現底泥資源化利用,缺點是工期長、底泥脫水、固化處理成本較高,余土處置過程中可能會造成二次污染。具體實施時需綜合考慮河道底泥受污染程度、河道水深和底泥含水率等因素因地制宜選擇治理方式。存量污水處理通常根據河道水質治理目標選擇河道周邊污水處理設施或采用一體化污水處理設備進行處理,污水處理廠具有處理效果好、節省投資等優勢,一體化污水處理設備具有處置靈活,工期可控的優點,具體結合當地實際條件靈活選擇[7]。
水質改善通常包括水力調控、人工濕地、生態浮床、曝氣增氧和水生動植物群落構建等措施。水力調控主要是引入清潔外部水源或通過工程措施加強河道水體交換,增加水體溶解氧,提升河道水動力和水環境容量。人工濕地和生態浮床主要是通過在淺水區和水面種植栽培多種觀賞型水生植物,通過植物過濾、微生物降解、水生植物吸收水體中的氮磷污染物、有機污染物和部分藻類等,進而凈化水質。曝氣增氧通過采用人工的方法向水體中充入空氣或純氧,提高水體中溶解氧的濃度,抑制厭氧菌的繁殖,增加好氧菌的繁殖速度,增強水體的自凈能力,根據河道特點可選擇噴泉曝氣、推流曝氣、鼓風曝氣和納米微氣泡曝氣等曝氣方式。通過構建水生動植物群落,可3確保河流水生態系統的物質循環與能量流動順暢運行,維持整個系統的穩定與健康發展[8]。
城市河道水質穩定達標、生態系統長效健康需要政府及有關部門的維護及管理保護。結合上述工程措施,需要通過管理措施對污水管網、污水處理站定期管理維護,以保證其正常運行,污水達標排放。完善垃圾收集處理設施建設,減少垃圾入河。加強對河道水生植物的管護和定期收割,防止莖葉腐爛污染水體現象的發生。取締圍箱養魚和規模化畜禽養殖,減少糞便沉積。拆除臨河違章建筑,加強河道疏通和定期清淤。積極推行并落實河長制,加強河道巡視,及時處理各種沿河違法違規建設活動,保護河道生態環境良性發展。
文章結合自身從事河道生態環境治理工程實踐,通過分析當前城市河道現狀以及治理過程中存在的問題,并基于對河道治理過程中存在問題的理解和認識,提出了城市河道生態環境治理的原則和對策,以期為城市河道生態環境治理提供參考。