楊秀芹
(天津市寧河區(qū)水利設施事務中心,天津 301500)
天津市寧河區(qū)臨近渤海,地處九河下梢,域內有5條一級河道,12條二級河道,河網(wǎng)縱橫,真正實現(xiàn)長治久清,就必然需要解決農村河道系統(tǒng)的管理和維護問題。村莊內覆蓋河道數(shù)量巨大,水資源豐富,且均可以連接主干河流,若村莊河道不能得到有效治理,則主干河道將一直存在難以達標的風險。寧河區(qū)現(xiàn)正進行生活污水整治工程,部分村莊排水管道及處理站點已建設完成并投入使用,入河污染物大大減少,河道水質得到一定程度改善。但是針對農村河道系統(tǒng)的管理和維護中還存在不少問題,在對河道系統(tǒng)的生態(tài)治理的發(fā)展過程中還有著瑕疵,在對農村河道的整治過程中,應該對本區(qū)農村河道整治的現(xiàn)存問題進行研究分析,設計出科學合理的解決方案,維護河道的生態(tài)環(huán)境,促進農村體系的生態(tài)發(fā)展。
寧河區(qū)本地農村居民房前屋后普遍緊鄰河道,居民長久以來生活習慣是將污水直接排入河道,對河道造成了大量污染,故大量河道已經(jīng)處于負營養(yǎng)化狀態(tài),甚至為黑臭狀態(tài),滋生蚊蠅,影響居民生活健康。這些污染源具有分散、規(guī)模小、整改難的特點,因此應重點治理。
寧河區(qū)屬于糧食主產區(qū),主要種植水稻等農作物,大量化肥、農藥和薄膜被使用,隨農田退水進入河道;且雨季地表徑流攜帶大量化肥、農藥殘留及薄膜中的化學物質進入河道,由此帶來的面源污染問題比較突出。
內源主要是指水體底泥中所含有的污染物以及水體中各種漂浮物、懸浮物、岸邊垃圾、未清理的水生植物或水華藻類等所形成的腐敗物。
通過現(xiàn)場查勘發(fā)現(xiàn),河道、溝渠和坑塘由于附近村鎮(zhèn)垃圾傾倒和多年生活污水的排放和常年自然沉積,河道底部聚積了大量淤泥,增加了河道的內部污染源,并縮窄河道斷面。
本區(qū)河網(wǎng)密布,地勢平坦、海拔較低,故水體流速較低,大氣富氧能力不足,水體溶解氧含量低,更加劇底泥污染物厭氧釋放和藻類浮萍聚集。河道自凈能力弱,不能消納點面源污染,水體中有害微生物占據(jù)主導,大面積滋生藍綠藻、浮萍,水質難以達標。
近年來,在國家、天津市人民政府的正確領導下,寧河區(qū)牢固樹立“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念,堅持把治水作為水生態(tài)文明建設的重要抓手。
河道水體治理的技術體系應根據(jù)“外源控制+內源控制+提升自凈能力+綜合管理”的理念建立,應包括外源控制技術、內源控制技術、水體自凈能力恢復和建立技術、水體監(jiān)測和管理體系等。河道水體治理涉及污水治理技術、水體生態(tài)系統(tǒng)恢復技術、水資源平衡及利用技術等,是一個系統(tǒng)的水體環(huán)境綜合治理技術,還涉及人文、地理、景觀、區(qū)域發(fā)展及居民生活質量等,因此河道水體治理體系建立必須全方位地考慮,全方位地設計和全方位地治理。
外源污染指水體之外進入的各類形式的污染物,在水體中,超過水體自身的凈化能力,造成污染物積累,對水體造成不斷惡化。對寧河區(qū)農村河道而言,主要的污染源有生活污水排入、垃圾傾倒、農業(yè)面源污染三方面。
首先,寧河區(qū)已經(jīng)對部分村莊開展生活污水收集和處理,收到了明顯成效,但是因為村莊分布存在點多面廣的情況,距離真正實現(xiàn)全面農村生活污水治理還存在一段距離。
其次,寧河區(qū)已經(jīng)全面開展農村生活垃圾定點收集,整體轉運,集中處理,大量減少了垃圾污染情況,個別仍存在少量垃圾傾倒河道的情況,需要各級管理機構能夠加強管理,廣泛推廣“戶分類、村收集、鎮(zhèn)運輸、區(qū)處理” 的收運處置模式,建立工作臺賬,逐步銷號。優(yōu)先治理農村飲用水水源地、重點河流等區(qū)域存量生活垃圾,積極清理農村積存的生活垃圾、建筑垃圾和白色污染,減少垃圾危害,共同維護生態(tài)環(huán)境。
最后,農業(yè)生產過程中,為了獲得更高的產量,大量使用各類化肥和農藥,據(jù)農業(yè)農村部專家統(tǒng)計,其中至少60%的化肥營養(yǎng)物質沒有被農作物直接吸收,而是進入河道水體,這直接導致了河道水體富營養(yǎng)化。因此,在科學種植、合理施肥方面還需要農業(yè)專家提供更加準確的生產指導,既能夠保證農作物產量,又可以減少化肥用量,同時減少農業(yè)投入。
內源污染是指超過水體自身凈化能力之外,在水體內不斷積累形成的污染,以水體底泥的形式存在,底泥又在不斷地向水體釋放氮磷等污染物,且因為底泥有機物豐富,微生物濃度高,溶解氧低容易形成厭氧,使底泥發(fā)黑,發(fā)臭,從而影響整體水質。
本區(qū)河道局部污泥量較厚,影響雨季行洪,特別是水系拐彎處、建筑物、取水泵房構筑物、橋梁處等地,建議采取異位清淤,具體采取哪種措施需根據(jù)各村實際情況確定。
本區(qū)大部分河道水深0.5—2米,大型機械、排水清淤都會對周邊居民、環(huán)境造成影響,原位清淤則能完美避免對周邊環(huán)境造成影響,避免對村民造成困擾,此時應建議原位清淤技術作為主要措施對水系進行清淤。
此外,投撒底質改良劑可逐步釋放分解底泥表層覆蓋的腐殖質層,同時底質改良劑引入多種特效微生物及其生長所需要的營養(yǎng)來提高生物活性,防止內源污染積累,預防底泥黑臭。
為了保證水體長治久清,必須要恢復水體的生態(tài)系統(tǒng)和自凈能力。主要通過構建水生態(tài)系統(tǒng)(包括構建微生物系統(tǒng)、植物凈化系統(tǒng)和水生動物系統(tǒng)),再輔助以人工增氧措施,保證生態(tài)系統(tǒng)長期穩(wěn)定。對于污染比較嚴重或者水質要求較高的水體,應采取強化處理措施(強化耦合生物膜反應技術、石墨烯光催化凈水技術、超磁一體機凈水技術),防止水體應激。
2.3.1 構建水生態(tài)系統(tǒng)
構建健康的水生態(tài)系統(tǒng)。首先,要調整水體中的植物類型與植物結構,包括沉水植物、挺水植物和扎根浮葉植物。在河道深水區(qū)適量配置漂浮植物和沉水植物,通過生態(tài)位競爭,抑制藻類暴發(fā)。植物的配置和恢復完成后,進行水生動物的引入和恢復。根據(jù)能量塔原理和食物鏈食物網(wǎng)的物質流動原理,進一步在區(qū)內河道中配置不同品種的野生魚類(包括腐食性、草食性、植食性、肉食性魚類)及其他水生動物。
2.3.2 強化處理措施
2.3.2.1 強化耦合生物膜反應技術。強化耦合生物膜反應技術是一種有機地融合了氣體分離膜技術和生物膜水處理技術的新型污水處理技術。微生物膜附著生長在透氧中空纖維膜表面,污水在透氧膜周圍流動時,水體中的污染物在濃差驅動和微生物吸附等作用下進入生物膜內,經(jīng)過生物代謝和增殖被微生物利用,使水體中的污染物同化為微生物菌體固定在生物膜上或分解成無機代謝產物,從而實現(xiàn)對水體的凈化,是一種人工強化的生態(tài)水處理技術,能使河道水體形成一個循環(huán)的具備自我修復功能的自凈化水生態(tài)系統(tǒng)。其流道式的凈化過程特別適應于河道、湖泊等流域治理,具有常規(guī)水處理技術無法比及的技術優(yōu)勢、工程優(yōu)勢、成本優(yōu)勢和運行管理優(yōu)勢。
2.3.2.2 石墨烯光催化凈水技術。當太陽光照射到光催化網(wǎng)上時,網(wǎng)上負載的光催化材料會產生光生載流子和光生空穴,產生氧化還原反應,凈化水質,能夠將黑水變?yōu)榫G水,適合微生物的生長,喚醒了水體淤泥中的微生物、昆蟲、水生動物,不經(jīng)意間,一潭死水變成了富含復雜生命體的健康水體,打開了大自然自凈化的大門。
2.3.2.3 超磁一體機凈水技術。對于重度黑臭河道,水體本底污染物濃度高,流速較低,水動力條件差,自凈能力低。為確保水體徹底消除黑臭,防止黑臭現(xiàn)象反復,提升水體自凈能力,在河道內部采用人工曝氣、微生物附著填料、微生物菌劑組合措施和強化耦合生物膜系統(tǒng)集成技術,降低水體氨氮、COD,提升水體的溶解氧、ORP 指標,在透明度低、常規(guī)原位凈化措施難以快速見效的區(qū)域,根據(jù)河道水量設置固定式一體化處理設備(超磁分離一體化處理設備)作為旁路輔助凈化措施,逐步提升水體透明度、降低 COD 指標,為水體動植物及微生物生存提供適宜的水下光照環(huán)境,增強水體自凈能力,從而逐步恢復水體生態(tài)系統(tǒng)。
智慧水務系統(tǒng)的建設是長效管理的物質基礎,是水系水污染治理、生態(tài)修復及綜合管理的關鍵方法和手段。
建設以“生態(tài)互聯(lián)網(wǎng)+”為手段,構建“智慧水務”系統(tǒng),借助衛(wèi)星遙感、水文水質在線監(jiān)測、水利設施自控、視頻安防等“天地一體化”監(jiān)控技術,實現(xiàn)區(qū)域防汛聯(lián)合調度、水環(huán)境實時感知、大數(shù)據(jù)信息共享、數(shù)據(jù)模擬預警與應急預案制定等功能,確保水污染防治、水資源配置、生態(tài)修復等建設成果長期、高效、有序運轉,保障寧河區(qū)流域河道水體長治久清。
同時,構建“智慧水務系統(tǒng)”,是依據(jù)國家發(fā)展戰(zhàn)略,政策創(chuàng)新導向而建設,可有效推動長效管理中項目管理機制創(chuàng)新、政策制定,建立具有“鷹眼”特點的智慧水務系統(tǒng),建立嚴格科學的評估-付費體系,符合大眾的利益。通過運維管理機制創(chuàng)新,發(fā)揮專業(yè)化管理優(yōu)勢,采用科學評估手段,最終實現(xiàn)寧河區(qū)河道水系長治久清的核心目標。
為了使農村中小河道生態(tài)化綜合治理工作更好地開展,并在治理后可以一直得到有效保持,就需要在農村建立健全相關生態(tài)環(huán)境保護制度,用制度來對村民的個人行為進行規(guī)范,讓村民在日常生活中更加明確如何維護農村中小河道生態(tài)健康,真正推動農村生態(tài)環(huán)境保護。
2.5.1 完善獎懲機制
包括工作人員獎懲機制,如對于抗洪時沖在前線的工作人員,給予其一定的表揚和獎勵。同時,還有關于社會成員的獎勵。對表現(xiàn)優(yōu)秀的人員給予獎勵,進而激發(fā)其維護河道的積極主動性。
2.5.2 設置小程序、公眾號和網(wǎng)站
群眾能及時上報河道的實際情況或者提出相關的建議,相關部門可以及時有效地對河道進行實時監(jiān)督,對破壞河道的違法行為進行嚴懲,決不能姑息和縱容。
2.5.3 加強團隊建設
當前農村河道管理中還缺乏完整的團隊,要想完善農村現(xiàn)有河道管理體系與生態(tài)治理體系,相關部門可以聘請經(jīng)驗豐富、理論基礎夯實的工作人員,組建河道管理與生態(tài)監(jiān)督小組,為了增加群眾的參與積極性,可以邀請有意向的居民參與到河道管理監(jiān)督工作中。
一方面,基層政府應當充分用好電視、電臺、報紙等媒介手段,多層面對水污染防治等政策措施進行宣傳,注重引導農村社會對于水污染保護與防治的主流意識,這對于后續(xù)相關整改、防治政策措施的落實具有重要意義。
另一方面,應當成立多層面協(xié)調聯(lián)動宣傳機制,不僅要抓好定點式宣傳,而且還需要與分散式宣傳相結合,組織干部職工深入到基層生產建設一線,詳細向農民群眾了解水污染防治基本情況,介紹各種常見的污染防治措施,注重培育農民群眾的水環(huán)境保護意識。
2.7.1 明確目標任務
要按照河道水環(huán)境在治理過程當中所制定的具體目標確定治理任務。在實際進行河道水環(huán)境治理的時候,除了能夠給其提供一個更加基礎性的方向,在很多別的方面,很難給水環(huán)境的整體工作給予比較確切的引導。
因此,要實際考察河道污染的情況,按照當?shù)氐膶嶋H發(fā)展狀況和相關制度來進行任務的制定。首先,要按照河道水環(huán)境的情況,在進行短期治理的時候,根據(jù)施工的具體時間節(jié)點,并結合水環(huán)境質量標準當中的內容,將其當作基本依據(jù),完成短期施工治理的具體要求。同時,也要能夠控制河道水環(huán)境當中一些水質指標的具體濃度指數(shù)。
其次,要按照河道水環(huán)境在治理過程當中所必須完成的長期規(guī)劃目標。在水環(huán)境治理之后,在后期進行長效運行的過程中,河道的水生系統(tǒng)要擁有一定的抗逆性,可以根據(jù)河道的生態(tài)系統(tǒng)以及相關的措施,讓河道的水質得以凈化。
2.7.2 開展動態(tài)情況分析
河道水環(huán)境并不僅是一個相對較為靜態(tài)性質的、不和外界流通的環(huán)境。不管是地下水的流通或者是降雨,甚至是一些廢棄污染水的排放,都會讓河道水環(huán)境發(fā)生一定的改變。
在治理河道水環(huán)境的過程中,要能夠按照相關規(guī)定來計算河道被污染的情況,讓河道能夠控制水污染的可能性。
同時,對于一些污染物入河的具體情況也要進行長期治理,只有這樣,河道水環(huán)境的動態(tài)情況才能夠有效地發(fā)揮更大的價值。
2.7.3 提出設計方案
河道水環(huán)境在最終確定了治理目標要求以及分析了動態(tài)情況之后,就要完成設計方案落實工作。
首先,要以水生態(tài)系統(tǒng)的構建為基本原則,來劃分建設思路,從而使其可以達到動靜結合,這樣可以有效地進行河道生態(tài)凈化。其次,要能夠及時攔截污染物,特別是在河道排污口的方向,可以設置一些攔截污染物的管道,并且將污染物收集起來運送到專業(yè)處理地點進行回收或處理,這樣可以有效地凈化污染物,達到對河道的治理要求,從而對來水水質進行凈化,盡量處理水中的氨氮等相關污染物。
本文通過對農村河道水環(huán)境的現(xiàn)狀、治理措施及監(jiān)管分析,希望可提供給水環(huán)境治理者更多的選擇及參考,更好地實現(xiàn)治水目標。
另外治水屬于民生工程,在于解決農民最迫切要求改善的居住環(huán)境及水體安全問題,在建設中應堅持資源節(jié)約及生態(tài)保護的原則,積極采用生態(tài)、環(huán)保、節(jié)約的技術,防止大拆大建。故對于本區(qū)農村河道水體治理,在外源污染整治完成后,應優(yōu)先原位清淤+構建水生態(tài)系統(tǒng)+強化處理措施,減少對居民的生活干擾,達到水體治理及群眾生產和諧統(tǒng)一。