農(nóng)村水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)研究——以姜堰市馬溝河為例

朱芳芳，袁根勤，張 景

（1.江蘇省姜堰市環(huán)境保護(hù)局，江蘇 姜堰 225500；2.江蘇省泰州市環(huán)境保護(hù)局，江蘇 泰州 225300）

1 引言

2010年，國(guó)家在“以獎(jiǎng)促治”工作的基礎(chǔ)上，采取農(nóng)村環(huán)境連片整治與分散治理相結(jié)合，在江蘇等8個(gè)省份率先開(kāi)展了農(nóng)村環(huán)境連片整治示范工作。姜堰市被列為江蘇省16個(gè)連片整治示范縣（市、區(qū)）之一，白米鎮(zhèn)新華村的馬溝河因環(huán)境污染問(wèn)題突出成為此次連片整治實(shí)施的工程之一。通過(guò)采用生態(tài)工程措施，恢復(fù)了河流自然生態(tài)屬性，水環(huán)境整治成效顯著。

1.1 區(qū)域概況

新華村地處淮河流域，全村共有居民998戶，人口3386人，村域面積4.07km2，其中耕地面積17.93hm2，主要產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為農(nóng)業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)。農(nóng)業(yè)以水稻、小麥、油料、蔬菜種植為主，蠶、家畜、家禽飼養(yǎng)及水面養(yǎng)殖為輔。區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有各類工業(yè)企業(yè)23家，主要為機(jī)械加工類企業(yè)。

1.2 氣候特征

姜堰市屬于北亞熱帶季風(fēng)氣候。季風(fēng)環(huán)流氣候影響顯著，四季分明，冬夏較長(zhǎng)，春秋較短。常年平均氣溫14.5℃；年平均降水量991.7mm，年平均雨日117d；年平均日照時(shí)數(shù)22059h；無(wú)霜期215d。全年氣候溫暖，光照充足，雨水充沛，農(nóng)業(yè)氣候條件優(yōu)越。

1.3 河流概況

馬溝河位于白米鎮(zhèn)新華村境內(nèi)，南側(cè)不通，北側(cè)通過(guò)涵洞與老通揚(yáng)運(yùn)河相連。河面寬3～20m不等，長(zhǎng)約1055m，常年水位在1.0～1.5m左右，淤泥層較厚，河水容量約1.5萬(wàn)t。河道駁岸以生態(tài)駁岸為主，整體坡度較陡，岸頂與水面落差1.5m左右，岸邊以蘆葦，鄉(xiāng)土喬灌木為主，局部泥土裸露。河水水源以降雨、地表徑流及地下水補(bǔ)充，同時(shí)接納周?chē)用裆钗鬯透浇S工業(yè)尾水。河水長(zhǎng)期黑臭，對(duì)河流周邊生態(tài)環(huán)境及村民身心健康產(chǎn)生極其不利的影響。

2 水環(huán)境問(wèn)題成因分析

2.1 水環(huán)境容量小，水流緩慢

馬溝河蓄水量?jī)H1.5萬(wàn)t，環(huán)境容量小，易于遭到破壞和惡化；且其為老通揚(yáng)運(yùn)河小支流末端，缺乏優(yōu)質(zhì)水補(bǔ)充，水體置換率低下。由于河水流動(dòng)緩慢，長(zhǎng)期蓄積導(dǎo)致河水發(fā)黑發(fā)臭，河底淤泥累積。

2.2 水生動(dòng)植物稀少

經(jīng)調(diào)查，岸邊有零星的灌木、喬木；挺水植物較少，零星分布少量蘆葦和茭草；沉水植物有少量狐尾藻、眼子菜、金魚(yú)藻；浮水植物有水鱉、浮萍；而魚(yú)蝦、螺絲、河蚌等基本絕跡。水生動(dòng)植物因缺少適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，物種大量減少，生態(tài)平衡遭到破壞，生態(tài)自凈功能基本喪失。

2.3 沿河污染源多

根據(jù)調(diào)查，馬溝河沿途共有各類工業(yè)、生活污水排放口16個(gè)。部分河段有油污、生活垃圾等漂浮物。根據(jù)水質(zhì)檢測(cè)，河水中COD、氮、磷物質(zhì)含量豐富，成為導(dǎo)致水體黑臭的主要原因。

3 水環(huán)境整治的條件

3.1 籌措資金，加強(qiáng)農(nóng)村環(huán)境綜合整治

姜堰市政府對(duì)農(nóng)村環(huán)境治理問(wèn)題高度重視，積極落實(shí)中央“以獎(jiǎng)促治”、“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”政策，整合各方面農(nóng)村環(huán)境整治資金，加強(qiáng)農(nóng)村環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對(duì)農(nóng)村環(huán)境進(jìn)行綜合整治。

3.2 加大工業(yè)企業(yè)污染治理力度

環(huán)保部門(mén)加強(qiáng)對(duì)附近工廠的監(jiān)管，確保企業(yè)廢水治理設(shè)施正常運(yùn)轉(zhuǎn)，廢水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后方可排放。對(duì)發(fā)現(xiàn)的偷排、超標(biāo)排放等違法行為予以嚴(yán)厲打擊，促使相關(guān)企業(yè)在發(fā)展中要做到合法排污、正確排污，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、污染減排。

3.3 積極進(jìn)行農(nóng)村環(huán)保宣傳

采用各種新鮮、寓教于樂(lè)的形式進(jìn)村入戶進(jìn)行宣傳，通過(guò)長(zhǎng)期的、潛移默化的環(huán)保宣傳使農(nóng)民知道更多的環(huán)保知識(shí)，加強(qiáng)了農(nóng)民的環(huán)保意識(shí)，增強(qiáng)保護(hù)環(huán)境的主動(dòng)性。

4 水環(huán)境整治的措施

根據(jù)姜堰市農(nóng)村環(huán)境連片整治規(guī)劃，針對(duì)馬溝河污染現(xiàn)狀以及河流功能狀況，采用厭氧+好氧+組合生態(tài)技術(shù)進(jìn)行綜合治理，修復(fù)水體生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)河道自凈能力。水中的氮、磷等污染物通過(guò)生化分解和生態(tài)系統(tǒng)的吸附、吸收、轉(zhuǎn)化，能有效改善水質(zhì)［1］，實(shí)現(xiàn)水生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)與河道整體景觀的和諧統(tǒng)一。

4.1 厭氧部分

主要采用建立軟隔離墻+生態(tài)浮島濾床技術(shù)，隔離出一個(gè)緩沖過(guò)濾處理區(qū)，對(duì)污水進(jìn)行初步厭氧處理。首先對(duì)河道邊所有排污口進(jìn)行規(guī)范化整治，結(jié)合馬溝河地貌特征，在保留的排污口位置設(shè)置隔離緩沖預(yù)處理區(qū)。采用“軟隔離墻+生態(tài)浮島濾床”進(jìn)行緩沖過(guò)濾預(yù)處理，同時(shí)利用浮島上的植物根系有效的吸收污染物，對(duì)污水進(jìn)行初步過(guò)濾凈化。浮島載體用纜繩固定在沿岸固定樁上，浮島上嵌植菖蒲、莎草等去污能力強(qiáng)，景觀效果好的挺水植物、濕生植物［3］。浮島中的水生植物根系互相交錯(cuò)形成網(wǎng)絡(luò)狀的微生態(tài)小環(huán)境具有典型的活性生物膜功能，具有很強(qiáng)的凈化水質(zhì)能力，對(duì)多種污染物有很強(qiáng)的吸附、分解、吸收、富集能力。浮島既是魚(yú)類安全的產(chǎn)卵床，也是小魚(yú)的棲身地，水中的浮游植物成了魚(yú)餌。人工生態(tài)浮島本身具有遮蔽、渦流、飼料等效果，構(gòu)成了魚(yú)類生息的良好條件，可以改善水體的生態(tài)環(huán)境。浮島上的水生植物又能引來(lái)昆蟲(chóng)及鳥(niǎo)類，完善食物鏈，并為它們生息繁殖創(chuàng)造良好條件。

4.2 好氧部分

主要采用有動(dòng)力潛水推流曝氣機(jī)對(duì)污水進(jìn)行好氧處理。通過(guò)浮島軟隔離對(duì)河道的水流進(jìn)行分切，使水流繞著浮島環(huán)形循環(huán)流動(dòng)，加大水中溶氧量，使污水與水生植物、微生物往復(fù)接觸，充分進(jìn)行物質(zhì)交換，進(jìn)一步去除污染物。

4.3 組合生態(tài)技術(shù)

主要利用馬溝河10000m2水體，構(gòu)建氧化塘，利用土壤——植物——微生物構(gòu)建氧化塘生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)污染物尤其是氮、磷進(jìn)行有效的講解、吸附、吸收轉(zhuǎn)化，對(duì)厭氧、好氧處理后的污水進(jìn)行深度處理，確保達(dá)標(biāo)排放。

4.3.1 河面清潔和河道清淤

清理河面漂浮物及對(duì)河底已經(jīng)發(fā)黑和發(fā)臭的淤泥進(jìn)行清理。在岸邊設(shè)置淤泥干化場(chǎng)，待淤泥干化到一定程度后，再作為植生袋的填裝材料。

4.3.2 生態(tài)護(hù)坡

對(duì)現(xiàn)有的岸坡進(jìn)行生態(tài)化改造，能提高河道的自凈能力，恢復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)的完整性和多樣性［2］。在岸坡較陡區(qū)域利用植生袋種植基在離岸邊1.5m處構(gòu)建圍擋，利用疏浚底泥填充入河岸和植生袋間區(qū)域，形成常水位約0.3～0.5m的水生植物種植區(qū)。種植蘆葦、菰草等挺水植物，同時(shí)輔以種植水鱉、金魚(yú)藻等土著浮水、沉水植物。不同季節(jié)的植物群落之間以適當(dāng)?shù)拿娣e分隔。通過(guò)植物的生長(zhǎng)，既能在植物根際區(qū)形成有利于營(yíng)養(yǎng)鹽輸出的微生物群落，有效分解水中有機(jī)物質(zhì)；又能有效抑制暴雨徑流對(duì)邊坡的侵蝕，提高邊坡的穩(wěn)定性和抗沖刷能力；還能有效增強(qiáng)環(huán)境景觀協(xié)調(diào)性。

4.3.3 管理維護(hù)

所選植物以本土植物為主，兼顧耐寒物種且根據(jù)不同植物特點(diǎn)，布置不同植物搭配，其對(duì)底泥中污染物生長(zhǎng)抑制作用具有較好的適應(yīng)性，可以較好的生長(zhǎng)。初期加以人工輔導(dǎo)調(diào)整種群結(jié)構(gòu)演變，抑制個(gè)別品種的瘋長(zhǎng)，當(dāng)整個(gè)河區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)成熟以后，無(wú)需人工干擾即可保持生物多樣性結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。每年夏秋冬季節(jié)應(yīng)對(duì)浮島植物進(jìn)行2～4次收獲，一方面可加快湖泊氮磷數(shù)量輸出速度，另一方面可加快植株更新速度，防止植株老化，改善植物浮島景觀。注意檢查和防范挺水植物漂浮不扎根等現(xiàn)象，防止人為套養(yǎng)、捕撈，冬季適當(dāng)收割、打撈，減少有機(jī)物的層積。

4.3.4 工程概況

在治理過(guò)程中植物總種植面積約6000m2，其中挺水植物、沉水植物、浮水植物按照8∶1.5∶0.5比例種植；建成各規(guī)模生態(tài)浮島60個(gè)，其中載體面積約300m2，固定浮島用纜繩2250m；使用植生袋680個(gè)，所需河中心底泥約410m3；配套有動(dòng)力潛水推流曝氣機(jī)4臺(tái)；放養(yǎng)了適量的魚(yú)蝦類等水生類動(dòng)物，螺類、蚌類等底棲類動(dòng)物，實(shí)現(xiàn)了水邊、水中、水底的生物多樣性，修復(fù)了河道的生態(tài)系統(tǒng)。通過(guò)生物鏈的作用，能夠消化和吸收污染源，增強(qiáng)水體的自凈能力，處理后的水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)采用厭氧+好氧+組合生態(tài)技術(shù)使馬溝河的水環(huán)境得到有效治理，解決了新華村生活污水與工業(yè)尾水治理問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了水生生態(tài)系統(tǒng)與河道整體景觀的和諧統(tǒng)一，受益范圍覆蓋了整個(gè)新華村，受益人口3386人。

該生態(tài)治理工程的工藝選擇、設(shè)備布置、生物配置等可操作性強(qiáng)，運(yùn)行費(fèi)用低，可以廣泛應(yīng)用于新農(nóng)村建設(shè)中亟需解決的農(nóng)村水環(huán)境治理工程，助推新農(nóng)村的生態(tài)文明建設(shè)。

［1］王世和.人工濕地污水處理理論與技術(shù) ［M］.北京：科學(xué)出版社，2007.

［2］王慶海，段留生，李瑞華，等.幾種水生植物凈化能力比較［J］.華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2008（2）：63～64.

［3］陳 通，王兵華.淺析中小河道的生態(tài)護(hù)坡［J］.科技傳播，2011（6）：41～42.