雨水和落葉的秘密：它們?nèi)チ四睦?/h1>
2018-10-31 02:04:04豌豆皮
科學(xué)Fans 2018年9期
豌豆皮
在城市中，除了居民們每天產(chǎn)生的各種垃圾和污水等廢棄物之外，還有一類自然環(huán)境產(chǎn)生的廢棄物，它們也需要經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚?，才能讓我們的生活環(huán)境保持清潔、安全和方便。這其中最具代表性的，就是雨水和落葉。
雨水，多了也麻煩
絕大多數(shù)的城市一年中總要經(jīng)歷降水。雨水或者雪水來到地面，一部分遇到泥土或綠地，從地面向下滲透，最終補(bǔ)充到地下水中；另一部分遇到不透水的硬化地面，不能滲透到大地中，就沿著地面流進(jìn)排水管道，再排到附近的河流、湖泊或者水庫(kù)中。降水是城市水資源的寶貴補(bǔ)充，但如果短時(shí)間內(nèi)降水量太大，也會(huì)給城市帶來麻煩。
隨著城市化程度的提高，城市中的硬化路面和建筑物越來越多，有更多的雨水需要通過管道排走。當(dāng)遇到暴雨時(shí)，如果管道排水不通暢，或者排放目的地的河流、湖泊水位本身已經(jīng)過高，管道中的水無法及時(shí)排放出去，就會(huì)在城市內(nèi)部形成積水。積水過深產(chǎn)生的災(zāi)害被稱為內(nèi)澇。
一些城市為了獲得更多的建筑用地，填埋了部分河道和湖面，或者把彎曲的河流改道成直線，這樣做雖然表面上有利于經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但降低了自然界的蓄水能力，會(huì)增加內(nèi)澇的風(fēng)險(xiǎn)。內(nèi)澇時(shí)，過深的積水不但會(huì)造成交通不便，還會(huì)產(chǎn)生衛(wèi)生風(fēng)險(xiǎn)和事故隱患。比如公共廁所污物泄漏，公共設(shè)施漏電，行人在橋下或管井中溺水等事故，都常在城市嚴(yán)重內(nèi)澇時(shí)發(fā)生。這些事故不僅危害人們的健康和生命安全，還會(huì)造成大量經(jīng)濟(jì)損失。
“海綿”城市如何吸水
為了降低內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，也為了充分利用雨水、改善水資源和生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，許多城市希望把自己打造成“海綿城市”。顧名思義，海綿城市就像一大塊海綿，擁有足夠的蓄水、排水和凈水能力，最好能做到“自然積存、自然滲透、自然凈化”。這塊“海綿”里的孔隙，由城市綠地、排水管網(wǎng)和河流水系三個(gè)方面組成。
在城市里，除了建筑物和路面等不透水的表面之外，總會(huì)安排一些綠地。不管是下凹式綠地、植草溝和濕地，在下雨時(shí)都可以吸納一部分雨水，讓雨水向下滲透，補(bǔ)充到地下水中。同時(shí)，雨水在綠地表面流動(dòng)的速度比在硬化路面上慢，這部分雨水總是會(huì)更晚流進(jìn)排水管道，這樣就能錯(cuò)開雨量峰值，減輕排水管網(wǎng)的壓力。
現(xiàn)在大部分城市中的雨水管道和污水管道都是分開的，我們有時(shí)會(huì)看到市政管井的井蓋上寫著一個(gè)“雨”字，那就表示它通向雨水管道。雨水管道中的雨水只要經(jīng)過簡(jiǎn)單的處理，就可以排放到自然環(huán)境中，或者作為景觀和綠化的“中水”使用。我們?cè)诩彝パb修的時(shí)候，也要注意區(qū)分開雨水管和污水管，千萬不要把洗滌、廚衛(wèi)的生活污水排放到雨水管中，以免造成污染。
在雨量一股的時(shí)候，普通的城市排水管網(wǎng)就能完成排水任務(wù)。但城市中難免有一些排水條件特別差的區(qū)域，比如有的地區(qū)地勢(shì)低洼，排水不便；有的地區(qū)周邊自然水系條件不好，找不到地方排水；有的地區(qū)是老城區(qū)，地下管線清況復(fù)雜，排水管網(wǎng)已經(jīng)落后了，但改造難度又很大。這些地區(qū)一旦遇到暴雨，普通排水管網(wǎng)難以迅速排走積水，就需要啟動(dòng)深層雨水調(diào)蓄隧道和調(diào)蓄池。這就是所謂的“大排水系統(tǒng)”，與普通市政管網(wǎng)的“小排水系統(tǒng)”相對(duì)應(yīng)。深層雨水調(diào)蓄隧道往往在地下幾十米的深處，避開了市政網(wǎng)線和建筑物地基，也不受地面地勢(shì)高低的影響，在有必要的時(shí)候，能夠把多余的雨水和污水送到距離遙遠(yuǎn)的目的地。但它的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)要求都很高，成本高昂，目前還只有少量城市具備這樣的條件。
綠葉也會(huì)成為“垃圾”
城市中的綠地和植被，除了調(diào)蓄雨水徑流之外，還能起到美化環(huán)境、凈化空氣、調(diào)節(jié)溫度、減緩城市熱島效應(yīng)和吸收碳排放等功能。城市需要它們，但它們的新陳代謝會(huì)產(chǎn)生許多廢棄物，比如枯枝、落葉、種子和殘花。為了美觀，園林工人還常常需要修剪枝葉、清除雜草。這些園林植被產(chǎn)生的廢棄物在許多城市里是數(shù)量最多的固體有機(jī)廢棄物，它們的收集和處理是每個(gè)城市都需要面對(duì)的問題。
在國(guó)內(nèi)的許多城市，處理園林綠色廢棄物的方式目前還和生活垃圾一樣，收集起來焚燒或填埋。綠色廢棄物和廚余垃圾一樣含有大量的水分，需要更多的熱量才能充分燃燒，否則就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的空氣污染。近年來，每年秋天出現(xiàn)的霧霾天氣，一部分原因就是農(nóng)民在收割作物后露天焚燒秸稈，秸稈的燃燒溫度不夠高、焚燒不夠充分而導(dǎo)致的。就算城市中的綠色廢棄物能夠在專門的垃圾焚燒廠里高溫焚燒，也只是減少了顆粒物和有害物質(zhì)的排放，還是會(huì)向大氣中排放大量二氧化碳。這不但增加了環(huán)境的負(fù)擔(dān)，也是對(duì)生物質(zhì)資源的浪費(fèi)。如果采用填埋方式處理園林廢棄物，雖然不會(huì)向環(huán)境放出有害物質(zhì)，但會(huì)占用大量土地，而且也會(huì)同樣浪費(fèi)生物質(zhì)資源。
有的城市把園林廢棄物和生活垃圾同等對(duì)待，要求環(huán)衛(wèi)工人每天清理園林和綠化帶的落葉跟雜草，這其實(shí)并不明智。清理掉落葉和雜草后，地面看似干凈整潔，但地表的大片泥土裸露在空氣中，更容易干燥而產(chǎn)生塵土。在天氣不好的時(shí)候，就很可能出現(xiàn)揚(yáng)塵。
怎么變廢為寶
其實(shí)，園林廢棄物和生活垃圾有本質(zhì)的不同。它們的來源更單一，物質(zhì)構(gòu)成也更簡(jiǎn)單，在園林生態(tài)系統(tǒng)中原本就應(yīng)該是參與物質(zhì)循環(huán)的一環(huán)。植物從空氣中收集碳，從土壤中收集水和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，用這些原料合成有機(jī)質(zhì)形成自己的身體，死后再把這些有機(jī)質(zhì)歸還到土壤中。把枯枝和落葉收集起來焚燒和填埋，實(shí)際上是破壞了這個(gè)循環(huán)。要處理它們，有一種更好的辦法：堆肥。
在國(guó)外的許多城市，大部分的園林廢棄物都是通過專業(yè)的堆肥廠來處理的，有些地方甚至立法禁止采用焚燒或填埋手段來處理園林廢棄物。國(guó)內(nèi)的不少城市也漸漸開始重視這一點(diǎn)，從政策、資金和設(shè)備等角度提供便利，著手推進(jìn)堆肥廠建設(shè)。堆肥廠不只能夠處理園林廢棄物，還能處理生活垃圾中的有機(jī)物部分，特別是廚余垃圾。堆肥的產(chǎn)品可以用作盆栽土和園藝土，應(yīng)用在苗圃、溫室、花園和草坪上。把堆肥產(chǎn)生的腐殖質(zhì)土施加到園林綠地的土壤中，可以有效地增加土壤吸水、滲水、保水的能力，為植物提供清潔、綠色、安全的肥料。假如你居住的城市沒有垃圾堆肥廠，不妨在陽臺(tái)上安置一個(gè)小小的堆肥桶，用吃剩的果皮、菜葉和其他廚余來試試看吧。
堆肥
把固體有機(jī)廢棄物和泥土、礦物質(zhì)混合堆積在一起，利用微生物的作用，讓有機(jī)物分解、腐爛，最后變成肥沃的腐殖質(zhì)土，這就是堆肥。堆肥是一件很有技術(shù)含量的工作。人們需要把園林廢棄物收集起來，把它們處理到合適的大小，和適量的泥土混合，再選擇合適的發(fā)酵菌種投放進(jìn)去，并且在整個(gè)過程中控制堆肥池中的溫度和濕度，才能成功生產(chǎn)出腐殖質(zhì)土。
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雨水，多了也麻煩
絕大多數(shù)的城市一年中總要經(jīng)歷降水。雨水或者雪水來到地面，一部分遇到泥土或綠地，從地面向下滲透，最終補(bǔ)充到地下水中；另一部分遇到不透水的硬化地面，不能滲透到大地中，就沿著地面流進(jìn)排水管道，再排到附近的河流、湖泊或者水庫(kù)中。降水是城市水資源的寶貴補(bǔ)充，但如果短時(shí)間內(nèi)降水量太大，也會(huì)給城市帶來麻煩。
隨著城市化程度的提高，城市中的硬化路面和建筑物越來越多，有更多的雨水需要通過管道排走。當(dāng)遇到暴雨時(shí)，如果管道排水不通暢，或者排放目的地的河流、湖泊水位本身已經(jīng)過高，管道中的水無法及時(shí)排放出去，就會(huì)在城市內(nèi)部形成積水。積水過深產(chǎn)生的災(zāi)害被稱為內(nèi)澇。
一些城市為了獲得更多的建筑用地，填埋了部分河道和湖面，或者把彎曲的河流改道成直線，這樣做雖然表面上有利于經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但降低了自然界的蓄水能力，會(huì)增加內(nèi)澇的風(fēng)險(xiǎn)。內(nèi)澇時(shí)，過深的積水不但會(huì)造成交通不便，還會(huì)產(chǎn)生衛(wèi)生風(fēng)險(xiǎn)和事故隱患。比如公共廁所污物泄漏，公共設(shè)施漏電，行人在橋下或管井中溺水等事故，都常在城市嚴(yán)重內(nèi)澇時(shí)發(fā)生。這些事故不僅危害人們的健康和生命安全，還會(huì)造成大量經(jīng)濟(jì)損失。
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為了降低內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，也為了充分利用雨水、改善水資源和生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，許多城市希望把自己打造成“海綿城市”。顧名思義，海綿城市就像一大塊海綿，擁有足夠的蓄水、排水和凈水能力，最好能做到“自然積存、自然滲透、自然凈化”。這塊“海綿”里的孔隙，由城市綠地、排水管網(wǎng)和河流水系三個(gè)方面組成。
在城市里，除了建筑物和路面等不透水的表面之外，總會(huì)安排一些綠地。不管是下凹式綠地、植草溝和濕地，在下雨時(shí)都可以吸納一部分雨水，讓雨水向下滲透，補(bǔ)充到地下水中。同時(shí)，雨水在綠地表面流動(dòng)的速度比在硬化路面上慢，這部分雨水總是會(huì)更晚流進(jìn)排水管道，這樣就能錯(cuò)開雨量峰值，減輕排水管網(wǎng)的壓力。
現(xiàn)在大部分城市中的雨水管道和污水管道都是分開的，我們有時(shí)會(huì)看到市政管井的井蓋上寫著一個(gè)“雨”字，那就表示它通向雨水管道。雨水管道中的雨水只要經(jīng)過簡(jiǎn)單的處理，就可以排放到自然環(huán)境中，或者作為景觀和綠化的“中水”使用。我們?cè)诩彝パb修的時(shí)候，也要注意區(qū)分開雨水管和污水管，千萬不要把洗滌、廚衛(wèi)的生活污水排放到雨水管中，以免造成污染。
在雨量一股的時(shí)候，普通的城市排水管網(wǎng)就能完成排水任務(wù)。但城市中難免有一些排水條件特別差的區(qū)域，比如有的地區(qū)地勢(shì)低洼，排水不便；有的地區(qū)周邊自然水系條件不好，找不到地方排水；有的地區(qū)是老城區(qū)，地下管線清況復(fù)雜，排水管網(wǎng)已經(jīng)落后了，但改造難度又很大。這些地區(qū)一旦遇到暴雨，普通排水管網(wǎng)難以迅速排走積水，就需要啟動(dòng)深層雨水調(diào)蓄隧道和調(diào)蓄池。這就是所謂的“大排水系統(tǒng)”，與普通市政管網(wǎng)的“小排水系統(tǒng)”相對(duì)應(yīng)。深層雨水調(diào)蓄隧道往往在地下幾十米的深處，避開了市政網(wǎng)線和建筑物地基，也不受地面地勢(shì)高低的影響，在有必要的時(shí)候，能夠把多余的雨水和污水送到距離遙遠(yuǎn)的目的地。但它的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)要求都很高，成本高昂，目前還只有少量城市具備這樣的條件。
綠葉也會(huì)成為“垃圾”
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在國(guó)內(nèi)的許多城市，處理園林綠色廢棄物的方式目前還和生活垃圾一樣，收集起來焚燒或填埋。綠色廢棄物和廚余垃圾一樣含有大量的水分，需要更多的熱量才能充分燃燒，否則就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的空氣污染。近年來，每年秋天出現(xiàn)的霧霾天氣，一部分原因就是農(nóng)民在收割作物后露天焚燒秸稈，秸稈的燃燒溫度不夠高、焚燒不夠充分而導(dǎo)致的。就算城市中的綠色廢棄物能夠在專門的垃圾焚燒廠里高溫焚燒，也只是減少了顆粒物和有害物質(zhì)的排放，還是會(huì)向大氣中排放大量二氧化碳。這不但增加了環(huán)境的負(fù)擔(dān)，也是對(duì)生物質(zhì)資源的浪費(fèi)。如果采用填埋方式處理園林廢棄物，雖然不會(huì)向環(huán)境放出有害物質(zhì)，但會(huì)占用大量土地，而且也會(huì)同樣浪費(fèi)生物質(zhì)資源。
有的城市把園林廢棄物和生活垃圾同等對(duì)待，要求環(huán)衛(wèi)工人每天清理園林和綠化帶的落葉跟雜草，這其實(shí)并不明智。清理掉落葉和雜草后，地面看似干凈整潔，但地表的大片泥土裸露在空氣中，更容易干燥而產(chǎn)生塵土。在天氣不好的時(shí)候，就很可能出現(xiàn)揚(yáng)塵。
怎么變廢為寶
其實(shí)，園林廢棄物和生活垃圾有本質(zhì)的不同。它們的來源更單一，物質(zhì)構(gòu)成也更簡(jiǎn)單，在園林生態(tài)系統(tǒng)中原本就應(yīng)該是參與物質(zhì)循環(huán)的一環(huán)。植物從空氣中收集碳，從土壤中收集水和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，用這些原料合成有機(jī)質(zhì)形成自己的身體，死后再把這些有機(jī)質(zhì)歸還到土壤中。把枯枝和落葉收集起來焚燒和填埋，實(shí)際上是破壞了這個(gè)循環(huán)。要處理它們，有一種更好的辦法：堆肥。
在國(guó)外的許多城市，大部分的園林廢棄物都是通過專業(yè)的堆肥廠來處理的，有些地方甚至立法禁止采用焚燒或填埋手段來處理園林廢棄物。國(guó)內(nèi)的不少城市也漸漸開始重視這一點(diǎn)，從政策、資金和設(shè)備等角度提供便利，著手推進(jìn)堆肥廠建設(shè)。堆肥廠不只能夠處理園林廢棄物，還能處理生活垃圾中的有機(jī)物部分，特別是廚余垃圾。堆肥的產(chǎn)品可以用作盆栽土和園藝土，應(yīng)用在苗圃、溫室、花園和草坪上。把堆肥產(chǎn)生的腐殖質(zhì)土施加到園林綠地的土壤中，可以有效地增加土壤吸水、滲水、保水的能力，為植物提供清潔、綠色、安全的肥料。假如你居住的城市沒有垃圾堆肥廠，不妨在陽臺(tái)上安置一個(gè)小小的堆肥桶，用吃剩的果皮、菜葉和其他廚余來試試看吧。
堆肥
把固體有機(jī)廢棄物和泥土、礦物質(zhì)混合堆積在一起，利用微生物的作用，讓有機(jī)物分解、腐爛，最后變成肥沃的腐殖質(zhì)土，這就是堆肥。堆肥是一件很有技術(shù)含量的工作。人們需要把園林廢棄物收集起來，把它們處理到合適的大小，和適量的泥土混合，再選擇合適的發(fā)酵菌種投放進(jìn)去，并且在整個(gè)過程中控制堆肥池中的溫度和濕度，才能成功生產(chǎn)出腐殖質(zhì)土。
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