錢以蘭
(玉溪市三湖生態(tài)環(huán)境保護研究與工程管理中心,云南 玉溪 653100)
在城市內(nèi)部,河道兩岸居民建筑相對密集,城市排污會加劇河道水體污染,導致河道水質(zhì)大幅下降,地表及地下水被嚴重污染。在排污量超過河道自身負荷的情況下,水體會因為喪失自我凈化功能而出現(xiàn)大面積污染,這會嚴重破壞水生動植物的生存環(huán)境,導致周邊地區(qū)的正常供水受阻,因此有必要對河道進行整治,并將水污染防治作為主要工作對象,不斷提高河道的自凈功能。
在河道整治過程中,水污染治理要以水資源合理開發(fā)與科學保護為前提,這也是實現(xiàn)區(qū)域社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的前提。水資源是人類得以生存和發(fā)展的基本條件,在城市發(fā)展過程中,無論是生活還是生產(chǎn)領域都離不開豐富的水資源,從我國各地環(huán)境現(xiàn)狀來看,開展河道整治工作已經(jīng)成為社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。
地表水屬于生活供水,是城市賴以發(fā)展的主要資源,在城市內(nèi)部,河道是水資源供給的主要源頭。但城市化不斷推進的過程使得河道水污染情況加劇,已導致許多城市面臨著水資源短缺的問題,部分城市的河道水資源已經(jīng)無法滿足市民生活和生產(chǎn)的需求,這不僅給人們的生活帶來負面影響,而且會制約區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展,對城市建設各個項目工程的順利落實造成嚴重阻礙。對此,各地要充分認識到河道整治工作的重要價值,將水污染治理放在工作的首要位置,采取科學手段加強對河道水資源的保護。在國民收入水平不斷增長的背景下,人們對于生活品質(zhì)、生活質(zhì)量提出了更高要求,而良好的水生態(tài)環(huán)境是社會得以健康發(fā)展的基礎,無論是城市居民還是農(nóng)村居民,都希望擁有更好的水生態(tài)環(huán)境。對此,各地在開展河道整治工作的過程中,要將河道水污染問題作為監(jiān)測、管理和治理的重點,以提高人們的生活品質(zhì),滿足社會發(fā)展對河道水資源的需求。
當前,各地在開展河道整治工作的時候,普遍將工作重點放在通航、灌溉、排澇、飲水等方面,在開展河道整治相關工程的過程中,各地普遍會對河道進行加固,對河岸兩側(cè)進行硬化處理。這種整治方式有利于提高各地河道的抗旱與抗洪能力,對提高地方經(jīng)濟發(fā)展水平也有較強的促進作用[1]。不過在對河岸進行硬化以及加固河道的過程中,也容易對河道水生態(tài)系統(tǒng)造成破壞,導致河道原本的生態(tài)循環(huán)被打破,水體的自凈能力大幅下降,以及河道自身分解污染物的能力下降,甚至造成嚴重的水污染現(xiàn)象,導致城市用水需求得不到滿足。
河道斷面單一對物種多樣性的影響非常顯著,前灘與河岸是水體微生物以及水生植物的重要棲息地,特別是河底淤泥在保護物種多樣性以及保護水生態(tài)環(huán)境過程中發(fā)揮著重要作用。在進行河道整治以后,原本處于河床的砂石、淤泥可能會凝固,這種整治方式可能會讓河道水流變得更加均勻,導致河道中微生物以及水生植物的生存空間被大幅消減,使得內(nèi)部原本的生態(tài)平衡遭到破壞,微生物以及水生植物數(shù)量及種類大幅減少,這會給河道的物種多樣性造成比較嚴重的破壞,對水生態(tài)循環(huán)造成阻礙。
通常地表水資源與地下水資源需要達到一個相對平衡的狀態(tài),部分地區(qū)在對河道進行整治的過程中,為減少投入的資金,往往會在河道底部進行防滲漏施工,設置一層防滲材料,這種方式可能會導致地表水與地下水原本的平衡、循環(huán)狀態(tài)被打破。另外,大量人工湖以及人工河道的修建,也會使用大量防滲材料,這可能導致水體缺少流動性,使河道的自凈能力大幅下降,長此以往將不斷加劇水污染問題,嚴重影響居民的正常生活,甚至會對城市的形象造成破壞[2]。
當前,在城鎮(zhèn)化不斷推進的背景下,越來越多未經(jīng)處理的污水被排入河道,使得河道水污染問題不斷加劇,尤其是在部分地區(qū)排污設施設置不到位,且缺少先進治理技術(shù)的情況下,會進一步加劇河道整治的難度。同時在河道整治過程中,受地下水位下降以及流動水源減少的影響,可能導致河道出現(xiàn)斷流,河水缺少流動性,會導致水質(zhì)不斷惡化;河道水污染問題加劇,會導致人類生存環(huán)境變得惡劣,尤其是在大量工業(yè)廢水以及生活污水未經(jīng)處理排入河道后,導致河道中細菌、病毒等有毒、有害物質(zhì)增多,不僅會導致水資源污染,而且會散發(fā)強烈的刺鼻氣味,惡化人類生存環(huán)境;在污染水源下滲進入地下水體后,會給城市用水安全帶來巨大隱患,給人們的生命與健康造成損害。
在河道水污染問題不斷加劇的過程中,會給當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展造成限制,如果當?shù)叵嚓P部門不重視水污染治理,必然會導致城市生態(tài)環(huán)境惡化,給人們身體健康造成巨大威脅,同時還會給周邊地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展帶來負面影響。對河道水污染問題進行治理是一個非常緩慢的過程,不能一蹴而就,需要持之以恒,在地方政府及相關職能部門的大力配合下協(xié)同推進。另外,在河道整治中進行水污染治理,除了要直接治理污染水體外,還需要對污染源進行控制,這就進一步增加了水污染治理的難度。為全面落實水污染治理理念及相關政策,各地政府需要不斷加大經(jīng)濟、技術(shù)、人力投入,這也導致各地面臨的財政壓力不斷增大,可能會給地方經(jīng)濟造成損失。
優(yōu)質(zhì)的水資源能夠滿足城市正常生活、生產(chǎn)用水,也可以滿足人們對城市休閑娛樂、水文景觀等方面的需求。如果河道水污染問題比較嚴重,水生態(tài)環(huán)境就無法發(fā)揮應有的效果,導致河道景觀的觀賞性遭到嚴重破壞,河道附加值大幅下降。在河道水資源受污染較為嚴重的情況下,還可能給周邊農(nóng)業(yè)、旅游業(yè)等造成負面影響,給周邊居民的生活帶來嚴重困擾。
在城市工業(yè)生產(chǎn)體系不斷完善及人口數(shù)量快速增長的背景下,城市生活、生產(chǎn)污染排放總量呈現(xiàn)快速增長趨勢,污水排放量早已超過河道的自凈能力。部分企業(yè)或居民可能會直接將污染排入河道,在河流自凈能力不足的情況下,導致水生態(tài)環(huán)境不斷惡化。同時,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在大量使用化肥、農(nóng)藥等情況,污染源會隨著雨水進入河道,導致河道水污染加劇。部分地區(qū)目前還存在污水未經(jīng)處理直接排入河道的情況,導致大量污水、污染物在河道堆積,嚴重的可能會直接截斷河道,給水生態(tài)環(huán)境帶來惡劣影響。如果不重視對污染源進行控制,在河道整治中進行水污染治理將面臨巨大困難。
當前,我國在生活與生產(chǎn)等領域的排污總量呈現(xiàn)逐年攀升趨勢,一些地區(qū)在經(jīng)濟建設過程中尚未打造完善的截污體系,尤其是在某些污水處理技術(shù)不先進、處理工藝不完善的地區(qū),容易對水污染治理的整體效率造成影響。另外,部分地區(qū)未能落實對生活、生產(chǎn)污染排放的全天候、全方位監(jiān)管,未能有效對亂排、偷排污水的問題進行有效遏制,對污水的截斷存在滯后性,這會阻礙河道整治工作的開展,同時增加了污水治理的資源投入。部分地區(qū)對經(jīng)濟指標的片面追求甚至會與污水治理工作和目標產(chǎn)生沖突,導致水污染治理難度大幅增長[3]。
在我國,河道水污染以及破壞水生態(tài)環(huán)境屬于一種普遍現(xiàn)象,污染源多樣、復雜,加大了水污染治理的整體難度。各地在開展治理工作的時候,所采用的技術(shù)手段以及管理模式較為滯后,未能形成完善的生態(tài)治理體系。例如,在應用生態(tài)護岸技術(shù)的過程中,部分地區(qū)對生態(tài)護岸技術(shù)的研究較少,對該技術(shù)的應用存在滯后性,未能充分發(fā)揮出該技術(shù)的價值,這都制約了水污染治理工作的順利開展,在進行河道整治的過程中,甚至會導致當?shù)氐乃廴締栴}進一步加劇。
物理治理方法主要結(jié)合物理學科理論與方法對河流生態(tài)進行改造、對水污染進行治理。一方面,可以采用物理手段對河流進行改造,為后續(xù)開展水污染治理做好充分鋪墊,通過提前對河道環(huán)境進行優(yōu)化,有效減少河道固體污染物,降低后期水污染治理的難度;另一方面,可以通過對水土中的膠體、懸浮顆粒等污染物進行處理,結(jié)合河道水流流向以及水量,充分考慮不同季節(jié)河流環(huán)境的變化,采取科學手段對河道進行改造,有效減少河道內(nèi)堆積的污染物。
例如,在對水體中膠體以及懸浮顆粒污染物進行處理的過程中,可以采用過濾格隔離法,通過在水體內(nèi)部安裝多層不同介質(zhì)、不同結(jié)構(gòu)的過濾網(wǎng),分層次、分河段對水中相應粒徑的污染物進行攔截,并組織專業(yè)人員定期對堆積的污染物進行清理;也可以采用分離重力法,通過在河道內(nèi)部適當位置修建沉砂池和沉淀池,對具有一定重量的污染物、顆粒物進行沉淀,隨后再集中對沉淀物進行處理。在河道整治水污染治理過程中,采用物理手段對污染物進行處理,屬于一種高效的處理方式,可以大幅減少河道中有毒、有害的污染物質(zhì),不過該方法的處理效果存在一定局限性,適用于河道整治中水污染治理的初始環(huán)節(jié),后續(xù)還需要輔助采用其他手段才可以有效對水資源進行凈化。
化學治理方法主要是結(jié)合化學學科理論與方法對河道水污染問題進行處理,通過一系列化學反應降解并轉(zhuǎn)化水體中部分污染物質(zhì),以此實現(xiàn)凈化水體、減少污染甚至消除有害物質(zhì)的目的。在當前進行河道水污染治理的過程中,化學混凝法、氧化還原法等屬于常用的方法[4]。在現(xiàn)有水污染治理體系內(nèi)部,不同方法所對應的污染物存在差異,因此在實際治理過程中要綜合采取多種化學手段。
例如,采用氧化還原法,將臭氧、二氧化氯等作為氧化還原劑,主要處理水中的有機污染物,通過氧化處理的方式可以將污染物轉(zhuǎn)化為鐵、錳等元素,隨后再使用石灰石進行沉淀。在水污染治理過程中采用化學治理方法會產(chǎn)生良好的治理效果,不過要注意化學試劑的使用量,避免在使用不當?shù)那闆r下對水體造成二次污染?;瘜W治理方法通常屬于河道水污染治理的第二道治理工序,在現(xiàn)代科技不斷進步的過程中,越來越多先進的化學治理技術(shù)被用于河流水污染治理,需要注意的是,采用化學治理方法可能會加大水體中重金屬元素的含量,因此還需要采用相應的生物治理手段,通過富集的方式減少水體中重金屬元素含量,進一步保障人們的身體健康。
生物治理方法主要利用微生物或水生植物對污染物進行消化、降解、富集,結(jié)合生物學科相關理論知識,通過營造適合微生物及水生植物的生存環(huán)境,發(fā)揮微生物與水生植物在水污染治理中的作用,逐步恢復河道的自凈能力。生物治理方法的運用是一個長期的過程,常用生物治理技術(shù)主要包括膜生物反應技術(shù)、曝氣技術(shù)、投菌技術(shù)等。利用微生物活動,綜合采用化學降解法與物理沉淀法等,有利于對水體環(huán)境進行全面凈化。
例如,使用膜生物反應技術(shù),通過在污水截留系統(tǒng)中安裝相應的膜生物反應器并形成生物膜,在污水中對有害物質(zhì)進行分離、降解,發(fā)揮其對水體的凈化作用。尤其是在污泥分離以及凈化期間,還能與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行資源共享,有利于對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行優(yōu)化。當前,隨著我國對現(xiàn)代生物技術(shù)的研究不斷深入,還可以通過種植水生植物的方式富集水中重金屬元素,同時消耗微生物降解后產(chǎn)生的有機物,全面治理水污染問題,以便水生態(tài)環(huán)境快速恢復。生物治理技術(shù)在當前的水污染治理中屬于最有效、最實用和最具生態(tài)價值的治理技術(shù),在我國河道整治的水污染治理中屬于研究重點,也是必然發(fā)展趨勢[5]。
加強對河道水質(zhì)的監(jiān)控,屬于從根源上防止水污染問題的手段,以此保證河道自凈功能,提高河道水質(zhì)及水資源利用價值??紤]到河道周邊污染源分布較為固定,相關部門可進一步加大監(jiān)督和執(zhí)法力度,利用3S技術(shù)打造完善的河道水污染監(jiān)測系統(tǒng)以及河道水污染預警系統(tǒng),以此落實全天候、全方位、全過程監(jiān)測,加大對各污染源的監(jiān)測力度;可以及時對河道隨意排放污染物的問題進行預警,并委派專業(yè)執(zhí)法人員進行處理,提高河道水質(zhì)監(jiān)測的權(quán)威性,有效對企業(yè)及居民的排污行為進行規(guī)范,從源頭上減少破壞河道水資源的行為;另外,相關部門還可以借助遙感等現(xiàn)代化技術(shù)手段,對河道水體進行實時監(jiān)測,利用無人機技術(shù)對河道水面進行檢查,查看河道內(nèi)部是否存在漂浮物、固體廢物,同時對污染物的流動方向進行監(jiān)測,以便及時委派人員進行清理;在河岸兩側(cè)建筑和人員較為密集的區(qū)域,相關部門還需要設置固定的人工監(jiān)測點,定期開展采樣實驗工作,切實掌握河道水質(zhì)情況,明確河道中污染物含量,為后期制定水污染治理措施提供有效參考,并不斷對河道水質(zhì)監(jiān)測的數(shù)據(jù)庫進行完善;在采樣記錄、實驗記錄以及動態(tài)監(jiān)測的基礎上,相關部門還可以采用計算機技術(shù)對水體中污染物含量及其變化規(guī)律進行預測和分析,明確未來一段時間內(nèi)水污染治理的目標,提前制定相應的治理策略,以便有效凈化河道水體。由于河道水體中污染物組成十分復雜,如果相關部門對水體受污染后可能造成的后果預測不夠精準,將會嚴重影響居民身體健康以及城市經(jīng)濟發(fā)展[6]。因此,還需要相關部門進一步落實產(chǎn)學研合作,加強對水質(zhì)監(jiān)測、檢測相關技術(shù)與設備的研發(fā),不斷提高河道水污染監(jiān)測和治理的技術(shù)水平,合理投入資金,有效降低河道水體中污染物的含量,避免污染物擴散。另外,對河道水質(zhì)進行監(jiān)測,除了需要政府各職能部門的有效聯(lián)動外,還需要引導城市居民廣泛參與,各部門對外應做好宣傳工作,引導并鼓勵廣大居民參與河道治理監(jiān)督,在全方位監(jiān)管的過程中,徹底處理好河道水污染的問題。
綜上所述,當前我國對河道整治中水污染治理的重視程度不斷提升,在實際治理過程中,相關部門需要明確水污染治理的難點,采取先進技術(shù)手段明確河道水體環(huán)境現(xiàn)狀,有針對性地采取相應治理手段,注重物理、化學、生物等多種治理技術(shù)的有機結(jié)合,逐級、分層對水體中污染物進行處理,逐步恢復河道水體的自凈功能,不斷改善水生態(tài)環(huán)境。