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在處理水土流失及生態(tài)資源的問題上,國(guó)內(nèi)正努力研究先進(jìn)的方法。通過多年的研究實(shí)踐,生態(tài)修復(fù)技術(shù)已經(jīng)被人們所看好,此方法與現(xiàn)實(shí)實(shí)際相符,有很強(qiáng)的針對(duì)性,可以讓存在的問題得到有效解決。將生態(tài)修復(fù)技術(shù)運(yùn)用到現(xiàn)代園林藝術(shù)當(dāng)中,可找到問題的根本且可以總結(jié)出相關(guān)的規(guī)律,進(jìn)而使發(fā)揮出最佳的效果。
1.生態(tài)修復(fù)技術(shù)的簡(jiǎn)介
當(dāng)我國(guó)政府部門的園林管理者要對(duì)生態(tài)環(huán)境展開建設(shè)性的設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí),通常會(huì)遵從生態(tài)修復(fù)的知識(shí)概念來(lái)開展生態(tài)景觀的設(shè)計(jì)及規(guī)劃。并且,選擇正確有效的生態(tài)修復(fù)技術(shù),以完成設(shè)計(jì)規(guī)劃的實(shí)施,它的內(nèi)容一般包括了以下3個(gè)方面:第一,生態(tài)恢復(fù)的整個(gè)過程應(yīng)確保每一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)之穩(wěn)定性;第二,生態(tài)恢復(fù)的整個(gè)過程應(yīng)保障自然物種之多樣性及生態(tài)性,讓生態(tài)系統(tǒng)始終保持平衡;第三,生態(tài)恢復(fù)的整個(gè)過程應(yīng)對(duì)生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)加以科學(xué)的規(guī)劃,讓所有生物全部都受到科學(xué)調(diào)配。同時(shí)保持它原本的風(fēng)貌,杜絕發(fā)生環(huán)境蕭條問題。要想讓生態(tài)恢復(fù)目標(biāo)得以順利實(shí)現(xiàn),那么園林管理者就必須嚴(yán)格遵從科學(xué)性的原則,始終持著可持續(xù)發(fā)展這一重要思想,進(jìn)而讓已受到損耗的自然環(huán)境得到優(yōu)化。
2.生態(tài)修復(fù)技術(shù)與現(xiàn)代園林藝術(shù)的關(guān)系
對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)的目的并不只是要求其恢復(fù)到最初的一種狀態(tài),而是要恢復(fù)其原始性的生態(tài)平衡。如此一來(lái),就要求我們政府部門的園林管理人員充分地利用現(xiàn)代園林藝術(shù)的知識(shí)理念對(duì)生態(tài)修復(fù)的結(jié)果加以科學(xué)的調(diào)整與改進(jìn),促使其實(shí)現(xiàn)最佳的生態(tài)平衡。所以,生態(tài)修復(fù)技術(shù)和現(xiàn)代園林藝術(shù)二者間不但有內(nèi)在的聯(lián)系,而且還存在實(shí)質(zhì)上的差異,二者分別在不同的領(lǐng)域發(fā)揮出修復(fù)生態(tài)環(huán)境的功效。
3.生態(tài)修復(fù)技術(shù)的種類
3.1單項(xiàng)生態(tài)修復(fù)技術(shù)
單項(xiàng)性的生態(tài)修復(fù)技術(shù)通常具有以下3種修復(fù)方式。第一,植物的修復(fù)。該修復(fù)技術(shù)全面兼顧了“人為因素”及“自然因素”,在遵從正確的操作方法后,讓生態(tài)系統(tǒng)迅速得到平衡,可以使受到破壞的自然環(huán)境得到控制及再生,同時(shí)這一方法對(duì)于原生態(tài)的重建具有非常顯著且獨(dú)特的作用,可看性也非常的強(qiáng)。第二,微生物的修復(fù)。實(shí)際上,在生態(tài)修復(fù)的技術(shù)之中,微生物這一生態(tài)修復(fù)技術(shù)有著極其重要之地位,其主要借助于微生物在特定前提下的轉(zhuǎn)化來(lái)實(shí)現(xiàn)生態(tài)平衡的目的。而且微生物修復(fù)技術(shù)之中的微生物也只是一個(gè)統(tǒng)稱而已,其包括了細(xì)菌和真菌等。第三,化學(xué)修復(fù)。不難看出,化學(xué)修復(fù)是一種在現(xiàn)實(shí)中普遍運(yùn)用的技術(shù),其借助于在受破壞的環(huán)境之中提煉出相關(guān)的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)而來(lái)完成對(duì)生態(tài)環(huán)境的修復(fù)功效。
3.2復(fù)合生態(tài)修復(fù)技術(shù)
近年來(lái),人們開始對(duì)復(fù)合性生態(tài)修復(fù)技術(shù)越來(lái)越關(guān)注,單一的修復(fù)技術(shù)具有一定的局限性,而運(yùn)用復(fù)合的生態(tài)修復(fù)技術(shù)則可以彌補(bǔ)單一技術(shù)的不足,取長(zhǎng)補(bǔ)短,可以更好地發(fā)揮各種生態(tài)修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),提升生態(tài)修復(fù)效率及質(zhì)量。
4.如何實(shí)現(xiàn)生態(tài)修復(fù)技術(shù)在現(xiàn)代園林藝術(shù)中的應(yīng)用
4.1應(yīng)用是遵循的原則
怎樣把生態(tài)修復(fù)技術(shù)更加科學(xué)地應(yīng)用到現(xiàn)代園林藝術(shù)當(dāng)中去是園林管理人員需要面對(duì)的首要問題,要想實(shí)現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)的終極目標(biāo),那么就必須遵從生態(tài)修復(fù)技術(shù)運(yùn)用于現(xiàn)代園林藝術(shù)中的幾個(gè)原則:
(1)應(yīng)該站在以的視角來(lái)看待環(huán)境問題,當(dāng)對(duì)環(huán)境做出規(guī)劃的時(shí)候,除了應(yīng)全面考慮環(huán)境規(guī)劃的基本原理與方法的適應(yīng)性,同時(shí)還要從生態(tài)系統(tǒng)的全局來(lái)看待環(huán)境問題,切忌將目光局限于當(dāng)前的規(guī)劃工程項(xiàng)目當(dāng)中。在規(guī)劃理念方面,要和國(guó)家政府的政策與理念保持高度一致與統(tǒng)一,讓生態(tài)環(huán)境確實(shí)得到保護(hù)與發(fā)展。
(2)全面拓寬綠化的面積。其實(shí),讓生態(tài)修復(fù)水平得到有效提升的關(guān)鍵因素就在于增加綠化的面積?,F(xiàn)今,全球氣溫正不斷升高,以至于水平面也隨之而上升。但是,植物卻可借助光合作用的功效把空氣里邊的二氧化碳變成氧氣,所以綠化面積是否達(dá)標(biāo)具有決定性作用,然而,這一重要因素在這之前是極少被重視的與考慮的。政府部門應(yīng)該顧慮到近年來(lái)國(guó)內(nèi)土地運(yùn)用實(shí)情,然后找到更為強(qiáng)勁的植被實(shí)施綠化面積的進(jìn)一步擴(kuò)張。與此同時(shí),在植物的規(guī)劃過程中,管理者應(yīng)該借助空間之優(yōu)勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)綠化面積的擴(kuò)增的目的。借助空間的科學(xué)分布以及植物的正確分配,來(lái)決定綠化面積擴(kuò)增的大與小。
(3)針對(duì)各種情況選擇相應(yīng)的解決辦法。切忌按部就班,實(shí)施生態(tài)修復(fù)的過程中,規(guī)劃人員必定要面對(duì)各種性質(zhì)各異的設(shè)計(jì)方案,譬如,街道的綠化、工業(yè)園區(qū)的的綠化以及居民區(qū)的綠化等。所以,相關(guān)的管理人員必須結(jié)合實(shí)際情況之需要展開有效的針對(duì)性強(qiáng)的規(guī)劃。就街道綠化規(guī)劃而言,除了要考慮其的生態(tài)修復(fù)的功效,還要顧及其整個(gè)市區(qū)的市容市貌,精心設(shè)置一個(gè)即滿足生態(tài)修復(fù)要求又滿足市容市貌的需要的規(guī)劃方案。對(duì)工業(yè)園區(qū)進(jìn)行規(guī)劃的過程中,必須著重考慮環(huán)境污染控制之功能,種植一些具有這一作用的植被。而對(duì)于居民區(qū)則要注意減少污染及構(gòu)造和諧的氛圍。
4.2具體的應(yīng)用方法
在全面準(zhǔn)確地明白了生態(tài)修復(fù)技術(shù)在現(xiàn)代園林藝術(shù)中的注意事項(xiàng)之后,則需要在實(shí)際中進(jìn)行實(shí)施,其中具體的應(yīng)用方法主要有以下幾種:在排水方面,現(xiàn)代中綠化部分的排水功能主要依靠地表排水和排水設(shè)備進(jìn)行排水。在規(guī)劃實(shí)施時(shí),通常會(huì)種植大量的植物,以此來(lái)解決水流對(duì)地面的影響。為了有效的解決該問題,在實(shí)施的過程中往往會(huì)采用鋪地植物實(shí)施種植以及在合適的地方配備具有擋水功能、操作性強(qiáng)的工具,讓其在減弱水流速度方面發(fā)揮出其的作用。對(duì)于護(hù)坡的方面,可以運(yùn)用水景護(hù)坡方法,即對(duì)坡面添加能夠靠近邊岸之水面,采用駁岸與護(hù)坡方式對(duì)坡面進(jìn)行保護(hù)。所用的植物一般是運(yùn)用種類多樣、性能各異的植物給予栽培,從而有效防止水流慎入。在對(duì)道路進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃方面,一般是運(yùn)用多種材料對(duì)道路路面實(shí)施保護(hù),這樣可以避免水土發(fā)生流失。
關(guān)鍵詞:生態(tài)措施 生態(tài)系統(tǒng) 水下森林
1、 工程概況
本工程是一個(gè)以城市景觀為主的城市內(nèi)湖,生態(tài)修復(fù)湖面320000m2,清淤完成后平均水深1.74m,庫(kù)容55700m3,集雨面積達(dá)16.59km2。隨著環(huán)湖土地大量開發(fā),周邊污染源源不斷進(jìn)入,湖區(qū)水位并沒有明顯降低,湖面已被水浮蓮密集覆蓋,通過水質(zhì)檢測(cè)其主要水質(zhì)指標(biāo)全部超標(biāo),已經(jīng)成為嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化的湖泊,極大影響了湖泊的城市景觀效果,為改善湖區(qū)周邊的人居環(huán)境質(zhì)量,實(shí)施湖泊的綜合整治工程已勢(shì)在必行。
2、 綜合治理技術(shù)措施
從以往富營(yíng)養(yǎng)化水體的治理與修復(fù)實(shí)踐案例分析,采用單一技術(shù)治理富營(yíng)養(yǎng)化水體的成效有限,因而選擇采用外源與內(nèi)源控制,工程與生態(tài)措施相結(jié)合的綜合治理方案。
目前,此湖正在實(shí)施污水截流,初期雨水截流及凈化,生態(tài)引水及底泥疏浚等綜合整治工程。通過以上綜合整治措施,可以有效控制外源污染的輸入量和污染物的富集與釋放,增強(qiáng)底泥對(duì)水體的凈化能力,增加水體的復(fù)氧能力,使湖區(qū)水體水質(zhì)在較短時(shí)間內(nèi)有明顯改善。但湖區(qū)內(nèi)必須建立健康的水生生態(tài)系統(tǒng),才能長(zhǎng)期有效地控制內(nèi)源污染。
3、水質(zhì)和污染源分析
通過下表的水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)可以看出,其主要水質(zhì)指標(biāo)全部超標(biāo),顯示為劣Ⅴ類水質(zhì)。
根據(jù)資料查閱及現(xiàn)場(chǎng)踏勘,此湖目前存在的主要污染源還有:地表徑流污染和污水處理站尾水污染。其中地表徑流污染主要由于其周邊集雨面積較大,尤其是農(nóng)村生活社區(qū)、農(nóng)田及綠化地表徑流是該湖污染負(fù)荷的主要來(lái)源。近幾年,該地區(qū)降雨徑流監(jiān)測(cè)顯示,各類城市降雨徑流中的氮磷濃度差異較大,總氮,硝態(tài)氮,氨態(tài)氮與總磷的平均含量范圍分別為1.96~6.77mg/L、0.62~4.89mg/L、0.35~1.18mg/L和0.04~0.66mg/L。
根據(jù)現(xiàn)有的污水處理站的資料分析,現(xiàn)有3座污水站尾水排放入湖,排放量為32800m3/d,排放標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)A。
4、 水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)措施
此湖水體生態(tài)治理主要含6個(gè)部分:?生態(tài)攔截 ?污水處理站尾水入湖口處理措施
?水下地形改造 ④底質(zhì)改良 ⑤生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建 ⑥漂浮濕地。
4.1 生態(tài)攔截
4.1.1 生態(tài)集雨
湖區(qū)水體其中的主要污染為面源地表徑流,采用雨水生態(tài)收集過濾渠凈化路面及綠化帶來(lái)的入湖污染負(fù)荷。
4.1.2 環(huán)湖生態(tài)濕地帶
對(duì)于不易收集或集中入湖的漫流形式的地表徑流,采用構(gòu)建環(huán)湖生態(tài)濕地帶的技術(shù)措施,過濾初級(jí)地表徑流。
4.2 污水處理站尾水入湖口處理措施
4.2.1 生態(tài)浮島凈化系統(tǒng)
采用生態(tài)浮島凈化入湖污水,在達(dá)到水質(zhì)凈化的同時(shí),又具有較好的景觀效果。
4.2.2 復(fù)合濕地凈化系統(tǒng)
為最大量的削減污水處理廠的尾水,采用表流濕地深度過濾污水,提升水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。表流濕地的凈化作用主要體現(xiàn)在:植物吸收、微生物分解、物理吸附。
4.3 水下地形改造
借助清淤工程開展,營(yíng)造合理的水下地形,由陸域、湖濱區(qū)(0-40cm)、淺水區(qū)(40-100cm)、過渡區(qū)(100-150cm)、深水區(qū)(150cm以上)組成的多生境條件的水下地形,有利于生物多樣性的恢復(fù)。
4.4 底質(zhì)改良
底質(zhì)消毒主要是殺死一些土壤表面的藻類孢子以及一些有害病原菌;底質(zhì)改良主要對(duì)底質(zhì) pH等進(jìn)行改善。經(jīng)過底質(zhì)預(yù)處理,可中和底泥中的各種有機(jī)酸,改變酸性環(huán)境,起到除害殺菌、施肥、改善底質(zhì)的作用,含有水生動(dòng)、植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的全部常量元素和大部分微量元素,這些元素都以離子狀態(tài)存在,能被水生動(dòng)、植物所利用。
4.5 生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建
4.5.1 沉水植物構(gòu)建
沉水植物是水體中的生產(chǎn)者及動(dòng)物生境條件的營(yíng)造著,在水生態(tài)系統(tǒng)中具有重要作用。
本案從湖區(qū)水深及功能定位選取沉水植物的種類及栽培區(qū)域。
淺水區(qū)(0-80cm)構(gòu)建水生草皮系統(tǒng);過渡區(qū)(80-150cm)構(gòu)建水生森林I型;深水區(qū)(150cm以上)構(gòu)建水生森林II型。
4.5.2 水生動(dòng)物生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建
完善生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈和食物網(wǎng)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)水體生物多樣性。通過濾食浮游藻類,有效控制藍(lán)藻水華; N、P通過藻類營(yíng)養(yǎng)級(jí)轉(zhuǎn)化,以魚產(chǎn)量形式得到固定,進(jìn)而達(dá)到凈化水質(zhì)目的。
4.5.3 水生微生物凈化系統(tǒng)
水生微生物在水生態(tài)系統(tǒng)中具有重要作用,實(shí)現(xiàn)了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(污染物)從有機(jī)向無(wú)機(jī)的轉(zhuǎn)化,有效分解水體中的懸浮物、沉積物、動(dòng)植物遺體、碎屑等,因此,在建設(shè)生態(tài)系統(tǒng)的最后,完善有益微生物的種類及數(shù)量。
4.5.4 濱水濕地帶構(gòu)建
湖區(qū)水系的景觀功能是本案打造的重點(diǎn),依據(jù)陸域景觀的不同,合理搭配適生、水生植物形成自然、生態(tài)的濕地景觀,同時(shí)兼顧一定的水質(zhì)凈化效果。
4.6 漂浮濕地
漂浮濕地是采用漂浮物質(zhì)及種植土拼著而成,可以漂浮在水面上,可移動(dòng)也可以固定,栽培植物的種類可以是草皮、水生植物甚至是小型的灌木等。在湖區(qū)內(nèi)構(gòu)建漂浮濕地,具有一定的水質(zhì)凈化效果,同時(shí)提升水域景觀。
5、水體維護(hù)
5.1日常維護(hù):枯死植物更新補(bǔ)植、殘梗敗葉及時(shí)清撈、收割長(zhǎng)勢(shì)茂盛植物、及時(shí)捕撈動(dòng)物,并視具體情況適量補(bǔ)充。
5.2專業(yè)養(yǎng)護(hù):定期對(duì)景觀湖水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)
檢測(cè)指標(biāo):氨氮、亞硝氮、硝酸氮、總氮、總磷、 CODMn、葉綠素a、浮游植物、浮游動(dòng)物等;檢測(cè)頻率:1次/季度,具體檢測(cè)頻率根據(jù)實(shí)際情況而定。
6.注意問題
1)流域面積比較大,流域范圍內(nèi)的降雨、人類活動(dòng)、市政建設(shè)活動(dòng)對(duì)湖泊水生態(tài)系統(tǒng)具有較大的影響和擾動(dòng)。
2)惡劣天氣如臺(tái)風(fēng)天氣、潮水頂托、強(qiáng)降雨等,使湖區(qū)水位超過常水位較長(zhǎng)時(shí)間和反復(fù)次數(shù)過多,對(duì)湖區(qū)清水水生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。
3)人們的放生活動(dòng)會(huì)影響清水生態(tài)系統(tǒng)。禁止隨意投放草魚、鳊魚、鯉魚等魚類。
4)外來(lái)物種如羅非魚、福壽螺等對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)也有破壞作用。
5)生態(tài)建設(shè)所采用的水生動(dòng)植物品種均為項(xiàng)目區(qū)域土著物種或歷史曾有物種,杜絕使用外來(lái)種或入侵種,保證湖區(qū)的生態(tài)安全。
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關(guān)鍵詞:水污染;植物修復(fù);環(huán)境
中圖分類號(hào):X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-0432(2012)-04-0146-2
基金項(xiàng)目:新疆維吾爾自治區(qū)高??蒲兄攸c(diǎn)項(xiàng)目:“伊犁河流域土壤重金屬環(huán)境地球化學(xué)基線研究”(課題編號(hào):XJEDU2010157)
氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有機(jī)污染是我國(guó)水污染的兩個(gè)主要方面,我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和水利現(xiàn)代化進(jìn)程快速發(fā)展,國(guó)家已經(jīng)確立了本世紀(jì)末基本修復(fù)全國(guó)水生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)。而這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),需要對(duì)現(xiàn)代生態(tài)修復(fù)技術(shù)的不斷研究更新應(yīng)用,完善水污染環(huán)境的治理工作。植物修復(fù)技術(shù)就是目前水污染治理中一項(xiàng)較為實(shí)用的技術(shù),并且已經(jīng)在我國(guó)的江、河、湖、海和水庫(kù)等水污染環(huán)境治理中開始廣泛應(yīng)用。
1 植物修復(fù)技術(shù)
1.1 定義
植物修復(fù)技術(shù)是指通過綠色植物及其根際的土著微生物共同作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境污染的清除,是目前一種較新的原位治理技術(shù),其主要機(jī)理就是通過植物及其根際土著微生物的代謝活動(dòng)來(lái)對(duì)環(huán)境中的污染物進(jìn)行吸收、積累或者降解轉(zhuǎn)化。
1.2 特點(diǎn)
植物修復(fù)技術(shù)相比于其他的水污染環(huán)境處理方法,主要有以下幾方面的特點(diǎn):
(1)植物修復(fù)技術(shù)能夠在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行,這使得治理污染過程中的運(yùn)輸費(fèi)用得以減少,同時(shí)降低了人類和污染物直接接觸的機(jī)會(huì)。
(2)能夠有效地處理水體中的有機(jī)污染物、重金屬污染物和富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)。
(3)可以使水體營(yíng)養(yǎng)達(dá)到平衡,使水體的自凈能力得到改善。
(4)具有較低的工程造價(jià),耗能少甚至是不需要耗能。
(5)不需要在水體治理過程中加放藥劑,防止了水體的二次污染。
1.3 植物修復(fù)技術(shù)類型
1.3.1 植物揮發(fā) 植物吸收一些容易揮發(fā)的污染物后會(huì)在表面組織中將污染物揮發(fā)掉??諝庵械幕钚粤u基可以將植物莖葉揮發(fā)出的物質(zhì)分解掉。植物自身不能降解污染物質(zhì),而是將污染物所處的環(huán)境進(jìn)行轉(zhuǎn)移,減少污染物總量。
1.3.2 植物固定 植物在吸收有毒有害污染物后,可以將其匯聚在植物體內(nèi),比如根、莖、葉中,將污染物的活動(dòng)性降低,防止其擴(kuò)散到周圍的水體中,也就是植物對(duì)污染物起固定作用。隨著植物的死亡腐爛,這一部分被固定的污染物會(huì)被重新釋放到自然環(huán)境中。
1.3.3 植物提取 植物根系可以從土壤中將有機(jī)或者重金屬污染物轉(zhuǎn)移到植物的地上部分,通常是指那些累積大于葉片干重0.01%的Cd或者0.1%的Cu、Zn、Pb、Co、Ni,或者1.0%的Mn植物。
1.3.4 植物降解 通過植物或植物與微生物對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行降解。植物通過同化過程對(duì)污染物質(zhì)進(jìn)行降解,只是污染物的轉(zhuǎn)換場(chǎng)所,并不對(duì)污染物進(jìn)行存儲(chǔ)固定,在植物死亡后,大部分污染物已經(jīng)被降解為無(wú)毒性物質(zhì)或無(wú)機(jī)物,可以有效地避免二次污染。
1.3.5 根系過濾 植物根系聚集著大量的微生物,特別是在距離跟表面1-3毫米的地方,這些微生物是沒有種植過土壤的3-4倍。一些有機(jī)物能夠結(jié)合植物使重金屬的降解得到促進(jìn),還能使一些有機(jī)污染物礦化。
2 植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用的要求
2.1 水環(huán)境的要求
2.1.1 水環(huán)境的條件 并不是說植物修復(fù)技術(shù)是萬(wàn)能的治理技術(shù),其有著自身的適用性,該技術(shù)對(duì)水體的動(dòng)力條件和水質(zhì)現(xiàn)狀都是有要求的。通常來(lái)說,植物修復(fù)技術(shù)在水流較緩的寬淺水體,不超過3m的水深中較為適用。另外,實(shí)踐研究表明,水流的流速以及水力停留時(shí)間也影響著植物修復(fù)技術(shù)的運(yùn)用。因?yàn)樯锓N群可以適應(yīng)一定的環(huán)境脅迫,所以,植物修復(fù)技術(shù)對(duì)水質(zhì)也有著一定的要求,污染高負(fù)荷的水環(huán)境不利于植物修復(fù)的進(jìn)展。
2.1.2 水生植物的選型 水污染環(huán)境植物修復(fù)技術(shù)的核心是水生植物,水生植物不同會(huì)呈現(xiàn)不同的水體污染吸收能力和吸收效果,并且大型水生植物藻類的不同會(huì)使得抑制效應(yīng)不同,對(duì)不同的水生植物藻類也使得同種水生植物的作用不同。而且,營(yíng)養(yǎng)效率在過長(zhǎng)的生物調(diào)控過程中較低。另外,分泌物濃度不同使得其對(duì)藻類的他感效果不同。因此,在水污染環(huán)境不同的治理情況下,對(duì)水生植物的選擇非常重要。
2.1.3 護(hù)坡生態(tài)建設(shè) 在植物修復(fù)技術(shù)的使用中,江河湖庫(kù)的護(hù)坡建設(shè)也對(duì)其效果有著很大的影響。一直以來(lái),人們對(duì)于防洪、通航等這類河道自身的功能較為注重,所以我國(guó)許多地方的護(hù)坡建設(shè)中普遍使用混凝土材料護(hù)坡、襯砌河床、截彎取直的做法。然而,這些做法實(shí)際上對(duì)土壤和水體的關(guān)系產(chǎn)生了割裂,分離了生物環(huán)境,水系和土地及生物環(huán)境相分離,對(duì)自然環(huán)境的生態(tài)鏈產(chǎn)生了破壞,造成了生態(tài)環(huán)境的不和諧。護(hù)坡生態(tài)建設(shè)對(duì)生態(tài)修復(fù)有很好的效果,主要是在對(duì)初期坡面穩(wěn)定和坡面植被保綠?;钣兴WC的基礎(chǔ)上,遵循自然規(guī)律,通過人為手段使坡面植被群落的演替速度加快,將坡面與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境相互融合。護(hù)坡生態(tài)建設(shè)具有抗蝕、保水、增加截流面源以及坡面強(qiáng)度等功能,提供給植物足夠的生長(zhǎng)養(yǎng)分和良好的生長(zhǎng)環(huán)境。
2.1.4 資金投入 在污染問題的治理中,資金投入始終是個(gè)大問題,植物修復(fù)技術(shù)也是這樣。第一,植物修復(fù)技術(shù)自身的特點(diǎn)原因使得這是一個(gè)長(zhǎng)期漫長(zhǎng)的過程,在技術(shù)開始階段的資金投入可能不是最大的,但之后的技術(shù)、管理、維護(hù)等方面需要資金不斷投入。第二,在我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中,經(jīng)濟(jì)效益是每個(gè)工程都要首先考慮的,在污染治理時(shí),首先想的是少投入、快見效、實(shí)用性強(qiáng)的處理技術(shù),對(duì)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展有所忽略。第三,國(guó)家在籌措生態(tài)資金時(shí),實(shí)施了一些必要的鼓勵(lì)政策,但是其效果并不是很好。
不難看出,水污染中植物修復(fù)技術(shù)的使用受資金的制約,資金的保障是植物修復(fù)技術(shù)實(shí)施的關(guān)鍵。
2.2 植物修復(fù)技術(shù)的要求
2.2.1 植物修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵性研究 對(duì)不同類型植物去除不同污染物的基礎(chǔ)性研究是使植物修復(fù)技術(shù)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮的關(guān)鍵,可以對(duì)水生植物的優(yōu)化選擇因地制宜,發(fā)展為一個(gè)完善的修復(fù)系統(tǒng)。并且在污染物被水生植物所吸收的最佳時(shí)期,人工收割及時(shí)進(jìn)行,達(dá)到永久去除污染物的目的。我國(guó)在這方面相較于發(fā)達(dá)國(guó)家仍具有一定的落后性,所以,對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)性研究加強(qiáng)是非常重要的。
2.2.2 培養(yǎng)復(fù)合型人才 植物修復(fù)技術(shù)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的學(xué)科,它涉及到多個(gè)學(xué)科,比如生物學(xué)科、環(huán)境學(xué)科、景觀學(xué)、現(xiàn)代水利工程學(xué)、生態(tài)學(xué)等,作為一門新興技術(shù),它對(duì)于人才素質(zhì)有著很高的要求。特別對(duì)于我國(guó)來(lái)說,地域廣闊,水域環(huán)境有著極大的不同,使用植物修復(fù)技術(shù)對(duì)水污染進(jìn)行處理,對(duì)這類人才的需求更是非常迫切。目前來(lái)說,這方面人才的培養(yǎng)還是很薄弱的,對(duì)我國(guó)植物修復(fù)技術(shù)的使用有著一定的制約。
2.2.3 水環(huán)境的生態(tài)管理 當(dāng)今社會(huì),生態(tài)化成為了發(fā)展的一種自然趨勢(shì),在管理上,生態(tài)化管理也成為了一種發(fā)展方向。雖然目前其機(jī)制還沒有成熟,也沒有可以借鑒和采用的固定模式,但相比于其他的管理,其具有自身的特點(diǎn):第一,水體完整的生態(tài)保護(hù)一定要對(duì)有效性、持續(xù)性和整體目標(biāo)進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。第二,執(zhí)行時(shí),水環(huán)境管理人員要有敏銳的洞察力并且受過專業(yè)的培訓(xùn),這才能在執(zhí)行上給予其足夠的權(quán)利。第三,生態(tài)管理中,要對(duì)基本流量、水質(zhì)和水體自身的生態(tài)現(xiàn)狀有所兼顧。提高水環(huán)境生態(tài)管理的宣傳力度,使民間企業(yè)能夠積極參與進(jìn)來(lái),并且對(duì)公眾參與水環(huán)境生態(tài)保護(hù)活動(dòng)進(jìn)行推動(dòng)。利用這些措施,對(duì)環(huán)境生態(tài)保護(hù)管理僵化的情況進(jìn)行改善,為環(huán)境問題提供政策決策依據(jù)。
3 結(jié)語(yǔ)
水作為人類生存的根本物質(zhì)基礎(chǔ),其污染問題對(duì)人類生存發(fā)展有著重要影響,對(duì)水污染問題的解決是當(dāng)前社會(huì)重點(diǎn)關(guān)注的話題。植物修復(fù)技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù),以其效果好、投資少、管理維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn),在水污染環(huán)境處理中有著廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:生物技術(shù) 環(huán)境污染 治理 應(yīng)用
在我國(guó)過去幾十年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中,由于忽視了發(fā)展中的環(huán)境保護(hù),目前環(huán)境狀況十分嚴(yán)峻。近年來(lái)雖采取了大量控制措施,但環(huán)境質(zhì)量下降的趨勢(shì)仍在繼續(xù),我國(guó)成為世界上環(huán)境污染最為嚴(yán)重的國(guó)家之一。近年來(lái),隨著細(xì)胞融合技術(shù)、基因工程技術(shù)、分子生物技術(shù)等的發(fā)展,環(huán)境生物技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展。由現(xiàn)代生物技術(shù)和環(huán)境工程技術(shù)相結(jié)合的環(huán)境生物技術(shù)已在環(huán)境治理上發(fā)揮著重要的作用。生物技術(shù)產(chǎn)生、發(fā)展及演變與一系列的環(huán)境污染問題有著密切的聯(lián)系。因此生物技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用有著深遠(yuǎn)的發(fā)展前景,特別是對(duì)于尋求用低成本解決環(huán)境問題的發(fā)展中國(guó)家具有極大潛力。
1.現(xiàn)代生物技術(shù)的概況
現(xiàn)代生物技術(shù)是應(yīng)用現(xiàn)代生物科學(xué)及工程原理,利用生命有機(jī)體來(lái)發(fā)展新產(chǎn)品或新工藝的一種技術(shù)體系。目前生物技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,并在解決人類面臨的糧食危機(jī)、環(huán)境污染和能源危機(jī)中起到了重要作用。因此,在世界各國(guó)均重視高技術(shù)發(fā)展的當(dāng)代,生物技術(shù)最被人們看好,被列為優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域,已成為21世紀(jì)最重要的技術(shù)支柱之一。
目前利用生物技術(shù)治理環(huán)境污染,與化學(xué)、物理等其他技術(shù)比較,環(huán)境生物技術(shù)具有效率高、成本低、反應(yīng)條件以及無(wú)二次污染等顯著優(yōu)點(diǎn),能有效的遏制生態(tài)惡化趨勢(shì),促進(jìn)自然資源的可持續(xù)利用。生物技術(shù)是最安全和最徹底消除污染的方法,同時(shí)還可以增強(qiáng)自然環(huán)境的自我凈化能力;是有機(jī)廢物資源化的首選技術(shù),將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為沼氣、酒精、有機(jī)材料、蛋白等;能改造傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝,實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)過程的生態(tài)化或無(wú)廢化。
2.生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用
2.1生物技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用
利用生物技術(shù),將利用在自然條件下生長(zhǎng)、繁殖的微生物處理廢水的技術(shù),稱為自然生物處理法,該法是利用微生物的生命活動(dòng)過程對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化作用從而使廢水得到凈化的處理方法,該技術(shù)被認(rèn)為是一種經(jīng)濟(jì)有效的污水處理手段,它不但融合了生物自身的特點(diǎn),如吸附性好、沉降性好和降解能力強(qiáng)等,而且符合生態(tài)學(xué)及可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、污染狀況的加劇,環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高,使廢水生物處理技術(shù)取得了很大進(jìn)展,如吸附-降解生物處理技術(shù)、厭氧折流板反應(yīng)器生物處理技術(shù)、間歇式活性污泥法生物處理技術(shù)、LINDE生物處理技術(shù)、升流式厭氧污泥床生物處理技術(shù)、廢水生物脫氮除磷技術(shù)等都得到了充分開發(fā)[1]。
2.2生物技術(shù)在廢氣凈化處理中的應(yīng)用
目前采用的方法有生物過濾、生物洗滌和生物吸附法等。生物技術(shù)法與傳統(tǒng)有機(jī)廢氣處理方法比較,具有成本低、效率高、安全性好和無(wú)二次污染等技術(shù)優(yōu)點(diǎn),國(guó)內(nèi)外運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)廢氣凈化處理得到了較為理想的效果。美國(guó)學(xué)者利用微生物代謝凈化工業(yè)性惡臭氣體效果顯著,而且不產(chǎn)生二次異臭;德國(guó)研究者利用生物膜過濾處理含硫化氫的氣體,硫化氫除去率達(dá)90%以上。魏在山等利用生物膜填料塔對(duì)橡膠再生脫硫過程所產(chǎn)生的低濃度有機(jī)廢氣處理試驗(yàn)結(jié)果表明:生物膜填料塔處理工業(yè)有機(jī)廢氣是可行的,當(dāng)運(yùn)行條件控制適當(dāng)時(shí),凈化效率可保持在90%以上,能夠?qū)崿F(xiàn)達(dá)標(biāo)排放,且投資省,運(yùn)行費(fèi)用低。
2.3生物技術(shù)在固體廢棄物處理中的應(yīng)用
目前,國(guó)內(nèi)外固體廢棄物常規(guī)處理方法主要有固積、掩埋、焚燒,其缺點(diǎn)是建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用高,在處理的過程中有同時(shí)對(duì)空氣、土壤都有不同程度的污染。固體廢棄物進(jìn)行“無(wú)害化、資源化、減量化”處理,使其成為可用于農(nóng)田的土壤改良肥料,以達(dá)到變廢為寶的目的。經(jīng)過生物技術(shù)處理的城市生活垃圾可作為作物生長(zhǎng)的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料,實(shí)現(xiàn)城市生活垃圾的部分資源化有利于生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。近年來(lái),國(guó)外采用機(jī)械快速堆肥工藝,發(fā)展用蚯蚓床處理有機(jī)垃圾和糞便、處理城市垃圾,不僅可以將城市有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)變?yōu)榉市Ц咔覠o(wú)臭味的蚯蚓糞土而且還能獲得大量蚯蚓作醫(yī)藥原料,加上蚯蚓體內(nèi)蛋白質(zhì)含量與魚類相當(dāng),是畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的優(yōu)良飼料,可以收到一舉數(shù)得之效果。
2.4生物技術(shù)在環(huán)境污染修復(fù)中的應(yīng)用
生物修復(fù)是指在不破壞自然生態(tài)系統(tǒng),維持其原貌的前提下,有效地利用自然凈化能力并強(qiáng)化其分解污染物的能力,使其得以修復(fù)。該法是利用生物的生命代謝活動(dòng)減少存在于環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無(wú)害化,從而使污染了的環(huán)境能夠部分或完全恢復(fù)到原初狀態(tài)的過程,它包含有植物修復(fù)和微生物修復(fù)兩種。
生物修復(fù)技術(shù)是80年代以來(lái)產(chǎn)生和發(fā)展的清除和治理環(huán)境污染的生物工程技術(shù),生物特有的分解有毒有害物質(zhì)的能力,去除污染環(huán)境如土壤中的污染物,達(dá)到治埋環(huán)境污染的目的。生物修復(fù)技術(shù)最成功的例子是應(yīng)用投加營(yíng)養(yǎng)和高效降解菌對(duì)油輪泄漏造成的污染進(jìn)行處理,取得非常明顯的效果,使得近百公里海岸的環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善。此后該技術(shù)被不斷擴(kuò)大應(yīng)用于環(huán)境中其他污染類型的治理。國(guó)外對(duì)生物修復(fù)技術(shù)非常重視,研究證明采用微生物分解有毒有害物質(zhì)的生物修復(fù)技術(shù)是治理大面積污染區(qū)域的一種有價(jià)值的、可行的、有效的和優(yōu)越的方法。隨著生物技術(shù)的發(fā)展,生物修復(fù)的內(nèi)涵也不斷豐富,近年來(lái)還研發(fā)了真菌修復(fù)、植物修復(fù)以及無(wú)機(jī)污染物的生物修復(fù)等技術(shù)。生物修復(fù)的種類也日益增多,可分為土壤生物修復(fù)、地下水生物修復(fù)、沉積物生物修復(fù)和海洋生物修復(fù)等[2]。
3.結(jié)束語(yǔ)
生物技術(shù)作為一項(xiàng)有效的環(huán)境污染治理措施受到越來(lái)越多的關(guān)注,其在環(huán)境污染治理、生物修復(fù)技術(shù)方面都得到了廣泛的應(yīng)用并取得了一定效果。隨著技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)難以生物降解的有機(jī)物可利用微生物的共代謝作用進(jìn)行污染物降解;還可利用微生物誘變育種、原生質(zhì)體融合和基因工程創(chuàng)建高效工程菌應(yīng)用于環(huán)境污染治理等,這些都是環(huán)境污染生物治理的有效手段。環(huán)境污染的治理和控制將隨著新理論、新方法的運(yùn)用而日臻完善。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:河道;污染;生態(tài)修復(fù)
中圖分類號(hào):X143文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):16749944(2014)10002402
1引言
河道是包括河堤、護(hù)坡、河床、水體、微生物和動(dòng)植物的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng),既是防洪排澇、引水抗旱的重要通道,又是休閑娛樂和觀賞旅游的場(chǎng)所。自從進(jìn)入工業(yè)革命之后,人們一味追求經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,大量工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污水和生活污水直接排入河流,加上河流管理和維護(hù)的缺失,河道普遍出現(xiàn)形狀單一、河道結(jié)構(gòu)硬化、水環(huán)境惡化、河流生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重破壞、河道景觀嚴(yán)重散失等問題[1]。然而,河道環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,如何進(jìn)行河道生態(tài)修復(fù)建設(shè)是當(dāng)前河道生態(tài)修復(fù)亟待解決的問題。因此,河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)的進(jìn)步對(duì)于河道生態(tài)修復(fù)具有十分重要的意義。
2河道生態(tài)修復(fù)的原則
河道生態(tài)修復(fù)是在堅(jiān)持自然原則、生態(tài)原則、整體景觀原則的基礎(chǔ)上達(dá)到改善河流水質(zhì)、優(yōu)化河流景觀、設(shè)計(jì)合理的空間的目標(biāo)[2,3]。
2.1自然原則
自然原則是河道生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵。河道生態(tài)修復(fù)材料的選擇方面應(yīng)盡量運(yùn)用自然材料,例如,運(yùn)用木樁、拋石、沉石進(jìn)行護(hù)坡護(hù)岸,在河堤上采用喬、灌、草立體防護(hù),河道內(nèi)可以通過營(yíng)造適宜的生物棲息環(huán)境來(lái)凈化河道水資源,在一定程度上可以改善河道污染的現(xiàn)狀,緩解河道污染的問題。
2.2生態(tài)原則
生態(tài)原則,就是要充分考慮河流的生物多樣性。在采取因地制宜發(fā)展穩(wěn)定塘、人工濕地及生物柵等處理技術(shù)的同時(shí),應(yīng)重視河岸植被建設(shè),為水生動(dòng)物的生存繁衍提供合理空間,確保水體適合分解微生物的生存。水生動(dòng)植物和微生物可以提高水域生物凈化能力,從而有效控制水體污染物,使河道生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)處于良性狀態(tài)。
2.3整體景觀原則
整體景觀原則,就是從整體景觀的宏觀概念出發(fā),整體上把握河道景觀的現(xiàn)狀以及河道污染情況,將治理、修復(fù)、凈化與環(huán)境景觀美化有機(jī)結(jié)合,進(jìn)行立體修復(fù),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境、社會(huì)以及經(jīng)濟(jì)效益的最大化。
3河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)
河道生態(tài)修復(fù)主要目標(biāo)是凈化水質(zhì)、優(yōu)化河流景觀和設(shè)計(jì)合理的空間。目前改善河流的水質(zhì)主要技術(shù)手段有物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)3種方法,優(yōu)化河流景觀和設(shè)計(jì)合理的空間包括生態(tài)工程修復(fù)、生態(tài)護(hù)堤和河道景觀設(shè)計(jì)等措施。
3.1凈化河流水質(zhì)技術(shù)
3.1.1物理修復(fù)技術(shù)
物理修復(fù)主要是采取各種工程措施改善受污染河道的水文條件和底泥環(huán)境條件,從而達(dá)到河道生態(tài)修復(fù)的目的[4]。目前物理修復(fù)技術(shù)主要包括底泥疏浚、底泥稀釋和沖刷、引水換水、機(jī)械除藻、水力調(diào)度、氣體抽提、空氣吹脫等技術(shù),這些技術(shù)有目的明確、見效快等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)存在工程量大、成本高、治理不徹底等不足。
3.1.2化學(xué)修復(fù)技術(shù)
化學(xué)修復(fù)就是向受污染的河道中投入化學(xué)改良劑,通過藥劑學(xué)改良劑能夠與污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成對(duì)環(huán)境無(wú)害的中性物質(zhì),以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的[4]。該方法常用于處理突發(fā)性水污染,有速度快、效果好等優(yōu)點(diǎn),但治理效果不佳,也不能從根本上解決問題,因此化學(xué)修復(fù)只能作為一種輔助治理手段。
3.1.3生物修復(fù)技術(shù)
生物修復(fù)技術(shù)是充分利用水體中的植物、水生動(dòng)物和微生物的吸收、降解和轉(zhuǎn)化作用,將水體中的有害污染物濃度降至最低,實(shí)現(xiàn)河道水質(zhì)生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo)。
(1) 植物修復(fù)。植物修復(fù)法是利用高等水生植物及其根際微生物的共同作用去除水體中的污染物,其凈化機(jī)理是植物的直接吸收、植物根莖部釋氧、生物化感、植物根系微生物降解。研究表明,水麻、一年蓬等植物能高效吸收重金屬鎘;水芹菜、馬尾草等植物能富集水體中N、P;金魚藻、眼子菜等水生植物向水體中釋放的化感物質(zhì)能抑制藻類的大量繁殖[5]。
(2) 微生物修復(fù)。微生物作為生態(tài)系統(tǒng)中的分解者,不僅能夠清除水體污染物,對(duì)水中營(yíng)養(yǎng)成分的循環(huán)也起著重要作用,一些有特殊分解轉(zhuǎn)化能力的微生物在河流生態(tài)修復(fù)中倍受歡迎。微生物修復(fù)技術(shù)包括兩個(gè)方面:一方面是投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或曝氣增氧等方式,目的是促進(jìn)土著微生物的生長(zhǎng);另一方面是直接向水體中投加高效降解菌。目前應(yīng)用廣泛的有:①微生物強(qiáng)化法(通過調(diào)控污染水體中的溶解氧濃度、pH值、營(yíng)養(yǎng)鹽濃度等,促進(jìn)土著微生物吸附、吸收和降解河道中的污染物);②生物膜技術(shù)(由細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物和藻類等組成生物膜,通過與污水充分接觸,降解其中的污染物);③投菌法(向污染水體投加針對(duì)不同污染物性質(zhì)的高效菌種,如有機(jī)污染物高效降解菌、硝化細(xì)菌、光合細(xì)菌等,從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的)。這些技術(shù)在國(guó)內(nèi)外河流污染治理工作中得到了廣泛應(yīng)用[6]。
(3) 復(fù)合生物修復(fù)。植物修復(fù)和微生物修復(fù)都是單獨(dú)研究植物和微生物在凈化水質(zhì)的過程中發(fā)展的河道水質(zhì)凈化技術(shù),單獨(dú)運(yùn)用某一種植物或微生物是很難達(dá)到理想效果,因此,在實(shí)際應(yīng)用中,人們會(huì)將各種生物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行整合,多種生物合理配置,從而使修復(fù)效果達(dá)到1+1>2的效果。目前國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的復(fù)合生物修復(fù)技術(shù)主要有人工浮島技術(shù)(由人工設(shè)計(jì)建造漂浮在水面上供動(dòng)植物、動(dòng)物和微生物生長(zhǎng)棲息繁衍的生物生態(tài)設(shè)施)和人工濕地技術(shù)(由人工基質(zhì)和生長(zhǎng)在上面的多種水生植物組成)[7]。這兩種方法都是利用基質(zhì)填料、微生物和水生動(dòng)植物之間的協(xié)同作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)水體中絕大部分有害物質(zhì),如重金屬、有機(jī)物等,進(jìn)行分解吸收,達(dá)到凈化水體的目的[8]。
3.2優(yōu)化河流景觀和設(shè)計(jì)合理的空間
3.2.1生態(tài)工程修復(fù)技術(shù)
生態(tài)工程修復(fù)主要把握好三個(gè)方面的內(nèi)容:一是降低邊坡坡度;二是配置凹岸和凸岸、淺灘和深塘;三是修建池塘。凹岸和凸岸、淺灘和深塘的交替出現(xiàn),一方面增加流水的紊動(dòng),促進(jìn)了河水充氧,另外,淺灘、深塘和池塘的底層有大量底沙和淤泥,為水生動(dòng)物提供了主要棲息地和保護(hù)區(qū),以及覓食空間,保護(hù)了生態(tài)多樣性[3]。另外,河壩、混凝土河道等對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)有一定的負(fù)面影響,在河道生態(tài)修復(fù)中應(yīng)盡量避免。有很多新興生態(tài)環(huán)保材料,如生態(tài)磚、生態(tài)水泥和生態(tài)混泥土等都能夠提高河流的生態(tài)效益。
3.2.2生態(tài)護(hù)堤技術(shù)
生態(tài)護(hù)堤技術(shù)分為植物護(hù)坡技術(shù)和植物工程復(fù)合護(hù)坡技術(shù)。植物護(hù)坡主要通過植被根系的力學(xué)效應(yīng)(深根錨固和淺根加筋)和水文效應(yīng)(降低孔壓消弱濺蝕和控制徑流)來(lái)固土防止水土流失,在滿足河道生態(tài)環(huán)境需要的同時(shí),還能進(jìn)行景觀造景[5]。生態(tài)護(hù)堤技術(shù)可以防止單一工程型護(hù)坡技術(shù)帶來(lái)的呆板和負(fù)面生態(tài)效應(yīng),極其有利于保護(hù)和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境,同時(shí)也具備傳統(tǒng)護(hù)坡的防范、保護(hù)功能。生態(tài)護(hù)堤技術(shù)將河流的安全防護(hù)和對(duì)河道生態(tài)環(huán)境的保護(hù)有機(jī)結(jié)合,是確保河流安全和生態(tài)環(huán)保的良好措施[7]。
2014年10月綠色科技第10期
廖思紅,等:河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)自然與生態(tài)
3.2.3河道景觀設(shè)計(jì)
河道道景觀設(shè)計(jì)包括河道形態(tài)設(shè)計(jì)和河岸的綠化美化。河道形態(tài)設(shè)計(jì)首先保障河流安全防護(hù),降低河水流速、削減洪峰流量,在此基礎(chǔ)上應(yīng)提高河流的空間異質(zhì)性,為各種生物提供良好的棲息場(chǎng)所[9]。例如橫斷面上避免混凝土和漿砌石的硬質(zhì)護(hù)岸;縱斷面上設(shè)置蛇形曲線,合理布置深潭淺溝,盡量恢復(fù)河流的生態(tài)原貌[10]。在流經(jīng)城市的河流修復(fù)中,河流綠化應(yīng)考慮將河水和植物合理搭配,從而使得河流生態(tài)與城市整體景觀和諧統(tǒng)一。
4展望
河流的污染和結(jié)構(gòu)的破壞是一個(gè)全球性的生態(tài)問題,加強(qiáng)河流的治理是一個(gè)全球性的生態(tài)熱點(diǎn)問題。鑒于每一條河道治理的復(fù)雜性和不可預(yù)測(cè)性,應(yīng)充分考慮“一河一策”的修復(fù)理念,關(guān)注多種修復(fù)技術(shù)的聯(lián)合作用。尤其倡導(dǎo)以生物修復(fù)技術(shù)法為主導(dǎo),物理修復(fù)技術(shù)和化學(xué)修復(fù)技術(shù)相結(jié)合,最大程度實(shí)現(xiàn)河道的污染治理、河道景觀美化和沿河居民生活環(huán)境的統(tǒng)一。
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關(guān)鍵詞:土壤污染;修復(fù)技術(shù);微生物修復(fù)
當(dāng)前我國(guó)土壤污染引起公眾越來(lái)越多的關(guān)注,我國(guó)土壤污染的產(chǎn)生可追搠到50多年前“”時(shí)期一些高污染工業(yè)企業(yè)的建設(shè)。近年來(lái),隨著城市化的不斷推進(jìn),許多老工業(yè)企業(yè)因企業(yè)、搬遷遺留了大量的污染土地,這些污染土地污染物濃度非常高,污染深度甚至達(dá)到地下十幾米,有些有機(jī)污染物還以非水相液體的形式在地下土層大量聚集,成為新的污染源,有些污染物甚至遷移至地下水并擴(kuò)散導(dǎo)致更大范圍的污染。這些土地因堆積儲(chǔ)存、泄露或其他方式承載了有害物質(zhì),具有潛在風(fēng)險(xiǎn)性,會(huì)對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害,因此急需對(duì)這些污染場(chǎng)地實(shí)施土壤修復(fù)。
一、土壤污染的危害
1.土壤污染導(dǎo)致嚴(yán)重的直接經(jīng)濟(jì)損失
農(nóng)作物的污染、減產(chǎn)。對(duì)于各種土壤污染造成的經(jīng)濟(jì)損失,目前尚缺乏系統(tǒng)的調(diào)查資料。僅以土壤重金屬污染為例,全國(guó)每年就因重金屬污染而減產(chǎn)糧食 1000 多萬(wàn)噸,另外被重金屬污染的糧食每年也多達(dá) 1200 萬(wàn)噸,合計(jì)經(jīng)濟(jì)損失至少 200 億元。
2.土壤污染導(dǎo)致生物品質(zhì)不斷下降
我國(guó)大多數(shù)城市近郊土壤都受到了不同程度的污染,有許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、鉻、砷、鉛等重金屬含量超標(biāo)和接近臨界值。土壤污染除影響食物的衛(wèi)生品質(zhì)外,也明顯地影響到農(nóng)作物的其他品質(zhì)。有些地區(qū)污灌已經(jīng)使得蔬菜的味道變差,易爛,甚至出現(xiàn)難聞的異味;農(nóng)產(chǎn)品的儲(chǔ)藏品質(zhì)和加工品質(zhì)也不能滿足深加工的要求。
3.土壤污染危害人體健康
土壤污染會(huì)使污染物在植(作)物體中積累,并通過食物鏈富集到人體和動(dòng)物體中,危害人畜健康,引發(fā)癌癥和其他疾病等。
4.土壤污染導(dǎo)致其他環(huán)境問題
土地受到污染后,含重金屬濃度較高的污染表土容易在風(fēng)力和水力的作用下分別進(jìn)入到大氣和水體中,導(dǎo)致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等其他次生生態(tài)環(huán)境問題。
二、我國(guó)當(dāng)前土壤污染的現(xiàn)狀
2014年4月17日,環(huán)境保護(hù)部和國(guó)土資源部了全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)。調(diào)查結(jié)果顯示,全國(guó)土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀,部分地區(qū)土壤污染較重,耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂,工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。全國(guó)土壤總的點(diǎn)位超標(biāo)率為16.1%,其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。從土地利用類型看,耕地、林地、草地土壤點(diǎn)位超標(biāo)率分別為19.4%、10.0%、10.4%??梢姡覈?guó)土壤污染形勢(shì)嚴(yán)峻。
三、土壤修復(fù)技術(shù)
到目前為止,土壤修復(fù)技術(shù)已經(jīng)歷四個(gè)階段的發(fā)展:20世紀(jì)70年代:化學(xué)控制、客良;20世紀(jì)80年代:穩(wěn)定與固定、微生物修復(fù);20世紀(jì)90年代:植物修復(fù);21世紀(jì)初:生物/物化/聯(lián)合修復(fù),并逐漸將污染治理的重點(diǎn)集中到污染場(chǎng)地修復(fù)。場(chǎng)地污染修復(fù)就技術(shù)門類又可分為三類:
(1)污染場(chǎng)地(土壤)物理修復(fù)技術(shù)
物理修復(fù)是指通過各種物理過程將污染物(特別是有機(jī)污染物)從土壤中去除或分離的技術(shù)。熱處理技術(shù)是應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)場(chǎng)地土壤有機(jī)污染的主要物理修復(fù)技術(shù),包括熱吸附、蒸汽浸提、微波加熱等熱物理修復(fù)技術(shù),還包括多相抽提等技術(shù),已經(jīng)應(yīng)用于苯系物、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、二英等污染土壤的修復(fù)。
(2)污染場(chǎng)地(土壤)化學(xué)修復(fù)技術(shù)
相對(duì)于物理修復(fù),污染土壤的化學(xué)修復(fù)技術(shù)發(fā)展較早,主要有土壤固化一穩(wěn)定化技術(shù)、淋洗技術(shù)、氧化一還原技術(shù)、光催化降解技術(shù)、電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)等。
(3)污染場(chǎng)地(土壤)生物修復(fù)技術(shù)
土壤生物修復(fù)技術(shù)包括植物修復(fù)、微生物修復(fù)、生物聯(lián)合修復(fù)等技術(shù),進(jìn)入21世紀(jì)后得到了迅速發(fā)展,成為“綠色環(huán)境修復(fù)”技術(shù)之一。
植物吸收修復(fù)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外都得到了廣泛研究,已經(jīng)應(yīng)用于砷、鎘、銅、鋅、鎳、鉛等重金屬以及與多環(huán)芳烴復(fù)合污染土壤的修復(fù),并發(fā)展出包括絡(luò)合誘導(dǎo)強(qiáng)化修復(fù)、不同植物套作聯(lián)合修復(fù)、修復(fù)后植物處理處置的成套集成技術(shù)。
近年來(lái),我國(guó)在重金屬污染農(nóng)田土壤的植物吸收修復(fù)技術(shù)應(yīng)用方面在一定程度上開始引領(lǐng)國(guó)際前沿研究方向。同時(shí)開展了植物修復(fù)多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯和石油烴的研究工作,但是含有機(jī)污染物土壤的植物修復(fù)技術(shù)的田間研究還較少,對(duì)炸藥、放射性核素污染土壤的植物 修復(fù)研究則更少。
植物穩(wěn)定修復(fù)技術(shù)被認(rèn)為是一種更易接受,可大范圍應(yīng)用,并利于礦區(qū)邊際土壤生態(tài)恢復(fù)的植物技術(shù),也被視為一種植物固碳技術(shù)和生物質(zhì)能源生產(chǎn)技術(shù)。
微生物能以有機(jī)污染物為唯一碳源和能源,或者與其它有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行共代謝而降解有機(jī)物。利用微生物降解作用發(fā)展的微生物修復(fù)技術(shù)是農(nóng)田土壤污染修復(fù)常見的一種修復(fù)技術(shù)。在我國(guó),微生物修復(fù)技術(shù)已在農(nóng)藥、石油等農(nóng)田污染土壤中得到應(yīng)用:
1)建立了農(nóng)藥高效降解菌篩選技術(shù)、微生物修復(fù)劑制備技術(shù)和農(nóng)藥殘留微生物降解田間應(yīng)用技術(shù);
2)篩選了大量的石油烴降解菌,復(fù)配了多種微生物復(fù)制菌劑,研制了生物修復(fù)預(yù)制床和生物泥漿反應(yīng)器,提出了生物修復(fù)模式;
3)開展了持久性有機(jī)物如多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴污染土壤的微生物修復(fù)技術(shù)工作;
4)建立了菌根真菌強(qiáng)化紫花苜蓿根際修復(fù)多環(huán)芳烴的技術(shù)和污染農(nóng)田土壤的固氮植物一根瘤菌一菌根真菌聯(lián)合生物修復(fù)技術(shù)。
微生物修復(fù)研究工作主要體現(xiàn)在篩選和馴化特異性高效降解微生物生物菌株,提高功能性微生物在土壤中的活性、壽命和安全性,修復(fù)過程參數(shù)的優(yōu)化和養(yǎng)分、溫度、濕度等關(guān)鍵因子的調(diào)控方面。正在發(fā)展微生物修復(fù)與其它現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)工程嫁接和移植技術(shù),以及針對(duì)性 強(qiáng)、高效快捷、成本低廉的微生物修復(fù)設(shè)備,以實(shí)現(xiàn)微生物修復(fù)技術(shù)的工程化應(yīng)用。
四、結(jié)語(yǔ)
目前,在我國(guó)土壤修復(fù)剛剛起步,土壤修復(fù)理論與技術(shù)研究還較欠缺,適合我國(guó)國(guó)情的土壤修復(fù)技術(shù)發(fā)展方向不十分明朗,鑒于此,筆者綜述了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外各種土壤修復(fù)技術(shù)的方法,并分析了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍,以期為污染場(chǎng)地修復(fù)提供借鑒參考?!?/p>
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水源短缺加劇
導(dǎo)致汾河水源短缺情況加劇的主要原因一是降水減少、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源需求量增加等,引起汾河中下游干流河道斷流;二是工業(yè)和城市生活嚴(yán)重依賴地下水開采,以及農(nóng)業(yè)用水增加,致使地下水嚴(yán)重超采,造成水位急劇下降;三是污水垃圾處理水平低,中水價(jià)格不合理,回用規(guī)模小,加劇水資源的短缺;四是植被被破壞,土壤儲(chǔ)存水分能力下降;五是煤炭等礦產(chǎn)資源的過度開采,造成水資源的嚴(yán)重破壞。
生物多樣性急劇減少
汾河中下游流域的生物多樣性在人為因素影響下急劇減少,主要是河道喬灌木的過度砍伐,造成了大量動(dòng)物、植物、微生物受到威脅;其次是為了提高糧食產(chǎn)量和加大畜牧業(yè)的發(fā)展,人們過度開墾和過度放牧,造成生物所需的食物大大減少;三是捕撈業(yè)的發(fā)展,人工過度的捕撈使得生物數(shù)量大大降低,很多種類已經(jīng)絕跡;四是山西工業(yè)化的發(fā)展造成環(huán)境污染,很多不能適應(yīng)環(huán)境的生物被很快淘汰。
生態(tài)修復(fù)技術(shù)概述
水環(huán)境生態(tài)修復(fù)技術(shù)是通過調(diào)控水生態(tài)環(huán)境中相互制約又相互促進(jìn)的各環(huán)境影響因子,促使其形成平衡和穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)為目標(biāo)。生態(tài)修復(fù)技術(shù)包括利用培育的高等植物或培養(yǎng)、接種的微生物的生命代謝活動(dòng),對(duì)水體中污染物進(jìn)行富集、轉(zhuǎn)化、吸收及降解,使水質(zhì)得到凈化的相關(guān)技術(shù)。該技術(shù)具有修復(fù)效果穩(wěn)定、低耗能或不需耗能、工程造價(jià)相對(duì)較低、運(yùn)行成本低廉以及不形成二次污染等特點(diǎn),主要用于受污染而失衡的自然水生系統(tǒng)的修復(fù)。這類水生態(tài)修復(fù)技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到較為成功的應(yīng)用,在我國(guó)也開始大量的應(yīng)用,主要有土地處理、高效微生物固定化和人工濕地等技術(shù)。
1土地處理技術(shù)
廢水的土地處理,是將一、二級(jí)處理出水用于農(nóng)田、牧場(chǎng)或林木灌溉,或?qū)⒃瓘U水經(jīng)土壤滲濾后回注于地下水等處理技術(shù)的總稱。廢水中通常含有農(nóng)作物需要的各種營(yíng)養(yǎng)成分。據(jù)我國(guó)一些城市污水的測(cè)定結(jié)果表明,污水中含T-N為30~90mg/L,NH3-N為20~50mg/L,P為3~4mg/L,K為5~40mg/L。上述養(yǎng)分經(jīng)一級(jí)或二級(jí)處理后只有少量被除去,而大部分隨出水排出。利用廢水灌溉,不僅解決了農(nóng)牧林業(yè)對(duì)水、肥兩大要素的需求,并通過其中的腐植性提高土壤肥力和地溫,可獲得十分顯著的增產(chǎn)效果,而且能除去人工生化處理難以除去的N,P營(yíng)養(yǎng)物和難生化降解有機(jī)物,進(jìn)一步降低COD,SS和病原菌,使廢水資源得到再生。
2高效微生物固定化技術(shù)
高效微生物固定化技術(shù)是近年來(lái)隨著廢水處理的不斷完善和需求而發(fā)展起來(lái)的新型技術(shù)。是指將經(jīng)過培養(yǎng)的高效微生物、酶或菌藻共生群限制在特定的材料區(qū)域內(nèi)部,達(dá)到提高微生物或酶的濃度,創(chuàng)造有利于生物代謝的環(huán)境,有效減少微生物流失,并使固液容易分離的目的。該類技術(shù)主要用于治理富營(yíng)養(yǎng)化水體。
3人工濕地技術(shù)
人工濕地是在土地處理、穩(wěn)定塘和生物濾池等污水處理技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種人工構(gòu)建并控制的、主要利用天然凈化能力的污水處理和生態(tài)修復(fù)技術(shù)。它利用了微生物、濕生植物和動(dòng)物等一系列生物的代謝活動(dòng),綜合了物理的、化學(xué)的和生物的復(fù)雜過程,使污水中污染成分得以降解,并將其無(wú)害化或轉(zhuǎn)化為可利用的物質(zhì)。
人工濕地技術(shù)的可行性分析
1人工濕地水質(zhì)凈化機(jī)理
人工濕地床基具有巨大表面積、特定的化學(xué)組成和無(wú)數(shù)的植物根系及其代謝產(chǎn)物(氧、生物活性物質(zhì)),為污染物的過濾截留、物理和化學(xué)吸附、化學(xué)分解和沉淀、生物攝取和氧化分解、礦化等提供了很好的條件。污水中的有機(jī)物主要依靠人工濕地床基內(nèi)的物理和生物、化學(xué)的綜合過程去除;不溶性有機(jī)物被過濾截留、水解、生物攝取和氧化分解;溶解有機(jī)物直接被水解、生物攝取和氧化分解;氨氮在床基中大部分通過硝化—反硝化生化過程被去除,部分氨氮和硝氮通過植物吸收而去除;有機(jī)氮主要呈懸浮狀,被床基過濾截留,并通過生化作用礦化為氨氮、硝氮,進(jìn)而通過植物吸收和硝化—反硝化過程去除;污水中磷大多以正磷酸鹽形式存在,并主要通過人工濕地床基中的鈣、鐵、鋁離子沉淀固著,以及植物的吸收過程去除,沉淀固著在床基中的磷可通過床基料更換而移出;污水中一些微量的金屬通過人工濕地床基的吸附或沉淀作用去除,被濕地植物吸附、吸收去除。污水中大部分病原菌和病毒被人工濕地床基好氧微生物攝食分解,部分被植物根系分泌物殺滅。
2人工濕地的類型分析
從工程設(shè)計(jì)的角度出發(fā),按照系統(tǒng)布水方式的不同或水在系統(tǒng)中流動(dòng)方式不同劃分為表面流人工濕地(自由表流濕地和構(gòu)筑表流濕地)、潛流人工濕地(水平潛流人工濕地、垂直潛流人工濕地和復(fù)合式潛流濕地)。不同類型的人工濕地對(duì)特征污染物的去除效果不同,具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。表面流人工濕地和自然濕地類似,污水從濕地表面流過,在流動(dòng)的過程中得到凈化。這種類型的人工濕地具有投資少、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),但占地面積較大,水力負(fù)荷率較小,去污能力有限。
垂直潛流人工濕地是指污水從濕地表面縱向流向填料床的底部,床體處于不飽和狀態(tài),氧可通過大氣擴(kuò)散和植物傳輸進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)。其硝化能力高于水平潛流人工濕地,可用于處理氨氮含量較高的污水。其缺點(diǎn)是對(duì)有機(jī)物的處理能力不如水平潛流人工濕地系統(tǒng),落干/淹水時(shí)間較長(zhǎng),控制相對(duì)復(fù)雜,夏季有孳生蚊蠅的現(xiàn)象。水平潛流人工濕地因污水從一端水平流過填料床而得名,它由一個(gè)或多個(gè)填料床組成,床體填充基質(zhì),床底設(shè)有防滲,防止污染地下水。與表面流人工濕地相比,水平潛流人工濕地的水力負(fù)荷較大,對(duì)BOD5、CODcr、SS、重金屬等污染指標(biāo)的去除效果好,而且很少有惡臭和孳生蚊蠅現(xiàn)象,有利于在北方地區(qū)的冬季運(yùn)行。
沈陽(yáng)環(huán)境科學(xué)研究院開發(fā)的復(fù)合流式潛流人工濕地技術(shù)(以水平流為主,與垂直流結(jié)合)中的復(fù)合流濕地結(jié)構(gòu)由底至上分別為防滲區(qū)、導(dǎo)淤區(qū)、主控區(qū)及種植區(qū)。與其他類型人工濕地相比,復(fù)合流式潛流人工濕地的水力負(fù)荷大,對(duì)BOD5、CODcr、SS、氮磷等污染指標(biāo)的去除效果好,而且很少有惡臭和孳生蚊蠅現(xiàn)象,特別是能有效地解決濕地系統(tǒng)的淤堵問題和北方地區(qū)的冬季運(yùn)行問題。
3人工濕地生態(tài)修復(fù)適用性分析
從汾河流域亟待解決的主要生態(tài)環(huán)境問題來(lái)看,主要是水污染的治理、生物多樣性的恢復(fù)以及水資源的保護(hù)和利用問題。而人工濕地的技術(shù)特點(diǎn)正是以不同類型的濕地系統(tǒng)的營(yíng)建和組合來(lái)實(shí)現(xiàn)河流水質(zhì)的凈化、生物棲息地的營(yíng)建和水源涵養(yǎng)與保護(hù),這從形式到內(nèi)容都與汾河生態(tài)修復(fù)的總體目標(biāo)相一致。再?gòu)脑摷夹g(shù)的經(jīng)濟(jì)可行性和技術(shù)成熟性來(lái)看,人工濕地技術(shù)是目前水質(zhì)凈化與生態(tài)修復(fù)技術(shù)中投資較低,且便于維護(hù)管理的實(shí)用技術(shù)。目前,我國(guó)已經(jīng)頒布實(shí)施了《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范》,使人工濕地生態(tài)治污技術(shù)進(jìn)入到標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的階段,在河道與湖泊水體凈化和生態(tài)修復(fù)方面已有很多成熟應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。從人工濕地類型特點(diǎn)的適用性來(lái)看,水平潛流人工濕地和復(fù)合流式潛流人工濕地的選用有利于處理污染負(fù)荷較高的水體,適宜凈化目前汾河中下游嚴(yán)重污染的水質(zhì)。表面流人工濕地處理負(fù)荷雖然較低,但便于在汾河灘地應(yīng)用,對(duì)河水水質(zhì)有較好的緩沖調(diào)整作用,有利于汾河流域生物多樣性的改善與營(yíng)建。
因此,可根據(jù)汾河及其支流的不同河道特點(diǎn)、河床與灘地的可利用性、不同河段的水質(zhì)污染狀況和生態(tài)修復(fù)目標(biāo),在不同河段將潛流濕地與表流濕地優(yōu)化組合,合理布設(shè)。對(duì)于汾河太原出境處的嚴(yán)重污染河段還可考慮適當(dāng)?shù)念A(yù)處理措施,以保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)及濕地系統(tǒng)的入水要求。綜上,結(jié)合汾河流域的生態(tài)環(huán)境問題和人工濕地生態(tài)修復(fù)的技術(shù)特點(diǎn),以人工濕地為主要技術(shù)手段實(shí)施該流域的生態(tài)修復(fù)是可行的。
汾河流域污染治理和生態(tài)修復(fù)的對(duì)策
1源頭治理調(diào)整布局和優(yōu)化結(jié)構(gòu)
對(duì)生活污水及工業(yè)廢水要進(jìn)行源頭治理,堅(jiān)決杜絕未經(jīng)處理直接向汾河排污。在沿岸幾個(gè)重點(diǎn)排污城市應(yīng)增擴(kuò)建污水廠,擴(kuò)大處理規(guī)模,中小城市也應(yīng)因地制宜地建設(shè)合適規(guī)模的污水處理廠或污水處理設(shè)施。工業(yè)廢水應(yīng)當(dāng)根據(jù)各個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品及所產(chǎn)廢水性質(zhì)區(qū)別對(duì)待,經(jīng)過處理的廢水,有回用條件的應(yīng)該回用,不能回用的也要實(shí)行達(dá)標(biāo)排放,應(yīng)堅(jiān)持“誰(shuí)污染,誰(shuí)治理”的原則,從污染源上治理汾河水污染。對(duì)于汾河中下游流域的污水治理,應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況,建議污水先通過城市污水廠處理,再通過濕地系統(tǒng)處理后排放入河,這樣對(duì)于水環(huán)境容量較低、自凈能力較弱的汾河來(lái)講是十分必要的,有利于汾河的斷面達(dá)標(biāo)。特別是人工濕地技術(shù),不但成本低,而且植物根系土壤可以涵養(yǎng)水分,大量植被的形成有利于生物數(shù)量與種類增多,同時(shí)可營(yíng)建生態(tài)景觀,恢復(fù)人與自然和諧相處的生態(tài)環(huán)境。
2加快汾河支流流域治理
汾河支流是汾河全流域的重點(diǎn)水源補(bǔ)充,直接影響著汾河流域的水生態(tài)環(huán)境,與其生態(tài)修復(fù)息息相關(guān),故針對(duì)汾河支流應(yīng)采取有效的治理措施。第一,對(duì)汾河支流流域內(nèi)的污染源進(jìn)行治理,從源頭上對(duì)排入汾河支流的污水進(jìn)行治理,降低入河的水質(zhì)指標(biāo),為汾河支流的生態(tài)修復(fù)做準(zhǔn)備;第二,以人工濕地技術(shù)為主,在汾河支流干線實(shí)施生態(tài)修復(fù),提高水環(huán)境容量;第三,在汾河支流入汾河河口處營(yíng)建河口人工濕地,利用潛流濕地、功能表流濕地和景觀表流濕地相結(jié)合的方式進(jìn)一步改善汾河的支流水質(zhì),同時(shí)營(yíng)造濕地景觀環(huán)境,提高汾河流域河口環(huán)境質(zhì)量。
3落實(shí)汾河流域干流人工濕地生態(tài)修復(fù)工程
以汾河流域干流殊區(qū)域重點(diǎn)段生態(tài)修復(fù)為基礎(chǔ),以人工濕地生態(tài)修復(fù)技術(shù)為依托,加快落實(shí)汾河整個(gè)流域干流人工濕地生態(tài)修復(fù)工程,改善汾河水水質(zhì)指標(biāo),增強(qiáng)汾河的自凈能力。通過濕地工程的營(yíng)建,流域內(nèi)的植被系統(tǒng)逐漸得到修復(fù),野生動(dòng)物系統(tǒng)也會(huì)隨之得到恢復(fù),有效地提高了生物多樣性,從而使汾河流域生態(tài)環(huán)境從根本上得到修復(fù)。
4提高全民水憂患意識(shí),依法保護(hù)水資源
水是生命的源泉,是人類生存的命脈。水利,是農(nóng)業(yè)的命脈,也是工業(yè)和整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施。因此,必須加大宣傳力度,增強(qiáng)全民水憂患意識(shí),強(qiáng)化水利基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的重要地位。加大環(huán)保宣教力度,提高環(huán)保法律法規(guī)的普及,提高全民的環(huán)境意識(shí)和法制觀念。公眾要通過擴(kuò)展環(huán)境權(quán)益來(lái)提高環(huán)境意識(shí),把個(gè)人的環(huán)境意識(shí)的提高過程與對(duì)人們切身利益的保護(hù)和改善聯(lián)系起來(lái),自覺參與環(huán)境管理。
發(fā)達(dá)國(guó)家的土地整治技術(shù)比較成熟,土地整治中所涉及到的技術(shù)主要包括生態(tài)工程技術(shù)、環(huán)境影響評(píng)估技術(shù)、信息技術(shù)、規(guī)劃技術(shù)、鄉(xiāng)村景觀保護(hù)與重建技術(shù)等。德國(guó)的土地工程始于13世紀(jì),在土地整治技術(shù)方面一直處于世界領(lǐng)先地位,德國(guó)的巴伐利亞州現(xiàn)已普遍應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù),建立了土地整治信息系統(tǒng)(LE-GIS),將土地整治的各種數(shù)據(jù)、圖件和權(quán)屬狀況等資料儲(chǔ)存于該系統(tǒng)中。俄羅斯的土地工程技術(shù)可追溯到15世紀(jì),1996年12月,在莫斯科通過成立“俄羅斯及獨(dú)聯(lián)體國(guó)家土地關(guān)系與土地整理問題國(guó)際研究會(huì)”,提出了統(tǒng)一進(jìn)行研究和判定土地利用與土地整理的理論與標(biāo)準(zhǔn),研究景觀的、生態(tài)的土地整理設(shè)計(jì)理論和技術(shù)方法。澳大利亞的土地工程技術(shù)研究重點(diǎn)是因礦產(chǎn)資源開發(fā)引起的土地復(fù)墾問題,在土地復(fù)墾整治的計(jì)算機(jī)模擬方面取得了大量處于世界先進(jìn)水平的科研成果,重視土地生態(tài)系統(tǒng)重建研究。Caya等將模糊專家系統(tǒng)模型(FuzzyEx-pertSystem)應(yīng)用于土地整治后的土地重新安排中,使土地權(quán)屬分配得到更多農(nóng)戶滿意。使整治前后的所有地塊總價(jià)值相等,是成功的土地整治工程,因而必須要對(duì)地塊的價(jià)值進(jìn)行評(píng)估,GIS技術(shù)在價(jià)值評(píng)估中有著很大的優(yōu)越性。國(guó)外土地整治的上述技術(shù)已經(jīng)比較科學(xué)、系統(tǒng)、規(guī)范,適應(yīng)了土地整治實(shí)踐的要求。我國(guó)土地整治起步較晚,有關(guān)土地整治技術(shù)的研究甚少,土地整治實(shí)踐中非常缺乏技術(shù)支撐。我國(guó)急需從土地整治技術(shù)的工程化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化和系統(tǒng)化等方面構(gòu)建土地綜合整治技術(shù)支撐體系,我國(guó)土地整治技術(shù)的核心是景觀設(shè)計(jì)與生態(tài)化整治技術(shù)。胡靜等為實(shí)現(xiàn)運(yùn)用信息化手段對(duì)土地整治項(xiàng)目建設(shè)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)警,對(duì)提高項(xiàng)目管理效率提供了技術(shù)支撐,對(duì)土地整治工程項(xiàng)目建設(shè)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì),從建設(shè)一體化監(jiān)管信息平臺(tái)出發(fā),構(gòu)建了“中央—省級(jí)—縣(區(qū))級(jí)”三級(jí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng);王金滿等應(yīng)用數(shù)字高程模型(DEM)原理,借助GIS軟件的統(tǒng)計(jì)功能,研究了山地丘陵區(qū)坡式梯田土地整治工程量測(cè)算方法和流程,并為測(cè)算土地整治量提供了方法借鑒;葉艷妹等設(shè)計(jì)了農(nóng)地整治中急需解決的路溝渠生態(tài)化技術(shù)和灌排溝渠生態(tài)化設(shè)計(jì)技術(shù)。2008年“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃立項(xiàng)了首個(gè)土地工程研究項(xiàng)目“土地整理關(guān)鍵技術(shù)集成與應(yīng)用”,對(duì)“土地整理規(guī)劃、設(shè)計(jì)技術(shù)、土地整理工程施工關(guān)鍵技術(shù)、土地整理質(zhì)量與生態(tài)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)、土地整理實(shí)施信息化管理技術(shù)、東部基本農(nóng)田優(yōu)質(zhì)精細(xì)型土地整理技術(shù)、中部糧食主產(chǎn)區(qū)增量經(jīng)濟(jì)型土地整理技術(shù)以及西部生態(tài)脆弱區(qū)保質(zhì)生態(tài)型土地整理技術(shù)”等進(jìn)行了研究,這也充分說明土地工程技術(shù)研究適應(yīng)了時(shí)展的需要和趨勢(shì)。
2不同類型土地整治工程技術(shù)
目前,土地綜合整治包括:
①對(duì)未利用地的開發(fā)利用,如根據(jù)需求和現(xiàn)狀將未利用地改良為農(nóng)地或建設(shè)用地;
②對(duì)已利用地的綜合整治,提高土地利用效率和土地產(chǎn)值,如對(duì)農(nóng)地的改良、配套,進(jìn)行集約化利用,建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田;
③對(duì)現(xiàn)狀土地進(jìn)行土地市場(chǎng)一級(jí)開發(fā)支持經(jīng)濟(jì)建設(shè),對(duì)污染、災(zāi)毀及破損土地的整治利用等。筆者基于長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),結(jié)合實(shí)際提出了以下不同類型土地整治工程技術(shù)。
2.1非農(nóng)用地轉(zhuǎn)化為農(nóng)用地工程
非農(nóng)用地是指農(nóng)業(yè)用地和暫時(shí)難于利用的土地(如戈壁、沙漠、高寒山地、裸巖、裸土等)以外的土地,通常包括農(nóng)村聚落,大、中、小城鎮(zhèn),工礦區(qū),交通運(yùn)輸、名勝古跡、旅游、療養(yǎng)區(qū),自然保護(hù)區(qū)等占用的土地。我國(guó)非農(nóng)業(yè)用地約占國(guó)土中面積的22.9%。農(nóng)業(yè)用地又稱農(nóng)用地,指直接或間接為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所利用的土地,包括耕地、園地、林地、牧草地、養(yǎng)捕水面、農(nóng)田水利設(shè)施用地(如水庫(kù)、閘壩、堤埝、排灌溝渠等),以及田間道路和其他一切農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性建筑物占用的土地等。非農(nóng)用地轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)用地具有提高土地利用率和產(chǎn)出率的功能,有利于推進(jìn)節(jié)約集約利用土地,促進(jìn)土地資源的可持續(xù)利用。在土地利用總體規(guī)劃和土地工程專項(xiàng)規(guī)劃的指導(dǎo)下,根據(jù)土地的適宜性和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,對(duì)田、水、路、林、村采取必要的措施進(jìn)行整治,對(duì)土地資源重新配置,可以實(shí)現(xiàn)資源的積極整合、有效利用以及資源集中集約化發(fā)展,有效地改善土地生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)土地資源的可持續(xù)利用。非農(nóng)用地轉(zhuǎn)化為農(nóng)用地的工程措施主要是土地工程。土地工程是對(duì)低效利用、不合理利用、未利用以及生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)和自然災(zāi)害損毀的土地進(jìn)行整治,提高土地利用效率的活動(dòng)。在工程中應(yīng)遵循因地制宜、系統(tǒng)性、整體性和經(jīng)濟(jì)、生態(tài)與社會(huì)效益相結(jié)合的原則,主要內(nèi)容包括成土、土地平整、土壤改良、灌溉及水利配套、電力、林業(yè)、道路等內(nèi)容。在土地開發(fā)工程中應(yīng)兼顧國(guó)家惠農(nóng)政策,結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活條件,因地制宜建設(shè)新農(nóng)村,發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè),如設(shè)施農(nóng)業(yè)、觀光農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)等。
2.2建設(shè)用地整備工程
建設(shè)用地,是指付出一定投資(土地開發(fā)建設(shè)費(fèi)用)、通過工程手段為城鎮(zhèn)村及工礦等各項(xiàng)建設(shè)提供的土地。它是利用土地的承載能力或建筑空間,不以取得生物產(chǎn)品為主要目的的用地。據(jù)土地所用權(quán)特點(diǎn),建設(shè)用地整備工程,是指由政府或其授權(quán)委托企業(yè),對(duì)一定范圍內(nèi)的現(xiàn)狀土地(包括農(nóng)用地、建設(shè)用地及未利用地)進(jìn)行統(tǒng)一的征地、清表、整治、平整并進(jìn)行適度市政配套設(shè)施建設(shè),使之達(dá)到“三通一平”(通路、通水、通電和土地平整)、“五通一平”(通水、通電、通路、通訊、通氣和土地平整)或“七通一平”(給水、排水、通電、通路、通訊、熱力、燃?xì)夂屯恋仄秸?,從而符合建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)的過程。建設(shè)用地整備工程中的整治工程,主要指通過一定工程、生物或技術(shù)手段,使海域、沼澤或土質(zhì)難以為建設(shè)用地所利用的土地達(dá)到建設(shè)用地的標(biāo)準(zhǔn)。例如,荷蘭、日本、中國(guó)香港等地的填海造地工程,將原有的海域、湖區(qū)或河岸轉(zhuǎn)變?yōu)殛懙刈鳛榻ㄔO(shè)用地,需要圍堰、基槽清淤、基坑填沙、填砂等工程;沼澤地區(qū)的地基承載力較低,當(dāng)作為建設(shè)用地開發(fā)時(shí),要注意采取降低地下水位、排除積水等措施,以提高地基承載力和改善環(huán)境衛(wèi)生狀況。
2.3污損土地改良改造工程
污損土地是指由人類活動(dòng)或自然因素造成的土地污染和損毀,使土地完全或部分失去原來(lái)的使用價(jià)值和建設(shè)功能,包括污染土地和損毀土地。對(duì)污損土地進(jìn)行改良改造區(qū)別于其他廢棄地的改良改造,需要根據(jù)“因地制宜”原則,采取不同的技術(shù)措施去除污染物、恢復(fù)損毀土地,并通過污損土地利用評(píng)價(jià),使其達(dá)到農(nóng)用地或建設(shè)用地的使用標(biāo)準(zhǔn)。
2.3.1污染土地改良改造技術(shù)。污染土地是指人類活動(dòng)或自然因素產(chǎn)生的污染物進(jìn)入土壤并積累到一定程度,引起土壤環(huán)境質(zhì)量惡化,對(duì)空氣、生物、水體或人體健康產(chǎn)生危害,使其社會(huì)屬性和自然屬性受到影響的土地。污染土地改良改造技術(shù)是利用一定的技術(shù)措施,對(duì)污染土地進(jìn)行改造使其恢復(fù)到未污染的水平。污染土地改良改造技術(shù)按地點(diǎn)可分為原位改良改造技術(shù)和異位改良改造技術(shù)。原位改良改造技術(shù)即對(duì)未挖掘的土壤進(jìn)行改良改造;異位改良改造技術(shù)指對(duì)挖掘后的土壤進(jìn)行處理的過程。土地污染改良改造按操作原理主要分為物理改良改造技術(shù)、化學(xué)改良改造技術(shù)和生物改良改造技術(shù)[。污染土地的物理改良改造是指通過物理過程的調(diào)節(jié)或控制,改變土壤的物理性狀,使污染物得到有效控制,將污染物與土壤分離或轉(zhuǎn)化為低毒或無(wú)毒物的改良改造過程。主要的物理改良改造技術(shù)有客土和換土技術(shù)、蒸汽浸提技術(shù)、玻璃化技術(shù)、固化/穩(wěn)定化技術(shù)、電動(dòng)力學(xué)技術(shù)、熱處理等。污染土地的化學(xué)改良改造技術(shù)是指在污染土壤中加入化學(xué)試劑,使其與土壤中的污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),如氧化、還原、酸堿、中和、聚合、沉淀等反應(yīng),從而使污染物從土壤中分離、轉(zhuǎn)化、降解成無(wú)毒或低毒性物質(zhì)。典型的化學(xué)改良改造技術(shù)有化學(xué)淋洗技術(shù)、氧化/還原技術(shù)、溶劑浸提技術(shù)、施入改良劑或抑制劑等。污染土地的生物改良改造技術(shù)是20世紀(jì)80年代以來(lái)出現(xiàn)和發(fā)展起來(lái)的,主要是指依靠某些生物的活動(dòng)和具有某些特的微生物,使土壤或地下水中的污染物得以清除或降解,使其轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或低毒物質(zhì)的過程。它主要是利用土壤特定的微生物、根系分泌物、菌根和超富集植物等降解、吸收或固定土壤中的污染物,從而實(shí)現(xiàn)污染土壤改良改造的目的。狹義的生物改良改造僅指微生物改良改造,廣義的生物改良改造包括微生物改良改造和植物改良改造,有時(shí)也包括動(dòng)物改良改造。
2.3.2損毀土地改良改造技術(shù)。損毀土地是指由于自然或人為因素導(dǎo)致土地表土喪失或整個(gè)土地毀壞而造成土地第一生產(chǎn)力的喪失。損毀土地改良改造工程是通過工程技術(shù)手段對(duì)損毀土地進(jìn)行改良改造使其恢復(fù)成可利用的有效土地,包括生境建設(shè)和群落建設(shè)兩大內(nèi)容。生境建設(shè)是對(duì)地貌的重塑和土壤改良培肥,其核心在于“造地”,為生物群落建造一個(gè)良好的生境。群落建設(shè)則包括植被重建和引入土壤微生物及動(dòng)物,其核心內(nèi)容是植被。對(duì)于凹型地貌的重塑,通常采用填充和客土的方式。對(duì)于凸型地貌重塑則采用土地平整、建梯田的方式。目前礦山開采造成的土地?fù)p毀較為嚴(yán)重,對(duì)于礦山損毀土地的地貌重塑一般采用“剝離—采礦—復(fù)墾”一體化工程技術(shù),實(shí)現(xiàn)“邊開采,邊復(fù)墾”的良性循環(huán)。
2.4低標(biāo)準(zhǔn)用地提升工程
2.4.1低標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)業(yè)用地提升為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)業(yè)用地工程。高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)業(yè)用地可定義為:一定時(shí)期內(nèi)通過農(nóng)村土地整治形成的設(shè)施配套、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、旱澇保收、節(jié)水高效、生態(tài)良好、抗災(zāi)能力強(qiáng)、與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)方式相適應(yīng)的耕地,包括高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田和其他高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)用地。低標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)業(yè)用地變?yōu)楦邩?biāo)準(zhǔn)農(nóng)業(yè)用地工程是通過對(duì)山、水、田、林、路的綜合治理,使項(xiàng)目區(qū)的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施得到全面的改善和提高,達(dá)到發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基本要求,使其能達(dá)到或基本達(dá)到:水源覆蓋實(shí)現(xiàn)方田化,灌溉實(shí)現(xiàn)節(jié)水化,秸稈實(shí)現(xiàn)還田化,耕作實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,施肥實(shí)現(xiàn)配方化,種子實(shí)現(xiàn)良種化,田間道路實(shí)現(xiàn)沙石化,農(nóng)田林網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格化,田間種植實(shí)現(xiàn)規(guī)范化,農(nóng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)無(wú)公害化。
2.4.2低標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)用地提升為高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)用地工程。高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)用地可概括為:以可持續(xù)發(fā)展思想為指導(dǎo),遵循現(xiàn)有土地利用規(guī)劃及相關(guān)法律法規(guī)與政策,合理布局各業(yè)用地,調(diào)整優(yōu)化用地結(jié)構(gòu),加強(qiáng)監(jiān)管,通過科學(xué)技術(shù)增加對(duì)存量土地的各種投入,實(shí)現(xiàn)邊際投入等于邊際收入時(shí)土地使用價(jià)值最大化的利用狀態(tài),提高土地使用效率,滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)土地的需求,促使土地經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益得到明顯提高。高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)用地建設(shè)最終是為實(shí)現(xiàn)土地的節(jié)約、集約利用,而土地集約利用的前提是用地的合理布局和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化完善。高標(biāo)準(zhǔn)城市建設(shè)要按照城市建設(shè)規(guī)劃,合理調(diào)整城市各業(yè)占地布局,嚴(yán)格控制大面積囤地現(xiàn)象,提高城市土地利用效率。高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)村建設(shè)可按照新農(nóng)村建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)原有農(nóng)村建設(shè)用地進(jìn)行合理規(guī)劃布局,減少或消除農(nóng)村大片閑置地,消除空心村,做好土地復(fù)墾工作。對(duì)舊工礦用地進(jìn)行考證,對(duì)廢棄區(qū)進(jìn)行生態(tài)修復(fù),拆并不合理采礦區(qū),做好原礦用地生態(tài)修復(fù)工作。
3未來(lái)土地整治工程技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
21世紀(jì)土地整治工程技術(shù)最為顯著的特點(diǎn)是使規(guī)劃、設(shè)計(jì)、新材料、新產(chǎn)品、新工藝、信息、監(jiān)測(cè)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等不同領(lǐng)域進(jìn)行有效交叉和融合,通過系統(tǒng)集成與自主創(chuàng)新,使土地整治工程技術(shù)得到全面提升。未來(lái)的土地整治工程技術(shù)將以提高土地質(zhì)量和改善生態(tài)環(huán)境為主要目標(biāo),實(shí)現(xiàn)從注重?cái)?shù)量向數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)管護(hù)并重的方向轉(zhuǎn)變。具體發(fā)展方向主要包括:土地整治技術(shù)將向的綜合化和集成化發(fā)展;土地整治工程技術(shù)將全面和深入的應(yīng)用信息化;利用計(jì)算機(jī)仿真和模擬土地整治生態(tài)變遷;土地整治多源異構(gòu)數(shù)據(jù)整合與互操作技術(shù)等領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)和工程化研究;土地整治項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)向生態(tài)化、智能化、節(jié)水節(jié)地型和可視化發(fā)展;質(zhì)量型和生態(tài)型土地整治技術(shù)將實(shí)現(xiàn)針對(duì)性、高效性和最優(yōu)化;土地整治的景觀重塑和恢復(fù)工程技術(shù);土地整治監(jiān)測(cè)將從注重?cái)?shù)量監(jiān)測(cè)向數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)和效益監(jiān)測(cè)發(fā)展;土地整治的施工技術(shù)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和利用。
3.1農(nóng)田建設(shè)工程技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
傳統(tǒng)的土地整治因缺少先進(jìn)的工程技術(shù)支撐,導(dǎo)致農(nóng)田路溝渠使用壽命短,土地平整質(zhì)量難以滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要,部分耕地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量退化。再加上因不同地區(qū)、不同土地類型和不同利用方式對(duì)于諸如溝渠、道路設(shè)計(jì)強(qiáng)度、建設(shè)材料、成分配比、施工工藝、使用周期等要求均有明顯差異,對(duì)一些關(guān)鍵景觀斷裂點(diǎn)的修復(fù)也缺少精細(xì)化的工程技術(shù)支撐,這些均影響土地整治的可持續(xù)性和工程效益的發(fā)揮。因此,研發(fā)新的適應(yīng)農(nóng)田建設(shè)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)技術(shù),提出專門的精細(xì)化土地平整工程技術(shù),應(yīng)用激光技術(shù)進(jìn)行土地精細(xì)平整作業(yè),自主研發(fā)高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)新材料、新產(chǎn)品與施工工藝,增強(qiáng)高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田保育工程能力等領(lǐng)域?qū)⑹俏磥?lái)農(nóng)田建設(shè)工程技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)。
3.2礦區(qū)土地復(fù)墾工程技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
發(fā)達(dá)國(guó)家把復(fù)墾工程作為礦區(qū)開采的一部分,十分重視礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)、景觀重塑、生物多樣性保護(hù)、可持續(xù)土地復(fù)墾、復(fù)墾工程與周邊景觀協(xié)調(diào)以及復(fù)墾土地的跟蹤監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。因此,礦區(qū)復(fù)墾土壤的地表穩(wěn)定與侵蝕控制技術(shù)、土壤結(jié)構(gòu)破壞與污染的重構(gòu)與修復(fù)技術(shù)、防治礦山生態(tài)災(zāi)害技術(shù)、植被重建與生態(tài)恢復(fù)技術(shù)及土地復(fù)墾與生態(tài)重建的集成技術(shù)等是未來(lái)礦區(qū)土地復(fù)墾工程技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)。
3.3污染土地修復(fù)工程技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
發(fā)達(dá)國(guó)家污染土地修復(fù)工程主要采用實(shí)驗(yàn)室研究—中試或現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究—大規(guī)模工程應(yīng)用的基本模式,修復(fù)基質(zhì)由單一的土壤修復(fù)過渡為土壤和地下水綜合治理,修復(fù)技術(shù)涵蓋了物理、化學(xué)及其生物修復(fù)類型。因此,研發(fā)綠色可持續(xù)單一修復(fù)工程技術(shù)、多種修復(fù)方法耦合聯(lián)用技術(shù)、研制專用修復(fù)設(shè)備和藥劑產(chǎn)品是污染土地修復(fù)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。
3.4土地整治工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢(shì)
關(guān)鍵詞:淡水池塘 養(yǎng)殖 環(huán)境問題 解決途徑
目前,淡水養(yǎng)殖業(yè)是我國(guó)漁業(yè)發(fā)展中的重點(diǎn),其產(chǎn)量在水產(chǎn)養(yǎng)殖中逐年呈上升比率,淡水養(yǎng)殖作為水產(chǎn)養(yǎng)殖中的重點(diǎn),過去傳統(tǒng)的密集型養(yǎng)殖方式暴露了諸多弊端,限制了淡水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的升級(jí),因此,分析和解決目前淡水池塘養(yǎng)殖中所面臨的環(huán)境問題,尋求更好的解決措施嗎,推進(jìn)淡水池塘養(yǎng)殖業(yè)的健康、快速發(fā)展是我們需要密切關(guān)注的問題。下面我們針對(duì)傳統(tǒng)淡水養(yǎng)殖中的環(huán)境問題略作分析,并結(jié)合最近產(chǎn)業(yè)研究成果原位修復(fù)技術(shù)和異位修復(fù)技術(shù)來(lái)分析下其解決之道。
1.淡水吃糖養(yǎng)殖環(huán)境問題分析
從目前淡水養(yǎng)殖的局面來(lái)看,傳統(tǒng)養(yǎng)殖的高密集型所造成的弊端與水體富營(yíng)養(yǎng)化、氮失衡是造成環(huán)境問題的三大主兇之一。
傳統(tǒng)淡水養(yǎng)殖采用高密度、高投餌率、高換水率進(jìn)行養(yǎng)殖,對(duì)于環(huán)境的危害是巨大的,同時(shí)近年因飼料投放問題造成的水體富營(yíng)養(yǎng)化也是限制淡水池塘養(yǎng)殖行業(yè)發(fā)展的瓶頸。雖然養(yǎng)殖水平隨著技術(shù)研究的突破不斷提升,單位水體的魚載力也在提升,但是魚類代謝與飼料投放的力度也在增加,養(yǎng)殖的高換水率必然會(huì)導(dǎo)致污染加重,最終限制行業(yè)本身的深入發(fā)展。我國(guó)以圍網(wǎng)養(yǎng)殖和圍欄養(yǎng)殖為主要方式對(duì)于水體環(huán)境的污染是很嚴(yán)重的,近些年來(lái)國(guó)家一直在不斷加強(qiáng)對(duì)水體環(huán)境污染的治理,實(shí)施“退魚還湖”等政策,這些必然會(huì)繼續(xù)加重淡水池塘養(yǎng)殖的比率,按照池塘養(yǎng)殖在我國(guó)淡水養(yǎng)殖業(yè)中的比重來(lái)看,這種潛在的對(duì)環(huán)境的污染風(fēng)險(xiǎn)是巨大的,因此,做好淡水池塘養(yǎng)殖問題的環(huán)境污染治理,保護(hù)好水體資源與魚類資源,也是淡水池塘養(yǎng)殖業(yè)必須解決的關(guān)鍵問題。
作為池塘養(yǎng)殖面臨的嚴(yán)峻環(huán)境問題之一,氮失衡已經(jīng)成為了限制池塘養(yǎng)殖發(fā)展的瓶頸。目前,淡水池塘水體中的含氮量與含磷量都已經(jīng)超出了警戒線指標(biāo),但是能夠支持初級(jí)生物循環(huán)的有效磷含量卻極低,以上兩種富營(yíng)養(yǎng)化的物質(zhì)無(wú)法溶解于水體,只能吸附在淤泥或被重金屬絡(luò)合,這將加重水體負(fù)擔(dān),加重污染,尤其是現(xiàn)在池塘飼養(yǎng)餌料多使用含氮量較高的有機(jī)肥,因此,氮失衡已經(jīng)成為了必須面對(duì)的重要池塘環(huán)境問題。氮失衡所帶來(lái)的危害是內(nèi)外兩個(gè)層面的。在內(nèi)部污染方面,會(huì)造成魚類體內(nèi)排泄系統(tǒng)和代謝系統(tǒng)失衡,造成過量活動(dòng)或失去平衡,極易發(fā)生昏迷或死亡現(xiàn)象,這對(duì)于依靠產(chǎn)量取勝的淡水池塘養(yǎng)殖來(lái)說可謂是致命打擊。在外部污染上,由于高換水率所排放出來(lái)的富營(yíng)養(yǎng)化水體和氮失衡水體,排放到江河湖海中將會(huì)加劇大范圍內(nèi)的水體污染,成為大環(huán)境內(nèi)環(huán)境污染的主因,同時(shí)對(duì)于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和群眾生活造成長(zhǎng)期的惡劣影響。因此面對(duì)以上這些淡水池塘養(yǎng)殖環(huán)境問題,養(yǎng)殖環(huán)境生態(tài)修復(fù)技術(shù)成為了近些年來(lái)的研究熱點(diǎn)與重點(diǎn)。
2.淡水池塘養(yǎng)殖問題解決之道
目前,關(guān)于淡水池塘生態(tài)環(huán)境的修復(fù)研究主要集中在兩個(gè)方面,分別是原位修復(fù)技術(shù)和異位修復(fù)技術(shù)。原位修復(fù)技術(shù)也成成為立體修復(fù),主要是通過在水體環(huán)境中營(yíng)造立體養(yǎng)殖空間實(shí)現(xiàn)對(duì)超積累物質(zhì)的吸收和凈化,加強(qiáng)淡水池塘環(huán)境內(nèi)的硝化作用,通過水生植物、蔬菜與細(xì)菌的立體分布和作用優(yōu)化水體內(nèi)的生物循環(huán),同時(shí)還能有實(shí)現(xiàn)對(duì)多種資源的優(yōu)化利用,達(dá)到產(chǎn)業(yè)升級(jí),降低排污系數(shù)的目的。異位修復(fù)技術(shù)的重點(diǎn)主要是對(duì)養(yǎng)殖水體的凈化處理,提升水體利用和循環(huán)率,降低污染。
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
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