修復(fù)技術(shù)在南明河污染治理中的應(yīng)用
摘要：貴陽市由于城市的發(fā)展，人口的增加，使南明河水體污染嚴(yán)重，環(huán)境受到破壞，河流的自我凈化及自我恢復(fù)能力降低．對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及人類的生存環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。針對(duì)南明河的污染，提出采取生物修復(fù)技術(shù)、曝氣復(fù)氧修復(fù)技術(shù)以及底泥疏浚控制修復(fù)技術(shù)進(jìn)行治理，同時(shí)從污染源抓起，治其根本。通過采取生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)能力和人工輔助相結(jié)合的技術(shù)手段，同時(shí)控制污染源，使南明河生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到污染前的自然狀態(tài)，恢復(fù)南明河生態(tài)系統(tǒng)合理的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、高效的系統(tǒng)功能和協(xié)調(diào)的內(nèi)在關(guān)系，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共處的生態(tài)環(huán)境。
關(guān)鍵詞：修復(fù)技術(shù)；污染；治理
1 概況
南明河貫穿貴陽市城區(qū)，屬烏江的一級(jí)支流——清水河的上游源頭。南明河發(fā)源于貴州省平壩縣林卡鄉(xiāng)的白泥田，由西南流向東北進(jìn)入貴陽市花溪，稱為花溪河，進(jìn)人城區(qū)后，始稱南明河，在烏當(dāng)?shù)慕叶沙鼍，境?nèi)流域面積1 765 km2，全長(zhǎng)118 km，出境處多年平均流量29．4 m3／s。南明河水口寺以上河段主要支流有：車田河、小車河、市西河、貫城河。河流上游已建成松柏山、花溪、阿哈、小關(guān)、黔靈湖等5座水庫，這5座水庫為貴陽市的防洪、灌溉、城市供水提供了有利條件。近年來，由于城市的發(fā)展，人口的增加，南明河水體污染嚴(yán)重，環(huán)境受到破壞。水體被污染后，降低了河流的自凈能力Ⅲ，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及人類的生存環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。
2污染的主要來源
南明河的主要污染來源有3個(gè)方面。(1)工業(yè)污染。工業(yè)化過程需要大量的水，而水將大量污染物質(zhì)帶入河流，如工廠的原料或成品洗滌水、場(chǎng)地沖洗水對(duì)南明河造成污染，貴陽火電廠循環(huán)冷卻水造成熱污染等；(2)城市生活污水、雨水進(jìn)入河流導(dǎo)致污染。生活污水主要來自家庭、商業(yè)、學(xué)校、旅游服務(wù)業(yè)及其它城市公用設(shè)施，包括廁所沖洗水、廚房洗滌水、洗車場(chǎng)排水、沐浴排水及其它排水等；(3)農(nóng)業(yè)污染，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)開發(fā)也導(dǎo)致河流污染，因?yàn)檗r(nóng)業(yè)使用大量農(nóng)藥和化肥，大量化肥流入導(dǎo)致河道植物大量生長(zhǎng)，從而使水體富營(yíng)養(yǎng)化。農(nóng)藥則對(duì)水生生物造成短期和長(zhǎng)期的危害。此外上游養(yǎng)殖業(yè)對(duì)南明河也產(chǎn)生污染，使河流水體變黑、變臭。
3河流修復(fù)技術(shù)
3．1生物修復(fù)技術(shù)
生物修復(fù)就是應(yīng)用河流生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)營(yíng)養(yǎng)及其間的關(guān)系，通過對(duì)生物群落及其生存環(huán)境的一系列調(diào)整，從而減少藻類生物量，改善水質(zhì)。在南明河污染治理中，根據(jù)水位變動(dòng)情況，進(jìn)行植物分區(qū)，在河道常水位線以下種植水生植物，它的功能主要是凈化水質(zhì)，同時(shí)為水生動(dòng)物提供食物和棲息場(chǎng)所。沉水植物、浮水植物、挺水植物按其生態(tài)習(xí)性混合種植。在常水位至洪水位的區(qū)域下部種植濕生植物為主，上部以中生但能短時(shí)間耐水淹植物為主。植物配置種植應(yīng)群落化，物種間生態(tài)位互補(bǔ)，上下有層次，左右相連接。此外，在南明河污染治理中，生物修復(fù)的途徑還有：人為去除魚類；投放肉食性魚類、草食性魚類、底棲動(dòng)物；投放微型浮游動(dòng)物；投放細(xì)菌微生物等[2]。通過植物、動(dòng)物、微生物的逐步恢復(fù)，最終恢復(fù)氣候帶控制的植物群落、動(dòng)物群落和微生物群落。
3．2曝氣復(fù)氧修復(fù)技術(shù)
自然凈化是河流的一個(gè)重要特征，河流自然凈化的關(guān)鍵是有機(jī)物的好氧生物降解過程。溶解氧含量是反映水體污染狀態(tài)的一個(gè)重要指標(biāo)，污染水溶解氧濃度的變化過程反映河流的自凈過程[3]。溶解氧在河水自凈過程中溶解氧與曝氣能力有關(guān)。河水中的溶解氧主要來源于大氣復(fù)氧和水生植物的光合作用，其中大氣復(fù)氧是水體溶解氧的主要來源[4]。有機(jī)物降解過程中耗氧速率大于復(fù)氧與水生生物的光合作用的復(fù)氧速率之和，使溶解氧迅速下降，甚至消耗殆盡而出現(xiàn)無氧狀態(tài)，有機(jī)物的分解便從有氧分解為厭氧分解。細(xì)菌厭氧分解產(chǎn)生的二價(jià)硫和鐵形成硫化亞鐵(FeS)，硫化亞鐵沉淀造成黑色沉積，并生產(chǎn)臭味，使水生生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞[4-5]。如果通過采取強(qiáng)化自然凈化措施，向河流輸送某種形式的能量或者物質(zhì)，強(qiáng)化河流固有的自我凈化過程，加快河流的修復(fù)進(jìn)程。強(qiáng)化自然凈化包括2個(gè)途徑：一種是向河流中進(jìn)行人工充氧，可以是空氣也可以是純氧。在南明河的綜合整治過程中，河道兩岸沿線設(shè)置了多個(gè)供電設(shè)施，這樣就為那些處于厭氧狀態(tài)的河段進(jìn)行人工復(fù)氧創(chuàng)造了條件，在河段上安裝固定的充氣設(shè)施，以增加河水中的含氧量，使河水由厭氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楹醚鯛顟B(tài)；另一種途徑是向河流中投加人工培養(yǎng)的活性微生物以增加河水中的好氧微生物量。由于長(zhǎng)時(shí)間處于厭氧狀態(tài)，河水中的好氧微生物很少。因此，這種方式可以達(dá)到快速修復(fù)的目的。通過采取措施，使河流由厭氧狀態(tài)向好氧狀態(tài)轉(zhuǎn)化，河流水體黑、臭現(xiàn)象將得到消除。
河道曝氣技術(shù)綜合曝氣氧化塘和氧化溝原理，結(jié)合推流和完全混合流的特點(diǎn)，有利于克服短流和提高緩沖能力，也有利于氧傳遞、液體}昆合和污染絮凝，是一種有效的污水處理方法。因此，如果在南明河河道適當(dāng)?shù)奈恢孟蚝铀羞M(jìn)行人工充氧，加速水體復(fù)氧過程，避免出現(xiàn)缺氧或厭氧段，使整個(gè)河道的自凈過程始終處于好氧狀態(tài)，提高水體中的好氧微生物活力，使水體污染物質(zhì)得以凈化，從而改善南明河水質(zhì)。
3．3底泥疏？刂菩迯(fù)技術(shù)
南明河城區(qū)河段長(zhǎng)十余公里，由于河流落差比較大，有各種攔河壩9座，平均不到2 km就有一座，水流緩慢，其生態(tài)系統(tǒng)類似于淺水湖泊水庫生態(tài)。底泥是淺水湖泊水庫中的內(nèi)污染源，有大量的污染物積累在底泥中，包括營(yíng)養(yǎng)鹽，底泥中的富營(yíng)養(yǎng)元素很容易釋放進(jìn)入表層水體，導(dǎo)致藻類繁殖，水體水質(zhì)急劇惡化，這種現(xiàn)象極容易發(fā)生在春夏、夏秋交替的季節(jié)，此時(shí)內(nèi)源性磷的負(fù)荷占舉足輕重的位置。所以對(duì)南明河底泥進(jìn)行疏浚是改善南明河水質(zhì)的一項(xiàng)重要措施。河道中的淤泥由挖斗式挖泥船疏挖，挖斗挖除的底泥放人由挖泥船拖動(dòng)的脫水船，脫水船中裝置有污泥脫水設(shè)備、加藥加氯設(shè)備、泥水處理設(shè)備及干污泥輸送設(shè)備等。底泥在脫水船中首先被水稀釋，稀釋后的泥漿經(jīng)隔柵將底泥中較大的固體物去除，過濾后的泥漿由泥漿泵提升進(jìn)行沙水分離。不含沙的泥漿被送至污泥脫水設(shè)備，經(jīng)脫水后污泥和沙由皮帶輸送機(jī)輸送至運(yùn)泥船，由運(yùn)泥船將其脫水后運(yùn)往底泥干化站，將底泥進(jìn)一步干化后運(yùn)送至填埋場(chǎng)。污泥脫水過程中分離出來的水經(jīng)處理達(dá)到排入河道水體標(biāo)準(zhǔn)后就地排放。
4污染源控制
三大修復(fù)技術(shù)能使南明河的污染得到一定的治理，但治其根本必須從源頭抓起，控制和減少上游的面源污染才是治本措施。首先，合理的工業(yè)布局可以充分利用自然環(huán)境的自然能力，變惡性循環(huán)為良性循環(huán)，起到發(fā)展經(jīng)濟(jì)，控制污染的作用。上游的工廠、電廠可分期分批進(jìn)行搬遷，同時(shí)關(guān)、停、并那些耗水量大、污染重，治污代價(jià)高的企業(yè)。
例如貴陽火電廠已計(jì)劃搬遷至貴州省織金縣，對(duì)貴陽電池廠等可選擇關(guān)閉或搬遷，逐步減少工業(yè)對(duì)南明河的污染；其次，修建污水處理廠，將城市生活污水、雨水等引入污水處理廠進(jìn)行處理后排放，嚴(yán)格控制水質(zhì)；第三，對(duì)上游農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，走綠色農(nóng)業(yè)與可持續(xù)發(fā)展之路，不用或少用化肥和農(nóng)藥，減少化肥和農(nóng)藥的污染，降低水體富營(yíng)養(yǎng)化和農(nóng)藥對(duì)水生生物造成的危害，同時(shí)對(duì)小河區(qū)和花溪區(qū)靠近南明河的畜禽養(yǎng)殖業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)進(jìn)行調(diào)整，減少污水的排放。
5 結(jié)語
采取生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)能力和人工輔助相結(jié)合的技術(shù)手段，同時(shí)從污染源抓起，治其根本，使南明河生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到污染前的自然狀態(tài)，恢復(fù)南明河生態(tài)系統(tǒng)合理的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、高效的系統(tǒng)功能和協(xié)調(diào)的內(nèi)在關(guān)系，這樣既有利于保護(hù)南明河的水生態(tài)環(huán)境，又有利于提高水體的自凈能力，同時(shí)也能構(gòu)筑具有親水理念的景觀河道，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共處的生態(tài)環(huán)境。
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收稿日期：2008～02·13 修回日期：2008—04—02
資助項(xiàng)目：貴州省科學(xué)技術(shù)基金項(xiàng)目。貴州喀斯特地區(qū)土壤侵蝕機(jī)理研究”[黔科合丁字(2008)2076]
作者簡(jiǎn)介：石德坤(198l一)，男(漢族)．貴州省黎平縣人，學(xué)士學(xué)位，助理工程師主要從事水土保持t作。E-mail：shidekun2008(螢163．corn。
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