农村水环境治理与生态修复研究——以姜堰市马沟河为例<br/>

农村水环境治理与生态修复研究——以姜堰市马沟河为例

2011-08-15朱芳芳袁根勤

绿色科技 2011年8期

朱芳芳，袁根勤，张景

（1.江苏省姜堰市环境保护局，江苏姜堰 225500；2.江苏省泰州市环境保护局，江苏泰州 225300）

1 引言

2010年，国家在“以奖促治”工作的基础上，采取农村环境连片整治与分散治理相结合，在江苏等8个省份率先开展了农村环境连片整治示范工作。姜堰市被列为江苏省16个连片整治示范县（市、区）之一，白米镇新华村的马沟河因环境污染问题突出成为此次连片整治实施的工程之一。通过采用生态工程措施，恢复了河流自然生态属性，水环境整治成效显著。

1.1 区域概况

新华村地处淮河流域，全村共有居民998户，人口3386人，村域面积4.07km2，其中耕地面积17.93hm2，主要产业结构为农业和乡镇企业。农业以水稻、小麦、油料、蔬菜种植为主，蚕、家畜、家禽饲养及水面养殖为辅。区域内现有各类工业企业23家，主要为机械加工类企业。

1.2 气候特征

姜堰市属于北亚热带季风气候。季风环流气候影响显著，四季分明，冬夏较长，春秋较短。常年平均气温14.5℃；年平均降水量991.7mm，年平均雨日117d；年平均日照时数22059h；无霜期215d。全年气候温暖，光照充足，雨水充沛，农业气候条件优越。

1.3 河流概况

马沟河位于白米镇新华村境内，南侧不通，北侧通过涵洞与老通扬运河相连。河面宽3～20m不等，长约1055m，常年水位在1.0～1.5m左右，淤泥层较厚，河水容量约1.5万t。河道驳岸以生态驳岸为主，整体坡度较陡，岸顶与水面落差1.5m左右，岸边以芦苇，乡土乔灌木为主，局部泥土裸露。河水水源以降雨、地表径流及地下水补充，同时接纳周围居民生活污水和附近工厂工业尾水。河水长期黑臭，对河流周边生态环境及村民身心健康产生极其不利的影响。

2 水环境问题成因分析

2.1 水环境容量小，水流缓慢

马沟河蓄水量仅1.5万t，环境容量小，易于遭到破坏和恶化；且其为老通扬运河小支流末端，缺乏优质水补充，水体置换率低下。由于河水流动缓慢，长期蓄积导致河水发黑发臭，河底淤泥累积。

2.2 水生动植物稀少

经调查，岸边有零星的灌木、乔木；挺水植物较少，零星分布少量芦苇和茭草；沉水植物有少量狐尾藻、眼子菜、金鱼藻；浮水植物有水鳖、浮萍；而鱼虾、螺丝、河蚌等基本绝迹。水生动植物因缺少适宜的生长环境，物种大量减少，生态平衡遭到破坏，生态自净功能基本丧失。

2.3 沿河污染源多

根据调查，马沟河沿途共有各类工业、生活污水排放口16个。部分河段有油污、生活垃圾等漂浮物。根据水质检测，河水中COD、氮、磷物质含量丰富，成为导致水体黑臭的主要原因。

3 水环境整治的条件

3.1 筹措资金，加强农村环境综合整治

姜堰市政府对农村环境治理问题高度重视，积极落实中央“以奖促治”、“以奖代补”政策，整合各方面农村环境整治资金，加强农村环境基础设施建设，对农村环境进行综合整治。

3.2 加大工业企业污染治理力度

环保部门加强对附近工厂的监管，确保企业废水治理设施正常运转，废水经处理达标后方可排放。对发现的偷排、超标排放等违法行为予以严厉打击，促使相关企业在发展中要做到合法排污、正确排污，增强社会责任感，实现节能降耗、污染减排。

3.3 积极进行农村环保宣传

采用各种新鲜、寓教于乐的形式进村入户进行宣传，通过长期的、潜移默化的环保宣传使农民知道更多的环保知识，加强了农民的环保意识，增强保护环境的主动性。

4 水环境整治的措施

根据姜堰市农村环境连片整治规划，针对马沟河污染现状以及河流功能状况，采用厌氧+好氧+组合生态技术进行综合治理，修复水体生态系统，恢复河道自净能力。水中的氮、磷等污染物通过生化分解和生态系统的吸附、吸收、转化，能有效改善水质［1］，实现水生态修复系统与河道整体景观的和谐统一。

4.1 厌氧部分

主要采用建立软隔离墙+生态浮岛滤床技术，隔离出一个缓冲过滤处理区，对污水进行初步厌氧处理。首先对河道边所有排污口进行规范化整治，结合马沟河地貌特征，在保留的排污口位置设置隔离缓冲预处理区。采用“软隔离墙+生态浮岛滤床”进行缓冲过滤预处理，同时利用浮岛上的植物根系有效的吸收污染物，对污水进行初步过滤净化。浮岛载体用缆绳固定在沿岸固定桩上，浮岛上嵌植菖蒲、莎草等去污能力强，景观效果好的挺水植物、湿生植物［3］。浮岛中的水生植物根系互相交错形成网络状的微生态小环境具有典型的活性生物膜功能，具有很强的净化水质能力，对多种污染物有很强的吸附、分解、吸收、富集能力。浮岛既是鱼类安全的产卵床，也是小鱼的栖身地，水中的浮游植物成了鱼饵。人工生态浮岛本身具有遮蔽、涡流、饲料等效果，构成了鱼类生息的良好条件，可以改善水体的生态环境。浮岛上的水生植物又能引来昆虫及鸟类，完善食物链，并为它们生息繁殖创造良好条件。

4.2 好氧部分

主要采用有动力潜水推流曝气机对污水进行好氧处理。通过浮岛软隔离对河道的水流进行分切，使水流绕着浮岛环形循环流动，加大水中溶氧量，使污水与水生植物、微生物往复接触，充分进行物质交换，进一步去除污染物。

4.3 组合生态技术

主要利用马沟河10000m2水体，构建氧化塘，利用土壤——植物——微生物构建氧化塘生态系统，对污染物尤其是氮、磷进行有效的讲解、吸附、吸收转化，对厌氧、好氧处理后的污水进行深度处理，确保达标排放。

4.3.1 河面清洁和河道清淤

清理河面漂浮物及对河底已经发黑和发臭的淤泥进行清理。在岸边设置淤泥干化场，待淤泥干化到一定程度后，再作为植生袋的填装材料。

4.3.2 生态护坡

对现有的岸坡进行生态化改造，能提高河道的自净能力，恢复河道生态系统的完整性和多样性［2］。在岸坡较陡区域利用植生袋种植基在离岸边1.5m处构建围挡，利用疏浚底泥填充入河岸和植生袋间区域，形成常水位约0.3～0.5m的水生植物种植区。种植芦苇、菰草等挺水植物，同时辅以种植水鳖、金鱼藻等土著浮水、沉水植物。不同季节的植物群落之间以适当的面积分隔。通过植物的生长，既能在植物根际区形成有利于营养盐输出的微生物群落，有效分解水中有机物质；又能有效抑制暴雨径流对边坡的侵蚀，提高边坡的稳定性和抗冲刷能力；还能有效增强环境景观协调性。

4.3.3 管理维护

所选植物以本土植物为主，兼顾耐寒物种且根据不同植物特点，布置不同植物搭配，其对底泥中污染物生长抑制作用具有较好的适应性，可以较好的生长。初期加以人工辅导调整种群结构演变，抑制个别品种的疯长，当整个河区的生态系统成熟以后，无需人工干扰即可保持生物多样性结构稳定。每年夏秋冬季节应对浮岛植物进行2～4次收获，一方面可加快湖泊氮磷数量输出速度，另一方面可加快植株更新速度，防止植株老化，改善植物浮岛景观。注意检查和防范挺水植物漂浮不扎根等现象，防止人为套养、捕捞，冬季适当收割、打捞，减少有机物的层积。

4.3.4 工程概况

在治理过程中植物总种植面积约6000m2，其中挺水植物、沉水植物、浮水植物按照8∶1.5∶0.5比例种植；建成各规模生态浮岛60个，其中载体面积约300m2，固定浮岛用缆绳2250m；使用植生袋680个，所需河中心底泥约410m3；配套有动力潜水推流曝气机4台；放养了适量的鱼虾类等水生类动物，螺类、蚌类等底栖类动物，实现了水边、水中、水底的生物多样性，修复了河道的生态系统。通过生物链的作用，能够消化和吸收污染源，增强水体的自净能力，处理后的水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。