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城市景观水污染现状及处理技术

2021-09-29

黑龙江科学 2021年18期
关键词:水质标准生物制剂污染源

李 瑾

(河南省交通规划设计研究院股份有限公司,郑州 450000)

目前,具有高度观赏性的城市景观水逐渐融入人们的日常生活,其水体质量会对人们的生活质量产生影响。近年来,由于部分城市景观水的管理工作不到位,人们对城市景观水的水体污染治理工作不够重视,处理水体污染的方式缺乏科学性,而导致城市景观水的污染范围持续扩大,污染程度也在不断加深,这不但破坏了城市的外在观赏性,也对附近居民的日常生活造成了严重的不良影响。城市景观水治理逐渐成为继生活用水治理和工业用水治理之后的社会关注的重点水体治理领域。分析了城市景观水的污染现状,提出几种科学的治理污水手段,以提高城市景观水的水体质量。

1 城市景观水污染现状

1.1 景观水

景观水的主要功能是观赏。具备生态价值和美学价值的水体都可以统称为景观水。景观水根据其自身性质可以分为静态水体和动态水体两类,还可以根据水体是否原本存在而分为造景和借景两类,前者即大部分景观水都是由人工建造而成,后者则是指在原有基础上进行改造并由专人展开管理和维护工作的自然湖泊或河流。造景和借景的不同之处体现在造景的主要目的是让人亲近水接触水,而借景的主要目的是让人近距离观赏水。

景观水与其他绿化植被的功能类似,除了具备一定的观赏性外,还可起到优化生活环境、提高居民生活质量的作用。随着经济水平的不断提高,人们对生活品质的要求也在持续升高,景观水逐渐成为人们日常生活环境的重要组成部分,越来越多的以景观水为主题建造的住宅小区、园林和公园等开始出现并受到人们喜爱,由此景观水的污染治理也开始受到社会各界的关注和重视。

由于远离自然生态环境,同时还容纳了大量的城市居民,城市的景观水建设相对于其他地方显得尤为关键,城市景观水的概念范围也更大,不仅仅局限于小区公园内部的局部水体,还包括大型的湖泊、河流及水库等,沿海城市甚至还包括某些滨海风景。

1.2 景观水水质标准

GB12941-91《景观娱乐用水水质标准》和GB3838-2002《地表水环境质量标准》是普遍应用的景观水水质标准。鉴于景观水与生活用水存在交集,我国卫生部于2001年6月7日颁布了新的《生活饮用水卫生规范》,并于2001年9月1日起执行,其中对生活饮用水水质标准的一些项目作了修改并增加了一些项目,这是继1985年颁布《生活饮用水水质标准》16年后跨出的一大步,为改进居民生活饮用水水质提供了有力保证,为居民生活饮用水水质标准与国际接轨创造了条件。为确保城市湖泊、河流等大型景观水的水质合格,国家在2002年出台了GB/T18921-2002《城市污水再生利用景观环境用水水质》,用以规范城市景观水的污染治理和污水处理工作,提高大型水景的水体质量。

现行的诸多景观水水质标准可以根据其具体适用的水体类型分为A、B、C三大类,具体区分标准如表1所示。

表1 景观水水质标准适用水体分类Tab.1 Landscape water quality standards applied to water body classification

表1中未涉及的水体类型的水质标准则统一采用GB3838《地表水环境质量标准》和GB3097《海水水质标准》中的相关规定。前者适用对象为我国具有使用功能的地表水体,如具有航运功能的运河等,这些地表水体根据其功能也可将其附近的水域环境划分等级,如表2所示。

表2 不同功能的地表水域环境等级划分Tab.2 Environmental classification of surface waters with different functions

1.3 城市景观水污染状况

城市景观水大多位于人口密度较大的住宅小区等居住区域和公园等公共场所,因此受到大量人群活动和景观水体封闭性无法流动等因素的影响,故而城市景观水的污染情况较为严峻。

城市景观水的水体污染主要来自五个方面,分别是来自外部的污染源、水源本身、各类垃圾、青苔等水生植物及由此导致的水体富营养化。来自外部的污染源主要是针对城市大型水景而言,大量未经正规处理而直接流入河道的工业、农业和生活废水沉积成为无法降解的污染物,成为河道等水体的直接污染源。水源自身成为污染源是由于大多景观水使用的水源本身质量不合格,存在大量的水体污染物,景观水建成一段时间后,水体会变得浑浊并发出臭味。各类垃圾包括人为乱扔的生活垃圾及自然环境中的尘土和落叶等,由于景观水无法正常流动,当处于静态时间一长,这些外界垃圾对其污染就会越来越严重,再加上日照、温度等因素,水体附近容易滋生青苔等。上述所有的污染源及景观水体的封闭性和滋生的青苔等带来的综合性结果便是景观水体的富营养化。

2 城市景观水污染治理研究

随着社会各界对城市景观水污染治理的重视程度不断加深,相关研究论著也不断涌现。城市景观水的污染治理要关注控制外部污染源的侵入,避免景观水在本身已经存在污染源的基础上再受到外部污染源的进一步污染。遵循这一原则,可以沿着引水换水和污水处理两种思路实际开展景观水污染治理工作。前者对资金、人力和物力等因素要求较高,因而受到一定局限,后者则是应用更普遍的方式。

2.1 居住区域景观水污染治理

武汉某住宅小区内的景观水以IV类水体为水源,存在富营养化的污染问题,具体表现为水体浑浊,呈墨绿色,当气温升高时还会散发出难闻的气味,严重影响居民的日常生活。为实现住宅小区内景观水的观赏性,符合居民可以亲近的健康标准,相关研究人员在对水源隔栅拦污,截留漂浮物后,再通过提升泵将水源引入混凝气浮器的方式去除景观水中的污染物和藻类等。另外,对景观水进行消毒。常见的化学消毒药剂会在水中留存较长时间,可能会对居民健康造成不利影响,相比于化学消毒,可采用副作用更小的紫外线对景观水进行消毒,并在消毒后的景观水内加入硫酸铜,保持水体清澈。

2.2 城市湖泊河流污染治理

针对城市湖泊、河流等大型景观水,通过种植高等水生植物进行内部净化的效果显著,这是解决城市湖泊河流污染的重要手段之一。高等水生植物在生长过程中需要不断从外界环境中吸收大量的氮元素和磷元素,转化为自身的营养元素。之后再将这些高等水生植物转移出原先的生长环境,它们会自动释放出之前吸收的营养物质,营养物质输入水体时便能发挥净化水体的作用。相关实例表明,当西湖的小南湖区重新开始种植聚草后,武汉的东湖开始人工设置围隔种植菹草后,两处人工水体水质均得到明显改善,水体变得更加清澈,也减轻了水体富营养化的程度。

3 城市景观水污染治理及处理技术

生物处理和物理化学处理是当前应用范围较广且效果较好的两大类景观水处理方式。以下分别对生物制剂技术、生态修复技术两种生物处理技术和吸附分离技术进行分析。

3.1 生物制剂技术

生物制剂技术是指向水体投放微生物制剂、混凝剂和杀藻制剂等生物制剂,以实现净化水体、改善水质的目的。上述生物制剂含有具有良好净水性能的物质,是学者于1998年在滇池草海开展药剂筛选试验获得的研究成果。试验结果表明,一般在投放20 d后,上述生物制剂开始发挥作用,表现为水体透明度升高,叶绿素-a含量下降,藻类数量减少等,效果可以持续约15 d。微生物制剂中通常含有水体恢复功能菌等微生物,混凝剂中则是含有硅藻土和聚丙烯酰胺,杀藻制剂中含有一些复合抑制剂和改性的硫酸铜。需要注意的是,杀藻制剂的使用具有一定的毒副作用,可能导致水体重金属含量超标,需要谨慎使用。例如,在毒性较弱的高pH值环境中使用,杀藻制剂中的有毒物质见光后容易分解,不会残留在水体中,可以在一定程度上确保水体的安全性。

3.2 生态修复技术

生态修复技术相对于其他治理手段,在借景改造的景观水中具有一定的应用优势。生态修复技术的理念是依靠自身内在力量按照自然规律恢复自然环境的本来面貌。生态修复技术按照适用对象的不同可以分为动物修复技术和植物修复技术两大类,后者在景观水的污染治理中的应用更普遍,种植高等水生植物便是一种植物修复技术。植物修复技术成本低,对生态环境友好,因此应用范围更广。还有研究人员将合肥市的雨山湖水先后引入两个人工塘,第一个人工塘内种植根系较长的水花生,并养殖了一些杂食性鱼类,在该过程中给塘水曝气充氧,出水后引入第二个人工塘,其中种植浅根系植物浮萍。结果表明,当出水中氮、磷元素含量越高,越容易被水塘中的根系捕捉吸收,净水效果越好。

3.3 吸附分离技术

固体吸附是指当固体与气体或固体与液体物质接触时,在临界处可能出现某种物质成分升高即浓缩的现象。成分升高的物质被称为溶质或吸附质,而对溶质具有吸附作用的固体则被称为吸附剂。在吸附剂不断吸附溶质的过程中,溶质也在持续地接触吸附,当某一时刻,吸附速度约等于解吸速度时,二者即达到一种平衡的状态,此时被吸附在吸附剂上的溶质被称为平衡吸附量。平衡吸附量与吸附剂的自身性质相关,根据平衡吸附量的多少可以大致将吸附过程分为物理吸附、化学吸附和离子吸附三大类。景观水污水处理环节,吸附分离技术常用的吸附剂包括沸石、活性炭和硅胶等。针对存在水体富营养化的大型水体,应研发出对氮、磷元素吸收力度大,能够对土壤质量起到改良作用的吸附剂。

4 结语

城市景观水已经逐渐成为城市居民日常生活环境中不可缺少的组成部分。景观水的水体质量对居民的生活质量起到重要的影响作用。针对当前许多景观水的污染状况,应当及时采取科学可行的治理和处理手段。不同地区的景观水污染处理应结合当地实际情况具体开展。不同容量的景观水污染处理也不尽相同,总的来说,景观水的污染处理技术可以分为生物处理和物理化学处理两大类,前者包括投放生物制剂、利用生态自身修复和生态沸石等;后者包括吸附分离和紫外线杀菌等。应选择合适的处理方式,提升水体质量,减小污染。

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