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关于天津市宁河区农村河道生态治理模式的思考

2021-12-25杨秀芹

农村科学实验 2021年31期
关键词:河道水体污染物

杨秀芹

(天津市宁河区水利设施事务中心,天津 301500)

背景

天津市宁河区临近渤海,地处九河下梢,域内有5条一级河道,12条二级河道,河网纵横,真正实现长治久清,就必然需要解决农村河道系统的管理和维护问题。村庄内覆盖河道数量巨大,水资源丰富,且均可以连接主干河流,若村庄河道不能得到有效治理,则主干河道将一直存在难以达标的风险。宁河区现正进行生活污水整治工程,部分村庄排水管道及处理站点已建设完成并投入使用,入河污染物大大减少,河道水质得到一定程度改善。但是针对农村河道系统的管理和维护中还存在不少问题,在对河道系统的生态治理的发展过程中还有着瑕疵,在对农村河道的整治过程中,应该对本区农村河道整治的现存问题进行研究分析,设计出科学合理的解决方案,维护河道的生态环境,促进农村体系的生态发展。

1.河道水环境的现状分析

1.1 生活污水直排

宁河区本地农村居民房前屋后普遍紧邻河道,居民长久以来生活习惯是将污水直接排入河道,对河道造成了大量污染,故大量河道已经处于负营养化状态,甚至为黑臭状态,滋生蚊蝇,影响居民生活健康。这些污染源具有分散、规模小、整改难的特点,因此应重点治理。

1.2 农业面源污染

宁河区属于粮食主产区,主要种植水稻等农作物,大量化肥、农药和薄膜被使用,随农田退水进入河道;且雨季地表径流携带大量化肥、农药残留及薄膜中的化学物质进入河道,由此带来的面源污染问题比较突出。

1.3 水体内源污染

内源主要是指水体底泥中所含有的污染物以及水体中各种漂浮物、悬浮物、岸边垃圾、未清理的水生植物或水华藻类等所形成的腐败物。

通过现场查勘发现,河道、沟渠和坑塘由于附近村镇垃圾倾倒和多年生活污水的排放和常年自然沉积,河道底部聚积了大量淤泥,增加了河道的内部污染源,并缩窄河道断面。

1.4 水体流动性差、自净能力差

本区河网密布,地势平坦、海拔较低,故水体流速较低,大气富氧能力不足,水体溶解氧含量低,更加剧底泥污染物厌氧释放和藻类浮萍聚集。河道自净能力弱,不能消纳点面源污染,水体中有害微生物占据主导,大面积滋生蓝绿藻、浮萍,水质难以达标。

2.农村河道整治措施

近年来,在国家、天津市人民政府的正确领导下,宁河区牢固树立“绿水青山就是金山银山”的发展理念,坚持把治水作为水生态文明建设的重要抓手。

河道水体治理的技术体系应根据“外源控制+内源控制+提升自净能力+综合管理”的理念建立,应包括外源控制技术、内源控制技术、水体自净能力恢复和建立技术、水体监测和管理体系等。河道水体治理涉及污水治理技术、水体生态系统恢复技术、水资源平衡及利用技术等,是一个系统的水体环境综合治理技术,还涉及人文、地理、景观、区域发展及居民生活质量等,因此河道水体治理体系建立必须全方位地考虑,全方位地设计和全方位地治理。

2.1 控制外源污染

外源污染指水体之外进入的各类形式的污染物,在水体中,超过水体自身的净化能力,造成污染物积累,对水体造成不断恶化。对宁河区农村河道而言,主要的污染源有生活污水排入、垃圾倾倒、农业面源污染三方面。

首先,宁河区已经对部分村庄开展生活污水收集和处理,收到了明显成效,但是因为村庄分布存在点多面广的情况,距离真正实现全面农村生活污水治理还存在一段距离。

其次,宁河区已经全面开展农村生活垃圾定点收集,整体转运,集中处理,大量减少了垃圾污染情况,个别仍存在少量垃圾倾倒河道的情况,需要各级管理机构能够加强管理,广泛推广“户分类、村收集、镇运输、区处理” 的收运处置模式,建立工作台账,逐步销号。优先治理农村饮用水水源地、重点河流等区域存量生活垃圾,积极清理农村积存的生活垃圾、建筑垃圾和白色污染,减少垃圾危害,共同维护生态环境。

最后,农业生产过程中,为了获得更高的产量,大量使用各类化肥和农药,据农业农村部专家统计,其中至少60%的化肥营养物质没有被农作物直接吸收,而是进入河道水体,这直接导致了河道水体富营养化。因此,在科学种植、合理施肥方面还需要农业专家提供更加准确的生产指导,既能够保证农作物产量,又可以减少化肥用量,同时减少农业投入。

2.2 控制内源污染

内源污染是指超过水体自身净化能力之外,在水体内不断积累形成的污染,以水体底泥的形式存在,底泥又在不断地向水体释放氮磷等污染物,且因为底泥有机物丰富,微生物浓度高,溶解氧低容易形成厌氧,使底泥发黑,发臭,从而影响整体水质。

本区河道局部污泥量较厚,影响雨季行洪,特别是水系拐弯处、建筑物、取水泵房构筑物、桥梁处等地,建议采取异位清淤,具体采取哪种措施需根据各村实际情况确定。

本区大部分河道水深0.5—2米,大型机械、排水清淤都会对周边居民、环境造成影响,原位清淤则能完美避免对周边环境造成影响,避免对村民造成困扰,此时应建议原位清淤技术作为主要措施对水系进行清淤。

此外,投撒底质改良剂可逐步释放分解底泥表层覆盖的腐殖质层,同时底质改良剂引入多种特效微生物及其生长所需要的营养来提高生物活性,防止内源污染积累,预防底泥黑臭。

2.3 恢复水体自净能力

为了保证水体长治久清,必须要恢复水体的生态系统和自净能力。主要通过构建水生态系统(包括构建微生物系统、植物净化系统和水生动物系统),再辅助以人工增氧措施,保证生态系统长期稳定。对于污染比较严重或者水质要求较高的水体,应采取强化处理措施(强化耦合生物膜反应技术、石墨烯光催化净水技术、超磁一体机净水技术),防止水体应激。

2.3.1 构建水生态系统

构建健康的水生态系统。首先,要调整水体中的植物类型与植物结构,包括沉水植物、挺水植物和扎根浮叶植物。在河道深水区适量配置漂浮植物和沉水植物,通过生态位竞争,抑制藻类暴发。植物的配置和恢复完成后,进行水生动物的引入和恢复。根据能量塔原理和食物链食物网的物质流动原理,进一步在区内河道中配置不同品种的野生鱼类(包括腐食性、草食性、植食性、肉食性鱼类)及其他水生动物。

2.3.2 强化处理措施

2.3.2.1 强化耦合生物膜反应技术。强化耦合生物膜反应技术是一种有机地融合了气体分离膜技术和生物膜水处理技术的新型污水处理技术。微生物膜附着生长在透氧中空纤维膜表面,污水在透氧膜周围流动时,水体中的污染物在浓差驱动和微生物吸附等作用下进入生物膜内,经过生物代谢和增殖被微生物利用,使水体中的污染物同化为微生物菌体固定在生物膜上或分解成无机代谢产物,从而实现对水体的净化,是一种人工强化的生态水处理技术,能使河道水体形成一个循环的具备自我修复功能的自净化水生态系统。其流道式的净化过程特别适应于河道、湖泊等流域治理,具有常规水处理技术无法比及的技术优势、工程优势、成本优势和运行管理优势。

2.3.2.2 石墨烯光催化净水技术。当太阳光照射到光催化网上时,网上负载的光催化材料会产生光生载流子和光生空穴,产生氧化还原反应,净化水质,能够将黑水变为绿水,适合微生物的生长,唤醒了水体淤泥中的微生物、昆虫、水生动物,不经意间,一潭死水变成了富含复杂生命体的健康水体,打开了大自然自净化的大门。

2.3.2.3 超磁一体机净水技术。对于重度黑臭河道,水体本底污染物浓度高,流速较低,水动力条件差,自净能力低。为确保水体彻底消除黑臭,防止黑臭现象反复,提升水体自净能力,在河道内部采用人工曝气、微生物附着填料、微生物菌剂组合措施和强化耦合生物膜系统集成技术,降低水体氨氮、COD,提升水体的溶解氧、ORP 指标,在透明度低、常规原位净化措施难以快速见效的区域,根据河道水量设置固定式一体化处理设备(超磁分离一体化处理设备)作为旁路辅助净化措施,逐步提升水体透明度、降低 COD 指标,为水体动植物及微生物生存提供适宜的水下光照环境,增强水体自净能力,从而逐步恢复水体生态系统。

2.4 构建“智慧水务系统”

智慧水务系统的建设是长效管理的物质基础,是水系水污染治理、生态修复及综合管理的关键方法和手段。

建设以“生态互联网+”为手段,构建“智慧水务”系统,借助卫星遥感、水文水质在线监测、水利设施自控、视频安防等“天地一体化”监控技术,实现区域防汛联合调度、水环境实时感知、大数据信息共享、数据模拟预警与应急预案制定等功能,确保水污染防治、水资源配置、生态修复等建设成果长期、高效、有序运转,保障宁河区流域河道水体长治久清。

同时,构建“智慧水务系统”,是依据国家发展战略,政策创新导向而建设,可有效推动长效管理中项目管理机制创新、政策制定,建立具有“鹰眼”特点的智慧水务系统,建立严格科学的评估-付费体系,符合大众的利益。通过运维管理机制创新,发挥专业化管理优势,采用科学评估手段,最终实现宁河区河道水系长治久清的核心目标。

2.5 加强政府监管整治体系

为了使农村中小河道生态化综合治理工作更好地开展,并在治理后可以一直得到有效保持,就需要在农村建立健全相关生态环境保护制度,用制度来对村民的个人行为进行规范,让村民在日常生活中更加明确如何维护农村中小河道生态健康,真正推动农村生态环境保护。

2.5.1 完善奖惩机制

包括工作人员奖惩机制,如对于抗洪时冲在前线的工作人员,给予其一定的表扬和奖励。同时,还有关于社会成员的奖励。对表现优秀的人员给予奖励,进而激发其维护河道的积极主动性。

2.5.2 设置小程序、公众号和网站

群众能及时上报河道的实际情况或者提出相关的建议,相关部门可以及时有效地对河道进行实时监督,对破坏河道的违法行为进行严惩,决不能姑息和纵容。

2.5.3 加强团队建设

当前农村河道管理中还缺乏完整的团队,要想完善农村现有河道管理体系与生态治理体系,相关部门可以聘请经验丰富、理论基础夯实的工作人员,组建河道管理与生态监督小组,为了增加群众的参与积极性,可以邀请有意向的居民参与到河道管理监督工作中。

2.6 加强政府宣传力度

一方面,基层政府应当充分用好电视、电台、报纸等媒介手段,多层面对水污染防治等政策措施进行宣传,注重引导农村社会对于水污染保护与防治的主流意识,这对于后续相关整改、防治政策措施的落实具有重要意义。

另一方面,应当成立多层面协调联动宣传机制,不仅要抓好定点式宣传,而且还需要与分散式宣传相结合,组织干部职工深入到基层生产建设一线,详细向农民群众了解水污染防治基本情况,介绍各种常见的污染防治措施,注重培育农民群众的水环境保护意识。

2.7 水环境整治流程分析

2.7.1 明确目标任务

要按照河道水环境在治理过程当中所制定的具体目标确定治理任务。在实际进行河道水环境治理的时候,除了能够给其提供一个更加基础性的方向,在很多别的方面,很难给水环境的整体工作给予比较确切的引导。

因此,要实际考察河道污染的情况,按照当地的实际发展状况和相关制度来进行任务的制定。首先,要按照河道水环境的情况,在进行短期治理的时候,根据施工的具体时间节点,并结合水环境质量标准当中的内容,将其当作基本依据,完成短期施工治理的具体要求。同时,也要能够控制河道水环境当中一些水质指标的具体浓度指数。

其次,要按照河道水环境在治理过程当中所必须完成的长期规划目标。在水环境治理之后,在后期进行长效运行的过程中,河道的水生系统要拥有一定的抗逆性,可以根据河道的生态系统以及相关的措施,让河道的水质得以净化。

2.7.2 开展动态情况分析

河道水环境并不仅是一个相对较为静态性质的、不和外界流通的环境。不管是地下水的流通或者是降雨,甚至是一些废弃污染水的排放,都会让河道水环境发生一定的改变。

在治理河道水环境的过程中,要能够按照相关规定来计算河道被污染的情况,让河道能够控制水污染的可能性。

同时,对于一些污染物入河的具体情况也要进行长期治理,只有这样,河道水环境的动态情况才能够有效地发挥更大的价值。

2.7.3 提出设计方案

河道水环境在最终确定了治理目标要求以及分析了动态情况之后,就要完成设计方案落实工作。

首先,要以水生态系统的构建为基本原则,来划分建设思路,从而使其可以达到动静结合,这样可以有效地进行河道生态净化。其次,要能够及时拦截污染物,特别是在河道排污口的方向,可以设置一些拦截污染物的管道,并且将污染物收集起来运送到专业处理地点进行回收或处理,这样可以有效地净化污染物,达到对河道的治理要求,从而对来水水质进行净化,尽量处理水中的氨氮等相关污染物。

结语

本文通过对农村河道水环境的现状、治理措施及监管分析,希望可提供给水环境治理者更多的选择及参考,更好地实现治水目标。

另外治水属于民生工程,在于解决农民最迫切要求改善的居住环境及水体安全问题,在建设中应坚持资源节约及生态保护的原则,积极采用生态、环保、节约的技术,防止大拆大建。故对于本区农村河道水体治理,在外源污染整治完成后,应优先原位清淤+构建水生态系统+强化处理措施,减少对居民的生活干扰,达到水体治理及群众生产和谐统一。

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