我国江河湖泊水环境修复存在的几个根本问题
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我国江河湖泊水环境修复存在的几个根本问题
1. 河湖水环境治理与和谐社会问题
胡锦涛同志指出:和谐社会应该是人与自然的和谐,人与社会的和谐,而人与自然的和谐相处是坚持以人为本、树立全面协调可持续的发展观的核心问题,是科学发展观在现实工作中的具体体现。实现人与自然和谐相处,就必须注重生态环境建设,而水环境作为生态环境中最重要的组成部分,其治理列为各种生态建设之首。为了民族的长期昌盛,国家的的持久发展,社会的稳定与和谐,就必须将水资源的开发利用同水环境的治理有机结合起来。以开发促发展,以保护创未来。
清澈、丰富的水是生命的源泉,是城市舒适环境全部要素存在的基础。河湖水环境治理是改善环境质量、促进人与自然和谐共处、促进社会公平和正义的重要保证。要按照国家经济社会发展纲要,适应中国社会的深刻变化,注重为国家发展提供更加系统、坚实的基础。 构建和谐水环境,促进人与自然的和谐相处,促进经济社会和生态环境的全面协调。
我国河流湖泊的开发正面临一个关键时刻。在我国,不仅河流开发利用的程度高于许多国家,而且自然与人为因素交错作用,面临的情况和问题远比其他国家复杂严重。在我国今后的社会经济发展中,如何落实科学发展观,正确处理人与河流湖泊的关系,在世界上尚无先例可循。
关于“人口—经济—资源—水环境”四者之间的依赖与和谐的关系学者们提出了图1.3的框图:
土地资源 水资源
供需
水环境
质量
图1.3 人口—经济—资源—水环境关系图
专家认为,从总体上必须坚持“人与河流湖泊的和谐发展”。和谐发展的要义是:一方面,人类为了本身的发展,必须开发、利用和改造河流湖泊;另一方面,利用要有限度,改造必须适当,必须从总体上保证不损害河流湖泊的自然功能,保持河流湖泊的永续利用。
我国的河湖水生态环境存在的主要问题是:①水体污染日趋严重;②河道基流大幅度减少,有的已成干河或排污河;③河湖生态脆弱,水生物锐减或消失,植被退化等。目前,应该设计制订水环境修复工程措施,使其恢复到正常的状态,实现人与自然和谐相处的目标。平衡、协调人与自然用水关系的能力,标志着社会进步和发展的程度。在科学利用水资源的同时,修复河湖水环境,促进人与自然和谐相处,不断满足人们亲近自然的愿望。
2 河湖水环境修复技术方法问题
2.1物理方法存在的问题
(1)疏浚
底泥疏浚可在短期内使内源污染负荷得到一定程度的抑制,由于疏浚方法所造成的疏浚质量差异将对底泥内源控制效果产生影响随着颗粒沉降!动力扰动和生物转化等生物地球化学过程的持续作用,内源污染回复现象将有可能逐步出现,沉积物本底中较高的营养物和有机物含量对底泥界面过程和营养物再生起促进作用疏挖底泥的厚度也缺乏科学的依据。因此许多学者认为,疏浚底泥的治理工程与实施生态工程相结合是治理富营养化水体的有效途径。
(2)稀释
水体稀释是一种改善水环境的快速有效途径,河流的稀释能力和效果取决于河流的水力推流和扩散能力,所以在实施稀释过程中,要认真判断污水流量与河流流量的比例,河流沿岸的生态状况,可调水量以及河流水力负荷允许的变化幅度等。稀释换水的方法存在污染物向下游转移的问题,所换水的受纳水体须具有足够的环境容量方可采用该方法。定期换水是有效的方法,但其成本更是可观,许多水资源紧缺的地方无法采用。
(3)隔离和覆盖
隔离和覆盖(也称掩蔽法)是在污染的底泥上放置一层或多层覆盖物,使污
染底泥与水体隔离。但因河流是动态的,条件的不断变化会影响隔离的效果,并且有二次污染的可能。掩蔽存在的问题是工程量大,需要大量的清洁泥沙等,来源困难。同时掩蔽会增加底泥的量,使水体库容变小,因而不适用于河流、湖泊和港口。
2.2化学方法存在的问题
(1)投加除藻剂
投加除藻剂是一种简便、应急的控制水华的办法,可以取得短期的效果, 常用的除藻剂有硫酸铜和西玛三嗪等。但投加化学除藻剂会向水中引入新的化学成分,有些不仅对藻类有抑制作用,对其它生物也存在毒性。在生产实践中发现,投加化学药剂有时候效果并不理想,往往清杀之后,藻类水华照样大量出现。此外,现阶段的药物对藻类无选择性,在杀死蓝藻等水华的同时,也杀死了其它藻类,污染了水体。另外,对大型的水体来说,使用化学药剂工作量大,费用较高,效果难以保证。一旦杀藻剂等被分解或稀释至无毒害作用,藻类大量繁殖就会很快发生,往往形成恶性循环。
(2)投加沉磷剂
常采用的沉磷化学药剂有三氯化铁、硝酸钙、明矾等。投加这些药剂,与水中的磷结合,絮凝沉淀进入底泥加入化学物质会对河道底栖生物产生较大影响,对河流环境的不利影响尚不完全清楚,而且投加化学药品,公众可能难以接受,因此此种方法一般只作为改善水体水质的应急措施。
2.3生物方法存在的问题
人工曝气充氧采用人工曝气的方式向水体充氧,可以加速水体复氧过程,提高水体中好氧微生物的活力,达到改善水质目的。但日夜曝气充氧能耗高,并且仅依靠水的曝气充氧只能局部提高水体中的溶解氧含量,很难保证整个水体提高水体中的溶解氧含量,因此其只能作为景观水处理的辅助手段。
生物修复技术有着成本相对较低,同时能减少疏浚带来的环境干扰等优点,但是此技术存在着修复过程耗时长、控制困难等缺点。因而,除了进一步研制高效降解菌制剂,包括输氧剂替代电子受体和营养物外,研究如何通过技术手段实现在原位提供有机物降解所需要的环境条件,也是该技术研究的一个方向。
3 河湖泥、水环境同步协调治理问题
河湖中溶解氧的含量既是反映水体污染状态的一个重要参数,也是决定河湖污染自净能力的主要因素。目前河湖泥、水环境同步协调治理是修复水体的根本措施,采取生态工程措施,以提高水体中的溶解氧为着眼点,恢复并强化河湖水体生态系统自身的自净能力,将河湖底泥的修复、生态环境修复与水质恢复相结合治理河湖污染的方法,目前,已经成为河湖污染治理的新亮点。
一般而言,疏浚污染底泥意味着将污染物从水域系统中清除出去,可以较大程度地削减底泥对上覆水体的污染贡献率,从而起到改善水环境质量的作用。然而,由于疏浚引起的水力搅动,大量重金属和有机污染物的释放,消耗水体大量的氧,使得上覆水体存在着极大的环境危害。
除了污染再释放的问题,疏浚过程中昂贵的费用支出也是它在底泥处理应用上的另一大弊端。开挖疏浚的底泥后续处理也是一个问题,需要额外建造处理设施来进一步脱水浓缩污泥。因此如何降低建造运行费用,解决技术问题提高处理效率是疏浚所面临的最大问题。
一些湖泊疏浚后良好的水质状态不能得到较好的保持,个别甚至于比原先的污染程度还有所加重。例如,杭州西湖每次在疏浚后维持良好水质状态的时间均较短;1998年南京玄武湖全湖去除表层沉积物30cm,相当于己疏浚40-100年的淤积物,然而水质状况在7个月之后又回复到原有的状态;有些湖泊在短期内效果明显,较长一段时间后,效果逐渐减低。
在New Bedford港,7650立方米受PCB污染的底泥被成功修复。修复措施如下:(1)用水力吸管抽除底泥:(2)将底泥进行脱水处理;(3)对脱水后的干泥进行焚烧。在修复中发现PCB对水体的再释放比预期的更高,导致去除率的急剧下降。据日本等发达国家的实践,就特定的水体而言,是否需要对其底泥进行彻底的疏浚,或者疏浚到什么程度,还需要进行细致周密的研究论证,并且应做到视区域的污染程度、性质和疏浚目的而定,不宜一概采用,因为大规模的底泥疏浚不但需要大量资金来支持,而且被清除的污染底泥的最终处理也是一个棘手的问题。