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時(shí)間:2024-02-20 14:42:48
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1工程概況
遼寧省葫蘆島市青山水庫(kù)工程由青山水庫(kù)工程及輸水工程組成。青山水庫(kù)壩址位于葫蘆島市綏中縣北頭道河子村上游,壩址以上控制面積1650km2,占六股河流域的54%。青山水庫(kù)工程包括主壩、副壩、溢洪道和輸水洞;青山水庫(kù)輸水工程線路總長(zhǎng)為71.032km。水庫(kù)總庫(kù)容6.67億m3,為大(2)型水庫(kù),Ⅱ等工程,最大輸水能力為21.05萬(wàn)t/d。水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為5000年一遇。工程的主要任務(wù)是以向葫蘆島市市區(qū)供水、防洪為主,兼顧改善流域下游農(nóng)業(yè)供水條件以及生態(tài)環(huán)境等綜合利用。青山水庫(kù)解決葫蘆島市城市工業(yè)與生活用水不足問(wèn)題,同時(shí)提高六股河中下游地區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn),改善了六股河流域下游枯水期及葫蘆島市的生態(tài)環(huán)境。
2工程建設(shè)對(duì)周邊地區(qū)的環(huán)境影響
2.1對(duì)受水區(qū)的水質(zhì)及水資源的影響
本工程運(yùn)行后,將關(guān)閉遼寧渤海造船廠的稻池鄉(xiāng)老水源,年減少地下水取水量292萬(wàn)m3;關(guān)閉高塔沿海平原區(qū)自來(lái)水公司的11眼井,年減少地下水取水量為296萬(wàn)m3,并關(guān)閉部分城區(qū)自備水源井,減緩并能夠逐步改善海水入侵危害。本工程將促進(jìn)葫蘆島市范圍內(nèi)水資源合理開(kāi)發(fā)利用,使流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào),促進(jìn)水資源的高效利用,有力地支持區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
2.2對(duì)下游河流水文情勢(shì)的影響
青山水庫(kù)樞紐位于六股河中游,調(diào)水水量占?jí)沃诽幎嗄昶骄鶑搅髁康?3%。然而,青山水庫(kù)壩址處多年平均徑流量?jī)H占流域總徑流量的48%,壩址下游區(qū)間匯入水量達(dá)到了2.78億m3,距壩址約10km處的支流黑水河多年平均匯入水量可達(dá)0.91億m3,同時(shí)青山水庫(kù)為多年調(diào)節(jié),在枯水期仍可以保證多年平均流量的10%下泄。因此,從水量上看,調(diào)水將使得河流上游回水河段和下游河段水位流量發(fā)生變化,下游河段的水位會(huì)降低,水量將減少,但工程對(duì)河流水文情勢(shì)的影響是局部的,主要體現(xiàn)在枯水期。
2.3對(duì)項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域景觀的影響
由于林地多分布在坡地,水庫(kù)淹沒(méi)的主要類型為農(nóng)田。水庫(kù)蓄水后林地的景觀優(yōu)勢(shì)度仍最高。同時(shí)水庫(kù)蓄水增加了水域面積,水生態(tài)系統(tǒng)具有更高的生產(chǎn)力,因此,在工程正常運(yùn)行后,區(qū)域景觀仍具有較高的干擾阻抗能力和恢復(fù)能力。
2.4對(duì)六股河魚(yú)類的影響
由于六股河沒(méi)有珍稀、瀕危種類以及洄游性魚(yú)類,大壩的阻隔作用不會(huì)對(duì)魚(yú)類產(chǎn)生影響。水庫(kù)蓄水后,動(dòng)水生境轉(zhuǎn)化為靜水生境,庫(kù)區(qū)內(nèi)適應(yīng)靜水環(huán)境的魚(yú)類種類和數(shù)量將會(huì)有所增加。由于淹沒(méi)區(qū)上游還有上百公里的河段,壩址下游有黑水河和王寶河兩條較大的支流,河道內(nèi)適應(yīng)動(dòng)水環(huán)境的魚(yú)類仍可以找到適合的棲息地,因此本工程對(duì)魚(yú)類的影響較小。綜上所述,水庫(kù)的建設(shè)對(duì)項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域的原生沙質(zhì)海岸帶及生物多樣性自然保護(hù)區(qū)的影響相對(duì)輕微,但對(duì)六股河部分河段水環(huán)境、水生態(tài)、河口生態(tài)與水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)和移民安置區(qū)環(huán)境產(chǎn)生一定不利影響,庫(kù)區(qū)八家子河流域等礦區(qū)污染存在供水安全隱患。因此,必須采取切實(shí)可行的環(huán)境治理措施,以確保青山水庫(kù)的水質(zhì)安全和周邊生態(tài)環(huán)境不受影響。
3生態(tài)環(huán)境治理與保護(hù)措施
3.1青山水庫(kù)水質(zhì)保護(hù)措施
(1)為了確保青山水庫(kù)的六股河優(yōu)質(zhì)水源不受污染,市政府已劃定了青山水庫(kù)水源地保護(hù)區(qū),在保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)禁止排放對(duì)水質(zhì)造成污染的廢水。(2)按照《青山水庫(kù)工程上游八家子礦區(qū)污染風(fēng)險(xiǎn)控制方案》要求,在水庫(kù)初期蓄水前,現(xiàn)已完成八家子鉛鋅礦尾礦庫(kù)大壩防滲加固、截洪導(dǎo)流和污染治理廢水回用工程,重點(diǎn)企業(yè)治理與關(guān)閉工程,受污染土壤和河道底泥清理工程以及礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)治理工程。對(duì)六股河河源建昌雹神廟錳礦采取停產(chǎn)整頓治理措施,以達(dá)到廢水零排放。(3)為了確保青山水庫(kù)上游易受礦區(qū)重金屬污染的八家子河河水入庫(kù),根據(jù)中中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部《關(guān)于遼寧省葫蘆島市青山水庫(kù)工程環(huán)境影響報(bào)告書(shū)的批復(fù)》(環(huán)審[2009]572號(hào))的文件要求,需要在八家子河中游修建八家子河丁家溝攔河導(dǎo)流工程,將八家河河水引到其下游綏中二臺(tái)子河內(nèi)。該環(huán)保工程包括導(dǎo)流壩和導(dǎo)流隧洞及部分附屬工程。截至目前,八家子河丁家溝攔河導(dǎo)流工程已施工近半,其工程總投資約3.20億元,預(yù)計(jì)2017年底完工。
3.2青山水庫(kù)生態(tài)下泄流量保護(hù)措施
為確保水庫(kù)下泄不低于0.79m3/s的生態(tài)流量,保證下游河道水環(huán)境、河道景觀用水和生態(tài)用水量的要求,水庫(kù)建立了生態(tài)流量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),確保水庫(kù)在初期蓄水和運(yùn)行期的不同來(lái)水保證率條件下,從56m蓄水至輸水洞底板高程62.7m期間的生態(tài)下泄流量的排放隨時(shí)有監(jiān)控記錄備查。
3.3青山水庫(kù)魚(yú)類保護(hù)措施
為了對(duì)項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域魚(yú)類進(jìn)行保護(hù),在青山水庫(kù)管理區(qū)內(nèi)投資建設(shè)了魚(yú)類資源增殖放流站,開(kāi)展鰱魚(yú)、鳙魚(yú)、香魚(yú)和黃顙魚(yú)等魚(yú)類野生親本捕撈、運(yùn)輸、馴養(yǎng)和人工繁殖放流。該工程投資879.74萬(wàn)元,預(yù)計(jì)2017年6月完工。
3.4青山水庫(kù)移民安置區(qū)環(huán)境保護(hù)措施
青山水庫(kù)工程移民涉及興城市、綏中縣、建昌縣三個(gè)縣(市),移民總?cè)丝?7349人,故移民安置的環(huán)保問(wèn)題尤為重要。移民安置工作由以各縣(市)為主負(fù)責(zé),青山水庫(kù)管理局為輔配合完成。目前,三期移民安置區(qū)已全部建完,除第三期移民要在2016年11月末遷入外,其余已全部入住。安置區(qū)和集鎮(zhèn)的水土流失防治、水環(huán)境保護(hù)和垃圾處置等問(wèn)題已全部解決。興城市大部分移民已入住興城市臨海產(chǎn)業(yè)園區(qū)附近的集中安置樓內(nèi),靠在周邊企業(yè)打工、打漁、經(jīng)商也過(guò)上了城里人的生活。
3.5庫(kù)區(qū)及其周邊生態(tài)環(huán)境治理與保護(hù)
(1)為了加強(qiáng)庫(kù)區(qū)周邊生態(tài)環(huán)境治理,青山水庫(kù)在庫(kù)區(qū)、庫(kù)區(qū)上游周邊、移民后靠安置點(diǎn)開(kāi)展了水土保持生態(tài)治理工程。在2015年春,水庫(kù)周邊栽植了大蒙古櫟、大五角楓、銀杏、云杉、西府海棠等樹(shù)木、花灌木、花卉共計(jì)64種植物,還有經(jīng)濟(jì)林、景觀樹(shù)及蘋(píng)果、梨、棗等果樹(shù),綠化總面積64hm2。同時(shí),在庫(kù)區(qū)上游周邊的興城市三道溝區(qū)、建昌縣八家子區(qū)和綏中寬邦區(qū)三個(gè)區(qū)域建設(shè)水保林、經(jīng)濟(jì)林、護(hù)路林、修建排水溝和作業(yè)路等。在移民后靠安置點(diǎn)建漿砌石擋墻、漿砌石排水溝及綠化工程等。(2)為了避免在庫(kù)區(qū)周邊有放牧、打漁、采砂等違禁行為的發(fā)生,保護(hù)水庫(kù)周邊的生態(tài)環(huán)境不受破壞,下一步要在整個(gè)庫(kù)區(qū)周邊預(yù)埋混凝土樁1500個(gè),用鐵絲圍欄3000m將整個(gè)庫(kù)區(qū)圍禁起來(lái),以防止外來(lái)人員及牲畜的入侵,便于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。
引言
河道為構(gòu)成水環(huán)境系統(tǒng)和城鄉(xiāng)河湖水系的重要載體,在促進(jìn)人類社會(huì)進(jìn)步和促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著重要地位[1]。經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展使得各行業(yè)用水量急劇增大,各類污染物不斷被排入河流而引起一系列的問(wèn)題,如水體中有機(jī)物、懸浮物、氮磷含量過(guò)高造成的水體黑臭、渾濁和發(fā)綠等問(wèn)題;河流含氧量的降低和各類污染物的排放,嚴(yán)重威脅的河流水體安全。所以,河流水系統(tǒng)屬于污染治理和生態(tài)失衡的綜合性復(fù)雜體系[2]。不同區(qū)域的河流受污染特征、類型不同,相應(yīng)的污染源也存在一定差異,由此導(dǎo)致僅僅依賴于生物、化學(xué)或物理修復(fù)措施往往不能達(dá)到徹底修復(fù)水環(huán)境的目標(biāo)[6]。鑒于此,結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和河流生態(tài)修復(fù)技術(shù),提出了某兩種或多種技術(shù)集合的多方位生態(tài)修復(fù)體系,然后將其應(yīng)用于贛州市南康區(qū)城市水環(huán)境治理工程,大大提升了河流生態(tài)服務(wù)功能和河道的水環(huán)境恢復(fù)能力。
1多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系
多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系是一種以技術(shù)集成、統(tǒng)籌管理、綜合治理、長(zhǎng)效運(yùn)行為基本原則,通過(guò)內(nèi)源控制、人工凈化、外源截留以及自凈強(qiáng)化等一系列治理措施實(shí)現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)的自然修復(fù),見(jiàn)表1。
1.1外源污染控制
實(shí)踐表明,初期雨水對(duì)河流水體的污染程度更大,為改善水質(zhì)狀況無(wú)法僅僅依靠點(diǎn)源污染控制。因此,多方位生態(tài)修復(fù)采取了一種工程化雨水處理技術(shù),即雨水原位自動(dòng)膜濾設(shè)備,通過(guò)采取具有膜過(guò)濾和前處理一體化的超低壓膜過(guò)濾工藝,對(duì)雨水徑流污染物進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的去除。選擇折疊式濾膜作為濾芯,在保障過(guò)水能力的同時(shí)實(shí)現(xiàn)截污的目的。通過(guò)設(shè)置水體貯存池,由此可大大降低人工維護(hù)的成本和截留污染物的累計(jì),從而延長(zhǎng)濾芯的工作年限。該設(shè)備能夠有效降低雨水污染含量,因此通常安裝在雨水管網(wǎng)的入河末端,經(jīng)系統(tǒng)過(guò)濾可防止直排河道產(chǎn)生的二次污染[7]。自然河岸的“可滲透性”利用駁岸生態(tài)滯留系統(tǒng)恢復(fù),由此減少未排入管網(wǎng)系統(tǒng)的雨水流入受納河道的污染負(fù)荷和徑流量[8]。水系的水運(yùn)、防洪等功能為傳統(tǒng)駁岸的最根本的目標(biāo),由此對(duì)河流生物多樣性、生態(tài)環(huán)境等產(chǎn)生一定的破壞?;谧匀徊牧系纳鷳B(tài)駁岸可為植被的生長(zhǎng)提供了環(huán)境條件,具有增強(qiáng)水岸自然景觀、涵養(yǎng)水源和保護(hù)水土等功能。另外,將棲息地和生物走廊等修建于生態(tài)駁岸,可形成具有良好滲透性的水陸交界面,從而提高生態(tài)服務(wù)功能和水體自凈能力。根據(jù)滯留系統(tǒng)能夠?qū)Ⅰg岸、水陸面構(gòu)成一個(gè)整體,而能量和物質(zhì)的交換途徑有各種植物間隙、孔洞、空隙等,同時(shí)空氣中的氧氣在不同水流速度下被攜帶至水體,有利于水體的凈化。因此,大幅度降低水污染物排放量、恢復(fù)河流濕地及河道的生態(tài)系統(tǒng)、嚴(yán)禁新占河道與濕地等為解決河道面臨的生態(tài)問(wèn)題的主要措施。
1.2內(nèi)源污染控制
城市河流水質(zhì)在很大程度上受外源入河沉淀的影響,即底泥對(duì)水體環(huán)境可產(chǎn)生二次污染。氮磷、重金屬等在外源污染有效控制的條件下也會(huì)在特定的條件下進(jìn)入水體,并在河道底部逐漸積累,對(duì)河流上部分水體產(chǎn)生影響。對(duì)此,可采取機(jī)械清淤和生物酶底泥修復(fù)相結(jié)合的內(nèi)源污染控制的有效措施,具有可持續(xù)性好、去除污染率高及減少快等優(yōu)點(diǎn)[9]。機(jī)械清淤可在一定程度上改善底泥和河流水體的理化性質(zhì),但該項(xiàng)措施的投資成本較高,一般適用于污染負(fù)荷高的小面積水域修復(fù)。在受污染程度較低、涉及范圍較小的區(qū)域比較適用生物酶底泥修復(fù)技術(shù),從而顯著提升微生物在自然條件下降解有害有度污染物的能力。另外,底泥理化性質(zhì)的可持續(xù)性在提高微生物活性后得到重要保障[10]。
1.3人工凈化體系
河道水環(huán)境系統(tǒng)在外界污染物迅速進(jìn)入河道時(shí)產(chǎn)生失衡或不穩(wěn)定,通過(guò)采用應(yīng)急措施確保河流水系統(tǒng)的完整性。因此,河道抵抗外界干擾的能力可通過(guò)人工凈化干預(yù)體系提升[11]。當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)措施為超微凈化水工藝,見(jiàn)圖1。該技術(shù)是采用超高壓氣水混合法形成大量的微小氣泡,由此實(shí)現(xiàn)增大水體氧容量和氧化有機(jī)物、去除各類污染物的目標(biāo),從而大大提升水體能見(jiàn)度,在河流水體凈化方面具有較強(qiáng)有效性。超微凈化水處理技術(shù)可逐個(gè)消除河流重金屬污染、含氧量低、水體黑臭、渾濁、發(fā)綠等常見(jiàn)的水質(zhì)問(wèn)題,具體的凈化過(guò)程為:微米級(jí)氣泡可迅速去除發(fā)綠水體中的黏附藻類;攜帶正電荷的超微氣泡能夠直接分離、吸附水體中的泥沙和膠體,從而凈化渾濁的水體;水體中的有機(jī)物在超微氣泡破裂和沉降過(guò)程中產(chǎn)生的自由基、氫氧基作用下發(fā)生分解、氧化,由此可實(shí)現(xiàn)治理黑臭水體的目標(biāo)。
1.4水體自凈化
應(yīng)根據(jù)河道不同的受損和受污染程度,采取相應(yīng)的管理、修復(fù)和治理策略,從而提高工程資金的使用效率和各項(xiàng)治理措施的成效。當(dāng)前,水生態(tài)系統(tǒng)在河道整治中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,對(duì)于強(qiáng)化水體的自身功能發(fā)揮著重要作用,水體自凈過(guò)程見(jiàn)圖2。對(duì)生態(tài)系統(tǒng)受損不嚴(yán)重、受污染脅迫時(shí)間不長(zhǎng)且水質(zhì)超標(biāo)不嚴(yán)重的那些河道,采取以減量為主的措施,通過(guò)采取有效的治理措施改善水體質(zhì)量,減少入河污染量,發(fā)揮河流生態(tài)系統(tǒng)的自凈化、自組織功能自然修復(fù)。挺水、沉水、浮葉植物為構(gòu)建水生植物群落的主要內(nèi)容,其中挺水及浮葉植物群落發(fā)揮著維持水體環(huán)境和增強(qiáng)景觀效果的作用。在維持生態(tài)多樣性和系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下對(duì)水陸系統(tǒng)之間的能量、物質(zhì)交流發(fā)揮著重要作用。通常將水下草皮布置在岸邊較淺水域,如四季常綠矮型枯草等。為提高深水區(qū)景觀度將四季常綠、體形較高的水下森林一般布置在中部較深區(qū)域。群落的構(gòu)建主要考慮如下原則:氮磷等富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要由沉水植物的吸附作用消除;通過(guò)有效控制懸浮物,顯著減少氮磷的釋放;通過(guò)光合放氧促進(jìn)鐵、鋁與泥質(zhì)中磷的有效結(jié)合,降低磷含量;充分發(fā)揮沉水植物的功能抑制藻類的繁殖與生長(zhǎng)。針對(duì)生態(tài)功能結(jié)構(gòu)完全受損退化、水質(zhì)嚴(yán)重惡化和長(zhǎng)期污染物超負(fù)荷輸入的河道,采取養(yǎng)護(hù)、修復(fù)、減量相結(jié)合的綜合整治措施加快污染物減量化步伐,如通過(guò)實(shí)施補(bǔ)水換水、布放人工水草、投加微生物、修建曝氣及清淤池等措施,在條件允許的情況下也可引入旁側(cè)濕地進(jìn)行強(qiáng)化治污,盡快為河流生物群落營(yíng)造良好的生存環(huán)境。另外,枝角類浮游動(dòng)物在實(shí)現(xiàn)動(dòng)物蛋白與有機(jī)物、藍(lán)綠藻轉(zhuǎn)化的同時(shí),又可作為天然餌料被魚(yú)類攝食,從而形成良好的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。此階段的工作重點(diǎn)為如何提高重建生物群落的增殖率、成活率以及確保建成的治污設(shè)施持續(xù)高效的發(fā)揮作用,這也是中小河道生態(tài)整治和環(huán)境修復(fù)易被忽視的環(huán)節(jié)。
2實(shí)例應(yīng)用
治理水環(huán)境污染比較常見(jiàn)的方法是通過(guò)有效控制污染源的方法達(dá)到的,但是這種方法有很多的弊端,受經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的影響比較大并且制約作用很明顯。通常情況下是沒(méi)有辦法達(dá)到預(yù)期目的的,而且治理的效果也不是很好,很多時(shí)候還可能出現(xiàn)嚴(yán)重的反彈現(xiàn)象。很多研究和實(shí)踐的事實(shí)表明,水環(huán)境的污染問(wèn)題就是明顯的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,所以一定要利用生態(tài)學(xué)的手段和方法去處理這個(gè)問(wèn)題,這樣才能從根本上解決水環(huán)境污染的現(xiàn)狀。
一、生態(tài)修復(fù)技術(shù)原理
生態(tài)修復(fù)是水環(huán)境污染治理比較高的階段和層次,充分利用一些特有生物的特殊功能去吸收相關(guān)的污染物質(zhì),從而達(dá)到凈化水污染,恢復(fù)生態(tài)平衡的目的。生態(tài)修復(fù)技術(shù)能夠改善生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),恢復(fù)受損的物種群體,使水生生態(tài)系統(tǒng)更加的完善,把原來(lái)失去的生態(tài)系統(tǒng)功能更加完善的進(jìn)行修補(bǔ),從而達(dá)到水生生態(tài)系統(tǒng)自我完善和修復(fù)的最終目的。
生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要是使用生態(tài)學(xué)技術(shù)和手段,盡可能的去控制和調(diào)節(jié)水的流量和狀態(tài),改善水污染的現(xiàn)實(shí)。重視相關(guān)結(jié)構(gòu)的重建或者改造工作,比如說(shuō)河岸邊坡的結(jié)構(gòu)類型等,還要重視相關(guān)水域的生物多樣性,使水體擁有完善的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能,并且達(dá)到生態(tài)平衡。在上世紀(jì)80年代,作為一種投資小并且效益高的治理環(huán)境污染技術(shù),生物修復(fù)技術(shù)開(kāi)始流行起來(lái),其主要是使用那些特殊的微生物在某些特別的情況下去消除那些污染環(huán)境的物質(zhì),這樣一來(lái)環(huán)境的污染問(wèn)題一定能夠處理的妥當(dāng)。
生態(tài)修復(fù)技術(shù)能夠很自然的實(shí)施下去,而且投資比較少,一般花費(fèi)僅為化學(xué)法或者物理法修復(fù)一半左右。生態(tài)修復(fù)技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn),包括安全性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、系統(tǒng)性等,因此成為治理水污染最重要的技術(shù)手段和方法。生態(tài)修復(fù)技術(shù)充分把握和利用水生系統(tǒng)的自然規(guī)律,利用生態(tài)治水的理念,實(shí)現(xiàn)自然生態(tài)的修復(fù)和發(fā)展。
二、生態(tài)修復(fù)主要技術(shù)手段
(一)水生植物修復(fù)技術(shù)
有的水生植物能夠和水中的污染物在微環(huán)境下達(dá)到共生,還可以利用生態(tài)系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系控制一方的繁衍,比如說(shuō)在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水能的利用上,一些水生植物和浮游藻類就是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,這樣引進(jìn)水生植物能夠有效的控制藻類的瘋狂生長(zhǎng)。與此同時(shí)利用可以將水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸附的能力,除去污染物質(zhì)并且能夠加速有機(jī)物的分解。
水生植物修復(fù)技術(shù)最為常見(jiàn)的就是人工濕地技術(shù)。人工濕地技術(shù)是生態(tài)治理技術(shù),最近幾年來(lái)發(fā)展迅速。在處理各類工業(yè)廢水的污染問(wèn)題上效果顯著,尤其是在石油化工、重金屬冶煉等方面,在雨水的處理等方面也得到了較大推廣。利用這種方法能夠有效的改善水體的水質(zhì),充分利用理化生的共同作用來(lái)進(jìn)行污水的凈化,是人工濕地的基本原理。利用濕地表面積大的功能除去水體中的懸浮物,從而達(dá)到過(guò)濾的目的,這種方法的顯著優(yōu)點(diǎn)是利用水生植物和微生物能夠有效的降解有機(jī)物。
但是這種技術(shù)還是有一些弊端,因?yàn)樗参锉旧淼某砷L(zhǎng)速度比較慢,處理的效果只有長(zhǎng)期的時(shí)候才能顯現(xiàn)出來(lái),受客觀條件影響比較大;面對(duì)那些水質(zhì)相當(dāng)差的生存環(huán)境來(lái)說(shuō),有時(shí)候連水生植物都沒(méi)辦法生長(zhǎng),這樣也就成了另一種污染物,得不償失。
(二)土地處理技術(shù)
土地處理技術(shù)是一種存在時(shí)間比較長(zhǎng)效果很好的水處理技術(shù)。利用的最基本材料就是土地,充分發(fā)揮植物和土壤的凈化作用,進(jìn)而達(dá)到自我調(diào)控的目的,在某種程度上實(shí)現(xiàn)了水體的凈化。土地處理的類型包括很多種,比如快速和慢速滲濾、地表漫流等。根據(jù)具體的經(jīng)驗(yàn)表明,在去除有機(jī)物方面土地處理的效果比較好。
(三)生物膜法處理技術(shù)
生物膜法處理技術(shù)說(shuō)的是利用天然材料巨大的表面積為載體,為微生物提供附著的空間,這樣就能夠更好的降解污染物。這種方法降解污染物的效率高,可以在短時(shí)間內(nèi)高強(qiáng)度負(fù)荷的工作,所占用的有效空間比較小,作用周期短,可以有效的節(jié)約資金。除此之外,運(yùn)行管理的成本可以更好降低,像那些治理污泥問(wèn)題就可以有效的避免,而且受外界的影響也比較小。
(四)水生動(dòng)物修復(fù)技術(shù),
水生動(dòng)物的食物種類比較多,像水里的藻類、有機(jī)物都可以當(dāng)做水生動(dòng)物的食物。在提升水體的透明度,減少水中懸浮物等方面作用顯著,水生動(dòng)物可以把水中的食物鏈進(jìn)行延長(zhǎng),這樣凈化效果就比較好,再配合比例合理、防止過(guò)度的繁殖,除去水體中過(guò)度的有機(jī)物,調(diào)控水生生態(tài)系統(tǒng),增加系統(tǒng)的安定性,改善物質(zhì)循環(huán),這樣下來(lái)就一定能夠達(dá)到凈化水體的目標(biāo)。
三、結(jié)束語(yǔ)
把環(huán)境生物學(xué)原理應(yīng)用在生物修復(fù)上,利用微生物的生命周期活動(dòng),把水中的污染物進(jìn)行有效的降解、消除,進(jìn)而使水體凈化;利用生態(tài)工學(xué)進(jìn)行生態(tài)修復(fù),創(chuàng)造生物多樣化的生存環(huán)境,為生態(tài)修復(fù)打造良好的基礎(chǔ),促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán),達(dá)到水環(huán)境保護(hù)的最終目的,形成和諧統(tǒng)一的治理體系。
[中圖分類號(hào)]F062.2 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1672-2426(2016)12-0057-05
中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展伴隨著嚴(yán)重的水環(huán)境污染,反映出當(dāng)前的生產(chǎn)方式破壞了人與自然的和諧關(guān)系,不再適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)的水資源環(huán)境治理成效甚微,并沒(méi)有從根本上扭轉(zhuǎn)水質(zhì)惡化的局面。究其原因,就在于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式并未發(fā)生根本轉(zhuǎn)變?;谛鹿诺浣?jīng)濟(jì)學(xué)理論,產(chǎn)生水環(huán)境污染問(wèn)題的原因是外部性,水環(huán)境產(chǎn)權(quán)界定不清的情況下,便會(huì)出現(xiàn)私人排污成本外部化。因此,對(duì)于水環(huán)境治理,通常的思路是將環(huán)境成本內(nèi)部化。通常有兩種方法:一種是“誰(shuí)污染,誰(shuí)治理”,由企業(yè)自行承擔(dān)治污成本;另一種是“誰(shuí)污染,誰(shuí)付費(fèi)”,企業(yè)通過(guò)交易將污水交給專業(yè)化的第三方處理,并支付治理費(fèi)用,此種方法又細(xì)分為兩種方法――基于庇古稅理論的排污費(fèi)征收和基于科斯產(chǎn)權(quán)理論的排污權(quán)交易,前者為行政手段,后者為市場(chǎng)機(jī)制。然而,以上方法均是基于末端治理,并未直接解決水環(huán)境惡化的根本問(wèn)題――產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式,使得水環(huán)境治理具有局限性。因此,水環(huán)境治理的根本出路是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化轉(zhuǎn)型,所謂“生態(tài)化”并非等同于“綠色化”、“低碳化”、“循環(huán)化”等具有生態(tài)效益的技術(shù)改良,而是基于生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)理念的生產(chǎn)方式重構(gòu)。
一、水環(huán)境治理的困境
(一)水環(huán)境治理困難根源在于生產(chǎn)方式落后
水環(huán)境污染,問(wèn)題在水里,根子在岸上,核心在產(chǎn)業(yè)。落后的生產(chǎn)方式,體現(xiàn)在企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)落后、低水平的競(jìng)爭(zhēng)策略、分散無(wú)序的產(chǎn)業(yè)布局,這些不僅造成了大量的污染源,而且提升了水污染治理的難度與成本,制約了我國(guó)水環(huán)境治理的成效。
1.生產(chǎn)技術(shù)落后,資源消耗大利用率低。從工業(yè)化進(jìn)程看,中國(guó)屬于后發(fā)國(guó)家,在經(jīng)濟(jì)發(fā)展起步階段實(shí)施的是比較優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)略(林毅夫,2005)[1],由于技術(shù)與資本相對(duì)匱乏,中國(guó)的比較優(yōu)勢(shì)在于低廉的資源和勞動(dòng)力。因此,中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)主要依靠資源要素的粗放式投入,包括低價(jià)格管制下的水電煤等能源資源和低廉的農(nóng)村剩余勞動(dòng)力。從全球化進(jìn)程看,中國(guó)企業(yè)以委托加工的形式參與國(guó)際分工,只嵌入了全球價(jià)值鏈的原材料供應(yīng)、初級(jí)產(chǎn)品制造、加工組裝等低端環(huán)節(jié),以生產(chǎn)低端、初級(jí)、廉價(jià)的初級(jí)加工品為主,且面臨“低端鎖定”困境(時(shí)磊,2006[2];盧福財(cái)?shù)龋?008[3]),產(chǎn)品檔次低、附加價(jià)值小、環(huán)境污染嚴(yán)重是中國(guó)區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展的顯著特征。落后的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式對(duì)生態(tài)環(huán)境尤其是水環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞。例如在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的浙江省,印染、化工、畜禽飼養(yǎng)業(yè)等傳統(tǒng)的耗水、排放行業(yè)集聚了大量落后產(chǎn)能,推行水環(huán)境整治前的2013年,紡織、造紙、化工三大產(chǎn)業(yè)增加值占工業(yè)增加值的18.2%,但三大產(chǎn)業(yè)廢水排放量卻占工業(yè)廢水排放量的65%。粗放的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式嚴(yán)重扭曲了經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),使生產(chǎn)擴(kuò)張與市場(chǎng)需求的矛盾不斷凸顯,資源浪費(fèi)與環(huán)境破壞的問(wèn)題日益突出。
2.同質(zhì)化低水平競(jìng)爭(zhēng),企業(yè)治污能力與動(dòng)機(jī)雙重缺失。中國(guó)的區(qū)域經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)出同質(zhì)化低水平競(jìng)爭(zhēng)的特點(diǎn),尤以浙江塊狀經(jīng)濟(jì)為甚,例如樂(lè)清低壓電器、海寧皮革服裝、永康五金制品、諸暨珍珠和大唐襪業(yè)、浦江水晶工藝品等,一個(gè)縣域工業(yè)園的年產(chǎn)量能在全國(guó)乃至世界市場(chǎng)中占據(jù)半壁江山。在這些塊狀經(jīng)濟(jì)中,每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都集聚了成百上千的企業(yè)(很多只是家庭作坊),而且初級(jí)加工制造品差異性極小,同質(zhì)化特征明顯,企業(yè)只能依靠降低成本來(lái)獲利,薄利多銷成為無(wú)奈選擇。在低層次過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)條件下,企業(yè)既無(wú)治污動(dòng)機(jī),也無(wú)治污能力:一方面,競(jìng)爭(zhēng)逼迫企業(yè)不擇手段降低生產(chǎn)成本,甚至犧牲長(zhǎng)期生態(tài)效益,以換取短期經(jīng)濟(jì)利潤(rùn),從而產(chǎn)生大量水環(huán)境污染;另一方面,小微企業(yè)本就處在微薄利潤(rùn)或者盈虧平衡點(diǎn)附近,水環(huán)境治理很容易對(duì)其造成成本沖擊而破產(chǎn),導(dǎo)致企業(yè)對(duì)治污力不從心。這種“競(jìng)次策略”又導(dǎo)致政府在環(huán)境規(guī)制中面臨“兩難境地”,為了保持經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、完成招商引資任務(wù),地方政府往往會(huì)不顧環(huán)保約束而與企業(yè)合謀(袁凱華等,2015)[4]。因此,發(fā)達(dá)國(guó)家企業(yè)為了躲避本國(guó)嚴(yán)苛的環(huán)境管制,傾向于將污染密度較高的產(chǎn)業(yè)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國(guó)家,以節(jié)約治污成本。一旦政府加大環(huán)境治理力度,就會(huì)逼走這些企業(yè),目前已經(jīng)出現(xiàn)國(guó)際投資轉(zhuǎn)移至中西部乃至印度、菲律賓等成本更低(包括資源要素成本、環(huán)境成本和勞動(dòng)力成本)的地區(qū)和國(guó)家。
3.產(chǎn)業(yè)布局分散無(wú)序,治水陷入“不經(jīng)濟(jì)”困境。與大氣污染治理不同,水環(huán)境治理需要依托網(wǎng)絡(luò)型管道基礎(chǔ)設(shè)施,具有較強(qiáng)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)特性。一方面,污水處理行業(yè)具有明顯的自然壟斷性,被治理的企業(yè)越集中,越能獲得規(guī)模經(jīng)濟(jì);另一方面,循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有明顯的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)特征,需要以上下游企業(yè)集中生產(chǎn)為前提。因此,區(qū)域范圍內(nèi)的集中生產(chǎn)、集中治污,才能體現(xiàn)出治水的“經(jīng)濟(jì)性”。然而,我國(guó)諸多地方產(chǎn)業(yè)卻布局分散,管道建設(shè)滯后,治水難度較大。例如浙江省,縣域經(jīng)濟(jì)以中小企業(yè)(家庭作坊和個(gè)體廠商)分散加工為主,省工商局注冊(cè)登記數(shù)據(jù)顯示,截至2015年3月底,全省市場(chǎng)主體達(dá)430.4萬(wàn)戶,其中小微企業(yè)和個(gè)體工商戶占97%以上,大量小企業(yè)又分散在各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。“小而散”的企業(yè)格局形成了眾多零星的污染源,阻礙了水環(huán)境的集中治理,增加了治理成本和難度。低成本加工和小規(guī)模經(jīng)營(yíng)的家庭作坊和個(gè)體廠商,在水污染治理領(lǐng)域既缺乏技術(shù)創(chuàng)新能力,又沒(méi)有成本優(yōu)勢(shì)。即使是政府或第三方治理,分散的產(chǎn)業(yè)分布也大幅降低了水環(huán)境治理的規(guī)模經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)。因此,大量中小企業(yè)呈分散式分布,既增加了水環(huán)境治理的成本,又不利于企業(yè)與企業(yè)之間形成循環(huán)化生產(chǎn),使得水環(huán)境治理陷入“不經(jīng)濟(jì)”困境。
(三)擺脫“競(jìng)次策略”,實(shí)現(xiàn)價(jià)值鏈上的合作共生
產(chǎn)業(yè)生態(tài)化意味著市場(chǎng)機(jī)制從惡性競(jìng)爭(zhēng)、無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)向合作競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)變。在經(jīng)濟(jì)起步階段,區(qū)域經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)低水平同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng),這種分散無(wú)序的競(jìng)爭(zhēng)以追求低成本為手段,忽視環(huán)境保護(hù)、破壞生態(tài)環(huán)境、違規(guī)偷排是必然結(jié)果。產(chǎn)業(yè)生態(tài)化所構(gòu)建的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈,具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性、共生性,企業(yè)之間通過(guò)物理交換或能源傳遞,以及知識(shí)、人力和技術(shù)的交換而形成長(zhǎng)期合作關(guān)系。因此,在共生網(wǎng)絡(luò)中,企業(yè)不再是惡性競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài),而是在經(jīng)濟(jì)價(jià)值上共創(chuàng)共享、在利益上互補(bǔ)互惠的企業(yè)耦合,不僅包括企業(yè)之間的廢棄物交換,而且包括技術(shù)創(chuàng)新、知識(shí)共享、學(xué)習(xí)機(jī)制等全面合作。在生態(tài)化的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中,企業(yè)不再靠資源粗放利用、違規(guī)偷排污染環(huán)境等手段實(shí)現(xiàn)自身成本下降,而是通過(guò)獲得循環(huán)經(jīng)濟(jì)、規(guī)模經(jīng)濟(jì)、范圍經(jīng)濟(jì)等降低整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)的生產(chǎn)成本。
三、產(chǎn)業(yè)生態(tài)化轉(zhuǎn)型升級(jí)的具體路徑
產(chǎn)業(yè)生態(tài)化轉(zhuǎn)型升級(jí),需要從三個(gè)層面推進(jìn):其一是微觀層面,推動(dòng)企業(yè)的技術(shù)升級(jí),實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn);其二是產(chǎn)業(yè)園區(qū)層面,通過(guò)循環(huán)化改造,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集群的生態(tài)化重構(gòu);其三是宏觀層面,加強(qiáng)靜脈產(chǎn)業(yè)培育,推動(dòng)園區(qū)之間、以及社會(huì)整體的大循環(huán)。此外還需要構(gòu)建一套有效的倒逼機(jī)制和激勵(lì)機(jī)制,旨在處理并利用好政府與市場(chǎng)的力量。
(一)強(qiáng)化微觀企業(yè)的清潔化生產(chǎn)
清潔生產(chǎn)是末端治理的最早替代方案,基本思路從“末端治理”轉(zhuǎn)向“過(guò)程管理”和“源頭削減”,是一種預(yù)防機(jī)制。清潔生產(chǎn)有兩個(gè)層面,一個(gè)是綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì),另一個(gè)是清潔生產(chǎn)過(guò)程管理,要求企業(yè)改善現(xiàn)有生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品戰(zhàn)略,但核心仍然是生產(chǎn)工藝的提升,因?yàn)榫G色產(chǎn)品需要以清潔生產(chǎn)技術(shù)為前提,比如采用更易降解的原材料、設(shè)計(jì)更加環(huán)保的技術(shù)零部件等。為了實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn),政府規(guī)制行為需要從排放標(biāo)準(zhǔn)的制定轉(zhuǎn)向生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定,對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的全過(guò)程如生產(chǎn)工藝與裝備、廢物回收利用、資源能源利用、污染物產(chǎn)生、產(chǎn)品和環(huán)境管理等指標(biāo)制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。這是一種倒逼機(jī)制,一方面,企業(yè)必須改進(jìn)生產(chǎn)工藝,達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求,才可進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng),不達(dá)標(biāo)的企業(yè)將受到懲罰或取締;另一方面,清潔生產(chǎn)的實(shí)施將引起企業(yè)生產(chǎn)成本上升,尤其中小企業(yè)會(huì)面臨較大的成本沖擊,從而削弱競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),企業(yè)唯有通過(guò)技術(shù)引進(jìn)或自主創(chuàng)新,不斷降低清潔生產(chǎn)技術(shù)成本,才能獲得新的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),這一過(guò)程也推動(dòng)了企業(yè)從要素驅(qū)動(dòng)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)變。由此可見(jiàn),清潔生產(chǎn)有利于先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用、產(chǎn)品升級(jí)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,對(duì)節(jié)能減排和產(chǎn)業(yè)全要素生產(chǎn)率將產(chǎn)生影響(韓超等,2015)[8]。
(二)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的循環(huán)化改造
循環(huán)經(jīng)濟(jì)是企業(yè)清潔生產(chǎn)以產(chǎn)業(yè)園區(qū)為載體的拓展,從單個(gè)企業(yè)的清潔生產(chǎn)轉(zhuǎn)向企業(yè)間共生發(fā)展?;舅悸肥菍?duì)自然形成的分散在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的特色產(chǎn)業(yè)集群和工業(yè)園區(qū)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)化重構(gòu),通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈的“補(bǔ)鏈”、“補(bǔ)網(wǎng)”形成相互關(guān)聯(lián)、互利共生的鏈網(wǎng)式結(jié)構(gòu),構(gòu)建循環(huán)封閉的生產(chǎn)系統(tǒng)。就水污染治理來(lái)說(shuō),生產(chǎn)污水和廢水的減少與處理要以集中處理為基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)化管道設(shè)施為條件,這都為企業(yè)在園區(qū)內(nèi)集中、互聯(lián)、循環(huán)提供了市場(chǎng)需求與物理?xiàng)l件。然而在現(xiàn)階段的實(shí)踐中,存在只注重循環(huán)、不注重經(jīng)濟(jì),陷入“循環(huán)不經(jīng)濟(jì)”困境,降低了園區(qū)企業(yè)參與的積極性。究其原因,仍然是初期階段循環(huán)成本偏高,給園區(qū)和企業(yè)帶來(lái)較大的成本沖擊。因此,產(chǎn)業(yè)園區(qū)的循環(huán)化改造,一方面要加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),提高循環(huán)效率,以循環(huán)經(jīng)濟(jì)抵消技術(shù)成本沖擊,另一方面要激勵(lì)企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新,降低循環(huán)技術(shù)生產(chǎn)成本。
(三)加強(qiáng)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈中的靜脈產(chǎn)業(yè)培育
靜脈產(chǎn)業(yè)是一種更高層次的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式,我國(guó)現(xiàn)階段的循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)并沒(méi)有融入獨(dú)立的靜脈產(chǎn)業(yè),而是在動(dòng)脈部門(mén)內(nèi)部進(jìn)行廢棄物的收集、分類、再利用(張霜等,2013)[9],例如A工廠的廢水恰好可以供B工廠生產(chǎn)之用,這樣就避免了A廠將廢水直接排出,直到廢水利用到無(wú)可利用之時(shí),再經(jīng)過(guò)處理后排出到自然界中。也有一些企業(yè)承擔(dān)了靜脈部門(mén)的角色,如利用垃圾發(fā)電的生物質(zhì)電廠。靜脈產(chǎn)業(yè)實(shí)際上是將循環(huán)經(jīng)濟(jì)中廢棄物處理再利用的部門(mén)分離出來(lái),形成專業(yè)分工明確、加工分解效率更高、服務(wù)范圍更廣的獨(dú)立產(chǎn)業(yè),它的任務(wù)是將廢棄物再資源化,即把生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物加工分解成新的資源,反饋到工業(yè)生產(chǎn)中,承擔(dān)了人體血液循環(huán)中靜脈的角色,也稱之為再生資源產(chǎn)業(yè)。靜脈產(chǎn)業(yè)有利于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)整體的大循環(huán),促進(jìn)動(dòng)脈產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)減量化、資源利用高效化、排放減量化,是企業(yè)“共生”關(guān)系的核心環(huán)節(jié),也是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境壓力脫鉤的關(guān)鍵。我國(guó)靜脈產(chǎn)業(yè)還處于起步階段,理論認(rèn)識(shí)上不足,產(chǎn)業(yè)化水平也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,現(xiàn)有的水資源再利用企業(yè)也存在政策扶持不夠、回收網(wǎng)絡(luò)不健全、技術(shù)落后等問(wèn)題,在靜脈產(chǎn)業(yè)培育過(guò)程中,要進(jìn)一步加強(qiáng)政策扶持,促進(jìn)靜脈產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)化和產(chǎn)業(yè)化,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)產(chǎn)業(yè)與靜態(tài)產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。
(四)構(gòu)建有效的倒逼機(jī)制與激勵(lì)機(jī)制
產(chǎn)業(yè)生態(tài)化需要借助與平衡政府與市場(chǎng)兩種力量,建立有效的政府倒逼機(jī)制和市場(chǎng)激勵(lì)機(jī)制。之所以需要倒逼機(jī)制,是因?yàn)樵诃h(huán)境成本外部化的條件下,企業(yè)沒(méi)有治污動(dòng)力,存在轉(zhuǎn)型升級(jí)惰性,即使設(shè)定了排放標(biāo)準(zhǔn),只要排污罰款成本小于治污成本,就會(huì)導(dǎo)致環(huán)保約束軟化。政府的角色就是以法治和規(guī)則為基礎(chǔ),為經(jīng)濟(jì)活動(dòng)劃定合理的生態(tài)邊界,制定環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)把項(xiàng)目準(zhǔn)入、加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè),提供基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)平臺(tái)建設(shè),杜絕企業(yè)的污染尋租行為,對(duì)企業(yè)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)形成硬約束,倒逼企業(yè)在設(shè)計(jì)、投資、生產(chǎn)、排放等各環(huán)節(jié)注重生態(tài)效益。但是,行政化手段治水并]有解決治污的內(nèi)在動(dòng)力問(wèn)題,目前各地治水也是以政府行政化手段為主,不僅政府負(fù)擔(dān)較重,也不具可持續(xù)性。因此,還需要尊重和依靠市場(chǎng)力量,通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制的利益調(diào)整作用,建立和完善市場(chǎng)激勵(lì)機(jī)制、利益平衡機(jī)制,將水環(huán)境治理的成本與收益?zhèn)鬟f給企業(yè)主體,以經(jīng)濟(jì)杠桿來(lái)引導(dǎo)企業(yè)主體從“倒逼”轉(zhuǎn)型升級(jí)變?yōu)椤爸鲃?dòng)”轉(zhuǎn)型升級(jí),從“誰(shuí)污染誰(shuí)付費(fèi)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢l(shuí)環(huán)保誰(shuí)受益”,進(jìn)而形成水環(huán)境治理的內(nèi)生動(dòng)力。
參考文獻(xiàn):
[1]林毅夫.比較優(yōu)勢(shì)與中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展[J].產(chǎn)經(jīng)評(píng)論,2005,(11).
[2]時(shí)磊.制造業(yè)技術(shù)“低端鎖定”和升級(jí)困境的擺脫――Lucas“人力資本”模型的修正與深化[J].中國(guó)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題,2006,(5).
[3]盧福財(cái),波.全球價(jià)值網(wǎng)絡(luò)下中國(guó)企業(yè)低端鎖定的博弈分析[J].中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì),2008,(10).
[4]袁凱華,李后建.政企合謀下的策略減排困境――來(lái)自工業(yè)廢氣層面的度量考察[J].中國(guó)人口、資源與環(huán)境,2015,(1).
[5]張宇,蔣殿春.FDI、政府監(jiān)管與中國(guó)水污染――基于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與技術(shù)進(jìn)步分解指標(biāo)的實(shí)證檢驗(yàn)[J].經(jīng)濟(jì)學(xué)(季刊),2014,(1).
[6]劉偉明.環(huán)境污染的治理路徑與可持續(xù)增長(zhǎng)?押“末端治理”還是“源頭控制”[J].經(jīng)濟(jì)評(píng)論,2014,(6).
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一、生態(tài)水利的概述及重要性
1.1 生態(tài)水利的概述
傳統(tǒng)的水利工程主要目標(biāo)在于控制水流來(lái)滿足人們的供水、防洪、發(fā)電、航運(yùn)等要求,但是在水工建筑物發(fā)揮其功能的同時(shí),生態(tài)環(huán)境已經(jīng)一步一步遭受破壞,經(jīng)濟(jì)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)嚴(yán)重失衡。而生態(tài)水利指的是在水利工程建設(shè)中兼顧水利樞紐建設(shè)和生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的水利系統(tǒng),河流成為了這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的骨干,既滿足了人們需求又保留了完整的生態(tài)體系,其重要性不言而喻。
1.2 生態(tài)水利的重要性
(1)生態(tài)環(huán)境惡化
當(dāng)前社會(huì)面臨的重大全球性問(wèn)題就是能源和生態(tài)問(wèn)題。雖然隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的加速,我國(guó)在河流治理、水土保持、植樹(shù)造林等方面取得了一定的成績(jī),但是人口增長(zhǎng)和消費(fèi)需求增多,造成了許多地區(qū)資源浪費(fèi)和環(huán)境惡化的問(wèn)題,水資源短缺和水環(huán)境危機(jī)日益凸顯。與此同時(shí),傳統(tǒng)的水利工程過(guò)分強(qiáng)調(diào)人類改造自然的能力,忽視了生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和建設(shè),這更進(jìn)一步加劇了生態(tài)環(huán)境的惡化。同時(shí)由于在我國(guó)傳統(tǒng)的水利工程理論中,比較多的受到改造自然、人定勝天思想的影響,沒(méi)有把人類作為流域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的一部分來(lái)加以研究和考察,而是片面強(qiáng)調(diào)滿足人類社會(huì)發(fā)展的愿望,以至干擾甚至破壞了流域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和均衡。生態(tài)環(huán)境是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)。生態(tài)環(huán)境的惡化己成為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的重大制約因素,改善和保護(hù)生態(tài)環(huán)境,尋求經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的途徑,是當(dāng)前十分迫切的任務(wù)。
(2)生態(tài)水利是社會(huì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的需要
從水利建設(shè)的發(fā)展歷程可以看出:水利工程數(shù)目越來(lái)越多,規(guī)模越來(lái)越大;水資源的利用趨向綜合性,單向工程逐步發(fā)展成流域系統(tǒng)綜合利用開(kāi)發(fā),除了傳統(tǒng)水利具有的功能之外,還與生態(tài)與環(huán)境保護(hù)緊密相關(guān)。因?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境是人們生存發(fā)展的重要基礎(chǔ)自然資源,而傳統(tǒng)的水利工程無(wú)法長(zhǎng)遠(yuǎn)持久的實(shí)現(xiàn)人們和環(huán)境的雙贏,它帶來(lái)了越來(lái)越多的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,只有穩(wěn)定發(fā)展生態(tài)水利才是社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。
(3)生態(tài)水利是實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)的需要
生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)是其健康發(fā)展的重要因素,而保持其動(dòng)態(tài)平衡的關(guān)鍵就在于控制其關(guān)鍵因素。生態(tài)水利充分考慮生態(tài)系統(tǒng),在經(jīng)濟(jì)建設(shè)的同時(shí)維持好生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡,實(shí)現(xiàn)良性發(fā)展。
二、河道治理對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響及其現(xiàn)狀
河道的主要功能是行洪排澇,而現(xiàn)階段人與自然和諧相處是主要特征,不再是為了治河而治河,而是通過(guò)綜合整治流域,充分發(fā)揮水系的基本功能和生態(tài)功能,實(shí)現(xiàn)流域的可持續(xù)發(fā)展。
2.1 河道治理對(duì)于生態(tài)環(huán)境的影響
傳統(tǒng)的河道治理,往往只單獨(dú)考慮河道自身的功能,忽略了生態(tài)環(huán)境保護(hù)功能.更加忽略了河道與周邊的人文、地理、環(huán)境的協(xié)調(diào),對(duì)原有生態(tài)景觀、人類生存環(huán)境及生態(tài)環(huán)境造成不利影響。具體來(lái)說(shuō),河道治理工程通常是在天然河道基礎(chǔ)上進(jìn)行的,這就直接破壞了原有的長(zhǎng)期形成生態(tài)系統(tǒng),導(dǎo)致了河流局部形態(tài)的單一和非連續(xù)。例如水庫(kù)的建設(shè)改變了其水溫水質(zhì),蓄水后的壩前水溫高于河道水溫,嚴(yán)重干擾了魚(yú)類繁殖,而河流流速的改變則降低了污染物的遷移擴(kuò)散能力,降低了其自凈能力。另一方面,河道治理施工勢(shì)必破壞大量植被,對(duì)陸生動(dòng)物造成了極大影響,同事施工中排放的污廢水將改變河道理化性質(zhì),危害周邊生物的生存發(fā)展。
2.2 河道治理現(xiàn)狀
因人們需求和社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境不同,我國(guó)的河道治理主要經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段:依附自然被動(dòng)階段,該階段基本是在原有自然條件下進(jìn)行,河流防洪效益不高;與河爭(zhēng)地的階段,該階段是在國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)修建了提水灌溉、河道治理、堤防建設(shè)等工程,但治理方法落后、單一、不科學(xué);經(jīng)濟(jì)治河階段,主要是利用有限的資金進(jìn)行河道整治以保護(hù)耕地、道路設(shè)施和排放污廢水;和諧治理階段,在我國(guó)沿海地區(qū)和中心城市首先在經(jīng)濟(jì)建設(shè)的同時(shí),考慮到提高生活品質(zhì)和創(chuàng)造優(yōu)美環(huán)境,河道治理工程保持了河道的社會(huì)功能和生態(tài)功能,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
然而坦白說(shuō),我國(guó)河道治理理念仍相對(duì)滯后,導(dǎo)致了我國(guó)的河道系統(tǒng)主要面臨以下幾個(gè)問(wèn)題:防洪能力下降、堤防功能單一、基流減少、水質(zhì)污染嚴(yán)重、生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞等??梢?jiàn),生態(tài)水利建設(shè)迫在眉睫。
三、生態(tài)水利在河道治理中的應(yīng)用
現(xiàn)實(shí)工程之中,河道治理工程當(dāng)中已經(jīng)涉及到一些生態(tài)方法,如構(gòu)建水生植被、構(gòu)建水生動(dòng)物種群、種植水生花卉和機(jī)械除藻等。整體而言,生態(tài)水利在河道治理中的應(yīng)用策略主要在生態(tài)河堤和自然化河流建設(shè)兩個(gè)方面。
3.1 生態(tài)河堤建設(shè)
生態(tài)河堤指的是對(duì)自然河堤進(jìn)行人工恢復(fù)的人工護(hù)岸,它保持了河床的原有功能,同時(shí)兼顧滲透性,充分保障河流與河岸之間的水分交換和調(diào)節(jié)功能,又具備足夠的抗洪功能。一般生態(tài)河堤有以下幾個(gè)類型:(1)自然原型護(hù)岸,通常采用植物保護(hù)河堤,如柳樹(shù)、水楊、蘆葦?shù)龋?2)自然型護(hù)岸,相比前者增加了天然材料護(hù)底;(3)人工自然型護(hù)岸,在前者的基礎(chǔ)增加混凝土等材料增強(qiáng)防洪功能。
一般來(lái)說(shuō),生態(tài)護(hù)岸的設(shè)計(jì)有以下幾個(gè)原則:經(jīng)濟(jì)性原則,即是保證相關(guān)功能的同時(shí)降低工程造價(jià);協(xié)調(diào)性原則,為美化工程環(huán)境,應(yīng)盡量減少剛性結(jié)構(gòu);需要進(jìn)行準(zhǔn)確的水文分析,確定不同區(qū)域下的植被種類和數(shù)量;多孔性構(gòu)造原則;自然性原則,即是盡量采用自然材料,避免二次污染;親水性原則。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)之中,應(yīng)切實(shí)考慮岸邊線的布置,因?yàn)樗牟贾弥苯佑绊懼恿鞯恼w形態(tài)和景觀效果。另一方面,要考慮親水性,如以低護(hù)岸制造近水的感覺(jué)。最后,相關(guān)材料的選擇應(yīng)充分考慮河流所在區(qū)域的自然條件,注重護(hù)岸表面形態(tài)的多樣化,主要有天然材料、疊砌塊石、漿砌塊石和混凝土等,具體做法本文不再贅述。
3.2 自然化河流建設(shè)
自然化河流建設(shè)是指河流治理既要保持、重現(xiàn)及創(chuàng)造河流原始的自然風(fēng)情又要實(shí)現(xiàn)其相關(guān)水系功能。它不是簡(jiǎn)單的保護(hù)自然環(huán)境,而是在采實(shí)現(xiàn)防洪抗?jié)车茸饔玫耐瑫r(shí),降低人類對(duì)河流環(huán)境的損害,與自然和諧共存。在自然化河流建設(shè)之中,水邊環(huán)境的建設(shè)是重中之重,包括空間環(huán)境、生物環(huán)境和水環(huán)境三部分。
自然化河流建設(shè)的原則主要在于在趨向自然的前提下創(chuàng)造豐富的環(huán)境條件,例如將河岸線設(shè)計(jì)成不規(guī)則型,彰顯結(jié)構(gòu)多樣性;盡量順應(yīng)自然,例如分區(qū)域分階段的治理河道,盡量利用自然動(dòng)力進(jìn)行治理,宜沖則沖,宜彎則彎;建設(shè)綠化網(wǎng)絡(luò),河流是較為孤立的生態(tài)系統(tǒng),應(yīng)將水和綠化網(wǎng)絡(luò)化,使豐富和穩(wěn)定生物物種;構(gòu)造簡(jiǎn)潔的河流景觀,盡量采用自然的植被石材,讓建設(shè)的河流形態(tài)盡可能的接近原生態(tài)。自然化河流建設(shè)方法有以下兩種:(1)河道治理,河道治理的主要作用在于改善河道流路及河床的物理特性,從而構(gòu)造出最自然狀態(tài),河流具有有不同的流速帶,河底的沖刷不再那么大,即是河流有淺灘也有深潭,采用多孔化河床,保證水體流動(dòng)多樣性從而讓生物物種具有多樣性。如植石治理法常常將自然石埋入河床構(gòu)造深溝及淺灘,營(yíng)造出魚(yú)類喜歡的棲息環(huán)境。但是這種植石治理法有一定的限制,適用于河床比降大于1/500,植石帶不易被洪水沖走且不會(huì)被沙土堵塞的河道。為了提高抗洪能力,另一種常用方法為浮石帶治理法,它是構(gòu)造混凝土框架用來(lái)抵御洪水的同時(shí)又為魚(yú)類提供巢穴,資源利用率明顯提高;(2)護(hù)岸治理,即是選用生態(tài)水利方案構(gòu)造自然型護(hù)岸。
結(jié)束語(yǔ)
傳統(tǒng)的河道治理工程將會(huì)加重環(huán)境負(fù)擔(dān),影響著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。生態(tài)水利工程保護(hù)和尊重自然環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的雙重目的。在環(huán)境日益惡化的今天,只有認(rèn)識(shí)到水利河道與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系,才能在河道治理中充分的應(yīng)用到生態(tài)水利。
參考文獻(xiàn):
中圖分類號(hào):X793文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374 (2010)12-0113-02
污水回用的關(guān)鍵是污水處理技術(shù),按其機(jī)理可分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物化學(xué)法等。通常污水回用技術(shù)需多種污水處理技術(shù)的合理組合,及各種水處理方法結(jié)合起來(lái)深度處理污水,這是因?yàn)閱我坏哪撤N水處理方法二般很難達(dá)到回用水水質(zhì)的要求。目前,污水集中處理回用土藝中常用的有好氧生物處理、混凝沉淀、過(guò)濾、活性炭吸附、消毒等方法,當(dāng)前流行的污水處理工藝有:AB法、SBR法、氧化溝法、普通曝氣法等,這幾種工藝都是從活性污泥法派生出來(lái)的,且各有其特點(diǎn):
一、SBR法
SBR法早在20世紀(jì)初已被開(kāi)發(fā),由于人工管理繁瑣未予推廣。此法集進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水在一座池子中完成,常由四個(gè)或三個(gè)池子構(gòu)成一組,輪流運(yùn)轉(zhuǎn),一池一池地間歇運(yùn)行,故稱序批式活性污泥法,簡(jiǎn)稱SBR?,F(xiàn)在又開(kāi)發(fā)出一些連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水的改良性SBR工藝,如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。這種一體化工藝的特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單,由于只有一個(gè)反應(yīng)池,不需二沉池、回流污泥及設(shè)備,一般情況下不設(shè)調(diào)節(jié)池,多數(shù)情況下可省去初沉池,故節(jié)省占地和投資,耐沖擊負(fù)荷且運(yùn)行方式靈活,可以從時(shí)間上安排曝氣、缺氧和厭氧的不同狀態(tài),實(shí)現(xiàn)除磷脫氮的目的。但因每個(gè)池子都需要設(shè)曝氣和輸配水系統(tǒng),采用潷水器及控制系統(tǒng),間歇排水水頭損失大,池容的利用率不理想,其水處理工藝流程:廢水毛發(fā)截留井調(diào)節(jié)池份提升泵SBR反應(yīng)池潷水器重力式過(guò)濾罐消毒中水池回用 (沖廁)。因此,一般來(lái)說(shuō)并不太適用于大規(guī)模的城市污水處理廠。
二、CASS(Cyclic Activated Sludge System)
工藝是循環(huán)活性污泥技術(shù) (CAST)的一種型式。CASS生物處理法是周期循環(huán)活性污泥法的簡(jiǎn)稱,該方法是美國(guó)川森維柔廢水處理公司1975年研究成功的,90年代初引入中國(guó),是國(guó)際公認(rèn)的生活污水及工藝廢水處理的先進(jìn)工藝。LASS工藝的主要原理是:把序批式活性污泥法 (SBR)的反應(yīng)池沿長(zhǎng)度方向分為兩部分,前部為預(yù)反應(yīng)區(qū),后部為主反應(yīng)區(qū)。在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi),微生物能通過(guò)酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理迅速吸附污水中大部分可溶性有機(jī)物,經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過(guò)程,對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量、pH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用,同時(shí)對(duì)絲狀菌的生長(zhǎng)起到抑制作用,可有效防止污泥膨脹;在其后主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過(guò)程,完成對(duì)污水中有機(jī)物質(zhì)的降解。CASS工藝同時(shí)能夠比較充分發(fā)揮活性污泥的降解功能,也能夠減輕二沉淀池的負(fù)荷,有利于提高二沉池固液分離效果。CASS工藝集反應(yīng)、沉淀、排水,功能于一體,污染物的降解在時(shí)間上是一個(gè)推流過(guò)程。而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中,從而達(dá)到去除污染物的作用,同時(shí)還具有較好的脫氮、除磷功能。
三、AB法(Adsorption Bio oxidation)
該法由德國(guó)Bohuke教授首先開(kāi)發(fā)。該工藝對(duì)曝氣池按高、低負(fù)荷分二級(jí)供氧,A級(jí)負(fù)荷高,曝氣時(shí)間短,產(chǎn)生污泥量大,污泥負(fù)荷2.5kgBOD/(kgMLSS?d)以上,池容積負(fù)荷6kgBOD/(m3?d)以上;B級(jí)負(fù)荷低,一污泥齡較長(zhǎng)。A級(jí)與B級(jí)間設(shè)中間沉淀池。二級(jí)池子F/M(污染物量與微生物量之比)不同,形成不同的微生物群體。AB法盡管有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn),但不適合低濃度水質(zhì),A級(jí)和B級(jí)亦可分期建設(shè)。
四、普通曝氣法及其變法
本工藝出現(xiàn)最早,至今仍有較強(qiáng)的生命力。普曝法處理效果好,經(jīng)驗(yàn)多,可適應(yīng)大的污水量,對(duì)于大廠可集中建污泥消化池,所產(chǎn)生沼氣可作能源利用。傳統(tǒng)普曝法的不足之處是只能作為常規(guī)二級(jí)處理,不具備脫氮除磷功能。近幾年在工程實(shí)踐中,通過(guò)降低普通曝氣池容積負(fù)荷,可以達(dá)到脫氮的目的。在普曝池前設(shè)置厭氧區(qū),可以除磷,亦可用化學(xué)法除磷。采用普通曝氣法去除BODS,在池型上有多種形式,工程上稱為普通曝氣法的變法,亦可統(tǒng)稱為普通曝氣法。
五、氣浮法在污水處理中的應(yīng)用
氣浮處理法就是將空氣通入污水中,并在污水中產(chǎn)生大量的微小氣泡作為載體,使廢水中微細(xì)的疏水性、懸浮顆粒(固態(tài)顆?;蛞簯B(tài)顆粒)粘附在氣泡上,隨氣泡浮升到水面,形成泡沫層,氣、水、顆粒三相混合體,然后用機(jī)械方法撇除,從而使污染物得以從廢水中分離的一種處理方法。眾所周知,疏水性的物質(zhì)易氣浮,而親水性的物質(zhì)不易氣浮,為了使親水性的污染物也能氣浮除去,需投加浮選(混凝)劑,改變污染物表面特性,使某些親水性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷晕镔|(zhì),然后除去,這種氣浮處理法方法也稱為浮選。在污水處理中采用的氣浮法,按氣泡產(chǎn)生的方法可分為:布?xì)鈿飧?、溶氣氣浮、電氣浮等。溶氣氣?加壓溶氣氣浮是將空氣在一定壓力下溶于水中,并達(dá)到飽和狀態(tài),然后突然減壓,過(guò)飽和的空氣便以微小氣泡的形式從水中逸出。此方法形成的氣泡粒度小(約80μm左右)、分散度高、量多,而且氣泡與污水的接觸時(shí)間可以控制。因而凈化效果高,并可針對(duì)不同水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié),適應(yīng)范圍廣,因此在污水處理領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
隨著氣浮理論的不斷發(fā)展完善,現(xiàn)代氣浮理論認(rèn)為:部分回流加壓溶氣氣浮節(jié)約能源,能充分利用浮選(混凝)劑、處理效果優(yōu)于全加壓溶氣氣浮流程。而回流比為50%時(shí)處理效果最佳,所以部分回流(回流比50%)加壓溶氣氣浮工藝是目前國(guó)內(nèi)外最常采用的氣浮法。浮選(池)一般設(shè)置在生物處理單元之前,物理處理單元之后,習(xí)慣上將其歸為物理處理單元。為保證氣浮效果,一般設(shè)為兩級(jí)浮選。圖1是其流程圖。為了方便操作、節(jié)約投資、減少占地面積,平面布置時(shí)常將一、二級(jí)浮選池并列,一、二級(jí)浮選池間約有500mm左右的液位差保證污水從一級(jí)浮選池流動(dòng)到二級(jí)浮選池,而取消提升泵達(dá)到節(jié)能效果。體現(xiàn)在豎向布置上,即在設(shè)計(jì)、施工時(shí)必須嚴(yán)格控制刮渣機(jī)拖架(板)、可調(diào)節(jié)堰和除渣槽頂?shù)臉?biāo)高,這一點(diǎn)非常重要,是關(guān)鍵因素之一,否則會(huì)嚴(yán)重影響氣浮效果(泡沫層無(wú)法用機(jī)械方法撇除),這也正是必須采用可調(diào)節(jié)出水堰的原因所在。因?yàn)槲鬯幸话愫卸居泻ξ镔|(zhì),故浮選池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮設(shè)防腐層和頂蓋板,有條件時(shí)可考慮浮選氣體的有組織排放。
六、膜生物反應(yīng)器
膜生物反應(yīng)器是以膜組件作為取代二沉池的泥水分離單元設(shè)備,并與生物反應(yīng)器組合構(gòu)成一種新型的生物處理裝置。污水首先進(jìn)入反應(yīng)器,反應(yīng)器中的微生物將污水中的污染物進(jìn)行同化和異化,異化產(chǎn)物多數(shù)成為無(wú)害的CO2和H2O,同化物質(zhì)成為微生物的組成物質(zhì)。膜單元部分主要用于截留微生物和過(guò)濾出水,微生物固體可有效地被截留在反應(yīng)器中,可以完全地控制微生物在反應(yīng)器中的停留時(shí)間(污泥齡)及有效地對(duì)處理水進(jìn)行消毒。如圖1所示:
膜生物反應(yīng)器綜合了膜分離與生物處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),不僅可以最大限度地去除懸浮物,同時(shí)可以通過(guò)膜分離將二沉池?zé)o法截留的游離細(xì)菌和大分子有機(jī)物阻隔在生物池內(nèi),從而大大提高了反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度,提高了有機(jī)物和氮、磷的去除率。由于膜生物反應(yīng)器對(duì)污水同時(shí)進(jìn)行降解和消毒,所以其出水的水質(zhì)較高,通常有機(jī)污染物(COD或BOD)和懸浮物的去除率可達(dá)95%。由于膜的良好的截留作用,在傳統(tǒng)活性污泥工藝中,污泥停留時(shí)間和水力停留時(shí)間難以協(xié)調(diào)的問(wèn)題在此得以解決。污泥停留時(shí)間和水力停留時(shí)間可以有效地分開(kāi),這樣可以優(yōu)化生物處理工藝,提高其可行性和靈活性。根據(jù)不同的污水采用不同的工藝參數(shù),以培養(yǎng)不同種類的微生物。對(duì)于城市污水來(lái)說(shuō),膜生物反應(yīng)器中污泥齡的有效控制,可以使得難以生存的生長(zhǎng)周期長(zhǎng)的硝化細(xì)菌得以存在,使得原來(lái)需要兩步的碳化和硝化過(guò)程,可在膜生物反應(yīng)器的一個(gè)設(shè)備中完成。膜單元可以承受比重力式沉淀池更高的污泥負(fù)荷,這樣使得膜生物反應(yīng)器與傳統(tǒng)活性污泥法工藝相比,具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)膜可以截留一些大分子有機(jī)物,提高了它們?cè)谏锓磻?yīng)器的停留時(shí)間,增大了其生物降解的一可能性。
比起常規(guī)的生物處理方法,膜生物反應(yīng)器具有如下顯著特點(diǎn):(1)能夠高效地進(jìn)行固液分離,出水水質(zhì)良好,可完全濾去懸浮物及有關(guān)微生物,出水無(wú)需消毒,可直接回用;(2)膜的機(jī)械截留避免了微生物的流失,使生物反應(yīng)器內(nèi)保持高的微生物濃度,從而大大提高了容積負(fù)荷,降低污泥負(fù)荷,減少占地面積;(3)污泥泥齡長(zhǎng),剩余污泥量少,大大降低了污泥處置費(fèi)用;(4)實(shí)現(xiàn)了水力停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間的徹底分離,使設(shè)計(jì)與運(yùn)行簡(jiǎn)化;(5)工藝結(jié)構(gòu)緊湊,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
七、結(jié)語(yǔ)
眾所周知,我國(guó)淡水資源并不豐富,并且時(shí)空分布極不均勻,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展、人口的增加及工業(yè)化和城市化步伐的加快,城市用水量和污水排放量急劇增加,這更加劇了水資源的短缺和水環(huán)境的惡化,同時(shí)也帶來(lái)許多城市環(huán)境問(wèn)題,并制約了地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此,采用合理的污水處理方式,節(jié)約水資源是我們必須實(shí)現(xiàn)的基本目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
[1]周鋒,吳浩汀,曾蘇.小區(qū)生活污水處理與回用技術(shù)[J].污染防止技術(shù),2003,16(4).
水庫(kù)是人類在陸地河流上筑壩而形成的面積、蓄水量各異的集水區(qū)域。人工壩堤攔截大量上游來(lái)水和泥沙,在壩前形成以水體為主的景觀足水庫(kù)環(huán)境的莆要特征。我們稱處于水庫(kù)壩堤 上游平均洪水期淹沒(méi)范圍之內(nèi)的自然綜合體為水庫(kù)環(huán)境。水體與底質(zhì)是水庫(kù)環(huán)境的重要組成部分,是水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),并與水庫(kù)環(huán)境下的氣候、入庫(kù)河流、生物、土壤(水庫(kù)漲落帶)、地質(zhì)與地貌以及人類活動(dòng)等要素息息相關(guān)。水庫(kù)環(huán)境變化主要表現(xiàn)為水庫(kù)建成后一定時(shí)間段或特定時(shí)間、不同時(shí)間范圍內(nèi)的水質(zhì)變化。
目前水庫(kù)主要環(huán)境生態(tài)問(wèn)題
當(dāng)前,我國(guó)水庫(kù)環(huán)境面臨的主要問(wèn)題是水庫(kù)淤積、水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化、水污染及其持續(xù)的環(huán)境效應(yīng)。從空間上看,水庫(kù)環(huán)境包括枯水庫(kù)容區(qū)、庫(kù)區(qū)季節(jié)性水位漲落帶和入庫(kù)河道同水變動(dòng)帶。在入庫(kù)河流的河口處,往往形成三角洲形態(tài)的淤積體,是河流攜帶泥沙進(jìn)入水庫(kù)之后快速堆積的結(jié)果。
水庫(kù)水質(zhì)逐漸惡化。水庫(kù)污染物主要來(lái)源于庫(kù)區(qū)的工業(yè)廢水、農(nóng)田排水、城鎮(zhèn)污水、大氣降落物以及養(yǎng)殖水體的過(guò)量施肥投餌,歸納起來(lái)分為點(diǎn)源污染和面源污染兩類。污染物類型有需氧有機(jī)物質(zhì)、植物營(yíng)養(yǎng)物、重金屬、農(nóng)藥、化工物質(zhì)及一般無(wú)機(jī)鹽類、病原微生物等。排入的污染物超過(guò)了水體自凈能力,使水質(zhì)惡化,擾亂了水生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及正常功能。而且由于氮、磷等及有機(jī)物的大量排入,水體呈富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài),藻類大量繁殖甚至產(chǎn)生嚴(yán)重水華,完全喪失了水的使用價(jià)值,造成水質(zhì)性缺水。
生物多樣性減少。水庫(kù)的建立首先阻斷了河流連續(xù)性,阻隔了珍稀洄游性魚(yú)類的通道。高壩水庫(kù)泄水使壩下河水氣體飽和、水溫結(jié)構(gòu)改變,嚴(yán)重影響下游水生生物的繁殖和生長(zhǎng)。水體渾濁度和營(yíng)養(yǎng)鹽等要素的改變,導(dǎo)致土著種類數(shù)量減少和滅絕,造成的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)不完整,生態(tài)過(guò)程受阻。所以水庫(kù)改變了河流的生態(tài)環(huán)境多樣性,改變生物原有棲息地,導(dǎo)致水生生物多樣性水平下降。生態(tài)系統(tǒng)多樣性的變化,引起優(yōu)勢(shì)種替、原有物種消失與新物種侵入。而且營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在初級(jí)生產(chǎn)力水平上過(guò)度積累或貧乏等,不利于生態(tài)平衡,影響生物多樣性。
生態(tài)平衡受到影響。由于水庫(kù)汛期和非汛期的影響,水庫(kù)以及水庫(kù)下游的濕地面積會(huì)發(fā)生變化,當(dāng)水庫(kù)水位下降,水域面積縮小,濕地面積也會(huì)相應(yīng)減少。濕地植物群落發(fā)生逆行演替,水生生物的生存也會(huì)空間減少,物種構(gòu)成發(fā)生變化,多種水生生物將不復(fù)存在,濕地內(nèi)的珍禽鳥(niǎo)類也因棲息覓食環(huán)境遭到破壞或水域面積縮小而難以生存,一些敏感植物種類和珍稀水禽數(shù)量減少或消失。整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)向著貧乏、單一方向演變。再次水庫(kù)水位降低后,大量灘地出露,大量濕地被開(kāi)墾為農(nóng)田,破壞了濕地系統(tǒng)中的植被物種,加速生物多樣性減少,嚴(yán)重影響了區(qū)域生態(tài)平衡。
污染干擾對(duì)水庫(kù)水環(huán)境的影響問(wèn)題
水庫(kù)環(huán)境要研究在人為干擾下水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在的變化機(jī)理、變化規(guī)律和對(duì)人類的反效應(yīng),從而尋求受損的水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)、重建和保護(hù)對(duì)策,研究水質(zhì)監(jiān)測(cè)和生態(tài)監(jiān)測(cè)方法,并采取物理、化學(xué)、生態(tài)的方法對(duì)水庫(kù)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè),以便科學(xué)準(zhǔn)確地對(duì)水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)受損程度進(jìn)行判斷。研究利用生物群落各組分對(duì)污染影響的應(yīng)答來(lái)分析水環(huán)境變化的效應(yīng)程度和范圍,結(jié)合具體目標(biāo)下的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)狀況、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,從而對(duì)水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)受損狀況進(jìn)行評(píng)判。
水環(huán)境污染問(wèn)題分析。水庫(kù)污染物的主要來(lái)源于庫(kù)區(qū)的工業(yè)廢水、農(nóng)田排水、城鎮(zhèn)污水、大氣降落物、工業(yè)廢渣、城市垃圾,以及養(yǎng)殖水體的過(guò)量施肥投餌。水庫(kù)污染物的類型有需氧有機(jī)物質(zhì)、植物營(yíng)養(yǎng)物、重金屬、農(nóng)藥、石油類、酚類、氰化物、熱、酸堿及一般無(wú)機(jī)鹽類、放射性物質(zhì)、病原微生物和致癌物。水環(huán)境污染總的危害是指由于排入水體的污染物超過(guò)了水體自凈能力,從而使水質(zhì)惡化,破壞了水的使用價(jià)值,擾亂了水生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及正常功能。主要危害是由于營(yíng)養(yǎng)鹽類(氮、磷等)和有機(jī)物質(zhì)的大量排入,使水體呈富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài),藻類大量繁殖,甚至產(chǎn)生嚴(yán)重水華,引起魚(yú)類大量死亡,以致完全喪失了水的使用價(jià)值,造成水質(zhì)性缺水,影響人們的飲水安全甚至生命安全。
污染干擾下水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)在變化機(jī)理。主要指標(biāo)包括污染物進(jìn)入水庫(kù)后的擴(kuò)散方式和速率;污染物對(duì)水庫(kù)浮游植物、浮游動(dòng)物、底棲生物、水生植物、魚(yú)類及其它水生動(dòng)物的影響;表征水污染的各項(xiàng)主要水質(zhì)指標(biāo)的變化;水庫(kù)自凈作用及機(jī)制,包括沉淀、稀釋、混合等物理作用,吸附、凝聚、分解、化合、氧化、還原等化學(xué)和物理化學(xué)作用及生物凈化作用,以及污染性人為干擾后水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)自凈作用的變化;營(yíng)養(yǎng)物含量及其區(qū)域變化與水生生物群落之間的消長(zhǎng)關(guān)系及相互作用;氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽類循環(huán)特點(diǎn)及與水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)水平的關(guān)系;水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化形成的機(jī)理和規(guī)律;水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)預(yù)測(cè)等。
水庫(kù)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)管理模式。首先研究水庫(kù)自凈模式,包括水庫(kù)自凈機(jī)制、凈化能力、凈化速率以及水庫(kù)物理凈化、化學(xué)凈化和和生物凈化模式,以揭示污染物與水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)組分之間發(fā)生的各種物理作用、化學(xué)作用、生物作用及生理生化作用、微生物作用的能力與規(guī)律。其次研究建立水庫(kù)水質(zhì)數(shù)學(xué)模型,以描述污染物運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律,揭示水庫(kù)水質(zhì)變化規(guī)律。主要研究污染物進(jìn)入水庫(kù)后發(fā)生的種種物理、化學(xué)和生物學(xué)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程以及在這些過(guò)程的綜合作用下污染物濃度降低的表達(dá)。如稀釋、擴(kuò)散、沉淀、吸附、凝聚、揮發(fā)等物質(zhì)遷移過(guò)程,水解、氧化、分解、化合等化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程,碳化、硝化、厭氧、解毒等生物化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程,以及描述這些理化、生物和水力學(xué)過(guò)程的種種數(shù)學(xué)模擬方程。
水庫(kù)主要環(huán)境生態(tài)問(wèn)題解決方法
目前解決水庫(kù)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的方法,幾乎都是以源頭控制為主的綜合防污減災(zāi)戰(zhàn)略,加強(qiáng)點(diǎn)源、面源和內(nèi)源污染的綜合治理,開(kāi)展水庫(kù)防污減災(zāi)的生態(tài)對(duì)策研究,利用生態(tài)學(xué)原理和工程學(xué)手段防治水庫(kù)環(huán)境污染。
生物緩沖帶技術(shù)。生物緩沖帶是一項(xiàng)實(shí)用工程技術(shù)措施,它豐富的內(nèi)容及其對(duì)有害污染物的處理包含了復(fù)雜的生物、物理、化學(xué)等多種過(guò)程,能夠產(chǎn)生優(yōu)良的環(huán)境效益。在緩沖帶建設(shè)中,既要考慮生態(tài)效果,又要考慮景觀效果,還要考慮經(jīng)濟(jì)效益,使生態(tài)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展能夠很好地結(jié)合。沿水庫(kù)周邊建設(shè)有一定縱深的綠色屏障,利用龐大植物根系加固庫(kù)岸,減少水浪對(duì)庫(kù)岸的沖擊,阻擋泥沙和雜物直接進(jìn)入水庫(kù)、使其具有轉(zhuǎn)面源污染物的功能,防治庫(kù)外地表徑流沖刷庫(kù)岸。在林、草品種上應(yīng)嚴(yán)格選擇,在不同樹(shù)種、草種和林、草種結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化,在建設(shè)上進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃和有步驟實(shí)施。
流域生態(tài)學(xué)技術(shù)。流域生態(tài)學(xué)是以流域?yàn)檠芯繂卧?,?yīng)用現(xiàn)代生態(tài)學(xué)理論和系統(tǒng)科學(xué)方法,研究流域內(nèi)高地、沿岸帶、水體等各子系統(tǒng)間的物質(zhì)、能量、信息流動(dòng)規(guī)律,在研究流域作為一個(gè)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能之基礎(chǔ)上,進(jìn)一步從中、大尺度上對(duì)流域內(nèi)各種資源的開(kāi)發(fā)利用、環(huán)境保護(hù)進(jìn)行研究,為流域中陸地和水體的合理開(kāi)發(fā)利用決策提供理論依據(jù)。
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.214
0 引言
我國(guó)是一個(gè)水資源非常匱乏的國(guó)家,并且存在著嚴(yán)重的水污染問(wèn)題,水污染嚴(yán)重危害著人們的身體健康和生命安全,因此人們對(duì)水污染的治理非常重視。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),生態(tài)型水環(huán)境治理技術(shù)在近年來(lái)得到了人們的高度重視,其是一種新型的水環(huán)境治理技術(shù),尊重自然,在去除污染物質(zhì)的同時(shí),也注重對(duì)水體的生態(tài)修復(fù)。
1 水環(huán)境治理的思路
在傳統(tǒng)的水環(huán)境治理中,往往非常注重對(duì)水體污染中污染物質(zhì)的去除,但是去忽視了水體的修復(fù)和治理。近年來(lái),由于人們對(duì)水環(huán)境治理技術(shù)的研究不斷深入,因此出現(xiàn)了一些新工藝和新技術(shù),有效緩解了水體污染。
對(duì)于水環(huán)境治理來(lái)說(shuō),不僅僅是將水體中的污染物質(zhì)去除,同時(shí)還要從水環(huán)境的整體發(fā)展情況來(lái)看。在傳統(tǒng)的水環(huán)境治理中,需要采用各種技術(shù)和手段來(lái)修建污水收集系統(tǒng),然后對(duì)水體污染進(jìn)行集中治理。在這個(gè)過(guò)程中,就消耗了大量的資金,同時(shí)也需要花費(fèi)很多的人力和物力,水環(huán)境治理的費(fèi)用非常高。在污水收集的過(guò)程中,由于污水往往不是集中在同一個(gè)區(qū)域的,往往比較分散,因此對(duì)于污水和廢水的收集也不好操作。有的地區(qū),對(duì)地下水的使用非常多,但是卻不注重回灌,最終導(dǎo)致這些地方出現(xiàn)水量不平衡。很多地方采用二級(jí)處理技術(shù)來(lái)對(duì)污染進(jìn)行治理,但是在這個(gè)過(guò)程中,并不能有效將污水中的氮和磷等元素去除,會(huì)導(dǎo)致水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化??傊?,在以往的水環(huán)境治理中,并沒(méi)有考慮到水環(huán)境的整體發(fā)展,沒(méi)有徹底對(duì)水環(huán)境的質(zhì)量進(jìn)行改善。
其次,對(duì)于水環(huán)境治理來(lái)說(shuō),還應(yīng)該注重保持水環(huán)境的良心循環(huán)。水是一種可以循環(huán)利用的資源,水的循環(huán)過(guò)程包括社會(huì)循環(huán)和自然循環(huán)。如果在使用水資源的過(guò)程中,沒(méi)有按照水資源的循環(huán)規(guī)律來(lái)取水和處理污水,就很容易破壞水的自然循環(huán)。所以在水環(huán)境治理中,一定要遵循水資源的循環(huán)特征,才能讓排放到自然界中的水還能夠?yàn)槿藗兯谩?/p>
2 生態(tài)型水環(huán)境治理技術(shù)
2.1 人工濕地凈化技術(shù)
人工濕地凈化技術(shù)是一種最常見(jiàn)的生態(tài)型水環(huán)境治理技術(shù),主要是指模仿天然的濕地來(lái)構(gòu)建一個(gè)人工濕地,其具有和天然濕地一樣的功能,可以凈化水資源,是一種污水處理的良好方式。在眾多的污水處理技術(shù)中,采用的方法按照污水處理的不同可以分為物理處理技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)和生活處理技術(shù),而人工濕地凈化技術(shù)就是一種綜合技術(shù),其同時(shí)使用了化學(xué)、物理和生物處理技術(shù),其消耗的資金和各種材質(zhì)非常少,但是污水處理的能力卻很好。利用人工濕地,可以對(duì)廢水進(jìn)行綜合處理。人工濕地凈化系統(tǒng)主要分為填料表面、生物膜等,其中廢水經(jīng)過(guò)生物膜,污水中的一些有害物質(zhì)就會(huì)被生物膜中的填料或者植物的根系攔截,并且生物膜還會(huì)吸收有機(jī)污染物,或者通過(guò)生物反應(yīng)來(lái)將其消除。人工濕地系統(tǒng)中的植物根底可以釋放出一定的氧氣,所以周圍的環(huán)境中,在靠近植物根系的部分,就可以存在好氧菌,在原理的位置,就可以存在厭氧菌,廢水中的氮和磷元素就可以通過(guò)微生物的營(yíng)養(yǎng)吸收和硝化或者反硝化的作用去除。
2.2 生態(tài)護(hù)岸技術(shù)
生態(tài)護(hù)岸技術(shù)是一種常見(jiàn)的生態(tài)水環(huán)境治理技術(shù),簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是在可以在河邊、湖邊等通過(guò)種植植物,來(lái)增強(qiáng)土壤的抗沖擊力,畝減少?zèng)Q堤的情況發(fā)生,提高其防洪能力。從實(shí)際的情況來(lái)看,人們往往通過(guò)在河流的岸堤構(gòu)建硬質(zhì)護(hù)岸體系來(lái)提升岸堤的抗沖擊能力,一般采用的原料為漿砌石料。在這個(gè)過(guò)程中,雖然一定程度提升了岸堤的抗洪能力,但是與此同時(shí),也會(huì)河岸的生態(tài)系統(tǒng)造成了不好的影響。在一般情況下,陸地生態(tài)系統(tǒng)和河流生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)整體,但是如果人們?nèi)藶榈貥?gòu)建硬質(zhì)的護(hù)岸體系,就將原本為一體的生態(tài)系統(tǒng)隔絕開(kāi)了,自然就會(huì)導(dǎo)致河岸帶的生態(tài)系統(tǒng)功能削弱。因此,從生態(tài)型水環(huán)境治理的角度來(lái)看,應(yīng)該尊重自然,不能適用各種硬質(zhì)的護(hù)案體系,而是要充分利用生態(tài)護(hù)岸體系,利用水運(yùn)動(dòng)規(guī)律和介質(zhì)的排列來(lái)構(gòu)建生態(tài)護(hù)岸體系。生態(tài)護(hù)岸的形式有很多種,分別為陡坡型、緩坡型和直立型,通過(guò)生態(tài)護(hù)岸體系,就可以對(duì)河堤的生態(tài)系統(tǒng)群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,不僅可以發(fā)揮一定的防洪效果,同時(shí)還能夠發(fā)揮控制污染的效果,防止水土流失,同時(shí)還可以延生生物的生存和活動(dòng)的空間,將地下水和河水聯(lián)系起來(lái)。
2.3 湖濱帶凈化技術(shù)
湖濱帶凈化技術(shù)也是一種生態(tài)型的污水凈化技術(shù)。湖濱帶是指水和陸地生態(tài)交叉的地方,是一種生態(tài)過(guò)渡帶,主要存在湖泊流域和陸地生態(tài)系統(tǒng)之間。湖濱帶的生態(tài)性能非常好,可以維持生物的多樣化,同時(shí)還可以涵養(yǎng)水分,具有防旱和蓄洪的功能。在湖濱帶的水底,將一些吸附填料和一些酶促填料放置其中,就可以構(gòu)建一個(gè)功能多樣的生態(tài)污水凈化系統(tǒng),可以對(duì)污水凈化,并且呈現(xiàn)出來(lái)的景觀效果非常好。當(dāng)雨水或者湖水流到湖濱帶時(shí),通過(guò)湖濱帶的各種生物和植物的凈化作用,就可以減少各種污染物,然后經(jīng)過(guò)凈化之后的水資源進(jìn)入到湖泊中,就可以保持湖泊水資源的環(huán)保性,可以避免雨水對(duì)湖泊的水體造成污染。
3 結(jié)語(yǔ)
目前的水治理技術(shù)普遍存在運(yùn)行費(fèi)用高,基建投資大的特點(diǎn),并且主要集中在點(diǎn)源污染治理上。從生態(tài)型技術(shù)出發(fā),探討了一些原位型生態(tài)修復(fù)技術(shù),指出應(yīng)該充分尊重自然,遴選符合水環(huán)境健康循環(huán)的技術(shù)。生態(tài)型水環(huán)境治理技術(shù)必將成為未來(lái)的水環(huán)境治理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)生態(tài)型水環(huán)境治理技術(shù)是一種從整體的角度上來(lái)對(duì)污水進(jìn)行處理的一種技術(shù),并且其要求遵循自然規(guī)律來(lái)處理水環(huán)境。從目前的情況來(lái)看,人工濕地凈化技術(shù)、湖濱帶凈化技術(shù)和生態(tài)護(hù)岸技術(shù)是常見(jiàn)的生態(tài)型水環(huán)境治理技術(shù),在實(shí)際中應(yīng)該加強(qiáng)使用和研究。
參考文獻(xiàn):
[1]冉星彥.淺論城市水環(huán)境的治理[J].北京水利,2001(04):12-14+46.
中圖分類號(hào):X171.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2012)05-0865-05
The Status and Bioremediation Technology of Ecological Environment in
Water-level-fluctuating Zone of the Three Gorges Reservoir
WANG Di-you1,DENG Wen-qiang2,YANG Fan2
(1.Changjiang Institute of Survey,Planning,Design and Research,Wuhan 430074,China; 2.Key Laboratory of Aquatic Botany
and Watershed Ecology,Wuhan Botanical Garden,Chinese Academy of Sciences,Wuhan 430074,China)
Abstract: Water-level-fluctuating zone of the Three Gorges Reservoir possesses some specific characters such as long flooding duration, wide-range fluctuation of water level (30 m), reversed flooding time to winter, large area and complex habitat types and so on. Based on the ecological environmental problems of water-level-fluctuating zone of the Three Gorges Reservoir, the ecological environmental problems and research advances on bioremediation technologies of water-level-fluctuating zone of the reservoir at home and abroad were summarized. The bioremediation strategies for water-level-fluctuating zone of the Three Gorges Reservoir were proposed.
Key words: bioremediation technology; ecological environmental problem; Three Gorges Reservoir; water-level-fluctuating zone
長(zhǎng)江三峽工程是開(kāi)發(fā)和治理長(zhǎng)江的關(guān)鍵性骨干工程,具有巨大的防洪、發(fā)電、航運(yùn)、旅游等綜合經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。盡管三峽工程帶來(lái)了顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,但同時(shí)對(duì)社會(huì)、生態(tài)環(huán)境也造成了一些不可逆的負(fù)面影響[1]。消落區(qū)(Water-level-fluctuating zone)是流域內(nèi)水陸生態(tài)系統(tǒng)的自然交錯(cuò)帶,是相鄰陸生和水生生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)、能量和信息交流的紐帶,是流域生態(tài)系統(tǒng)組成的敏感部分,其特殊生境為物種的演化、發(fā)育和保存提供了有利的條件,具有重要的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值。三峽水庫(kù)生態(tài)環(huán)境的變化,尤其是消落區(qū)的生態(tài)問(wèn)題,已成為流域生態(tài)修復(fù)和研究的中心環(huán)節(jié)[2]。
三峽水庫(kù)(29°16′~31°25′N,106°20′~111°50′ E)實(shí)行145~175 m “冬季蓄水、夏季泄洪”的人工調(diào)節(jié)水位后,其水位漲落節(jié)律逆反自然枯洪規(guī)律。同時(shí),水庫(kù)消落區(qū)具有水淹時(shí)間長(zhǎng)(可達(dá)8個(gè)月)、面積大(約350 km2)、消落幅度大(30 m)、生境類型多樣等顯著特點(diǎn)。原來(lái)適應(yīng)長(zhǎng)江水位節(jié)律性變化的河岸植被難以適應(yīng)三峽水庫(kù)水位的反季節(jié)變化,逐步消失或死亡,造成新生濕地植被稀疏散布,群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,所形成的濕地生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱[3]。
三峽水庫(kù)消落區(qū)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題復(fù)雜多樣而突出,認(rèn)識(shí)和梳理過(guò)程仍需要一段時(shí)間,諸多目前已認(rèn)識(shí)到的消落區(qū)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的解決,也沒(méi)有可供參考和借鑒的資料。消落區(qū)的生物治理,首先要掌握消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀,其次要注重消落區(qū)的生態(tài)效益,另外,還要發(fā)揮消落區(qū)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此,如何采取有效措施,監(jiān)測(cè)和了解消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀,開(kāi)展消落區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù),保障三峽工程的生態(tài)安全運(yùn)行,改善水體質(zhì)量,促進(jìn)庫(kù)區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展是庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)與保護(hù)的中心環(huán)節(jié)。
1 三峽水庫(kù)消落區(qū)所面臨的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題
受水庫(kù)水位逆反枯洪規(guī)律人工調(diào)節(jié)的影響,三峽水庫(kù)消落區(qū)逐漸演變成一種新生濕地生態(tài)系統(tǒng),其生態(tài)環(huán)境問(wèn)題與自然消落區(qū)或一般濕地生態(tài)系統(tǒng)所面臨的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題存在較大差異。三峽工程上馬后,水位從以前的62 m逐漸上升到目前的蓄水水位(145~175 m),造成生境嚴(yán)重破碎化[4,5],Wu等[6]通過(guò)數(shù)字高程模型(Digital elevation model,DEM)結(jié)合地理信息系統(tǒng)(Geographic information system,GIS)估算出水位上升到175 m后,將形成47~102個(gè)新的島嶼。水位的反季節(jié)變化及生境破碎化造成原來(lái)的河岸植被難以生存,植物多樣性急劇下降[3]。王勇等[7]對(duì)三峽庫(kù)區(qū)自然消落區(qū)植物區(qū)系的研究表明,消落區(qū)分布有維管植物83科、240屬、405種,但2009年劉維等[8]對(duì)蓄水后水庫(kù)消落區(qū)植物區(qū)系的調(diào)查表明,維管植物只有61科、169屬、231種,其中科、屬、種分別減少了26.51%、29.58%和42.96%。水庫(kù)蓄水后,水流速度變慢,水體自凈能力下降,造成營(yíng)養(yǎng)元素及重金屬沉積;水庫(kù)蓄水后,消落區(qū)巖土含水量變?yōu)轱柡?,在暴雨徑流沖刷、庫(kù)區(qū)水位變動(dòng)侵潤(rùn)、來(lái)往船只航行涌波等各種動(dòng)力的作用下,消落區(qū)內(nèi)水土流失嚴(yán)重,加劇了水庫(kù)的泥沙沉積[4]。水庫(kù)蓄水后,河面變寬,從而通過(guò)蒸騰、凈輻射等途徑的改變影響三峽庫(kù)區(qū)的微氣候[9]。水位降落后,庫(kù)區(qū)居民利用夏季出露的消落區(qū)土地開(kāi)展短季節(jié)農(nóng)作物的種植、發(fā)展淡水養(yǎng)殖或開(kāi)展其他多種經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。肥料、藥物、餌料殘余、作物殘留物、畜禽糞便形成新的非點(diǎn)源污染[10]。消落區(qū)受水陸交叉污染,易滋生各種相關(guān)的病原體、致病菌,特別是在夏季高溫高濕環(huán)境條件下,污染嚴(yán)重的消落區(qū)將成為相關(guān)病菌、寄生蟲(chóng)的滋生源,有可能導(dǎo)致大規(guī)模疫情的發(fā)生和流行,危害庫(kù)區(qū)居民身心健康[11,12]。
2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
三峽水庫(kù)消落區(qū)的核心問(wèn)題是植被退化嚴(yán)重,并由此引起一系列其他生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。目前三峽水庫(kù)消落區(qū)的研究主要集中在消落區(qū)植被恢復(fù)與重建方面。消落區(qū)植被對(duì)水陸生態(tài)系統(tǒng)間的物流、能流、信息流和生物流等發(fā)揮著廊道、過(guò)濾器和屏障功能,同時(shí)對(duì)維護(hù)庫(kù)岸穩(wěn)定、水庫(kù)壽命以及保持生態(tài)景觀、水體凈化等方面具有重要作用[2,3,5]。
近幾年,對(duì)三峽水庫(kù)消落區(qū)植被的研究較多,如Jiang等[13]對(duì)長(zhǎng)江三峽干河河岸植被的16種草本及灌木群落的物種組成和物種多樣性進(jìn)行了分析,結(jié)果表明各群落之間物種多樣性差異不顯著;王勇等[14]對(duì)長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)自然消落區(qū)植物群落的研究表明,消落區(qū)主要分布有19種植物群落,4種植被類型,并提出水淹時(shí)間和土壤濕度是該區(qū)域植物群落組成和空間分布的主要限制性影響因子。對(duì)蓄水后水庫(kù)消落區(qū)的植被類型、群落結(jié)構(gòu)的研究主要集中在部分高程或部分地區(qū),還缺乏系統(tǒng)性研究。如白寶偉等[15]、馮義龍等[16]分別對(duì)重慶段庫(kù)區(qū)、重慶市主城區(qū)范圍內(nèi)消落區(qū)植被種類組成及群落分布特征進(jìn)行了研究;楊朝東等[17]對(duì)三峽庫(kù)區(qū)秭歸太平溪港至巴東楠木園的145~156 m消落帶的植物分布進(jìn)行了研究,王強(qiáng)等[18]對(duì)三峽水庫(kù)蓄水后澎溪河消落帶植物群落格局及多樣性進(jìn)行了研究。他們的研究結(jié)果都表明蓄水后水庫(kù)消落區(qū)植被退化嚴(yán)重,群落單一,物種豐富度和多樣性降低。造成這種狀況的主要原因是原來(lái)適應(yīng)長(zhǎng)江水位節(jié)律性變化的植物難以適應(yīng)三峽水庫(kù)消落區(qū)的反季節(jié)水位變化,逐步消失或死亡。
受三峽工程淹沒(méi)的影響,一些庫(kù)區(qū)特有植物如疏花水柏枝(Myricaria laxiflora)、豐都車前(Plantago erosa var. fengdouensis)[19]、宜昌黃楊(Buxus ichangensis)[20,21]及荷葉鐵線蕨(Adiantum reniforme var. sinensis)[4]等的自然棲息地完全或部分消失。但中國(guó)科學(xué)院武漢植物園對(duì)以上物種進(jìn)行遷地保護(hù),有效地保存了物種資源。王永吉等[20]還對(duì)宜昌黃楊進(jìn)行了扦插繁殖研究,已取得良好進(jìn)展。由于三峽水庫(kù)消落區(qū)是一種新生的濕地生態(tài)型,其內(nèi)的植被恢復(fù)與重建工作需要時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)積累。中國(guó)科學(xué)院武漢植物園于2003~2007年在武漢植物園、秭歸庫(kù)區(qū)和萬(wàn)州庫(kù)區(qū)水淹試驗(yàn)基地進(jìn)行了三峽水庫(kù)消落區(qū)植被重建適宜物種的篩選研究,通過(guò)水淹時(shí)間(3、5、8個(gè)月)和水淹深度(1、2、5、15、25 m)的交互試驗(yàn),篩選出適宜重建的耐水淹植物7種、種子散播植物8種、帶外攀爬植物12種,為深入開(kāi)展三峽水庫(kù)消漲帶植被重建工作提供了種源基礎(chǔ)。同時(shí)還開(kāi)展人工植被組建、結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置研究和示范,結(jié)果表明:在145~156 m高程,植被恢復(fù)以耐水淹的草本植物為主,如狗牙根(Cynodon dactylon)、雙穗雀稗(Paspalum paspaloides)、頭花蓼(Polygonum capitatum)等;156~175 m高程,可采取灌草、喬灌草相結(jié)合的方式,喬灌木主要定植在170 m以上。同時(shí),構(gòu)建狗牙根+雙穗雀稗、狗牙根+秋花柳(Salix variegate)、加楊(Populus canadensis)+中華蚊母(Distylium chinesis)+暗綠蒿(Artemisia atrovirens)+狗牙根等植物群落。目前植被恢復(fù)效果良好,可為三峽水庫(kù)消落區(qū)植被重建提供理論指導(dǎo)、技術(shù)基礎(chǔ)和優(yōu)化植被模式。
另外,近年來(lái)對(duì)庫(kù)區(qū)原有植物還開(kāi)展了水淹脅迫下的生理生態(tài)適應(yīng)研究,如硬稈子草(Capillipedium assimile)、雙穗雀稗、狗牙根[22,23]、香根草(Vetiveria zizanioides)、菖蒲(Acorus calamus)、空心蓮子草(Alternanthera philoxeroides)[24]、 野古草(Arundinella anomala)[25]、中華蚊母[26]、疏花水柏枝[27]、秋花柳[28]等。研究結(jié)果表明,這些植物都形成了特定的耐水淹機(jī)制,可作為三峽水庫(kù)消落區(qū)的植被恢復(fù)與重建的適宜物種。如疏花水柏枝利用在夏秋季處于休眠狀態(tài)、停止生長(zhǎng),而在冬春季露出水面,進(jìn)入生長(zhǎng)繁殖期的生活習(xí)性來(lái)適應(yīng)夏季洪水淹沒(méi)[27];宜昌黃楊通過(guò)皮孔、不定根等形態(tài)特征的變化來(lái)適應(yīng)夏季洪水淹沒(méi)[21];秋花柳通過(guò)提高酶活性來(lái)降低活性氧對(duì)細(xì)胞膜的傷害以適應(yīng)水淹脅迫[28]。
三峽庫(kù)區(qū)陸域污染物主要通過(guò)水土流失及地表徑流進(jìn)入水庫(kù)消落區(qū),經(jīng)滯留積累轉(zhuǎn)化再進(jìn)入水庫(kù);因此,水庫(kù)消落區(qū)在陸水污染物遷移轉(zhuǎn)化中具有“庫(kù)”、“源”、“轉(zhuǎn)換傳送站”和“調(diào)節(jié)器”的重要作用。一方面,庫(kù)水中的污染物、營(yíng)養(yǎng)元素、重金屬等通過(guò)土壤機(jī)械吸收、阻留、膠體的理化吸附、沉淀、生物吸收等過(guò)程不斷地在土壤中富集,造成土壤污染[29]。喻菲等[30]對(duì)三峽水庫(kù)消落區(qū)重慶段5個(gè)區(qū)縣的土壤樣品進(jìn)行分析,結(jié)果表明:Cd、Cu、Pb、Zn、Hg、As含量均達(dá)到國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量2級(jí)標(biāo)準(zhǔn),且沿長(zhǎng)江水流方向土壤Cu、Pb、As、Hg含量有降低的趨勢(shì)。土壤環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明三峽水庫(kù)消落區(qū)土壤處于警戒狀態(tài),其中豐都和忠縣已受到輕度的Cd和Cu重金屬污染。據(jù)重慶市環(huán)境科學(xué)研究院估算,沿岸農(nóng)田地表徑流入庫(kù)污染負(fù)荷總量達(dá)2 493.6萬(wàn)t,其中懸浮固體(SS)為2 410.0萬(wàn)t,化學(xué)需氧量(Chemical oxygen demand,COD)為62.4萬(wàn)t,生化需氧量(Biochemical oxygen demand,BOD)為7.8萬(wàn)t,總氮(TN)為12.7萬(wàn)t,總磷(TP)為0.7萬(wàn)t。萬(wàn)縣市淹沒(méi)城區(qū)的污染表層土壤中Cd、Cu、Ni、Pb、TN、TP與溶解磷均比淹沒(méi)區(qū)農(nóng)田土壤中的含量高2~255倍[29]。另一方面,水庫(kù)蓄水后,被淹沒(méi)的土壤中有毒有害物質(zhì)被水溶出,可能引起水庫(kù)的水質(zhì)下降,水體富營(yíng)養(yǎng)化。張金洋等[31]對(duì)三峽水庫(kù)消落區(qū)淹水后土壤性質(zhì)變化的模擬研究發(fā)現(xiàn),淹水后土壤中的Zn、Cu、Pb、Cd、Cr、Hg、As的含量都有一定的降低,表明土壤中的重金屬不同程度地被水溶出,對(duì)水質(zhì)影響較大。
在三峽庫(kù)區(qū)消落區(qū)面臨的一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題中,重要的問(wèn)題之一是如何保持水庫(kù)消落區(qū)庫(kù)岸穩(wěn)定、控制消落區(qū)的水土流失、提高消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和景觀效果。要達(dá)到這些目的,采用構(gòu)建消落區(qū)植被、提高并恢復(fù)消落區(qū)生態(tài)質(zhì)量、增加居民收入的生物治理措施具有重要意義。國(guó)際上采用營(yíng)造植被的生物措施來(lái)穩(wěn)定河流湖泊庫(kù)岸和控制水土流失已有較多的研究和實(shí)踐,效果明顯。在美國(guó)科羅拉多河[32,33]、加利福尼亞州莫哈韋河[34]、 美國(guó)的Kingsley大壩形成麥克克拿基湖通過(guò)楊樹(shù)防護(hù)林來(lái)穩(wěn)定河流湖泊庫(kù)岸和控制水土流失[35]。Fortier等[36]利用楊樹(shù)作為護(hù)岸植物來(lái)控制河岸帶的非點(diǎn)源污染,結(jié)果表明,在加拿大布朗普頓維爾的6年生雜交楊的固碳、N、P吸附的值分別達(dá)到了52 t/hm2,770 kg/hm2、82 kg/hm2,有效地改善了水體質(zhì)量,創(chuàng)造了良好的生態(tài)效益。Madejon等[37]利用白楊(Populus alba)作為生物監(jiān)測(cè)器來(lái)追蹤污染河岸帶土壤中8個(gè)元素(As、Cd、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、Fe)的狀況,研究結(jié)果表明白楊葉片對(duì)土壤中Cd、Zn、As元素具有較強(qiáng)的吸收能力。孫啟祥等[38]通過(guò)灘地楊樹(shù)人工林對(duì)抑制釘螺滋生的效果進(jìn)行研究,人工造林后活螺框出現(xiàn)率、活螺密度均呈明顯下降趨勢(shì),且隨林齡的增加,其下降幅度增大。吳立勛等[39,40]研究了楊樹(shù)人工林內(nèi)釘螺種群消長(zhǎng)的內(nèi)在規(guī)律和環(huán)境因子的偶發(fā)效應(yīng),結(jié)果顯示了灘地楊樹(shù)人工林生態(tài)系統(tǒng)抑螺機(jī)制的有效性和持續(xù)性。
3 生物治理初探
3.1 建立生態(tài)環(huán)境監(jiān)察站
保障三峽工程的生態(tài)安全運(yùn)行和庫(kù)區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,都有賴于在水庫(kù)運(yùn)行的條件下,對(duì)庫(kù)區(qū)包括消落區(qū)在內(nèi)的不同生態(tài)系統(tǒng)類型的生態(tài)環(huán)境開(kāi)展長(zhǎng)期系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與評(píng)估。建議建立三峽水庫(kù)消落區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站,為全面系統(tǒng)地反映消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境變化和實(shí)施綜合治理措施提供科學(xué)數(shù)據(jù)和理論指導(dǎo)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容的設(shè)置,必須充分考慮消落區(qū)所面臨的重大和重點(diǎn)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括:①消落區(qū)內(nèi)的主要植物物種種類、數(shù)量和分布狀況,群落演替規(guī)律;②土壤理化特性包括土壤的顆粒組成、含水率、容重、pH、有機(jī)質(zhì)含量、全氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、全磷和速效磷、全鉀和速效鉀、重金屬元素(Cu、Zn、Mn、Pb、Cr、Cd、Hg、As)含量等;③地表滯留水體水環(huán)境內(nèi)容包括水溫、pH、溶解氧、COD、電導(dǎo)率礦化度、銨態(tài)氮,硝態(tài)氮、重金屬元素(Cu、Zn、Mn、Pb、Cr、Cd、Hg、As)、大腸桿菌數(shù)、細(xì)菌總數(shù)等內(nèi)容;④生物媒介(鼠類、蚊類、蠅類、釘螺)密度及病原感染情況,土壤主要微生物(好氧和厭氧細(xì)菌、放線菌、真菌)的數(shù)量等。消落區(qū)監(jiān)測(cè)站將對(duì)以上內(nèi)容全面系統(tǒng)地進(jìn)行全過(guò)程的跟蹤監(jiān)測(cè),并圍繞三峽工程的運(yùn)行,對(duì)消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境開(kāi)展綜合集成分析,預(yù)警和預(yù)報(bào)消落區(qū)土壤和水環(huán)境、植物群落和人口健康等相關(guān)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,為消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)與綜合整治、為水庫(kù)管理部門(mén)的決策和三峽工程的環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。
3.2 建立生物治理示范基地并開(kāi)展應(yīng)用研究
如前所述,消落區(qū)植被能有效地保持庫(kù)岸穩(wěn)定、控制水土流失、提高消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和景觀效果。消落區(qū)植被恢復(fù)不僅要注重生態(tài)效益,而且應(yīng)發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)當(dāng)?shù)卣熬用竦姆e極性。由于消落區(qū)特殊生境及生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,消落區(qū)生態(tài)修復(fù)及生物治理應(yīng)秉承“勤研究,多示范、慎推廣”的原則,因此應(yīng)積極開(kāi)展典型消落區(qū)生物治理試點(diǎn)示范與應(yīng)用研究。
在示范建設(shè)方面應(yīng)做好以下工作:①在原有工作基礎(chǔ)上,繼續(xù)開(kāi)展三峽水庫(kù)消落區(qū)植被重建適宜物種的篩選研究,尤其是一些具有生態(tài)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值的典型植物,如枸杞、桑樹(shù)[41]、楊樹(shù)[42,43]等。研究不同植物的耐水淹極限值(水淹時(shí)間、水淹深度),從而確定在消落區(qū)的種植范圍;②開(kāi)展水庫(kù)消落區(qū)人工植被組建和群落結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置的研究,探討適合三峽水庫(kù)消落區(qū)生境特點(diǎn)的人工植被優(yōu)化模式,建立消落區(qū)植被重建技術(shù)體系;③開(kāi)展種子庫(kù)萌發(fā)試驗(yàn)研究,研究消落區(qū)土壤種子庫(kù)萌發(fā)數(shù)量特征及動(dòng)態(tài)變化,掌握消落區(qū)植物種子的擴(kuò)散方式,從而掌握消落區(qū)物種演替規(guī)律,為消落區(qū)植被群落構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。由于不同種[44]或同一物種的不同生態(tài)型[45]、不同性別[46]的植株對(duì)環(huán)境脅迫的持續(xù)時(shí)間[47]、脅迫程度[48]的反應(yīng)不同,因此,在應(yīng)用方面建議開(kāi)展以下工作:①不同品系或不同生態(tài)型對(duì)水淹脅迫(水淹時(shí)間+水淹深度)的交互試驗(yàn),開(kāi)展其對(duì)消落區(qū)環(huán)境(冬季水淹+夏季干旱)的適應(yīng)機(jī)理研究;②不同適宜植物對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響,研究不同植物對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)元素及重金屬的影響;③不同適宜植物(特別是食用植物如枸杞)組織內(nèi)的重金屬含量,確定是否還能食用;④不同適宜植物對(duì)病原生物的控制效果研究。篩選出“既耐水淹,又耐干旱,還能有效改良土壤環(huán)境并能創(chuàng)造最大經(jīng)濟(jì)價(jià)值”的適宜物種,從而為消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境修復(fù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出最大貢獻(xiàn)。
4 小結(jié)
受三峽水庫(kù)水位反季節(jié)大幅度漲落的影響,三峽水庫(kù)消落區(qū)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題復(fù)雜多樣而突出,認(rèn)識(shí)和梳理過(guò)程仍需要相當(dāng)一段時(shí)間,因此應(yīng)建立生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站,充分掌握消落區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀,為三峽水庫(kù)消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境補(bǔ)償提供第一手資料,預(yù)警和預(yù)報(bào)消落區(qū)植物群落、土壤和水環(huán)境及病原生物等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,為消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)與綜合整治及三峽工程的環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。鑒于消落區(qū)植被對(duì)維護(hù)庫(kù)岸穩(wěn)定、控制水土流失及改善水體質(zhì)量等方面的重要性,開(kāi)展消落區(qū)生物治理試點(diǎn)示范及應(yīng)用研究,為保障三峽工程的生態(tài)安全運(yùn)行和庫(kù)區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)與科學(xué)指導(dǎo)。
參考文獻(xiàn):
[1] SHEN G,XIE Z. Three Gorges Project:chance and challenge[J]. Science,2004,304(5671):681.
[2] NILSSON C, BERGGREN K. Alterations of riparian ecosystems caused by river regulation[J]. Bioscience,2000,50(9):783-792.
[3] NEW T, XIE Z. Impacts of large dams on riparian vegetation: applying global experience to the case of China’s Three Gorges Dam[J]. Biodiversity and Conservation,2008,17(13):3149-3163.
[4] STONE R. China’s environmental challenges: Three Gorges Dam: into the unknown[J]. Science,2008,321:628-632.
[5] WU J,HUANG J,HAN X,et al. Three Gorges Dam――experiment in habitat fragmentation?[J]. Science,2003,300(5623):1239-1240.
[6] WU J, HUANG J, HAN X, et al. The Three Gorges Dam: an ecological perspective[J]. Frontiers in Ecology and the Environment,2004,2(5):241-248.
[7] 王 勇,厲恩華,吳金清. 三峽庫(kù)區(qū)消漲帶維管植物區(qū)系的初步研究[J]. 武漢植物學(xué)研究,2002,20(4):265-274.
[8] 劉維,楊 帆,王 杰,等. 三峽水庫(kù)干流和庫(kù)灣消落區(qū)植被物種動(dòng)態(tài)分布研究[J]. 植物科學(xué)學(xué)報(bào),2011,29(3):296-306.
[9] TULLOS D. Assessing the influence of environmental impact assessments on science and policy: an analysis of the Three Gorges Project[J]. Journal of Environmental Management,2009, 90(3):S208-S223.
[10] WANG L,PEI T,HUANG C,et al. Management of municipal solid waste in the Three Gorges region[J]. Waste Management,2009,29(7):2203-2208.
[11] 陳小兵,潘仲剛,邱占富. 開(kāi)縣三峽庫(kù)區(qū)傳染病傳播的影響因素分析[J]. 中國(guó)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新,2010,7(1):14-15.
[12] 肖邦忠,廖文芳,季恒清,等. 三峽庫(kù)區(qū)釘螺生長(zhǎng)繁殖模擬試驗(yàn)[J]. 中國(guó)血吸蟲(chóng)病防治雜志,2004,16(1):65-66.
[13] JIANG M X, DENG H B, CAI Q H. Characteristics, clssification and ordiantion of riparian plant communities in the Three-Gorges areias[J]. Journal of Forestry Research,2002, 13(2):111-114.
[14] 王 勇,吳金清,黃宏文,等.三峽庫(kù)區(qū)消漲帶植物群落的數(shù)量分析[J]. 武漢植物學(xué)研究,2004,22(4):307-314.
[15] 白寶偉,王海洋,李先源,等. 三峽庫(kù)區(qū)淹沒(méi)區(qū)與自然消落區(qū)現(xiàn)存植被的比較[J]. 西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005,27(5):684-687.
[16] 馮義龍,先旭東,王海洋. 重慶市區(qū)消落帶植物群落分布特點(diǎn)及淹水后演替特點(diǎn)預(yù)測(cè)[J]. 西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,32(5):112-117.
[17] 楊朝東,張 霞,向家云. 三峽庫(kù)區(qū)消落帶植物群落及分布特點(diǎn)的調(diào)查[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(31):13795-13796.
[18] 王 強(qiáng),劉 紅,袁興中,等. 三峽水庫(kù)蓄水后澎溪河消落帶植物群落格局及多樣性[J]. 重慶師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,26(4):48-54.
[19] 王 勇,吳金清,陶 勇,等. 三峽庫(kù)區(qū)消漲帶特有植物疏花水柏枝(Myricaria laxiflora)的自然分布及遷地保護(hù)研究[J]. 武漢植物學(xué)研究,2003,21(5):415-422.
[20] 王永吉,徐有明,王 杰,等. 瀕危植物宜昌黃楊的扦插繁殖研究[J]. 北方園藝,2010(2):123-125.
[21] 薛艷紅,陳芳清,樊大勇,等. 宜昌黃楊對(duì)夏季淹水的生理生態(tài)學(xué)響應(yīng)[J]. 生物多樣性,2007,15(5):542-547.
[22] 譚淑端,張守君,張克榮,等. 長(zhǎng)期深淹對(duì)三峽庫(kù)區(qū)三種草本植物的恢復(fù)生長(zhǎng)及光合特性的影響[J]. 武漢植物學(xué)研究,2009, 27(4):391-396.
[23] TAN S,ZHU M,ZHAN Q. Physiological responses of bermudagrass(Cynodon dactylon)to submergence[J]. Acta Physiologiae Plantarum,2010,32(1):133-140.
[24] 王海鋒,曾 波,喬 普,等. 長(zhǎng)期水淹條件下香根草(Vetiveria zizanioides)、菖蒲(Acorus calamus)和空心蓮子草(Alternanthera philoxeroides)的存活及生長(zhǎng)響應(yīng)[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào),2008, 28(6):2571-2580.
[25] 羅芳麗,王 玲,曾 波,等. 三峽庫(kù)區(qū)岸生植物野古草(Arundinella anomala Steud.)光合作用對(duì)水淹的響應(yīng)[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào),2006,26(11):3602-3609.
[26] 陳桂芳,蔡孔瑜,李在軍,等. 淹水對(duì)中華蚊母樹(shù)生長(zhǎng)及生理的影響[J]. 西南林學(xué)院學(xué)報(bào),2008,28(5):42-44.
[27] CHEN F Q, XIE Z Q. Survival and growth responses of Myricaria laxiflora seedlings to summer flooding[J]. Aquatic Botany,2009,90(4):333-338.
[28] 類淑桐,曾 波,徐少君,等. 水淹對(duì)三峽庫(kù)區(qū)秋華柳抗性生理的影響[J]. 重慶師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,26(3):30-33.
[29] 范小華,謝德體, 魏朝富. 三峽水庫(kù)消落區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與調(diào)控對(duì)策研究[J]. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境,2006,15(4):495-501.
[30] 喻 菲,張 成,張 晟,等. 三峽水庫(kù)消落區(qū)土壤重金屬含量及分布特征[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008,26(1):165-168.
[31] 張金洋,王定勇,石孝洪. 三峽水庫(kù)消落區(qū)淹水后土壤性質(zhì)變化的模擬研究[J].水土保持學(xué)報(bào),2004,18(6):120-123.
[32] VANDERSANDE M W, GLENN E P, WALWORTH J L. Tolerance of five riparian plants from the lower Colorado River to salinity drought and inundation[J]. Journal of Arid Environments, 2001, 49(1):147-159.
[33] TIEGS S D, ?LEARY J F, POHL M M,et al. Flood disturbance and riparian species diversity on the Colorado River Delta[J]. Biodiversity and Conservation,2005,14(5):1175-1194.
[34] SCOT M L, LINES G C, AUBLE G T, et al. Channel incision and patterns of cottonwood stress and mortality channel incision and patterns of cottonwood stress and mortality along the Mojave River, California[J]. Journal of Arid Environments, 2000, 44(4): 399-414.
[35] JOHNSON W C. Riparian vegetation diversity along regulated rivers: contribution of novel and relict habitats[J]. Freshwater Biology, 2002, 47(4):749-759.
[36] FORTIER J, GAGNON D, TRUAX B, et al. Nutrient accumulation and carbon sequestration in 6-year old hybrid poplars in multiclonal agricultural riparian buffer strips[J]. Agriculture, Ecosystems & Environment,2010,137(3-4):276-287.
[37] MADEJON P,MARANON T,MURILLO J,et al. White poplar (Populus alba) as a biomonitor of trace elements in contaminated riparian forests[J]. Environmental Pollution,2004,132(1):145-155.
[38] 孫啟祥,張建鋒,吳立勛. 灘地楊樹(shù)人工林抑螺效果與碳匯效應(yīng)[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2008,16(3):701-706.
[39] 吳立勛,湯玉喜,吳 敏,等. 洞庭湖灘地楊樹(shù)抑螺防病林研究[J]. 濕地科學(xué)與管理,2006,2(4):14-19.
[40] 吳立勛,湯玉喜,吳 敏,等. 灘地釘螺種群消長(zhǎng)與楊樹(shù)人工林關(guān)系的研究[J]. 湖南林業(yè)科技,2004,31(6):5-9.
[41] 賀秀斌,謝宗強(qiáng),南宏偉,等. 三峽庫(kù)區(qū)消落帶植被修復(fù)與蠶桑生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式[J]. 科技導(dǎo)報(bào),2007,25(23):59-63.
[42] 楊 帆,劉維,鄧文強(qiáng),等. 楊樹(shù)用于三峽水庫(kù)消落區(qū)生態(tài)防護(hù)林建設(shè)的可行性分析[J]. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境,2010,19(S2):141-146.
[43] YANG F,XIAO X,ZHANG S,et al. Salt stress responses in Populus cathayana Rehder[J]. Plant Science,2009,176(5):669-677.
[44] YANG F, WANG Y, MIAO L. Comparative physiological and proteomic responses to drought stress in two poplar species originating from different altitudes[J]. Physiologia Plantarum, 2010,139(4):388-400.
[45] XIAO X,YANG F,ZHANG S,et al. Physiological and proteomic responses of two contrasting Populus cathayana populations to drought stress[J]. Physiologia Plantarum,2009,136(2):150-168.
中圖分類號(hào): TV213.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A DOI編號(hào): 10.14025/ki.jlny.2017.01.019
酒泉市幅員面積達(dá)19.2萬(wàn)平方公里,占甘肅省面積的42%,其中綠洲面積約合1100萬(wàn)畝(約7400平方公里),位于甘肅省河西走廊西端,西鄰新疆,南接青海,北與內(nèi)蒙古及蒙古國(guó)接壤。酒泉市歸屬內(nèi)陸,受大陸荒漠性氣候的影響,自然條件惡劣,生態(tài)環(huán)境差,常年少雨,氣候干旱,嚴(yán)重缺乏水資源。因此,影響酒泉城市的生存和發(fā)展的制約因素之一就是水資源。
1酒泉市水資源狀況
酒泉市水資源分屬于三個(gè)水系,即疏勒河、黑河、蘇干湖,包括過(guò)境黑河總共有19條河流。城區(qū)可利用的水資源基本上都是天然的水體,以利用深層地下水為主,以來(lái)自于雨水、河流、冰川融水的地表水為輔。按全國(guó)水資源平均水平衡量,酒泉城區(qū)內(nèi)水資源只有全國(guó)平均水平的2/3,水資源十分缺乏,嚴(yán)重影響了該區(qū)域的生產(chǎn)性土地的規(guī)?!,F(xiàn)階段從宏觀角度出發(fā),本區(qū)域的水資源人均占用量及各方面的用水需求基本都能保證,但工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展,不斷增加了經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)需水量。
2酒泉市水資源利用存在的問(wèn)題
就對(duì)酒泉市水資源利用而言,存在兩個(gè)很嚴(yán)重的問(wèn)題。一是水資源嚴(yán)重不足;二是水資源的利用率過(guò)低,水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。水資源在農(nóng)業(yè)方面的利用。目前,按照全區(qū)灌溉面積而言,本區(qū)的田間工程配套面積僅占其中26.8%的灌溉面積,而且田間配套工程的大部分農(nóng)渠還是土渠,只修建了斗渠以上工程,不僅滲漏嚴(yán)重,而且用水時(shí)大多數(shù)采取的是大水漫灌的方式,造成了水資源的嚴(yán)重浪費(fèi);生活用水方面。大多數(shù)用戶沒(méi)有節(jié)水意識(shí),相關(guān)部門(mén)也沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行節(jié)水措施,因此造成了水資源的浪費(fèi),隨著城市的發(fā)展,人均用水量并沒(méi)有減少;工業(yè)用水方面,為支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展,由于工業(yè)發(fā)展水平相對(duì)較低,用水效率較高,造成水資源的大量浪費(fèi)。生態(tài)用水方面。酒泉市都是開(kāi)采地下水進(jìn)行涵養(yǎng)綠化、澆灑道路。嚴(yán)重缺乏管理自備水源井,因此,造成了水資源的大量浪費(fèi)。
目前,酒泉市的水資源,地下水的儲(chǔ)水量較為充足,地表水的水資源相對(duì)匱乏,而本市對(duì)水資源的開(kāi)發(fā)大多數(shù)都是地下水的開(kāi)發(fā),對(duì)地表水的利用十分有限。^度依賴地下水的開(kāi)發(fā),使水資源的開(kāi)發(fā)極不平衡。因此,從城市發(fā)展的長(zhǎng)期穩(wěn)定來(lái)看,應(yīng)減少對(duì)地下水資源的過(guò)度開(kāi)發(fā),保護(hù)地下水資源,重視地表水的開(kāi)發(fā),在城市供水上,提高地表水作為城市供水的比例,平衡水資源的開(kāi)發(fā)利用。
3酒泉市高效利用水資源
酒泉市水資源相對(duì)有效的措施較為缺乏,因此對(duì)水資源要實(shí)行統(tǒng)一規(guī)劃、配置和管理,提高水資源的利用率。解決城市水資源問(wèn)題的重點(diǎn)就是要推廣水系統(tǒng),發(fā)展節(jié)水產(chǎn)業(yè),加強(qiáng)水資源的調(diào)控。即對(duì)地表水資源進(jìn)行新的開(kāi)采,盡量減少使用地下水,調(diào)整用水結(jié)構(gòu)。
3.1加強(qiáng)污水及工業(yè)廢水的循環(huán)利用,補(bǔ)充酒泉水資源
城市生產(chǎn)生活污水,可以有效補(bǔ)充城市的水資源。城市生產(chǎn)生活污水,用水量基本不受季節(jié)性影響,而且就近可取,處理成本較低。酒泉市近幾年不斷發(fā)展,城市生活污水量及工業(yè)廢水量也不斷加大,如果將污水及工業(yè)廢水進(jìn)行深度處理,循環(huán)利用起來(lái)用于澆灑市政道路、道路灌溉綠化等,不僅可以有效節(jié)約水資源,補(bǔ)充城市用水,還可以減少城市水體污染的廢水,酒泉市不僅地域?qū)拸V,而且有許多再生潔凈能源,例如風(fēng)能、太陽(yáng)能等。利用再生潔凈能源進(jìn)行開(kāi)發(fā)水處理技術(shù),不僅發(fā)揮了自身的優(yōu)勢(shì),而且可以潔凈生產(chǎn)。
3.2推行節(jié)水措施 ,減少水資源浪費(fèi)
目前,酒泉市的農(nóng)業(yè)用水,普遍存在的現(xiàn)象是:用水量大,浪費(fèi)嚴(yán)重。針對(duì)這一現(xiàn)象,必須采取一些節(jié)水措施,在農(nóng)業(yè)方面要達(dá)到高效用水。農(nóng)戶一般灌溉農(nóng)業(yè)采取的大多數(shù)都是大水漫灌的形式,要杜絕此灌溉形式,將微灌、管灌、滴灌、噴灌等技術(shù)進(jìn)行大力推廣。同時(shí),產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也要實(shí)行嚴(yán)格把控,對(duì)耗水量大、污染強(qiáng)的項(xiàng)目進(jìn)行限制,不斷調(diào)整完善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),將耗水量少及科技含量高的產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行推廣;工業(yè)方面的用水,可采取優(yōu)惠政策鼓勵(lì)企業(yè)對(duì)水進(jìn)行深度處理,循環(huán)利用,將水的利用率提高,促進(jìn)企業(yè)采取有效措施進(jìn)行節(jié)水。生活用水方面,利用價(jià)格對(duì)節(jié)水的杠桿作用進(jìn)行節(jié)水。例如,可加強(qiáng)輸水干支管網(wǎng)、泵房、井室的維修工作,推廣有效實(shí)用的節(jié)水設(shè)備等。因此,無(wú)論是在農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水等方面,都應(yīng)該提升水的利用率,提倡全社會(huì)節(jié)約用水。
3.3提高水資源利用率,強(qiáng)化水資源保護(hù)力度
對(duì)水資源的開(kāi)采,遵循優(yōu)先利用地表水的原則,對(duì)打井開(kāi)采地下水要嚴(yán)格把控。關(guān)于酒泉市開(kāi)采地下水資源,要研究制定出科學(xué)可行的總體規(guī)劃,對(duì)要開(kāi)采區(qū)、禁采區(qū)、超采區(qū)進(jìn)行明確的劃分,加大對(duì)水資源的執(zhí)法力度,不得盲目開(kāi)采,無(wú)序開(kāi)采,要依法治水、依法用水及依法管水。對(duì)農(nóng)業(yè)用水與工業(yè)用水的單位耗水量進(jìn)行計(jì)算,加強(qiáng)農(nóng)業(yè)用水利用率;對(duì)工業(yè)用水的污水廢水做好處理,提高工業(yè)水循環(huán)使用率。提高城鄉(xiāng)居民的用水節(jié)水意識(shí)。
3.4深化水利改革,統(tǒng)一管理水資源
對(duì)水利改革進(jìn)行深化,形成統(tǒng)一的水資源管理體制。對(duì)城鄉(xiāng)水資源工程聯(lián)網(wǎng)調(diào)制,統(tǒng)一對(duì)各區(qū)域的水資源進(jìn)行管理。將用水與節(jié)水,供水與排水,治污與回用進(jìn)行高效協(xié)調(diào),使開(kāi)發(fā)利用水資源,保護(hù)水資源達(dá)到三個(gè)利益的統(tǒng)一,即經(jīng)濟(jì)效益、 社會(huì)效益和生態(tài)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
相關(guān)部門(mén)應(yīng)充分發(fā)揮自身的宏觀調(diào)控職能,將法規(guī)制度進(jìn)行不斷完善,對(duì)水資源的配置要突出以市場(chǎng)為主導(dǎo),將水資源進(jìn)行商品化,堅(jiān)持“超用加價(jià),轉(zhuǎn)讓有償”的原則,建立健全水資源優(yōu)化配置的價(jià)格機(jī)制。不僅如此,為了達(dá)到節(jié)水增效的目的,還要對(duì)地下水資源費(fèi)進(jìn)行征收,成立農(nóng)民用水者協(xié)會(huì),使用水戶參與水價(jià) 、水權(quán)、 水量的分配、管理和監(jiān)督。
參考文獻(xiàn)
中圖分類號(hào):F2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:Adoi:10.19311/ki.16723198.2017.04.009
0引言
長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)的水資源環(huán)境治理成效甚微,并沒(méi)有從根本上扭轉(zhuǎn)水質(zhì)惡化的局面。究其原因,就在于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式并未發(fā)生根本轉(zhuǎn)變。基于新古典經(jīng)濟(jì)學(xué)理論,產(chǎn)生水環(huán)境污染問(wèn)題的原因是外部性。因此,對(duì)于水環(huán)境治理,通常的思路是將環(huán)境成本內(nèi)部化。然而,無(wú)論是基于庇古傳統(tǒng)的排污費(fèi),還是基于科斯傳統(tǒng)的排污權(quán)交易,均屬于末端治理,并未直接解決水環(huán)境惡化的根本問(wèn)題――產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式,使得水環(huán)境治理具有局限性。因此,水環(huán)境治理的根本出路是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的生態(tài)化重構(gòu)。
1傳統(tǒng)“末端治理”模式的弊端
1.1導(dǎo)致污染轉(zhuǎn)移,整體治污效果不顯著
末端治理只是一種局部解決方案,無(wú)法提供全面的水污染解決框架。一方面,環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)高的地區(qū),將污染轉(zhuǎn)移到欠發(fā)達(dá)地區(qū),只是污染在更廣范圍的轉(zhuǎn)移。局部外部性的解決導(dǎo)致了更廣范圍的外部性,局部產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的結(jié)果以損害其他地區(qū)生態(tài)環(huán)境為代價(jià)。另一方面,產(chǎn)品服務(wù)化不可能全面推廣,工業(yè)部門(mén)不可能全部轉(zhuǎn)成服務(wù)業(yè)。很多地方通過(guò)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到水環(huán)境治理的目標(biāo),將工業(yè)部門(mén)服務(wù)化,發(fā)展金融、互聯(lián)網(wǎng)、商業(yè)營(yíng)銷等現(xiàn)代服務(wù)業(yè)。這種剝離制造環(huán)節(jié)的方式依然屬局部方案,會(huì)導(dǎo)致制造環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移到欠發(fā)達(dá)地區(qū),仍然是水污染的區(qū)域轉(zhuǎn)移,在總體范圍內(nèi)達(dá)不到治水效果。因此,“末端治理”只對(duì)局部治水有效,整體效果并不明顯。
1.2治污投入遞增,陷入“效益遞減”困境
隨著工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展,污水排放中的污染物種類越來(lái)越多,隨著收入水平不斷提高,民眾對(duì)生態(tài)訴求也越來(lái)越高,排放總量與治理標(biāo)準(zhǔn)同步增長(zhǎng),使得末端治理呈現(xiàn)“投入遞增、效益遞減”的趨勢(shì)。一方面,“末端治理”不是徹底治理,而是污染物的轉(zhuǎn)移,并且運(yùn)行費(fèi)用巨大(劉偉明,2014),為了達(dá)到更加嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn),企業(yè)不得不大幅度提高治理費(fèi)用,給企業(yè)帶來(lái)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。另一方面,對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō),治污投入只有環(huán)境效益而無(wú)明顯經(jīng)濟(jì)效益,降低了企業(yè)治污的積極性與主動(dòng)性。許多企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)有限,加工深度不夠,物料流失嚴(yán)重,本已造成資源浪費(fèi),流失到水體中形成污染,還要投入較高的費(fèi)用去治理,從而形成資源的雙重浪費(fèi)。
1.3治污產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造GDP,阻礙技術(shù)進(jìn)步
經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境保護(hù)常常呈現(xiàn)“兩難”格局(張紅鳳等,2009),出現(xiàn)“不治理生存困難、治理了經(jīng)濟(jì)困難”的悖論(劉偉明,2014)。末端治理造成了短期內(nèi)化解上述矛盾的假象:一方面,末端治理不用直接淘汰現(xiàn)有的落后產(chǎn)能和技術(shù)體系,不會(huì)造成GDP的顯著波動(dòng),地方政府更易接受;另一方面,末端治理形成治污產(chǎn)業(yè)市場(chǎng),反而增加了GDP,造成“污染增加國(guó)民財(cái)富”的假象,這部分GDP不僅不代表經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),而且是一種資源浪費(fèi)。因此,末端治理阻礙了技術(shù)進(jìn)步和環(huán)境保護(hù),政府和企業(yè)對(duì)于淘汰落后產(chǎn)能和更新技術(shù)的內(nèi)在動(dòng)力不足,結(jié)果就趨向于加強(qiáng)而不是減弱現(xiàn)有的技術(shù)體系。
2水環(huán)境治理的困境在于生產(chǎn)方式落后
2.1生產(chǎn)技術(shù)落后,資源消耗大利用率低
從工業(yè)化進(jìn)程看,中國(guó)屬于后發(fā)國(guó)家,在經(jīng)濟(jì)發(fā)展起步階段實(shí)施的是比較優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)略,由于技術(shù)與資本相對(duì)匱乏,中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)主要依靠資源要素的粗放式投入,包括低價(jià)格管制下的水電煤等能源資源和低廉的農(nóng)村剩余勞動(dòng)力。從全球化進(jìn)程看,中國(guó)企業(yè)以委托加工的形式參與國(guó)際分工,只嵌入了全球價(jià)值鏈的原材料供應(yīng)、初級(jí)產(chǎn)品制造、加工組裝等低端環(huán)節(jié),且面臨“低端鎖定”困境(時(shí)磊,2006;盧福財(cái)?shù)龋?008),產(chǎn)品檔次低、附加價(jià)值小、環(huán)境污染嚴(yán)重是中國(guó)地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的顯著特征。落后的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式對(duì)生態(tài)環(huán)境尤其是水環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞。
2.2同質(zhì)化低水平競(jìng)爭(zhēng),企業(yè)治污能力與動(dòng)機(jī)雙重缺失
中國(guó)的區(qū)域經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)出同質(zhì)化低水平競(jìng)爭(zhēng)的特點(diǎn),尤以浙江塊狀經(jīng)濟(jì)為甚,例如海寧皮革服裝、永康五金制品、浦江水晶工藝品等。在這些塊狀經(jīng)濟(jì)中,每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都集聚了成百上千的企業(yè)(很多只是家庭作坊),初級(jí)加工制造品差異性極小,同質(zhì)化特征明顯,企業(yè)只能依靠降低成本來(lái)獲利。在低水平競(jìng)爭(zhēng)下,企業(yè)既無(wú)治污動(dòng)機(jī),也無(wú)治污能力:一方面,競(jìng)爭(zhēng)逼迫企業(yè)不擇手段降低生產(chǎn)成本,甚至犧牲生態(tài)環(huán)境換取經(jīng)濟(jì)利潤(rùn),產(chǎn)生大量水環(huán)境污染;另一方面,小企業(yè)依靠薄利多銷維持生存,水環(huán)境治理會(huì)對(duì)其造成成本沖擊而破產(chǎn),導(dǎo)致企業(yè)對(duì)治污力不從心。這種“競(jìng)次策略”又導(dǎo)致政府在環(huán)境規(guī)制中面臨“兩難境地”,為了保持經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、完成招商引資任務(wù),地方政府往往會(huì)不顧環(huán)保約束而與企業(yè)合謀(袁凱華等,2015)。
2.3產(chǎn)業(yè)布局分散無(wú)序,治水陷入“不經(jīng)濟(jì)”困境
與大氣污染治理不同,水環(huán)境治理需要依托網(wǎng)絡(luò)型管道基礎(chǔ)設(shè)施,具有較強(qiáng)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)特性。一方面,污水處理行業(yè)具有明顯的自然壟斷性,被治理的企業(yè)越集中,越能獲得規(guī)模經(jīng)濟(jì);另一方面,循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有明顯的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)特征,需要以上下游企業(yè)集中生產(chǎn)為前提。因此,區(qū)域范圍內(nèi)的集中生產(chǎn)、集中治污,才能體現(xiàn)出治水的“經(jīng)濟(jì)性”。然而,我國(guó)諸多地方產(chǎn)業(yè)卻布局分散,管道建設(shè)滯后,治水難度較大。例如浙江省,縣域經(jīng)濟(jì)以中小企業(yè)(家庭作坊和個(gè)體廠商)分散加工為主,“小而散”的企業(yè)格局形成了眾多零星的污染源,阻礙了水環(huán)境的集中治理,增加了治理成本和難度,使得水環(huán)境治理陷入“不經(jīng)濟(jì)”困境。
3水環(huán)境治理的根本出路是產(chǎn)業(yè)生態(tài)化重構(gòu)
3.1秉持“零增長(zhǎng)的發(fā)展”,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境壓力脫鉤
產(chǎn)業(yè)生態(tài)化的目標(biāo)是要擺脫經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境壓力同步增長(zhǎng)的束縛,使得環(huán)境壓力增加的速度小于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度?;谛鹿诺淇蚣艿沫h(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)主張,只要經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的收益超過(guò)環(huán)境的代價(jià),生產(chǎn)系統(tǒng)就可以繼續(xù)擴(kuò)張,其實(shí)這是認(rèn)識(shí)誤區(qū),作為自然系統(tǒng)的子系統(tǒng),生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)模必然不可能持續(xù)增長(zhǎng)。產(chǎn)業(yè)生態(tài)化則秉持了不同的發(fā)展理念,主張?jiān)诮?jīng)濟(jì)系統(tǒng)最適規(guī)模下實(shí)現(xiàn)“零增長(zhǎng)的發(fā)展”。從環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線來(lái)看,從左端拐點(diǎn)后上升速度放緩開(kāi)始,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境壓力便已出現(xiàn)相對(duì)脫鉤,到了曲線頂端,經(jīng)濟(jì)仍在增長(zhǎng),但環(huán)境壓力進(jìn)入零增長(zhǎng)狀態(tài),此時(shí)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境壓力出現(xiàn)絕對(duì)脫鉤,產(chǎn)業(yè)生態(tài)化的目標(biāo)和表現(xiàn)是邁過(guò)環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線頂端開(kāi)始下降,這是一種經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境壓力完全脫鉤的可持續(xù)發(fā)展。
3.2優(yōu)化企業(yè)布局,構(gòu)建多層次循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)
傳統(tǒng)生產(chǎn)方式是以“高開(kāi)發(fā)、低利用、高排放”為特征的“資源―產(chǎn)品―廢棄物”的線性開(kāi)放系統(tǒng),這種模式對(duì)資源的利用常常是粗放的、一次性的。產(chǎn)業(yè)生態(tài)化要求用生態(tài)學(xué)規(guī)律來(lái)指導(dǎo)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng),參照自然界的物質(zhì)循環(huán)模式,通過(guò)將上游產(chǎn)業(yè)的廢棄物或副產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)橄掠萎a(chǎn)業(yè)的營(yíng)養(yǎng)物或原料,在生產(chǎn)和消費(fèi)過(guò)程中形成“資源―產(chǎn)品―再生資源”的物質(zhì)循環(huán)過(guò)程,其特征是“低開(kāi)發(fā)、高利用、低排放”。工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)作為自然生態(tài)的子系統(tǒng),應(yīng)該構(gòu)建一種系統(tǒng)化、循環(huán)化的企業(yè)共生網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的模仿,要以產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化為前提,只有企業(yè)的相對(duì)集中、上下游產(chǎn)業(yè)鏈健全,才能構(gòu)建有效的循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng),提高水環(huán)境治理的經(jīng)濟(jì)性。
3.3擺脫“競(jìng)次策略”,實(shí)現(xiàn)價(jià)值鏈上的合作共生
產(chǎn)業(yè)生態(tài)化意味著市場(chǎng)機(jī)制從惡性競(jìng)爭(zhēng)、無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)向合作競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)變。在經(jīng)濟(jì)起步階段,區(qū)域經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)低水平同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng),這種分散無(wú)序的競(jìng)爭(zhēng)以追求低成本為手段,忽視環(huán)境保護(hù)、破壞生態(tài)環(huán)境、違規(guī)偷排是必然結(jié)果。產(chǎn)業(yè)生態(tài)化所構(gòu)建的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈,具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性、共生性,企業(yè)之間通過(guò)物理交換或能源傳遞,以及知識(shí)、人力和技術(shù)的交換而形成長(zhǎng)期合作關(guān)系。因此,在共生網(wǎng)絡(luò)中,企業(yè)不再是惡性競(jìng)狀態(tài),而是在經(jīng)濟(jì)價(jià)值上共創(chuàng)共享、在利益上互補(bǔ)互惠的企業(yè)耦合,不僅包括企業(yè)之間的廢棄物交換,而且包括技術(shù)創(chuàng)新、知識(shí)共享、學(xué)習(xí)機(jī)制等全面合作。在生態(tài)化的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中,企業(yè)不再靠資源粗放利用、違規(guī)偷排污染環(huán)境等手段實(shí)現(xiàn)自身成本下降,而是通過(guò)獲得循環(huán)經(jīng)濟(jì)、規(guī)模經(jīng)濟(jì)、范圍經(jīng)濟(jì)等降低整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)的生產(chǎn)成本。
4產(chǎn)業(yè)生態(tài)化重構(gòu)的具體路徑
4.1強(qiáng)化微觀企業(yè)的清潔化生產(chǎn)
清潔生產(chǎn)是末端治理的最早替代方案,基本思路從“末端治理”轉(zhuǎn)向“過(guò)程管理”和“源頭削減”。清潔生產(chǎn)有兩個(gè)層面,一個(gè)是綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì),另一個(gè)是清潔生產(chǎn)過(guò)程管理,要求企業(yè)改善現(xiàn)有生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品戰(zhàn)略,但核心仍然是生產(chǎn)工藝的提升,因?yàn)榫G色產(chǎn)品需要以清潔生產(chǎn)技術(shù)為前提。政府規(guī)制行為需要從排放標(biāo)準(zhǔn)的制定轉(zhuǎn)向生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定,對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的全過(guò)程如生產(chǎn)工藝與裝備、廢物回收利用、資源能源利用、污染物產(chǎn)生、產(chǎn)品和環(huán)境管理等指標(biāo)制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。這是一種倒逼機(jī)制,一方面,企業(yè)必須改進(jìn)生產(chǎn)工藝,達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求,才可進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng);另一方面,工藝提升會(huì)引起生產(chǎn)成本上升,削弱競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),企業(yè)唯有通過(guò)技術(shù)引進(jìn)或自主創(chuàng)新,不斷降低清潔生產(chǎn)技術(shù)成本,才能獲得新的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),這一過(guò)程也推動(dòng)了企業(yè)從要素驅(qū)動(dòng)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)變。
4.2推動(dòng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的循環(huán)化改造
循環(huán)經(jīng)濟(jì)是企業(yè)清潔生產(chǎn)以產(chǎn)業(yè)園區(qū)為載體的拓展,從單個(gè)企業(yè)的清潔生產(chǎn)轉(zhuǎn)向企業(yè)間共生發(fā)展?;舅悸肥菍?duì)自然形成的分散在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的特色產(chǎn)業(yè)集群和工業(yè)園區(qū)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)化重構(gòu),通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈的“補(bǔ)鏈”、“補(bǔ)網(wǎng)”形成相互關(guān)聯(lián)、互利共生的鏈網(wǎng)式結(jié)構(gòu),構(gòu)建循環(huán)封閉的生產(chǎn)系統(tǒng)。就水污染治理來(lái)說(shuō),生產(chǎn)污水和廢水的減少與處理要以集中處理為基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)化管道設(shè)施為條件,這都為企業(yè)在園區(qū)內(nèi)集中、互聯(lián)、循環(huán)提供了市場(chǎng)需求與物理?xiàng)l件。然而在現(xiàn)階段,存在只注重循環(huán)、不注重經(jīng)濟(jì),陷入“循環(huán)不經(jīng)濟(jì)”困境,降低了園區(qū)企業(yè)參與的積極性。因此,一方面要加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),提高循環(huán)效率,以循環(huán)經(jīng)濟(jì)抵消技術(shù)成本沖擊,另一方面要激勵(lì)企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新,降低循環(huán)技術(shù)生產(chǎn)成本。
4.3加強(qiáng)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈中的靜脈產(chǎn)業(yè)培育
靜脈產(chǎn)業(yè)是一種更高層次的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式,實(shí)際上是將循環(huán)經(jīng)濟(jì)中廢棄物處理再利用的部門(mén)分離出來(lái),形成專業(yè)分工明確、加工分解效率更高、服務(wù)范圍更廣的獨(dú)立產(chǎn)業(yè),它的任務(wù)是將廢棄物再資源化,即把生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物加工分解成新的資源。靜脈產(chǎn)業(yè)有利于促進(jìn)動(dòng)脈產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)減量化、資源利用高效化、排放減量化,是企業(yè)“共生”關(guān)系的核心環(huán)節(jié)。我國(guó)靜脈產(chǎn)業(yè)還處于起步階段,現(xiàn)階段的循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)并沒(méi)有融入獨(dú)立的靜脈產(chǎn)業(yè),而是在動(dòng)脈部門(mén)內(nèi)部進(jìn)行廢棄物的收集、分類、再利用(張霜等,2013)。我國(guó)靜脈產(chǎn)業(yè)還處于起步階段,理論認(rèn)識(shí)上不足,產(chǎn)業(yè)化水平也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,現(xiàn)有的水資源再利用企業(yè)也存在政策扶持不夠、回收網(wǎng)絡(luò)不健全、技術(shù)落后等問(wèn)題,在靜脈產(chǎn)業(yè)培育過(guò)程中,要進(jìn)一步加強(qiáng)政策扶持,促進(jìn)靜脈產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)化和產(chǎn)業(yè)化,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)產(chǎn)業(yè)與靜態(tài)產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。
4.4構(gòu)建有效的倒逼機(jī)制與激勵(lì)機(jī)制
產(chǎn)業(yè)生態(tài)化需要建立有效的政府倒逼機(jī)制和市場(chǎng)激勵(lì)機(jī)制。之所以需要倒逼機(jī)制,是因?yàn)樵诃h(huán)境成本外部化的條件下,企業(yè)沒(méi)有治污動(dòng)力,即使設(shè)定了排放標(biāo)準(zhǔn),只要排污罰款成本小于治污成本,仍會(huì)導(dǎo)致環(huán)保約束軟化。政府的角色就是以法治和規(guī)則為基礎(chǔ),為經(jīng)濟(jì)活動(dòng)劃定合理的生態(tài)邊界,制定環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)把項(xiàng)目準(zhǔn)入、加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè),提供基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)平臺(tái)建設(shè),杜絕企業(yè)的污染尋租行為,對(duì)企業(yè)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)形成硬約束,倒逼企業(yè)注重生態(tài)效益。但是,行政化手段治水并沒(méi)有解決治污的內(nèi)在動(dòng)力問(wèn)題,不僅政府負(fù)擔(dān)較重,也不具可持續(xù)性。因此,還需要通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制的利益調(diào)整作用,建立和完善市場(chǎng)激勵(lì)機(jī)制、利益平衡機(jī)制,將水環(huán)境治理的成本與收益?zhèn)鬟f給企業(yè)主體,以經(jīng)濟(jì)杠桿來(lái)引導(dǎo)企業(yè)主體從“倒逼”轉(zhuǎn)型升級(jí)變?yōu)椤爸鲃?dòng)”轉(zhuǎn)型升級(jí),從“誰(shuí)污染誰(shuí)付費(fèi)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢l(shuí)環(huán)保誰(shuí)收益”,進(jìn)而形成水環(huán)境治理的內(nèi)生動(dòng)力。
參考文獻(xiàn)
[1]時(shí)磊.制造業(yè)技術(shù)“低端鎖定”和升級(jí)困境的擺脫――Lucas“人力資本”模型的修正與深化[J].中國(guó)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題,2006,(5).
[2]盧福財(cái),波.全球價(jià)值網(wǎng)絡(luò)下中國(guó)企業(yè)低端鎖定的博弈分析[J].中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì),2008,(10).
[3]袁凱華,李后建.政企合謀下的策略減排困境――來(lái)自工業(yè)廢氣層面的度量考察[J].中國(guó)人口、資源與環(huán)境,2015,(1).