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[中圖分類號] R631.4 [文獻標識碼] B [文章編號] 1673-9701(2011)21-63-02
The Effect of Different Vasoactive Drugs on Hemodynamics and Tissue Oxygen Metabolism in Patients with Septic Shock
WU Haibin SUN Xiaocong HUANG He
Intensive Care Unit, the Affiliated Hospital of Guangdong Medical College, Zhanjiang 524001, China
[Abstract] Objective To observe the change of hemodynamics and tissue oxygen metabolism in patients with septic shock by dopamine(DA), norepinephrine (NE), norepinephrine combined with dobutamine(NE + DT). Methods Seventy-five patients with septic shock were randomly divided into 3 groups and were given DA, NE, NE + DT respectively. The hemodynamics [mean arterial pressure (MAP), heart rate(HR), pulmonary capillary wedge pressure (PCWP), cardiac output index(CI), systemic vascular resistance index (SVRI)] and oxygen metabolism related indicators [mixed venous oxygen saturation(SvO2), early lactate clearance rate] were detected before and after treatment. Results (1) MAP, PCWP, CI, SVRI, and SvO2 were significantly increased, while HR and blood lactate were decreased significantly in each group after treatment ;(2)There was no significant difference of MAP, PCWP and SVRI in each group at the same time(P>0.05);(3) The HR of DA group was notablely higher than the other two groups(P<0.05)and the CI of NE + DT group was conspicuously higher than the other two groups(P<0.05)at the same time; (4)The SvO2 value of NE and NE + DT groups were significantly higher than DA group(P<0.01), while the lactate of the two groups were significantly lower than the DA group(P<0.05); (5) The early lactate clearance rate of NE + DT group was higher than other groups. Conclusion All of the vasoactive drugs can improve hemodynamics in patients with septic shock, but norepinephrine combined with dobutamine shows the advantages to improve tissue oxygen metabolism comparing with simply using of dopamine or norepinephrine. So NE + DT may be the better choice for septic shock.
[Key words] Vasoactive drugs; Septic shock; Hemodynamics; Tissue oxygen metabolism
感染性休克(septic shock),亦稱膿毒性休克,是指由微生物及其毒素等產物所引起的膿毒病綜合征(sepsis syndrome)伴休克。若早期不能逆轉休克,可致組織缺氧、代謝紊亂、細胞損壞甚至多臟器功能衰竭。休克患者經過積極的液體復蘇,血壓仍然不能維持時,應給予升壓藥物治療,以維持適當的動脈血壓和氧輸送,保證內臟灌注和組織氧代謝。本研究旨在探討多巴胺(DA)、去甲腎上腺素(NE)及去甲腎上腺素聯合多巴酚丁胺(dobutamine)治療感染性休克過程中對血流動力學和組織氧代謝的影響,為感染性休克患者的治療提供優化的補液方案。
1資料與方法
1.1一般資料
選擇2008年5月~2011年1月在我院診斷為感染性休克入住ICU的患者75例,男48例,女27例,年齡22~86歲,平均(45.3±6.2)歲。納入患者的診斷標準按照2001年國際膿毒征定義大會制定的標準[1]。其中腹腔感染32例(包括消化道穿孔感染、急性胰腺炎、急性膽管炎),肺部感染22例,泌尿系感染12例,血源性感染6例,其他部位感染3例。隨機將患者分為3組,每組25例,對入選患者進行急性生理學與慢性健康狀況評分系統Ⅱ(APACHE Ⅱ)評分。各組在年齡、性別、引起感染性休克的原發灶方面及APACHE Ⅱ評分無顯著差異(P>0.05)。
1.2治療方法
所有患者入住ICU后立刻開通靜脈補液通道,經過充足的液體復蘇聯合廣譜抗生素控制感染,使用微泵經中心靜脈泵入血管活性藥物,DA組使用DA從2μg/(kg?min)開始,NE組使用NE從0.2μg/(kg?min)開始,NE+DT組聯合使用NE 0.2μg/(kg?min)及DT 2.5μg/(kg?min),根據血壓變化調節使用劑量。
1.3檢測項目
持續心電監護監測心率(HR)、血壓(BP),右鎖骨下靜脈穿刺置Swan-Ganz導管,外接多功能監護儀,分別于用藥前、用藥后1~6h各時間點持續監測血流動力學指標,包括平均動脈壓(MAP)、肺毛細血管楔壓(PCWP)、心排出量指數(CI)、體循環血管阻力指數(SVRI)及混合靜脈血氧飽和度(SvO2);采用美國Instrumentation Laboratory的Premier 3000型血氣生化分析儀測患者入ICU即刻的血乳酸值以及入ICU 6h后的血乳酸值,根據下列公式計算早期乳酸清除率:早期乳酸清除率=(入ICU血乳酸值-6h后血乳酸值)/入ICU血乳酸值×100%。
1.4統計學處理
使用SPSS13.0軟件進行統計學分析,計量資料以均數±標準差(χ±s)表示,采用t檢驗;乳酸清除率使用χ2檢驗,P<0.05為差異有統計學意義。
2結果
2.1 各組血流動力學指標變化
3種補液方案治療6h后與治療前比較,MAP、PCWP、CI、SVRI明顯升高,HR下降(P<0.05);各組間同一時間點MAP、PCWP、SVRI差異均無統計學意義(P>0.05);治療后同一時間點DA組HR明顯高于其他兩組(P<0.05)而NE+DT組CI高于另外兩組,差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。
2.2各組組織氧代謝指標變化
各組治療6h后與治療前比較,SvO2上升,乳酸值下降(P<0.05);3h NE及NE+DT組SvO2值較DA組明顯增高(P<0.01),乳酸值亦明顯低于DA組(P<0.05);NE+DT組早期乳酸清除率高于另外兩組(P<0.05)。見表1、2。
注:*與DA組和NE組相比,P<0.05
3討論
感染性休克是以嚴重感染導致全身多器官功能損害為特征的復雜臨床綜合征,病死率隨著病情的嚴重程度而升高,是目前ICU工作的難題[2]。血流動力學紊亂是感染性休克最突出的表現,早期血流動力學的支持治療已經被證實能明顯改善患者的預后。此外,研究發現在常規血流動力學監測指標改變之前機體已經處于組織低灌注和缺氧狀態,血乳酸水平能夠反映組織低灌注情況下無氧代謝的情況,是監測和評估感染性休克患者全身的氧代謝及組織灌注的指標[3]。因此我們通過監測應用不同血管活性藥物治療感染性休克的過程中患者血流動力學參數及動脈血乳酸濃度變化,尋找能更好地改善患者血流動力學及組織氧代謝的血管活性藥物。
去甲腎上腺素和多巴胺均可作為糾正感染性休克低血壓的一線用藥。與多巴胺相比去甲腎上腺素通過收縮血管來提高平均動脈壓,不增加心率和每搏輸出量,對于感染性休克頑固性低血壓有較好的療效[4]。多巴酚丁胺在小劑量使用時[<15μg/(kg?min)]主要作用于β1受體,產生正性肌力作用,增強心肌收縮和增加搏出量,使心排血量增加。本實驗結果顯示各組患者經不同補液方案治療6h后,血流動力學及組織氧代謝指標得到明顯的改善,DA組HR同一時間點上高于另外兩組,與其本身的α受體激動作用有關,隨著累計使用劑量的增大,這種作用會越來越明顯,導致心搏量下降。此外,NE+DT組CI較其他兩組高而乳酸值及早期乳酸清除率較其他兩組低,考慮與下列作用有關:①應用去甲腎上腺素使動靜脈短路的血管收縮,分流減少,內臟缺血缺氧得到改善,乳酸產生減少而肝臟代謝乳酸功能增強,故血乳酸濃度下降。②感染性休克患者常常伴有心功能不全,多巴酚丁胺興奮β1受體,增強心肌收縮力,改善心功能,增加CI,而不明顯增加組織氧耗,使組織器官缺血缺氧減輕,乳酸產生減少;同時興奮β2受體改善內臟血供,內臟血供增加對血乳酸攝取、代謝增加,動脈血乳酸濃度下降。然而感染性休克患者血壓普遍降低,但多巴酚丁胺升高血壓作用弱,因此應與去甲腎上腺素聯用。
綜上所述,NE聯合DT在治療感染性休克時,其增加心排指數,改善內臟血流灌注,降低乳酸水平的效果優于單獨使用NE及DA組,是理想的選擇。
[參考文獻]
[1] Levy MM,Fink MP,Marshall JC,et al. 2001 SCCM/ESICM/ACCP/ATS/SIS International Sepsis Definitions Conference[J]. Crit Care Med,2003,31(4):1250-1256.
[2] Vincent JL,Van der Linden P. Septic shock: particular type of acute circulatory failure[J]. Crit Care Med,1990,18(1 Pt 2):70-74.
[3] 陳曉輝,熊旭明,劉衛江,等. 危重病監護病房23例嚴重乳酸性酸中毒患者的回顧性研究[J].中國急救醫學,2004,24(6):405-406.
【關鍵詞】 TSLC1;轉染;克隆;HepG2;細胞周期
肺癌腫瘤抑制物1(tumor suppressor of nonsmall cell lung cancer 1,TSLC1)是一種新的腫瘤抑制基因,最早由Gomyo等〔1〕于1999年分析人類染色體11q23.2區域所發現。2001年Kuramochi等〔2〕研究人類肺癌時,通過功能性互補的方法證明TSLC1具有腫瘤抑制能力。目前,國內外對于真核表達載體pReceiverM29連接TSLC1基因轉染肝癌HepG2細胞并研究其抑制肝癌機制的報道較少。本實驗將已構建完成的真核表達載體pReceiverM29TSLC1轉染到HepG2肝癌細胞中,建立穩定轉染TSLC1的HepG2肝癌細胞株,探討TSLC1對肝癌細胞的抑制機制。
1 材料與方法
1.1 材料 質粒小提試劑盒、Marker DL2000、dNTP、PCR反應試劑盒、RNA提取試劑盒、DMEM、小牛血清、二抗羊抗兔IgG購自天根生化科技有限公司;TaqDNA 聚合酶購于大連寶生物工程有限公司;逆轉錄cDNA合成試劑盒購自Fermentas Life sciences公司;引物由上海生工生物工程技術服務有限公司合成;抗人TSLC1單克隆抗體為Santa Cruz公司;Lipofectamine 2000購自Invitrogen公司;caspase3試劑盒購自碧云天生物技術研究所;G418購自寶泰克生物工程公司;PI購自Sigma公司;其他相關試劑由本人采購。
1.2 穩定轉染HepG2細胞珠的建立 細胞轉染按照Lipofectamine 2000試劑盒說明書進行。實驗分為2組:將穩定轉染TSLC1的細胞株命名為pReceiverM29TSLC1HepG2(轉染組);將穩定轉染空載體的細胞株命名為pReceiverM29HepG2(對照組)。最后,經過G418(400 μg/ml)連續加入,每3 d換1次液體,直至產生單克隆,挑取單克隆培養,最終建立穩定轉染TSLC1和對照質粒的HepG2細胞株。
1.3 RTPCR檢測穩定轉染細胞株中TSLC1 mRNA的表達 分別提取轉染組和對照組細胞的總RNA,以OligoT為引物進行逆轉錄,然后進行PCR克隆,以5′GGAATTCATGGCGAGTGTAG3′為上游引物,以5′CGGTACCCTAGATGAAGTA3′為下游引物進行PCR擴增,PCR反應條件如下:94℃預變性5 min,94℃變性1 min,56℃退火45 s,72℃延伸90 s,共30個循環,最后72℃延伸10 min??寺‘a物經瓊脂糖凝膠電泳,最后分析灰度值,每組各重復3次。
1.4 免疫組化方法檢測穩定轉染細胞株中TSLC1蛋白的表達 消毒處理過的蓋玻片種植在24孔板內,每個蓋玻片上分別接種約1×106個轉染組和對照組細胞,孵箱37℃、5% CO2孵育24 h;第2天棄去培養液,加入4%多聚甲醛固定30 min;然后0.3% Triton100 10 min,3% H2O2孵育5 min,TSLC1單克隆抗體過夜,羊抗兔IgG抗體HRP 20 min后,DAB顯色、復染、脫水、封片、最后鏡下觀察,采集圖像并分析,計算陽性細胞率,每組重復3次。
1.5 Western印跡方法檢測穩定轉染細胞株中TSLC1蛋白的表達 將已制備好的轉染組和對照組細胞經過細胞裂解液裂解,沸水變性10 min,超聲粉碎30 s,13 000 r/min室溫離心10 min,留上清,考馬斯亮藍法測定蛋白濃度;蛋白質在經過連續SDSPAGE電泳分離后,電轉移至PVDF膜上,5%脫脂奶粉封閉60 min,與一抗TSLC1單克隆抗體過夜;與二抗孵育2 h,DAB顯色,最后采集結果,分析數據。
1.6 流式細胞儀檢測細胞周期及凋亡 兩組細胞培養3 d后,分別取約1×106個細胞,PBS洗2次,加入3倍體積70%冰乙醇過夜,50 μg/ml碘化丙啶250 μl,PBS 240 μl,RNase 10 μl,避光30 min,流式細胞儀檢測細胞周期及細胞凋亡。
1.7 caspase3的檢測 按照碧云天生物技術研究所caspase3試劑盒說明書進行。
1.8 統計學方法 所有數據均應用SPSS10.0統計學軟件進行檢驗,兩組間比較采用t檢驗。
2 結 果
2.1 pReceiverM29TSLC1轉染HepG2肝癌細胞 利用G418連續篩選,產生單克隆,最后建立穩定轉染的細胞株,由于pReceiverM29帶有綠色熒光蛋白,在顯微鏡下能夠觀察到綠色熒光克隆。見圖1。
2.2 RTPCR檢測轉染組TSLC1 mRNA的表達 RTPCR結果可見轉染組TSLC1 mRNA的表達比對照組明顯增多,經灰度分析組間比較具有統計學差異(P
2.3 免疫組化檢測TSLC1蛋白的表達 轉染組細胞TSLC1蛋白表達棕黃色細胞明顯比對照組多。轉染組細胞TSLC1中染色較多(圖3A),陽性細胞計數為(95.63±2.15)%,對照組TSLC1染色較少(圖3B),陽性細胞計數為(41.27±3.45)%,兩組比較差異有統計學意義(P
圖3 免疫組化法檢測細胞TSLC1蛋白表達(×400)
2.4 Western印跡法檢測轉染組TSLC1蛋白的表達 轉染組細胞TSLCI蛋白(圖4A)表達明顯比對照組細胞(圖4B)多,經過灰度分析,組間比較具有統計學差異(P
2.5 細胞周期及細胞凋亡的改變 轉染組較對照組G1期細胞顯著增多,而S期和G2/M期細胞明顯降低(P
2.6 caspase3的活性檢測 轉染組細胞caspase3酶活性〔(0.580±0.104)IU〕較對照組細胞caspase3酶活性〔(0.317±0.245)IU〕顯著增多(P
3 討 論
TSLC1屬于細胞黏附分子中免疫球蛋白超家族成員,TSLC1具有多種生物學作用:參與細胞間黏附、介導免疫監視,參與細胞運動及信號轉導等作用。研究表明TSLC1基因與喉癌〔3〕、宮頸癌〔4〕、乳腺癌〔5〕、鼻咽癌〔6〕以及消化系統多種惡性腫瘤有關,其在腫瘤的發生、發展中起負性作用。該基因的表達失活與腫瘤的浸潤程度、轉移和預后情況有關,而基因失活機制主要之一是發生TSLC1基因啟動子的甲基化。Ito等〔7〕研究TSLC1基因在食管鱗狀細胞癌(ESCC)細胞株和人原發性食管癌中的mRNA表達中發現,75% ESCC細胞株和50%的原發性食管癌發生TSLC1表達缺失;進一步研究還發現,與TSLC1表達的癌組織相比,TSLC1表達低的食管癌浸潤程度深,轉移率也高。Kuramochi等〔2〕將人類11號染色體轉入肺癌細胞株A549中發現,TSLC1在A549及其他人類非小細胞性肺癌中表達缺失或明顯下降,且表達缺失與TSLC1啟動子甲基化密切相關。近年來,Ando等〔8〕運用免疫組化方法研究發現TSLC1在惡性神經母細胞瘤中顯著降低,108例惡性神經母細胞瘤患者中,降低表達的TSLC1基因與患者的不良預后顯著相關。此外,該項研究還發現TSLC1能夠降低人類神經母細胞瘤SHSY5Y細胞系的增殖活性。該研究認為TSLC1可以作為神經母細胞瘤的候選抑癌基因。
目前,Kuramochi等〔2〕研究了31例原發性肝癌標本和8株肝癌細胞系,發現TSLC1基因啟動子發生甲基化率為29%,3株肝癌細胞系TSLC1表達缺失,這些均提示TSLC1與肝癌的發生相關。李文濤等〔9〕應用免疫組化和Western印跡方法檢測TSLC1蛋白在50例原發性肝癌組織中的表達情況,發現TSLC1蛋白在原發性肝癌組織中的陽性率為34%,明顯低于癌旁組織(72%),該研究認為TSLC1蛋白可能在原發性肝癌中表達降低,TSLC1蛋白對肝癌的發生、發展可能起到抑制作用。為進一步探討TSLC1是否具有抑制肝癌作用,本研究將已構建完成的真核表達載體pReceiverM29TSLC1轉染到HepG2肝癌細胞中,并且最終建立了穩定轉染TSLC1基因的HepG2肝癌細胞株;同時,本研究還發現,與對照組比較,流式細胞儀檢測轉染組G1期細胞顯著增多,而S期和G2/M期細胞明顯降低,凋亡細胞比例明顯增高,caspase3酶活性顯著增多。提示TSLC1可能通過阻滯細胞周期、促進細胞凋亡及升高caspase3的酶活性等發揮抗腫瘤的作用,這為進一步研究TSLC1抗腫瘤作用機制奠定了基礎。
參考文獻
1 Gomyo H,Arai Y,Tanigami A,et al.A 2Mb sequence ready contig map and a novel immunoglobulin superfamily gene IGSF4 in the LOH region of chromosome 11q23.2〔J〕.Genomics,1999;62(2):139.
2 Kuramochi M,Fukuhara H,Nobukuni T,et al.TSLC1 is a tumorsuppressor gene in human nonsmallcell lung cancer〔J〕.Nature Genetics,2001;27 (4):427-30.
3 王軍利,張惠中,白萬勝,等.喉癌組織中TSLC1基因啟動子過甲基化及mRNA表達〔J〕.第四軍醫大學學報,2007;28(7):6513.
4 Yang YX,Yang AH,Yang ZJ,et al.Involvement of tumor suppressor in lung cancer gene expression in uterine cervix cancer〔J〕.Int J Gynecol Cancer,2006;16(5):186872.
5 Heller G,Geradts J,Ziegler B,et al.Down regulation of TSLC1and DAL1 expression occurs frequently in breast cancer〔J〕.Breast Cancer Res Treat,2007;103 (3):28391.
6 Lung HL,Cheng AK,Xie D,et al.TSLC1 is a tumor suppressor gene associated with metastasis in nasopharyngeal carcinoma〔J〕.Cancer Res,2006;66(19):938592.
お
1 引言
隨著我國現代化腳步的日益加快,在城市環境日益改善的同時,農村的污染尤其是農村河流污染問題越來越突出。農村河流的污染與城市河流的污染相比有一定的特點,在控制措施方面也有不相同之處,必須根據農村的特點采取控制措施。
2 農村河流污染的主要特點
2.1 外來水生植物影響大,有沼澤化的趨勢
水葫蘆、水花生是一種水草,原產于南美洲巴西等地。20世紀50年代后作為豬飼料在我國推廣種植,20世紀80年代以后農民就基本不用它作為豬飼料了,現在已成為一種害草,分布于我國大江南北。由于農業生產使用大量的化肥以及生活排泄物流失到水體,使農村河流水質普遍富營養化,造成水葫蘆、水花生迅速蔓延,泛濫成災。農村承包到戶后,農民對公共河流的狀況也沒有以前那樣關心了,加上使用化肥后農民不再攬河泥作肥料,使得河床逐年提高。根據筆者對里下河地區100多條不受城鎮和工業影響的農村自然河流調查情況反映,農村河流都不同程度地發現了水葫蘆、水花生瘋長的情況,由于每年水葫蘆、水花生自然的生長、腐爛、沉積,已經造成河底明顯抬高,水面縮小,水質反復受到污染。多年的積累使得河流面臨沼澤化,水體變綠等。而且水葫蘆、水花生的瘋長還影響了當地水生生物多樣性。這種由水葫蘆、水花生的長期瘋長得不到控制而引起的河流淤塞和沼澤化的趨勢是農村河流比較普遍的情況。
2.2 農業面源污染嚴重影響水質
化肥、農藥過量和不合理施用形成農田的化肥、農藥流失,形成農業面源污染,而傳統灌溉方式加重了面源污染; 集約化畜禽養殖產生的污染相當部分都隨農田排水或雨水而進入到河流,造成對地表水環境的污染。我國農業面源污染問題很大,粗略估算,目前水體污染物中來自農業面源污染的大約占1/3。10幾年來我國采取措施逐漸限制了工業污染的排放,城市生活污水也逐步進入污水處理廠處理,而對農業面源污染目前還沒有很好的辦法。在未來幾年里,如果不采取有效措施,由作物種植和畜禽養殖業導致的面源污染,對水質污染的“貢獻率”將日益凸顯,生態破壞和環境污染問題已成為制約農村和農業可持續發展的重要因素。
以某農業大縣的某地為例: 該地耕地面積24萬hm2,2001~2006年5年期間的化肥施用量58萬t。按最低隨水流失量25%進行測算,5年期間該地的化肥流失量至少為14.5萬t。除了化肥、農藥和集約化畜禽養殖產生的污染,農村的作物秸稈目前也沒有好的去處,除了焚燒外,還有一部分秸稈和廢棄植物根莖進入河流,腐爛后也影響到農村河流水質。農村主要河流的總氮、氨氮等指標超標嚴重,超標率達到60%~70%,使得水域生態系統富營養化,水體變綠、發黑發臭,導致水葫蘆、水花生和水藻生長過盛、水體缺氧、水生生物死亡、河流淤塞等。還有大量的群眾飲用超標的河水,群眾反映現在生重病、大病的人上增多。所以,農業面源對農村水環境的污染是農村河流污染的重要特點。
2.3 總氮、氨氮是農村河流污染的主要污染物
由于環境保護工作的重點一般都放在城市,特別是一些經濟發達的城市對建設項目的環保把關比較嚴格,導致一些經濟不發達的農村地區接受了城市轉移的重污染項目。生產工藝落后、不符合國家產業政策的“十五小”的項目,甚至有些重污染項目不經過環保審批,在偏僻的農村得以生存。這些重污染項目沒有有效的污染防治措施,加上農村環境監管的不力,使得一些農村地區河流工業污染十分嚴重。
通過對某市2001~2006年農村河流的監測調查顯示,25個監測斷面的22個水質指標中,對照地表水環境質量標準(GB3838-2002)V 類進行評價,總氮、氨氮超標率100%,具體統計情況見表1??梢娍偟钡獮橹饕廴疽蜃?陰離子表面活性劑、COD、CODMn、BOD5、總磷、糞大腸菌群等有機污染也占比較大的比重,由此可見農田的化肥流失是主要原因,農村生活污水直排入河也是劣V類的重要原因,在人口密度愈大的區域,河流污染愈嚴重。
2.4 聚居點缺乏規劃,環境管理滯后
隨著我國現代化進程的加快,農村人口分布城鎮化,農民的居住方式城市化,使得鄉鎮乃至自然村建設呈現城市的特征。農民的生活方式也發生了根本變化,越來越多的農民用上了自來水、水沖式廁所、洗衣機,用水量比以前傳統的農村生活方式成倍增加,加上很多鄉鎮沒有環境基礎設施,缺乏環境規劃,環境管理滯后形成了農村鄉鎮地區和村聚居點附近的河流受到生活廢水的影響十分嚴重。主要反映河流的陰離子表面活性劑、化學需氧量、高錳酸鹽指數、總磷、總氮、糞大腸菌群等超標嚴重。農村聚居點附近的河道兩邊垃圾長期亂堆亂放,也對河流的水質產生嚴重影響。
3 農村河流污染控制措施探討
3.1 做好小城鎮環境規劃,突出農村水環境綜合整治
小城鎮環境規劃是農村水環境保護的一項首要工作,應把小城鎮環境規劃納入經濟社會發展規劃之中。可以通過規劃,設立控制區域,引導鄉鎮工業相對集中,便于工業廢水的集中治理和管理; 科學劃定鄉鎮居民集中區,便于生活廢水的集中治理和管理; 結合當地的實際情況制定控制農業面源污染的措施,對農民進行環境宣傳教育和技術培訓。在規劃中突出農村水環境的綜合整治,充分體現政府調控和引導作用,充分發揮農民在農村水環境的綜合整治中決定作用。有些好的傳統對農村水環境的影響非常大,如多施用糞肥、綠肥等有機肥料、攬河泥改良土壤、節水灌溉等都是控制農業面源污染進而改善農村水環境的良好措施,如果變成農民的自覺行動,農村河流污染控制就會達到事半功倍的效果。
3.2 加強水環境治理
政府要高度關注農村水環境污染問題,充分發揮農技推廣等公益單位的作用。 政府要加大農業基礎的投入,大力倡導循環經濟發展模式。政府的關注要落實到實處就必須要重視基本制度和體系建設,在事業單位改革中,應充分考慮農業技術推廣等有關單位的公益性,不能延續“政府卸包袱”思路。例如,目前一些公共服務機構( 事業單位) 在改革中不當市場化,造成其公益職能喪失,農業技術推廣體系幾乎失效,導致農業技術的選擇缺乏環境政策制約機制。20 世紀80 年代中期開始的農業技術服務體系改革是以減少農技推廣財政經費和鼓勵自我創收為目標的,縣鄉層次的有關機構大多由以往的全額撥款事業單位轉變為差額撥款事業單位。由于得不到足夠的財政撥款,農技推廣系統不得不從事與主體業務無關的經營活動以維持基本運轉和確保員工收入。很多地方的農技推廣機構甚至蛻變為以賣化肥、農藥為主的營利性機構。財政資金要為有關鄉鎮機構發揮應有的公益性提供保障,避免其過度市場化,使得先進的農業技術、農副產品綜合利用和環境保護知識不能推廣到廣大農民中去,造成農業污染源擴大而加重農村的水環境污染。
3.3 發動群眾,綜合整治
農村水環境綜合整治必須發動農民、依靠農民,增強廣大農民自覺愛護河流、自覺建設家園的主觀能動性。應廣泛開展“環保知識下鄉”活動,大力宣傳水環境保護知識,加強環保法制教育,引導農民養成保護水環境的良好習慣。開展以控制農業面源污染為重點的農村環境綜合整治。積極推廣以清理垃圾、糞便、秸稈、河道、工業污染源、亂搭亂建和建立相應管理制度為重點的農村“六清六建”工作,在“六清六建”中,突出清理河道和垃圾處理這兩個重點,制訂有關考核驗收標準,力爭使農村環境臟、村貌亂、設施差、布局散的現象有根本改觀,使得農村的河流污染從根本上得到改觀。
3.4 循環利用、推廣低耗高效的農業生產技術
要從發展低耗高效的農業著手,在農業生產的技術方面要推廣先進國家的灌溉技術,減少化肥農藥的流失。對環境影響較大的大中型集約化畜禽養殖場畜禽糞便處理可采用先沼氣池然后再做肥料的路線。對農村分散養殖污染的控制,必須指導農民樹立循環和綜合利用的理念,發展家庭庭院式的循環經濟。要研究和推廣先進的秸稈再利用技術,充分利用水葫蘆、水花生和廢棄植物根莖生產有機肥料,鼓勵農民多使用有機肥料,從根本上解決化肥、農藥、畜禽糞便等污染河流的現象。
3.5 結合地區特點,區別對待
在農村水污染治理中,應根據不同地區的水環境狀況,結合農村地區人口分布和污染排放的特點,采用工程措施和非工程措施結合的辦法來解決。經濟欠發達的地區,自然村落較多,不可能大規模地建設環境基礎設施,以非工程措施為主,加強低耗高效的農業生產技術推廣,立足資源綜合利用,解決化肥、農藥、人畜糞便、水葫蘆、水花生及作物秸稈對水環境的污染問題,不能不顧環境而片面追求發展工業。有條件的地區要加快推進鄉鎮工業污水、生活污水和垃圾集中處理,積極探索污水實用處理方法,鼓勵跨行政區域聯合建設規模化、集約型污水處理廠。著重推廣“組保潔、村收集、鎮轉運、縣處置”的生活垃圾處置模式,提高農村生活垃圾收集率,積極探索農村生活污水和垃圾有償處理的辦法。政府可以在秸稈氣化、還田以及沼氣化等方面進行政策推進和資金引導。在河道的整治方面當地政府可以適當投資,建設有當地特色水環境亮點工程。在水環境整治工作中,應充分考慮各地的自然生態條件和經濟發展水平,不強求統一模式,不搞一刀切。可以在平原、水網、丘陵、山區、城郊結合部、風景名勝區等不同的自然生態條件下,發達和不發達的地區分別搞一些試點村,便于總結不同層次、不同區域的典型經驗。應當結合地區特點發展經濟,以提高水環境質量為目的,多考慮長遠的水環境保護問題。
3.6 建立制度,長效管理
目前,我國的農村環境管理體系呈現以下特點,即農村環境立法缺位和農村環境管理機構匱乏。而農村的水環境污染呈現3個方面的特點:排放主體的分散性和隱蔽性,隨機性和不確定性,不易監管性。所以,這樣的體系在解決農村水環境問題上不僅力量薄弱而且適用性不強。在目前的情況下,必須重在制度建設,通過建立符合農村實際的長效管理制度,來鞏固清理整治的成果十分必要。而要達到長效管理的目的,重要的是廣大農民能夠意識到農村河流保護要依靠大家,每個人都不做污染河流的事情,而農民掌握和使用低耗高效的農業生產技術和循環綜合利用技術也十分重要。必須建立制度,多個部門,齊抓共管,合力推進,建立和完善鄉鎮公共服務機構,發揮他們應有的公益性,才能達到長效管理的目的。
お
引言
2010年9月在廣東茂名登陸的“凡比亞”臺風給當地帶來了強降雨,致使位于茂名信宜東部的紫金礦業銀巖錫礦尾礦庫發生潰壩事故,大量含有重金屬的尾礦渣被暴雨沖刷進入尾礦壩下游的黃華河流域。含重金屬的尾礦渣進入黃華河水體后,重金屬會沉積進入河流底泥,隨后可能再發生解吸等遷移轉化活動。多數重金屬具有毒性,進入河流之后在水體、底泥以及水生生物之間發生遷移轉化,可能會逐步危害整個河流生態系統[1-2]。河流底泥是河流生態系統中的重要底質,為此,在潰壩事故后開展黃華河流域河流底泥重金屬污染影響后評估是有必要的。
1 材料與方法
1.1 樣品采集
該研究主要根據尾礦渣進入的黃華河流域范圍內水系特點來設置河流底泥樣品采樣點(見表1),其中W1是背景參照點。分別于2011年3月、7月和12月各進行一期樣品采集。
表1 采樣點設置情況
1.2 監測項目與分析方法
河流底泥樣品的監測項目主要為銅、鉛、鋅、錳、砷、鉬。參照《土壤環境監測技術規范》(HJ/T166-2004)采集、保存樣品;采用硼氫化鉀-硝酸銀分光光度法測定砷含量,采用火焰原子吸收分光光度法測定銅、鉛、鋅含量,采用原子吸收法測定錳含量,采用催化極譜法測定鉬含量。
1.3 評估方法
河流底泥環境評估方法包括污染負荷指數法[3]、沉積物富集系數法[4]、潛在生態危害指數法[5-6]等。該研究采用潛在生態危害指數法對河流底泥的重金屬污染情況進行分析、評估。瑞典學者Hakanson[5-6]為了評價水體沉積物中的重金屬污染,提出潛在生態風險指數法。該方法從重金屬的生物毒性角度出發,不僅反映了水體沉積物中單一重金屬元素的污染程度,而且可以反映出多種污染物對環境的綜合影響。潛在生態風險指數(RI)的計算公式如下:
將計算得到重金屬潛在風險系數和多種重金屬潛在生態風險指數對應表3劃分各個監測斷面的底泥環境生態危害程度。
表3 生態危害程度級別劃分
2 結果與分析
樣品評估結果見圖1和圖2。大部分斷面河流底泥重金屬元素的生態危害程度為輕微,銅和鉬在個別斷面的生態危害程度出現了“中等”和“強”的情況。12月份的潛在風險系數評估結果顯示,銅在W2和W5處依然有一定的生態危害,而鉬在各斷面的生態危害程度大幅降低。
生態風險指數是多金屬元素生態危害的綜合評價,3月份和12月份的結果比較,W3和W4處河流底泥的生態風險指數有降低的趨勢,但在W5處有上升的趨勢,說明潰壩點剩余的尾礦渣和在W5處淤積的泥沙對環境仍有較高的生態風險,下游各斷面的生態風險指數較小。7月份的結果較為特別,估計是由于當地正值雨季,潰壩附近水土流失相對嚴重,雨水沖刷兩岸,使得兩岸泥沙隨地表徑流進入河流沉積在河底,掩蓋了尾礦渣。
3 結束語
從時間上看,黃華河流域的河流底泥重金屬污染整體上呈減弱的趨勢,但重金屬元素間的變化趨勢不盡相同,如銅和鉛的污染有加重趨勢,鉛在W2和W5處的污染加重趨勢尤為突出。7月是信宜的雨季,降雨導致河流較為渾濁,水中懸浮物增多,而重金屬主要是吸附在懸浮物上遷移,因此,雨季湍急的河流加強了重金屬向下游遷移的能力,這雖然可以減弱上游局部地方的重金屬污染,但也擴大的重金屬污染的影響范圍,導致了下游(W6-W9)在雨季出現了重金屬污染加重的情況。
從空間上看,河流底泥的重金屬污染主要集中在W2-W5(潰壩點至何家寨)段,下游尚未受到嚴重污染,但重金屬隨河流向下游遷移的趨勢明顯,因此,應及早加強上游河段底泥環境的重金屬修復措施,防止其向下游遷移,不然,最終會出現全流域“均攤污染物”而使得流域河流底泥環境重金屬污染減弱的情況。此外,W2和W5處河流底泥的重金屬污染相對嚴重,銅、鉛和砷等對環境危害較大的重金屬也在這兩處出現了較高的潛在生態風險系數。
參考文獻
[1]蘇斌,傅開道,鐘榮華,等.瀾滄江-湄公河干流底沙重金屬含量空間變化及污染評價[J].山地學報,2011,29(6):660-667.
[2]雷鳴,秦普豐,鐵柏清.湖南湘江流域重金屬污染的現狀與分析[J].環境管理,2010,2:62-65.
[3]徐爭啟,倪師軍,張成江,等.應用污染負荷指數法評價攀枝花地區金沙江水系沉積物中的重金屬[J].四川環境,2004,23(3):64-67.
中圖分類號:G812.42 文獻標識碼:A 文章編號:
引言
隨著我國現代化腳步的日益加快,在城市環境日益改善的同時,農村的污染尤其是農村河流污染問題越來越突出。農村河流的污染與城市河流的污染相比有一定的特點,在控制措施方面也有不相同之處,必須根據農村的現狀采取控制措施。
一、農村河流水污染影響因素
1、畜禽糞便
近年來,由于我國養殖業的不斷發展,導致大量禽畜糞便未經過處理而直接排放,是導致我國水體富營養化的主要因素。這些糞便中含有許多的細菌、真菌等病原體微生物。這些微生物污染養殖場周圍的環境,同時,大量的氮、磷混合物滲入湖泊或地下水,直接污染了飲用水。
2、農藥
目前,我國農藥的使用量居世界第1位。2001年來,全國平均農藥(有效成分)使用水平為12.7kg/hm2,農藥總使用量每年約23萬t(有效成分)。農藥噴施只有8%~15%吸附在植物體上,利用率極低,其余有10%~35%懸浮于空中,有40%~55%沉降到地面,下滲土壤、污染水域,導致農業面源污染。
3、化肥
據統計,2008年我國化肥總施用量為4653.8萬t,并快速增長,我國化肥使用量占世界總施用量的32.8%,是世界上施用化肥最多的國家。有相關資料顯示,化肥過量地施用,導致土壤的理化性質嚴重破壞。并通過淋溶、地表徑流、附著、反硝化作用等方式進入環境,導致土壤、水體和大氣污染。
4、塑料薄膜
近幾年,塑料薄膜使用量逐漸加大,殘留在農田中的薄膜不斷增加,使土壤環境遭到嚴重破壞,土壤的透氣性下降,使農作物的正常生長代謝受到影響。截至目前,耕地平均使用量為200.9 kg/hm2,能夠分解的僅為5.3%,回收利用率為58.7%。
5、氣溫變化
我市年平均氣溫呈逐步上升趨勢,10a平均升高1.0℃。氣溫的變化決定水溫的變化,而水溫的變化對溶解氧及其生物氧化作用有較大影響。相關研究表明,當水溫超過15℃時,氣體從水體中溢出速度明顯增加,高溫條件下水下厭氧作用增強,厭氧條件下河流惡臭污染加劇。
二、農村河流水污染的現狀
1、農業面源污染嚴重影響水質
我國農業面源污染問題很大,粗略估算,目前水體污染物中來自農業面源污染的大約占1/3?;?、農藥過量和不合理施用形成農田的化肥、農藥流失,形成農業面源污染,而傳統灌溉方式加重了面源污染;集約化畜禽養殖產生的污染相當部分都隨農田排水或雨水而進入到河流,造成對地表水環境的污染。十幾年來我國采取措施逐漸限制了工業污染的排放,城市生活污水也逐步進入污水處理廠處理,而對農業面源污染目前還沒有很好的辦法。
2、總氮、氨氮成為主要農村河流污染物
由于環境保護工作的重點一般都放在城市,特別是一些經濟發達的城市對建設項目的環保把關比較嚴格,導致一些經濟不發達的農村地區接受了城市轉移的重污染項目。生產工藝落后、不符合國家產業政策的“十五小”的項目,甚至有些重污染項目不經過環保審批,在偏僻的農村得以生存。這些重污染項目沒有有效的污染防治措施,加上農村環境監管的不力,使得一些農村地區河流工業污染十分嚴重。
通過對某地2001年~2006年農村河流的監測調查顯示,被調查的河流中總氮、氨氮超標率100%,具體統計情況見表1??梢娍偟?、氨氮為主要污染因子,陰離子表面活性劑、COD、CODMn、BOD5、總磷、糞大腸菌群等有機污染也占比較大的比重,由此可見農田的化肥流失是主要原因,農村生活污水直排入河也是造成河流水污染的重要原因。
表12001年~2006年農村河流的監測調查
3、水生植物引發農村河流沼澤化
由于農業生產使用大量的化肥以及生活排泄物流失到水體,使農村河流水質普遍富營養化,造成水葫蘆、水花生等水生植物迅速蔓延,泛濫成災。農村承包到戶后,農民對公共河流的狀況也沒有以前那樣關心了,加上使用化肥后農民不再攬河泥作肥料,使得河床逐年提高。據相關數據統計,大多數的農村河流都不同程度發現了水葫蘆、水花生瘋長的情況,由于每年水葫蘆、水花生自然的生長、腐爛、沉積,已經造成河底的明顯抬高,水面縮小,反復污染水質。多年的積累使得河流面臨沼澤化,水體變綠等。而且,水葫蘆、水花生的瘋長還影響了當地水生生物多樣性。這種由水葫蘆、水花生的長期瘋長得不到控制而引起的河流淤塞和沼澤化的趨勢是農村河流比較普遍情況。
三、農村河流水污染控制措施
1、建立制度,長效管理
在目前的情況下,必須重在制度建設,通過建立符合農村實際的長效管理制度,來鞏固清理整治的成果十分必要。而要達到長效管理的目的,重要的是廣大農民能夠意識到農村河流保護要依靠大家,每個人都不做污染河流的事情,而農民掌握和使用低耗高效的農業生產技術和循環綜合利用技術也十分重要。必須建立制度,多個部門,齊抓共管,合力推進,建立和完善鄉鎮公共服務管理機構,明確各級領導負總責的河長制,發揮他們應有的公益性,才能達到長效管理的目的。
2、做好規劃,突出整治
可以通過規劃,設立控制區域,引導鄉鎮工業相對集中,便于工業廢水的集中治理和管理;科學劃定鄉鎮居民集中區,便于生活廢水的集中治理和管理;結合當地的實際情況制定控制農業面源污染的措施,對農民進行環境宣傳教育和技術培訓。在規劃中突出農村水環境的綜合整治,充分體現政府調控和引導作用,充分發揮農民在農村水環境的綜合整治中決定作用。有些好的傳統對農村水環境的影響非常大,如果變成農民的自覺行動,農村河流污染控制就會達到事半功倍的效果。
3、利用生物強化技術凈化河流
生物強化技術,是直接向污染水體中接種外源的污染降解菌,利用其喚醒或激活水體中原本存在的、但被抑制而不能發揮其功效的微生物,并通過它們的迅速增殖,強有力地鉗制有害微生物的生長和活動,從而消除水體有機污染及富營養化,消除水體的黑臭以及硝化底泥。目前國內外常用的有集中式生物系統、高效復合微生物菌群及固定化微生物等技術。
在營養化污染水體中,原位修復投菌技術逐漸受到關注。日本、韓國、澳大利亞等國采用定期向水中投放光合細菌,由于光合細菌能利用光能和氧將微污染水或廢水中的無機和有機碳源及其它營養物質轉化為菌體,從而能起到凈化水質的作用。
4、結合特點,區別對待
在農村水污染治理中,應根據不同地區的水環境狀況,結合農村地區人口分布和污染排放的特點,采用工程措施和非工程措施結合的辦法來解決。經濟欠發達的地區,以非工程措施為主,加強低耗高效的農業生產技術推廣,立足資源綜合利用,解決化肥、農藥、人畜糞便、水葫蘆、水花生及作物秸稈對水環境的污染問題,不能不顧環境而片面追求發展工業。有條件的地區要加快推進鄉鎮工業污水、生活污水和垃圾集中處理,積極探索污水實用處理方法,鼓勵跨行政區域聯合建設規?;?、集約型污水處理廠。在水環境整治工作中,應充分考慮各地的自然生態條件和經濟發展水平,不強求統一模式,不搞一刀切??梢栽谄皆?、水網、丘陵、山區、城郊結合部、風景名勝區等不同的自然生態條件下,發達和不發達的地區分別搞一些試點村,便于總結不同層次、不同區域的典型經驗。
5、控制農業生產過程中農藥、化肥的施用
這是防止農業污水對河流水污染的有效途徑。為此,各地要加大環保宣傳力度,加強對人們的教育,促使人們提高對農藥、化肥環境污染危害性的認識,以便進行有效的防范。第二,要嚴格規范農藥、化肥生產流通的管理,確保農藥、化肥品種與質量符合國家的規定和標準,避免違禁和不合格產品用于農業生產中。第三,加強科學技術指導,控制農藥、化肥的施用量,做到科學、合理、安全施用。第四,研究開發和施用高效、易降解的無公害和無污染的農藥、化肥。
6、大力發展生態農業
開展生態農業可以實現農業生產,農業經濟與環境保護的可持續協調發展。各地要樹立大環境生態觀念,加大農、林、牧、漁環境污染源管理力度,大力推廣有機農業和生態農業,引導農民開發和生產有機食品,推動種植結構的改變。推廣高效、實用的節水灌溉技術,大力發展節水農業??刂扑?、有機質流失和土壤污染,
7、全面開展農村溝浜整治
開展縣鄉農村溝浜綜合整治工程,使河道行洪暢通,提高河道行洪能力和槽蓄量,降低水位,整治后的河道水流變得更加通暢、水質變得更加清澈,兩岸綠樹成蔭,顯著改善當地居民的生活水平,使人民群眾安居樂業。
結語
河流水污染問題日益嚴重,本文以上提出的防治措施只是起到一個提綱挈領的作用,并不能從根本上解決河流水污染的問題。各地具體加強對河流水污染控制盒治理的時候,應該首先根據河流污染的具體情況,進行科學合理的選擇應用,從工業生產、居民生活、農業生產等方面加強對河流水污染源頭的控制,從而保證控制和治理后能夠有效的保持城市河流的水體的長期健康。
參考文獻
[1]劉影.淺談城市河流水環境問題的綜合治理[J]. 科技創新導報. 2009(11).
1研究區域與方法
1.1研究區域概況
新運糧河是一條重要的滇池入湖河流,是昆明市主城區西部最長的防洪、排澇河道,主河道全長21km,含15條主要支流,全段無沿河截污管,各種入河排污口323個,河流流量小,流速較小,河段不同水期污染程度不同,豐水期的水質好于枯水期.由于河流兩岸不斷注入大量污染物,同時在河道整治過程中忽視了河道整體的生態治理和修復,河段水質不斷惡化[21],水體發黑、發臭,基本喪失了使用功能.研究選取下游至入湖口的2km河段,該河段屬于緩流、滯流型水體,水位落差小,水流緩慢,且時常受滇池水頂托,長期處于黑臭狀態,水中基本沒有水生植物.前后共設6個采樣點(圖1),涵蓋兩種堤岸類型及入湖口.其中,1#點和2#點之間的河段進行了河岸帶生態修復建設,在原有混凝土堤岸內側,使用木樁泥土護岸方式,填土后種植水生植物.4#點和5#點之間的河段以直立混凝土護岸為主,由于失去棲息地,無水生植物生長.
1.2采樣與分析方法
2009年10月至2011年4月于上述采樣點采集水樣,現場用YSI550A測定溫度(T)、溶解氧(DO),用YSI60測定pH,用薩氏盤測定透明度(SD).采集500ml水樣裝瓶,回實驗室12h內測定其他理化指標.總磷(TP)、銨氮(NH4-N)、化學需氧量(CODCr)分別采用鉬酸銨分光光度法、納氏試劑法和重鉻酸鉀法測定.由于水體污染嚴重,總氮(TN)含量很高,嚴格按照《水和廢水監測分析方法》中的總氮測定方法無法準確測定其濃度,導致2009年10月、12月和2010年4月的總氮測定結果偏小,該部分數據做缺失處理.2010年6月開始采用修改后的總氮測定方法[23],先取適量水樣加入螺口消解管內,加堿性過硫酸鉀氧化,氧化后水樣用酚二磺酸法測硝態氮含量,最后換算成水樣中總氮濃度.該方法能更準確地測得水中總氮的濃度.數據分析采用單因子水質標識指數法[24]來探討主要污染物及其污染程度.利用Origin8.0軟件進行作圖.
2結果與討論
2.1河段營養鹽濃度的季節變化
各采樣點NH+4-N,TN,TP,CODCr含量均有明顯季節變化,且變化趨勢相似(圖2).2009年12月到2010年4月各指標值增大,在4月或6月出現最大值,之后逐漸降低,到10月出現最低值,之后又升高.第二個高峰值顯著低于第一個高峰值.2011年3月各指標值低于前后兩次監測數據,可能是采樣前降雨、滇池蓄水后水質較好的草海水回灌造成的.NH+4-N由2010年4月最高值71.97mg/L迅速降至6月份的13.68mg/L,之后繼續降低,10月到達最低值.TN變化與NH+4-N一致,從6月份的15.4mg/L持續下降至10月達到最低值8.11mg/L.TP由4月最高值7.36mg/L快速降至6月份最低值達到0.84mg/L,然后在1.00mg/L左右小幅變化.CODCr值變化與TP變化趨勢一致,由4月份的138.07mg/L降至35.73mg/L,之后變化緩慢.本文對新運糧河的水質季節變化的研究結果與王自林等[5]對滇池主要入湖河道水體氮磷污染物濃度變化的研究結果一致:流經城區的河流水質較差,且雨季污染物濃度低于旱季.說明面源污染對流經城區的河流水質影響較小,在降水量較大的雨季,河道補水會顯著降低河流污染物濃度.上游大量生活污水及工業污水是河水中營養鹽的主要來源.監測河段較短,除4#點前段有條支流帶來大量污染物,無其他明顯的污染源.各指標濃度變化主要受降雨的影響,滇池流域雨季主要受季風緩流控制,具有明顯的季節性,多年平均降雨量為1035.3mm,雨季(5-10月)降雨量占83%.11月至次年4月是滇池周邊地區的旱季,降水量少,新運糧河雨水補給少,污染物不能得到稀釋,各指標濃度較高.2010年4月因西南大干旱而導致各指標濃度偏高,出現高峰值,之后雨季到來,大量雨水進入河流,各指標濃度快速降低.河流水質變化不僅受降水量影響,不同時期溫度差異也是影響水質的重要因素.微生物的凈化功能是河段水體自凈的重要組成部分.溫度對硝化反應有重要影響,當溫度低于15℃時,硝化反應明顯受到抑制[25].冬季氣溫低(12月水溫約為14℃),水體中微生物活性降低,代謝活動減弱,銨態氮等化合物轉化效率降低,有機化合物消耗量降低,致使水體中各污染物濃度較高.夏季氣溫升高(8月水溫約為24℃),微生物活性升高,有利于水體中的銨態氮轉化為硝態氮和亞硝態氮[26],進一步以氮氣的形式離開水體,同時有機污染物去除量也升高.因此溫度差異是造成冬季河段各污染物濃度高于夏季的一個重要因素.河水溶解氧也是影響水質的重要因素.監測河段由于河水污染嚴重,透明度低(SD≤40cm),溶解氧低(DO<1.0mg/L),水生生態系統結構與功能受到嚴重破壞.有機物污染嚴重的河流,水中硝化細菌等好氧微生物進行代謝反應消耗水中氧氣,其耗氧速率大于水體復氧速率,導致水中的溶解氧含量下降,甚至消耗殆盡而出現無氧狀態,有機物也主要以厭氧降解和缺氧降解的方式進行[27].細菌厭氧分解產生氨、硫化氫、揮發性有機酸等惡臭物質,以及鐵、錳的硫化物等黑色物質,是河水發黑、發臭的原因之一.雨季期間流入河流的雨水含豐富的氧氣,使好氧微生物代謝加強,有利于水質改善.近年來隨著滇池流域治理投資的增加,上游污染源截污工作的加強,污染嚴重的工業全部遷出該流域,生活污水直接向河道排放的量也減少,上游污染負荷降低,導致后期各指標與過去同期相比有所改善.#p#分頁標題#e#
2.2單因子水質標識指數法評價水質
單因子水質標識指數法既能對水質類別進行評價,又能在同一類水的水質指標中進行定量比較[24].可以完整刻畫評價指標的水質類別、水質數據與水環境功能區類別的比較情況.單因子水質指數P由整數及小數點后二位或三位有效數字組成,表示為:Pi=X1.X2X3,式中,X1代表第i項水質指標的水質類別,X2代表監測數據在X1類水質變化區間中所處的位置,X3代表水質類別與功能區劃設定類別的比較結果.當水質劣于或等于Ⅴ類水時,對于TN、TP、NH+4-N、CODCr的計算,X1.X2=6+(Ci-CV類標上)/CV類標上,X3=X1-f1,式中,CⅤ類標上為第i項指標Ⅴ類水標準上限,f1為水環境功能類別.對監測數據按照單因子水質標識指數法進行計算,然后取6個點計算結果的平均值[28],結果表明(圖3),所有X1.X2值均大于6,即所有指標均為劣Ⅴ類水,但各指標污染程度不同.TN標識指數最小值為9.8,最大值為16.8,表明TN濃度最低時為Ⅴ類水質上限的4.8倍,而最高為11.8倍.TP標識指數最小值為6.3,最大值為16.3,表明TP最小監測值為Ⅴ類水質上限的1.3倍,而最大值為11.3倍.NH+4-N標識指數最小值為7.8,最大值為34.9,分別是Ⅴ類水質上限的2.8倍和29.9倍.CODCr標識指數變化較小,在6.0~8.0之間,分別為Ⅴ類水質上限的1.0倍和3.0倍.總體而言,TN、NH+4-N的污染最為嚴重,TP次之,CODCr污染最輕.
2.3河段營養鹽濃度與河岸帶結構的關系
1#點至2#點之間河段已完成河岸帶生態修復工程.在原有混凝土堤岸內側,設置一排木樁,上面固定合適孔徑的防腐鐵絲網,混凝土墻與木樁之間填充泥土,泥土上端及滿足透明度要求的側面長滿水花生等水生植物(圖4);4#點至5#點之間河段為未修復河段,兩岸為光面直立混凝土護岸,無水生植物生長.兩河段長度相似,約為280m.2010年6月份監測數據代表雨季,2010年12月數據代表旱季.選取的兩個河段,沒有明顯的點源污染,假設沒有任何外源污染物,粗略計算各營養鹽的去除率.結果表明,6月份直立混凝土護岸河段TN、TP、NH+4-N、CODCr的去除率分別為21.62%、46.63%、13.22%、53.05%,生態護岸河段TN、TP、NH+4-N、CODCr的去除率分別為40.17%、62.10%、34.88%、77.25%.12月份直立混凝土護岸河段TN、TP、NH+4-N、CODCr的去除率分別為4.77%、2.93%、3.49%、11.28%,生態護岸河段TN、TP、NH+4-N、CODCr的去除率分別為7.53%、3.67%、16.37%、12.87%(圖5).
由此可以看出,相對于傳統的混凝土護岸方式,采用木樁泥土護岸方式可以更高效地去除水體中的營養鹽.雨季期間的6月份凈化效果更加顯著.12月份兩種護岸方式的營養鹽去除率都比較低,但生態護岸河段比直立混凝土護岸的去除效率略高.木樁護岸具有良好的透水透氣性能,保證河流生態系統和陸地生態系統之間的物質交換和能量流動,為河岸帶動植物、微生物的棲息繁衍提供棲息地.相對于混凝土護岸,木樁生態護岸具有更大的比表面積、更強的吸附性能,為微生物的富集提供良好的條件[19].增大水體中污染物與微生物的接觸,使水質得到更好的改善.泥土上生長的植物自身可吸收、轉化利用水體中的營養鹽,植物根系向水體釋放氧氣,為微生物提供營養物質,有利于微生物的生長,增強微生物凈化水體功能.監測河段以混凝土護岸和木樁護岸為主.河流內部生態系統嚴重退化,自凈能力低.直立混凝土護岸完全隔絕河水與岸帶的聯系.木樁護岸保證河水和岸帶有一定的聯系,但由于水質污染嚴重,木樁護岸凈化水質功能受到限制.河流水體依然黑臭,水體溶解氧低,透明度低,沒有有效地恢復河段的生物多樣性,生態系統結構和功能沒有得到有效改善.河流失去生物對水質的凈化作用,水體自凈功能嚴重退化[29].國內外研究[29-31]表明,只有重建和修復河流生態系統,增加生物多樣性,通過生物阻滯、降解、轉化、去除污染,優化生態系統結構與功能,增強河流自凈能力,才能有效減少入湖河流對滇池湖泊的污染.
要充分利用部分入滇池河道自身空間凈化水質,如在河道內布設人工水草、人工浮床、人工沉床等,加強對氮磷污染物的去除.多種河流治理技術已經在國內外得到實踐,其中針對溶解氧低的情況,可以適當地進行人工曝氣,制造出淺灘和深潭交錯[30-32]的河道,有利于水體的大氣復氧.水體透明度低可以通過人工種植水草,提高微生物量,增強微生物凈化水質效果以及采用人工浮床[33]和沉床[34-36]等手段進行改善.修筑緩坡不僅可以增加水體與土壤之間物質能量交換,而且在透明度及水深合適的區域,水生植物可以生長,從而增強水質凈化,為其他生物提供棲息地,有利于生態系統的恢復.
3結論
【中圖分類號】TE991.2 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672—5158(2012)08—0240-02
在農村物質生活水平不斷提高的今天,由于人口增加迅速、環境保護意識缺乏等諸多因素的影響,致使農村河流污染嚴重,迫切針對目前河流污染現狀采取有效性的控制策略,以促進農村河流良性發展。
1.農村河流污染現狀分析
1.1 農業面源嚴重污染農村河流水質
化肥、農藥過量和不合理施用形成農田的化肥、農藥流失,形成農業面源污染,而傳統灌溉方式加重了面源污染;集約化畜禽養殖產生的污染相當部分都隨農田排水或雨水而進入到河流,造成對地表水環境的污染。我國農業面源污染問題很大,粗略估算,目前水體污染物中來自農業面源污染的大約占1/3。十幾年來我國采取措施逐漸限制了工業污染的排放,城市生活污水也逐步進入污水處理廠處理,而對農業面源污染目前還沒有很好的辦法。在未來幾年里,如果不采取有效措施,由作物種植和畜禽養殖業導致的面源污染,對水質污染的“貢獻率”將日益凸顯,生態破壞和環境污染問題已成為制約農村和農業可持續發展的重要因素。以某農業大縣的某地為例:該地耕地面積24萬hm2,2001年~2006年5年期間的化肥施用量58萬t。按最低隨水流失量25%進行測算,5年期間該地的化肥流失量至少為14.5萬t。除了化肥、農藥和集約化畜禽養殖產生的污染,農村的作物秸稈目前也沒有好的去處,除了焚燒外,還有一部分秸稈和廢棄植物根莖進入河流,腐爛后也影響到農村河流水質。農村主要河流的總氮、氨氮等指標超標嚴重,超標率達到60%-70%,使得水域生態系統富營養化,水體變綠、發黑發臭,導致水葫蘆、水花生和水藻生長過盛、水體缺氧、水生生物死亡、河流淤塞等。還有大量的群眾飲用超標的河水,群眾反映現在生重病大病的人比以前多了。所以,農業面源對農村水環境的污染是農村河流污染的重要特點
1.2 外來水生植物引發農村河流沼澤化
水葫蘆、水花生是一種水草,原產于南美洲巴西等地。20世紀50年代后作為豬飼料在我國推廣種植,20世紀80年代以后農民就基本不用它作為豬飼料了,現在已成為一種害草,分布于我國大江南北。由于農業生產使用大量的化肥以及生活排泄物流失到水體,使農村河流水質普遍富營養化,造成水葫蘆、水花生迅速蔓延,泛濫成災。農村承包到戶后,農民對公共河流的狀況也沒有以前那樣關心了,加上使用化肥后農民不再攬河泥作肥料,使得河床逐年提高。根據筆者對里下河地區一百多條不受城鎮和工業影響的農村自然河流調查情況反映,農村河流都不同程度發現了水葫蘆、水花生瘋長的情況,由于每年水葫蘆、水花生自然的生長、腐爛、沉積,已經造成河底的明顯抬高,水面縮小,反復污染水質。多年的積累使得河流面臨沼澤化,水體變綠等。而且,水葫蘆、水花生的瘋長還影響了當地水生生物多樣性。這種由水葫蘆、水花生的長期瘋長得不到控制而引起的河流淤塞和沼澤化的趨勢是農村河流比較普遍情況。
1.3 總氮、氨氮成為主要農村河流污染物
由于環境保護工作的重點一般都放在城市,特別是一些經濟發達的城市對建設項目的環保把關比較嚴格,導致一些經濟不發達的農村地區接受了城市轉移的重污染項目。生產工藝落后、不符合國家產業政策的“十五小”的項目,甚至有些重污染項目不經過環保審批,在偏僻的農村得以生存。這些重污染項目沒有有效的污染防治措施,加上農村環境監管的不力,使得一些農村地區河流工業污染十分嚴重。
通過對某市2001年~2006年農村河流的監測調查顯示,25個監測斷面的22個水質指標中,對照地表水環境質量標準(GB3838—2002)V類進行評價,總氮、氨氮超標率100%,具體統計情況見表1??梢娍偟?、氨氮為主要污染因子,陰離子表面活性劑、COD、CODMn、BOD5、總磷、糞大腸菌群等有機污染也占比較大的比重,由此可見農田的化肥流失是主要原因,農村生活污水直排入河也是劣V類的重要原因,在人口密度愈大的區域,河流污染愈嚴重。
1.4 聚居點規劃及環境管理滯后嚴重污染農村河流
隨著我國現代化進程的加快,農村人口分布城鎮化,農民的居住方式城市化,使得鄉鎮乃至自然村建設呈現城市的特征。農民的生活方式也發生了根本變化,越來越多的農民用上了自來水、水沖式廁所、洗衣機,用水量比以前傳統的農村生活方式成倍增加,加上很多鄉鎮沒有環境基礎設施,缺乏環境規劃,環境管理滯后形成了農村鄉鎮地區和村聚居點附近的河流受到生活廢水的影響十分嚴重。主要反映河流的陰離子表面活性劑、化學需氧量、高錳酸鹽指數、總磷、總氮、糞大腸菌群等超標嚴重。農村聚居點附近的河道兩邊垃圾長期亂堆亂放,也對河流的水質產生嚴重影響。
2.農村河流污染控制策略
2.1 建立制度,長效管理
目前,我國的農村環境管理體系呈現以下特點:一是農村環境立法缺位,二是農村環境管理機構匱乏。而農村的水環境污染呈現3個方面的特點:一是排放主體的分散性和隱蔽性,二是隨機性和不確定性,三是不易監管性。所以,這樣的體系在解決農村水環境問題上不僅力量薄弱而且適用性不強。所以,在目前的情況下,必須重在制度建設,通過建立符合農村實際的長效管理制度,來鞏固清理整治的成果十分必要。而要達到長效管理的目的,重要的是廣大農民能夠意識到農村河流保護要依靠大家,每個人都不做污染河流的事情,而農民掌握和使用低耗高效的農業生產技術和循環綜合利用技術也十分重要。必須建立制度,多個部門,齊抓共管,合力推進,建立和完善鄉鎮公共服務機構,發揮他們應有的公益性,才能達到長效管理的目的。
2.2 做好規劃,突出整治
小城鎮環境規劃是農村水環境保護的一項首要工作,應把小城鎮環境規劃納入經濟社會發展規劃之中??梢酝ㄟ^規劃,設立控制區域,引導鄉鎮工業相對集中,便于工業廢水的集中治理和管理;科學劃定鄉鎮居民集中區,便于生活廢水的集中治理和管理;結合當地的實際情況制定控制農業面源污染的措施,對農民進行環境宣傳教育和技術培訓。在規劃中突出農村水環境的綜合整治,充分體現政府調控和引導作用,充分發揮農民在農村水環境的綜合整治中決定作用。有些好的傳統對農村水環境的影響非常大,如多施用糞肥、綠肥等有機肥料、攬河泥改良土壤、節水灌溉等都是控制農業面源污染進而改善農村水環境的良好措施,如果變成農民的自覺行動,農村河流污染控制就會達到事半功倍的效果。
2.3 政府重視,聯合作用
政府要加大農業基礎的投入,大力倡導循環經濟發展模式。政府的關注要落實到實處就必須要重視基本制度和體系建設,在事業單位改革中,要發動相關總站的聯合作用,應充分考慮農業技術推廣等有關單位的公益性,不能延續“政府卸包袱”思路。例如,目前一些公共服務機構(事業單位)在改革中不當市場化,造成其公益職能喪失,農業技術推廣體系幾乎失效,導致農業技術的選擇缺乏環境政策制約機制。20世紀80年代中期開始的農業技術服務體系改革是以減少農技推廣財政經費和鼓勵自我創收為目標的,縣鄉層次的有關機構大多由以往的全額撥款事業單位轉變為差額撥款事業單位。由于得不到足夠的財政撥款,農技推廣系統不得不從事與主體業務無關的經營活動以維持基本運轉和確保員工收入。很多地方的農技推廣機構甚至蛻變為以賣化肥、農藥為主的營利性機構。財政資金要為有關鄉鎮機構發揮應有的公益性提供保障,避免其過度市場化,使得先進的農業技術、農副產品綜合利用和環境保護知識不能推廣到廣大農民中去,造成農業污染源擴大而加重農村的水環境污染。
2.4 發動群眾,綜合整治
農村水環境綜合整治必須發動農民、依靠農民,增強廣大農民自覺愛護河流、自覺建設家園的主觀能動性。應廣泛開展“環保知識下鄉”活動,大力宣傳水環境保護知識,加強環保法制教育,引導農民養成保護水環境的良好習慣。開展以控制農業面源污染為重點的農村環境綜合整治。積極推廣以清理垃圾、糞便、秸稈、河道、工業污染源、亂搭亂建和建立相應管理制度為重點的農村“六清六建”工作,在“六清六建”中,突出清理河道和垃圾處理這兩個重點,制訂有關考核驗收標準,力爭使農村環境臟、村貌亂、設施差、布局散的現象有根本改觀,使得農村的河流污染從根本上得到改觀。
2.5 循環利用,推廣技術
要從發展低耗高效的農業著手,在農業生產的技術方面要推廣先進國家的灌溉技術,減少化肥農藥的流失。對環境影響較大的大中型集約化畜禽養殖場畜禽糞便處理可采用先沼氣池然后再做肥料的路線。對農村分散養殖污染的控制,必須指導農民樹立循環和綜合利用的理念,發展家庭庭院式的循環經濟。要研究和推廣先進的秸稈再利用技術,充分利用水葫蘆、水花生和廢棄植物根莖生產有機肥料,鼓勵農民多使用有機肥料,從根本上解決化肥、農藥、畜禽糞便等污染河流的現象。
2.6 結合特點,區別對待
在農村水污染治理中,應根據不同地區的水環境狀況,結合農村地區人口分布和污染排放的特點,采用工程措施和非工程措施結合的辦法來解決。經濟欠發達的地區,自然村落較多,不可能大規模地建設環境基礎設施,以非工程措施為主,加強低耗高效的農業生產技術推廣,立足資源綜合利用,解決化肥、農藥、人畜糞便、水葫蘆、水花生及作物秸稈對水環境的污染問題,不能不顧環境而片面追求發展工業。有條件的地區要加快推進鄉鎮工業污水、生活污水和垃圾集中處理,積極探索污水實用處理方法,鼓勵跨行政區域聯合建設規?;?、集約型污水處理廠。著重推廣“組保潔、村收集、鎮轉運、縣處置”的生活垃圾處置模式,提高農村生活垃圾收集率,積極探索農村生活污水和垃圾有償處理的辦法。政府可以在秸稈氣化、還田以及沼氣化等方面進行政策推進和資金引導。在河道的整治方面當地政府可以適當投資,建設有當地特色水環境亮點工程。在水環境整治工作中,應充分考慮各地的自然生態條件和經濟發展水平,不強求統一模式,不搞一刀切??梢栽谄皆?、水網、丘陵、山區、城郊結合部、風景名勝區等不同的自然生態條件下,發達和不發達的地區分別搞一些試點村,便于總結不同層次、不同區域的典型經驗。應當結合地區特點發展經濟,以提高水環境質量為目的,多考慮長遠的水環境保護問題。
3.結語
農村河流污染控制是—個系統性的工作,涉及諸多方面的因素,因此,還需要聯合群眾,從制度、思想、方法、技術等方面進行綜合性的控制,以保證農村河流的健康狀態。
聊城市水資源非常豐富,馬頰河、徒駭河、漳衛河等眾多河流在市內縱橫交錯,國家南水北調工程將從聊城經過,形成了我國北方少有的、獨特的水系。市區內有我國北方最大的城市湖泊——東昌湖,水面總面積5平方公里;京杭大運河、徒駭河、引黃灌渠等30多條大小河流穿城而過,并且水系相通,形成了“城中有湖,湖中有城,城河湖一體”的獨特城市風貌。
一、聊城地表水水質分析
1.評價方法的確定
因為綜合污染指數法在空間上可對水體的污染程度用定量指標分級,在時間上可刻劃水環境污染的總趨勢。綜合污染指數法采用選取的評價參數的實測濃度值與該指標的比值反映水體中污染物的超標倍數,用各項比值的加權統計值對水體分級,改善了單項指標評價不夠全面的缺陷。所以選用綜合污染指數法,作為本文的評價方法。
2.評價標準的選擇
本文以我國GB3838-2002《地面水環境質量標準》的Ⅲ類標準值為評價依據。
3.確定評價因子
評價因子的選取要符合全面性,反映污染的原則,結合聊城市河流水污染的實際狀況。故選用排放量大、毒性大的COD、BOD5、氨氮、硫化物、揮發酚、總磷、硝酸鹽氮和氰化物等8個項目。
4.確定評價對象的選擇
由于聊城市擁有眾多河流,有些河流沒有監測數據且這些河流對全市的地表水環境的影響較小。所以選擇聊城市的主要河流:馬頰河、徒駭河和漳衛河為評價河流。
5.聊城市1993~2008年地表水環境質量狀況
聊城市地表水環境的主要污染物有COD、BOD5、氨氮、硫化物、揮發酚、總磷、硝酸鹽氮、氰化物等。為了明確的污染因子對地表水環境的影響的大小,歷年污染因子的平均污染指數見圖1,
根據歷年污染因子的平均污染指數按大小排序為:氨氮、揮發酚、BOD5、 COD、硫化物、總磷、硝酸鹽氮和氰化物。各污染因子對地表水環境影響最大的是氨氮,其次是揮發酚。BOD5、COD、硫化物和總磷對地表水環境也有較大影響,硝酸鹽氮和氰化物對地表水環境基本沒有影響。
根據1993~2008年的監測數據,依河流為單元進行評價分析。根據分析數據可以得出,各河流的年際變化趨勢。
由圖2可看出,各評價河流的污染程度1993-2000年污染程度有所波動,但變化趨勢不大;2000-2002污染程度加重;2002-2004年污染程度減輕;2004-2008年污染程度有所波動,總體看減輕??傮w上看1993-2008年,聊城市地表水環境的污染程度有先上升后下降的趨勢。
二、 地表水環境質量變化趨勢
1.污染指數趨勢分析
如表1所示,1993-2008年聊城市地表水的主要污染指標中氨氮、COD、BOD5、硫化物和總磷呈明顯的先上升后下降的趨勢,揮發酚有所波動,硝酸鹽氮和氰化物變化趨勢不明顯。詳細數據見表1。
2.綜合污染指數趨勢分析
如表2所示,1993-2008年聊城市地表水環境的綜合污染指數,地表水環境的污染程度呈先上升后下降的趨勢。馬頰河和漳衛河2001-2004年污染程度最重,徒駭河1995-1996年污染程度較重。詳細數據見表2。
根據上述對地表水質變化趨勢的分析結果,可以得出如下結論:地表水環境的污染程度呈先上升后下降的趨勢;地表水環境的主要污染物是氨氮、揮發酚、BOD5、 COD、硫化物和總磷。
表1 1993-2008年聊城市地表水環境的污染指數表
表2 1993-2008年聊城市地表水環境的綜合污染指數表
三、 地表水環境污染防治對策
從以上分析可看出聊城市地表水環境已有所改善,但污染程度依然較重,主要是氨氮、揮發酚、BOD5、 COD、硫化物和總磷等污染指標引起。從中可得出,工業點污染源的防治仍然是重中之重,農業的面污染源的防治也不能忽視。為此提出以下建議:繼續抓緊建設集中污水處理廠,使城市生活污水達標排放。督促工業污染大戶自建污水處理設備,使其達標排放。對不能達標排放,近期無力進行生產工藝改進、無治理價值的污染企業,必須采用關停措施。對城市和企業實行水污染排放總量控制。依據河流的水環境容量和水資源保護規劃制定的區域水體的質量標準,確定各入河排污口的允許排污量,積極推行污染物排放許可證制度。對于超過允許排污量的應限制其向河流等水體排放。提高水資源的重復利用率。充分利用水價的經濟杠桿作用,適當提高水的價格,鼓勵企業或農業灌溉利用符合各自用水要求的廢水或經污水處理廠處理后的水源。從經濟角度使有關部門積極添置污水處理設備,參與治理水污染這一系統工程。教育農民合理使用化肥和農藥,減少因化肥和農藥過量使用造成的水環境污染。
參考文獻:
[1]方俊華,劉海艦,翟俊. 重慶渝北御臨河流域水體污染現狀及防治對策[J]. 重慶建筑大學學報,2004,6:59-62.
[2]陳志凱. 持續干旱與華北水危機[J]. 海河水利,2002.(1):6-9.
[3]王西琴,劉昌明,楊志峰. 河道最小環境需水量確定方法及其應用研究( I)———理論[J ] . 環境科學學報,2001 ,21 (5) :543 —547.
[4]李如忠,洪天求,金菊良. 河流水質模糊風險評價模型研究 [J]. 武漢理工大學學報,2007,2:43-46.
[5]張玉清.河流功能區水污染物客量總量控制的原理和方法[M].北京:中國環境科學出版社,2001.2-9.
[6]楊玉峰,傅國偉.區域差異與國家污染物排放總量分配[J].環境科學學報,2001,(2):129—133.
[7]錢駿,肖 杰,蔣廈,薛基瑜,趙磊. 長寧河流域水污染防治對策[J]. 西華大學學報·自然科學版,2006,1:54-56.
關鍵詞:城市;河流;交通;綠地;用水
從古至今,河流與人類的生產生活息息相關,沒有河流就沒有人類的文明。世界上著名的四大文明古國都和河流有著緊密的聯系。這些河流為城市提供了豐富的水源和便捷的交通,使得人類得以繁衍生息,創造文明。進入現代社會,河流不僅為人們提供水源、水上交通,而且成為城市綠化,污水排放以及休閑娛樂的場所,對城市經濟的發展,社會的和諧,環境的改善都有著不可替代的作用。
一、河流對城市的影響
(一)河流對城市城市用水的影響。
城市是人口密集、工商業發達的地區,用水量極大,所以城市離不開水源,沒有水源的城市是無法生存的,許多城市都在河流的交匯處或者靠近河流。如開封城址位于豫東平原,北臨黃河,城市供水以地面水為主。到了北宋,四大運渠橫貫開封城,不僅使開封成為全國水運的中心,而且城市供水也源源不絕。小城市人口較少,可以采用部分地下水,而大城市由于用水量太大,僅靠地下水是無法解決問題的。例如青島市由于人口增加,工業發展迅速,大量開采地下水,導致地面下降,海水倒灌等一系列問題。建國以來眾多大城市供水的經驗教訓都是證明開采地下水解決不了根本的用水問題。
(二)河流對城市交通的影響。
城市是全國或一個地區政治、經濟、文化的中心,城市交通是城市建設密切關注的內容之一,因此城址必須選擇在交通便利的地區。交通條件有陸路和水路交通之分,而河流及其沿岸往往二者兼得,既陸路交通方便,又水路交通方便。城市交通用地緊張、街道狹窄,車流人流在上下班期間,經常發生擁堵。國內許多河流兩岸的交通線已經成為城市交通主干線,如上海利用長江和黃浦江的水上交通,極大地緩解了城市交通的壓力。所以,開發河流的水運功能也會在一定程度上緩解城市交通緊張的局面。交通是城市興起的重要因素,中國所有城市都位于水陸交通線之上,如武漢,既有長江、漢江的水運之利,又有京廣線的鐵路運輸。河流既有水路之利,又為陸路交通提供了方便,所以許多城市多靠近河流。
(三)河流對城市環境的影響。
世界上許多城市都有河流從中間穿過,對于改善環境起著重要的作用世界上不少歷史名城,如巴黎、倫敦、華盛頓等,都有美麗的河流貫穿其中。河流是城市的靈魂,城市因有河流而變得更加生機勃勃。首先,一般沿著河流兩側都會形成一道美麗的綠色叢林,它不僅可以吸收廢氣塵埃,改善大氣質量,而且成為城市一道亮麗的風景線。其次,城市中的工業廢水,生活污水都要沿著下水管道進入河流而排走,沒有河流,就沒有污水排放的通道,那樣會極大地影響人們的生存環境。最后,河水的蒸發,增加了大氣的濕度,從而會增加大氣的降水量,每一次降水,都對城市進行了一次凈化,從而間接改善了城市環境。
(四)河流對居民日常生活的影響。
城市中用地十分緊張,文體娛樂場所的稀少,很少有機會接觸大自然,使得人們工作的閑暇時間沒有休閑娛樂的自然環境,這樣已經嚴重影響了城市居民的生活質量,河流沿岸形成的天然綠色地帶,可為緩解這種局面起到一定的作用。人們在岸邊下棋、看書、打拳、垂釣以及水上各種運動的開展,對于市民枯燥的城市生活提供了新的文體娛樂形式。
(五)河流對城市的其他影響。
河流還可以調節大氣溫度,減輕城市的熱島效應,使得城市在夏季的溫度不至于太高,冬季的溫度又不至于太低。河流形成的綠色植被帶,成為給類動物,植物繁衍生息的重要場地,增加了城市生物的多樣性,給城市帶來了生機。另外,河流對于城市的防洪排澇方面也有一定的積極意義。
二、城市河流存在的問題
(一)河流污染嚴重。
由于城市是人口密集、工商業發達的地方,大量的生產、生活污水排入河流,河流的水污染從污染類型到污染強度都在加大,污染的嚴重性已經超乎了人們的想象。我國大部分河流受到污染,許多大江大河的城市段已達不到人們生活用水的標準,魚蝦生物基本絕跡,而代之以適應污染的各類藻類生物大量繁殖,又惡化了水質,城市景觀由于水質受到污染,景觀質量下降,嚴重影響了河流兩岸居民的身心健康。
(二)河流周邊被侵占嚴重。
近年來,由于城市化的發展,城市用地十分緊張,因而時常出現河流岸邊被建設用地侵占的情況,而且越來越嚴重,甚至完全侵占。例如,旱河和河灘是河道的一部分,對于夏季由于暴雨較多而引發的洪水有著巨大的調節作用。由于城市建筑用地不斷擴大,導致許多地方的城市河流的旱河、河灘被占用,用作養殖、旅游開發、建屋、蓋廠等。當洪水襲來時,城市喪失了排水的途徑,使得城市有可能成為一片澤國,給人們的生產和生活帶來不可過量的損失。
(三)河流沿岸綠色植被帶破壞嚴重
河流沿岸,不但是各種生物資源在城市繁衍生息的重要地點,還是人們休閑娛樂、夏季納涼的好地方,但是許多地方卻出現了人為破壞植被的現象。例如,有人隨意亂踏草坪,折斷樹枝,采摘花草等,還有的隨意亂扔垃圾,隨地大小便等,都極大地破壞了河流沿岸美麗的景觀。
三、解決城市河流問題的途徑
(一)完善法律法規,加大宣傳力度。
由于河流對城市能夠帶來諸多的好處,因此應完善相關法律法規,保護河流免受污染、免受認為侵占、破壞,對于有違反之行為,理應嚴加處理,只有有法可依,有法必依才能有效低保護河流。同時,要加大宣傳力度,使人們了解河流對于居民、城市的重要作用,這樣人們才能夠自覺保護河流,愛護環境。例如:城市居民飲用的自來水大多取自河流,可是許多市民并不愛惜這個“飲水池”,肆意污染河流的行為屢見不鮮。因此,只有提高市民的素質,人與河流真正相互依存、相互尊重,才能最終讓城市與河流和諧共處、共生共長。
(二)治理污染,美化環境。 河流的生態功能一定程度上依賴于河流水質的清潔,河流如果成為城市排污場所,意味著河流生態功能的消失,河流只剩下排污的功能,對城市的生態建設將是致命的威脅。因此,對于城市污染較大的企業,應當加大檢查力度,限期進行污水處理達標,否則停產整改。對于生活污水也要集中處理,保證水質達標,使得河流從根本上消除污染源,切斷污染的源頭。設立專業清污人員,及時清除河流里的生活垃圾等污染物,保持河水四季常青。
(三)及時修繕維護,制止侵占破壞行為。
對于河流沿岸的綠色植被以及修建的基礎設施,應該及時維護修繕,對于破壞人員要依法追究相關責任。指派專業人員及時清理河流淤泥,保證水流暢通,以免夏季暴雨給城市帶來水澇,保證能夠及時泄洪。相關部門要查處亂占河道以及沿河地段的行為,對于違法建筑應該依法拆除,還市民一個休閑娛樂之地。
四、結語
河流是人類的朋友,為人們提供著諸多有益的功能,人類只有愛護河流,與之和諧相處,保證河流水質,協調城市建設與河流的關系,加大宣傳力度,提高市民素質,這樣才會使河流發揮更大的作用。
參考文獻:
[1]周淑貞。城市氣候學 北京:氣象出版社,1993。
[2]白光潤。地理科學導論 北京:高等教育出版社,2005。
英國是世界上第一個實現工業化和城市化的國家。以蒸汽動力為標志的工業革命,為不列顛最早叩開了現代化的大門。然而,在工業化的進程中,與經濟:榮和城市發展相伴的還有遭受污染的生態環境,其中,城I IJ河流污染尤為嚴重。英國,在摘取了一個工業化先行者J PG該摘取的最優惠成果的同時,也嘗到了工業化及城了化造成的水污染苦果。對尚未實現工業化及正處在現代化進程中的后發國家規避和整治“邁達斯的災禍”有所裨益2 =16促進人與自然和諧發展。故本文不揣淺陋,愿就工業化時期英國城市河流污染的成因、防治及其特點等問題予以探討,以就教于方家。
一、英國城市河流污染的狀況
城市水污染自古有之。人類早期活動產生的廢棄物大都被排人大氣或棄置于水中,古時的城市居民已有用法令和規章控制污染的嘗試。在古希臘,只有獲得特殊允許才能設立制革廠;古羅馬也有規章規定,制革、榨油和洗衣作坊只能設立在沒有居民點的臺伯河對岸。但是,早期的污染僅限于十分狹窄的范圍。
上百年來,英國的毛紡業等傳統工業無疑也降低了河流水質,但是,嚴重的水污染直到19世紀工業化時期才真正發生。工業革命以來,隨著工業的發展和城市人口的劇增,不斷排放的工業廢水和生活污水使英國的許多河流受到了污染,在19世紀,城市河流污染成為十分普遍的現象。
恩格斯對當時河流污染的描述頗為詳盡。例如,流經利茲的艾爾河,“這條河像一切流經工業城市的河流一樣,流人城市的時候是清澈見底的,而在城市另一端流出的時候卻又黑又臭,被各色各樣的臟東西弄得污濁不堪了”;流經曼徹斯特的兩條小河—艾爾克河與梅德洛克河的污染狀況亦十分嚴重,“停滯的艾爾克河,這是一條狹窄的、黝黑的、發臭的小河”,梅德洛克河的“河水也是漆黑的,停滯的,而且發出臭味。
此外,流經西賴丁約克的卡爾德河,在1852年以前始終是魚類喜愛的棲息地,至1867年,皇家委員會已不得不沮喪地承認:“流經西賴丁約克的,與其說是河水,不如說是墨汁。艾爾克河的支流布拉德福河,曾是男孩們捕魚的樂園,也被工業化的浪潮熏染得通體黝黑,以致“只需一根火柴,就可以將它點燃”,儼然是一條隨時噴發的黑龍。
泰晤士河曾是一條美麗的河流,英國人習慣地稱之為“老父親泰晤士”。19世紀以前,泰晤士河河水碧波蕩漾,魚蝦成群,是舉世聞名的魷魚產地,詩人蒲柏在1728年將其描繪為“銀色的洪流”。工業革命以來,隨著沿途城市居民的劇增以及大量工廠的建立,各種污染物源源不斷地進人泰晤士河,牛津以下河段的水質急劇惡化,泰晤士河成為一條污濁不堪的“臭河”。1855年,化學家法拉第致信《泰晤士報》:“整條河變成了一種晦暗不明的淡褐色液體……氣味很臭……整條河實際上就是一道陰溝??梢?,英國城市的水污染在19世紀中期已經相當嚴重。
二、英國城市河流污染的成因
那么,究竟為何諸多河流在一個世紀里都變了色、變了味,這么嚴重的污染是怎樣產生的呢?無疑,工業廢水和公共廢水是城市水污染的主要來源,其中,英國工業革命時期的工廠布局和工業類型又是產生大量工業污水的直接原因。
工業化初期,主要的機械動力是水力,“由于使用水力機,工廠不得不設在大流量的急流旁邊”。因此,英國的第一批近代工廠自然傍河而建,在英國工業的發源地和中心—曼徹斯特,“幾乎所有的廠房都是沿著貫穿全城的三條河流和各種運河建立起來的。這既解決了動力問題,又方便了廢水處理,河流也成了廢水排放的理想場所。蒸汽機發明后,以前依靠水力機械、依河而建的工廠逐漸轉移到城市中,但工廠對那些流經城市的河流的依賴并沒有減輕。因為蒸汽機的第一需要和大多數工業生產部門的主要需求,都是比較潔凈的水。水作為冷卻劑是蒸汽機不可或缺的,一些工業部門如毛紡業、印染業、造紙業的生產過程也離不開水,還有釀酒、洗煤,沒有水更寸步難行。同時,水路為工業主提供了廉價的運輸途徑。因此,一條河流附近往往分布多家工廠,例如艾爾克河,“橋以上是制革廠;再上去是染坊、骨粉廠和瓦斯廠,這些工廠的臟水和廢棄物統統匯集在艾爾克河里”。這些廢水中往往含有鉛、堿、硫等污染物,而且大多是未經處理就直接排放,使水質大大降低,造成嚴重的河流污染。
造成城市水污染的另一主要來源是公共廢水。公共廢水主要包括人畜的排泄物、生活垃圾和洗滌劑。公共廢水的存在本不可避免,但在英國工業化時期,因城市化和城市人口增長過速,加上市政建設滯后,遂使水污染加劇。
一方面,與工業化相伴的是,英國城市化發展迅速,城鎮人口增長急劇。勢如潮涌的人口,被壓縮到很小的擁擠不堪的中心點上。從增長數量上看,大約在1800年,英國只有一個大城市—倫敦,人口約100萬,遠遠超過其他城市如利物浦、曼徹斯特、伯明翰和布里斯托爾等(這些城市的人口大多只在5到10萬之間)。1850年倫敦人口增至2 ,360 ,000人,另有9個城市在10萬人以上,18個城市在5萬到10萬之間。1910年英國有46個城市超過10萬,倫敦人口更是猛增至450萬。從增長率看,蘭開夏在1700年至1801年間人口差不多增加兩倍,曼徹斯特的人口在1773年至1801年間也增加了兩倍。到1851年,英國的城市人口已首次超過農村。城市的擴展和人口的集中大大增加了水資源的消耗,也使城市的公共衛生日益惡化,垃圾成堆、污水橫流構成了那時英國許多城市的基本外貌。
另一方面,英國城市化雖快,但城市化水平較低,市政建設滯后?!八械氖墟?,不論是新的還是老的,都面臨著公共衛生的嚴峻問題,工業化早期,英國的城市尚未建立清掃垃圾的制度,垃圾糞便隨意堆放,人們甚至因廁所太少不得不隨地大小便。特別是貧民窟,成了疾病流行的孽生地,被人們稱為“霍亂國王的巢穴”。在利茲,最不衛生的地區是工人住的狹窄的房屋區,這類建筑物里不具備任何一種排水設施,廁所少且前后無遮無蓋。到1831年,即使是已擁有14萬以上居民的曼徹斯特市區仍沒有鋪砌街道和修建下水道的條例。非但如此在曼徹斯特新城(又叫愛爾蘭城,the Irish town) ,“街道沒有鋪砌,也沒有污水溝,可是這里卻有無數的豬群”。大量垃圾、糞便、洗滌用水還有從街道屠宰場排出的水染上深紅色的獸血,經過公用陰溝和露天排水溝通往小河、水塢,加重了城市河流的污染。
綜上所述,工業化和城市化的“副產品”是造成城市河流污染的主要原因。除此之外,工業化時期英國的社會思想是污染得以加劇的促因。
首先,英國人將“自由放任”思想奉為圭泉,對工業革命造成的工業中心人口膨脹、城市污染和公共衛生等問題盡量不干預;其次,社會以追逐財富為價值取向,對“污染”則漠不關心。英國貴族通過經營追求財富早已成為慣例,社會中下層又有著一股“向上看”的風氣,于是上行下效,社會形成了以謀求利潤為榮的風氣。
難怪連外國觀光者都不禁要驚呼:“英國的城市純粹是工作和掙錢的地方,而絕非休息和享受的樂園,那種具有更高尚品格的人還沒有出現。
三、英國城市河流污染的防治及其特點
隨著河流污染狀況的不斷加劇,以及由此引發的各種危害,人們開始意識到有必要采取措施對污染予以遏制,但長期似來,社會的反應并不積極。直到19世紀中期,隨著流行病的多發,城市才開始實行系統的衛生改革,如下水管道、清水供應和道路清潔等。同時,社會對城市河流污染的防治也愈加重視,各項治理措施逐漸建立,整治渠道逐步完善。下面將結合英國在這一時期的防治措施,對城市河流污染的治理特點進行探討。
(一)各群體和多渠道的廣泛參與。生態學家和衛生學家最先向社會發出正視污染的呼聲,他們是治污的先行者。部分生產者組成志愿協會,呼吁減少廢物排放、倡議革新生產技術,為政府的積極治理建言獻策。議會和政府通過立法和行政手段,全面領導水污染的治理。這樣,河流污染的防治得到了議會、政府、社會組織和個人等各群體的參與和支持。
(二)議會立法和政府作為是治理污染的主導力量。一方面,從議會來說。1848年霍亂發生后,議會通過了第一部“公共衛生法”,并成立衛生部,雖不是專為治理水污染而設,但它規定在傳染流行區域設立地方性衛生委員會,負責處理當地污水問題。由于習慣法提供的防御河流污染的措施起不到明顯效果,1855年,議會頒布了《有害物質去除法》,試圖對那些以工業廢水污染河道的制造商處以罰款1865年和1868年,議會又先后兩次委任皇家委員會,負責調查河流污染的狀況并尋求行之有效的治理途徑叫即。在第一屆委員會提交初次報告后十年,議會通過了《1876年河流污染防治法》,這是英國歷史上第一部防治河流污染的國家立法,也是世界歷史上第一部水環境防治法規。法案不僅對禁止排放的各類污水和違法行為進行了詳細規定(包括工業廢液、顆狀和懸浮狀污染物、下水道污水排放等),還任命專家擔任審查官,向工作部門提供實施建議,并通過監督技術改進以控制河流污染。這是一部具有“框架性”意義的法案,它關于防治河流污染的基本原則一直沿用至1951年。
另一方面,從政府作為來看,主要是加強市政的排污系統建設。例如,1858年倫敦市政當局修建的“倫敦下水干道”,以及1863年秋動工的泰晤士河河堤,就是政府治污的工程舉措,通過建立下水道網絡將工業污水和生活垃圾轉移到下游地區,為減少倫敦水生疾病的發病率方面起到了重要作用。應該說,在19世紀,尤其是下半葉,英國議會和政府在治理河流污染方面確實做出了一定的努力,也取得了一些積極的效果。
(三)專家治理充當重要角色,發揮積極作用。1842年查德威克的《英國勞動人口衛生狀況的調查報告》發表,揭示出糟糕的公共衛生狀況,尤其是“飄著惡臭的廁所、污水溝和被污染的飲用水”是引發霍亂的根源。麻醉醫師約翰·斯諾也提出同樣的觀點,1849年,他發表《論霍亂的傳染方式》一文,指出被病菌污染的水源是霍亂傳播的主要渠道”。他的這些結論有力地說明了治理水污染的必要性,也堅定了全社會的治水決心。1848年,約翰·西蒙醫生被任命為倫敦城區的保健醫官,“這一職務不僅在爭取城市制定供水、排水、貧民窟的清潔規劃方面起了重要作用,而且對確保有關建筑和人口過分擁擠的規章的執行具有重要意義”。
議會在第一部河流污染防治法制定之前委任了兩屆皇家委員會,委員會全都由相關領域的專家組成。如第二屆皇家委員會的主要成員:皇家工程院德尼森爵士、化學家弗蘭克蘭德和農學專家默頓等人。他們通過調查取證,親自實驗,向議會遞交調查報告,同時,專家們還對肆意向河流排放廢水的行業進行嚴厲譴責,同時建議政府設立限制廢水排放的詳細標準,為國家制定水污染防治法案提供了理論依據。
礙于諸多阻撓因素,《1876年河流污染防治法》的實施效果并不理想,19世紀末,英國主要河流受污染的糟糕狀況沒有顯著改善。1898年,英國又一次委任多名專家組成皇家委員會,調查污染來源和督查河流防治的進度。與德尼森爵士等前輩不同的是,此次委員會的專家們更加務實。他們注意綜合考慮多方利益,設法調動工廠主的治污積極性,待之以寬,不求速變,先制定適度可行的治污標準,再隨污染狀況的改善而逐年將標準提高。在這種務實精神的倡導和促進下,產生了一系列減輕水污染的新方法。首先,也是最簡捷的方法—一些濱海城市(如利物浦、霍恩、布里斯托爾等)將部分污水注入大海,通過污水轉移以緩解河流的吸納壓力。其次,建立“污水農場”,將污水引到離城鎮不遠的農場用以灌溉作物,既廉價、無害,又不影響豐產,到19世紀末,像倫敦、曼徹斯特和諾丁漢等地附近已有不少這類農場。此外,多種凈化劑得以應用,如動物骨灰、焦炭和頁巖等,都能起到過濾和凈化污水的效果??梢哉f,這些成效凝聚著諸多專家的汗水和智慧。
治污成效雖不顯著,但仍在困境中漸進19世紀特別是下半葉,英國人治理河流污染的努力有目共睹,可惜收效不能令人滿意,因為在河流污染的防治過程中尚存在諸多阻力。
其一,政府治污不堅決。一方面,英國在19世紀面臨國內政治經濟和對外關系等諸多緊迫問題,相形之下,河流的防治事宜尚不夠急切;另一方面,對工業與貿易利益的關切使行政當局不愿對工礦企業的污染行徑和搪塞應付過于苛責,這勢必影響政策法規的貫徹力度。其二,工廠主和礦主不誠心。革新生產技術、減少污水排放意味著投入的必然增加,顯而易見,這種增加成本和損耗利潤的要求是無法讓各行業的污染大戶欣然接受的。其三,民眾不覺悟?!耙粭l受污染的河流對健康的實際影響,在19世紀70年代還不為公眾所認識。168公眾對皇家委員會提出的防治措施或一無所知,或漠不關心,更有甚者對一些協會付出的反污染的努力嗤之以鼻,將其譏為理論家的空談。其四,科技不過關。19世紀中后期的科學對水污染特征、水污染對健康的影響以及水的凈化問題上缺乏明確認識,科學家不能準確找到河流中有毒物質的來源,而關于污染治理的技術開發又不夠成熟,要改善大規模的污染狀況自然是力不從心。因此,有人總結道:“河流污染的治理必定被看成是維多利亞時代公共衛生史中令人最不滿意的一章。盡管如此,英國人在防治河流污染過程中取得的積極成效還是不能抹煞的。
四、關于英國城市河流污染及治理的幾點啟示
作為第一個進入工業化社會的國家,英國城市河流污染的經歷和治理得失值得后發國家借鑒。
中圖分類號:P343文獻標識碼: A
一、前言
目前,河流湖泊的生態環境正在遭受更為惡劣的破壞,河流湖泊受污染的程度不斷加深,所以,研究河流湖泊的整治技術是挽救河流湖泊生態的一個重要舉措,必須要加以重視。
二、污染現狀
據統計,我國的河流、河段有1/4以上因污染而不能滿足最基本的灌溉用水(我國Ⅴ類水質標準)要求。單就河段來說,水質污染嚴重而不能用于灌溉,即劣于Ⅴ類的河段約占10.6%。水體己喪失使用價值,受到污染相當于Ⅳ、Ⅴ類的河段約占46.5%。從七大水系污染情況來看,我國南北有差異,即七大水系中,遼河、海河兩大水系屬于重度污染,淮河、松花江、黃河三大水系屬于中度污染,只有長江、珠江兩大水系的總體水質良好。而且水污染正從東部向西部發展,從支流向干流延伸,從城市向農村蔓延,從地表向地下滲透,從區域向流域擴散。因此我們應該加大力度重視河流污染問題,為我們未來的用水以及子孫的用水提供可能。
三、城市河流污染現象產生的原因
通過作者的分析和總結,上述城市河流污染現象的產生主要受到生活污水、工業污水及農業污水三方面的影響。
1、城市生活污水排放總量不斷增長,但污水的處理率沒有同步增加,致使河流遭受嚴重污染,既影響了城市河流的水質,又影響了城市的景觀,破壞了城市的生態環境,使人們的健康和生活受到損害。
2、工業污水排放仍是城市河流目前的重要污染源。雖然外資企業、合資企業和國有大中型企業的污水得到了有效治理,對污染嚴重的工廠采取了關閉、搬遷等措施,但是許多中小型企業和鄉鎮企業的廢水沒有得到有效治理,偷排、漏排的現象時有發生,甚至對有些國家明確規定不許排放的有毒有害物質仍排放入河流,導致河流污染日趨嚴重。
3、農業污水的排日益增加。隨著郊區城市化發展,小城鎮的生活污水量急劇增加,化肥、農藥的流失量也越來越多,而且郊區畜禽養殖業的發展,使規模化養殖場的糞尿和廢水基本上未經處理就直接排人河流,成為日益嚴重的污染源。
四、湖泊富營養化成因
光合作用下,水體中藻類原生質的生成有賴于碳、氮、磷的存在,碳、氮、磷是生成藻類的決定性因素,也是構成湖泊水體富營養化的決定性因素。由于藻類可利用的氮遠比可利用的磷多,因此,磷常被作為富營養化的限制因子。湖泊富營養化可分為天然富營養化和人為富營養化。人為富營養化是當代湖泊富營養化的主要因素。人類出于經濟生產的需要,忽視自然規律,一方面以點、面源形式通過河渠、徑流等水文過程向水體排放生活、工業和農業廢水;另一方面又采取種種措施破壞水生植被(如水產養殖)、縮小湖體自凈容量、在沿岸帶進行各種工農業生產活動(如圍星、筑堤),從而加劇了湖泊富營養化進程。
五、河流湖泊污染的整治技術
河流污染治理與生態修復技術種類繁多,但從技術原理上看,可分為物理、化學和生物/生態技術三大類。
1物理技術
物理方法往往治標不治本,污染物只是得到了轉移而并沒有消除.
(一)調水
調水是通過水利設施(如閘門、泵站)的調控引入上游或附近的清潔水源來改善下游污染河道水質,其實質是由于清潔水的大幅增加使污染物得到稀釋從而改善水質,但并未減少河道的污染物通量(總量)。對于上游或附近具有充足清潔水源、水利設施較完善的河網地區,該技術不失為一種投資少、成本低、見效快的治理方法。
2、曝氣復氧
人工曝氣復氧技術是根據受污染河流缺氧的特點,人工向水體中充入空氣或氧氣,加速水體復氧過程,以提高水體溶解氧水平,恢復和增強水體中好氧微生物活性,使水體中污染物得以凈化,從而改善河流的水質。人工曝氣通過物理吸附、生物吸收和生物降解等作用以及各類微生物和水生生物之間功能上的協同作用去除污染物,并形成食物鏈去除有機物。
應用形式主要有固定式充氧站和移動式充氧平臺兩種。主要應用于過渡性措施使用和對付突發性河道污染使用。該技術由于設備簡單、易于操作而被許多國家優先選用凈化中小型河流。實例有英國泰晤士河,德國Emscher河,韓國釜山港灣,美國圣克魯斯港,北京清河,上海上澳塘,上海蘇州河等。
另外,有研究表明采用人工復氧技術并投加生物制劑及底質改良劑,放養水生動植物等集成技術治理河道,效果比單純復氧更好。
2、化學類技術
(一)化學絮凝處理技術(CEPT)
化學絮凝處理技術(CEPT)是一種通過投加化學藥劑(一般為混凝劑)去除水體污染物,改善水質的處理技術,較適用于污染嚴重、較為封閉的地表水體。且由于其除磷效果良好,特別是低泥磷的釋放,有一定效果,也適用于富營養化河流。一般通過直接將藥劑投加到水體中或者是將河水用泵提升至建于岸邊的永久(或臨時)構筑物中,再投加藥劑進行河水的化學一級強化處理。
(二)化學除藻
化學除藻是控制藻類生長的快速有效的方法,在治理湖泊富營養化中已經有應用,也可以作為嚴重富營養化河流的應急除藻措施。但常用化學除藻劑會對魚類、水草等生物產生危害甚至導致死亡,甚至具有致癌作用;化學除藻雖可使水質暫時得到改善,但不能從根本上解決湖泊富營養化問題,且會造成二次污染,一般不采用。
3、生物/生態技術
(一)生物強化技術
生物強化技術,是直接向污染水體中接種外源的污染降解菌,利用其喚醒或激活水體中原本存在的、但被抑制而不能發揮其功效的微生物,并通過它們的迅速增殖,強有力地鉗制有害微生物的生長和活動,從而消除水體有機污染及富營養化,消除水體的黑臭以及硝化底泥。目前國內外常用的有集中式生物系統、高效復合微生物菌群及固定化微生物等技術。
在營養化污染水體中,原位修復投菌技術逐漸受到關注。日本、韓國、澳大利亞等國采用定期向水中投放光合細菌,由于光合細菌能利用光能和氧將微污染水或廢水中的無機和有機碳源及其它營養物質轉化為菌體,從而能起到凈化水質的作用。
(二)生物促生技術
生物促生技術是通過向污染河流投放解毒劑、降解污染物的多種酶、有機酸、微量元素、常量元素、維生素等,以減輕環境中的毒性,對自然界中污染物降解土著微生物起到促生作用,為之創造一個能順利完成其自然降解功能的環境,強化污染環境的自凈能力,加速對有機污染物的分解。
(三)生物膜技術
生物膜法是根據天然河床上附著的生物膜的凈化及過濾作用,人工填充填料或載體,供細菌絮凝生長,形成生物膜。利用濾料和載體比表面積大,附著微生物種類多、數量大的特點,從而使河流的自凈能力成倍增長。它非常適合于城市中小河流的直接凈化。生物膜法具有較高的處理效率,對受有機物及氨氮輕度污染水體有明顯的效果。有機負荷較高,接觸停留時間短,減少占地面積,節省投資。
六、結束語
綜上所述,河流湖泊的污染問題越來越嚴重,提高整治的效果和技術含量已經迫在眉睫,今后必須要更加清醒的認識到河流湖泊整治工作的重要性,采取更加有效的整治措施,提高整治的效果。
【參考文獻】
[1]劉影.淺談城市河流水環境問題的綜合治理[J].科技創新導報.2009(11).