城市水体（共10篇）
城市水体 篇1
在城市形成和发展的过程中, 城市河流作为重要的资源和环境载体, 关系到城市生存, 制约着城市发展, 是影响着城市风格和美化城市环境的重要因素。我国城市河道水变黑变臭, 藻类繁殖现象日趋严重。据调查, 我国城市河道大约有50%受到不同程度的污染, 对这些河道水体进行治理修复, 是社会经济发展、城市景观、生态环境建设的迫切需要。我国城市河道水体污染主要包括氮磷等营养物和有机物污染两方面, 而且污染物的来源比较复杂, 既有天然源又有人为源;既有外源性又有内源性。控制外源性污染物, 可从控制人为污染着手, 以法律的手段控制人为污染源的排入。而对内源性污染物, 要根据水体中主要控制元素采取不同的方法。目前国际上采用的水体修复技术主要有三种方法:物理、化学和生态-生物方法。
1 河道水体修复技术
1.1 生态-生物方法
水体生态-生物修复技术是国外近来发展很快的一种新技术, 是按照自然界自身的规律去恢复自然界的本来面貌, 强化自然界自身的自净能力去治理被污染的水体, 这是人与自然和谐相处的合乎逻辑的治污思路, 也是一条创新技术路线。
生态-生物污水处理技术, 是利用培育的植物或培养接种的微生物的生命活动, 对水中污染物进行转移、转化及降解作用, 从而使水体得到净化的技术, 具有处理效果好, 工程造价相对较低, 耗能低或不需耗能、运行成本低廉、无二次污染等优点。还可以与绿化环境及景观改善相结合, 在治理区建立休闲和体育设施, 创造人与自然相融合的优美环境。所以这种成本低廉的实用技术非常适用我国河道水处理。生态—生物方法主要包括生物膜法、水生植物系统、投放生物菌种或微生物促生剂等。
1.1.1 生物膜法
是指用天然材料 (如卵石) 、合成材料 (如纤维) 为载体, 河道水经过时, 在其表面形成一种特殊的生物膜, 生物膜表面积大, 可为微生物提供较大的附着表面, 有利于加强对污染物的降解作用。其反应过程是: (1) 基质向生物膜表面扩散; (2) 在生物膜内部扩散; (3) 微生物分泌的酵素与催化剂发生化学反应; (4) 代谢生成物排出生物膜。经过这些反应后水体基本得到净化, 再排入河道中。日本坂川古崎净化场就是河道水体修复典型的例子, 从几年的观测表明, 河道污染水体有了明显的改善。古崎净化场是一座利用生物-生态修复技术的水净化场。其原理是利用卵石接触氧化法对水体进行净化。古崎净化场建在江户川的河滩地下, 充分节省了土地, 是地下廊道式的治污设施。水净化场结构十分简单, 主体结构是高4.5 m, 长28 m的地下矩形廊道, 内部放置直径15～40 cm不等的卵石。用水泵将河水泵入栅形进水口, 经导水结构后水流均匀平顺流入甬道。
另外有若干通入廊道内。净化作用主要由以下三方面组成: (1) 接触沉淀作用, 污水经过卵石与卵石间的间隙, 水中的漂浮物触到卵石即沉淀; (2) 吸附作用, 由于污染物自身的电子性质, 或由于卵石表面生物膜的微生物群产生的黏性吸附作用; (3) 氧化分解作用, 卵石表面形成一种生物膜, 生物膜的微生物把污染物作为食物吞噬, 然后分解成水和CO2。图1是几项水质指标在处理前后的变化值。
1.1.2 水生植物系统
水生植物系统对水体的净化作用主要有以下几种: (1) 吸收作用。主要是利用水生植物 (例如风眼莲、芦苇、狭叶香蒲、丽藻等) 吸收利用污水中的氮磷元素及水中一些重金属元素; (2) 降解作用。水生植物群落的存在, 为微生物和微型生物提供了附着基质和栖息的场所。这些生物能大大加速截流在根系周围的有机胶体或悬浮物的分解矿化; (3) 吸附、过滤、沉淀作用。浮水植物发达的根系与水体接触面积很大, 能形成一道密集的过滤层, 当水流经过时, 不溶性胶体会被根系粘附或吸附而沉降下来, 特别是将其中的有机碎屑沉降下来。一般来说, 内源污染的主要贡献者是水中的有机碎屑; (4) 对藻类的抑制作用。水生植物和浮游藻类在营养物质和光能的利用上是竞争者, 前者个体大、生命周期长, 吸收和储存营养盐的能力强, 能很好的抑制浮游藻类的生长。如用配植石菖蒲的水培养藻类, 可破坏藻类的叶绿素a, 使其光合速率、细胞还原TTC的能力显著下降。另外, 水生植物根圈还会栖生某些小型动物, 如水涡牛, 能以藻类为食。
植物发挥的作用不仅是在美学方面, 在臭味控制、昆虫控制及污水处理方面也发挥重要的作用。杭州市从2000年6月开始, 在南应加河上进行水生植物水面种植净化水体试验, 试种植物主要包括美人蕉、水竹、空心菜和水稻等。具体要求达到:消除水体异味、水体透明度接近1 m、每年的植物景观时间在10个月以上、基本恢复水体的自净功能。
经工程实施后的监测情况来看, 制定的要求基本上达到。水体透明度从实施前的5 cm增加到实施后最好时达1 m以上, 并得到了较好的维持;氨氮和总磷甚至分别比实施前下降4倍和11倍;其他如高锰酸盐指数 (CODMn) 、溶解氧 (DO) 等也有较显著的提高, 还出现了鱼类和甲壳类水生动物。
1.1.3 生物菌种和微生物促生剂
就是直接向污染河道水体中投加经过培育筛选的一种或多种微生物菌种和投加微生物促生剂 (营养物质) 。目前对于在污染水体中直接投加微生物菌种的生物修复技术争议较多, 焦点集中在使用菌种是否带来环境安全性问题。另外对于流动性且污染程度较轻的水体来说, 直接投放微生物菌种效果不是很好。而对于投放微生物促生剂, 不存在安全性问题, 而且通过促生作用, 促进了污染物降解微生物生长, 使污染水体的BOD5, CODcr迅速下降, 溶解氧明显上升, 黑臭消除。生物检测结果表明, 投放药剂后的河道中, 微生物由厌氧向好氧演替, 生物由低等向高等演替, 生物的多样性不断增加。
同时, 它还是一种投资少, 成本低, 见效快的水体修复技术。
1.1.4 河道曝气复氧
污染严重的河道水体由于耗氧量大于水体的复氧量, 溶解氧降低, 甚至处于缺氧 (或厌氧) 状态。向缺氧 (或厌氧) 状态的河道进行人工充氧 (此过程称河道曝气复氧) 可以增加河道的自净能力, 改善水质, 改善和恢复河道的生还能力。
河道曝气复氧对消除水体黑臭效果已被许多例子所验证。周杰等通过河道曝气技术使溶解氧 (DO) 浓度提高, 消除了水体中的致黑臭物质, 有效改善或缓解黑臭现象。王文林等在张家港市重污染河道花园浜河中引入了太阳能曝气治理技术, 结果表明, 上、下游30 m范围内水体的DO浓度比对照区显著升高, 特别是底层水体DO浓度升高了5～8倍;运行一段时间后, 水体的透明度得到明显改善, 水体中的化学耗氧量 (COD) 、总氮 (TN) 、氨氮 (NH4+-N) 、总磷 (TP) 浓度则显著降低, 对其最大去除率分别达到37.2%, 16.9%, 45.6%和33.5%。
其原理是水中的溶解氧与黑臭物质 (如H2S, FeS等) 之间发生了氧化还原反应, 反应速度快。由于黑臭物质 (还原物) 的耗氧量是COD的一部分, 这部分物质的去除可降低水体的COD。同时河道充氧还可以使处于厌氧状态的较松散的表层底泥转变为好氧状态的较密实的表层底泥, 因而可减缓深层底泥中污染环境物向上覆水体的扩散。此外水体的曝气复氧有助于加快恢复黑臭状态的河道水生态系统。
1.1.5 生物操纵技术
是指在湖泊富营养化控制方面运用生物操纵措施即增加凶猛性鱼类数量以控制浮游生物食性鱼的数量, 从而减少浮游生物食性鱼类对浮游动物的捕食, 以利于浮游动物种群 (特别是枝角类) 增长, 浮游动物种群的增长加大了对浮游植物的摄食, 这样就可抑制浮游植物的过量生长以至水华的发生。崔福义等在30 g/m3水体的放养生物量下, 对微型生态系统中鲢、鳙鱼的生物操纵作用进行了实验研究。结果表明:鲢、鳙鱼的放养, 尤其是混养可有效抑制水体中水蚤类浮游动物的孳生, 而且水体中氮、磷等营养物质得到了一定程度的去除, 浮游藻类尤其是蓝、绿藻的生物量也被控制在较低的水平, 从而有效控制水体富营养化进程。
1.2 物理方法
包括疏挖底泥、引水冲淤、截污治污、机械除藻等(图1)。
1.2.1 疏挖底泥
是指把污染底泥从河道中清除出去, 可以较大程度地削减底泥对上覆水体的污染贡献率, 从而改善水质。但是, 其中却存在许多问题, 对特定水体而言, 对其底泥的疏浚是否有必要, 或者疏浚到什么程度就可以达到所需水质的要求, 才不至于将深层底泥中富集的重金属等污染物质暴露出来而二次污染上覆水体。国内外许多专家都反对这种清除河道的方法, 因为如果深层底泥中富集的重金属一旦暴露出来, 这将是非常危险的。另外, 被清除出来的污泥的最终处置也是一个问题, 是安全填埋还是合理利用。这些都要进行充分的研究证明才可得出具体的方法。例如瑞典的Trummen湖, 清除表层1 m厚的底泥后, 水深增加1.1～1.7 m, TP浓度迅速下降, 这种状态维持了18 a。
1.2.2 引水冲淤
是指引进外部清洁水源来改善河道水水质。对于浮游植物的生长量来说, 河水的滞留时间是关键性控制因素。如果流入河道的污水只在河道作短暂的停留, 即使河道中的营养盐极为丰富, 也只能生产极为有限的生物量, 其数量比预想的要少得多。因此在水源允许的情况下, 引进外部清洁水源, 增加河水水量, 这样既可以人为地缩短水在河道中的停留时间, 使污染河水不易在河道中滞留而导致黑臭, 同时又可通过引水时河道水动力学重要条件的改善使水体复氧量增加, 有助于河道自净能力的提高。引水技术改善河道水体水质的实例较多, 如上海苏州河的综合调水工程, 福州内河的引水冲污工程。另外, 成都市府南河的综合整治、苏州古城河道的治理工程中曾对调水技术进行过实验:调水并未减少污染河道的污染物通量, 只是由于清洁水的大幅度增加使污染水质得到改善。总的来说, 对于污染河道上游或附近具有充足的清洁水源、水利设施较完善的河网地区, 利用调水改善河道水质是一种投资少、成本低、见效快的处理工程。
1.2.3 截污治污
即将原本直接排入城市河道水体的污水收集到污水厂处理后再排放。目的是削减排入受纳水体的污染物总量, 为进一步净化水质创造条件。武汉东湖的水果湖水域, 在污水截流后, 湖水中BOD5、TP、TN、SS逐年上升的趋势得到遏制, 污染物总量逐年下降, 水中溶解氧上升, 湖区水环境得到明显改善。
1.2.4 机械除藻
河道中藻类的大量增殖, 使得一些以河道水作为水源的一些水厂不同程度地受到季节性藻类的威胁, 尤其在高温、藻类爆发季节更增加了给水处理技术的难度, 提高了制水成本。因此解决富营养化河道水技术是一项非常重要的任务。河道水除藻技术可参考湖泊水处理技术, 用处理湖泊水藻类的方法来处理河道水藻类。如直接过滤除藻工艺、气浮法除藻、慢滤池过滤、微滤机除藻等方法。同时还有生物和化学方法去藻, 如生物膜法除藻、ClO2除藻、O3和活性炭处理、投加Fe3+或Al3+盐。这些方法都是通过实验证明的, 效果不错。
1.3 化学方法
是指用化学药剂去除水中污染物。如今市场上有许多不同种类的新型高分子合成药剂。不同的药剂对水质控制参数的去除效果也不一样。利用药剂法去除水中污染物例子很多, 如天津市津河水处理工程的初期工程, 采用了天津市绿洁公司生产的高效净水剂对津河水进行处理, 此净水剂是由多种药剂复配并加催化剂组成。处理后的水不生藻类, 水体澄清不显色, 臭味降低, 对COD, NH3-N, B O D5, S都有一定的去除率, 尤其是对TP的去除率, 处理后水中总磷含量达到了0.025 mg/L, 符合景观娱乐用水的A类标准。总的来说, 用化学药剂处理河道水, 使用方便、见效快、效果明显, 但是费用比较高, 而且易造成二次污染。
2 结语
上述修复技术各有特点, 根据河道水体的污染的实际情况选择合理的修复技术十分重要, 对于大型河道水体治理, 常常采用几种技术组合进行处理。如苏州河环境综合治理一期工程就是一个典型的使用多种水体修复技术的实例, 考虑到各阶段不同的治理目标、各种不同性质的污染源与现有的水利设施, 工程中采用了引水冲淤、河道曝气复氧、底泥疏浚等修复技术, 取得了良好效果。
以上这些技术只是对被污染的水体采取的一种末端措施, 最根本的还是要削减河道污染源的排入, 保持河道清洁、清淤清杂, 以减少污染源的人为性和外源性。避免污水直排河道, 建设污水处理厂和集中式污水处理系统, 对于超标排污者, 严格依法查处。建立有主有从、有统一监管、有依法分管、职权和义务清晰、高度协调、高效运作的水环境管理体制, 这才是当务之急。
参考文献
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[2]赵果元, 李文杰, 李默然, 等, 洱海湖滨带的生态现状与修复措施[J].科技创新导报, 2008 (17) .
[3]马晋, 彭海琴, 王凡, 等.农村地区非点源污染控制技术概述[J].科技资讯, 2011 (3) .
城市水体 篇2
日前，住房城乡建设部牵头，会同环境保护部、水利部、农业部等部委编制了《城市黑臭水体整治工作指南》（以下简称《指南》），内容包括城市黑臭水体的排查与识别、整治方案的制订与实施、整治效果的评估与考核、长效机制的建立与政策保障等。有关专家对《指南》发布的背景、意义、技术措施等进行了权威解读。
百姓全程参与监督黑臭水体治理
解读人：住房城乡建设部城市建设司副司长章林伟
城市黑臭水体是百姓反映强烈的水环境问题，不仅损害了城市人居环境，也严重影响城市形象。近几年“让市长下河游泳”的呼声反映了百姓对解决和治理城市黑臭水体的强烈愿望。
城市黑臭水体整治工作系统性强，工作涉及面广。国务院颁布实施的《水污染防治行动计划》（“水十条”）明确，城市人民政府是整治城市黑臭水体的责任主体，由住房城乡建设部牵头，会同环境保护部、水利部、农业部等部委指导地方落实并提出目标：2017年年底前，地级及以上城市实现河面无大面积漂浮物，河岸无垃圾，无违法排污口，直辖市、省会城市、计划单列市建成区基本消除黑臭水体；2020年年底前，地级以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内；到2030年，全国城市建成区黑臭水体总体得到消除。
城市黑臭水体识别主要针对感官性指标，百姓不需要任何技术手段就能判断。因此，《指南》特别要求注重百姓的监督作用，让百姓全过程参与城市黑臭水体的筛查、治理、评价，监督地方政府对城市黑臭水体整治的成效，切实让百姓满意。《指南》规定，60%的百姓认为是黑臭水体就应列入整治名单，至少90%的百姓满意才能认定达到整治目标。住房城乡建设部将会同环境保护部等部门建立全国城市黑臭水体整治监管平台，定期发布信息，接受公众举报。
下一步，住房城乡建设部将组织开展城市黑臭水体整治培训，并指导和督促各地抓紧开展工作。一是今年11月底前，要求各省完成本地城市黑臭水体整治计划并上报；二是今年年底前，要求地级及以上城市向社会公布本地区的城市黑臭水体整治计划；三是从明年开始，将定期通报各地城市黑臭水体整治进展情况，会同相关部门开展监督检查，并向社会公布监督检查结果，对整治不力、未按期完成整治目标要求的，责令限期整改，并约谈相关责任人。
城市黑臭水体识别标准
解读人：中国人民大学环境学院副院长、教授王洪臣
《指南》中对于城市黑臭水体给出了明确定义。一是明确范围为城市建成区内的水体，也就是居民身边的黑臭水体；二是从“黑”和“臭”两个方面界定，即呈现令人不悦的颜色和（或）散发令人不适气味的水体，以百姓的感观判断为主要依据。
从现实情况看，城市黑臭水体很多是流动性差甚至封闭的水体、断头浜，就是所谓的“死水一潭”，也有的是季节性河流。水体黑臭的主要原因往往是水体自净能力降低，有机污染物排入水体，微生物好氧分解使水体中耗氧速率大于复氧速率，溶解氧逐渐被消耗殆尽，造成水体缺氧。在缺氧水体中，有机污染物被厌氧分解，产生不同类型的黑臭类物质，呈现水体黑臭。有些黑臭物质阈值很低，微量即可产生强烈黑臭。因此，黑臭的主要原因是有机污染物过量排入水体，使溶解氧降低。
城市黑臭水体可遵循政府部门预判、公众调查两个阶段进行识别。政府主管部门根据排查掌握的水质监测资料及百姓投诉情况，初步对建成区的水体界定“无黑臭”、“局部黑臭”和“全部黑臭”，并征求社会意见；对可能存在争议的水体要通过公众问卷调查等形式进一步识别。
《指南》明确黑臭等级的划分，透明度低于25厘米、溶解氧低于2毫克/升、氧化还原电位-200到50毫伏，氨氮指标不高于8毫克/升，可视为轻度黑臭；透明度低于10厘米、溶解氧低于0.2毫克/升、氧化还原电位低于-200毫伏、氨氮指标高于15毫克/升，可视为重度黑臭。划分等级的目的是为城市黑臭水体整治优先顺序以及计划制订提供参考，同时也为整治效果评估提供重要依据。
群众满意是界定“消除黑臭”标准
解读人：国家城市给水排水工程技术研究中心副总工程师孙永利
城市黑臭水体整治是一个很复杂的事情，因为污染物的来源和影响因素比较多，在城市政府层面涉及的管理部门也比较多。
很多地方的水体整治存在周期性反复问题，如果治理工程不到位，治理后的水体很快又会恢复到黑臭状况，因此，整治效果评估不是仅仅看工程完工后这段时间的效果，更重要的是看其持续性的效果，看其受不同环境条件影响之后的效果。
城市黑臭水体整治效果评估，最重要的是要看公众满意程度和长效机制建设情况，只有周边群众满意了，才能认为治理工作到位了；城市黑臭水体整治不是“一次性”工程，“碧水蓝天”需要地方政府长期的持续性投入，长效机制是周边群众长期满意的基础和前提。
城市黑臭水体整治工程非常复杂，因此，地方政府可以考虑引入第三方评估机构，全程参与整治方案制订、工程实施、监测机构选择等工作，协助地方政府完成水体整治效果的评估工作，作为政府支付整治实施方费用的依据。
实现百姓身边“看得见、摸得着”的水环境改善
解读人：中国工程院院士张杰
城市水环境质量是人居环境的重要内容，事关人民群众切身利益，事关全面建成小康社会，事关实现中华民族伟大复兴中国梦。
“水十条”总体部署了未来5～15年的水污染防治行动战略，有宏观层面、大尺度的水污染治理，也有小尺度的水环境改善要求。城市黑臭水体的整治就是要实现百姓身边的“看得见、摸得着”的水环境改善。
然而，城市黑臭水体整治并不是一项简单的工作，甚至有专家认为这是最难的工作。
因为消除城市黑臭水体，需要构建完善的城市水系统和区域健康水循环体系，从根本上改善和修复城市水生态环境。因此，整治城市黑臭水体，实现河道清洁、河水清澈、河岸美丽，对于促进城市生态文明建设、提升城市品质具有重要意义，同时也能促进经济发展。
4类技术手段进行整治
解读人：清华大学环境学院教授胡洪营
城市黑臭水体整治技术的选择应遵循“适用性、综合性、经济性、长效性和安全性”原则。回顾国内外城市黑臭水体治理的实际工程案例，可以发现，城市黑臭水体整治可以采用的技术措施非常多，技术原理和应用形式也各不相同。《指南》根据各种技术的功能将其划分为四类。
第一类，控源截污技术。即防止外来的各种污水、污染物等直接或随雨水排入城市水体，主要包括截污纳管和城市面源污染控制两项技术，其中最有效的措施就是铺设污水管道收集污水。控源截污是城市黑臭水体治理的根本措施，也是采取其他技术措施的前提，但实施起来难度大、周期长，需要城市规划建设整体统筹考虑。
第二类，内源控制技术。顾名思义，内源就是水体“内部”的污染物，通过清淤和打捞等措施清除水中的底泥、垃圾、生物残体等固态污染物，实现内源污染的控制。
第三类，生态修复技术。即通过生态和生物净化措施，消除水中的溶解性污染物。比如，通过曝气向水中增加氧气，促进水中的各种好氧微生物“吃掉”有机污染物。还可以通过种植水生植物吸收水中的氮磷等污染物。还包括对原有硬化河（湖）岸带的修复技术，利用人工湿地、生态浮岛、水生植物的生态净化技术以及人工增氧技术。
第四类，活水循环等其他技术。这类技术是通过向城市黑臭水体中补入清洁水，促进水的流动和污染物的稀释、扩散与分解。清水补给措施既可以作为一种临时措施，也可以作为一种水质维持的长效措施。清水的来源包括地表水和城市再生水，其中城市再生水是污水经过多重处理后达到景观利用标准的回用水，利用这种水符合资源再生利用的原则，对于北方缺水城市尤其重要。包括就地处理和旁路处理技术，即把城市黑臭水净化后再进入水体，适用于不具备截污条件时的城市黑臭水体治理，也适用于突发性水体黑臭事件的应急处理。
社会资本参与整治
解读人：上海济邦投资咨询有限公司总经理张燎
城市政府在治理城市黑臭水体顽症时，在投融资方面通常遇到两大难题。
一是资金需求量大，包括前期治理工程投入、后期运维和长效保持的资金；二是治理工程建设与后期运维环节被人为切分开，负责整治工程的不管运维，负责运维的决定不了选用什么技术路线，项目全寿命期的成本和效果缺乏一个系统的管理者。
社会资本参与城市黑臭水体整治是一个全新的思路。社会资本参与城市黑臭水体整治，不仅可以解决政府短期集中投入资金短缺的问题，还可以将环境治理的工程转换成一个按“效果”付费的易于管理的合同。
社会资本以PPP模式参与城市黑臭水体整治，在广西南宁那考河治理项目中进行了有益尝试。
竹排江上游植物园段（那考河）是穿越南宁市中心的邕江18条支流之一，由于受上游面源污染、河道拥窄、沿途排放口管理失序等影响，河水水质长期处于劣五类状况，成了名副其实的城市黑臭水体。虽然有多个规划设计单位、环保工程公司都与政府接触过，各种前期投入和试点工程投入了不少资金，但治理效果并不明显。经过多方研究论证，市政府在2014年年底决定采用政府与社会资本合作模式（PPP），彻底根治那考河的黑臭问题。
PPP项目的基本内容是政府通过竞争性程序选择一家社会资本，由后者设立项目公司筹集资金，进行河道治理工程的投资建设。更重要的是，建成后的运营管理仍由项目公司负责，政府则依据河道黑臭水体治理的效果是否达到PPP合同预定的治理效果等标准，支付服务费，形成政府购买治污服务的运作模式。
城市水体 篇3
关键词：生态工程方法；城市水体景观；设计；实践
有关研究表明，在设计城市水体景观的时候，合理引入生态工程方法，不仅能够提高水体景观的美感，还有助于增强水体景观的动态稳定性，有效减少环境干扰因素对水体景观的消极影响。[1]究其缘由，是因为利用这种方法来进行水体景观设计，既能打破千篇一律的设计构架，给人强烈的视觉冲击，也有助于水体景观周边物种消耗的资源实现再生，进而可以减少资源流失，使物种多样性得到较好保护。
1 生态工程方法的基本内涵
1.1 生态工程方法的涵义
生态工程方法的目的是为了改善当前环境的生态完整性，是可持续发展的必然要求，也是为后世维持良好生活状况的重要举措。它期望生成一种强有力的应变力，以应对将来不可抗拒的环境干扰因素，并打造具有动态稳定性的环境，以供人类和非人类群体生存和活动。通过发挥生态工程方法的作用可以实现多种功能作用，如促进物种的丰富性和多样性发展，实现自然系统的自力更生，推动自然发展的进程，促进生态物种不断消耗的资源实现再生。在城市环境中，它更有着缓解诸多环境问题的作用，例如改善全球气候变化、水土等资源流失状况以及脆弱物种减少现状等。
1.2 生态工程方法的现实思考
生态工程方法在生态思想的发展中也具有重要的现实意义。根据相关数据可知，受人类活动而引起的气候变化已经成为全球关注的问题，并形成了全球性的认知：因人类引起的生态环境变化将对人类和相关物种造成全球性的质量恶化。生态工程方法能有效缓解并有效适应这些变化，它通过打造更宜居的环境和生态系统，弱化人类对生态环境的破坏力，形成具有生态弹性的城市环境，提升城市居民的居住舒适度。[2]
2 运用生态工程方法设计城市水体景观要遵循的原则
2.1 要遵循易识别性
一般认为，易识别性是设计城市水体景观要达到的基本要求。为此，设计师可以从以下两个方面着手开展有关工作。首先，要注意设计视觉层面的秩序性，切忌景观画面混乱或缺乏合理逻辑，以充分保证水体景观的美感。其次，应当在做到统一水体景观周围各个环境要素的同时，突出水体景观的个性特征，以有效增强水体景观给人的视觉冲击。
2.2 要满足优化效应
通常，在设计城市水体景观时，为做到充分满足优化效应，需要突出主要意象景观。究其缘由，是因为其他的意象景观都是服务于主要意象景观的，如果在设计过程中出现了喧宾夺主的现象，将大大降低水体景观的设计效果和质量。例如，在设计由多个水体景观构成的组合景观时，要将各个水体景观的元素搭配纳入考虑范围，并结合水体景观的规划要求、使用者的使用需要等，对水体景观的主次地位进行合理定位。[3]此外，由于水体景观周围可能已经存在其他建筑物或物体。此时，就要确保周围环境和水体景观是能够互为补充，并且完全协调的。
2.3 要坚持空间取向性
如今，水体景观已经成为现代城市景观中必不可少的重要构成部分。为了确保城市水体景观的功能得到充分发挥，在设计实践的过程中，有必要坚持空间取向性，切实做到对景观空间进行科学划分。例如，某水体景观的规划目标是将其作为一种城市标志性景观，那么，在设计的时候，就要保证该水体景观是一定空间范围当中的中心景观。
3 运用生态工程方法设计城市水体景观要注意的问题
3.1 充分保证水体的质量
如果水体的质量不达标，水体景观的设计感也会大打折扣。因此，为了充分保证水体的质量，要注意以下两个问题。众所周知，水具有一定净化功能，而要发挥这种功用，有效提高水质，在设计水体景观时要满足水能自由流动的要求，确保水边断面构造科学合理。同时，植物、微生物等都有助于水更好地发挥净化作用。所以，设计师可以合理利用周边的生物，将其有效融入水体景观设计中，以进一步提高水质。
3.2 合理呈现多元化景观
一般来说，水体景观的基本设计形式有四种，即喷水、流水、静水和落水。从水的基本形态来看，主要分为气态、固态和液体三种类型。同时，当水处于流动的状态时，能够形成很多不一样的形状。所以，设计师应当根据水体景观所在地区和实际需要，灵活利用水的多样化形态、形状和设计的多元化形式，对水体景观进行合理设计。
3.3 增强水边生态的丰富性
如果水边构造十分复杂，那么，水边的生态性往往会非常多样。所以，设计水体景观的时候，要将水流速度、底层质地、水岸线和水深的变化情况纳入考虑范围，同时充分利用底层的木材、石材和土壤以及周边环境中的植被。这样能够进一步提高水体景观设计的效果与质量。此外，值得注意的是，生物生息环境与水边构造之间存在密切的关系，所以，为了能够充分发挥上述作用，有必要针对湿生、水生植物制定合理的种植规划，以便可以创造优质的生物生息环境，充分增强水边生态的丰富性。如此一来，在进行水体景观设计的时候，便可以将山林、湿地、浅的静水区、大水面、深水区、多孔质驳岸、自然植被带和人工植被带等有效纳入水体景观中。
3.4 设计好生态滨水驳岸
在美国，有一个“人间仙境”——苏州水乡居住区。设计此处景观最主要的目的就是为使用者创建一个可以临水而居的世外桃源。在该小区的景观中，水边都堆有一定数量的石头（这主要是借鉴的我国江南园林的设计），同时通过设立灌木护坡、草皮护坡等方式，对湖岸与沿湖道路作了必要的生态化处理。这是一种比较好的生态滨水驳岸设计。在我国园林驳岸的设计中，通常都是使用黄石、太湖石等硬质石头，不过会留有一定的空隙，这样螃蟹等可以自由活动。但是，也有些驳岸设计将陆地和水完全分割开来，这样一来，陆地无法得到滋润，水也难以汲取到营养物质。这种做法不能够设计好生态滨水驳岸，不值得提倡。可见，要呈现完美的生态滨水驳岸，在设计时，就要将自然和生存因素充分体现出来。
4 结语
通常情况下，城市水体景观都处于具有较强开放性的空间中，好的城市水体景观不仅能够给人带来美感，还有助于提升景观所在地的对外形象。然而，当前许多城市水体景观的呈现效果大同小异，不能够给人留下深刻的印象，无法充分发挥其作用。而出现这种现象的原因主要是城市水体景观的设计存在雷同。因此，有必要引入生态工程方法进行景观设计，以打破人们的审美疲劳，有效提升城市水体景观的质量。
参考文献：
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浅谈城市公园景观水体污染与对策 篇4
(1) 景观水的水源水质较差。一般景观水的水源主要来自三个方面:降水、地表水、中水。大部分日常补充水量以降水汇集为主, 而四周汇集的降水把地表很多污染物都溶解在内, 使得景观水源先天质量较差。
(2) 周围污染源对其污染。景观水体污染物主要来源于四周小区内居民日常生活所排放生活污水、生活垃圾、建筑垃圾及其渗滤液、漂物和施工尘土等。尤其是生活污水中含有大的有机污染物及氮、磷等植物营养物, 植物营养物进入天然水体后将恶化水体水质, 加速水体的富营养化过程, 影响水面的利用。
(3) 水池防渗处理破坏景观水生态系统。目大部分的人工湖由于考虑到防渗等问题, 湖底多为硬质底。对于需要泥土才能生长的水生植物而言, 其种植、生长都会有诸多限制。很多水域由于防渗层铺设质量不过关, 造成人工湖水流失过快, 或管理过程中补水不及时。水生植物因干涸而生长不良甚至枯死, 既没有发挥净水作用又破坏观景效果。
(4) 游客人为的破坏。游客的一些行为, 也是导致水质恶化的原因之一。比如向水中丢弃垃圾;为了垂钓, 向水体撒过多的鱼饵, 这些多余的鱼饵也会造成水体的污染, 这些种种行为都会严重地污染景观水。
(5) 设计的不合理。由于在水景设计与考虑不周, 人工湖中经常会出现死角, 而死角中的水由于缺乏流动, 水质往往最容易恶化。各种污染物将会沉积在死角, 并慢慢地污染整个人工湖, 死角成人工湖的一个内部污染深, 因此, 在一个人湖中如果死角越多, 水质恶化得越快。
(6) 地下水的污染。随着工农业的不断发展, 越来越多的污染 (如氮、磷、重金属离子等等) 渗入了地下, 污染了地下水。如今我国地下水的污染已相当普遍而严重。而大部分的景观水又是与地下水相通的, 因此导致景观水的变质也是显而易见的。
2 景观水体污染预防的方法
(1) 加大政府投入, 建好城市污水设施。充分利用现在国家环保的新形势, 多方面筹集资金, 规划建设好城市污水处理厂和雨污分离管道, 使景观周围的污水经过处理达到景观水质量标准后再排入;对前10分钟的降水也要纳入污水处理厂处理, 这样能有效的遏制地面沉积物对景观水的污染。
(2) 加强执法。管好周围污染源。保证水体四周区域内小区、饭店等污染源产生的生活污水必须排入城市下水道系统, 进城市污水处理厂处理, 不能直排入景观水体;在有些水体四周下水道系统还不完善, 与现有市政下水道系统没有连接的情况下, 周边污染源必须设立独立污水处理站对其污水进行处理, 要求改道外排。也应严禁在湖周围附近堆放生活或建筑垃圾。以免垃圾飘浮物经风吹到湖体水面或垃圾渗滤液直接流入湖体, 对湖体水质造成不同程度的污染。
(3) 做好调度, 保证地表径流水质质量。地表径流雨水含有较多有机物和无机尘土, 尤其降雨前十分钟地表径流水中污染物含量更高, 应排入城市雨水管道排除。不能直接排入景观水体, 若直接排入景观水体会造成淤积或水体不同程度的污染。
(4) 加强管理, 设专人管理水面环境。必须设专人对水面漂浮物及时清除。诸如杂草树叶等腐植物不及时清除, 长期浮于水面不但影响水体的自然复氧功能, 而且沉于湖底腐烂变质后会引起水质变臭;同时管理垂钓人员, 制止过多投放鱼饵。
(5) 湖体边坡应做毛石或预制混凝土块护砌。防止边坡土被水浪冲刷, 影响水体感官指标。
3 污染景观水体治理的方法
3.1 物理方法
景观水体净化的物理方法有机械过滤、疏浚底泥、水位调节、高压放电、超声波等方法, 这些方法效果明显, 但不易普及, 难以大规模实施。过去常用的有疏浚底泥和水位调节两个方法, 疏浚底泥是为了抑制泥中氮、磷的释放而污染水体。定期补水是为了稀释污染物浓度, 其主要机理为稀释作用, 其并不改变污染物的性质, 但可为进一步的净化作用创造条件, 如降低有害物质的浓度, 使水体其它净化过程尤其是生物净化过程能够恢复正常。定期补充水的处理方法对于较小水面的景观水体来说是一种行之有效的方法。在经济上可行, 也达到预期的效果。
3.2 化学方法
对于湖泊、河道等缓流水体, 由于氮、磷等植物营养物的大量排入已经发生富营养化引起水质变臭时, 可以采用直接向水中投加化学药剂的方法杀死藻类。然后通过自然沉淀后, 清除淤泥层即可达到防止水体富营养化的目的。杀藻常用的药剂有硫酸铜和漂白粉。
3.3 生态净化法
(1) 水生植物系统净化。水生植物技术以生态学原理为指导, 将生态系统结构与功能应用于水质净化, 充分利用自然净化与水生植物系统中各类水生生物间功能上相辅相成的协同作用来净化水质, 利用生物间的相克作用修饰水质, 利用食物链关系有效的回收和利用资源取得水质净化和资源化、景观效果等结合效益。但需要控制水生植物的种植密度。以防过度繁殖, 适得其反。
(2) 水生动物净化。鱼是水生食物链的最高级。在水体内利用藻类为浮游生物的食物, 浮游生物又供作鱼类的饵料。使之成为菌-藻类-浮游生物-鱼的生态系统。在景观水体内宜于放养的品种应以花鲢、白鲢为主, 并配以鳙、草、鲤、罗非鱼等。因此, 作为景观水体适量养鱼是一种很好的方法, 既有净化水质的作用, 同时又能很好的发挥水体的垂钓功能。
(3) 曝气充氧。曝气主要是向水中补充氧气, 以保证水生生物生命活动及微生物氧化分解有机物所需的氧量, 同时搅拌水体达到水体循环的目的。采用曝气的方法给封闭水体充氧在一定程度上可以防止因藻类大量繁殖而导致的鱼类死亡, 对维持水体生态平衡起到一定的作用。曝气的方法只能延缓水体富营养化的发生, 但不能从根本上解决水体富营养化。
(4) 投加菌种PSB。这种方法是一种新颖的处理方法, 具有工艺简单, 无需单独建处理构筑物, 一次性投资省等特点, 也属生物处理方法的一种, 即定期向水中投加光合细菌。光合细菌是一种在水系中生长的微生物, 纯光合细菌菌体含有60% (质量分数) 的蛋白质, 含量相当于酵母蛋白与鱼粉蛋白时, 同时还含有丰富的维生素和叶酸等。
(5) 采用Water-Star景观水体生态集成处理系统。此法是运用生态微生物学原理和水生生态学原理, 集Aquasonic超声波杀藻原理、微生物净化强化技术等技术于一身, 对控制藻类 (蓝绿藻) 的生长和繁殖修复并建立水体中良性的、稳定的微生物系统效果非常显著。并且此方法同时能长期稳定地保持水体自净功能, 易控制, 管理简单, 维护费用低的优势。
摘要：随着城市化的发展, 城市景观水环境污染源越来越严重, 本文通过对城市公共景观水污染的原因进行研究分析, 在此基础上提出预防和解决污染的方法。
城市水体 篇5
城市景观水体中腐殖酸的臭氧氧化去除
摘要：以南京师范大学德风园池底泥中提取的腐殖酸(HA)为研究对象,采用臭氧氧化技术对其进行去除,对初始pH值、混合气体流量、腐殖酸(HA)初始浓度以及水中常见离子等因素对去除效果的影响进行了研究.实验结果表明:腐殖酸(HA)的去除率随初始pH值的升高而提高,随混合气体流量减少而提高;当腐殖酸(HA)初始浓度为5 mg/L时,反应过程中溶液的`UV254升高,紫外扫描结果发现,溶液在200～220 nm内出现杂乱的吸收峰,表明有新物质生成;水中常见的无机阴离子(CO2-3、HCO-3)和二价金属离子(Ca2+、Cu2+)的存在会降低臭氧对腐殖酸(HA)的去除率.作 者：周晓霞 孙亚兵 朱洪标 邹婷 付玉玲 杜星妍 冯景伟 作者单位：周晓霞,孙亚兵,朱洪标,邹婷,付玉玲,杜星妍(南京大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,南京,210093)冯景伟(合肥工业大学土木与水利工程学院,合肥,230009)
期 刊：环境保护科学 ISTIC Journal：ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE 年，卷(期)：, 36(5) 分类号：X7 关键词：城市景观水体 腐殖酸(HA) 臭氧氧化 去除率水体金属污染物的测定 篇6
【关键词】水体；金属污染物；测定
本水体中的金属元素有一些也是人体必须的常量元素和微量元素，而汞、镉、铅、铜、锌、镉等许多金属元素则有害于人身健康，受到一些工业污染水其有害金属化合物日趋上升。其毒性大小不同，有必要测定可过滤金属、不可过滤金属和金属总量。金属元素的水体测定，主要有分光光度发、原子吸收光度法等，以下分析几种水体金属有害成份的测定。
1、水体中金属污染物汞测定的几种方法
（1）冷原子荧光法
其方法是把水样中的汞离子还原为基态汞原子蒸气，吸收253.7nm的紫外光后，被激发而产生特征共振荧光，在一定的测量条件下和较低的浓度范围内，荧光强度与汞浓度成正比。
方法最低检出浓度为0.05?g/L，测定上限能达1?g/L，干扰因素较少，适用于地面水、生活污水和工业废水的测定。
（2）双硫腙分光光度法
测定条件控制及消除干扰。此方法对测定条件控制要求较严格。例如，加盐酸羟胺不能过量；对试剂纯度要求高，特别是双硫腙的纯化，对提高双硫淙汞有色螯合物的稳定性和分析准确度极为重要。
在酸性介质中测定，常见干扰物主要是铜离子，可在双硫腙洗脱液中加入1%（m/V）EDTA二钠盐进行掩蔽。
要注意的是，由于汞是极毒物质，对双硫腙的士氯甲烷萃取液，要加入硫酸破坏有色螯合物，并与其他杂质-起随水相分离后，加入氢氧化钠溶液中和至微减性，再予搅拌厂加入硫化钠溶液，使汞沉淀完全，沉淀物予以回收或进行其他处理。有机相经除酸和水，蒸馏回收三氯甲烷。
2、水体金属污染物镉的测定方法
镉的毒性较强，要在人体的肝、肾等组织中蓄积，导致各脏器组织的损坏，特别是对肾脏损害最为明显。还会造成导致骨质疏松和软化。多数淡水的含镉量低于1?g/L。镉的主要污染源是电镀、采矿、冶炼、染料、电池和化学工业等排放的国家标准GB74691987中规定镉的测定方法有原子吸收分光光度法、双硫腙分光光度法及阳极溶出伏安法或示波极谱法，检测范围是0.001-0.05mg/L。以下以原子吸收分光光度法为例，阐述镉的测定方法。
（1）原子吸收分光光度法
由锐线光源发射的特征谱线穿越被测水样的原子蒸气时，由于镉原子的选择性吸收而使入射光强度与透射光强度出现差异，可用标准曲线法或标准加入法测定水样的吸光度，求其中镉的浓度。
（2）双硫腙分光光度法
①测定条件及干扰消除
浅方法适于受镉污染的天然水和各种污水，最低检出限（100mL水样，20mm比色皿）为0.001mg/L，测定上限为0.06mg/L。
测定前水样应用硝酸硫酸混合液消解处理。钙离子浓度高于1000mg/L时会抑制镉吸收；镁离子浓度达20mg/L时，需多力旧酉石酸钾钠作掩蔽剂；铁含量高于5mg/L时应用碘化钾-甲基异丁基酮萃取体系，萃取时防止日光直接照射及远离热源；如果水样中有氯化钠存在时，每20?g水样应加入5%磷酸钠溶液10?L消除基体效应的影响；水样中镉含量高于10?g时，取水量改为25mL或50mL；双硫腙必须提纯使用。
对水质中铜、锌、铅、镉测定的目的，主要是掌握原子吸收法测定的原理和操作；了解测量条件的选择；掌握原子吸收分光光度计的原理和使用方法。根据检验结果，若存在基体干扰，用标准加入法测定并计算结果。若存在背景吸收动背景校正装置或邻近非特征吸收法进行校正，后一种方法是从特征谱线处测得的吸收值中扣除邻近非特征吸收谱线处的吸收值，得到被测元素原子的真正吸收值。也可使用整合萃取法或样品稀释法降低或排除现基体干扰或背景吸收的组分。
3、水体中金属污染物钙和镁的测定方法
钙和镁是天然水中的常见成分，水中钙、镁含量即为水的硬度。一般来源于含钙、镁的岩石风化溶解产物，也是动物体内必须的元素。钙、镁在天然水中浓度从每升零点几毫克到数百毫克不等，硬度过高的水不宜用于工业应用，容易形成水垢，影响热传导，对锅炉作业，还有爆炸的危险。所以，应对水进行软化处理。
目前对水的硬度的定义不同，如总硬度、碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度。其中，总硬度是钙和镁的总浓度。水的以内高度各国表示方法也是不相同的，如德国硬度（Od）相当于CaO含量为10mg/L（10ppm）或为0.17mmol/L。依此水质分类是：0.40d为很软的水，4—80d为中等硬水，16—30d为硬水，300d以上为很硬的水。1美国硬度相当与CaCO3含量为1mg/L（1ppm）或为0.01mmol/L。
测定水中钙镁方法有EDTA络和滴定发、原子吸收分光光度发、等离子发射光谱法等。其中EDT络和滴定法简单快速，是经常选用的一种方法；原子吸收分光光度法具有快速、灵敏、准确、干扰易消除等优点，如果采用EDTA络合滴定法有干扰时，最好改用本法；等离子发射光谱法快速、灵敏度高，干扰少，可同时测定多种元素，也是一种理想的方法。
参考文献
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城市水体 篇7
1 研究地区和试验方法
润溪湖位于南昌市红谷滩新区赣江之滨,全市河网密布、雨水充沛、湖泊众多。润溪湖有效容积约15. 36 万m3,周围集雨面积约95 万m2,周边有商业区、生活区、餐饮区及绿地、山林、沥青马路和水泥路等复杂环境。综合考虑润溪湖周边环境、水域分布、污染状况,采样点1 以沥青马路、食堂、商业街等为主,采样点2 主要以植被为主,路面及建筑物等硬化面较少,因此,湖水取样点选取如图1 所示,收集每场降雨前后两个采样点的湖水作为雨前、雨后水样。在汇入湖泊前收集每场降雨在径流形成后的各时段历时径流水样,以便使径流直接汇入布设点位,排除中途其他因素干扰。因本地区降雨主要集中在3 ~6 月,故取样时间为3 ~ 5 月的8 场降雨。
相关研究表明,雨水径流污染物主要有颗粒物质、需氧量物质、富营养化物质和重金属,因湖泊周围工厂及车辆较少,即重金属浓度较低暂不考虑,故选取SS、COD、TP和氨氮为测试指标,测试方法见表1。
2 雨水径流污染特性分析
由于雨水径流水质受到降雨强度、降雨量、汇水区特征及污染物自身性质等多因素的影响,单次雨水径流的污染物浓度波动较大,随机性较强。因此,为了更准确的表征一场降雨径流整个过程排放某污染物的平均浓度,采用径流平均浓度( EMC) ,即一场降雨产生的雨水径流中所携带的某种污染物的总量与总的径流体积的比值[8]。即
式( 1) 中: M为某场雨水径流所引起的污染物的总量,g; V为某场雨水所引起的径流体积,m3; C( t) 为某污染物在t时的瞬时浓度,mg /L; Q( t) 为路面径流在t时的径流量,m3/ s; T为某场降雨的总历时,s。一般情况下,实际监测的径流量和污染物浓度并不是连续的,因此,为方便运算采用式( 2) 来近似计算EMC。
式( 2) 中: Cj为第j段时间内监测的污染物浓度,mg / L; Vj为第j段时间内的径流体积,m3; n为时间分段数。
将一场降雨过程分为n段,在每一时段取一次水样,监测某项污染物浓度Cj,通过降雨量计算出该时段内的径流量Vj,然后计算EMC 。
根据江西省水文局提供的水文资料[9]及实测的每场降雨不同时段内各项污染物浓度,分别计算出每场降雨径流的COD、SS、TP、氨氮的径流平均浓度EMC,结果见表2。
对8 次雨水径流的各项污染物指标的径流平均浓度分析显示,COD平均浓度变化范围不大,平均值为108. 6 mg /L,与《地表水环境质量标准》( GB3838—2002) 中的Ⅴ类水进行对比,超标近2 倍,属于劣Ⅴ类水,污染较严重。其主要原因为湖泊周围有沥青路面和食堂,其中的轮胎磨损物和食堂的油污都含有大量的还原性物质,这必然增加了雨水径流中COD的浓度。SS的EMC均值为135 mg /L,波动范围不明显,与《城市生活杂用水标准》( GB /T18920—2002) 比较,超标13. 5 倍,路面的泥土、杂草和垃圾等无机物是造成雨水径流中SS浓度较大的主要原因。TP的EMC均值为0. 106 mg /L,基本属于Ⅴ类水,部分场次属于Ⅳ类水,TP浓度的变化范围较SS略大,变化幅度达50% ,这主要是因为TP浓度受湖泊周围绿化丛中喷洒的农药、所施的肥料及富含磷矿石的泥土影响较大,对于降雨时间间隔比较短的场次,TP浓度略低,而进行农药喷洒后的降雨场次,则TP浓度略高。氨氮的变化范围也略大,平均值为1. 328 mg /L,属于Ⅳ类水,其中有一场降雨属于Ⅲ类水,相比而言,氨氮污染较轻,这主要是得益于附近无大型工厂,周边环境及空气质量都较好。因为氨氮浓度变化的一个重要原因就是大气营养元素的输入,其中包含天然降雨中和空气中的氮元素,由于大气环境的污染和酸雨的进一步加重,雨水在未降落至水体前,已经受到了较严重的大气氮化合物的污染[10]。
注: 1SS表示城市生活杂用水标准。
3 雨水径流及受纳水体污染负荷核算
污染负荷即由一场降雨所引起的地表径流排放的某污染物的总量,可用该污染物的径流浓度与地表径流量的乘积来表示,于是第i场降雨的污染负荷可表示为[8]。
式(3)中:Li为第i场降雨的污染负荷,g;Ci(t)为第i场降雨某污染物在t时的瞬时浓度,mg/L;Qi(t)为第i场降雨路面径流在t时的径流量,m3/s;Ti为第i场降雨的总历时,s。
由于Ci( t) 难以获得,因此借助于EMC这一概念,可得到式( 4) 。
式( 4) 中: EMCi为第i场降雨的EMC浓度,mg /L; Vi为第i场降雨的地表径流量,m3。
第i场降雨湖泊在降雨前后增加的污染负荷可表示为
式( 5) 中: Mi为第i场降雨湖泊在降雨前后增加的污染负荷,g; Wi为湖泊总水量,经测算为15. 36 ×104m3; Ci( a) 为第i场降雨湖泊某污染物雨前浓度,mg /L; Ci( b) 为第i场降雨湖泊某污染物雨中浓度,mg /L。
则雨水径流所造成的非点源污染对受纳水体总污染负荷贡献率Ri可表示为
图2 ~ 图9 是润溪湖在降雨前后增加的污染负荷、周边集水区域雨水径流污染负荷和雨水径流所造成的非点源污染对受纳水体总污染负荷贡献率的统计结果。
由图中可以看出,两个采样点的径流污染负荷与湖水增加负荷变化情况大体相似,波动主要受前期降雨时间间隔及降雨强度影响较大,以SS和COD污染最为严重。其中,受纳水体在降雨前后SS污染负荷极大增加,平均贡献率分别为76. 55% 、79. 78% ,第4 场次及第8 场次径流贡献率较高,主要原因分别是距离上次降雨时间间隔较长、路面较脏和降雨强度大。可以看出,高SS浓度的雨水径流汇入杂质无疑对湖水污染起到了重要作用。第5、6场次径流贡献率较低,主要是由于距离上次降雨时间间隔较短,路面较清洁,且雨量较小,对地面污染物冲刷作用小,此时受纳水体的SS污染负荷的增加还受到降雨、风浪对湖水扰动的影响,引起底泥再悬浮,促使SS污染负荷较雨前增大[11]。多项研究表明雨水径流的COD与SS保持较好的相关性,因此COD的变化情况基本与SS类似,COD污染负荷平均贡献率分别为60. 92% 、60. 94% ,也是润溪湖受雨水径流影响的重要污染因素。TP和氨氮的污染负荷相比于COD和SS较低,但由于地表径流中磷的汇入,径流对受纳水体的TP平均贡献率分别为57. 24% 、59. 42% ,但波动幅度较大,在37% ~ 86%之间,主要是因为湖水受扰动而引起底泥中磷的再释放,也是造成受纳水体中TP污染负荷增加的一个重要原因。氨氮的污染负荷和贡献率都较低,其中平均贡献率为分别为45. 00% 、48. 82% ,因为氮污染除了径流汇入外,还有一个重要原因就是大气营养元素的输入,受空气环境质量影响也较大,但径流中大量的氮化合物依然是严重威胁水环境安全的重要因素。
4 相关性及误差分析
大量污染物随着雨水径流汇入受纳水体中,造成其污染物浓度大幅增加,对受纳水体在降雨前后污染物浓度增加值与雨水径流平均浓度( EMC) 的相关性进行分析,对研究受纳水体污染状况、确定主要污染源、控制雨水径流污染具有十分重要的意义。
如表3 所示,4 种污染物指标的相关性都较好,尤其是COD,两个采样点的相关系数都达到了95%以上,拟合精度较高,说明雨水径流是造成受纳水体4 项指标浓度增加的主要原因。对于计算由雨水径流引起的受纳水体污染物浓度增加值,需对每场降雨前后的受纳水体各项污染指标进行监测分析,由于受降雨强度、流速、风浪等随机性因素影响,分析结果的误差和波动性较大,操作繁琐,实践难度大。因此可采用受纳水体污染物浓度增加值与雨水径流EMC的线性回归方程,通过径流EMC来推算受纳水体污染物浓度增加值,使分析过程更加简便有效,为该区域受纳水体污染状况的分析预测提供指导。根据两个采样点的相关性回归方程进行统计检验和分析,在显著性水平 α = 0. 05 的条件下,经检验这两条回归直线均无显著性差异,则可用一条综合回归直线作为这两条的共同直线,即确定某项污染物指标的综合线性回归方程[12]。
通过对再次收集检测的雨水径流EMC和得到的共同回归直线方程计算得到受纳水体污染物浓度增加值,并进行计算值与实测值的分析对比,如表3所示,相对标准偏差为0. 04% ~ 16. 73% ,平均精度为90. 07% ~ 98. 30% ,且相对误差小于20% 的数据比例全部为100% ,显示出受纳水体污染物浓度增加值采用得出的线性回归方程计算所产生的误差是可以接受的。
5 结论
( 1) 通过对路面雨水径流的EMC进行分析显示,以SS和COD污染最为严重,分别超标13. 5 倍、2. 7 倍,是径流污染首要控制对象。且雨水径流EMC受路面清洁程度、干期长度[13]、降雨强度[14]等因素影响较大。
( 2) 由于受雨水径流的影响,受纳水体的污染也以SS和COD最重,SS、COD、TP和氨氮的雨水径流对受纳水体污染负荷贡献率分别为76. 55% 、60. 92% 、57. 24% 、45. 00% 和79. 78% 、60. 94% 、59. 425、48. 42% 。
( 3) 受纳水体污染物浓度增加值与雨水径流EMC保持显著相关性,拟合精度较高,进一步说明雨水径流的汇入是造成受纳水体污染物浓度增加的主要原因。
城市景观水体富营养化治理措施 篇8
随着城市化进程的加快, 景观水生生态系统的设置成为城市建设不可或缺的组成部分。景观水通常指用于视觉观赏的水体, 是露天地表水, 通常为封闭水体系统, 自净能力非常低, 并且非常容易受到富营养化污染, 在夏季高温时间段是最容易产生蓝藻爆发的水体之一, 因此随着景观水体污染问题日益凸显, 其水质治理受到越来越广泛的关注[1]。
2 景观水体的污染现状
《2015中国环境质量公报》显示, 全国423条主要河流, 62座重点湖泊 (水库) 的967个国控地表水监测断面 (点位) 中, Ⅰ~Ⅲ类、Ⅳ~Ⅴ类、劣Ⅴ类水质断面分别占64.5%、26.7%、8.8%。以地下水含水系统为单元, 潜水为主的浅层地下水和以承压水为主的中深层地下水为监测对象的5118个地下水水质监测点中, 水质为优良级的监测点比例为9.1%, 良好级的监测点比例为25.0%, 较好级的监测点比例为4.6%, 较差级的监测点比例为42.5%, 极差级的监测点比例为18.8%。由此可见, 我国水环境受到污染的比例较大, 城市水环境生态自净能力更为薄弱, 改善城市水环境质量是恢复水体的景观功能的前提条件。
3 景观水体的污染成因
受人类高强度活动的影响, 城市景观水体更易发生富营养化乃至黑臭, 因为除了来水水质较差, 还存在城市景观水体特殊的污染源, 归纳起来可以分为外因和内因[1]。
3.1 外因
3.1.1 大气沉降
工业生产过程中向大气排放多种、大量的污染物, 由湿沉降和径流携带进入城市河湖。相关研究报道, 城市河湖纳污负荷中大气湿沉降约占5%~10%。
3.1.2 城市面源污染
景观水体的水源主要来自3个方面, 包括天然降水、外源引水、再生水。城市大气中的污染物质随雨水沉降进入陆地水生系统, 比如中心城区的商业区初期雨水径流中的COD、氮和磷浓度均超过了地表水类水质标准, 甚至主要机动车道的初期雨水径流中COD高于生活污水的浓度。城市内河湖兼具景观水体来源的功能, 因此控制汇水区的面源污染, 对城市景观水体治理十分重要[2]。
3.1.3 其他污染源
景观恶化水体岸边植物落叶、花絮等进入水体后, 不仅影响水体景观, 也会造成水体水质。
3.2 内因
3.2.1 底泥沉积物中氮、磷的释放
大量的氮和磷会沉积在底泥沉积物中, 随着景观水体中温度、pH值、溶解氧的变化, 底泥中沉积的氮、磷会释放进入水体。
3.2.2 水动力条件和水体更新周期的影响
城市景观水体生态系统十分脆弱, 多属于静止水体, 没有流动性或者流速极其缓慢, 水体自净能力较差, 为藻类的生长繁殖提供了良好的水力条件。此外, 景观水体更新周期长, 由于水体的自然蒸发和一些水生动、植物的吸收, 景观水体长时间得不到补给, 也会使景观水体中的水量减少, 氮、磷的浓度升高, 水体越容易发生富营养化。
3.2.3 设计不合理
景观水体及其护岸多采用硬化钢筋混凝土或浆砌块石结构, 没有按自然生态理念进行设计和构建, 自净能力弱, 再加上外来污染物的过多输入, 导致水体发黑变臭, 最终水体变得浑浊不堪, 严重污染了景观水体的生态环境。
4 景观水体的水质标准
目前, 与景观水体相关的主要法规有《地表水环境质量标准》和《城市污水再生利用景观环境用水水质》。因使用目的不同, 景观水体的水质要求也不同。目前景观水体标准的相关研究非常薄弱, 并且标准之间存在着不一致性, 即使按《地表水环境质量标准》的一类标准值对景观水体进行控制, 也不能满足控制富营养化水体的需要。
5 景观水体污染的防治对策
针对景观水体富营养化的状况目前主要有以下几种治理措施:源头控制, 降低从外部进入水体的污染物;采用工程性措施、化学加药、生物性措施降低水中的富集氮磷, 增加水体中的溶解氧, 从而达到控制藻类爆发的效果[3]。
5.1 源头控制
即通过对污水排放管网的改造, 将污水的排放引至别处。改进周边农业的施肥方式, 防止雨水带入大量营养盐进入景观水体。
5.2 工程措施
(1) 水底清淤。富营养化水体的底泥含大量氮磷物质, 会持续不断向水中释放营养盐, 在夏季高温阶段, 容易加剧蓝藻爆发, 通过水底清淤的方法消减水底淤泥是比较有效的治理措施。
(2) 清理漂浮藻类。水体富营养化的最直观的体现就是藻类及浮游生物迅速繁殖, 不仅大量消耗水中的溶解氧, 而且降低水底光照度, 导致沉水植物死亡, 死亡的植物及藻类尸体腐烂进一步消耗溶解氧并向水中释放氮磷物质, 最终导致鱼类等生物的死亡, 造成恶性循环, 所以清理漂浮藻类可以抑制这种恶性循环。
(3) 曝气推流。利用“流水不腐”的原理, 在水中安置潜水曝气机 (沉水安装或漂浮安装) 。首先造成水体表面和底层流动, 消除了死水区, 同时流水可以抑制藻类生长繁殖, 其次充氧后, 加速了水中各种胶体和悬浮物的分解, 使水体透明度明显提高, 同时湖泊底质表层含氧量增加, 好氧微生物活动趋强, 抑制了湖底厌氧菌的有机质分解过程, 使湖底氮、磷营养盐的释放量减少, 并能加速底质的无机化过程, 减少底泥内源污染。
5.3 化学加药措施
主要是利用向水体中添加除藻剂、混凝剂等化学药物抑制水体蓝藻爆发的现象[4]。此类方法仅能暂时抑制住藻类爆发, 治标不治本。
5.4 生物措施
主要是通过改善景观水体中的生态环境来控制水体富营养化的一种方法。主要有种植水生植物、沉水植物、投放以藻类为食的鱼类和其他水生生物等措施[5]。
(1) 在景观水体中通过搭建生态浮床种植水生植物, 用以吸收、转化水中以及沉积的底泥释放的有机质和营养盐, 降低水中营养盐浓度, 同时生长在水里的大量根系可以附着微生物, 对水质起到净化作用, 抑制浮游藻类的生产。
(2) 在景观水体中种植沉水植物, 同理可以吸收、转化水体中底泥释放的有机质和营养盐, 同时植物的根系可以固定水底淤泥, 降低水中悬浮物含量, 增加水的透明度, 并且沉水植物光合作用可以增加水体中的溶解氧。
(3) 在景观水体中养殖合适的水生动物, 可以滤食浮游藻类, 如鲫鱼吃各种腐屑, 同时可吞食蚊子的幼虫, 田螺还可以分泌粘液, 促进水中悬浮物沉降, 起到净化作用[6]。
6 结语
景观水体由于其自净能力较低的特殊性, 是易产生富营养化的水体, 这与景观水体观赏、美化环境作用相悖。此外, 景观水体的生态恢复是一个漫长并且复杂的过程, 采用如上类措施综合治理, 会有显著改善水质的效果, 但是, 从源头上控制污染仍然是最有效、治标又治本的方法。
摘要：指出了景观水体自净能力比较低, 易产生富营养化, 因此景观水体的生境改善日益受到关注。在了解景观水体污染成因的基础上, 分析了景观水体的水质标准, 探讨了可有效去除城市景观水体富营养化的治理措施或工艺, 以期为应用于生态治理提供参考。
关键词：景观水体,水质标准,富营养化,治理措施
参考文献
[1]曾冠军, 马满英.城市景观水体富营养化成因及治理的研究展望[J].绿色科技, 2016 (12) :98~100.
[2]宋英伟.城市景观水体生境改善技术与机理研究[D].上海:华东师范大学, 2009.
[3]王美杰.水体富营养化的危害及防治措施[J].绿色科技, 2012 (10) :60~60.
[4]刘娅琴, 邹国燕, 宋祥甫, 等.富营养水体浮游植物群落对新型生态浮床的响应[J].环境科学研究, 2011, 24 (11) :1233~1241.
[5]董双林.鲢鱼的放养对水质影响的研究进展[J].生态学杂志, 1994 (2) :66~68.
城市水体 篇9
福建省漳州市城区尚存几条内河水系自远古以来孕育着这方水土人们的繁荣, 它起着通商通邮, 取水饮用, 灌溉生产等作用。随着人类社会的进步, 陆路交通取代水路交通, 城区内河便成为排水功能。由于城市的扩展, 人为改变原有水系构造, 不同程度污染内河水体, 恶化城市水环境。为了改善提高城市人居环境质量, 创造文明卫生城市。我市政府十分重视内河综合整治工作, 把项目建设工作任务下达我处。如何治理好内河水体污染问题, 摆上议事日程, 我处多次组织有关人员进行调查取证, 认为造成内河水体污染发臭主要根源是尚未彻底进行雨污分流, 再加上河道两侧小作坊、餐饮业、违章建筑户、临时塔盖户随意排污入河沟, 还有生活垃圾倾入河沟腐烂等造成内河水体污染;此外, 河沟在枯水季源头没有活水补给, 沟内淤泥缺氧导致死泥, 河沟丧失自净功能, 水体便发臭成因。于是笔者提出以下综合整治分部实施建议方案:
(1) 完善雨、污分流工程建设, 从源头的社区排污口入手, 逐步解决污水不进入雨水管道或沟渠状况, 同时解决并改造各排水户的洗涤水和厨房用水排入落水管至地面雨水盖板沟后流入河沟的问题。对已建的小区雨、污分流不彻底的, 提请政府干预, 由开发商自行解决, 经排水管理部门审查符合标准予以接收管理。
(2) 对已勘查一时难于彻底解决的雨污合流管道和城市污水管网尚未延伸区域的上游河段或被永久性盖板渠型式隐蔽的河沟源头采用鸭嘴阀或水利工程使用的自动翻板闸、橡皮坝的截污方法。目的使枯水期管 (渠) 水体和初期降雨产生径流对面源污染的水体纳入污水管道。降雨量加大时, 以上设施将自动打开, 这时雨水起到降解COD的作用, 排入河沟内的合流水体污染则大大减少。
(3) 由于历史的原因, 违章建筑户搭盖占用河道两侧 (包括小作坊、餐饮业) , 擅自排污入河沟, 现时无法在岸边敷设污水管, 将采用沿岸坡支撑管道或挂管工程做法收集各排水户的污水接入市区污水管网。
(4) 对旧城区 (保护古城范围) 的排污户由于历史原因, 尚无雨、污分流, 甚至是马桶户, 由政府投资入户改造, 按联街联片引入市区污水管网, 若地势低畦, 按小区域集中采用小型污水泵提升方法导入市区污水管网。
(5) 应加强内河巡视管理, 设置垃圾存放箱, 严禁生活垃圾、废弃物倾入河道造成水体腐化。
(6) 控制污染源排入内河后, 应及时进行河道死泥清淤和污物清理, 打通诗浦至碧湖原水系通道, 近期可利用已改造的浦头主港道, 从北溪引水源入市区的内河进行循环, 将枯水季死水激活, 这期间其水位要靠桂林排涝闸调节作用。采用关闸拦蓄抬高水位, 让活水流入内河, 再根据西溪潮汐水位最低时开闸泄流, 不断重复循环, 可使内河水体逐渐变好、变清。远期水体激活应考虑从内河源头注入活水补给, 利用即将废弃的第一自来水厂取水口扩容提水补给或污水处理厂升级改造的“中水”回用提水补给等办法。
2 已实施分部建议方案所取得工程效果与评价
2.1 对部分雨、污合流管道直接排入内河沟的工程做法:在合流管道末端择定合适位置断开增设截污井, 安装鸭嘴阀, 详见截污井示意图①。
截污井设置应注意事项:
(1) 鸭嘴阀选用口径应选择满足原雨污合流管的排水能力, 鸭嘴安装朝向原排水方向。
(2) 增设污水管的管径选择应根据截流前旱季2倍以上雨污合流流量与排污管设计坡度、管材的糙率计算确定, 应考虑初期降雨产生径流对面源污染水体必须纳入污水管。
(3) 截污井应布置两室, 即污水室和鸭嘴室, 污水室纵向长取大于3倍污水管管径即可, 应在预制盖板或现浇砼盖板设有检查口;鸭嘴室纵向净长应取1.5倍鸭嘴阀口径, 以便安装、检修、更换空间, 鸭嘴室顶板要考虑能掀开活动式盖板, 同时满足截污井所处工程位置的各种荷载要求。
(4) 侧向增设排污管高程确定, 应从鸭嘴阀生产厂家设定的充满度自动打开时鸭嘴阀的临界水位往下推算出污水管底标高, 该管底标高与截污井底应留有一定高度, 防止砂土过量进入污水管。
2.2 污水管网尚未延伸的上流河段和河沟被永久性钢筋砼盖板隐蔽的上游河段已采用自动翻板闸进行全断面截污, 再经岸边所设进水口引污至市区污水管网, 详见自动翻板闸平面示意图②, 采用自动翻板闸截污必须考虑河沟调洪计算, 满足原河道行洪能力, 保证上游居住区不受雨洪侵害, 从而确定门体安装高程及有关水工构筑物尺寸。
2.3 通过以上截污手段和沿岸勘察的污水排放口的接纳归集于污水管道后, 进行河沟内淤泥清理, 大大改善河沟水体水质, 经过同断面水质采样对比试验得到数据, 见下表1这说明截污的效果显著, 其社会效益也是明显的。
3 结语
3.1 漳州市城区内河部分河段水体污染经过以上初步的综合整治取得阶段性成果, 值得总结经验, 推陈出新。类似城市内河水体污染问题存在较为普遍, 如何有效控制, 较好整治及修复城市生态环境, 应运用科学发展观的思维来不断探索创新, 从而发现解决问题的最优方案。
城市水体 篇10
为此, 邢台市城区河道管理处对城区小黄河、围寨河、二条河水体防治进行了调研, 运用化学药剂和生物分解剂两种防治方法对黑臭水体防治效果进行了对比分析, 创新防治对策, 为城市黑臭水体防治提供了科学依据。
1 防治原理
(1) 化学防治:通过对水体投放生石灰、硫酸铜, 对水体进行杀菌, 清洁水体。
(2) 生物分解:通过生物的作用降解土壤、水体、污泥或残渣中的有害有机污染物或转化无机污染物降到不对环境造成危害的水平。
2 材料与方法
(1) 调查地点概况:调查地点呈线状布置, 四线贯穿整个市区, 具有区域典型性。
(2) 小黄河沿岸 (南大郭至开元桥) , 全长约9.1公里。
(3) 围寨河 (守敬南路至辛庄北路) , 长约4.6公里。
(4) 调查方法:以两条城区河道中拦水坝为节点, 沿河道分段调查四条河水体情况, 在踏查与详查统计的基础上, 运用对比分析方法进行黑臭水体防治效果分析。
(5) 防治创新方法:调查水体情况, 再选取具有代表性的河段进行对比。实验河段一段投放化学药剂, 一段投放生物分解剂, 一周后进行防治效果对比统计。
3 结果与分析
3.1 实验河段选取结果
调查了城区两条河道的水体后, 小黄河选取在5号坝段和9号坝段;围寨河选取1号坝段和顺德路坝段。邢台市围寨河污水处理厂化验室对四段水体进行化验, 化验结果如下:
3.2 防治结果
3.3 结论分析
对于黑臭水体投放药物, 化学药剂生石灰和硫酸铜效果基本没有;投放生物分解剂后效果特别明显, 而且生物分解剂的直接投放也改变了过去投巨资建污水处理厂, 河水处理再入河的传统思路, 节约了大量资金、电力、人力资源, 属于黑臭水体治理方法的一种创新。
参考文献