穿越中心城区河道水环境治理关键工艺
0 引言
起步区条条河整治及景观工程位于成都国际生物产业园起步区段内。天府新区国际生物城是天府新区核心地带,与秦皇寺商务区、成都科学城、国际航空物流园区相邻。条条河主要通过人工方式构建水生态系统,利用生态自净能力净化湖水水质,透明度可达0.8m以上,除暴雨外,河水水质中的主要指标在1年中80%时间内可达到并保持国家Ⅳ类地表水标准:总磷量(TP)≤0.3mg/L,氨氮(NH3-N)≤1.5mg/L,总氮量(TN)≤1.5mg/L,溶氧量(DO)≥3mg/L,化学需氧量(CODMn)≤10mg/L。
1 底质预处理技术
基底土壤和周边环境内均可能含有病虫害、害螺类及霉菌和细菌性病原体,可引起植物秆锈病、叶锈病、褐斑病、黑粉病等。须针对基底现有条件及现场存在问题进行预处理,使河底土壤转变成适合高等水生植物生长的底质,打下水生态系统构建的基础。
河道完成场平工作后,对底质进行人工翻晒,将硝氧化钙、沸石粉等氧化剂配置成灭菌类药剂,在河道整治过程中还未蓄水前,使用适量清水溶解后,在河底均匀泼洒。
开挖条条河河底时,回埋的种植土中微量元素分布不合理,不利于高等植物的定植、生长,须对微量元素进行合理配比,并配置多种营养成分,如螯合剂、高蛋白载体、高纯度活性生物、吸附剂等,以促进高等植物快速定植、生根、抗虫害等,促进水生态的形成。采用机械点播已调解的营养剂,对微量元素进行配置。
2 水生植物配置技术
水生植物配置技术主要针对已污染河水的不同水质,采取针对性的植物类型配置方案,使水生植物能适应当地地质、气候,保证植物存活、净化水体。为提升植物净化水体的能力,须选用多种水生植物进行系统配置。在河道不同区域实现不同的治理效果,明确每种植物的治理功能,保证平稳构建水生态系统。
沉水植物是河道水生态系统的初级生产者,在河道内广泛分布。条条河水质现状是浮游植物优势的“混水态”,沉水植物是转化为大型植物“清水态”的关键。沉水植物可对水中沉积物起固定作用,给浮游动物、植物提供生存环境,增强整个河内生态系统的自净能力。并且河水中的微生物可在沉水植物的根、茎、叶上附着,在沉水植物周边形成好氧-厌氧环境,形成生物膜系统,具有良好的净化功能。条条河沉水植物主要配置马来眼子草、刺苦草、微齿眼子菜、轮叶黑藻,种植时,上游逐步放水,保证种植区域水位始终在10cm左右。沉水植物主要采用插秧法进行种群混播,从水体深的区域逐步向浅水区推进。
在条条河河面中心位置种植睡莲、芡实、荇菜等浮叶植物,浅水区种植水生美人蕉、黄菖蒲、千屈菜、常绿水生鸢尾等挺水植物,可从水中吸取重金属元素,同时向水体中释放氧气,有助于去除河水中的富营养和重金属元素。浮叶、挺水植物叶片浮于河面上,通过养分竞争、减少水面光照量等,抑制藻类生长。挺水植物种植前,应整平清理河底种植土壤,在表面盖上粗砂,用铲挖出种植穴,大小可以根据挺水、浮叶植物根系大小和形状确定。种植时注意植物水位线,提前放出各种植物适宜生长的水深线。植物根部放入种植穴后,返土盖好,扶正植物,并压实覆土,确保植物挺拔。
3 生态浮岛技术
人工浮岛是采用PE材料漂浮在水面上,供水生动植物、微生物栖息及繁衍的生物生态设施,主要功能为保护河岸、消除水波、改善景观、创造生活栖息环境及净化水质等。浮岛上种植狐尾藻等水生植物,表面可吸附漂浮物、分泌物;根部可加强水体氧化能力,也可净化水体。此外,人工浮岛技术主要运用于受有机污染与富营养化的河流,不仅工程量小、处理效果好、便于维修,且不会导致二次污染,可使资源得以持续利用。
4 食物链调控技术
从上游排入河道内的污染物,会优先被河水中的细菌、真菌汲取,并将有机物生物分解为无机物。而后,原生动物将菌类作为食物,排泄产生氮磷等无机物。藻类、水生植物吸收利用氮磷等营养物质,又通过细胞内的光合作用产生氧气,排入河水中,被其他水生动物吸收利用。河道中的藻类若生长迅速,会产生过量有机物,造成水体富养化,但水中的浮游生物、鱼、虾、小动物等又可把藻类当作食物食用,抑制藻类繁殖,使河水达到生态平衡。水生态的食物链控制按污染物质→细菌、真菌→藻类、水生植物→轮虫、线虫、浮游生物→小鱼→两栖类、鸟→排泄物→细菌、真菌环状食物链的闭环方式,减少上游污染物,达到生态自净。在河道中投入蚌、螺、草食性浮游动物和鱼类,直接吸收营养盐类、有机碎屑和浮游植物,调控原有河道中没有的食物链,闭环食物链不停净化水体、改善水质。
条条河在45 000m2的水域内,共投入螺类、蚌类、虾类、肉食性鱼类、滤食性鱼类2 000kg,浮游动物1 500L,在河道中的水生植物、微生物、藻类、水生动物营造生物群落的多样性,形成闭环食物链。
5 微生物修复技术
环境介质受到污染后,微生物可起降解、共代谢、去毒和激活作用,自然净化环境。治理河道时的微生物修复一般采用厌氧处理、好氧处理及厌氧-好氧组合处理方法。当条条河景观水域水生动植物群落构建完成后,根据水体水质情况,控制微生物的品种、数量,投加合理配置的微生物制剂200kg,通过植物-微生物联合修复技术,构建良好的生态环境条件,加快恢复河体生态系统。
6 水质监测
水质及生物指标监测是条条河水体整治的重要步骤,通过监测指标数据,快速了解河水水体情况,建立水环境评估和决策模型,分析污染物在河水中的分布和扩散及自净过程中的平衡关系,及时调整微生物、植物、动物配置,调整实施内容。本工程园区河道内上、中、下游设置5个水质监测站点,施工时每月进行1次采样,养护时每季度进行1次采样。监测指标如表1所示。
表1 各时期水质监测指标值
mg/L
注:监测结果为5个监测点的平均值
表1 各时期水质监测指标值
7 结语
上游河道穿过天府新区国际生物城中心区域的条条河整治工程段河道,通过生态底质预处理、水生植物配置、生态浮岛、食物链控制、微生物修复等措施,对河水进行生态处理,完成自我净化。再配合景观配套及雨水收集系统,防止其他污水体进入河道,增加水生态景观多样性,提升水质。同时,应做好本工程的管理工作,保证水体生态的长期稳定性,使穿越中心城区的河道稳定保持在Ⅳ类水标准。
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