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摘要: 随着人们对生活环境要求越来越高，水景主题公园、水景建筑的不断涌现,但如何保持水质成为人们面临的重要问题。文章就水景喷泉景观水体水质问题作了介绍，为以后的相关问题的解决做了借鉴。
关键词: 景观水体; 治理; 生态修复; 人工湿地
中图分类号：P901 文献标识码：A 文章编号：
近年来, 随着人们生活水平的提高, 人们对人居环境质量的要求也愈发的提高, 为了满足人们对居住环境及城市建设的要求, 水体景观不断涌现。这些水体景观对提高人居环境的品质以及提升城市形象有着重要的作用, 有利于增加居住环境的舒适度、减少浮尘、改善区内小气候、增强居住的舒适感; 同时, 可以为人们营造回归自然的氛围, 带来精神上的享受。但是就目前而言, 众多景观水体水质都发生着不同程度的水质恶化, 尤其是有机物及氮、磷等物质的严重超标致使水质亏氧, 富营养化严重, 失去其原来所应该具备的景观功能和对周边环境的调节作用。
1 喷泉景观水体污染源分析
景观水体由于其流域面积的限制, 流动性和复氧能力较差, 加之水中具有净水作用的微生物物种相对单一, 生物氧化有机物的能力较弱, 水体自净能力较差。外来污染源, 如垃圾、碎屑、扬尘、雨水等带入的污染物, 由于得不到及时的降解或清除, 在水中腐烂、扩散、溶解、沉淀, 从而产生或带入大量的污染物质, 使水质进一步恶化。并且由于景观水体的内源污染, 许多原本无害物质进入水体沉入底泥当中,经过一段时间后, 这些无害物质由于发生化学反应生成有害的污染物质使水体更加恶化。
2 传统景观水体水质控制技术
2. 1 物理处理方法
常规水处理方法包括底泥疏浚、引水换水、循环过滤、混凝沉淀、加药气浮法等。
2. 1. 1 底泥疏浚
景观水体由于其流动性差, 加之外来污染物的进入, 在池底会形成较多的底泥, 从而影响水质。疏浚能够有效地削减沉积物中营养物、重金属和持久性有机物等污染物含量, 但疏浚过程中会引起污染物向水体释放, 疏浚后的界面过程有可能对疏浚效果产生较大影响。
2. 1. 2 引水换水
当水体中的悬浮物增多, 水体的透明度下降, 水质浊度较高时, 可以通过引水、换水的方式, 稀释水中的杂质, 以此来降低杂质的浓度。此法仅限于面积较小的水域, 大面积水域耗费水资源量大、成本过高。
2. 1. 3 循环过滤
使用配套的过滤系统和循环用水泵, 通过过滤保持水质。如果水体面积较大, 必定使循环过滤的周期延长, 使水质无法达到规定的要求。
2. 2 化学处理方法
化学处理主要用于去除景观水体中的藻类及磷, 其主要途径是: 防止底泥营养物质的释放及去除水体中的藻类。
2. 2. 1 控制底泥营养物质的释放
景观水体的泥水界面存在氮、磷、硫、重金属等的动态溶解平衡, 当水体中的营养物质浓度较低时, 底泥中的物质则释放出来, 造成水体的二次污染, 因此控制底泥释放对控制水体的二次污染具有重要的意义。防止底泥污染物释放的常规方法是加入A l、Fe、Ca盐使其与磷结合成稳定的物质, 防止其释放。研究表明, 在美国的W ingra 湖底沉淀表层10cm含有的氮占总氮的23% , 在沉淀表层10 cm~ 30 cm 中其含量高达74%。当A lz P的比例为4z 1 时, 水体中P的浓度由原来的113mg /L 降低为011mg /L 。
2. 2. 2 杀藻
常用的化学杀藻剂有硫酸铜、明矾、次氯酸等。赵玉华等[ 5] 研究表明, 臭氧最佳投加量为4 mg /L、二氧化氯的最佳投加量为2 mg /L、高锰酸钾最佳投加量为018mg /L、硫酸铜最佳投加量为115 mg /L、次氯酸钠最佳投加量为3mg /L 均可取得最佳的除藻效果, 这些化学药剂除藻的能力为: 次氯酸钠> 臭氧> 二氧化氯>硫酸铜>高锰酸钾。总之, 加入化学药剂能够取得立竿见影的处理效果, 随着耐药性藻类的出现, 需要频繁地变换化学药剂, 同时药的投加量也会更大, 处理费用也较高,且易造成二次污染。
3 生物及自然生态修复法
生物法是利用建立微型水生生物系统, 通过微生物或水生植物等对有机物的降解作用及对氮、磷等物质的吸收来达到水质净化的目的。
3.1 水生植物净化技术
景观水体中的有机污染物被微生物分解后, 除了有机碳转化为CO2 从水体中逸出外, 有机氮、磷等都转变为无机营养盐类, 仍滞留在水体中。这些营养盐如长期积累, 就会造成水体富营养化, 藻类泛滥, 这也是目前景观水体维护中面临的最主要难题之一。通过种植景观水生植物, 利用植物对无机营养盐类的吸收、转化和积累, 可以有效地输出水体中的氮、磷营养盐, 达到净化水质、抑制藻类生长和促使污染物沉降的作用。水生植物是水生生态系统保持良性运行的关键类群, 可分为沉水植物、漂浮植物、浮叶植物和挺水植物等类型 , 不同类型的水生植物有着不同的净化功能而且其使用的情况也有所差别。其中, 大型漂浮植物的净化效果最好, 它在光照和营养盐的竞争上比浮游植物有优势, 耐污性强。水生植物主要是从以下三个方面来达到净化水质的目的:
( 1)物理作用: 主要是指植物根系对氮、磷的吸附、截留和促进沉降等作用。漂浮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吸附或截留。与此同时, 粘附于根系的细菌在进入内源呼吸阶段后会发生凝聚, 把悬浮性的有机物和新陈代谢产物沉降下来。
( 2)微生物作用: 植物发达的根系不但为微生物的附着、栖生、繁殖提供了场所, 而且还能分泌一些有机物促进微生物的代谢。一方面, 微生物能将污水中的有机态氮、磷和非溶解性氮、磷降解成溶解性小分子, 继续被植物体吸收利用; 另一方面, 由于在水生高等植物根系存在富氧与缺氧区, 为微生物脱氮过程提供了良好的环境条件; 一部分氨氮和硝态氮直接通过硝化--反硝化过程得以去除。因此, 尽管微生物起着直接作用, 但植物的生理代谢活动也是不可缺少的。
3.2水生动物净化技术
一个完整健康的生態系统不能缺少一定数量各类消费者的存在。水生动物在水生生态系统中扮演主要消费者的作用, 是维持水体生态系统的稳定和发挥其正常生态功能不可或缺的一部分。水生动物包括浮游动物、游泳动物和底栖动物, 它们以水体中的游离细菌、浮游藻类、有机碎屑以及其他消费者为食, 可以有效减少水体中的悬浮物, 提高水体透明度。投放数量适当、物种配比合理的水生动物, 可以延长生态系统的食物链、提高生物净化效果。通过定期对浮游动物和底栖动物进行打捞, 可以防止其过量繁殖造成的污染, 同时, 也可以将已转化成生物有机体的有机质和氮、磷等营养物质从水体中彻底去除。
4 结论
对受污染的景观水体进行治理和恢复, 是社会经济发展以及生态环境建设的迫切要求。在进行景观水体修复的过程中, 物理化学方法虽然能够达到治理的效果, 但是可能对原有生态系统造成破坏, 并且效果是短暂的。生态修复的方法作为一种治理景观水体的新技术, 克服了物理、化学方法的不足。同时近几年人们已经开始研究水体富营养化的数学模型, 从而开始从模型的角度对其进行更精确有效的控制。只有综合利用各种方法才能经济有效地控制景观水体污染。
参考文献:
[ 1]王俊岭, 李慧. 城市景观水质控制的研究[ J] . 山西建筑, 2005, 31( 8): 242- 243.
[ 2]邹平江, 霜英, 高廷耀. 城市景观水的处理方法[ J].中国给水排水, 1995, 16( 3): 83- 86.
关键词: 景观水体; 治理; 生态修复; 人工湿地
中图分类号：P901 文献标识码：A 文章编号：
近年来, 随着人们生活水平的提高, 人们对人居环境质量的要求也愈发的提高, 为了满足人们对居住环境及城市建设的要求, 水体景观不断涌现。这些水体景观对提高人居环境的品质以及提升城市形象有着重要的作用, 有利于增加居住环境的舒适度、减少浮尘、改善区内小气候、增强居住的舒适感; 同时, 可以为人们营造回归自然的氛围, 带来精神上的享受。但是就目前而言, 众多景观水体水质都发生着不同程度的水质恶化, 尤其是有机物及氮、磷等物质的严重超标致使水质亏氧, 富营养化严重, 失去其原来所应该具备的景观功能和对周边环境的调节作用。
1 喷泉景观水体污染源分析
景观水体由于其流域面积的限制, 流动性和复氧能力较差, 加之水中具有净水作用的微生物物种相对单一, 生物氧化有机物的能力较弱, 水体自净能力较差。外来污染源, 如垃圾、碎屑、扬尘、雨水等带入的污染物, 由于得不到及时的降解或清除, 在水中腐烂、扩散、溶解、沉淀, 从而产生或带入大量的污染物质, 使水质进一步恶化。并且由于景观水体的内源污染, 许多原本无害物质进入水体沉入底泥当中,经过一段时间后, 这些无害物质由于发生化学反应生成有害的污染物质使水体更加恶化。
2 传统景观水体水质控制技术
2. 1 物理处理方法
常规水处理方法包括底泥疏浚、引水换水、循环过滤、混凝沉淀、加药气浮法等。
2. 1. 1 底泥疏浚
景观水体由于其流动性差, 加之外来污染物的进入, 在池底会形成较多的底泥, 从而影响水质。疏浚能够有效地削减沉积物中营养物、重金属和持久性有机物等污染物含量, 但疏浚过程中会引起污染物向水体释放, 疏浚后的界面过程有可能对疏浚效果产生较大影响。
2. 1. 2 引水换水
当水体中的悬浮物增多, 水体的透明度下降, 水质浊度较高时, 可以通过引水、换水的方式, 稀释水中的杂质, 以此来降低杂质的浓度。此法仅限于面积较小的水域, 大面积水域耗费水资源量大、成本过高。
2. 1. 3 循环过滤
使用配套的过滤系统和循环用水泵, 通过过滤保持水质。如果水体面积较大, 必定使循环过滤的周期延长, 使水质无法达到规定的要求。
2. 2 化学处理方法
化学处理主要用于去除景观水体中的藻类及磷, 其主要途径是: 防止底泥营养物质的释放及去除水体中的藻类。
2. 2. 1 控制底泥营养物质的释放
景观水体的泥水界面存在氮、磷、硫、重金属等的动态溶解平衡, 当水体中的营养物质浓度较低时, 底泥中的物质则释放出来, 造成水体的二次污染, 因此控制底泥释放对控制水体的二次污染具有重要的意义。防止底泥污染物释放的常规方法是加入A l、Fe、Ca盐使其与磷结合成稳定的物质, 防止其释放。研究表明, 在美国的W ingra 湖底沉淀表层10cm含有的氮占总氮的23% , 在沉淀表层10 cm~ 30 cm 中其含量高达74%。当A lz P的比例为4z 1 时, 水体中P的浓度由原来的113mg /L 降低为011mg /L 。
2. 2. 2 杀藻
常用的化学杀藻剂有硫酸铜、明矾、次氯酸等。赵玉华等[ 5] 研究表明, 臭氧最佳投加量为4 mg /L、二氧化氯的最佳投加量为2 mg /L、高锰酸钾最佳投加量为018mg /L、硫酸铜最佳投加量为115 mg /L、次氯酸钠最佳投加量为3mg /L 均可取得最佳的除藻效果, 这些化学药剂除藻的能力为: 次氯酸钠> 臭氧> 二氧化氯>硫酸铜>高锰酸钾。总之, 加入化学药剂能够取得立竿见影的处理效果, 随着耐药性藻类的出现, 需要频繁地变换化学药剂, 同时药的投加量也会更大, 处理费用也较高,且易造成二次污染。
3 生物及自然生态修复法
生物法是利用建立微型水生生物系统, 通过微生物或水生植物等对有机物的降解作用及对氮、磷等物质的吸收来达到水质净化的目的。
3.1 水生植物净化技术
景观水体中的有机污染物被微生物分解后, 除了有机碳转化为CO2 从水体中逸出外, 有机氮、磷等都转变为无机营养盐类, 仍滞留在水体中。这些营养盐如长期积累, 就会造成水体富营养化, 藻类泛滥, 这也是目前景观水体维护中面临的最主要难题之一。通过种植景观水生植物, 利用植物对无机营养盐类的吸收、转化和积累, 可以有效地输出水体中的氮、磷营养盐, 达到净化水质、抑制藻类生长和促使污染物沉降的作用。水生植物是水生生态系统保持良性运行的关键类群, 可分为沉水植物、漂浮植物、浮叶植物和挺水植物等类型 , 不同类型的水生植物有着不同的净化功能而且其使用的情况也有所差别。其中, 大型漂浮植物的净化效果最好, 它在光照和营养盐的竞争上比浮游植物有优势, 耐污性强。水生植物主要是从以下三个方面来达到净化水质的目的:
( 1)物理作用: 主要是指植物根系对氮、磷的吸附、截留和促进沉降等作用。漂浮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吸附或截留。与此同时, 粘附于根系的细菌在进入内源呼吸阶段后会发生凝聚, 把悬浮性的有机物和新陈代谢产物沉降下来。
( 2)微生物作用: 植物发达的根系不但为微生物的附着、栖生、繁殖提供了场所, 而且还能分泌一些有机物促进微生物的代谢。一方面, 微生物能将污水中的有机态氮、磷和非溶解性氮、磷降解成溶解性小分子, 继续被植物体吸收利用; 另一方面, 由于在水生高等植物根系存在富氧与缺氧区, 为微生物脱氮过程提供了良好的环境条件; 一部分氨氮和硝态氮直接通过硝化--反硝化过程得以去除。因此, 尽管微生物起着直接作用, 但植物的生理代谢活动也是不可缺少的。
3.2水生动物净化技术
一个完整健康的生態系统不能缺少一定数量各类消费者的存在。水生动物在水生生态系统中扮演主要消费者的作用, 是维持水体生态系统的稳定和发挥其正常生态功能不可或缺的一部分。水生动物包括浮游动物、游泳动物和底栖动物, 它们以水体中的游离细菌、浮游藻类、有机碎屑以及其他消费者为食, 可以有效减少水体中的悬浮物, 提高水体透明度。投放数量适当、物种配比合理的水生动物, 可以延长生态系统的食物链、提高生物净化效果。通过定期对浮游动物和底栖动物进行打捞, 可以防止其过量繁殖造成的污染, 同时, 也可以将已转化成生物有机体的有机质和氮、磷等营养物质从水体中彻底去除。
4 结论
对受污染的景观水体进行治理和恢复, 是社会经济发展以及生态环境建设的迫切要求。在进行景观水体修复的过程中, 物理化学方法虽然能够达到治理的效果, 但是可能对原有生态系统造成破坏, 并且效果是短暂的。生态修复的方法作为一种治理景观水体的新技术, 克服了物理、化学方法的不足。同时近几年人们已经开始研究水体富营养化的数学模型, 从而开始从模型的角度对其进行更精确有效的控制。只有综合利用各种方法才能经济有效地控制景观水体污染。
参考文献:
[ 1]王俊岭, 李慧. 城市景观水质控制的研究[ J] . 山西建筑, 2005, 31( 8): 242- 243.
[ 2]邹平江, 霜英, 高廷耀. 城市景观水的处理方法[ J].中国给水排水, 1995, 16( 3): 83- 86.