生態(tài)保護(hù)及生態(tài)修復(fù)的環(huán)保疏浚關(guān)鍵問題范文

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摘要：文章根據(jù)新型環(huán)保疏浚工程理念，對該工程的定義、工藝以及應(yīng)用條件進(jìn)行分析，并針對評定指標(biāo)、疏浚設(shè)備選擇、生態(tài)因子篩選以及生境構(gòu)建等方面，對新型環(huán)保疏浚的要點(diǎn)進(jìn)行研究，通過實(shí)驗分析的方式闡述不同疏浚設(shè)備的工作效果，為生態(tài)修復(fù)與保護(hù)提供科學(xué)有效的解決方案。

關(guān)鍵詞：生態(tài)保護(hù)；生態(tài)修復(fù)；環(huán)保疏浚

引言

與普通工程相比，環(huán)保疏浚是在環(huán)保理念的指導(dǎo)下展開，對底泥污染物進(jìn)行去除，使水環(huán)境各項指標(biāo)得以改善。現(xiàn)階段，生態(tài)清淤工程將去除污染物、抑制污染物再生為主要目標(biāo)，忽視對生態(tài)問題起因的挖掘與生態(tài)保護(hù)，急需開展環(huán)保疏浚相關(guān)問題研究，為生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作提供必要支持。

1新型環(huán)保疏浚工程的理念

1.1定義

環(huán)保疏浚是指利用人工、機(jī)械等措施將污染底泥去除，使污染物釋放通量風(fēng)險降低，并對污染后的底泥進(jìn)行妥善處置，在河流、湖泊水污染治理中得到廣泛應(yīng)用。環(huán)保疏浚是在污染江河湖海水質(zhì)受到污染后，采用物理技術(shù)降低底泥中的有害物質(zhì)、重金屬、營養(yǎng)鹽等含量，降低和抑制底泥生態(tài)風(fēng)險的產(chǎn)生，對浚后底泥進(jìn)行安全處置。

1.2工藝定位

疏浚工藝屬于河流、湖泊水質(zhì)治理中的重要內(nèi)容，同時也是生態(tài)工程的關(guān)鍵內(nèi)容，是水污染治理的重要手段。在疏浚方案制定中，主要目標(biāo)在于改善被污染水域的各項指標(biāo)，將控制外源、生態(tài)修復(fù)、流域管理三者緊密結(jié)合，強(qiáng)化對生態(tài)理念與二次污染防治的設(shè)計，將環(huán)保疏浚與沉水植物恢復(fù)、堤岸建設(shè)等工程緊密的結(jié)合起來，在生態(tài)修復(fù)與改善工程中發(fā)揮更大的作用。

1.3應(yīng)用條件

環(huán)保疏浚主要面向底泥中污染率較高的水域，如城市排水、污染河流入湖口、礦山廢渣排放區(qū)等等。通常情況下，污染底泥散發(fā)著惡臭，含有較高的氮、磷、重金屬等有害物質(zhì)，由于界面處于缺氧狀態(tài)，生物種類數(shù)量受到較大影響，存在的少許生物中以耐污種為主。環(huán)保疏浚工程適用于以下條件，一是河流外源應(yīng)得到有效控制與治理，否則難以確保疏浚效果的延續(xù)，同時也很難使水質(zhì)得以改善，疏浚目標(biāo)也無法達(dá)成；二是堅持局部重點(diǎn)疏挖原則，先在水源地水口處、風(fēng)景區(qū)等對生態(tài)系統(tǒng)污染較大的區(qū)域進(jìn)行疏浚；三是在環(huán)保疏浚實(shí)施過程中，應(yīng)與生態(tài)重建結(jié)合起來，使其達(dá)到更為理想的效果[1]。

2基于生態(tài)保護(hù)與修復(fù)的環(huán)保疏浚要點(diǎn)分析

2.1評定指標(biāo)

疏浚效果的判定是按照疏浚目標(biāo)完成情況進(jìn)行衡量，包括積極效果與負(fù)面影響兩個方面，其中積極效果主要體現(xiàn)在污染物的有效去除、防洪調(diào)蓄容量增加等，但在疏浚過程中也可能對生態(tài)環(huán)境造成二次傷害。在短時間內(nèi)無法實(shí)施污染源截斷的基礎(chǔ)上，環(huán)保疏浚只能當(dāng)成一種應(yīng)急手段，要想保障水質(zhì)的長期穩(wěn)定，則需要發(fā)揮水生態(tài)系統(tǒng)的承載與凈化功能，主要體現(xiàn)在疏浚后植被的面積。因此，在設(shè)計時便應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注疏浚影響范圍，在工程完畢后，將疏浚前后生境變化情況進(jìn)行對比和考核，對生態(tài)受損處進(jìn)行修復(fù)，使生物的生長面積保持原樣即可。

2.2不同疏浚設(shè)備對疏浚效果的影響

通過實(shí)驗探究的方式，對疏浚環(huán)境進(jìn)行模擬，分析普通鉸刀、加罩鉸刀、環(huán)保鉸刀、環(huán)保加罩鉸刀四種設(shè)備對污染物釋放的抑制作用以及對疏浚效果的影響。

2.2.1實(shí)驗材料、設(shè)備與方法主要的實(shí)驗材料為底泥、覆水、水楊酸、氫氧化鈉、硫酸銀、硝酸鉀、過硫酸鉀等；主要的設(shè)備為DR2800分光光度計、高壓滅菌鍋、DRB200快速消解器、超純水機(jī)等；實(shí)驗方法為：本實(shí)驗在水箱中進(jìn)行模擬實(shí)驗，將底泥與上覆水之間的比例設(shè)置為1：20，明確最優(yōu)設(shè)備參數(shù)后對疏浚參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，再分別開展疏浚試驗，采集疏浚48h內(nèi)各個時段的上覆水，對其進(jìn)行化學(xué)成分測定。采用普通鉸刀、加罩鉸刀、環(huán)保鉸刀、環(huán)保加罩鉸刀在疏浚模擬環(huán)境下，對污染物釋放量的影響進(jìn)行分析[2]。

2.2.2水質(zhì)分析本實(shí)驗中的TN主要采用數(shù)據(jù)測定法進(jìn)行水質(zhì)分析，首先選取10.00ml的水樣放入試劑瓶中，瓶容量為25ml，將5.0ml的堿性過硫酸鉀加入其中，用紗布和線繩將瓶口固定后，放置在120℃的高壓鍋中，加熱30min后取出，在常溫下冷卻，將1ml的鹽酸以1：9的比例稀釋成25ml，用比色皿進(jìn)行測量，利用轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行計算后即可得出TN的數(shù)值；TP采用比色皿測定法，將25ml的水樣放入試管中，與4ml的過硫酸鉀一起搖勻，再用線繩綁扎固定后，在120℃的高溫狀態(tài)下加熱30min后，在常溫下冷卻，與2ml的鉬酸銨溶液混合后，放入比色皿中在700nm波長下進(jìn)行檢測；氨氮采用吸光度測量法測定，將水樣放置在10ml的量程之中，與1.00ml的水楊酸混合后再將2滴亞硝酸鐵氰化鈉融合，在顯色1h后在697nm波長下進(jìn)行測定。

2.2.3實(shí)驗結(jié)果采用優(yōu)質(zhì)的鋁鹽、鈣鹽鈍化劑作為鈍化藥劑，分別取4g/kg、64g/kg，在PAC鈍化劑下進(jìn)行實(shí)驗，實(shí)驗結(jié)果可知，將底泥摻入到鈍化劑中后，間隔7天的時間污染物釋放量趨于穩(wěn)定，此時正是開始疏浚模擬實(shí)驗，將不同數(shù)量的鈍化劑放入到實(shí)驗底泥中，底泥對污染物的鈍化反應(yīng)通常持續(xù)6-9天，本次實(shí)驗選擇7天作為二者接觸反應(yīng)時間。本文采用普通鉸刀、加罩鉸刀、環(huán)保鉸刀、環(huán)保加罩鉸刀在疏浚模擬環(huán)境下，對污染物釋放量的影響進(jìn)行分析。為探究PAC狀態(tài)下疏浚設(shè)備對污染物釋放規(guī)律，按照污染物的累計量，可采用以下公式對污染物的釋放速率進(jìn)行計算。M=（Ri-Ri-1）/n式中，M代表的是釋放速率；Ri代表的是第i次采樣時的累積釋放量；Ri-1代表的是第i-1次采樣時的累積釋放量；n代表的是兩次采樣間隔的時長。實(shí)驗表明，在底泥疏浚過程中，環(huán)保加罩鉸刀在疏浚中對污染物累計釋放的抑制性最強(qiáng)，在使用過程中，鉸刀轉(zhuǎn)動對底泥的干擾性較低；在環(huán)保鉸刀使用時，由于其樣式為螺旋式，能夠使底泥與鉸刀間的接觸面積降到最低，盡可能減少疏浚擾動導(dǎo)致的底泥擴(kuò)散；在普通鉸刀使用時，與環(huán)保鉸刀相比螺旋較大，在底泥與鉸刀之間存在較大的夾角，當(dāng)與底泥相接觸后，二者之間的接觸面加大，對底泥產(chǎn)生較大干擾，使底泥擴(kuò)散的控制難度增加。在加罩鉸刀應(yīng)用時，在底泥擴(kuò)散控制方面具有較大優(yōu)勢，主要是二者間的接觸只有鉸刀的地面進(jìn)入底泥之中，使鉸刀擾動度大大降低。在環(huán)保疏浚時，在PAC的作用下使加罩鉸刀的優(yōu)越性得到充分發(fā)揮[3]。

2.3生態(tài)因子篩選與生境構(gòu)建

2.3.1生態(tài)優(yōu)控因子篩選水生態(tài)凈化水質(zhì)與疏浚后生物生長范圍存在緊密關(guān)聯(lián)，對生態(tài)限制因子具有較大影響的便是外部生境，如水深、水質(zhì)、光照等等。從生物角度來看，在疏浚前后最大差異體現(xiàn)在水深與基地理化性質(zhì)方面，在條件不變的情況下，當(dāng)水深增加時，水下的光度將會不足，影響水下植物的恢復(fù)；對于淺水來說，水深的增加在很大程度上降低風(fēng)浪的擾動強(qiáng)度，使透明度增加。水下光照、水深、透明度之間存在較大反應(yīng)。在水體中，營養(yǎng)物的濃度將會發(fā)生改變，而疏浚能夠使這一變化得到緩解，因此對疏浚的限制力較弱；底質(zhì)在風(fēng)浪的作用下回阻礙懸浮，使其物化特征發(fā)生改變，進(jìn)而影響生物的生長與分布。可見，水深與底質(zhì)情況可對環(huán)保疏浚后生態(tài)修復(fù)產(chǎn)生影響，屬于優(yōu)控因子。

2.3.2水深生境的構(gòu)建生物與環(huán)境的發(fā)展具有協(xié)同性，尤其對于水生植物來說具有特定的生存條件。以太湖流域為例，該地挺水植物生長環(huán)境的最佳水深約為0.8m，沉水植物的水深約為2.0-2.5m，浮葉植物的最佳水深約為1.2m。因此，在對疏浚深度進(jìn)行判斷時，應(yīng)對水生植物適宜深度進(jìn)行分析，與區(qū)域地形、高程、水深等指標(biāo)相結(jié)合，使水下地形得以豐富，為生態(tài)系統(tǒng)凈化功能的發(fā)揮提供有力的條件。

2.3.3基底質(zhì)地生境對于不同的基底來說，在理化性質(zhì)方面有所不同，很可能對該領(lǐng)域內(nèi)生物的生長與棲息產(chǎn)生不同影響。對于營養(yǎng)鹽濃度較低的環(huán)境來說，底質(zhì)中存有的礦物元素、有機(jī)物、營養(yǎng)鹽均可促進(jìn)植物生長，但在濃度較高的環(huán)境中，底質(zhì)將不利于植物的生長。據(jù)調(diào)查，無論沉積物過軟，或者過硬，均會對植物生長帶來阻礙，當(dāng)營養(yǎng)鹽含量較高時，尤其是NH4+濃度，更容易對植物生長造成損傷。當(dāng)水深、疏浚深度、基底性質(zhì)無法全部滿足時，可采用以下處理方式：首先，使最大污染去除需求得以滿足，根據(jù)水深情況進(jìn)行回填；其次，與疏浚區(qū)域土壤性質(zhì)相結(jié)合，使疏浚深度降低，利用底泥中特有的適宜土層作為新基底；最后，盡可能的將污染物去除，使水質(zhì)情況得以改善，透明度提高，生態(tài)系統(tǒng)才可逐漸恢復(fù)，但是最好采用分期疏浚，為生態(tài)修復(fù)提供更加有力的條件與時間[4]。

3結(jié)束語

綜上所述，水生生物對水下地形的依賴性較強(qiáng)，而河湖疏浚勢必會造成生境變化，需要對其進(jìn)行調(diào)整和改善。在生態(tài)保護(hù)方面，應(yīng)選擇科學(xué)選定評價指標(biāo)，選取合理的疏浚設(shè)備，采用清淤重塑生境的方式，通過創(chuàng)新疏浚提高環(huán)保價值，獲得最佳疏浚效果，同時也為疏浚規(guī)范的編制提供借鑒與參考作用。

參考文獻(xiàn)：

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作者：馬金彬 單位：中交天津航道局有限公司上海分公司