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 生态系统研究与管理简报
中科院南京地理与湖泊研究所研制出湿地净化系列创新技术
来源: 中国环境报2004-12-25   时间: 2004-12-30  点击率: 166008

滇池、抚仙湖、洱海、星云湖、杞麓湖、阳宗海、泸沽湖、程海、异龙湖等面积在30平方公里以上的九大高原湖泊,是镶嵌在彩云之南这块神奇土地上的九颗明珠。为保护好这九颗明珠,云南投入了大量的人力、物力。随着保护治理工作的不断深入,“九湖”的主要污染源由工业污染变成了农村面源污染,已占“九湖”污染总量的40%以上。

由于农村面源污染比较分散,一般治理技术都很难见效,而湿地作为一种独特的生态系统,以其特有的生态功能和存在形式,在面源污染控制方面显示出巨大的优势,成为云南治理“九湖”的一个重要手段。

湿地是水陆系统相互作用而形成的独特生态系统,也是自然界最富生物多样性和生态功能最高的生态系统,被喻为“地球之肾”。随着人们对湿地研究的不断深入,湿地在水质净化的效率和适用性上得到极大的提高,利用人工构造湿地对城镇生活污水进行直接处理已在我国和世界许多地区获得成功。其基本原理就是在一定的填料上种美人蕉、富贵竹、芦苇等特定的植物,将污水投放到人工建造的类似的于沼泽的湿地上。当富营养化水流过人工湿地时,经沙石、土壤过滤,植物根际的多种微生物活动使水质得到净化。

中国科学院南京地理湖泊所科研人员针对云南九大高原湖泊普遍出现的加速富营养化趋势,从入湖河流域污染生态控制入手,切断面源污染物进入湖泊的通道,遏制富营养化发展趋势的技术思路,在云南各级政府的大力支持和云南省环科所、玉溪市环科所、大理州环科所等技术部门的密切配合下,近年来湿地治污在云南湖泊治理中大显身手,省环保局局长李现武评价其为9个字“投资少、见效快、效果好。”

用湿地遏制滇池

杞麓湖的污染势头

滇池生态破坏的起点在沿岸带,最严重的生态破坏也在沿岸带,生态修复必须从滇池的岸带做起。由中科院南京地理与湖泊研究所协同昆明市环境科学研究所、云南大学生物化学学院联合攻关的“滇池污染控制技术研究”被列为2000年国家重大科技项目。这项试验主要是通过岸带生态修复重建湖泊自净功能,对外可以加强入湖污染控制,对内又能形成抑制蓝藻、控制内源污染的机制。

修复工程最先在滇池东北岸展开,实验区位于宝象河半岛东侧湖湾内。这里背靠坚固的混凝土“防浪堤”,强烈的浪蚀作用将湖底泥土冲洗得干干净净,只剩下黄沙;夏、秋季蓝藻水华覆盖水面,泥浆一样的蓝藻使一切生命窒息;冬、春大风季节,巨大的风浪极具破坏力,连种的柳树都有能拔起。入湖河流带来的垃圾在这里堆积,湖底是一层厚厚的塑料垃圾。在这样恶劣的环境条件下,2001年,岸带生态修复研究试验开始了。经过反复探索试验,研究人员终于掌握了综合消浪技术、蓝藻控制技纺、水生植物种苗繁育技术、无地栽培技术等,并筛选出能够适应当地环境的植物种类。这项工程的实施有效地改善了滇池北部水质和生态环境,原全国人大常委会副委员长邹家华看到《中国环境报》有关中科院南京地理与湖泊研究所对滇池治理的报道后,批示:“成功有望,振奋人心。希望再接再励,加大力度,把这项功在当代、利在千秋、造福人民的工程,取得最后胜利。”

而中科院南京湖泊所在杞麓湖红旗河口进行的生物减污试验示范工程,总面积35公顷,主要包括水生植物种植示范区和漂浮植物净化区两块,2002年初开始建设,人工栽种和自然繁殖的水生植物种类已有30种以上,植被覆盖率达到90%以上。形成了由挺水植物、浮叶植物、漂浮植物、沉水植物组成的一个结构完整、布局合理的湿地生态系统。据环保部门跟踪监测和统计分析表明,工程对氮、磷污染负荷的去除总量可以达到37.4吨和8.31吨,分别占红旗河年入湖总氮、总磷负荷总量的17.7%和26.8%,有效地降低了红旗河对杞麓湖的污染。在杞麓湖整体水质为劣V类的情况下,工程区内的水质达到了地表IV类水,总磷的污染指数更达到了I~III类水的标准。

抢救抚仙湖

4年水质始终保持I类

窑泥沟是抚仙湖污染最重的入湖河流,接纳了澄江县城区大部分生活污水,年水量逾400万吨。2001年10月破土动工的窑泥沟湿地占地22.5亩,是云南省第一块大规模人工构造湿地。工程总投资167.98万元,年运行管理费用8万元,处理能力5720吨,削减处理水量携带污染物的80%以上(包括垃圾杂物和污泥),2002年初建成并开始投入运行。

经过近两年的运行试验,目前状况良好,运行稳定,对各项污染指标的去除率分别达到化学需氧量的87.8%、生化需氧量68.7%、SS96.3%、总磷32.4%、总氮36.0%,出水水质也由处理前的Ⅳ类水质变为Ⅲ类水质。在投资与运行上,与同规模的污水处理厂相比,人工湿地的污水处理费用远远低于污水处理厂。水质处理效果达到了国家污水厂排放的一级标准,实现了河口区环境的生态恢复。

投资少见效快

生态大改观

由于这项技术具有投资小、运行成本低(自流)、建设周期短、在半年内就可见效等优势,受到地方政府乃至国家领导的高度重视。云南省已将湖滨湿地建设作为控制面源污染的重要措施在九大湖泊推广,国务院副总理曾培炎、国家环保总局局长解振华等亲临视察并给予了高度评价。

在最近国家计委组织专家对该项新技术进行考察评审,对其在面源污染控制方面的优势给予充分肯定,并初步遴选为全国小城镇污水处理新技术,将率先在三峡库区进行推广应用。

目前,这项技术在抚仙湖已进入工程应用,2003年下半年建成“马料河污染控制湿地工程”近2万m2,日处理污染河水1.5万m3,出水可达到地表IV类水质。窑泥沟二期扩建改造工程即将完工,总面积2.2万m2,基本上可以处理窑泥沟所有水量。

围隔技术成功运用抚仙湖

隔河是星云湖水进入抚仙湖的惟一通道,但由于星云湖已经富营养化,每年经由隔河进入抚仙湖的蓝藻量达4000吨,对抚仙湖造成严重污染,溪市政府提出建设“隔河泄水蓝藻去除应急工程”。中国科学院南京地理湖泊所研究员李文朝等专家根据湖泊学理论知识和柔性全封闭围隔、深水漂浮载体水生植物养殖技术等特有工程技术,提出在水深达10.5m的隔河入口处湖面上建设面积300亩的扇形漂浮植物控藻工程,用深水围隔实现工程区边界及进水的人为控制和工程区内均匀流场,用漂浮植物的遮荫、生化相克、根系吸附吸收及微生物分解转化等综合机制去除蓝藻并净化水质,这一全新的工程方案得到地方领导和专家的一致赞同。据了解,这项工程的总费用只有其他工程方案的1/5,半年内就完成了设计和施工,现已进入调试运行,出水透明度达到1.5m,在隔河恢复了沉水植物,今年夏、秋季节蓝藻水华暴发期发挥出巨大效率。负责这项工程的李文朝研究员告诉记者,这项工程技术是中科院南京地理湖泊所科研人员多年来在湖泊生态工程、环境工程等方面研究积累的技术集成,全部采用自主知识产权的技术,提供全套施工技术,并承建深水湖底锚泊系统等高难度技术工程,是在湖泊环境工程领域具有世界领先水平的创新,已成为玉溪“抢救抚仙湖”行动计划的重要技术支撑,目前,中科院南京地理与湖泊研究所正与玉溪市共同筹建抚仙湖研究所。

经过4年的大力攻关,中科院南京地理与湖泊研究所研发出重污染河水复合型湿地自流净化工艺、轻污染河水及农田沟渠排水湖滨自然湿地净化工艺、隔河泄水蓝藻污染生态控制工艺等一系列创新技术,通过试验示范和工程示范,取得了良好的成效,现已在云南其他几个高原湖泊推广使用。洱海污水处理厂尾水湿地深度净化技术已使处理后的出水达到地表Ⅲ类水质。(郑劲松 刘萍)

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