汉江中下游水污染防治湿地系统研究_尹发能

第24卷第2期2003年4月温州师范学院学院(自然科学版)JUORNALOFWENZHOUNORMALCOLLEGE(Nat.Sci.)Vo1.24No.2AP卜2003汉江中下游水污染防治湿地系统研究尹发能`,3,张中旺’,’,胡茂永`(1.湖南师范大学资源与环境科学学院湖南长沙41008中国地质大学管理学院湖北武汉弓30074;3.襄樊学院地理系湖北襄樊441053)摘要:汉江中下游地区人口众多、城市密集、工农业发达,是湖北省经济精华所在,同时也是污水大量排放环境污染比较严重的地带.随着南水北调中线工程的实施,汉江水量减少,流速减缓,水污染将更趋严重.通过分析提出,充分利用本地区湿地资源条件,并结合人工湿地,建立一套以农田为中心的,包括人工建造湿地、多级水塘、田间沟渠坑塘或基塘系统、湖滨湿地和河岸植被缓冲带等多种湿地在内的综合湿地系统,来达到防治水污染的目的.关键词:汉江中下游;水污染;湿地中图分类号:X522文献标识码:A文章编号:1006一0375(2003)02一0075一05湿地是指地表水或地下水长期或间断性地淹没或饱和,并通常伴生有优势的水生植被与水生生物的地方[`〕.湿地具有强大的功能,尤其是在污水净化方面,被认为是“天然的污水净化器”,更被誉为“地球之肾”.国内外研究表明,使用自然或人工湿地生态系统对点源、非点源的污染物有很高的去除率,而且.与常规的污水处理系统相比,湿地(包括自然与人工湿地)具有廉价、易操作、运行费用省等优点,从而得到世界各国、各地区的广泛关注.在国外,特别是西欧、北美湿地治污已比较普遍,而在我国尚处于起步探索阶段,1990年7月在深圳建起了我国第一座人工湿地污水处理工程—白泥坑人工湿地污水处理系统.一些学者如郑雅杰、尹澄清、刘文祥、胡焕斌、卢显文等对湿地处理农业污水、生活污水、工业废水等进行了初步理论研究和实践探索.汉江中下游湖泊湿地面积大,类型多,包括湖泊、湖滨沼泽、滩地、人工池塘和河岸带,为污水净化处理提供了天然的场所.本文着重探讨利用湿地系统和生态工程防治汉江中下游水污染的途径,提出了以农田为中心的综合湿地防治系统,1汉江中下游水环境现状汉江是长江最大的支流,位于长江中游北岸,全长1532km.中下游(丹江口—汉口)江段长649km,是湖北省经济精华地带,也是污水大量排放环境污染比较突出的地方.随着南水北调中线工程的实施,丹江口以下流量减少,流域水资源日趋紧张,水污染防治任务将更加艰巨.然而,汉江中下游位于北亚热带湿润区,气候温和,降水充沛,地势低平,两岸分布着著名的江汉湖群湿地,为利用湿地处理净化污水提供了良好的条件.根据汉江中下游的实际情况,可以设计一套自然与人工湿地相结合,以农田为中心的综合湿地污水防治系统.汉江中下游水污染来自点源和非点源两大类,包括城市工业废水、生活污水、人畜粪便、农田排水、暴雨径流和上游山区水土流失等,其中农业面源污染贡献很大,在中游地区可占40%以上,下游甚至更高.根据1985~198年的水质监测资料,汉江中下游干流大部分江段目前为2一3类水收稿日期:2002一11一5基金项目:湖北省教育厅重点科研项目(项目号:2002AO6006)作者简介:尹发能(工972一),男,湖北建始人,讲师,在读硕士.研究方向:水环境及其治理温州师范学院学报(自然科学版)0230年第2心卷质,个别江段为5类,多数支流污染严重.汉江中下游水污染总的特点是,干流水质尚好,但污染有逐年加重的趋势.2000年排放工业废水n亿吨,生活污水4.9亿吨,1992、1998、2000年汉江三次出现“水华”现象,给汉江中下游水环境问题敲响了警钟.考虑到农业面源污染的特殊性和汉江中下游的实际情况,应将农业面源污染作为防治的重点,利用湿地系统和生态工程进行综合防治.2汉江中下游水污染防治综合湿地系统2.1不同污水的治理措施工业废水经收集系统收集后,先经过预处理,再进入人工湿地,经过一系列的物理、化学和生物作用,通过沉淀、吸附、植物吸收和微生物作用,去除悬浮物、有机物、氮、磷等营养物和重金属元素.人工湿地由基质和水生植物构成,基质可选择砾石、粉煤灰等,水生植物一般选用芦苇或香蒲等.人工湿地一般采用水平潜流型,污水从表层进入,经过湿地床入渗后,再从其底部排出.潜流型人工湿地处理效果好,而且建造运行简单,不产生堵塞.也可根据情况采用表面流与潜流复合型,以提高处理效果.人工湿地对BOD的去除率在85一95%之间,对COD的去除率在80%以上圈,对N、P也有比较高的去除率,而重金属元素可经吸附和生物降解后脱离水循环而从水中除去,人工湿地在实际运行中一般采用淹水/落干交替运行,或通过人工铺设输气管道的方式,以保证微生物获得足够的氧气,提高污水处理效果.图1潜流型人工湿地结构示意图潜流型人工湿地设计参数如下圈: