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關鍵詞:橫向流污水處理系統(tǒng) 油水分離 地面集輸
一、系統(tǒng)簡介
橫向流由含油污水聚結(jié)區(qū)和分離區(qū)組成。具有如下特點:
1.橫向流采用重力分離技術處理含油污水:“橫向流含油污水除油設備”中的填料板屬斜板的一種,它有效增加了除油器的工作面積,縮小了分離高度,能提高油珠顆粒的去除率。
2.聚結(jié)板板型結(jié)構(gòu)獨特:聚結(jié)板區(qū)由相互正交的親油性較強,疏水性良好的正交梯型板組組成,水流在其中延正弦波路前進,污水中微小粒徑的油珠在聚結(jié)材料表面上潤濕附著不斷進行碰撞結(jié)合擴大,使小分散油珠聚并成大油珠。
3.分離流態(tài)獨特:污水流經(jīng)叉板型的分離區(qū)時水流變?yōu)榻徊媪鳎捎谒l件不斷變化,使聚結(jié)變大的油珠及固體顆粒再次碰撞、聚并,大顆粒通過具有獨特通道的變流速橫向流分離板區(qū),從水中分離出來。避免了處理后的油、雜質(zhì)和污水重新組合發(fā)生二次污染。
二、運行中存在的難點
1.處理量超負荷
宋二聯(lián)含油污水處理系統(tǒng)超設計負荷30%運行;使橫向流聚結(jié)除油器的處理時間由設計的1小時縮短為現(xiàn)在的46分鐘;一次濾罐濾速由設計的12m/h增為現(xiàn)在的15.6m/h;二次濾罐濾速由設計的8m/h增為現(xiàn)在的10.4m/h。
2.橫向流處理污水含油不合格
含油污水的乳化程度直接影響橫向流的除油效率,乳化程度越高,除油效率越低。該站橫向流處理前污水含油控制在50mg/L以下,乳化程度高使橫向流除油效率低。經(jīng)橫向流處理后污水含油為18mg/L,處理效果差。
3.含水油分離、沉降效果較差,流量調(diào)控困難
三、突破瓶頸,針對運行過程中的難點采取措施
1.平穩(wěn)供水、加強排污發(fā)揮好橫向流作用
原來我們是依據(jù)污水儲罐和油崗3#罐液位來調(diào)控供水,供水量在50~150m3/h間波動,波動大使處理效果變差?,F(xiàn)在我們改變了調(diào)控思路,既考慮油崗3#罐污水液位和實現(xiàn)平穩(wěn)供水這兩個因素來調(diào)控供水量,污水儲罐液位由注水崗切換倒運清、污水來調(diào)控。外網(wǎng)供水正常時把3#罐污水液位控制在3.0~3.2m范圍內(nèi),供水量控制在95~105 m3間。在外網(wǎng)供水量大時,把3#罐污水液位控制在3.5m的上限范圍內(nèi),向污水崗也上限供水,把水量調(diào)控在120m3內(nèi)。當來水量低時把3#罐污水液位控制在2.8m的下限范圍內(nèi),向污水崗也下限供水,把水量調(diào)控在90m3內(nèi)。外來污水量有變化時,通過3#罐用僅有的緩沖空間控制污水量在90~120m3間小范圍波動實現(xiàn)了平穩(wěn)供水。
2.適當提溫保證污水沉降分離效果
一是在反沖洗時較平時增加濾罐清洗劑用量,加大清除污油力度。避免石英砂濾罐污染。
二是提高來油溫度,讓芳深二(該中轉(zhuǎn)站燒伴生氣,伴生氣不能回收)把來油溫度又重新提到61℃,使來水溫度由38℃上升到39.5℃,上調(diào)了1.5℃,緩解了溫度下調(diào)后系統(tǒng)出現(xiàn)的矛盾。
3.摸索反沖制度,保證濾罐處理效果
解決濾罐進、出口壓差大問題:橫向流處理污油效果差使濾罐也要處理污油,導致一次濾罐污染嚴重。反沖洗時一次濾罐的進、出壓降都在0.25MPa以上容易堵濾罐,針對這一現(xiàn)狀,調(diào)整了一次濾罐的反沖洗周期,由每天一次增為每天的白天和夜里12點各反沖洗一次。調(diào)整后一次濾罐的壓降降到0.15MPa以下,但日增反沖洗水量220m3,同時濾罐在剛反沖洗完時處理效果差,選7月份日反沖洗一次、二次的兩組指標進行對比,日反沖洗兩次的污水含油指標上升了7 mg/L,懸浮物1.1 mg/L見表。為此我們又改回用原反沖洗周期。但增加濾罐清洗劑用量,解決了濾罐壓差大的問題。
4.進行污水加藥試驗,優(yōu)選藥劑,摸索合理加藥量
針對宋一聯(lián)合站污水含油、懸浮物不合格的實際情況,我們與石油學院共同進行污水加藥攻關試驗。取污水樣加不同藥劑對比沉降分離效果優(yōu)選藥劑。選出的藥劑分別為:
LM-3型殺菌劑,該藥劑主要成分為異噻唑啉酮、泰樂芬及季胺鹽的復合物??捎行⑺懒蛩猁}還原菌、腐生菌和鐵細菌。
LM-1型絮凝劑,該藥劑的主要成份為有機陽離子聚丙烯酰胺和聚合氧化硅鐵鋁鹽等??墒刮⑿〉膽腋」腆w聚集變成大顆粒,有助于過濾。
四、結(jié)論及建議
1.調(diào)控來橫向流污水量實現(xiàn)平穩(wěn)供水能獲得較好的效果。但受3#罐調(diào)控空間的限制緩沖沉降時間短,沉降效果還較差,建議投用污水沉降罐緩解上述矛盾。
2.含水油溫度下調(diào)后不能保證來水質(zhì)量和污水處理效果。溫度越高來水水質(zhì)越好處理污水效果也越好。在來橫向流污水溫度在不低于39.5℃的前提下,處理的污水水質(zhì)能維持在今年夏季水平。
西安市地方稅務局碑林分局于2013年7月26日返還工貿(mào)公司2012年度個人所得稅代扣代繳手續(xù)費17702.72元;于2014年11月28日返還工貿(mào)公司2013年度個人所得稅代扣代繳手續(xù)費7968.04元;兩項合計 25670.76元。
根據(jù)《國家稅務總局關于印發(fā)<個人所得稅代扣代繳暫行辦法>》的通知》(國稅發(fā)[1995]65號)“第十七條對扣繳義務人按照所扣繳的稅款,付給2%的手續(xù)費??劾U義務人可將其用于代扣代繳費用開支和獎勵代扣代繳工作做得較好的辦稅人員。但由稅務機關查出,扣繳義務人補扣的個人所得稅稅款,不向扣繳義務人支付手續(xù)費?!保ㄏ嚓P文件后附),為鼓勵公司辦稅人員繼續(xù)嚴格依照稅法規(guī)定辦理相關稅務事宜,現(xiàn)申請將返還的手續(xù)費用于獎勵財務部工作人員及相關工作人員。
以上請示,妥否。
懇請批準為盼!
關鍵詞:人工濕地;污水處理;凈化機理;發(fā)展方向
人工濕地污水處理技術是20世紀七八十年展起來的一種污水生態(tài)處理技術,它能有效地處理多種多樣的廢水,如生活污水、工業(yè)廢水、垃圾滲濾液、地面徑流雨水、合流制下水道暴雨溢流水等。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計,在歐洲與北美已有上萬座處理城市污水和多種工業(yè)廢水的濕地系統(tǒng)在穩(wěn)定運行,污水處理人工濕地在世界其它地區(qū)應用的數(shù)目也在迅速增加。
人工濕地是人對自然濕地系統(tǒng)的模擬,利用生態(tài)的方法來去除污染物,以達到凈化污水的目的。人工濕地根據(jù)自然濕地生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學、生物的三重共同作用來實現(xiàn)對污水的凈化作用,實現(xiàn)對污水的生態(tài)化處理。人工濕地與傳統(tǒng)的污水處理方法(活性污泥法等)相比,具有處理效果好、氮磷去除能力強、運轉(zhuǎn)維護管理方便、工程基建和運轉(zhuǎn)費用低,以及對負荷變化適應能力強、能耗少、無須化學藥劑等優(yōu)點,同時它可以促進農(nóng)業(yè)、漁業(yè)的發(fā)展,又可供公共娛樂、野生動植物保護和科學研究使用。
1人工濕地凈化污水機理
1.1人工濕地分類
國內(nèi)外學者從工程設計的角度出發(fā),按照系統(tǒng)布水方式的不同或水在系統(tǒng)中流動方式不同劃分為表面流人工濕地(自由表流濕地和構(gòu)筑表流)、潛流人工濕地(水平潛流人工濕地、垂直潛流人工濕地和復合式潛流濕地)。
1.2人工濕地構(gòu)成及凈化機理
人工濕地由填料、植物、微生物、藻類等幾種基本成分構(gòu)成。
人工濕地具有獨特而復雜的凈化機理,利用基質(zhì)――微生物――植物復合生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學和生物的三重協(xié)調(diào)作用,通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現(xiàn)對廢水的高效凈化。同時,通過營養(yǎng)物質(zhì)和水分的生物地球化學循環(huán),促進綠色植物生長并使其增產(chǎn),實現(xiàn)廢水的資源化和無害化。
人工濕地系統(tǒng)是在一定長寬比及底面有坡度的洼地中,由土壤和填料(如卵石等)混合組成填料床,污水可以在床體的填料縫隙中曲折地流動,或在床體表面流動。在床體的表面種植具有處理性能好、成活率高的水生植物(如蘆葦、鳳眼蓮等),形成一個獨特的動植物生態(tài)環(huán)境,來對污水進行處理。人工濕地可以促進污水的循環(huán)和再生,使污水中所含污染物質(zhì)以作物生產(chǎn)的形式再利用或直接去除。污水中大部分有機物作為異養(yǎng)微生物的有機養(yǎng)分,最終被轉(zhuǎn)化為微生物體及CO2、H2O。污水中的不溶性有機物通過濕地的沉淀、過濾作用,可以很快地被截留進而被微生物利用;污水中可溶性有機物則可通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程而被分解去除。隨著處理過程的不斷進行,濕地床中的微生物也繁殖生長,通過對濕地床填料的定期更換及對濕地植物的收割而將新生的有機體從系統(tǒng)中去除。
1.2.1懸浮固體物質(zhì)的分離與轉(zhuǎn)化
懸浮固體物質(zhì)在濕地中去除的基本機理即為絮凝和膠體顆粒的沉淀,在潛流濕地中相對低速的水流和大的接觸表面使得系統(tǒng)中的懸浮物去除率相對較高,大量植物根系和飽和狀態(tài)的基質(zhì),使固態(tài)懸浮物被根系以及填料阻擋截留。潛流濕地系統(tǒng)像一個水平或垂直的重力過濾器,因此,使懸浮物通過在礫石和根區(qū)面的生物膜上的重力沉淀(自由沉淀和絮凝),滲透,吸附作用而被分離。
1.2.2有機物的去除與轉(zhuǎn)化
濕地對有機物的去除主要是靠微生物的作用。土壤具有巨大的比表面積,在土壤顆粒表面形成一層生物膜,污水流經(jīng)顆粒表面時,不溶性的有機物通過沉淀過濾吸附作用很快被截留,然后被微小生物利用;可溶性有機物通過生物膜的吸附和微生物的代謝被去除。植物向土壤中傳輸氧氣,使得人工濕地中的溶解氧呈區(qū)域性變化,連續(xù)呈現(xiàn)好氧、缺氧及厭氧區(qū)域。因而土壤中存活著好氧菌、厭氧菌和兼性菌。好氧菌通過代謝將有機物分解為二氧化碳和水;厭氧菌發(fā)酵將有機物分解為二氧化碳和甲烷。污水中的大部分有機物最終被異養(yǎng)微生物轉(zhuǎn)化為微生物體、二氧化碳、甲烷和水、無機氮、無機磷。
1.2.3氮的去除與轉(zhuǎn)化
氮的去除通過好氧和厭氧反應完成。濕地中大型植物根系上附著生物膜。有著好氧、厭氧、缺氧降解區(qū)。處于飽和狀態(tài)的基質(zhì)中生長的水生植物,可以增加濕地基質(zhì)的透氣性,濕地植物能將空氣傳輸?shù)狡涓浚蛊渥陨砟茉趨捬鯒l件下生長,由于擴散(或泄露)作用,這些空氣在植物的每一須根周圍形成一層薄薄的好氧區(qū),在這一微小的好氧區(qū)中會發(fā)生氧化反應。硝化反應則是在好氧環(huán)境下完成的,它主要是將NH3-N氧化成NO3-N,反硝化反應則是在缺氧環(huán)境下完成的,主要將NO3-N還原成N2。由于氮的去除依賴于植物的吸收,所以在植物的枯萎和死亡期去除效率較低,每年濕地對氮的吸收大約在12~120gN/m3?a。在脫氮過程中,碳源是影響其效果的重要因素。在潛流濕地中,植物供給脫氮的有機碳要根據(jù)污水中COD與N的比和系統(tǒng)進水中N的形態(tài)而定。從處理硝化的二次出水的研究中發(fā)現(xiàn),覆蓋野草、濕地植物等增加生物量時,氮的去除率從30%提高到了80%。
1.2.4磷的去除與轉(zhuǎn)化
潛流濕地中對磷的去除主要是從腐爛植物、聚磷菌中攝取磷。另外,一些腐爛的植物組織,表面附帶介質(zhì)的金屬也會通過沉淀、交換等機理短期的去除磷,但是時間不會太長,不超過1年,而且要依賴于粒狀物質(zhì)。磷的吸收與大多營養(yǎng)物質(zhì)的吸收一樣,主要在植物的生長期,夏天和春天。濕地中每年對磷的去除量約為1.8~18gP/m2。
1.2.5病原菌的去除與轉(zhuǎn)化
病原菌是由固態(tài)懸浮物水中的懸浮物帶入濕地的中。它的去除與固態(tài)懸浮物的去除和水力停留時間有關。由固態(tài)懸浮物帶人的病原菌與固態(tài)懸浮物的去除機理一樣,通過沉淀、攔截等達到去除目的。病原菌被分離后分布在濕地的不同地點,但都必須與它們周圍有機群體競爭存活。一般它們的存活率很低。如果接近水面,很容易被大氣降水或UV射線所消殺。
1.2.6金屬的去除和轉(zhuǎn)化
濕地對重金屬的去除主要是土壤或填料對重金屬的吸附和反應,吸附有離子交換吸附和專性吸附。污水中重金屬離子濃度一般很低,不能與土壤中無機陰離子形成金屬沉淀,它可以與土壤中的有機質(zhì)絡合,增強重金屬對土壤的親和性。土壤中微生物對重金屬的去除也有相當?shù)淖饔?,它們可通過胞外絡合作用、胞外沉淀作用固定重金屬,還可把重金屬轉(zhuǎn)化為低毒狀態(tài),也有的轉(zhuǎn)化為毒性更強的物質(zhì)。另外還有植物對重金屬的積累,重金屬以各種形態(tài)存在,其中溶解性的可被植物吸收在植物中積累,莖以上部分可隨植物的收割最終從濕地中去除,不溶性的可被介質(zhì)的過濾作用截留。還有大片密集的植株以及它們發(fā)達的地下部分形成的高活性根區(qū)網(wǎng)絡系統(tǒng)和浸水凋落物,使進入濕地的污水流速減慢,這樣有利于污水中懸浮顆粒的沉降,及吸附于水中重金屬的去除。
1.2.7硫化物的去除
人工濕地對硫的去除主要是微生物的分解及植物的吸收。有機硫化物經(jīng)礦質(zhì)化被分解成硫化氫,部分硫化氫揮發(fā)逸出濕地,部分則通過硫磺細菌和硫化細菌的硫化作用形成硫磺、硫酸,它們與土壤中的各種離子結(jié)合形成無機硫化物。無機硫化物部分會被植物吸收利用,也有一部分會在反硫化細菌的作用下經(jīng)反硫化作用形成硫化氫,硫化氫再逸出濕地或又參與硫化作用。
2人工濕地的發(fā)展方向
人工濕地系統(tǒng)是一項低投資、低能耗、低運行費用、氮、磷去除率高的治理工程技術,在污水的修復方面表現(xiàn)了極大的發(fā)展?jié)摿Γ瑥亩玫焦姷钠毡榻邮芤?。因此,人工濕地今后的研究將集中在這樣幾個方面:(1)深入研究人工濕地污水處理的機理,建立合理的動力模型,進行模擬實驗和實地試驗;(2)提高人工濕地的污水凈化效果,包括對植物類型、基質(zhì)類型的優(yōu)勢組合,基因工程菌的構(gòu)建等;(3)加強人工濕地對工業(yè)廢水處理的研究,擴大人工濕地的應用范圍;(4)加強對人工濕地處理效果的實例分析,對其應用成果進行推廣和學習。
人工濕地系統(tǒng)是仿真獨特的土壤-水生植物-微生物和基質(zhì)組成的生態(tài)系統(tǒng),在我國是一項正在被研究、應用和發(fā)展的處理污水的新技術,由于它具有高效率、低投資、低運轉(zhuǎn)費、低維持技術、處理量靈活、低能耗、處理效果好等優(yōu)點,非常適合我國的國情,尤其是廣大農(nóng)村地區(qū)、中小城鎮(zhèn)地區(qū)的污水處理方法。
人工濕地系統(tǒng)是一個完整的生態(tài)系統(tǒng),可以在其內(nèi)部形成良好的循環(huán),隨著時間的推移,及對該技術研究的不斷深入和應用實踐經(jīng)驗的不斷取得,該技術將會日趨成熟,在水污染控制領域中發(fā)揮更加顯著的作用。
參考文獻:
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關鍵詞:腦卒中;認知水平;就診時間
缺血性腦卒中患者發(fā)病后6 h內(nèi)到醫(yī)院治療,對腦功能的恢復具有非常關鍵的作用。而目前住院患者及家屬普遍缺乏腦卒中疾病相關知識[1],多數(shù)患者很難保證在發(fā)病6 h內(nèi)到達醫(yī)院接受治療。本文通過調(diào)查旨在了解缺血性腦卒中患者及其家屬腦卒中相關知識的認知水平,并分析其與患者就診時間的關系。
1資料與方法
1.1一般資料 2013年6月~9月某市三級甲等醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科的缺血性腦卒中住院患者及其家屬。①患者納入標準:經(jīng)CT或MRI檢查且符合第四次全國腦血管學術會議制定的診斷標準[2]的缺血性腦卒中患者;無嚴重意識障礙、語言障礙、無嚴重并發(fā)癥且自愿配合參加本研究者。②患者家屬納入標準:被納入患者發(fā)病時在其身邊或者對患者發(fā)病時知情較多的家屬;
1.2方法 采用問卷調(diào)查法。問卷是在檢索國內(nèi)外有關腦卒中相關知識的基礎上,經(jīng)有關專家指導并反復修改形成。
1.2.1患者問卷 ①患者資料:年齡、文化程度、就診時間等;②患者腦卒中相關知識認知水平:卒中疾病知識認知(7個條目)、卒中相關危險因素認知(7個條目)、卒中防治知識認知(9個條目),共23個條目,每個條目答對記1分,答錯記0分,總分23分。
1.2.2患者家屬問卷 ①家屬資料;②屬腦卒中相關知識認知水平同患者部分。
1.3 統(tǒng)計學分析 應用 EpiData 3.0數(shù)據(jù)庫進行雙輸錄入,使用SPSS 13.0進行統(tǒng)計學處理,采用t檢驗,P
2結(jié)果
2.1患者及患者家屬一般情況 共納入273例腦卒中患者,其中就診時間≤6 h的有110例(40.3%),就診時間>6 h的有163例(59.7%)。273例患者中>60歲的有157人(57.5%),46~60歲有94人(34.4%),
2.2患者及患者家屬腦卒中認知水平 調(diào)查結(jié)果顯示,患者、患者家屬的總體得分均相對較低。患者在卒中相關知識、防治知識方面得分均低于患者家屬,見表1。
2.3患者及患者家屬腦卒中相關知識認知水平與患者就診時間的關系比較 患者就診時間≤6 h組和患者就診時間>6 h組,兩組除患者家屬防治知識外,其他方面就診時間≤6 h組患者及患者家屬得分均高于就診時間>6 h組,兩組差異有統(tǒng)計學意義,P值均
3討論
國外有研究[3]發(fā)現(xiàn)腦卒中患者的就診時間與患者或者患者身邊人腦卒中相關知識的認知情況有關,很多人對時間在腦卒中治療中的重要性并不很了解?;颊呒盎颊呒覍賹δX卒中相關知識的總體認知水平普遍較低,且患者的總體認知水平低于患者家屬,這可能與患者的文化程度和年齡有關?;颊咴谀X卒中相關危險因素認知方面得分明顯低于其他方面,說明患者對腦卒中相關危險因素認知不夠。
本研究結(jié)果顯示患者就診時間≤6 h組的患者及家屬卒中相關知識總體認知水平高于就診時間>6 h組,差異具有統(tǒng)計學意義,表明患者及患者家屬的卒中相關知識認知水平均會影響到患者的就診時間,且患者、患者家屬對腦卒中相關知識認知水平得分越高患者就診時間越短。
加強對公眾卒中預警癥狀和危險因素的教育,對降低腦卒中發(fā)病率和縮短患者的入院時間有很大幫助[4]。在護理開展腦卒中的健康教育過程中,尤其要加強患者及家屬對腦卒中相關危險因素的認識。此外,還要因人而異、突出重點、有針對性開展卒中健康教育,以提高患者及家屬的卒中相關知識認知水平,進而更好地推動卒中防治工作。
參考文獻:
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關鍵詞:人類活動影響;濕地生態(tài)用水;用水安全;衡水湖
The Wetland Ecological Water Safety Analysis of the Hengshui Lake
Based on the Influence of Human Activities
YIN Xin-ming,ZHANG Jia-xing
(Hengshui Bureau for Hydrology and Water Resources Suwey of HebEi,Hengshui053000,China)
Abstract: Under the influence of human activities,the water supply source of the Hengshui lake wetland mainly relies on water from other river basin.During the process of water transfer,the contaminants of rivers along the watercourse,high sediment concentration of The Yellow River and the surrounding agriculture and industry of the Hengshui lake wetland lead to a severe wetland ecological water safety problem.Through analysis of the impact on the water environmental of the Hengshui lake wetland during the process of water transfer,including analysis of the water supply source,analysis of the importance of the supplemental water quality,analysis of the impact of the high sediment concentration on the water quality and so on,this article expounds the existing problems of the Hengshui lake wetland water safety supply and provides the scientific basis for the Hengshui lake wetland protection and restoration.
Key words: influence of human activities;Wetland ecological water;Water safety;Hengshui Lake
衡水湖來水主要有流域自產(chǎn)徑流量、過境洪瀝水、跨流域引水組成。地表水資源的過度開發(fā)和利用導致進入下游平原河道的徑流量明顯減少,過境洪瀝明顯減少。在地表水嚴重不足情況下,不足部分只有依靠超采地下水來補足,地下水嚴重超采導致地下水位迅速下降,土壤非飽和帶增厚,降水更多地補充土壤水消耗,使地表產(chǎn)水能力下降。以上因素疊加造成自產(chǎn)水量更少,致使該濕地水源主要依靠外流域調(diào)水[1]。
1 濕地水安全意義
濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性很大程度上取決于其水源的穩(wěn)定性。水文條件能直接改變濕地的物理化學性質(zhì),進而影響到物種組成和豐度、第一性生產(chǎn)力、有機物質(zhì)的積累和營養(yǎng)循環(huán)。水導致獨特的植物組成,但限制或增加物種的豐度。靜水濕地或連續(xù)深水濕地的生產(chǎn)力都很低。通常有高能量的水流,或有脈沖性水周期的濕地生產(chǎn)力最高[2]。
在積水覆蓋的條件下,其基質(zhì)長期處于還原狀態(tài),限制了微生物的數(shù)量和活性,較高的生物量得不到充分的分解,有機物質(zhì)便以泥炭的形式積累儲存起來。土壤-水界面的交互作用,使?jié)竦赝寥酪赃€原性質(zhì)為主的同時,在其表層有一薄氧化層,承擔著濕地物質(zhì)的化學轉(zhuǎn)化和營養(yǎng)循環(huán),構(gòu)成濕地生態(tài)過程的重要一環(huán)??梢姡瑵竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)的一切生態(tài)過程都是以固定的水文為基礎的,正是由于其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對水文條件的依賴性,濕地生態(tài)系統(tǒng)才如此脆弱,以致于一旦失去水,其系統(tǒng)面貌便會發(fā)生根本性的轉(zhuǎn)變。
不同類型的濕地的脆弱性有所差異,高水能濕地中由于有機質(zhì)積累很少,只要其水源被截斷,其生態(tài)系統(tǒng)類型就迅速轉(zhuǎn)變;如果水源恢復,系統(tǒng)就會基本恢復到原來的狀態(tài)。如吉林省西部向海附近的蘆葦濕地,在干旱年份沒有水源的情況下,形成大片的堿蓬群落,而在豐水年份,地面被積水覆蓋后,蘆葦群落便得以迅速恢復。而低水能的濕地,由于具有保水性能的泥炭層的存在,可以對氣候的干濕變化在系統(tǒng)內(nèi)部進行調(diào)節(jié),其生態(tài)敏感性則相對較低;除此之外,泥炭沼澤對閾限內(nèi)的排水亦有較強的恢復能力。
脆弱生態(tài)環(huán)境是在自然因素的基礎上疊加了人類不合理開發(fā)利用而形成的。自然因素是其脆弱性形成的基質(zhì),人類活動則是起加速或減速等動力作用。不同地域由于自然條件的差異,脆弱生態(tài)環(huán)境的表現(xiàn)特征不同。因此,在進行生態(tài)環(huán)境脆弱性評價時應遵循地域性、主導性、科學性和可操作性的原則。影響濕地脆弱性的因子很多,就衡水湖而言,濕地的脆弱性主要表現(xiàn)在水源供給保障脆弱性、水質(zhì)污染脆弱性和人類活動綜合影響干擾脆弱性。
2 半干旱地區(qū)退化濕地生態(tài)補水的原則
濕地生態(tài)補水是指恢復濕地自然水文情勢的過程。根據(jù)濕地退化特征和影響因素,確定了濕地恢復原則[3]。
恢復濕地自然過程原則:自然濕地是生物與環(huán)境長期協(xié)調(diào)發(fā)展而形成的具有自我調(diào)節(jié)、相對穩(wěn)定的自然綜合體,當生態(tài)系統(tǒng)達到動態(tài)平衡的穩(wěn)定狀態(tài)時,能夠自我調(diào)節(jié)和維持自身的正常功能,并能在很大程度上克服和消除外來的干擾,保護自身的穩(wěn)定性。
可操作性原則:在全面了解濕地生態(tài)系統(tǒng)的基底上,找出濕地退化原因與可恢復性,以及需要采取的措施。
優(yōu)先性原則:針對濕地退化的主要原因以及濕地保護的主要目標,必須要從當前最緊迫的任務出發(fā),優(yōu)先保護珍稀、瀕危動物及其棲息地,逐步恢復濕地功能。
最小風險原則和最大效益原則:在考慮成本同時,必須考慮恢復措施對濕地負面影響最小和恢復效益最大化。
生物配置多樣性原則:環(huán)境條件的多樣性決定了生物配置的多樣性,具有生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)才是穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。
3 衡水湖供水水源分析
衡水市是河北省人均水資源最少的地區(qū)之一。全市人均148 m3,低于全省人均386 m3的水平,僅為全國人均水平的5.5%。衡水市平均用水量1 600 m3/hm2,均遠低于全省和全國平均水平。由此可見,衡水市水資源已達相當匱乏的程度。由于缺水,工業(yè)及居民用水全部要依靠深層地下水。據(jù)資料分析,每年深層地下水允許開采量2.43億 m3,而實際全市每年開采量都在8.20億 m3以上,年超采量在6億m3左右。深層地下水埋深大幅下降,2003年漏斗中心埋深100.02 m(冀州市劉豐備、7月11日),漏斗面積(0 m等水位線)為8 442 km2,同時還引發(fā)了一系列的環(huán)境地質(zhì)問題[4]。
衡水湖水源主要有當?shù)貐R水、崗南黃壁莊水庫來水、岳城水庫來水、引黃河水衛(wèi)運河水等。當?shù)貐R水主要有滏東排河2 500 km2流域的澇水,滏陽河14 420 km2流域的來水和利用衛(wèi)―千引水工程引蓄衛(wèi)運河水(見表1)。崗南、黃壁莊水庫來水主要是利用兩水庫在每年汛前騰庫下泄水,經(jīng)石津渠、軍齊干渠引水到滏陽河,再由冀碼渠從冀州南關閘入衡水湖。岳城水庫來水,通過衛(wèi)運河到衛(wèi)―千渠,經(jīng)王口閘入衡水湖[5]。
水主要通過降水量多少、降水穩(wěn)定性、蒸發(fā)與降水關系對利用的影響、徑流變率及地下水礦化度等影響脆弱生態(tài)環(huán)境的形成[6]。影響衡水湖濕地的水分條件是年降水量和河流徑流量,由于上游水利工程的攔截和水資源開發(fā)程度高,衡水湖上游來水保證率很低。
衡水市地處嚴重干旱缺水的華北平原中心地帶,多年平均降雨量518.9 mm,水面蒸發(fā)量卻高達1 300 mm,由于地表水資源的嚴重缺乏,衡水市的工農(nóng)業(yè)用水和生活用水主要靠開采深層地下水,并因超采形成了以衡水市為中心的地下漏斗區(qū)。水資源短缺已是衡水湖面臨的巨大威脅。目前,衡水湖水源主要來自于黃河水和上游各大水庫的汛期棄水[7-9]。
由于集水區(qū)降水年際變異大,衡水湖蓄水量也有很大的年際變動,見表3。目前設計蓄水位21 m,最大蓄水能力為1.88億 m3,其中東湖蓄水面積42.50 km2、可蓄水1.23億 m3;西湖蓄水面積32.50 km2、可蓄水0.65億 m3。1994年-2008年實際累計蓄黃河水6.27億 m3,年均0.52億 m3。
4 衡水湖補水水質(zhì)影響因素分析
由于自然和人為因素的雙重影響,黃河水資源日漸短缺,水土流失嚴重,荒漠化現(xiàn)象突出,生態(tài)環(huán)境日趨退化,致使黃河水質(zhì)局部河段已達不到相應水質(zhì)標準。
多年來雖采取了一系列的措施來保護衡水湖,但湖體自身的保護很難保證在整個大環(huán)境高營養(yǎng)水平的態(tài)勢下,水質(zhì)不受影響。湖周圍的匯水富營養(yǎng)化程度已經(jīng)處于一個較高的水平,大多數(shù)水質(zhì)狀況總氮在10 mg/L以上,將大大增加湖水的保護難度[10]。
引水線沿途進入衡水市(油故閘)以前,清涼江上游清河縣城生活及工業(yè)污水的排入(主要有清河縣造紙廠)和衛(wèi)-千渠,自油故閘至入湖口(王口閘)段,棗強縣境內(nèi)部分城鎮(zhèn)污水及工業(yè)污水的排入(主要有棗強的皮革、皮毛、染料等廢水)。
衡水湖周邊污染源影響,主要是冀州市部分工業(yè)和城市污水通過西線引水渠經(jīng)冀州市南關進水閘排入東湖。另有部分污水直接排入冀州小湖。
湖內(nèi)網(wǎng)箱養(yǎng)魚,追求水產(chǎn)品的經(jīng)濟效益,高放餌料增加了湖水中的營養(yǎng)物質(zhì),以及湖內(nèi)養(yǎng)鴨、養(yǎng)鵝等,動物的排泄物也增加了湖水中的營養(yǎng)物質(zhì),污染水體。
在衡水湖流域內(nèi),上游河道水質(zhì)不同程度受到污染,水質(zhì)為Ⅴ類或劣Ⅴ類,汛期來水進入衡水湖,對衡水湖水質(zhì)構(gòu)成威脅。另外,衡水湖上游流域主要以農(nóng)業(yè)種植為主,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用大量的農(nóng)藥、化肥,在汛期,隨地表水流進入水體,也對衡水湖水質(zhì)構(gòu)成威脅。
由于旅游業(yè)的開發(fā)產(chǎn)生的生活污水和生活垃圾,對水體造成污染。由于衡水湖主要靠引黃河水補充,因此,所引黃河水質(zhì)的好壞,引水渠道沿途污染源的排污狀況及衡水湖周邊的排污情況決定了衡水湖水質(zhì)的狀況。
5 泥沙對水質(zhì)的影響
黃河是世界上罕見的多泥沙河流,衡水湖目前主要水源是引黃河水,泥沙與水系相互作用對水質(zhì)影響顯著。
5.1 黃河泥沙對重金屬的吸持特征
由于泥沙具有巨大的比表面積,含有大量活性基團,是水體中重金屬污染物最主要的載體,決定著重金屬在水體中的化學行為和生物效應。早在20世紀80年代初,金向燦研究了黃河中游干流龍門、潼關、三門峽斷面和支流渭河華縣與汾河河津斷面的懸浮泥沙對銅、鉛和鋅離子的吸持行為,發(fā)現(xiàn)黃河懸浮泥沙對鉛的吸持量特別高,鉛的吸附量在豐水期達550.29×10-3 meq/g;在枯水期達318.53×10-3 meq/g。他從泥沙中鐵錳氧化物含量較高和在較高pH條件下鉛離子易生成羥基化合物兩個方面對此現(xiàn)象進行解釋。
李麗娟、徐云麟等研究了黃河三門峽庫區(qū)的懸浮泥沙對銅、鋅、鉛離子的吸持能力,發(fā)現(xiàn)被吸持的銅、鋅和鉛離子中有50%~70%與泥沙中的碳酸鹽物質(zhì)結(jié)合,有15%~33%與鐵錳氧化物結(jié)合,認為這與黃河泥沙的優(yōu)勢地球化學相有關[11]。
20世紀90年代,高宏和暴維英等對黃河泥沙吸持重金屬的行為進行了較為全面的研究,除銅、鉛、鋅以外,還研究了鎘、錳和汞等。研究了不同吸附質(zhì)的差別,還研究了吸附劑濃度對吸持量的影響;并對吸持作用和泥沙中重金屬的溶出作用進行了深入研究。研究發(fā)現(xiàn),在個別河段(如洛河漫水橋斷面),當泥沙-水的比例達10 g/L時,從泥沙中溶出的銅離子可達0.049 mg/L,超過漁業(yè)水質(zhì)標準,少數(shù)斷面由于泥沙中汞的溶出,使河水中的汞達Ⅲ類水質(zhì)標準[12]。
2000年以后,趙蓉等人研究了在泥沙吸持重金屬過程中碳酸鹽物質(zhì)所起的作用。他們用含3.91%碳酸鹽的黃土樣品與洗除掉碳酸鹽(含量僅0.83%)的樣品分別進行對銅離子的吸持實驗,發(fā)現(xiàn)去除掉碳酸鹽的泥沙樣品對銅離子的吸持量大大低于未洗除碳酸鹽的樣品對銅離子的吸持量。研究發(fā)現(xiàn),含3.91%碳酸鹽的黃土樣品所吸持的銅離子90%以上與碳酸鹽形成沉淀。同期,張嵐等研究了不同化合態(tài)的銅離子(Cu(NO3)2與CuSO4)對泥沙吸持銅離子的影響,發(fā)現(xiàn)當水中銅離子濃度達到500 mg/L以上時,Cu(NO3)2中的銅離子不能被吸持,而CuSO4中的銅離子仍能被泥沙繼續(xù)吸持[13]。
5.2 黃河泥沙對微量有毒有機物的吸持特征
關于黃河泥沙對微量有毒有機物的吸持作用,嚴舜鈞于20世紀80年代研究黃河干流蘭州、包頭和龍門3個斷面的懸浮泥沙對有機農(nóng)藥殺蟲瞇和殺草快的吸持作用,發(fā)現(xiàn)蘭州斷面懸浮泥沙對殺蟲瞇和殺草快的吸持量均顯著低于包頭和龍門懸浮泥沙的吸持量,對離子型化合物殺草快尤為顯著。研究認為原因是蘭州懸浮物中蒙脫石與陽離子交換量大大低于包頭、龍門的懸浮物與陽離子交換量。實驗觀測到,殺蟲瞇與殺草快兩種農(nóng)藥之間存在著競爭吸持,殺草快有相對強的競爭力,表現(xiàn)為隨著殺蟲瞇濃度的增加,殺草快的吸持量下降,而殺蟲瞇的濃度對殺草快的吸持量無影響[14]。
20世紀90年代,暴維英等研究了黃河龍門斷面的泥沙對硝基氯苯類化合物的分配作用,通過實驗查明,1,2-氯苯、甲基對硫磷和對硝基氯苯在黃河泥沙與水之間的分配系數(shù)分別為0.967、3.073和2.28;1,2-二氯苯的泥沙-水分配系數(shù)與黃河泥沙中有機質(zhì)含量呈顯著的正相關關系。
5.3 黃河泥沙對氨氮的吸附作用及對氮化合物形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響
由于氨氮是黃河最主要的污染物,氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸再轉(zhuǎn)化為硝酸的過程對水生態(tài)系統(tǒng)極為重要,研究泥沙對氨氮的吸附作用和氮化合物形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響尤為重要。
20世紀90年代末,高宏等人的研究發(fā)現(xiàn),當泥沙濃度為10 g/L時,水中10 mg/L的氨氮有16%為泥沙所吸附;當泥沙濃度大于10 g/L時,水中10 mg/L的氨氮有60%為泥沙所吸附。研究查明,泥沙的存在可大大促進黃河水中的氨轉(zhuǎn)化為硝酸,在不含黃河泥沙的水中注入10 mg/L氨氮,其全部消化需要30天以上時間,當水中含有5 g/L黃河泥沙,其全部消化時間縮短到10天以下。研究認為這與黃河泥沙中含有消化細菌有關[15]。
湖底沉積的泥沙是有機體的重要來源。微生物能被吸附在顆粒的表面上,隨水體進入湖泊。國外對廢水或水體中吸附在顆粒上的病毒數(shù)實驗:有顆粒物的水體中病毒和經(jīng)過過濾后水體中病毒數(shù)的關系為:
r=3N(1)
式中:r-顆粒物中病毒的濃度;N-水體中的病毒濃度。
2004年,余暉、張學青和夏星輝等從化學和微生物兩個方面對這一問題做了較細致的研究,得到了以下主要結(jié)論:在其他條件一致的情況下,泥沙含量的增加使固相載體上吸附的氨氮總量增加,但就單位質(zhì)量顆粒物所吸附的量而言,低含量條件下吸附的氨氮量較高;在溫度、培養(yǎng)時間和充氧等條件一致的情況下,泥沙含量高低對氨氮消化速率存在顯著影響,泥沙含量越高,消化速率越快。泥沙含量分別為0、184 g/L和5.0 g/L時,其平均消化速率分別為1.15 mg/(L·d)、1.63 mg/(L·d)與2.45 mg/(L·d);水中泥沙含量的高低對氨化細菌、亞硝化細菌和硝化細菌的數(shù)量均有顯著影響,泥沙含量越高,這3種細菌的數(shù)量越多(在泥沙含量為184 g/L的水中硝化細菌的峰值為30萬個,在泥沙含量為5.0 g/L的水中硝化細菌的峰值增加至95萬個),且細菌主要生長于泥沙-水的界面附近,固相載體上的細菌數(shù)明顯高于液相中的細菌數(shù)[16]。
排入水體的細菌和病毒可能吸附在顆粒物表面,然后被顆粒物帶入湖泊和懸浮污染顆粒上。比起水體中,微生物能夠在底泥沉積中生存更長時間。
如果底泥中吸附高濃度的微生物,底泥沙子再懸浮和解吸就成為湖泊污染的重要來源。
6 結(jié)論
隨著社會經(jīng)濟活動的發(fā)展,人類活動的各種影響迅速滲透到衡水湖濕地流域生態(tài)系統(tǒng)的每一個部分。衡水湖水源供給安全問題是濕地恢復和保護的首要問題。
由于上游大量水利工程以及用水量巨大,保護和恢復衡水湖濕地,要靠外流域調(diào)水來維持。衡水湖水源主要靠引黃河水為主。
在引黃河水的過程中產(chǎn)生一系列水安全問題。一是引黃河水過程中沿途河道污染對水質(zhì)的影響;二是黃河水含沙量對水質(zhì)產(chǎn)生的影響。
針對衡水湖濕地脆弱性特征,濕地保護對策主要包括控制上游來水質(zhì)量,盡量減少入湖污染;加強生態(tài)監(jiān)測與研究;制定濕地保護規(guī)劃,加強和完善管理制度;堅持開發(fā)與保護并舉,從而實現(xiàn)湖區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。衡水湖濕地脆弱性的表現(xiàn)要求我們要更好的保護。
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