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关键词:生态治理 项目管理 问题措施
中图分类号:P343.1 文献标识码:A
前言
河流生态治理项目管理是指运用科学合理的方法,对河流生态治理项目进行规划设计,并开展综合管理,建成有利于生态环境保护、适应森林城市、生态城市建设要求的生态治理项目工程。该项目属于多层次、多目标体系,包括工程规划、施工设计、成本管理、施工进度及工程质量管理等多个方面。因此,要把握各环节之间的关联性、均衡性、有机协调性,调节各个环节之间的内部关系,尤其要抓好项目风险的管理和控制,扫清项目建设过程中的障碍,确保工程项目建设目标的顺利实现。
1.河流生态治理项目风险管理存在着一些问题,主要体现在以下几个方面:
1.1前期规划不够合理。河流生态治理是一个系统性很强的工程,需要综合考虑实际情况与环境前期状况、地质条件与气候的变化规律、工程预计实现的效益以及可能发生的问题等等,而目前河流生态治理工程规划多停留在表面层次,由于各种条件的限制未对相关情况进行深入的考察研究,导致前期规划不够合理,工程只能满足当时的需要,随着经济条件、社会条件、自然条件的变化,工程不能发挥原有的作用,这就是前期规划的疏漏。
1.2河流生态治理工程后期管理跟不上,此类工程是一个系统工程,在建设完成之后,要使其顺利发挥效能,还需要后期管理、维护,进行适时的检测和调节,但是由于人力、资金等方面条件的限制,造成后期管理工作的欠缺,出现河道乱采砂石、乱弃废渣和垃圾、违章施工建设等现象,影响了河流生态治理项目功能的发挥,仅仅依靠生态的自我修复功能是难以达到预期目的的,相反后期管理的缺失会造成建设资源、资金的浪费。
1.3部分河流生态治理工程存在指标不治本的问题。目前部分地区的河流生态治理重点在于修复被污染的河流本身,即“水体”,而忽视了河流生态治理终极目的是对于生态系统的调节、相关功能的修复,河流生态治理基建工程的混凝土结构导致水域中的微生物、动植物等无法生存,打破了自然规律,使河流丧失自净能力。生态学的相关原理并未广泛应用到河流生态治理项目规划设计及建设中,仅仅运用工程学的理论或方法开展河流生态治理是远远不够的,工程学只是解决“表”的问题,而要使河流生态治理工程与周围的环境融为一体,在发挥工程作用的同时,调集起生态系统自我修复、自我调节的功能,两者相互结合、相得益彰、标本共治,要充分把生态学的理论方法运用到河流生态治理工程建设之中,做到“工程学”与“生态学”相结合。
河流治理的现实对河流生态治理项目风险管理实践提出了要求,而我国现阶段河流生态治理项目风险管理的情况不容乐观。对项目风险及其危害认识不足,一定程度上影响了河流生态治理的快速发展。此外,尽管项目管理风险研究起步较早,国内外对项目风险管理的研究主要集中在经济方面,河流生态治理项目风险管理的理论研究也才刚刚起步,远未形成系统化的理论体系,河流生态治理项目风险管理的研究具有一定的理论价值和实现意义,需要我们针对这一课题、结合工程实际及相关案例去挖掘一些特色性的、独有的理论及方法,这也是日益严峻的生态环境保护工作对我们提出的要求。
2.河流生态治理项目风险管理应采取的措施
由于河流生态治理项目工程建设周期长、投资额大,风险多样,要在项目开始之初就对整个项目实施过程中的风险进行准确的分析和评估,需在整个项目实施过程中对有可能遇到的风险及建设实践中遇到的风险进行全方位分析,从而提出风险处理的办法。
2.1应对成本风险。河流生态治理工程往往是大规模建设工程,需要在预算中预先将成本超支的风险进行考虑。对设计变更造成的工程量增加,工程财务成本增加,钢材、汽油等部分原燃材料价格上涨等进行充分合理的预算。在河流生态治理工程实施过程中采用工程分包、单价合同等方式,消除成本上涨的风险。
2.2应对工程变更风险。为应对外界条件的变化对河流生态项目建设造成的影响,项目需对设计单位和承包商都作出相应约定。规划失误、设计欠缺等原因都会造成大额费用增加,相关费用由设计方负责支附。通过单价合同,将风险分担给多个主体共同承担,设计变更风险应由合同双方共同承担。
2.3应对资金不足风险。工程项目大力争取得到当地政府部门支持,加大财政支持力度,拨付建设补贴资金。与银行等金融机构搞好沟通衔接,利用贷款使工程建设不断链。可以发动社会力量,如大中型企业、民营企业以及个人的资金支援,河流生态治理项目着力于改善生态环境、推进环境保护,是功在当代、利在千秋的工程项目,惠及子孙后代,往往会得到社会力量的大力支持。
2.4 应对工期延误风险。征地拆迁是项目建设的前置环节,也是非常重要的方面,征收工作紧靠项目方、承包商、施工单位的力量很难达到预期目的,必须依靠政府部门的参与。在施工过程中,洪涝、恶劣天气等因素会阻碍施工进行,造成工期延误,在进行工程规划设计的时候,抓好沿线地质结构勘查工作,了解地形地貌,在地质等条件不利地段的施工应充分预留工程延误时间,将复杂,避免在夏季暴雨季节施工。可在合同中规定,对自然条件变化引起的工期延误风险,采取风险分担措施,由合同签约主体共同承担。加强施工进度管理,工程进度控制首先是审查承包商制定的施工组织计划的合理性和可行性,对计划的执行情况进行追踪检查,加强进度管理。
2.5 工程质量缺陷风险应对。放松施工管理和施工技术的不成熟将造成工程项目的质量问题。由于部分地段不良地形、地貌和特殊地质,造成岩层滑坡,软土导致地基沉降,对河流生态项目质量带来潜在风险。大宗原材料如钢材、水泥的质量直接关系到整个工程的质量,对其把关不严都有可能带来工程质量隐患。监理公司的监督对消除工程安全隐患、确保工程质量非常重要。监理公司人员素质、组织情况、监管方法等有可能影响工程质量。对工程质量问题必须大力整改,否则不予通过。
结束语
由本文可知,河流生态工程建设是我国加强环境保护、发展生态循环经济的重大举措,应对河流生态工程建设过程中的各种风险,确保工程顺利完成,就需要加强的工程的风险管理。因此,实行河流生态工程风险研究势在必行,另外,在其他项目中推广河流生态治理工程风险管理的经验,实现一以贯之、融会贯通,将起到事半功倍的效果,大量节省工程建设的人力、物力、财力。
参考文献:
[1]董哲仁, 生态水工学的研究框架[J],水利学报,2003(1)
关键词:城镇黑臭河涌;综合整治;策略
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.223
0 前言
我国改革开放以来,工业化、城镇化步伐不断加快,社会经济发展成效显著,但伴随而来的是日益严重的环境污染问题,其中,水环境污染问题因与居民生活密切相关而备受关注,成为制约社会经济稳步发展的环保“短板”。根据住建部和环保部联合公布的全国城市黑臭水体排查情况(建办城函[2016]125号),截至2016年2月,全国295座地级及以上城市中,共有216座城市排查出黑臭水体1811个,其中,河流1545条,占85.4%。
近年来,环保部门逐渐加大水环境污染整治力度。2015年4月,国务院印发《水污染防治行动计划》,提出要因地制宜采取控源截污、垃圾清理、清淤疏浚、生态修复等措施来整治城市黑臭水体,从国家层面对水污染防治工作提出了要求。2015年8月,住建部、环保部联合了《城市黑臭水体整治工作指南》,进一步明确了包括控源截污技术、内源治理技术、生态修复技术和其他治理措施等在内的治理黑臭水体具体技术,指导地方各级政府加快推进城市黑臭水体整治工作。
本文对国内外城市黑臭河涌污染的综合整治策略进行归纳分析,为我国的城市黑臭河涌治理与修复提供一定的参考依据。
1 国外水污染综合整治
自19世纪中叶开始,西方欧美国家在城市化进程中由于人口剧增、工业高度集中、工业废水和生活污水排放量大幅增加,导致水环境受到严重污染。欧美各国开始对区域水环境污染展开包含治理技术、管理机制、法律保障等多方面的综合整治。
在治理技术方面,发达国家在受污染河流水体中采取人工曝气、建设截污工程及污水处理设施等措施,取得了很好的治理成效。德国、美国先后利用曝气设备对Saar、Homewood运河河口、密西西比河明尼苏达码头区域等水体进行曝气治理,有效地去除了河道内水体的臭味[1]。伦敦政府通过采取污染源截留、修建污水处理厂及河道原位处理等工程措施对泰晤士河展开综合整治,将母亲河逐渐恢复成干净河流[2]。韩国政府在清溪川流域水环境综合整治工程中采取了复原河道、严控废水排放、集水调水以及工程净水等多项措施,有效控制了流域水质恶化[3]。
在建立管理体制方面,发达国家也采取了强有力的措施。美国建立流域管理体制,成立田纳西河流域管理局实施流域管理。英国泰晤士河水务局对流域实行统一治理和水资源统一管理。国际合作开展跨流域水环境整治工作也取得了较好成绩。为了全面处理莱茵河流域环境问题,流域内各国共同成立了“保护莱茵河国际委员会”,先后签署了一系列莱茵河环保协议和保护公约,并通过制定“莱茵河2000年行动计划”、“莱茵河2020行动计划”,严格限制污水排放,将人工河段恢复原状,兴建大批市政污水处理厂和工业废水处理设施,使莱茵河流域水环境逐渐改善[4]。
2 国内水污染综合整治
近年来,伴随着我国工业化、城市化进程加快,也出现了跟欧美类似的城镇化问题:城镇规模不断扩大,人口急剧膨胀、污染物排放量明显增加,而相应的污染控制措施跟不上要求,致使水环境污染负荷日益加重。
虽然我国水环境污染控制研究起步较晚,但发展较快,已经取得了较为明显的成效。综合来看,目前我国各地应对黑臭河涌污染的措施主要是流域工程整治措施和污染物排放管理措施。
2.1 截污控源
总结国内河涌治理的经验,切断污染源是河道整治需考虑的首要问题。我国大部分河涌除担负排涝、泄洪的功能外,还是沿线城镇、农村的纳污河,大量的畜禽养殖废水和农村生活污水排入河中。要整治河道必须首先实施流域截污工程,完善管网衔接,贯通上下游截污干管,提高废水集中收集和处理率。彻底清除河道两岸堆积的废物等潜在污染源,防止二次污染。
2.2 底泥疏浚
城镇河涌由于长期污染且水流缓慢,导致积累大量淤泥。为防止底泥泛起,沉积的氮磷被释放出来而使水体变质、泛臭,需要进行必要的清淤工作。通过实施清淤疏浚,可以将底泥中的污染物移出河道生态系统,显著降低内源氮磷负荷[5]。
2.3 建设污水处理厂
截污的同时,还应不断加强城市污水管网建设和污水处理厂建设,将直接排入水体的污水截流进入市政污水管网系统,经污水处理厂处理后达标排放。需要不断优化提升管网布局的合理性和完整性,提高污水处理率,才能从根本上、源头上减少排入城市内河水体的污染,为河流水质的修复和改善提供可能。
2.4 引水工程
引调清洁水在污染河道综合治理中始终具有十分重要的作用,不仅增加水量,稀释污水,还可增加流速,有利于水体复氧,使好氧污染物降解,河道水质得到改善。黎坤等对珠海市前山河水力排污冲淤联合调度的效果进行分析,结果表明由于大量干净水源的稀释和交换,前山河总体水质明显改善[6];其他类似的调水案例还有上海苏州河的综合调水工程、福州内河的引水冲污工程等[7]。
2.5 生物-生态修复技术
城市河道护坡建设应当积极鼓励推行生态护坡型技术,在满足防洪标准要求的前提上,建设生态防护平台,栽种适宜的乔冠草树种,构筑河岸生态体系。对于现有的部分或全段采用混凝土或浆砌石结构进行护坡的城市河道,由于其隔断了地下水与土壤、水中生物间的相互联系,破坏了河道的自净能力,也应制定计划逐步改造为生态护坡。蔡婧等人研究表明生态护坡对地表径流有延滞作用,在控制地表径流污染方面具有良好的生态效益[8]。
童敏等以人工水草作为载体,利用光合细菌、枯草杆菌和氧化硫硫杆菌形成的多功能人工水草生物膜开展上海市中心城区黑臭河水净化研究,结果表明,生物膜对黑臭河水中COD、BOD5、NH3-N和TP均有较高的去除率,水体中Fe2+和硫化物得到完全去除[9]。
2.6 曝气充氧技术
张绍君等人对深圳某黑臭水体采取采用快速溶气纯氧曝气工艺,结果表明黑臭水体中的DO浓度可迅速提高,色度和嗅阈值可显著下降,有效消除了河水黑臭现象,对COD也有一定的去除效果[10]。
2.7 规划管理措施
在涉及到城市河道的城市生态景观与防洪规划设计中,既要结合河道景观、生态等方面的要求来综合选择如河道走向、河道断面、护岸工程、河滩地利用、堤顶处理等多种防洪工程,也应尽可能将河道设计成宽浅式断面以降低流速,采用生态工程措施加强河道绿化,增加土地综合利用,保持景观生态优质发展。
3 结语
城镇黑臭河涌的治理工作是一个复杂而系统的工程,而且每条河涌的实际受污情况各不相同,因此一定要根据河涌实际情况,充分借鉴国内外的成功治理经验,采取切实有效的治理技术进行因地制宜的综合整治,以实现《城市黑臭水体整治工作指南》提出的“2017年底前,地级及以上城市建成区应实现河面无大面积漂浮物,河岸无垃圾,无违法排污口;直辖市、省会城市、计划单列市建成区基本消除黑臭水体。到2020年底前,地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内。到2030年,城市建成区黑臭水体总体得到消除”的目标。
参考文献:
[1]程庆霖.城市黑臭河道治理方法的研究进展[J].上海化工,2011,36(02):25-31.
[2]许建萍,王友列,尹建龙.英国泰晤士河污染治理的百年历程简论[J].赤峰学院学报(汉文哲学社会科学版),2013(03):15-16.
[3]王军,王淑燕,李海燕等.韩国清溪川的生态化整治对中国河道治理的启示[J].中国发展,2009,9(03):15-18.
[4]刘文俊.珠三角高经济密度区域水环境污染控制的研究――以淡水河流域惠阳段为例[D].兰州交通大学,2013.
[5]侯天栋.城市黑臭河道治理的探讨[J].科技展望,2014(13):119.
[6]黎坤,曾彩华,江涛等.前山河水力排污冲淤联合调度试验及效果分析[J].地理科学,2006,26(01):101-106.
[7]张捷鑫,吴纯德,陈维平等.污染河道治理技术研究进展[J].生态科学,2005,24(02):178-181.
[8]谢飞,吴俊锋.城市黑臭河流成因及治理技术研究[J].污染防治技术,2016,29(01):1-3,15.
[9]童敏,李真,黄民生等.多功能人工水草生物膜处理黑臭河水研究[J].水处理技术,2011,37(08):112-116.
[10]张绍君,张锡辉.纯氧曝气快速消除河流黑臭的工程性研究[J].中国给水排水,2015,37(07):76-79.
关键词:河道治理;生态水利;过芸溪
中图分类号:TV85 文献标识码:A 文章编号:
前 言:
传统的河流整治给经济带来了一定的繁荣,但负面影响愈加突出,主要表现为只关注对河流的人为控制,往往看重经济利益而忽略了生态意义[1];河流生态系统破坏严重、城市洪涝灾害愈加频繁以及河流沿岸景观退化问题突出,造成了对河流生态无法估计的破坏[2]。随着城市化的推进,人们对城市河流生态与景观更加重视,河道治理已从单一的水安全与经济的规划模式发展为防洪安全、河流生态、景观环境与经济繁荣的综合考虑[3][4]。
1. 基于生态水利的河道综合治理
1.1 生态水利概念
生态水利[5]是一种综合性的指导理念,同时考虑了生态学、环境学、河流动力学、水文学以及治河工程学等多学科领域,最终目的是通过生态的水利工程措施维护和恢复河流的自然生态环境,让河流造福于人类。生态水利主要是研究水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。
1.2 基于生态水利的河道综合治理原则
工程措施应满足防洪、灌溉、供水等的需求,确保河道可以承受洪水、冰冻以及干旱等自然抗力,使得工程满足设计标准规定的范围,得到最优的工程效果;充分利用河流生态的自我修复规律,力求河道治理工程项目风险最小、效益最大[6]。
2. 基于生态水利对过芸溪流域的综合治理
2.1 工程概况
过芸溪发源于天柱山南麓,自北向南流经两二水库和溪头水库,至溪头水库后折向东南,流经漳厦泉高速公路、324国道、鹰厦铁路和北溪引水箱涵,在北溪引水箱涵下游注入马銮湾,是马銮湾的一级支流。流域位于厦门市海沧区境内,介于东经117°53′~117°59′和北纬24°31′~24°38′之间,干流全长15.12km,总流域面积43.46km2。背山面海,西北与长泰县交界,东北与集美区毗邻,西南与漳州龙海市接壤,东南与厦门岛隔海相望。过芸溪流域上游人烟稀少,山体植被保存良好,自然风景优美,是厦门市的“绿核”之一;流域中下游是一片低丘平原,人口稠密,交通便利,农业较发达,但由于地势较低,河道淤积严重,洪涝等自然灾害频繁且损失严重。
2.2 基地现状分析
2.2.1洪灾事件频发。
目前,过芸溪中下游河道断面较小,过流能力明显不足,现状防洪能力约5~10年一遇设计洪水标准,而海沧区规划防洪标准为50年一遇设计洪水标准,过芸溪现状防洪能力已不能适应海沧区整体防洪能力建设要求,更不能满足该地区城市建设和经济发展对防洪保安的要求。
2.2.2 生态环境恶化
过芸溪干支流局部河段淤积严重、污染物较多,桥涵过水断面几乎被淤泥和生活垃圾堵死,沿河两岸的低洼地区普遍存在着脏、乱、差现象,且局部溪水受“三废”污染;与此同时,过芸溪流域年降水较小,水量匮乏严重,生态环境状况亟需改善。
2.2.3 城市环境品质要求提升
过芸溪下游马銮片区规划发展大型文化娱乐项目,并重点开发滨水居住、商业金融及行政办公;在中游下段东孚片区开发建设行政中心、温泉旅游度假区、综合服务区和综合生活区;在中游上段开发建设生态农业观光休闲胜地。上述规划对土地开发品质要求高,对过芸溪进行综合整治迫在眉睫。
2.3 过芸溪流域综合治理目标
基于以上分析以及规划要求,过芸溪流域综合治理的目标定位为:防洪和生态景观建设并重,兼顾交通、排涝和灌溉要求,打造可持续的生态流域。
2.4 过芸溪流域综合治理措施
过芸溪流域综合治理根据现有规划,依据生态水利的理念,针对不用河段采取不同的治理措施,包括保留或整改现有河道和局部滩地、河道断面及尺寸变更、堤防护岸工程和注重河道健康发展的生态景观工程(如图1)。
图 1过芸溪综合整治示意图
2.4.1 河道形态、断面尺寸变更以及提防护岸工程
为配合规划要求,根据河流的水文、地形地质条件及有关分区规划对沿岸土地利用的分类的考量。针对干流高速公路以上河段河槽坡降较大、淤积较严重的问题,对河道采取适当拓宽河床,清淤疏浚的措施;干流高速公路至过坂支流汇口河段属于人口密集区,河道受人类活动影响较大,河道散布生活和建筑垃圾随意,河道淤塞严重,在清淤疏浚的前提下,采取适度拓宽河床修堤的措施以保护生态。
2.4.2 生态景观工程
橡胶坝洪水期不阻碍行洪,又能方便河道换水(水质恶化时)和清淤,可实现流域恒常丰水,以及河道淤积控制。技术难度不大,在国内外河道治理的案例中成功实践经验较多,是适合本流域城区河段理想的营造水景设施。
2.4.3过芸溪流域植物护坡模式
根据过芸溪流域不同区域的产业结构特征、经济发展方向,结合不同地段的自然特征、主要生态防护功能,将绿化和景观美化相结合,建立优质、高效的植物护坡技术。
3. 体现生态水利理念的过芸溪综合治理措施
3.1 河道岸线、断面形态与尺寸整治
通过对现有河道实际情况的分析,为首先满足防洪要求,该项目制定了等规整河道总体流向、改造河道河槽坡降以及断面形态的的工程措施;河道断面的形态以及尺寸因地而不同,设计考虑周边地形,并与规划开发要求以及设计洪水洪峰流量相适应,充分体现了生态水利首先以安全为首要考虑的要求,从而使项目效益最大化,风险最小化。
3.2过滤渗水林带与人工湿地
过滤渗水林带与人工湿地的运用充分体现了将生态的理念应用于河道综合治理,使用过滤渗水林带与人工湿地代替传统的植被覆盖,可以起到较好的生态效果。首先,这两种生态措施可以再暴雨条件下储存一定的雨水,在缓解其他设施的防洪压力的同时,储存的雨水可在旱季保证工农业生产稳定的水源供给,缓解降雨在时间上的不均匀问题,实现雨洪资源化[10]。
4 结束语:
过芸溪流域综合治理工程将生态水利的理念运用到工程设计中去,通过对河道岸线、断面尺寸的优化设计以及运用橡胶坝、跌水等措施、并建设过滤渗水林以及人工湿地的生态水利的工程措施,集河道堤防整治、沿河生态建设与河道水质提升为一体,不仅可以改善流域防洪能力,对于保护流域水环境、加快区域生态建设、促进过芸溪流域可持续发展的意义重大。
参考文献:
杜红伟,王付洲,苏学锐. 城市河道治理与生态保护探讨[J].人民长江,2008,39(16):27-30.
黄燕,黄民生,徐亚同,等. 上海城市河道治理工程简介[J],环境工程,2007,25(2):85-88.
朱丽向. 对城市河道治理规划问题的探讨[J],水利规划与设计,2009,2:6-8.
陈肃利. 对长江中下游干流河道治理的几点认识[J]. 人民长江,34(7):1-3.
孙宗凤. 国外生态水利研究状况分析与点评[J].水利水电技术,2003,34(11):21-24.
董哲仁. 试论生态水利工程的基本设计原则[J].水利学报,2004,10:1-7.
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关键词:MEP环境疫苗;MEP智能工程技术;用水;污水处理;黑臭河流;湖泊蓝藻;畜禽废水;MEP智能网载膜;智能定向操纵微生物工程技术
中图分类号:X52 文献标识码:A
1.导论
据一些专家统计,水致病疫情日趋严重,世界上80%疾病与水污染相关,中国疾控中心证实癌症高发与水污染直接相关,全国儿童恶性肿瘤平均死亡率188.81/10万,而在当下,人类因缺失控制微生物环境影响的“武器”,仍然指鹿为马,错将流落水体的氮磷营养物,作为主要靶向目标穷追猛打,真正的水污染“元凶”微生物优势种群却逍遥法外,大气雾霾、河流黑臭、湖泊蓝藻、海洋赤潮等微生物严重危害我们的健康和生存环境,严峻的生态环境胁迫,政府渐趋严厉的追职,污水治理加速提标升级,导致当下水界弄虚作假成风,甚至戕害生态等乱象丛生。
实际上,情况本不应该如此,具有中国自主知识产权的MEP环境疫苗作用于污染水体,经过国内外权威机构近10年的跟踪监测,其中包括:获得国际互认的广东省微生物检测中心,病毒学国家重点实验室,中国科学院水生生物研究所等国家院所作的研究和实验结论:对于水体中的细菌、真菌、病毒、孢子、原生动物、藻类等微生物种群,平均杀灭率大于89.7%-100%;8年间分布各地20余河湖MEP环境疫苗示范案例,集的平均数据证实,藻类杀灭率95.8%,大肠菌群杀灭率98%-100%;作用于饮用水无氯化消毒,对于病原微生物总大肠菌群、耐热大肠菌群、大肠埃希氏菌杀灭率均为未检出,也即100%。由此推断,人们还可以通过量化作用时间、基材选择、调整量效关系诸多工艺手段,任意选择控制微生物环境影响达到所要的预期效果。
事情并不止此,在限定的3个月作用期内,人们还从中发现了MEP微生物定律,根据这个定律,人们采集到一组更为令人惊异的数据:随着水体中微生物生物量的降减,氨氮、总磷、COD等富营养化指标,同比大幅降减,其中,氨氮削减率94.7%,总磷削减率91.7%,COD削减率70.3%。新型治水模式与传统治水模式的两者之间限值的主要指标,以及各自的机理,竟然如此关联密切。只因路径不同,结果是一个制造黑臭,一个消灭黑臭!
事情更不止如此的是:文中还对MEP案例剖析、音影资料的展示、MEP水体生态演绎的进化论,跌拓起伏、神奇直观的都以形态学冲击人们的感官。揭示了河湖是生命体的生物学定义,揭示了MEP环境疫苗生物学智能材料的定义,揭示了MEP环境疫苗智能工程全自然、纯生态的技术特征定义。由此,浅析了这种领先国际水平的新型治水模式作用机理,它的意义在于对传统水资源概念的颠覆,让我们恍若告别一个旧的世界,伟大的中华民族又一次站在全人类科技顶峰。
“创新的顶峰是什么?正是颠覆性技术,而颠覆性技术在目前的行政审批制度下,是难以实现的”――摘自中国工程院院士徐匡迪在2016年8月15日,中国工程院、上海市人民政府国际高端论坛主旨报告。
不管沐风栉雨,MEP环境疫苗正本清源,正在以公益活动方式一路奋进,只要蓝天白云,碧水青山!
为呈述方便,在本文中我们将MEP智能工程转换的新型水体简称为M水体。
为呈述方便,本文中我们也将MEP环境疫苗简称为M疫苗。
2.MEP环境疫苗及其水体转换智能工程
2.1 MEP环境疫苗简介
M疫苗是一种采用绿色植物原料制得的新型智能高分子抗菌材料,具有生物特征,能够牢固地附着于一切涉水基材,柔韧性一级,其主要杀菌成分和活性物质是聚杂多烯基醚,在环境中,材料的记忆系统始终能以一种优化方式对环境变化做出恰如其分的响应,并进行内部参量信息处理,进而发出指令,结构执行完成,在大自然的不同质体环境中,都已有显著的表现,研究表明:入水的网载M疫苗涂膜,在淡水中呈亲水性,不溶出,触杀型,入水分子结构自动膨溶成蜂窝状,具吸附剿杀微生物功能,对粪大肠菌群、蓝绿藻杀灭率均大于99.9%,在海水中M疫苗涂膜的分子结构呈憎水性,光滑坚硬,具光致变性,自动滋生刺激性黏液,对赤潮中有代表性的塔玛。亚历山大有毒藻420min杀灭率大于77.6%,在空气中,M疫苗涂膜自动修复膜面,保护下层蜂窝状结构,并能够感知环境及内部参量信息处理发出指令执行完成动作,对多重耐药菌杀菌率大于99.99%,禽流感病毒灭活率大于89.7%,M疫苗在不同质体生态环境中,都可以实现自诊断自修复自适应多种功能。这种防控微生物灾害的新型智能材料及其衍生环境产品,已获得多项国家发明专利,具有我国自主知识产权。
2.2 M水体转换智能工程生物学定义和技术特征
M疫苗注入河湖水体,导致河流微生物及其分解功能的缺位,水体需要重建新的生态秩序,否则,营养能源物质寻主的自然属性,还将引发微生物间新的生态竞争,产生新的水质污染,造成新的生态失衡。我们通过对M水体近10年的跟踪研究,发现了微生物活动是造成水质污染的唯一污染源,是几乎所有生态环境灾害的“元凶”,在M疫苗的作用下,水体驱除了微生物的环境影响,在M疫苗网膜表层,富集成晶状体的包括灭活的菌藻尸体生物膜在内的氮磷等营养物,保证了水体新建的生物链基础营养供给。在接下来的M水体转换期,我们研究发现了M水体案例中普遍存在的微生物定律,从中发现了定向操纵微生物和定向操纵地表水质转换的同步性。发现了M水体转换人与自然和谐统一关联性,这都定义了河湖水质转换的生物学机理及其生态特征。形成M水体一站式定向转换机制。最终完成了将流落河湖的富营养物质资源化循环利用的生态使命。主要表现为:
M疫苗进入水体之时,该水体就定义为M水体,本底值由疫苗入水前监测数据为准,水质沿用传统地表水V类限值标准,超过Ⅴ类的污染水体称之为劣V类地表水。研究表明:M疫苗能够快速转换地表水的类别,不考虑水质污染的类别、浓度、形式,不考虑温度、季节、光照等外部条件变化,只要河流存在微生物污染活动,M疫苗都能够执行智能工程设计方案的指令,转换成预期效果的M水体。一般情况下,M水体的类别提升,每提升地表水一个类别,只需要7~15天就可完成。从劣V类提升到地表I类水限值标准,转换期不超过3个月,这种水质快速提升,对于现有技术不可思议,等于换了一个水体,所以我们称之为M水体,其对生态环境的河湖水质污染治理效果,超过了丹麦的哈尔莫斯教授曾对膜处理预言的“水的处理可以解释为从任何污染程度净化到满足需求的任何净化程度的净化方法,用于供水处理工艺与用于废水处理工艺的差别将消失。”也就是说,我们可以在指定的任何时间内,将任何污染程度的废水生态转换为满足任何需求类别的地表水限值标准。与膜处理不同的是:M疫苗将死水激活成人类基因乐于吸收的活水,而膜滤将水处理为死水,二者没有可比性。
M水体智能转换工程纯自然、全生态,施工简单便捷、不用清淤、不用电力能源、不用设备、不用构筑物、不占用土地资源,不改变河流的形态,不影响河流功能,不用维护,不干扰公共环境,水质由M疫苗进行生态调控和维护,对于传统市政治水工程留下的不利因素,仍需采用必要的水利措施进行干预和配套,除此,一切顺其自然。城市依水而建,从某种意义上,相对静态的城市河流也是一种生物体,有利于人与水的和谐共生,河流在自然引力的作用下形成潮汐或絮动,一个水生态包括有益微生物种群在内的自净系统建立来之不易,频繁的调水工程不仅干预M水体系统的建立,而且切断了氮磷营养物质循环利用变废为宝之路。同时也破坏了人水共生的环境美感。
M水体转换机制,治愈了河流黑臭,湖泊蓝藻等机体腐败的症状,一站式转换为人们定向需求的地表水限值标准,在M疫苗的智能化作用下,可量化地按照人与自然的一致性制定设计方案,恰如其分的满足人类不同需求:当人们需要发展绿色原生态水生生物产业时,M水体一般达到Ⅳ-Ⅴ类地表水限值范围,满足各类水生生物的营养需求;当人们需要开发垂钓、游泳、景观等水功能时,M水体一般达到Ⅲ-Ⅳ类地表水限值范围,已满足人们观赏和健康的需求;当人们需要开发替代传统氯消毒净化工艺时,M水体一般达到Ⅰ-Ⅱ类地表水限值范围。可以生产无微生物污染、无重金属污染,无化学污染的天然饮用水,满足人们健康和长寿的需求,经过10年的研制和推广应用,目前,M水体转换的智能工程技术已十分成熟,形成定向操纵生态机制和模式。
M水体地表水质的快速转换,对河流水生生物形成淘汰、驯化机制,污水生物生存期降低,如草履虫、水蚯蚓等,清水中的水生生物大量繁衍,如旋轮虫、大型蚤、水绵和鱼类等,有些比表值大的微生物优势种群,能够为人类创造不尽的能源而得到充分利用,如蓝绿藻的光合作用,及时调制污水比例,可以转化为生物能源,有些植物在M水体中得到优化,如绿萍驯化而成的探底根须,可成为水体活性炭,降解毒物和重金属危害,水是生态之魂,水圈循环,好水会影响大气包括雾霾的形成,因此,M水体的充分利用,将改变人类现有社会经济发展概念,改变人类生活方式,给这个星球带来新的辉煌。
3.机理浅析(一)技术数据和资料
3.1 电镜下的MEP环境疫苗生物特征和智能结构杀菌功能(图1-图4)
3.2 智能网膜成了河流中的充氧器,透明度、溶解氧激活河流生命体(图5-图8)
3.3 智能网膜上富集的营养物晶状体,为新型生物链准备了基础营养物(图9-图12)
4.机理浅析(二)M水体转换过程中自动滋生的生物链
4.1 菌藻尸体电子架桥成云团状沉降后凝絮成藻茧(图13-图14)
4.2 底栖生物水蚯蚓与藻茧,在M网膜上形成天然生态床(图15-图16)
4.3 M水体自动滋生浮游生物,河流成为大型蚤天然培育基地(图17-图18)
4.4 M水体中的浮萍根须从水底网膜滋生出来的(图19-图20)
4.5 穷水期浮萍成了河流活性炭,去除毒物和重金属(图21-图22)
4.8 MEP天然水厂两年生产7.3万t,群体安全稳定饮水1612天(图29-图32)
4.9 资源化利用河湖富营养物质,创新绿色原生态和水功能开发产业(图33-图36)
污水是人类第一水源,我们不必纠缠于因污水产生的心理障碍,当下,黑臭水体中的微生物已经现身宣布对水质污染负责,人们也不必再继续指鹿为马,将氮磷营养源作为靶向目标,模式错了,乱象丛生,我们需要重新出发,亡羊补牢、为时不晚。
基地的天然水厂就是从这两张照片出发,仅用两个月正式投产,一次成功!(图37~图38)
5.机理浅析(三)深圳石岩新村黄家庄河案例剖析(图39-图51)
(1)2016年7月25日,由苏州汾湖微控在北京的子公司正源环保治理的深圳石岩新村黄家庄河流开工,到2016年7月31日,深圳“妮妲”台风溃堤,仅6天时间,MEP环境疫苗智能工程救活了这条黑臭死河,在惨烈的“疫苗”和黑臭微生物搏杀过程中,河面漂浮不同微生物种群的尸体及新生藻类、红虫,色彩斑斓,十分壮观,将河湖生物学机理淋漓尽致地展现在人们的视野。我们对这个案例进行剖析,充分揭示了MEP环境疫苗的作用机理。按6天治理日期逐一剖析。
(2)黄家庄河案例机理剖析
水是生物圈每一个物种生命的重要组成部分,生物水是大自然水圈循环其中一个环节,它的生命特征及分子结构表达于每个生命存在方式之中,河流像人的肌体一样,也会“得病”,河流黑臭则是一种肌体腐败,行将死亡的征兆,河流腐臭会给环境带来灾害!
采用MEP环境疫苗智能工程技术对黄家庄黑臭河进行施治,行程效果几乎看不到人力而是纯自然力的表达,一条黑如墨水的臭气熏天死河,在M疫苗入水后的短短6天时间内,河面由原来的污浊、深灰、墨黑,演绎成绿、黄、白、红五彩斑斓的生物墨水画,生动诠释了河流是生命体,也诠释了M疫苗杀菌的生物特质,融入河湖生态秩序,杀灭了黑臭优势微生物种群,激活了水分子,于是,死亡的、新生的生物现象交相出现,黄家庄黑臭河6天死去活来,河体出现了生物多样性,新的健康的生态秩序开始建立,历史上,这种剧烈的生物奇观很难看到,极为珍贵,这与石岩新村社区排放的污水浓度,种类及持续高温天气都有综合贡献率。同时也诠释了MEP环境疫苗的控制微生物环境影响的作用机理。
6.机理浅析(四)M水体演绎物竞天择,适者生存《进化论》
水绵适宜生活在中轻度富营养化水体中,百万鸡场的畜禽污水排放中心西界河,经过近一年M水体转换,水质稳定在IV类水,清澈见底,经检测,粪大肠菌群只有20-80个/L,谁也没想到,一场生态大战不期而至,2016年4月13日一夜之间水绵大面积爆发,铺满了长达1km的8000m2水域面积,蔚为奇观,如图52-图53所示。
水绵断裂生殖,物理打捞会增加繁殖量,M水体又演示了一场人们更为不可思议的“萍绵大战”,如同非洲大草原上的“狮虎斗”,惊心动魄,生死较量,战争耗时7天,绿萍将水绵驱逐出河流,如图54-图57所示。
7.机理浅析(五)M水体快速转换,驯化水生生物形态和功能
(1)M水体实验基地梯度水质转换,导致水生生物为了生存适应环境变化,形态和功能可以驯化,满足人类经济社会发展和自身健康的多种需求,我们以河流浮生植物绿萍为例,自然界里,绿萍几乎没有根须,由于劣V类的“富水”快速转换成地表I类限值标准的“穷水”,绿萍浮生植物的根须为探底寻求营养,生长达到60-80公分,如图58-图59所示。
M水体中经穷水驯养的绿萍,成为生物活性炭,它的吸收、富集及转化作用,使大多重金属大幅削减,仅为限值标准的1‰,这是一个值得注意的很有价值的科学发现。(见天然水厂水质卫生标准检测报告。)
(2)2015年7月4日上午10时,基地对天然水厂原料供应链的4条河面的绿萍生长状态同时拍照,证实水体富营养化特征梯度削减,如图62-图64所示。
7.1 M水体中氨氮、总磷植物营养物质削减率
河流地表水M水体中氨氮平均削减率:94.7%总磷平均削减率:91.7%,见表1。
7.2 河湖,海洋、地表M水体中微生物生物量的灭活率
(1)粪大肠菌群杀菌率:98%-100%,见表2,蓝藻去除率95.8%、海洋赤潮77.6%-100%。
地表水湖泊蓝藻M水体生物量变化监测数据表单位:万个/L。
地表M水体除藻率:95.8%,见表3。
实验单位:中国科学院水生生物研究所。检测日期:2012.6.21。
(3)海洋赤潮塔玛・亚历山大藻杀灭率指标监测数据表。
海洋M水体赤潮420min杀灭率:77.6%,见表4。
实验单位:连云港市产品质量监督检验所检测日期:2009年10月28日。
8.机理浅析(七)M水体中的微生物定律
微生物定律是我们经过10年的探索和研究逐步形成。
从2008年开始,我们先后与中国科学院水生所、中国科学院理化所、武汉大学病毒学国家重点研究室、安徽省环境科学院等国家院所进行合作,先后在我国中西部及沿海地区建成20多个M水体转换示范工程,取得了丰富的经验和大量数据,发现M水体中微生物量与氮磷营养物之间的规律,为了将这个规律稳定固化,2014年11月,我们举资千万,在江苏农垦建立MEP包庄M水体实验基地,基地占地面积18360m2,水域面积21080m2,位于江苏农垦百万鸡场4条污水界河的中央,基地的设计由西界河及东西人工河计长1700m,宽8的三条T型河道,组成梯度分级处理每200m作为水质点状监测断面,该场20多年来从未对污水采用任何技术施治过,恶臭满盈,蚊蝇遍生,保持原生态,符合选址条件,自2016年11月7日,成功运作两年,不仅印证了已有的20个案例的数据,复制了示范工程的水质转换模式,成熟的经验,取得累累硕果,为了将发现微生物定律铁定在某个时段,2015年9月25日上午10时整,对T字型4个河流断面同时现场监测,得出数据呈阶梯式分级提升,精准定义微生物定律见表5。
M水体微生物定律:粪大肠菌群生物量是富营养化水体主要检测指标,其生物量升高,氨氮、总磷同步提升,水体中溶解氧、透明度则同步降低;粪大肠菌群生物量因灭活而降低,水体中溶解氧、透明度迅速提升,获得了氧气和光照的各级水生生物,所产生的生物能使氨氮、总磷等指数也迅速降低,维护水生态生态平衡。
结论