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摘要:人類活動的增加和工業化程度的提高,使許多與人類生存息息相關的江河湖庫受到嚴重污染。如何清除污染底泥,給社會發展創造清潔健康的環境越來越受到人們的重視。環保疏浚是近30年來發展起來的新興產業,它作為疏浚行業的一個特殊分支,在污染水系的清淤治理中發揮著越來越重要的作用。
關鍵詞:江河湖庫污染底泥環保疏浚
一、概念介紹及技術要點
環保疏浚是近30年來發展起來的新興產業,是水利工程、環境工程和疏浚工程交叉的邊緣工程技術。它利用機械疏浚方法清除江河湖庫污染底泥,在挖泥、輸送過程中和疏浚工程完成后對環境及周圍水體的影響都較小。環保疏浚越來越受到業內人士的重視,圍繞泥沙攪動、擴散和二次污染、精確疏浚及疏浚土處理等主要環節的研究成果不斷涌現。北美、歐洲及我國的香港地區對這項技術的研究起步較早,掌握了比較先進的環保疏浚技術,并有許多成功的應用實例。
成功的環保疏浚工程應該達到以下4個效果:
①使懸浮狀態的污染物最少。有很大一部分重金屬及有機污染物依附在懸浮顆粒上,因此,懸浮顆粒的數量是衡量環保疏浚工程效果的一項重要指標。
②徹底清除污染物。
③使抽走的水量最小,即疏挖的污染底泥要有較高的濃度。
④過挖量最小,以免傷及原生土。
為了達到以上效果,必須把握好環保疏浚工程的幾個關鍵技術環節:
①盡量減少泥沙攪動,并采取防擴散和泄漏措施,保證高濃度吸人,以避免處于懸浮狀態的污染物對周圍水體造成污染。
②高定位精度和高開挖精度,徹底清除污染物,并盡量減少超挖量,即在保證環保疏浚效果的前提下降低工程成本。
③避免輸送過程中的泄漏對水體造成二次污染。
④對疏浚的污染底泥進行安全處理,避免污染物對其他水系及環境的再
污染。
二、我國實施環保疏浚工程的必要性
多年來,由于人們的環保意識不強,工業垃圾、城鄉生活污水及農業生產中化肥農藥的殘留物稍做處理或根本不處理就直接排人湖泊河道中,致使水體污染嚴重。有關資料表明,我國的七大水系都不同程度受到污染,其中尤以遼河、海河、淮河水系受到的污染最為嚴重;我國的主要大型淡水湖泊也有80%左右受到污染,其中尤以巢湖、滇池、南四湖、太湖為重。與人們生活聯系緊密的城市水系,曾經是城市引以為自豪的風景點,也曾經是人們茶余飯后休憩納涼的好去處,而今許多已經風光不再,污水橫流,重金屬、富營養化及其他有害化學物質的含量遠遠超過允許值,給城市環境和人們的生活健康造成很大的威脅。如何對污染水系進行綜合治理,“建立節水防污型社會”,是擺在我們面前的一個重要課題。
國內外治理污染水系的經驗表明:在外污染源基本得到控制的條件下,必須徹底清除內污染源——污染底泥,恢復重建水體生態系統,才能達到理想的治理效果。目前,世界上多采用環保疏浚的方法清除污染底泥。
在對太湖的治理中,就有專家指出:對河湖有機底泥要考慮定期疏浚,對太湖底泥淤積嚴重、影響飲用水源的地區,如東太湖、梅梁湖,要考慮實施專門的環境清淤計劃。由科技部和江蘇省共同牽頭研發的國家“十五”重大科技專項“太湖水污染控制與水體修復技術及工程示范項目”的一個重要子課題就是“重污染水體底泥環保疏浚與生態重建技術”。環保疏浚技術必將在我國清淤防污治理的實踐中得到快速發展。
事實上,環保疏浚技術已經在我國得到應用,并取得了一些成果,尤其是本世紀以來,環保疏浚技術的應用大有方興未艾之勢。1998-1999年實施的滇池草海污染底泥疏挖及處置工程(一期)是我國首例大型湖泊環保疏浚工程,為我國湖泊環保疏浚起到了示范作用,并取得了寶貴的經驗和數據。廣西南寧于2000年對南湖實施了底泥疏浚工程,并對污染底泥采用了分散堆存封閉的處置方法。西安興慶湖、南京玄武湖、安徽巢湖也進行了污染底泥的清淤疏浚工程。2003年2月18日,我國最大的水下清淤工程——天津海河河道綜合開發河道清淤工程啟動,這也是環保疏浚工程。還有一些環保疏浚試驗項目正在實施。
三、環保疏浚技術與主要設備
環保疏浚技術是個復雜的系統工程,對一項具體的環保疏浚工程,應綜合考慮工程的地理環境、水體特征、污染物的種類、含量等工程特性并有針對性地進行設計,工程特性不同,所采用的環保疏浚技術、設備及方法也不同。自20世紀70年代以來,美國、日本及歐洲的一些發達國家就開始投入大量人力、物力致力于環保疏浚技術的研究,并取得了一定成果。盡管各國常用的疏浚技術與設備各有特點,但大體上可分為兩大類:
1.利用傳統的疏浚設備進行改造
在傳統挖泥船的基礎上進行改造是目前環保疏浚業普遍采用的措施。荷蘭IHC研制了長錐形罩殼式環保絞刀頭,刀頭四周設有12個縱向刀片,保護罩殼內壁設有若干固定刀片,絞刀頭刀片轉動時與之相切,外罩底邊始終和泥面貼合,防止了因絞刀擾動使底泥顆粒向罩外水體擴散。該絞刀頭已安裝在海貍600型和海貍1600型上進行應用;荷蘭DAMEN公司研制的環保絞刀頭為螺旋切割型,并帶防護罩,螺旋刀頭始終與河道保持水平,不會產生漏挖,對水體的擾動?。晃覈懈奂瘓F自行研制丁環保型絞刀頭和防擴散擋污屏,改善了耙吸式挖泥船的溢流方式,安裝了拋泥自動記錄儀,成功完成了云南省滇池污染底泥環保疏浚工程等多個環保疏浚項目的設計和施工;由中國水利投資公司和重工集團武昌造船廠共同研制的環保疏浚絞刀頭,已進入驗收階段。
這類設備一般是對普通挖泥船在三方面進行改造,以適應其環保特性,減少疏浚土及殘留物對環境的影響:
①改造挖泥機具,以減少攪動,增加疏浚底泥的濃度,防止污染底泥在水體擴散。
②加裝GPS系統、視頻及超聲波系統,以便對開挖過程進行監控,提高疏挖精度,減少漏挖及超挖。
③對輸排系統進行改造,減少輸排過程中的泄漏,并要設計好與污染底泥處理設備或工程的銜接,避免疏挖出的污染底泥對環境二次污染。
2.專用環保疏浚設備
近20年來各國開始設計適用于環保疏浚的專用設備。如日本研制了專用于污染底泥疏挖的螺旋式挖泥裝置和密閉旋轉斗輪挖泥船,意大利首先研制出了氣動泵挖泥船。從技術角度講,專用設備的設計和建造并非難事,但從經濟上考慮,專用設備的設計和建造比對傳統的挖泥設備進行改造造價要高得多,對于規模較小的項目,經濟性更差。因為每一項環保疏浚工程的水體環境、地理特征、污染物的類別及含量都不同,從嚴格意義上說,每一疏浚工程都具有唯一性,除了一些基本的通用概念外并沒有標準的、典型的環保疏浚設備,每項工程都要進行深入的勘察研究,才能設計出針對該工程的具體疏浚方法和設備。盡管專用環保疏浚設備經濟性較差,在疏浚業的運用實例還較少,但由于其針對性強、效率高,能夠更好地滿足工程需要,尤其是對一些質量標準要求高或水體特征較特殊的工程,專用環保疏浚設備有著獨特的優勢。隨著經濟社會的發展,人們對環境整治的標準也在不斷提高,專用設備將會有更廣闊的發展空間。
四、結束語
隨著人們環保意識的增強,一系列環保政策與法規也相應出臺,對我國江河湖庫治理中的環保標準也提出了更高的要求,環保疏浚技術必將在我國被廣泛應用,并在應用中得以發展,技術也會更趨于成熟。業界人士應在消化吸收國外先進技術的基礎上,研究出更適合我國國情的更為經濟的環保疏浚技術。