精心守护太湖生态绿心 科技支撑生态涵养发展

http://www.water.hc360.com2020年12月31日09:22 来源:中国环境报T|T

    慧聪水工业网 胥口湾位于太湖东南部,是江苏省苏州市山水资源极为丰富、山水林田湖草生态要素十分齐全的地区之一,也是苏州重要的太湖水源地—寺前水源地的所在地,素有“生态绿心”之称。胥口湾气候湿润,周边物产丰饶、风景名胜众多,拥有国家级苏州太湖旅游度假区、国家级西山农业示范园区和众多林场,农业与旅游业发达。得益于优异的自然禀赋和科学的系统保护,胥口湾水环境治理总体良好,但仍存在夏季局部湖泛、外源污染输入和生态系统退化等问题。

入湖河道水质改善

入湖河道水质改善

    在苏州努力实现经济发展“高质量”和生态环境“高颜值”的大背景下,国家“十三五”水专项“苏州区域水质提升与水生态安全保障技术及综合示范项目”中“胥口湾水源地水生态健康提升与水质保障技术及工程示范”课题(编号:2017ZX07205002)结合国家水专项关于“提升太湖生态系统健康水平”“改善饮用水水源地水质”和“保障区域水环境安全”的总体部署,开展了胥口湾水生态安全评价与风险管控、特色农业生态种植与面源减控、临湖村镇污水深度处理与长效管理、湖滨岸带水生植物优化管理与资源化等研究工作,形成了湖湾型水源地生态系统健康提升与水质安全保障综合技术体系,并实施了技术验证与工程示范,有效支撑了胥口湾水环境的稳步改善。

    优化水源地水生态安全评价

    支撑水体生态风险预警管控

    为解决常规水质指标难以客观反映水源地环境现状,无法及时提供蓝藻暴发等风险预警的难题,由苏州科技大学承担的课题组针对胥口湾区域开展了连续3年的水环境监测与生态调查,获取各类环境数据5600余条。利用大数据工具,系统分析了常规水质指标、新兴污染物、微生物群落、水生动植物和底泥磷释放等多类型参数间的响应关系,有效支撑了生态风险因子识别与水生态健康诊断。在此基础上,课题组提出了涵盖水体营养状态、水质安全与生态健康的多层级水生态安全评价新方法,并建立了以指示微生物为核心的生态风险预警机制,编制的《浅水湖泊型水源地水生态安全评价指南》已应用于苏州市阳澄湖、傀儡湖和尚湖等9个湖泊型水源地的水生态安全评价与健康诊断,相关技术方法的科学性、可靠性和易操作性获得了环境监测部门的高度认可。

    创新陆域污染联合防控体系

    实现水资源营养物循环利用

    为有效提升胥口湾周边典型陆域污染源控制的系统性,课题组将胥口湾西侧的金庭镇选定为技术示范区。金庭镇位于太湖中最大的岛屿—西山岛上,属典型的南方丘陵地区,山地果茶园是主要的作物种植形式,存在田间水分管理缺乏,降雨期面源排放量大等突出问题。此外,岛上全年游人如织,年接待人数超过400万人(次)。人口的频繁流动性给当地的生活污水治理造成了一定压力。基于对陆域污染源的系统调查,项目组提出了以“源头减量、过程净化、循环利用”为核心的治理理念,研发形成了多维立体的水源地陆域污染源截流净化与资源化利用技术体系。

    针对农业面源污染问题,课题组在金庭镇梨园和枇杷种植基地,开展了果园林地水肥一体化精准施肥技术验证,形成了景观生态种植新模式。将生活污水处理尾水作为水肥一体化的重要水源,通过与植物生物炭土壤培肥、复合肥减量根域深施、性迷向病虫害绿色防控等技术相组合,使果园单位面积用水量、化肥、农药施用量分别降低了56.8%、32.7%和28.9%,果实产量连续三年增产10%以上。在此基础上,系统集成了果树林下植草、等高生物篱拦截和生态沟渠净化等关键支撑技术,实现了果园林地径流中总氮、总磷流失负荷分别削减55.4%和45.8%,大幅减轻了对受纳水体的冲击。

    针对生活污水治理问题,课题组基于“一厂一湿地”理念,研发形成了“新型反硝化滤池+复合生态湿地”的组合技术体系,并依托苏州吴中区“263”重点工程,在金庭镇尾水深度净化工程示范中得到应用,设计处理规模为1万m3/d。经第三方监测,该项工程净化水水质整体优于“苏州市特殊排放限值”要求,有效确保了入湖河道战备江水质由地表水Ⅳ类~Ⅴ类提升至Ⅲ类。使用生态工程技术净化污水时,水生植物收割残体处置与资源化是长效运维中需要解决的问题。为此,课题组利用自主研发的“空气爆破预处理—热量内循环”植物制备生物炭关键技术,将部分氮磷营养物回用于农业土壤培肥,实现了资源循环利用。针对分散型污水处理设施运维难题,课题组研发集成了区域性分散型污水处理设施智慧运维方法、气升回流一体化污水处理技术与装备,提出了独立处理设施分级分类管理方案,并在胥口湾周边实施了分散型农村生活污水处理与长效运维工程示范。第三方监测表明,示范点出水水质稳定达到《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB32/3462-2020),全年运行率达到90%以上,建设成本、运行费用均远低于市场价格。上述成果已入选《江苏省水污染防治技术指导目录(2020年版)》。

    提升水生植被优化管理水平

    推动山水林田湖草系统治理

    针对胥口湾总磷浓度偏高、植被多样性偏低等问题,课题组提出了《胥口湾水源地外源污染导流阻隔方案》,研发了生态潜坝流泥削减、水生植被结构优化、植物残体制备生物炭等关键支撑技术。从水源地水质提升、水生植被生境改善角度,形成了水源地内源污染控制与水生植被优化管理成套技术,并依托胥口湾湖滨带水生植被收割及维护管理工程实施了工程示范,优化了水源地东侧湖滨带水生植被,使多样性指数增加10%以上,并实现芦苇等水生植物收割残体资源化处置,提高了作物养分利用效率和土壤营养固持能力。上述成果有利于完善胥口湾水源地山水林田湖草系统治理体系。

    2019年12月,胥口湾周边的东山镇、金庭镇和部分水域被划定为生态涵养发展实验区。这个实验区建设将重点围绕创新绿色发展模式展开,到2035年成为体现生态文明的太湖典范和国家绿色经济示范区。在此期间,胥口湾水源地水生态健康提升与水质保障相关技术成果将持续发挥重要作用。

    “胥口湾水源地水生态健康提升与水质保障技术及工程示范”课题组

    

责任编辑:童志威

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