人工湿地在沥青路面环保工程中的应用.doc

人工湿地在沥青路面环保工程中的应用?196?路基工程2009年第6期(总第147期)人工湿地在沥青路面环保工程中的应用李伟航(华南理工大学道路工程研究所广东广州510640)摘要道路建设产生的环境问题越来越引起人民的关注,尤其是沥青路面对环境的影响更为突出.文中借鉴了发达国家人工湿地处理污水的先进理念,结合广州西二环工程实例,提出了人工湿地在沥青路面环保工程中的应用技术.实践证明,人工湿地具有净化污水与美化景观的环保功能,值得推广.关键词沥青路面人工湿地环保美观O前言随着公路建设的飞速发展,高等级公路沥青路面污染防治已成为公路环保部门亟待解决的重要问题之一,越来越多的学者开始对道路环境影响开展评价研究,呼吁加大道路环境保护工作的力度,切实提高道路从业者的环保意识,并加大对道路环境相关问题的深入研究和实践.沥青路面在施工和建成后,由于雨水冲刷路面所形成的路面径流常富含各种污染物,如不加处理直接排放会使地表和地下水体遭受二次污染.特别是珠江三角洲地区,道路所经地带多为水源保护地,生活饮用水源和水产养殖等敏感水体,更应重视水资源的保护和污染防治,若处理不当或没有采取相关设施进行防治,很可能会造成重大经济损失.目前,国内对公路路面径流污染虽有一定的研究,但真正进行路面径流污染治理的工程实践还极少,而且对是否与生态景观相协调没有过多考虑口.当前,人工湿地在净化污水特别是在处理居民区的生活污水中应用较多,但在沥青路面工程建设中极少采用.广东渝湛高速公路利用生态公路建设的理念,在国内首次采用了人工湿地的处理方法治理路(桥)面径流污水,为工程实践提供了一个有益的参考.在我国南方珠三角地区虽然已有雨水处理的人工湿地工程,但设计理念受传统思想束缚,与发达国家的先进技术相比,存在一定差异.笔者借鉴国外对人工湿地雨水处理系统的设计理念,将其用于沥青路面工程建设中,为道路建设中的环保性以及与景观的协调性提供借鉴.1沥青路面径流的特点1.1路面径流主要污染物(1)雨水冲刷路面形成的路面径流中主要污染物有SS,CODBOD,Pb,Zn,石油类等,且浓度不低于典型生活污水的污染物强度j.(2)汽车污染物,如重金属,碳氢化合物等危害性大的污染物质.汽车排放废气中的大部分污染物李伟航,男,工程师,硕士.质,最终都将在自然下渗或雨水淋洗作用下迁移至水环境中.1.2路面径流污染物的排放规律(1)路面污染物的浓度集中在降水初期,一般在降水1530分钟内污染物随降水时间增加而浓度增大.当降雨等级为中等时,一般在30分钟时达到峰值;大雨在20分钟时达到峰值;暴雨则在l0l5分钟时达到峰值.(2)峰值过后,污染物浓度逐渐减少基本达到可排放标准,通常称之为初期淋洗效应.(3)路面径流雨水微生物降解性较差.1.3路面污水破坏实例广东佛山一在建高速公路工程,路线所经地段多为农田和水生养殖场.为少占田地,大部分路段采用高架桥.某段桥面面层施工完,因没有采取任何桥面径流处理措施,一场大暴雨雨水直接排放到旁边鱼塘,结果造成国家二级保护动物鸭嘴鱼大量死亡.从这个事件可见,环保措施在道路工程建设中的重要性.2人工湿地污水处理系统设计人工湿地是由人工建造和监督控制,充分利用湿地系统净化污水能力的特点,利用生态系统中的物理,化学和生物的三重协同作用,通过过滤,吸附,沉淀,离子交换,植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化.现以广州西二环高速公路工程中人工湿地处理桥面径流污水为例,予以介绍.设计的桥面径流处理系统主要由储存调节系统和处理系统串联构成.储存调节系统由进水系统,出水系统和调节池构成,处理系统由进水系统,出水系统和人工湿地组成,如图1.(1)根据路面径流的特点,径流污染物在30分钟内达到峰值,45分钟后基本达标.因此,进水系统的设计将采用进水自动控制阀,在径流过大调节池容量有限情况下,只采集污染物较严重的雨水初期径流.从排水系统的纵向管汇集的路面径流首先通过PVC管进入调节池,进水自动控制阀由漂浮来控制进入调节池的径流流量,即径流进入调节池时,漂浮缓李伟航:人工湿地在沥青路面环保工程中的应用?197?缓升起,当径流达到设计流量时阀门自动关闭.超过人江河或池塘.设计流量的径流视为达标水质,通过生态水渠直接引处理系统/图1人工湿地处理污水示意图(2)调节池是收纳,沉淀初期径流的装置,为立方体的圬工结构.收集容量为当地15年一遇的特大暴雨连续降雨30分钟的雨量.污水进入调节池可进行充分的沉淀和混合,达到预处理的效果.调节池的出水口也通过自动控制阀控制出水量,水量根据人工湿地的日处理负荷来决定.出水系统为生态型水渠,在自然坡度下缓缓进入人工湿地,在进入过程中能进一步减少污染物的浓度,达到进一步处理水质的效果.(3)桥面径流处理系统采用人工湿地处理系统,即采用大型水生植物吸附降解桥面径流中的污染物.其采用天然水生植物以及土壤的吸附,吸收作用为工作原理,是一种纯生态的处理方法.人工湿地在本工程中的主要功能为:处理桥面径流污水;调节微环境气候;美化环境并对公路景观有美化作用等.(4)当出水达到污水排放标准时,便可从人工湿地的出水口直接排放到江河或用于灌溉.(5)湿地安全性考虑.湿地建设需进行风险评估,包括湿地的建设和运行阶段对公众的不利影响,并采取必要的措施.如规定水的边缘到其它边界最小距离,湿地四周应有围栏,后围栏,在明显的地方竖立告示牌等.3人工湿地污水处理效果该段地处珠三角经济发达地区,交通量大,污染物强度大.为检验人工湿地的污水处理效果,特选定通车初期的第一场大雨后,在预计路面径流污染强度达到峰值时分别取未处理的水样三份(此时污染物浓度最大),然后再从处理后的出水口同样抽取水样三份进行主要污染物浓度检测,结果见图2.从图中看出,未处理的雨水污染物指标均超标较多,经处理过的基本都达到了排放标准.4人工湿地与景观的协调性(1)在公路建设中,修建人工湿地,起到净化污水,保护生态环境的作用,经济又环保.(2)人工湿地与景观建设相结合,种植观赏性高的芦苇,荷花,浮萍等水生植物,形成天人合一的60402OO图2主要污染物处理前后对比图佳色美景.(3)景观建造中因地制宜选用乡土植物,除了增加认同感之外,亦会提高植物的成活率和抗病虫害能力,减少后期管养工作量.同时在施工过程中切不可先破坏再恢复.施工完成后,要加强养护管理.S结论(1)在沥青路面环保工程中采用人工温地,不仅净化了污水,还能美化环境,一举两得.(2)人工湿地雨水处理系统对各种污染物均有较理想的处理效果,加之投资低廉,维护管理方便,有利于改善自然生态环境等,确是一种值得推广和应用的新型技术.参考文献:1郑明太.城市道路建设与环境影响评价J.路基工程,2008(3):161一l62.2衷平等.人工湿地处理桥面径流的试验研究J.公路,2007(3):165169.3广东渝湛高速公路有限公司.生态公路建设的理念与实践R.2007.12.4高德彬等.黄土地区公路路堑高边坡植物防护探讨J.路基工程,2007(5).5广东省交通厅科技项目中期总结报告.珠江三角洲地区高速公路环保技术研究R.2007.6.6AucklandReonalCouncil.Stormwatermanagementdevices:designguidelinesmanunlM.AucklandRegionalCouncil.NewZeMand,2002.7Departmento