1920年,胡适先生著成中国文学史上第一部白话诗集《尝试集》,风格去旧鼎新,内容积极进取。全集开首脱胎于旧诗,逐渐试验新诗形态,终于实现艰难蜕变。百年后,中交三公局也正撰写一部关于生态文明建设的《尝试集》——乌梁素海项目底泥试验示范工程。
有着“塞外明珠”之称的乌梁素海是我国八大淡水湖之一,位于内蒙古巴彦淖尔市境内。乌梁素海的生态维护功能立体化,于“点”而言,乌梁素海是河套灌区关键的水源涵养地;于“面”而言,成片的沼泽湿地相连使该地成为关系黄河生态安全的“自然之肾”;于“线”而言,乌梁素海不仅是我国生态安全战略格局中“北方防沙带”的组成部分,也是世界候鸟迁徙的走廊。物换星移几度秋,昔日明珠早已珠残璧碎:灌区退水与城镇排污等多重因素叠加,使乌梁素海自身的净化系统常年负载,鱼溃鸟散。
“绿水青山就是金山银山”,生态文明建设至关重大。作为筑建祖国北疆绿色长城的关键砖瓦,乌梁素海流域治理工程大有可观。近年来,伴随生态补水等20余项修复工程相继实施,侵蚀乌梁素海的外源污染物有所控制,但经年累月形成的内源污染,形势依旧不容乐观。中交三公局从搭桥掘洞通路的传统工程迈向生态环境治理的新领域,如何妥善完成乌梁素海迫在眉睫的内源污染修复任务,离不开锲而不舍的尝试与创新,底泥试验示范工程应运而生。
水草消不尽,底泥催又生
乌梁素海地处我国灌溉面积最大的商品粮生产基地——河套灌区。肥料中的氮与磷随灌区退水汇聚湖中,通过吸附、沉淀、水生动植物死亡沉积等方式蓄存在底泥中,久而久之底泥就富集大量的营养盐,成为内源的污染源。含有大量营养盐的底泥促使水生植物肆意生长,再成片腐烂分解。乌梁素海已经成为以大型水生植物过量生长为主要表征的富营养化草型湖泊,不断释放的总磷与总氮已对底栖生物群落产生生态毒性,且植物残骸不断淤积,加速湖泊沼泽化进程,若再置之不理,乌梁素海将在未来十年荡然无存。为有效限制沉水植被的数量,示范区选用水草收割同草食性鱼类控草相联合的方式减量水草,两种工艺珠联璧合,有效规避了单一手段的弊端:若只选用水草收割法,需投入大宗设备与劳动力;若紧紧依靠草鱼控草,则面临排泄物二次污染水源以及过度繁殖威胁其余物种的风险。
示范区内共配置两艘全自动机械割草船,会根据沉水植被生长情况,定期收割,将植物生长周期中所贮藏的营养物质有效转移,优化生态环境。水草在运送上岸之后,又可资源化利用,制备成有机肥料、饲料甚至能源燃料。与此同时,在示范区内投放幼年草食性鱼类对水草进行啃食。水草减量化工程完成后,再通过捕捞严控鱼群数量,打捞起的鱼类资源又可收获经济效益。
湖泊侧畔酵素涌,底泥上头万菌春
沉水植被的减量化工程将营养盐转移出湖区,有效抑制了水草疯长,但也仅仅治标不治本,底泥自身已是巨大的污染源。翻泥覆水的施工方案劳民伤财,因此示范区选用“底泥原位修复技术”,即在基本不破坏底泥自然环境的条件下,在原场所进行生物修复。该项技术利用微生物的代谢、分解等功能消耗污染物。另外,溶解氧浓度过低是导致水体黑臭的重要因子,可进行光合作用的微生物在成长过程中源源不断释放氧气,提高溶解氧浓度,可缓解水体黑臭。示范区所需的微生物从何而来?出于对乌梁素海生态安全的维护以及经济性的考量,项目选用酵素修复技术和土著微生物驯化技术。
示范工程分为两个区域——小洼区和七作业区。小洼区采用酵素修复技术,该部分工程的重中之重在于岸边搭建的一体式菌床培养装置。当示范区的泥水输送进装置后,通过酵素催化水体中有益微生物的活性,并抑制有害菌繁殖,兴利除弊,促进受污染水体向良性生态系统演替;七作业区示则选用土著微生物驯化技术。首先采集示范区内的底泥,在实验室中分析选育其中的微生物样本,优胜劣汰,驯化本土高效降解底泥的微生物菌群,予以扩培,生产出微生物菌液或固体颗粒,再投撒进示范区水体中。进入水体的微生物释放、增殖,覆载在底泥表层并扩散至内部,消解污染物,削减有机质,深度修复底泥环境。
百草丰茂,鱼翔浅底
底泥修复工程的目标是提升湖区自净能力,这依托于完整健康生态系统的建立,其中拥有三个角色:分解者、生产者和消费者。微生物群落扮演着分解者的角色,植物与动物则分别扮演着生产者与消费者的角色。在微生物修复技术为乌梁素海的分解者选角之后,便通过水生动植物优化构建工程为生产者和消费者选角。
首先是生产者。乌梁素海沉水植被覆盖率高达95%,但植物物种有且仅有两种——龙须眼子菜和菹草。在物种结构单一的状况下,这两类物种循环成为乌梁素海的优势物种:在夏秋时节,龙须眼子菜是优势种群,疯狂扩张之后,在冬季冰封期的缺氧环境下大面积腐化。随后菹草取而代之成为乌梁素海的优势物种,迎来暴发式增长,又在夏季大量死亡,龙须眼子菜“东山再起”,如此循环往复。倘若将龙须眼子菜和菹草看作是两家企业,就好比乌梁素海这一市场已被其垄断,两企业滥用支配地位,压制市场,这时就必须通过市场干预,促成市场形成活跃的竞争势头,防止某一家排他性的独大。因此,示范区在充分考虑乌梁素海气候水文特征,确保沉水植被可实现四季自然更替的基础之上,选用对氮、磷等污染物有较高净化效率的轮藻、狐尾藻和金鱼藻等品种进行栽植,优化沉水植被的组合结构,通过多种植物间的竞争关系控制沉水植被整体的生长状态,防止单一物种疯长与大面积死亡。其次是消费者。通常而言生态圈仅需生产者和分解者即可维持运作,但立足于乌梁素海的净化效率低下等实际情况,示范区选用河蚌等土著底栖动物和白鲢等滤食性鱼类等消费者加速物质循环,优化水体自净效果。
底泥试验示范工程联合水草减量、微生物修复和水域生态系统重建等技术工艺,修复示范区内的底泥。作为对乌梁素海环境治理的有益尝试,底泥试验示范工程将提供有力的数据支撑和完善的指导方案,这也是中交三公局迈向生态文明建设新领域的远大尝试。


