摘要:當前蘇南鄉(xiāng)村發(fā)展中面臨空心化及環(huán)境污染等多頭難題,嚴重影響了鄉(xiāng)村建設的成效。以水環(huán)境為例,總的來說,蘇南農村水環(huán)境的惡化是因為農村空心化后留守農民文化水平低、生態(tài)意識薄弱,導致農村污染做不到源頭控制、過程利用和處理的系統(tǒng)整治。德國生態(tài)治理的主要做法是:從源頭控制污染,實行水資源循環(huán)利用,實現營養(yǎng)物本地循環(huán),用分布式代替集中式污水處理方式。德國生態(tài)治理的成功經驗對實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、推進生態(tài)文明建設具有重大的啟迪意義。遵循生態(tài)原則,運用科技濕地的智慧,打造高質量的優(yōu)質生態(tài)產品,實現營養(yǎng)物的本地循環(huán),可以以其為支點撬動鄉(xiāng)村振興的可持續(xù)之路。
關鍵詞:綠色技術 新型農村 德華濕地 生態(tài)產品 搖籃到搖籃
1 蘇南鄉(xiāng)村發(fā)展問題所在
當前蘇南鄉(xiāng)村發(fā)展中面臨空心化及環(huán)境污染等多頭難題,嚴重影響了鄉(xiāng)村建設的成效。
1、農村空心化現象。目前農村人口非農化、城鎮(zhèn)化引起的 “人走屋空” 以及房屋普遍 “建新不拆舊”、新建住宅逐漸向村外擴展,出現 “一戶多宅”,導致村莊用地規(guī)模擴大,閑置廢棄宅基地增加的一種 “外擴內空” 的蛻化過程[①]。表現形式包括農村土地空心化、人口空心化、產業(yè)空心化、基本公共服務空心化以及基礎設施空心化,其本質是農村地域經濟社會功能的整體退化 “鄉(xiāng)村空心化” 困擾、阻礙城鄉(xiāng)一體化的實現,是美麗鄉(xiāng)村建設必須解決的基礎性問題。
2、農村環(huán)境污染問題。目前,相當一部分農村地區(qū),農村點源污染與面源污染共存、生活污染與工業(yè)污染疊加、城市和工業(yè)污染加速向農村轉移,農村環(huán)境保護基礎薄弱,導致農村發(fā)展具有嚴重的不可持續(xù)性[②]。
以水環(huán)境為例,蘇南農村水環(huán)境惡化的原因之一是農村空心化后農民文化水平低、生態(tài)意識薄弱,導致農村污染做不到源頭控制、過程利用和處理的系統(tǒng)整治。從另外一個角度看,農村水體的大部分污染物為有機污染物,由于廣大鄉(xiāng)村生態(tài)空間多,有可利用土地,污染容易分散治理,為農業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)污染治理實現搖籃到搖籃的通路提供了可能。
蘇南鄉(xiāng)村實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略,實現生態(tài)宜居的好環(huán)境是一項重要任務。隨著時代的發(fā)展,人們對于農村的要求,不僅要提供充足、安全的農產品,而且要提供清潔的空氣、恬靜的田園風光等生態(tài)產品,還要提供農耕文化、鄉(xiāng)愁等精神產品。滿足這些需求,離不開生態(tài)宜居的好環(huán)境。
2 德國生態(tài)治理寶貴經驗
2.1 德國生態(tài)治理經驗:概覽
打造生態(tài)宜居好環(huán)境離不開對他國先進經驗的借鑒。德國曾經是世界上環(huán)境污染較嚴重的國家之一,這種狀況一直持續(xù)到二戰(zhàn)后的數十年?,F在,經過 30多年的包括生態(tài)治理在內的環(huán)境保護措施,德國已成為世界上公認的環(huán)境保護較好、生態(tài)治理成功的國家之一,特別是德國農村的建設理念和發(fā)展方式,更是值得思考與借鑒。
在德國,35萬平方公里的土地上居住著8200多萬居民,但是人口超過百萬的城市只有柏林、漢堡、慕尼黑和科隆四個,超過70%的居民居住在10萬人口以下的城市,而其中,又有大部分人生活在人口一到兩千的村鎮(zhèn)之中。在德國,共有13500個小城鎮(zhèn),綠地占了超過三分之一的城市面積。有人評價說,德國的城市像農村,其實德國的農村完全可以與城市相媲美:一方面,農村的綠化率遠高于城市,另一方面,農村的基礎設施也一應俱全。
2.2 德國在解決環(huán)境問題方面的實踐經驗
2.2.1 固體廢物處理
在德國已經建立了固體廢物的循環(huán)系統(tǒng),這套系統(tǒng)要求所有的固體廢物都得到重新利用,如果無法實現,也需要減量并以環(huán)境友好的方式儲存。這套系統(tǒng)適用于家庭以及工業(yè)上。
營養(yǎng)物的再利用不僅使農村產生的富含營養(yǎng)的污染物以生態(tài)可承受的方式重新進入了自然界的物質循環(huán),而且在一定程度上代替了高能耗的化肥生產及使用,為節(jié)能和環(huán)保貢獻力量。
2.2.2 污水處理
不僅僅是固體的垃圾處理,在污水管理方面,德國農村也遵循著物質流本地循環(huán)的原則。
進入二十一世紀以后,德國農村原來的集中式處理辦法逐漸被分布式污水處理方法所取代。在上世紀九十年代以前,德國農村污水采取的是工業(yè)化集中式處理辦法,即將污水通過管道輸送到污水處理廠進行集中處理,這樣做不僅成本很高,污水處理之后的大量沉淀物和污染物會對環(huán)境造成壓力,富含氮、磷、鉀等元素的營養(yǎng)物質會持續(xù)不斷地進入到周邊水體,造成富營養(yǎng)化并導致水生物、魚類因缺氧而死亡。在這一過程中,自然界的水和物質循環(huán)被添加大量藥劑的人工技術打斷,營養(yǎng)物無法進行本地循環(huán),并且會對周邊或下游地區(qū)造成新的污染[③]。而進入二十一世紀以來,本地產生、本地消耗的理念得到認可,分布式、本地化的污水處理新方式也逐漸取代原來的集中式處理方式。
在生態(tài)環(huán)境方面,德國的農村有很多值得借鑒的經驗。
2.2.3 德國農村使用的七種生態(tài)措施
1. 固體廢物的分類收集
每個家庭或者每個公司都有不同的收集設施,每一個都用來儲存不同的垃圾:有收集紙張的,有收集有機物的,有收集可回收物的(塑料,鋁制品等),以及收集其他垃圾的。收集的有機物大部分會經過堆肥然后回用到園藝或景觀等用途。
2. 各類不同的分布或半分布式的污水基礎設施系統(tǒng)
在分布式污水設施中,對于分布較遠的村落,一般只需要用很短的管道將一戶或幾戶人家與處理系統(tǒng)相連。半分布式污水系統(tǒng)包括小型的污水管道系統(tǒng),服務于幾個村落或部分鎮(zhèn)區(qū)的的較少人口(幾百至幾萬人口)。在過去,污水系統(tǒng)大部分是雨水和污水混合型的,但是現在幾乎全部都是分流制。在這種分流制系統(tǒng)中,雨水在當地就進行處理,通過本地過濾,一般使用儲水塘,盆地或使用人工濕地。只有污水才進入到污水處理廠。對于污水處理,目前有很多種技術正在使用,包括膜生物反應器(MBR),活性污泥法(AS)以及人工濕地(CW)等。使用這些適合的分布式污水處理系統(tǒng)可以使污水處理廠的建設和運營費用得到較佳的優(yōu)化配置。
3. 污水源分離系統(tǒng)
污水包括雨水,灰水,黃水和灰水。其中灰水指廚房、淋浴和洗衣等家政污水,黑水是指經馬桶排放的廁所污水,黃水是指尿液部分,此外,還包括來自污水處理和有機污染物的污泥。2000年,德國呂貝克市采用了污水源分離系統(tǒng)進行居住區(qū)的污水處理。居住區(qū)房屋屋頂和硬質地面上的雨水通過雨水管道進行收集,匯入附近的地表水或者流入居住區(qū)內安裝的滲水池。這些滲水池屬于小區(qū)的綠化設施,經過特殊的造型和環(huán)境設計,表面看起來就像景觀設計的一部分,池底使用礫石等特殊材料,使池中的雨水自然下滲并匯入地下水。在暴雨或降水量大的情況下,還可以把多余的雨水導入相連的蓄水池,使雨水自然蒸發(fā)或通過溝渠匯入地表水。通過這種處理方式,雨水可下滲或者直接進入自然界水循環(huán)。洗菜、洗碗、淋浴和洗衣等家政污水作為灰水通過重力管道流入居住區(qū)內的人工濕地進行凈化處理。廚房的有機物和黑水會進入到沼氣工廠。在污水處理過程中產生的污泥,可以通過污泥蘆葦床處理設施進行處理并產生高肥力的黑土,這些黑土產品可以回用到農業(yè)及園藝上,實現物質流營養(yǎng)物質的本地循環(huán),促進當地的農業(yè)生產。
4. 人工濕地污水處理系統(tǒng)
人工濕地由生態(tài)濾料、濕地植物和微生物三大系統(tǒng)組成,利用這三大系統(tǒng)共同營造的生態(tài)系統(tǒng),綜合物理、化學、生物三種強化功效,使處理污水的效率達到較大化。這套系統(tǒng)主要包括垂直流生態(tài)濾床,水平流生態(tài)濾床和表面流生態(tài)濾床等。該工藝主要將農村生活污水通過污水管道匯集流入調節(jié)池,再經垂直流和水平流等組合濕地凈化處理,然后達標排放或用于農田灌溉。人工濕地系統(tǒng)的運轉不需要添加化學藥劑,所有的材料都來源于大自然,對周邊環(huán)境沒有二次污染。由于合理的布水和排水方式,濕地表面干燥,沒有積水,也沒有異味,能夠與當地景觀相結合,構成景觀綠地。同時,濕地日常運行費用很低,工藝流程簡單,管理方便。目前在德國,有大量這樣自然的、生態(tài)的人工濕地系統(tǒng),例如在慕尼黑和柏林的郊區(qū),在哥廷根,都在使用這樣的濕地系統(tǒng)對農村甚至大城市的污水進行處理。
5. 人工濕地污泥處理系統(tǒng)
在這種生態(tài)的污泥處理設施中,只需要使用很少的能源,并且成熟污泥可以被當做土壤用于農業(yè)或景觀等。
6. 高肥力黑土
黑土是利用固態(tài)和液態(tài)的有機物進行生產的高肥力土壤。在生產過程中會使用生物炭以及特殊的發(fā)酵和堆肥等技術。
7. 農業(yè)面源污染處理系統(tǒng)
在巴伐利亞,已經建設了使用人工濕地技術進行農業(yè)面源污染處理的綠色基礎設施。這種農業(yè)面源污染處理系統(tǒng)將原有的流域與溝渠改進成為新型的農村排水與處理系統(tǒng),該系統(tǒng)中建設有人工濕地,其擁有蓄水和處理功能,將農業(yè)面源污染中的顆粒物和有機物進行保留、處理并回用,產生的清潔水可以直接回用于灌溉并豐富農村水系。經過這樣的改造,改變了原有的粗放型農村排水方式,使用生態(tài)處理的方式減輕污染并回用水和營養(yǎng)物,進行本地的物質循環(huán)。
3 較新的生態(tài)處理方式
對于真正的生態(tài)解決方案,對生態(tài)原則的應用是不可或缺的。生態(tài)原則是自然生態(tài)系統(tǒng)所遵循的原則,包括物質的閉路循環(huán),以及盡量少的使用能源并盡量使用可再生能源等。
3.1 整體性的生態(tài)管理
生態(tài)系統(tǒng)是整體性的系統(tǒng),這個系統(tǒng)大于系統(tǒng)中的各個部分并且整體都被很好的管理。這一原則適用于新的生態(tài)工程實踐,需要考慮到全過程的實現(設計、施工、運行與維護)、全系統(tǒng)的構建(包括污水管道,污水處理廠等)以及全部利益相關者的參與(當地百姓,政府部門,決策者,設計師,施工單位和運維人員等)。從搖籃到搖籃的理論(包括全循環(huán)系統(tǒng),對所有步驟和產品進行設計,從而不會對健康或環(huán)境產生影響)就是來源于這一生態(tài)管理原則。特別是對于參與其中的利益相關者,對于生態(tài)原則的理解必須更加深入。只有進行這樣的生態(tài)管理,才能保證所有的生態(tài)解決方案能夠正確的互動并成功的起到作用。這種精細的管理方式在近的幾十年中得到發(fā)展,使用包括U理論和4D方法論(Discovery發(fā)現,Dream 愿景,Design設計,Destiny 使命)等工具,并且成功在非洲,德國和中國得到實踐。
3.2 成功運行的生態(tài)系統(tǒng):人工濕地為例
人工濕地是人工建立生態(tài)系統(tǒng)的很好的例子。人工濕地使用自然和當地的資源與材料,不使用或使用很少的電能,運行簡單并且成本低。并且人工濕地是經過精確計算的整體系統(tǒng),包括植物,土壤/生態(tài)濾料以及水,這樣可以保證高效,高性價比并且實現多功能性(污水處理功能,自然生態(tài)以及景觀、教育等)。
3.2.1 太湖柯家村濕地
藏在太湖西山島深處的柯家村生態(tài)濕地,將原本無序排放的農村生活污水變?yōu)樵诳萍紳竦貎鹊挠行虮镜匮h(huán),它模擬自然的方式,可以將污水中的污染物轉化為濕地運行所需的營養(yǎng)物質,在濕地系統(tǒng)中建立生態(tài)鏈,實現物質、能量的生態(tài)循環(huán)。經過處理后的出水水質達到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB 18918-2002)》一級A標準,處理出水及污泥回饋到了周邊農田及綠地,形成了一個小型的物質循環(huán)系統(tǒng),使當地充滿生機勃勃的動力。因為鄉(xiāng)村環(huán)境變好,游客增多,農家樂生意紅火,農民也富了?!度嗣袢請蟆?月12日的“新春走基層”專門就此進行了報道。
3.2.2 太倉萬豐村濕地
人工濕地這樣的生態(tài)產品,因其具有治污、景觀、教育等多功能性,也受到了正在創(chuàng)建蘇州市三星康居特色村太倉萬豐村的青睞。萬豐村的人工生態(tài)濕地能處理180戶居民的生活污水,水質達標后將清潔的水源補充給村級河道,不僅有效解決了生活污水排放對水源的污染,而且為村民帶來了直接的經濟利益。2017年12月2日《人民網》等多家媒體就《人民日報》刊發(fā)文章《真抓實干補齊民生短板—習近平總書記指示推進“廁所革命”引發(fā)熱烈反響》進行了追蹤報道蘇州農村生活污水治理的案例,萬豐村就是其中的典型。
4 蘇南農村地區(qū)的生態(tài)解決方案(他山之石可以攻玉)
4.1 概述
實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略,要圍繞實現“生態(tài)宜居”,以綠色生態(tài)可持續(xù)為發(fā)展導向,積極發(fā)展新模式,夯實美麗鄉(xiāng)村建設基礎。
4.2 將國際先進生態(tài)解決方案應用于蘇南農村
以德國為代表的國際先進生態(tài)治理的經驗代表了國際生態(tài)治理的先進水平和發(fā)展方向,既有本土性的特色,也有普適性的價值,對我國鄉(xiāng)村振興、推進生態(tài)文明建設具有重大的啟迪意義。
4.3 蘇南農村地區(qū)的生態(tài)解決方案
在借鑒國際成功的生態(tài)治理經驗的基礎上,我們在克服蘇南農村傳統(tǒng)的鄉(xiāng)村經濟發(fā)展模式中社會、經濟、生態(tài)三者之間矛盾的有效辦法包括:
4.3.1 總體概念
(1) 在生態(tài)承載力和環(huán)境容納能力范圍之內,合理開發(fā)自然資源,優(yōu)化生產生活模式,減少對環(huán)境的污染排放;
(2) 通過物質、能量的本地循環(huán),將排放物中的營養(yǎng)物作為資源重新投入生產,改變以往對之的懼怕、唾棄和無序治理而將其一刀切送到城市處理的消耗性做法,盡可能把產品生產加工過程和產品消費過程連接起來,視本地廢棄物為搖籃到搖籃的內動力,從而改善生態(tài)環(huán)境[④]。
4.3.2 具體措施
(1) 生態(tài)解決方案必須要考慮全循環(huán)系統(tǒng)。對于成功的生態(tài)工程,必須要聯合所有的利益相關者,并且需要一個在每個步驟都負責并有力實施的總承包,來進行設計,施工和運行,并且完成污水管道及處理設施。較新的生態(tài)管理方法論(4D)也需要加入其中。
(2) 在蘇南農村的水環(huán)境治理方面,由于其特有的地理及水系特征,結合目前其水環(huán)境變遷的本因,蘇州德華生態(tài)環(huán)境科技股份有限公司正在采用科技濕地這樣的生態(tài)產品來構建蘇南農村水環(huán)境新的物質循環(huán)系統(tǒng),用以解決農村的生活污水、土壤、河道污染問題,實現一種新的清潔生產生活方式。
(3) 在處理面源農業(yè)污染方面,需要應用巴伐利亞的新型人工濕地生態(tài)處理方式。
(4) 德國生態(tài)治理中污泥資源化利用的生態(tài)產品在鄉(xiāng)村發(fā)展中同樣值得借鑒。比如,已經進入河道的沉泥,可以因地制宜結合河岸綠化建設沉泥科技濕地,經過濕地的處理,河底沉泥轉變?yōu)榉柿希梢匀≈€田,實現有機質的循環(huán)。
(5) 可以利用農作物垃圾及芒草等植物,采用生物碳技術制造出黑土,使健康的土壤培養(yǎng)出健康的農產品,提供給農民一條致富的路徑[⑤]。
以上辦法最終需要優(yōu)質的生態(tài)產品實現。在鄉(xiāng)村振興的發(fā)展過程中,可按照鄉(xiāng)村的立體結構、水陸交換物質循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)、農業(yè)畜牧業(yè)漁業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)等打造符合自身發(fā)展的可持續(xù)之路。對于不同條件的鄉(xiāng)村發(fā)展具體應用哪些生態(tài)產品,應該具體分析該村的自然資源條件、社會經濟發(fā)展水平、環(huán)境要素等多方面,進行有針對性的設計。
4.4 展望
優(yōu)質的生態(tài)產品可以實實在在地為農民生活謀幸福,將科技濕地這樣的生態(tài)產品加上智能管理的翅膀,農民可轉型為新型農民,用智能互聯+生態(tài)產品,實現農業(yè)的生態(tài)化、綠色化。最終使農村環(huán)境有序、生態(tài),農民富裕,建設的綠色基礎設施與城市同步乃至超出城市,打造出讓人們詩意般棲居的綠色美麗鄉(xiāng)村,通過高質量的生態(tài)建設走出一條新時代蘇南鄉(xiāng)村振興的新路。
作者介紹:
杜建強:蘇州德華生態(tài)環(huán)境科技股份有限公司董事長
杜先生致力于將德國先進的科技濕地生態(tài)產品應用在中國,并自主創(chuàng)新,結合現代景觀設計,開發(fā)出多項適合中國國情的生態(tài)治理技術,授權商標近20項,技術論文多篇。2008年來,他帶領團隊在蘇州完成了近20 個農村生活污水治理生態(tài)濕地項目及1個污水廠尾水提標生態(tài)濕地項目。這些項目受到了當地政府和百姓的一致歡迎和好評,《人民日報》《中國環(huán)境報》等多家媒體先后對這些項目進行報道。
[①]周汝江. 農村空心化與治理研究[J]. 農村經濟與科技, 2016, 27(4):109-111.
[②]陳琳. 農村水環(huán)境惡化成因及其保護治理對策研究[J]. 華東科技:學術版, 2017(2):382-382.
[③]崗瑟.蓋勒. 可持續(xù)城鄉(xiāng)生態(tài)系統(tǒng):設計,實施與運營. 柏林海德堡施普林格出版社, 2012.1.7
[④]方世南. 德國生態(tài)治理經驗及其對我國的啟迪[J]. 鄱陽湖學刊, 2016(1):70-77.
[⑤]岡瑟·蓋勒, 方世南. 以水環(huán)境治理加快蘇州生態(tài)現代化步伐[J]. 東吳學術, 2012(4):80-83.
蘇州湛清環(huán)??萍加邢薰?/p>
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