化学学科在智能海绵城市建设理念中的应用探究

化学学科在智能海绵城市建设理念中的应用探究

徐珊

乌兰浩特市第四中学 137400

摘要:近年来,我国城市化进程的不断加快,经济高速发展,同时也带来了严峻的城市"内涝"问题,给城市居民的生活带来了极大的威胁,海绵城市的理念也应运而生。海绵城市理念对于城市排水及城市发展整体的生态平衡起到关键作用。本文将针对化学学科在海绵城市建设理念中的应用进行讨论。

关键词:化学;海绵城市理念;应用

科学技术日新月异的发展为我国的经济带来快速的增长,但也导致了严重的环境污染问题,除了大气污染之外,水污染也是一大问题。因为当时城市中大部分的道路硬质铺装良好,而排水的基础建设却不健全,当大雨频发或遇到水涝之时,暴雨便无法有效排除,大量的积水会导致洪涝。为缓解城市规划建筑中出现的"水"问题,并应用海绵城市提倡积极合理的利用积水的设计理念,通过完善排水技术等方式,促进生态城市的建设。而化学学科可以在技术层面提升积水处理的水平和效率,将雨水"变废为宝",促进海绵城市的建设。

一.现代城市发展中存在的"水"问题

水资源是城市发展中最至关重要的资源之一,因此怎样做到水资源的可持续发展与合理使用是城市规划与工程建设中的重要环节。目前,我国城市建设中的水问题相比于发达国家,如德国等,依旧面临着以下几个问题:

1.只关注于雨水的被动排泄,而忽略了周围植被与土地自身的蓄水能力,而过分依靠于给排水设备,给城市的市政管线工程设施造成了很大压力。

2.大量的雨水不能进行管理直接流入排水系统,造成了巨大的自来水环境污染,让市民的饮水安全备受威胁。另外,由于雨水并不能获得良好的蓄存,也导致了一定意义上的水资源浪费。

3.中国的不少城市在经济发展的过程中既缺少高效完善的城市供水系统,也缺少有效的城市基础节水设备,另外,很多居民节水意识不强,加重了城市水资源的匮乏。

二.海绵城市建设理念

1.海绵城市建设的定义

为了应对生态化城市建设中遇到的各种"水"问题,海绵城市建设理念通过控制城市雨水径流量,完善雨水管理系统等方式,将雨水问题纳入城市建设规划,最大程度上实现水资源的可持续利用。习总书记在二零一三年的中央城镇化大会上表示:要先把天生力量雨水留下,然后优先运用天生力量排水,建设天生存积,天生渗入,天生净化的海绵一市。海绵都市顾名思义,是指城市居民对自然环境变迁具有良好的适应能力,在应付自然灾害时会变现出"弹性",如下雨时就能够蓄水,防渗,净水等,在需要水资源的时候使之合理地使用。

2.海绵城市建设的原则

海绵城市建设中,尤其强调城市排水系统的设计和建筑材料的选择。排水系统方面主要采取的措施有设计储水模块,建造地下水库以及建立雨水蓄水库等。建筑材料的选择方面则选择抛弃原有的混凝土和沥青等容易产生城市污染的材料,分析城市路面的透水性等将原有工艺进行改造。在海绵城市建设中,一切都需要以遵循自然环境基础为前提,将城市防洪作为根本宗旨。市政管理在设计排水设施时,要综合考虑区域内的生态环境和自然资源的具体情况,在尊重自然的基础上进行布设和规划。此外,在排水和处理水污染的时候应当纳入经济性因素。

海绵城市的建设理念是一项综合性和复杂性兼备的建设理念,在落实每一设计环节的过程中,要在保证质量和效果的基础上尽量合理利用资金,避免过度的财力消耗。最后,海绵城市的建设应当具有特色。由于不同城市的发展风格和布局等各不相同,在规划时要将具体措施与城市的实际发展情况结合起来,在解决"水"问题的同时兼顾城市的个性原则。

三.化学学科在海绵城市建设理念中的应用

1.利用化学技术建设生态滞留带

根据海绵城市建设的理念,要想解决"水"问题,要从源头做起,利用生态滞留带的建设,提升雨水的下渗效率,可以最大程度上降低雨水流速,实现雨水的自然渗透和吸附。在建设生态滞留带的过程中,需要建造雨水花园和透水铺装来应对过量雨水带来的灾害。利用化学合成材料来建设城市的储水模块,可以通过对于不同城市地理特征,土壤特征的分析以及建筑原材料的渗水性和吸水性的研究,运用绿色化学技术,改造储水模块的性能,使其更加具有强大的耐压性和储水性。

2.利用化学技术控制水污染

水污染,即恶化水体的污染产物。如果物质的含量超过限定值,将会使水体污染物的化学和物理上的特性改变。这也是当前海绵城市建设中面临巨大挑战之一。要实现海绵城市的建筑理想,就必须着重强调水污染的解决方法和措施。

危害水污染的主要污染物类型可以大体归类为生物,物理,化工类。首先,生物学方面指的是在污水排放过程中的病毒,寄生虫,病菌和大量藻类生长等;物理污染则一般是指水域的色泽,水温,浊度及其悬浮物浓度等;而化学污染则一般涉及污染水源内含有的无机无毒化合物(酸,碱,无机盐等),无机毒性化学物质(有机重金属,氰化物等)耗氧生物以及有机毒害物(洗涤剂,有机合成杀虫剂等)。化学技术可以将化学与生物技术结合起来生产化工类产品,改变传统污水处理工艺并利用催化技术,尽可能提高转化速率和化学反应速率,从而减少水污染的产生。除此以外,也可通过精馏和萃取等技术手段,将高耗氧有机物以及其他有害化合物从工业废水中萃取出来并循环使用,又或是通过膜分离技术将无机化合物分离,并重新用于工业产品上,例如电镀的清洗废水中也可通过此方式,将稀释液中重新进行电镀。这种技术能够在解决环境污染的同时实现节水减排的功效。

3.利用化学技术监测和过滤水质

除了提高城市排水蓄水能力,水污染中的问题也可利用化学固相含量提取工艺,用粒径相对细小的多孔性化学固相吸附剂,选择性吸收水体中的被检测化合物后,再用体积相对较小的其他介质洗脱,或用热分析的方式解析被检测水体,以此实现分离或富集水体成分的目的。此外,可以利用超滤技术将雨水进行净化处理,选择具有良好亲水性的滤膜,从而水体污染物质进行快速分离,根据水质的不同情况选择不同的滤膜,在使用过程中不断调整。因此,采用吸附改性法可以合理地使用过滤膜的吸附功能,以改善过滤层的剥离程度,从而产生更高效的保护膜以及增强过滤层表面的亲水性,以达到最好的过滤效果。这种方式能够在雨水和污水等过滤过程中,有效实现水资源的循环利用。

四.结语

针对近年来爆发的暴雨和洪涝等灾害,传统的"快速排水"思路已经不能满足当前城市发展的节奏,要建立海绵城市,维护城市的生态平衡,就要构筑天然渗入,天然滞留,天然蓄水,天然空气净化的"绿色城市海绵体",就要尽可能运用先进的化学技术,从源头上减少污染,从过程中转化水质,从建筑材料到水污染治理的方方面面上着手,减少水质中的有毒有害物质,加强水资源的循环利用度,保护城市的生态平衡,从而贯彻落实绿色海绵城市建设的发展目标。

参考文献

[1]吕朕.海绵城市理念在生态城市建设中的应用研究[J].建筑工程技术与设计,2018:3823.

[2]张颖怡,李莹莹.海绵城市理念在生态城市建设中的应用研究[J].建筑 建材 装饰,2018:99.

[3]尚慧慧;.环境污染治理中绿色化学技术的应用[J].化工设计通讯,2019:243+245.