生態修復技術對水環境治理的影響范文

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1生物生態修復技術

水環境治理應遵循自然規律，以修復水生態系統的氧傳輸鏈為切入點，建立或恢復水生態系統，同時優化水生生物種群結構，提高食物鏈的物質轉化能力，以強化水體的生物自凈能力。因此，結合社會對物質生產的需求，根據生態平衡原理，因地制宜地應用生物生態修復技術進行水環境治理就必然是主要手段和發展方向。

1.1生物生態修復的概念

水體的生物生態修復技術，是利用培養、接種微生物或培育水生植物和水生動物，遵循生態系統的能量流動和物質循環動態平衡的原則，對水中污染物進行吸收、降解、轉化及轉移作用，從而使水體得到凈化的技術。該技術是對自然界自我恢復能力、自凈能力的一種強化，具有以下優點：（1）處理范圍廣、污染物去除率高、時間短、效果好；（2）生物生態水體修復的工程造價相對較低，不需耗能或低耗能，運行成本低廉；（3）屬原位修復，可使污染物在原地被清除，操作簡便；（4）不產生二次污染，對周圍的環境影響小。

1.2生物生態修復技術分類

根據凈化水體的主體及其作用，生物生態修復技術分為微生物凈化、植物凈化、動物凈化、生物凈化等，就治理水體污染技術發展趨勢而言，趨向于多種技術集成。而具體由哪幾種技術集成，則要根據治理水域的污染性質、程度、氣候、生態環境條件和階段性或最終的目標而定。目前，在水環境治理實踐中，經常應用的修復技術和工程措施見表1。

2適用的生物生態修復技術

根據國內外大量的實踐表明，生物生態修復必須和污染源控制相結合，采取的技術線路可歸納為“高強度治污，自然生態恢復”。即先投入大量的物力、財力、人力對河湖流域的污水進行截流并統一進行處理，達標后排放，再利用河湖水體的自我調節機能進行生態修復。對于水體黑臭，除厭氧菌外，其它微生物無法生存，水體生態功能喪失殆盡的河道，則必須先采用生態調水、底泥生態疏浚、人工增氧、生物酶制劑和外源微生物投放等工程措施，改善水體質量，為后續生物生態凈水技術的介入創造條件。天津市地處華北平原東北部，屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，多年平均降水量550～720mm，且時空分布不均。而當地多年平均蒸發量850～1300mm，年蒸發量遠大于降水量，加之冬季寒冷而漫長，期間生物凈化作用大幅降低，河湖水體的水量、水質變幅較大；因此，在應用生物生態修復技術治理時，必須和工程措施相結合，而具體的工程措施則應根據河湖水體的水量水質、可引調水量、水系連通情況、施工難易、工程費用綜合分析比較確定。

2.1城區水系

城區水系是一個開放的系統，承擔著城市防洪、排瀝任務。城區水系污染種類眾多，來源復雜，在采取截污措施控制河道點源污染前提下，還受到城市雨水管道系統形成的面源污染和大氣降塵污染，一般污染程度較重，主要包括有機物、無機鹽、重金屬等，污染物排入水體的速度遠大于水體的自凈速度；因此，在確保城市防洪和排瀝安全的情況下，采用生物生態修復技術進行水環境治理，逐步形成生物群落多樣動態穩定、可自我調節的水系生態系統，實現人與自然和諧，建立人—水—城市的可持續發展模式。

對于水體污染輕微城市河湖，在定期補水的基礎上，采用生物濾壩、復合生態濾床、人工生物浮島、水生植物栽植、水生動物投放等生物修復技術。其中，人工生態浮島凈水技術的應用至關重要，該技術把水生、濕生、陸生等植物完美地組合在一個系統上，把昆蟲、蝶類、鳥類、兩棲動物和諧地棲息在相對隔離的生態系統內。浮島凈水技術和沉水植物的生態修復相結合，水體可望長期保持清澈與潔凈。根據有關資料，浙江慈溪長河鎮生物浮床植物凈水技術治理該鎮主要穿鎮河道，兩岸設置了近1000m人工浮島和400m塑料浮床，栽培水生美人蕉、再力花、菖蒲、水蠟燭等水生植物，水質透明深度達70cm以上，與沒有經過試點的河道相比，其水質透明度增加了30多cm。人工生態浮島需要循環操作管理，結合無土栽培技術的發展和陸生觀賞、食用、藥用等植物的改良，生物生態修復技術的應用前景將更為廣闊。

對于水體變黑發臭、污染嚴重的城市河湖，要根據水底污染物淤積量、污染物構成等情況，采取底泥生態疏浚以削減底泥對水體的污染，或采取河道曝氣增氧、生物酶制劑和外源微生物投放工程措施，加快水體中有機物降解速度，促使形成水生植物尤其是浮葉和沉水植物的生存環境條件。一旦水生植物介入，即可應用上述生物生態修復技術進行水環境治理，水生態系統就可望能夠修復，魚兒游水草漂、岸綠景美的良性城市水生態景觀就會重現。近年來，生活污水生物生態處理技術發展迅猛，如SUNPOND-KOT生物處理技術、QBO人工湖泊水處理技術等，利用生物學、水生生態學原理，使人工河湖水域生態平衡，達到并保持地面水域景觀水質標準，具有設備少、施工簡單、工程建設費和運行養護費低等優點，對于推動城市水生態環境建設具有重要的啟示意義。

2.2外圍水系

受人為排放含營養物質的工業廢水、生活污水以及農業面污染（化肥流失、禽畜養殖、漁業養殖）的影響，外圍水系的水環境問題主要是水體富營養化。由于外圍水系具有水量大且變化不穩定的特點，因而水環境治理難度大，還存在循環往復的特點。結合國內外水環境治理與生態修復經驗和發展趨勢，主要采用濕地系統、人工生物浮床、生物廊道等來進行治理和修復。濕地是自然環境中自凈能力最強的區域之一，其凈化機理主要是通過沉降、過濾、化學沉淀和吸附、微生物反應和植物吸收等反應過程除去水中的污染物，具有成本低、效率高、可持續的特點。天津市境內洼地眾多，濕地資源豐富，擁有北大港、七里海、大黃堡洼、團泊洼等濕地，濕地面積達24.9萬hm2，占全市土地面積的20.9％，具有水環境治理的天然優勢。首先完善天津市境內的河道、湖泊、濕地水系連通體系，將河道流水引入濕地。其次，結合氣候和水體環境的特點，由內到外培植栽種經過選擇的耐污染、耐寒、去除力強的水生、濕生、陸生植物，同時放養水生動物，形成穩定的水環境生態系統，通過植物、微生物的吸收和生物降解等方式實現對污染物的過濾、攔截、吸收、移除，降低污染物濃度，達到凈化水體改善水質的目的。

結合農業生產，應用生物浮床技術和生物調控技術對外圍水系的局部性水質進行控制。生物浮床技術按照自然規律,在以富營養化為主體的污染水域水面利用特殊材料的浮床種植糧食、蔬菜、花卉或綠色植物等各種適宜的陸生植物，清理下來的水生植物可加工成飼料、綠肥或用于沼氣，形成一個產業鏈。通過植物根部的吸收、吸附作用，削減富集水體中的氮、磷及有害物質,從而達到凈化水質的效果,同時美化綠化水域景觀。生物調控是用調整生物群落結構的方法控制水質,主要是投放、發展某些魚種,抑制或消除另外一些魚種,通過調整魚群結構,保護和發展大型牧食性浮游動物,使水系中整個食物網適合于浮游動物或魚類對藻類的食用和消耗,控制藻類過量生長，從而改善水系環境質量。岸邊因素對于控制河流水質、維持河床的穩定和生物多樣性等起著非常重要的因素。根據天津市河道沿岸灘地的分布情況，結合農業區劃，利用植被覆蓋河道兩岸灘地，構成岸邊水陸交錯帶、植被緩沖帶、農田耕作帶、堤防防護林帶，建立生態廊道，為生物多樣性創造條件，恢復河流的自我調控能力和自我修復功能，提高河道自然凈化能力。

3結語

（1）天津市地處海河流域下游，水環境治理任務艱巨而又迫切，利用生物生態修復技術進行水環境治理，是“遵循自然、師法自然”具體應用，具有凈化效果好、成本低的特點，是實現生態效益、經濟效益、社會效益完美統一的最佳途徑，是水環境治理的發展方向。

（2）水環境治理必須系統規劃和綜合治理。河湖水系及其生態系統具有完整性，因此需要系統規劃，從全局出發，兼顧干支流、上下游、滯洪洼淀、河口、沿岸自然環境和社會發展等各個方面統籌考慮，同時將水環境治理與防洪、航運、城市用水、橋梁、景觀等結合起來，進行綜合治理，優化突出整體利益。

（3）突出重點和逐步實施。由于水環境治理需要人力和物力的極大投入，而且利用生物生態技術治理河湖水環境屬前沿課題，因此，在具體實施時，需要突出重點，將河道按優先順序劃分為不同的河段，將治理內容按緊迫性和重要性進行優先排序，分期逐段實施。

作者：王文廣單位：天津市水利勘測設計院