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水體生態(tài)修復技術范文第1篇

（漳衛(wèi)南運河邯鄲河務局河北邯鄲056001）

【摘要】針對衛(wèi)河邯鄲段水質(zhì)現(xiàn)狀及水資源利用存在的問題，從水資源系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)互動協(xié)調(diào)的角度出發(fā)，提出了該河段生態(tài)演替式水體修復技術模式。選取金灘鎮(zhèn)順道店典型試驗區(qū)，選取利用氧化塘、生物膜、浮島、人工濕地、水生植物、水生動物凈化水體等修復技術方案，論證了衛(wèi)河邯鄲段生態(tài)演替式水體修復模式的合理性。

關鍵詞 水體污染；生態(tài)演替式；水體修復

EcologicalSuccession-typeWaterRestorationTechnologyinHandanReachofWeiRiver

LiuYa-feng

(HandanManagementBureauofSouthZhangweiCanalHandanHebei056001)

【Abstract】AimingattheexistingproblemsofthewaterqualityandwaterresourcesutilizationofHandanreachofWeiRiver,ecologicalsuccession-typewaterrestorationtechnologywasdiscussedfromthewatersystemandecologicalsystempointofview.Asatypicalexperimental,thetechnologiesofoxidationpond,biofilm,floatingisland,artificialwetland,aquaticandaquaticplantwereusedinJintanTown.Thetestresultsshowthatecologicalsuccession-typewaterrestorationtechnologyinHandanReachofWeiRiverisReasonable.

【Keywords】Waterpollution;Ecologicalsuccession-type;Waterrestoration

面對日趨嚴峻的水資源情勢，世界各國均把污水截流、廢水達標排放和控制排污總量作為河道整治的首要措施。海河水利委員會及衛(wèi)河沿岸各級政府不斷加大污水治理力度，控制進入河道的污染物，實施截污工程，對河流水質(zhì)改善起到了巨大的作用。但由于歷史的原因，眾多規(guī)模較小的排污口無法納入到截污工程之中，零散分布的點源污染和大范圍的農(nóng)業(yè)面源污染往往直接入河，未經(jīng)處理的污水順河排向下游，造成下游水體污染、臭氣彌漫，嚴重影響了周邊環(huán)境以及當?shù)鼐用竦恼Ｉa(chǎn)和生活。由于點源污染、面源污染在漳衛(wèi)南水系極為嚴重，僅僅靠控源來治理河水污染是不夠的，因此，強化水體的自凈能力，對河道污水進行原位或異位處理，成為河道污水修復的重要措施之一。

1.水質(zhì)現(xiàn)狀及水資源利用存在的問題

1.1水質(zhì)現(xiàn)狀。

近年來，由于衛(wèi)河邯鄲段上游入境水量的減少和沿途污水大量匯入，致使該河段水體感官性狀極差，水體呈黃褐色并伴有惡臭。該河段設有留固和龍王廟兩個監(jiān)測點，檢測結(jié)果表明，水質(zhì)類別均為大于Ⅴ類。其主要污染物質(zhì)為氨氮、CODMn、CODCr、BOD5、揮發(fā)酚等，超標倍數(shù)分別為5.2、2.7、2.8、1.0、1.4。河段內(nèi)水體已經(jīng)完全喪失了其使用功能。

1.2水資源利用存在的問題。

邯鄲市多年平均衛(wèi)河水利用量為1336萬m3，多年平均利用率僅為1.71%。衛(wèi)河水資源利用率低的原因很多，但其來水水質(zhì)差、不能直接大量應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是其主要原因之一。衛(wèi)河水質(zhì)的嚴重污染不僅直接影響了沿河兩岸經(jīng)濟的發(fā)展，而且對周圍的生態(tài)環(huán)境造成了不利影響，因此，改善衛(wèi)河水質(zhì)，是改善衛(wèi)河流域生態(tài)環(huán)境和提高衛(wèi)河水資源利用率，實現(xiàn)衛(wèi)河流域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關鍵。

2.修復及利用工程模式

針對衛(wèi)河水質(zhì)現(xiàn)狀及水資源利用存在的問題，綜合考慮國內(nèi)外水體修復技術及實踐，提出衛(wèi)河邯鄲段水體修復工程模式。

2.1生態(tài)演替式水體修復。

生態(tài)演替式水體修復技術是利用培育的植物、動物或培養(yǎng)接種的微生物的生命活動，對水體污染物進行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用，從而使水體得到凈化的技術，同時可將綠化環(huán)境及景觀改善結(jié)合起來，創(chuàng)造人與自然融合的優(yōu)美環(huán)境。結(jié)合本河段特點，利用衛(wèi)河防洪堤內(nèi)外廢棄河道和堤內(nèi)分布低洼灘地，如順道店廢棄河段、金灘鎮(zhèn)廢棄河段等建立生態(tài)演替式水體修復工程，對河道水體進行逐級修復。

2.2溝渠濕地控制面源污染。

衛(wèi)河邯鄲段處于平原地區(qū)，農(nóng)業(yè)是該地區(qū)的主要經(jīng)濟命脈，農(nóng)藥、化肥和養(yǎng)殖業(yè)形成的面源污染是該地區(qū)的主要污染源之一，汛期徑流將其直接帶入河道，造成河水污染。為此，在防洪堤外1Km范圍內(nèi)建立排水溝網(wǎng)，溝內(nèi)種植植物，形成溝渠濕地，將汛期徑流滯蓄在溝渠濕地內(nèi)，進行初步凈化，然后集中排入河道或引入堤內(nèi)的生態(tài)演替式水體修復工程。

2.3邯鄲市生態(tài)水網(wǎng)蓄水利用。

為提高邯鄲市對衛(wèi)河水資源的利用率，可通過提水泵站，在非灌溉季節(jié)向邯鄲東部生態(tài)水網(wǎng)蓄水。主要工程有：（1）軍留泵站，向東風渠供水；（2）岔河咀泵站，向小引河供水；（3）路莊泵站，向民有干渠供水。為保證邯鄲市生態(tài)水網(wǎng)水質(zhì)及生態(tài)環(huán)境，在引水渠首建造2～3Km長的生態(tài)演替式水體修復工程，水體經(jīng)修復后再引入生態(tài)水網(wǎng)。

3.生態(tài)演替式水體修復技術

由于衛(wèi)河水體污染嚴重，衛(wèi)河水利用的關鍵是水體的修復凈化，因此，本文針對生態(tài)演替式水體修復工程技術進行進一步研究。

3.1修復目標。

（1）針對衛(wèi)河下游河道水質(zhì)污染現(xiàn)狀，綜合考慮處理工藝的有效性、長效性、經(jīng)濟性和生態(tài)兼容性等，將各種處理技術合理結(jié)合，充分發(fā)揮各種技術的優(yōu)越性，對河道污染水體進行處理，力求持續(xù)發(fā)揮和強化河流自身的凈化能力，減少能源消耗和二次污染，同時與親水景觀建設結(jié)合，使處理工藝親切自然，更富人性化。

（2）通過水體修復，消除爭氧物質(zhì)，穩(wěn)定水體的高溶氧狀態(tài)，快速培植優(yōu)勢好氧微生物，打造生態(tài)基礎，并通過水生動、植物定向培養(yǎng)、建立起人工生態(tài)，通過人工生態(tài)向自然生態(tài)演替，恢復水體生物多樣性，并充分利用自然系統(tǒng)的循環(huán)再生、自我修復等特點，實現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。

3.2技術要素。

衛(wèi)河邯鄲段生態(tài)演替式水體修復技術包括氧化塘技術、生物膜對水體的凈化作用、浮島的凈化作用、水生植物凈化景觀化應用、水生動物凈化水體、人工濕地等。在本工程應用中，根據(jù)水體污染程度，水體環(huán)境資源現(xiàn)狀等考慮選用不同的技術組合，以呈現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟效益的雙贏。

（1）氧化塘。

典型區(qū)氧化塘設置厭氧塘和兼性塘。厭氧塘內(nèi)依靠厭氧菌的代謝功能，使有機底物得到降解。兼性塘從上到下分為三層：上層好氧區(qū)、中層兼性區(qū)、塘底厭氧區(qū)。

（2）生物膜。

生物膜技術通過在固定支架上設置生物填料，為參與污染物凈化的微生物、原生動物、小型浮游動物等提供附著生長條件，使大量參與污染物凈化的生物在此生長。由于其固著生長而不易被大型水生動物和魚類吞食，使單位體積的水體中生物數(shù)量成幾何級數(shù)增加，可強化河湖水體的凈化能力。

（3）浮島。

本工程的浮島是一種像筏子的人工浮體，在上邊栽培一些美人蕉之類的植物，漂浮在水面。人工浮島的水質(zhì)凈化針對富營養(yǎng)化的水質(zhì)，利用生態(tài)工程學原理，降解、吸收水中的COD、氮、磷等。

（4）水生植物。

水生植物技術將生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能應用于水質(zhì)凈化，充分利用自然凈化與水生植物系統(tǒng)中各類水生生物間功能上相輔相成的協(xié)同作用來凈化水質(zhì)，在水體中適當布置既有觀賞價值又有凈化功能的浮水植物和挺水植物，使水體不僅具有自然風貌的景觀，而且增強水體的生物凈化功能。

（5）水生動物。

本項目水域面積大，存在許多有害昆蟲如蚊、蠅的滋生場所，水中投魚可攝食蚊子及其它昆蟲幼蟲，避免水域?qū)χ車h(huán)境造成的危害。此外，水體中投放適當?shù)乃鷦游锟梢杂行У娜コw中富余營養(yǎng)物質(zhì)，控制藻類生長，同時分泌促絮凝物質(zhì)，使湖水中懸浮物質(zhì)絮凝，促使水體變清。

（6）人工濕地。

在人工設計和監(jiān)督管理下，人工水面濕地去污效果優(yōu)于自然濕地系統(tǒng)，項目綜合采用人工水面濕地技術和潛流濕地利用技術。水面濕地系統(tǒng)的污染水體在濕地的表面流動，水位較淺，通過生長在植物水下部分的莖、竿上的生物膜來去除污水中的大部分有機污染物。潛流濕地系統(tǒng)的污水在濕地床內(nèi)部流動，利用填料表面生長的生物膜、豐富的植物根系及表層土和填料截留的作用來凈化污水，水位較深，具有保溫性能好，處理效果受氣候影響小，衛(wèi)生條件較好的特點。

4.應用實例

4.1項目區(qū)選擇。

經(jīng)現(xiàn)場勘查，選擇大名縣金灘鎮(zhèn)順道店村附近的廢棄河段。試驗河段位于衛(wèi)河右岸防洪堤內(nèi)側(cè)，長2.6Km，寬60～150m。

4.2生態(tài)處理系統(tǒng)工程布置。

處理系統(tǒng)由12個池段組成，工程逐級布置如下：

（1）1號池為厭氧塘兼做沉淀池。設計水深4m，由泵站出水池底孔進水，其末端為表流陡坎出水，曝氣復氧，進入2號池。

（2）2號、3號池均為兼性氧化塘。設計水深1.5m，2號池通過底流出水進入3號池，3號池表流出水曝氣后進入4號池。

（3）4號池為人工浮床塘（下設生物膜）。設計水深1.5m，以浮床為介質(zhì)，種植美人蕉水生植物，并在浮床底部進行生物掛膜，表流出水后進入5號池。

（4）5號池為植物塘。本塘塘面較寬，設計水深1.5m，以睡蓮等浮水植物為主，出水后進入6號池。

（5）6號池也為植物塘。設計水深1.0m，以水蔥等挺水植物為主，底流出水后進入7號池。

（6）7號池為魚塘。設計水深2.4m，出水后進入8號池。

（7）8號池、9號池為表流濕地，設計水深1.0m，主要種植蘆葦?shù)龋琢鞒鏊筮M入10號池。

（8）10號池為潛流濕地，設計水深0.3m，共分成72個單元，由中間雙線渠供水，由兩側(cè)集水渠出水后進入11號池。

（9）11號池仍為表流濕地，種植挺水植物，出水后進入12號蓄水池。

4.3經(jīng)濟分析。

本工程日處理水量8.4萬m3，考慮到水位變化等因素影響，取0.7的折扣系數(shù)，經(jīng)濟運行期按10年計，則經(jīng)濟運行期內(nèi)可處理水量21462萬m3。經(jīng)投資測算，單方水處理價格為0.19元/m3，明顯低于污水處理廠的污水處理成本。因此，采用生態(tài)演替式水體修復技術來處理河流污水，在經(jīng)濟上是合理的。

5.結(jié)論

水體生態(tài)修復技術范文第2篇

關鍵詞：底棲動物；受損水體；生物修復；環(huán)境污染

中圖分類號：X52；Q14 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20150951001

1 生物修復技術的發(fā)展動態(tài)

隨著環(huán)境科學、生命科學和現(xiàn)代生物技術的迅速發(fā)展，生物修復已成為世界各國環(huán)境治理的熱點和富有挑戰(zhàn)性的前沿領域，在理論研究和實際應用方面都取得了明顯進展，是21世紀環(huán)境技術的主攻方向之一[1]。近年來生物修復在國內(nèi)外受到了廣泛的重視和應用，得到各國學者和環(huán)保部門的認可，而且引起產(chǎn)業(yè)界的普遍關注，生物修復產(chǎn)品和服務的價值年均增長15%[2]。生物修復在控制外來污染物質(zhì)的同時，可以有效調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，恢復生態(tài)系統(tǒng)的緩沖和抗干擾功能，是環(huán)境治理的最佳途徑[3]。

水體生物修復包括原地生物修復（in-situ bioremediation）、異地生物修復（ex-situ bioremediation）和復合生物修復（associated bioremediation）。原地生物修復盡量保持水體的自然環(huán)境條件，又可分為原地自然修復和原位工程修復。在原地自然修復中，主要利用水體中的土著微生物；在原地工程修復中，加入微生物生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，或加入人工培養(yǎng)的特殊微生物來提高生物活性，加快修復速度。原地生物修復的成本低廉但效果不夠理想，可用于大規(guī)模、低污染水體的生物修復[4]。在異地生物修復中，將污染基質(zhì)運走進行集約化的生物修復，主要用于水體疏浚后的底泥二次處理。這種修復的效果更加理想但經(jīng)濟成本相對高昂，可用于小規(guī)模、重污染水體的生物修復。在復合生物修復中，原地生物修復與異地生物修復優(yōu)勢互補，越來越多地用于不同水體的環(huán)境治理中。

微生物常常用于水體生物修復。微生物在分解有機污染物的過程中獲得能源和碳源，在微生物（尤其是細菌）產(chǎn)生的各種酶的作用下，經(jīng)過一系列厭氧和好氧生化過程，化學污染物被逐步降解，最后成為植物可吸收利用的無機態(tài)營養(yǎng)元素。但由于污染現(xiàn)場環(huán)境中經(jīng)常存在溶解氧（或其他電子受體）不足、營養(yǎng)鹽缺乏、高效微生物生長緩慢、微生物的生物量小且難于收集、不能降解重金屬、對污染底質(zhì)不適用等限制性因素，微生物技術在原位生物修復中存在很大的局限性。

2 底棲動物修復受損水體的優(yōu)勢

動物修復具有其他修復技術不可比擬的優(yōu)勢：成本較低；對生態(tài)系統(tǒng)的影響較??；可最大限度地降低污染物濃度；基本不產(chǎn)生副作用和二次污染；可應用于其它技術難以使用的場合；可同時修復受損底質(zhì)和水體[5]。在動物修復的研究方面，目前主要集中在土壤動物對污染土壤的修復，通過動物的生化變異來判斷土壤污染狀況，或者直接將土壤動物（如蚯蚓、線蟲等）飼養(yǎng)在污染基質(zhì)中進行研究。某些土壤動物能吸收、富集和分解殘留在土壤中的農(nóng)藥，通過代謝作用將部分農(nóng)藥轉(zhuǎn)化為低毒或無毒產(chǎn)物。另外，土壤中還生存著蜘蛛、線蟲、蜈蚣、螨、跳蟲等大量小型動物，對土壤中的化學污染物也有很強的富集和分解作用，使部分污染物脫離土壤。蚯蚓是土壤中最常見的雜食性環(huán)節(jié)動物，養(yǎng)殖蚯蚓可實現(xiàn)污水的土地處理并減少人工土濾床的有機質(zhì)積累，目前該法已在法國、智利和國內(nèi)成功進行了中試和生產(chǎn)性規(guī)模的應用。

動物修復技術已在一些水體進行試驗和應用。很多底棲動物具有較強的過濾能力、耐污能力、富集能力和分解能力，能有效吸收和轉(zhuǎn)化重金屬、氮磷及其它水體污染物。如河蜆是世界廣布和常見的大型底棲動物，同時也是重要的淡水經(jīng)濟貝類，對高濃度的重金屬、有機污染物等反應敏感，對中、低濃度的污染物則具有相當強的蓄積能力，其體內(nèi)的濃度與水環(huán)境中的濃度、暴露時間呈明顯的正相關關系。因此，河蜆不僅是水污染尤其是重金屬污染的指示生物，而且是污染水體的修復生物。今后應進一步加強基礎研究，深入揭示凈化過程的生理生化機理，選擇技術上可行、經(jīng)濟上合理、可資源化利用的底棲動物進行水體修復，合理構(gòu)建群落，達到養(yǎng)殖、凈水雙贏[6]。

底棲動物在冬季生長緩慢，但仍具有一定的水體凈化能力。底棲動物雖然生活在水體底部，但可在水體的中部和上部進行籠養(yǎng)或吊養(yǎng)，從而發(fā)揮立體凈化作用。將底棲動物與多種水生植物組成復合生態(tài)系統(tǒng)，可發(fā)揮不同水生生物在空間和時間上的差異，在治理水體污染和富營養(yǎng)化時獨具優(yōu)勢。但這種復合修復技術還處于室內(nèi)模擬和圍隔試驗階段，實際應用范圍有限，急需對相關的放養(yǎng)技術、物種組合技術、工程技術、資源回收及加工技術等進行系統(tǒng)研究[6]。作為水生生物凈化系統(tǒng)中的重要組成部分，底棲動物分布廣、種類多、食性雜，從水體中大量攝取營養(yǎng)物質(zhì)、積累污染物質(zhì)，可與其它多種凈化措施加以組合形成高效的復合凈化系統(tǒng)，有效降低水體中有毒物質(zhì)和營養(yǎng)元素的含量，顯示出可觀的應用前景[7]。底棲動物在污染物的代謝、遷移和轉(zhuǎn)化，生態(tài)環(huán)境修復，生境穩(wěn)定和系統(tǒng)平衡中扮演的角色值得進一步深入研究[8]。

3 展望

由于生物修復技術只有30多年的發(fā)展，因此還有一些不成熟之處。該項技術目前僅應用于局部水體，往往只能施用某個單項凈化方法，還不能把多種修復技術進行疊加形成復合凈化體系。生物自身固有的特點也使生物凈化技術在使用中具有局限性。例如，生物生長發(fā)育受到各種因素的限制，對修復對象的環(huán)境條件要求苛刻；生物的成長和成熟需要特定的生命周期，耗時較長；某種生物只能吸收、富集、分解、轉(zhuǎn)化特定種類的污染物；生物對于某些難降解的污染物無能為力[9]。隨著有毒化學物質(zhì)種類和數(shù)量的不斷增加，多種污染物在水環(huán)境中協(xié)同作用，單一毒理試驗結(jié)果無法客觀反映出污染物共存對人類和其它生物的真實危害，因此要加強多種污染物聯(lián)合作用的生物監(jiān)測、物理監(jiān)測和化學監(jiān)測，才能有效實現(xiàn)生物修復的綜合效益。

參考文獻

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水體生態(tài)修復技術范文第3篇

關鍵詞:河道治理;生態(tài)環(huán)境;南康區(qū);修復技術

引言

河道為構(gòu)成水環(huán)境系統(tǒng)和城鄉(xiāng)河湖水系的重要載體，在促進人類社會進步和促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)著重要地位［1］。經(jīng)濟的不斷發(fā)展使得各行業(yè)用水量急劇增大，各類污染物不斷被排入河流而引起一系列的問題，如水體中有機物、懸浮物、氮磷含量過高造成的水體黑臭、渾濁和發(fā)綠等問題;河流含氧量的降低和各類污染物的排放，嚴重威脅的河流水體安全。所以，河流水系統(tǒng)屬于污染治理和生態(tài)失衡的綜合性復雜體系［2］。不同區(qū)域的河流受污染特征、類型不同，相應的污染源也存在一定差異，由此導致僅僅依賴于生物、化學或物理修復措施往往不能達到徹底修復水環(huán)境的目標［6］。鑒于此，結(jié)合工程實踐經(jīng)驗和河流生態(tài)修復技術，提出了某兩種或多種技術集合的多方位生態(tài)修復體系，然后將其應用于贛州市南康區(qū)城市水環(huán)境治理工程，大大提升了河流生態(tài)服務功能和河道的水環(huán)境恢復能力。

1多方位生態(tài)修復技術體系

多方位生態(tài)修復技術體系是一種以技術集成、統(tǒng)籌管理、綜合治理、長效運行為基本原則，通過內(nèi)源控制、人工凈化、外源截留以及自凈強化等一系列治理措施實現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)的自然修復，見表1。

1.1外源污染控制

實踐表明，初期雨水對河流水體的污染程度更大，為改善水質(zhì)狀況無法僅僅依靠點源污染控制。因此，多方位生態(tài)修復采取了一種工程化雨水處理技術，即雨水原位自動膜濾設備，通過采取具有膜過濾和前處理一體化的超低壓膜過濾工藝，對雨水徑流污染物進行高標準的去除。選擇折疊式濾膜作為濾芯，在保障過水能力的同時實現(xiàn)截污的目的。通過設置水體貯存池，由此可大大降低人工維護的成本和截留污染物的累計，從而延長濾芯的工作年限。該設備能夠有效降低雨水污染含量，因此通常安裝在雨水管網(wǎng)的入河末端，經(jīng)系統(tǒng)過濾可防止直排河道產(chǎn)生的二次污染［7］。自然河岸的“可滲透性”利用駁岸生態(tài)滯留系統(tǒng)恢復，由此減少未排入管網(wǎng)系統(tǒng)的雨水流入受納河道的污染負荷和徑流量［8］。水系的水運、防洪等功能為傳統(tǒng)駁岸的最根本的目標，由此對河流生物多樣性、生態(tài)環(huán)境等產(chǎn)生一定的破壞?；谧匀徊牧系纳鷳B(tài)駁岸可為植被的生長提供了環(huán)境條件，具有增強水岸自然景觀、涵養(yǎng)水源和保護水土等功能。另外，將棲息地和生物走廊等修建于生態(tài)駁岸，可形成具有良好滲透性的水陸交界面，從而提高生態(tài)服務功能和水體自凈能力。根據(jù)滯留系統(tǒng)能夠?qū)Ⅰg岸、水陸面構(gòu)成一個整體，而能量和物質(zhì)的交換途徑有各種植物間隙、孔洞、空隙等，同時空氣中的氧氣在不同水流速度下被攜帶至水體，有利于水體的凈化。因此，大幅度降低水污染物排放量、恢復河流濕地及河道的生態(tài)系統(tǒng)、嚴禁新占河道與濕地等為解決河道面臨的生態(tài)問題的主要措施。

1.2內(nèi)源污染控制

城市河流水質(zhì)在很大程度上受外源入河沉淀的影響，即底泥對水體環(huán)境可產(chǎn)生二次污染。氮磷、重金屬等在外源污染有效控制的條件下也會在特定的條件下進入水體，并在河道底部逐漸積累，對河流上部分水體產(chǎn)生影響。對此，可采取機械清淤和生物酶底泥修復相結(jié)合的內(nèi)源污染控制的有效措施，具有可持續(xù)性好、去除污染率高及減少快等優(yōu)點［9］。機械清淤可在一定程度上改善底泥和河流水體的理化性質(zhì)，但該項措施的投資成本較高，一般適用于污染負荷高的小面積水域修復。在受污染程度較低、涉及范圍較小的區(qū)域比較適用生物酶底泥修復技術，從而顯著提升微生物在自然條件下降解有害有度污染物的能力。另外，底泥理化性質(zhì)的可持續(xù)性在提高微生物活性后得到重要保障［10］。

1.3人工凈化體系

河道水環(huán)境系統(tǒng)在外界污染物迅速進入河道時產(chǎn)生失衡或不穩(wěn)定，通過采用應急措施確保河流水系統(tǒng)的完整性。因此，河道抵抗外界干擾的能力可通過人工凈化干預體系提升［11］。當前應用較為廣泛的技術措施為超微凈化水工藝，見圖1。該技術是采用超高壓氣水混合法形成大量的微小氣泡，由此實現(xiàn)增大水體氧容量和氧化有機物、去除各類污染物的目標，從而大大提升水體能見度，在河流水體凈化方面具有較強有效性。超微凈化水處理技術可逐個消除河流重金屬污染、含氧量低、水體黑臭、渾濁、發(fā)綠等常見的水質(zhì)問題，具體的凈化過程為:微米級氣泡可迅速去除發(fā)綠水體中的黏附藻類;攜帶正電荷的超微氣泡能夠直接分離、吸附水體中的泥沙和膠體，從而凈化渾濁的水體;水體中的有機物在超微氣泡破裂和沉降過程中產(chǎn)生的自由基、氫氧基作用下發(fā)生分解、氧化，由此可實現(xiàn)治理黑臭水體的目標。

1.4水體自凈化

應根據(jù)河道不同的受損和受污染程度，采取相應的管理、修復和治理策略，從而提高工程資金的使用效率和各項治理措施的成效。當前，水生態(tài)系統(tǒng)在河道整治中的應用越來越廣泛，對于強化水體的自身功能發(fā)揮著重要作用，水體自凈過程見圖2。對生態(tài)系統(tǒng)受損不嚴重、受污染脅迫時間不長且水質(zhì)超標不嚴重的那些河道，采取以減量為主的措施，通過采取有效的治理措施改善水體質(zhì)量，減少入河污染量，發(fā)揮河流生態(tài)系統(tǒng)的自凈化、自組織功能自然修復。挺水、沉水、浮葉植物為構(gòu)建水生植物群落的主要內(nèi)容，其中挺水及浮葉植物群落發(fā)揮著維持水體環(huán)境和增強景觀效果的作用。在維持生態(tài)多樣性和系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下對水陸系統(tǒng)之間的能量、物質(zhì)交流發(fā)揮著重要作用。通常將水下草皮布置在岸邊較淺水域，如四季常綠矮型枯草等。為提高深水區(qū)景觀度將四季常綠、體形較高的水下森林一般布置在中部較深區(qū)域。群落的構(gòu)建主要考慮如下原則:氮磷等富營養(yǎng)物質(zhì)主要由沉水植物的吸附作用消除;通過有效控制懸浮物，顯著減少氮磷的釋放;通過光合放氧促進鐵、鋁與泥質(zhì)中磷的有效結(jié)合，降低磷含量;充分發(fā)揮沉水植物的功能抑制藻類的繁殖與生長。針對生態(tài)功能結(jié)構(gòu)完全受損退化、水質(zhì)嚴重惡化和長期污染物超負荷輸入的河道，采取養(yǎng)護、修復、減量相結(jié)合的綜合整治措施加快污染物減量化步伐，如通過實施補水換水、布放人工水草、投加微生物、修建曝氣及清淤池等措施，在條件允許的情況下也可引入旁側(cè)濕地進行強化治污，盡快為河流生物群落營造良好的生存環(huán)境。另外，枝角類浮游動物在實現(xiàn)動物蛋白與有機物、藍綠藻轉(zhuǎn)化的同時，又可作為天然餌料被魚類攝食，從而形成良好的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。此階段的工作重點為如何提高重建生物群落的增殖率、成活率以及確保建成的治污設施持續(xù)高效的發(fā)揮作用，這也是中小河道生態(tài)整治和環(huán)境修復易被忽視的環(huán)節(jié)。

2實例應用

以贛州市南康區(qū)城市水環(huán)境治理工程為例，治理項目位于南康區(qū)龍嶺鎮(zhèn)內(nèi)，堤線從丫叉村到大樹下，河流全長13.33km，本次治理8.58km。河流中TP、NH3－N、COD濃度分別為1.6mg/L、12.5mg/L、290.2mg/L，屬于劣Ⅴ類水質(zhì)，現(xiàn)狀河流透明度極低、水體發(fā)黑發(fā)臭等問題突出。由于上游河道沒有設置相應的截污措施，使得各種污水和部分降水直接進入河道，考慮選用隔膜導流處理受污染水體，隔膜的外、內(nèi)層分別為聚酯纖維膜和土工膜，布置于南康區(qū)河道南岸2km處。通過導流作用，將部分污水流至下游可降低進入南康城區(qū)段的污水量，由此實現(xiàn)部分非溶解性污染物的有效攔截。針對直接排入河道的雨污水，為提高底泥和水體微生物的新陳代謝能力與呼吸強度，氧化和消減底泥內(nèi)源污染，采取將生物酶投入至河道激活其活性的措施，由此實現(xiàn)底泥的原位治理和河道黑臭底泥現(xiàn)狀的改善［12］。根據(jù)水質(zhì)相關要求利用河流生態(tài)技術，進一步美化環(huán)境維持水生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)。在河道綜合整治項目中引入超微凈化設備技術，這是受污染河道尤其是城市河流治理的有效方法，水質(zhì)凈化指標見表2。根據(jù)表1可知，南康區(qū)河段水環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善，為河道水生態(tài)環(huán)境創(chuàng)造了良好的條件?？祬^(qū)城市水環(huán)境治理項目，通過拋灑、投放的方式構(gòu)建浮游和底棲動物群落，以鯽魚、鰱魚為主的魚類群落以及以伊樂藻、矮型苦草為主的沉水植物群落，形成了自然良性循環(huán)的水生態(tài)系統(tǒng)。項目實施2個月后，河流水體由之前的淡綠色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榍宄阂姷住o色透明的水體，河流水環(huán)境得到明顯改善，TP、NH3－N、COD等污染指標降低至0.4mg/L、8.1mg/L、23.5mg/L，顯著提升了水體自凈能力和地表水環(huán)境狀況。

水體生態(tài)修復技術范文第4篇

關鍵詞：污染物 生物修復 生態(tài)塘 人工濕地

1．概述

對受污染的江河湖庫水體進行修復，已是社會經(jīng)濟發(fā)展及生態(tài)環(huán)境建設的迫切需要，特別是南水北調(diào)東線沿線的治污工程，量大面廣，尋找先進實用、造價低廉的技術迫在眉睫。我國的江河湖庫水體污染主要包括氮磷等營養(yǎng)物和有機物污染兩方面。另外，湖泊水庫藍藻及赤潮給水域生態(tài)、人體健康也造成了嚴重的危害。對于富營養(yǎng)化的控制，發(fā)達國家以控制營養(yǎng)鹽為主，大多采取“高強度治污，自然生態(tài)恢復”的技術路線，即控制外源磷污染負荷并配合生態(tài)恢復措施。

去除藻類與控制其生長是湖泊水庫水體恢復與保護的難題。目前國際上采用的技術主要有三類：（1）化學方法，如加入化學藥劑殺藻、加入鐵鹽促進磷的沉淀、加入石灰脫氮等，但是易造成二次污染；（2）物理方法，疏挖底泥、機械除藻、引水沖淤等，但往往治標不治本；（3）生物方法，如放養(yǎng)控藻型生物、構(gòu)建人工濕地和水生植被，開發(fā)水體生物修復技術，是當前水環(huán)境技術的研究開發(fā)熱點。

生物修復，可以解釋為：生物特別是微生物催化降解有機污染物，從而去處或消除環(huán)境污染的一個受控的過程，即利用培育的植物或培養(yǎng)、接種的微生物的生命活動，對水中污染物進行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解，從而使水體得到凈化的技術。

與傳統(tǒng)的化學、物理處理方法相比，生物修復技術有以下優(yōu)點：①污染物在原地被降解；②修復時間較短；③就地處理操作簡便，對周圍環(huán)境干擾少；④較少的修復金費，僅為傳統(tǒng)化學、物理修復金費的30%—50%；⑤人類直接暴露在這些污染物下的機會減少；⑥不產(chǎn)生二次污染，遺留問題少。

2．生物修復的原理

2．1 生物修復的分類

目前，生物修復技術被劃分原位微生物修復和異位生物修復兩種。所謂元微生物修復是指對受污染的介質(zhì)（土壤、水體）不作搬運或輸送而在原位污染地進行的生物修復處理，其修復過程主要依賴于被污染地自身微生物的自然降解能力和人為創(chuàng)造的合適降解條件。異位生物修復是植被污染介質(zhì)（土壤、水體）搬動或輸送到它處進行測生物修復處理。但這里的搬動和輸送是低限底的，而且更強調(diào)人為控制和創(chuàng)造更加優(yōu)化的降解環(huán)境。在處理位置上，前者強調(diào)污染物存在的初始空間分布，后者則稍作遷移；處理過程中，后者有更多的人為調(diào)控和優(yōu)化處理?，F(xiàn)在所說的生物修復主要是原位修復。

2．2 水體生物修復過程中生物的作用

挺水植物通過對水流的阻尼和減小風浪擾動使懸移質(zhì)沉降，并通過與其共生的生物群落有凈化水質(zhì)的作用。但它主要吸取深部底泥中的營養(yǎng)鹽，通常不或很少直接吸收水中的營養(yǎng)鹽，而其部分殘體又往往滯留湖底，礦化分解后又會污染水體。所以挺水植物的功能中，有把下層底泥中的營養(yǎng)轉(zhuǎn)移到表層的一面，不利于直接凈化水質(zhì)。加上收割、水位變化對其生長的影響等問題，限制了它們在凈化水質(zhì)中的作用。必須注意管理、收割利用和防止種群退化。

浮葉植物在一般淺水湖泊中有良好的凈化水質(zhì)效果，種植和收獲較容易，有經(jīng)濟效益，和觀賞效益，在一定季節(jié)可以作為重要的支撐系統(tǒng)。需要及時收獲。

大型飄浮植物在光照和營養(yǎng)鹽競爭上比浮游植物有優(yōu)勢，有些種群的耐污性很強（如鳳眼蓮，喜旱蓮子草等），已經(jīng)發(fā)展了在大水面大風浪條件下種植的技術，是良好的凈化水質(zhì)選擇。浮萍生長快，許多種群能在空氣中固氮，覆蓋水面后與沉水植物在光照等方面有競爭，一般不宜采用。有些飄浮植物和浮體陸生植物（加上浮力支撐后可水培的植物）是很好的觀賞和食用植物，可在一定條件下組合應用，既有凈化水質(zhì)作用，又有經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和觀賞效益。

著生藻類和浮游藻類生長過程中都有凈化水質(zhì)作用。著生藻類的收集也不難，浮游藻類的收集也已發(fā)展了捕獲技術，在一定條件下也可因勢利導予以利用，一方面凈化水質(zhì)，另一方面作為資源取出。

各種沉水植物是健康水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成，其耐污程度和對水溫、水位、水流、水質(zhì)、底質(zhì)等條件各有差異，要根據(jù)當?shù)鼐唧w自然條件因地制宜、因時制宜在時間空間上予以鑲嵌優(yōu)化組合，使各種種群在整體上互補共生適應季節(jié)變化和環(huán)境災變。沉水植物和湖底水生植被的存在可吸附儲存生物碎屑于植物根部，增加底泥表層溶氧，遏制磷的釋放，阻止上層水體動力擾動向湖底的傳輸，減少湖底水動力交換系數(shù)，從而有效地遏制底泥營養(yǎng)鹽向水體的釋放。

螺、蚌等底棲動物可過濾懸移質(zhì)，攝食生物碎屑，其分泌物有絮凝作用，螺有刮食著生藻類功能，蝦和若干種類魚類可攝食藻類、碎屑、浮游動物等。這些動物，作為健康水生態(tài)系統(tǒng)的補充組成，也有重要作用。

微生物，特別是氮循環(huán)細菌在水體自凈能力中具有不可忽視的作用。有機物的礦化分解，氮素的氣化，磷鹽的沉降和固定在湖底等都與細菌的作用分不開。自然界的水生植物附近共生有多種遠比自由水體中豐富的細菌群落。飄浮植物容易種植，采用耐污性強，生長快的飄浮植物作為先鋒植物，不僅有植物直接吸收營養(yǎng)鹽的作用，而且更重要的是有與其共生的細菌的作用。可以很快增加水的透明度，改善水質(zhì)。飄浮植物作為細菌的載體極為重要。但飄浮植物受氣候條件影響，在有些季節(jié)難以發(fā)揮作用。因此研制人工載體和優(yōu)選高效細菌種群極為重要。利用優(yōu)化的人工載體培養(yǎng)優(yōu)化的氮循環(huán)細菌，釋放到自然水體，以自然生物載體、其它人工載體和底泥為二級載體，水中懸浮物為三級載體，將原來荒漠化水域中以水土界面為主的好氧-厭氧，硝化-反硝化條件擴大到水面和水體并加強細菌濃度，從而增加系統(tǒng)凈化能力。 　3．水體修復的主要處理方法

水體修復技術包括以微生物為處理功能核心的生物處理技術、具有復合生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)塘處理技術、以植物和微生物為主要處理功能體的濕地處理技術、土壤處理技術和河湖等自然凈化能力的處理等。

3．1生物處理技術

生物處理技術包括好氧處理、厭氧處理、厭氧—好氧組合處理。其主要原理是人工馴化、培養(yǎng)適合于降解某種污染物的微生物，通過控制室和微生物生長的環(huán)境以穩(wěn)定和加速污染物的降解。

由于生物處理技術起步較早，現(xiàn)在已有很多成熟的工藝，比如SBR、UASB、氧化溝等。這些工藝一般要輔助結(jié)合其他一些處理方法，例如物理處理法（如吸附法、重力法、離心法和引力法等）、化學處理法（如凝絮法、提取法、氧化法、離子交換法和沉淀法等）。

3．2 生態(tài)塘處理法

生態(tài)塘是以太陽能為初始能源，通過在塘中種植水生作物，進行水產(chǎn)和水禽養(yǎng)殖，形成人工生態(tài)系統(tǒng)。在太陽能（日光輻射提供能量）的推動下，通過生態(tài)塘中多條食物鏈的物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化和能量的逐級傳遞、轉(zhuǎn)化，將進入塘中污水中的有機污染物進行降解和轉(zhuǎn)化，最后不僅去除了污染物，而且以水生作物、水產(chǎn)的形式作為資源回收，凈化的污水也作為再生水資源予以回收再用，使污水處理與利用結(jié)合起來，實現(xiàn)了污水處理資源化。

人工生態(tài)系統(tǒng)利用種植水生植物、養(yǎng)魚、養(yǎng)鴨、養(yǎng)鵝等形成多條食物鏈。其中不僅有分解者生物、生產(chǎn)者生物，還有消費者生物，三者分工協(xié)作，對污水中的污染物進行更有效的處理與利用，并由此可形成許多條食物鏈，構(gòu)成縱橫交錯的食物網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。如果在各營養(yǎng)級之間保持適宜的數(shù)量比和能量比，就可建立良好的生態(tài)平衡系統(tǒng)。污水進入這種生態(tài)塘中，其中的有機污染物不僅被細菌和真菌降解凈化，而其降解的最終產(chǎn)物，一些無機化合物作為碳源、氮源和磷源，以太陽能為初始能源，參與食物網(wǎng)中的新陳代謝過程，并從低營養(yǎng)級到高營養(yǎng)級逐級遷移轉(zhuǎn)化，最后轉(zhuǎn)變成水生作物、魚、蝦、蚌、鵝、鴨等產(chǎn)物，從而獲得可觀的經(jīng)濟效益。

3．3 人工濕地處理技術

人工濕地是近年來迅速發(fā)展的水體生物—生態(tài)修復技術，可處理多種工業(yè)廢水，包括化工、石油化工、紙漿、紡織印染、重金屬冶煉等各類廢水，后又推廣應用為雨水處理。這種技術已經(jīng)成為提高大型水體水質(zhì)的有效方法。人工濕地的原理是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學和生物的三重共同作用來實現(xiàn)對污水的凈化。這種濕地系統(tǒng)是在一定長寬比及底面有坡度的洼地中，由土壤和填料（如卵石等）混合組成填料床，污染水可以在床體的填料縫隙中曲折地流動，或在床體表面流動。在床體的表面種植具有處理性能好、成活率高的水生植物（如蘆葦?shù)龋?，形成一個獨特的動植物生態(tài)環(huán)境，對污染水進行處理!

人工濕地的顯著特點之一是其對有機污染物有較強的降解能力。廢水中的不溶性有機物通過濕地的沉淀、過濾作用，可以很快地被截留進而被微生物利用；廢水中可溶性有機物則可通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程而被分解去除。隨著處理過程的不斷進行，濕地床中的微生物也繁殖生長，通過對濕地床填料的定期更換及對濕地植物的收割而將新生的有機體從系統(tǒng)中去除。濕地對氮、磷的去除是將廢水中的無機氮和磷作為植物生長過程中不可缺少的營養(yǎng)元素，可以直接被濕地中的植物吸收，用于植物蛋白質(zhì)等有機體的合成，同樣通過對植物的收割而將它們從廢水和濕地中去除。

由于這種處理系統(tǒng)的出水質(zhì)量好，適合于處理飲用水源，或結(jié)合景觀設計，種植觀賞植物改善風景區(qū)的水質(zhì)狀況。其造價及運行費遠低于常規(guī)處理技術。英、美、日、韓等國都已建成一批規(guī)模不等的人工濕地。

3．4 土地處理技術

土地處理技術是一種古老、但行之有效的水處理技術。它是以土地為處理設施，利用土壤—植物系統(tǒng)的吸附、過濾及凈化作用和自我調(diào)控功能，達到某種程度對水的凈化的目的。土地處理系統(tǒng)可分為快速滲濾、慢速滲濾、地表漫流、濕地處理和地下滲濾生態(tài)處理等幾種形式。國外的實踐經(jīng)驗表明，土地處理系統(tǒng)對于有機化合物尤其是有機氯和氨氮等有較好的去除效果。德、法、荷等國均有成功的經(jīng)驗。

4．具體工藝的應用

在具體運用這些工藝是通常要做一些組合。例如采用：污水沉淀人工濕低生態(tài)塘。

目前國內(nèi)外有很多水體修復的成功工程。例如日本渡良瀨蓄水池的人工濕地，這是一座設有人工設施的蘆葦蕩，將蓄水池的水引到蘆葦蕩，通過吸附、沉淀及吸收作用，去除水中的氮、磷及浮游植物，達到對水體進行自然凈化的目的。這種凈化過程循環(huán)進行，確保蓄水池水質(zhì)潔凈。渡良瀨人工濕地的人工植被從陸地到水面依次為：杞柳（水邊林）—蘆葦、荻、蓑衣草（濕地植物）—茭白、寬葉香蒲（吸水植物）—荇菜、菱（浮葉植物），形成了一體的生態(tài)空間。渡良瀨人工濕地已經(jīng)成為日本最大的蘆葦蕩，也成為對居民、兒童進行環(huán)保及愛水教育的場所，組織學生進行自然觀察。

在我國也有很多水體生態(tài)修復的研究和工程實例。例如李正魁研究了固定化氮循環(huán)細菌技術（INCB）在貴陽紅楓湖物理生態(tài)工程（PEEN）實驗區(qū)的除氮、抑菌效果，結(jié)果表明，應用PEEN—INCB技術使紅楓湖試驗區(qū)總氮、非離子氨和亞硝酸鹽氮分別平均降低0.568mg/L，0.015mg/L和0.019mg/L。工程后排入紅楓湖的非離子氨均

5．總結(jié)

傳統(tǒng)的生物處理工藝控制相對復雜，而且投資較大。而生態(tài)修復技術投資少，運行方便，能耗低。因此，生態(tài)處理技術在以后會得到更大的應用。

此外，生態(tài)修復工程可以結(jié)合其他技術，使其處理效果更加好。例如：利用基因工程和生物技術篩選超積累、高耐性修復植物和具有特異降解功能的微生物進入處理系統(tǒng)，能更有效的達到處理效果。

參考文獻

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[3] 王寶貞. 生態(tài)塘——簡易高效的污水處理技術設計應用. 城市環(huán)境與城市生態(tài). 1998年6月

水體生態(tài)修復技術范文第5篇

1.1浮游動物種類的變化從2013年9月到2014年2月，在整個試驗期間共觀測到浮游動物42種，其中輪蟲19種（屬），枝角類8種（屬），橈足類4種（屬）（見表1）。根據(jù)表1，可以看出試驗實施前（2013年9月）：原生動物有6種，占30%；輪蟲有10種，占50%；枝角類1種，占5%；橈足類3種，占15%。試驗后期（2014年2月）：原生動物有3種，占18.7%；輪蟲7種，占43.7%；枝角類有5種，占31.3%；橈足類1種，占6.3%。原生動物、輪蟲、橈足類種類下降，枝角類種類上升。

1.2浮游動物數(shù)量的變化試驗實施后，浮游動物不但在種類上發(fā)生了變化，而且在密度和生物量上同時也發(fā)生了變化，表2是浮游動物密度及生物量的統(tǒng)計情況。浮游動物的密度從試驗開始時的1736個/L，逐步下降到試驗后期的100個/L，下降了94.2%。浮游動物的生物總量由1.75㎎/L，下降至試驗后的0.418㎎/L，下降了76.1%。

1.3浮游動物各種類的生物量變化試驗區(qū)內(nèi)總生物量發(fā)生由大向小變化，但是浮游動物內(nèi)原生動物、輪蟲、枝角類、橈足類的生物量變化各有不同，圖1是各種浮游動物的生物量變化曲線圖。根據(jù)圖1，可以看出原生動物、輪蟲、橈足類的生物量在試驗期間呈現(xiàn)下降趨勢，但是變化幅度不大，但是枝角類的變化比較大，出現(xiàn)跳躍式波動，低時0.1mg/L，最高時達到17.2mg/L，最高時生物量占了浮游動物總量的97.3%。

2結(jié)論

通過對生態(tài)修復技術實施過程浮游動物的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析表明，生態(tài)修復技術的實施直接影響浮游動物的組成，并影響水體的水質(zhì)狀況。

2.1生態(tài)修復技術是水體富營養(yǎng)化防治的有效方法，對水質(zhì)具有很好的改善作用。根據(jù)李明德提出的判斷標準：生物量＞1mg/L屬于中營養(yǎng)型水體，＜1mg/L屬于貧營養(yǎng)型水體。生態(tài)修復前浮游動物生物量為1.75mg/L，大于1mg/L，屬于中營養(yǎng)型水體；生態(tài)修復實施后水體浮游動物生物量0.418mg/L，屬于貧營養(yǎng)型水體。也就是說，實施生態(tài)修復技術可以將水體從中營養(yǎng)型的水體提升至貧營養(yǎng)型水體。

2.2在水體修復的過程中浮游動物的優(yōu)勢種由輪蟲類變?yōu)橹穷?。在水體處在中富營養(yǎng)狀態(tài)時由以輪蟲為主，優(yōu)勢種為裂足輪蟲；水質(zhì)改善成為貧營養(yǎng)狀態(tài)后，優(yōu)勢種為枝角類的象鼻溞。