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【關(guān)鍵詞】城市水生態(tài)；修復(fù)技術(shù)水

一、我國城市水體的水質(zhì)狀況及其污染成因

目前全國80%以上的城市河流受到污染，許多大江大河的城市段已達(dá)不到Ⅲ類水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)全國2 222個(gè)檢測站的統(tǒng)計(jì)，在138個(gè)城市河道中，符合Ⅱ、Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的僅占23%，超過Ⅴ類水質(zhì)的占到38%，能飲用的地面水所剩無幾。2003年度全國七大水系407個(gè)重點(diǎn)監(jiān)測斷面中，只有34%適于直接飲用（屬Ⅰ類水質(zhì)），24.8%適于漁業(yè)生產(chǎn)（屬Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)），38.1%適于游泳（屬Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類水質(zhì)），另有38.1%是沒有任何用途的臭水（屬Ⅴ類、劣Ⅴ類水質(zhì)）。

1、點(diǎn)源污染

隨著改革開放的不斷深入，大量的人口涌向城市，城市內(nèi)的廠礦企業(yè)急速增加，大量生活污水、工業(yè)廢水未經(jīng)處理直接排入河道，河道生態(tài)環(huán)境遭到破壞。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，長江流域劣于Ⅲ類水河長占總評價(jià)河長的22.5%。劣于Ⅲ類的水體主要集中在城市江河段和部分支流。主要超標(biāo)項(xiàng)目為：氨氮、高錳酸鉀指數(shù)、化學(xué)需氧量、5日生化需氧量、總磷、石油類等。長江流域的污廢水排放量，2003年達(dá)到270×108 t以上（其中不含火電廠直流式冷卻水和礦坑排水230.9×108 t），其中生活污水81.3×108 t，工業(yè)廢水192.1×108 t，較5年前增長了35%。2003年黃河流域廢污水排放量為41.46×108 t，其中城鎮(zhèn)居民生活污水排放量為9.46×108t，第二產(chǎn)業(yè)為29.33×108 t，第三產(chǎn)業(yè)為2.67×108t，火電廠直流式冷卻水排放量和礦坑排水量為2.18×108t。

大量的污廢水排入城市河道，而這些污廢水遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了河道的自凈能力，河道內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生"多米諾"效應(yīng)，水質(zhì)急劇惡化。

2、面源污染

城市河道的面源污染主要是以降雨引起的雨水徑流的形式產(chǎn)生，徑流中的污染物主要來自于雨水對河道周邊道路表面的沉積物、無植被覆蓋的地面、垃圾等的沖刷。污染物的含量取決于城市河道的地形、地貌、植被的覆蓋度和污染物的分布情況。因此，對面源污染的控制也可理解為對城市河道周邊降雨徑流污染的控制。

在諸多城市的市政建設(shè)中，雨水排水管道和污水管道是不分的，而且不具備雨水處理工藝。大量的雨水沿著排水管道未經(jīng)處理直接進(jìn)入城市河道，給河道帶來了嚴(yán)重地污染。

3、混凝土的"包裝"

在城市河道治理工程中，片面追求河岸的硬化覆蓋，只考慮河道的防洪功能。為保護(hù)城市的安全，河堤年年加高，并大量建設(shè)鋼筋混凝土、塊石等直立式護(hù)岸，河道完全被人工化、渠道化。失去自凈能力的河道反過來又加劇了河道水體的污染。

二、城市水生態(tài)修復(fù)技術(shù)

1、城市水生態(tài)修復(fù)技術(shù)

（1）污染源處理技術(shù)

城市水體污染的主要來源是生活污水的直接排放，尤其是分散生活污染源的排放，已經(jīng)成為部分地區(qū)城市水體污染的重要原因。因此，研究開發(fā)小型的具有脫氮除磷功能的生活污水處理裝置尤為重要。生活污水就地處理凈化槽、土地溝渠凈化系統(tǒng)等成為城市污水處理系統(tǒng)的重要配套設(shè)施。固定微生物技術(shù)、微生物載體技術(shù)、電解技術(shù)、厭氧好氧技術(shù)、水解技術(shù)及磷資源的回收技術(shù)成為上述裝置的重要組成部分。尤其是發(fā)展新型磷資源回收利用系統(tǒng)技術(shù)為恢復(fù)有限磷資源奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

（2）水體生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)是利用特定的生物（包括微生物-土著或外源微生物以及植物等）在一定條件下進(jìn)行消除或富集環(huán)境污染物，從而對污染環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)的生物過程。生物修復(fù)技術(shù)是新近發(fā)展起來的一項(xiàng)清潔環(huán)境的低投資、高效益、便于運(yùn)用、發(fā)展?jié)摿^大的新興技術(shù)，已經(jīng)成為一種新的可靠的環(huán)保技術(shù)，并得到各國環(huán)保部門的認(rèn)可。植物的修復(fù)技術(shù)主要是使生態(tài)系統(tǒng)的退化得到遏止，生態(tài)系統(tǒng)的基本功能得到恢復(fù)。研究包括河流廊道、河網(wǎng)及岸坡的植物培育及生物群落的構(gòu)建。

2、城市水體的維護(hù)

（1）建立科學(xué)的水務(wù)管理體制

目前，我國的水資源管理涉及到水利、航運(yùn)、漁業(yè)、礦產(chǎn)、城建、農(nóng)業(yè)、林業(yè)和海洋，但沒有一個(gè)真正的權(quán)力機(jī)構(gòu)來統(tǒng)一管理水資源。長期以來在防洪減災(zāi)、城市供水、防止污染、保護(hù)水生態(tài)環(huán)境等具體工作上都存在許多矛盾，嚴(yán)重妨礙了水資源的統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一調(diào)配和統(tǒng)籌兼顧。新的城市水務(wù)管理應(yīng)具有對城市防洪、除澇、需水、供水、節(jié)水、排水、水資源保護(hù)、污水處理及回用、地下水回灌等統(tǒng)一管理的職能。通過建立統(tǒng)一的水資源管理體制實(shí)現(xiàn)城市水體規(guī)劃、調(diào)度和水量水質(zhì)的統(tǒng)一管理，進(jìn)一步確保地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

（2）綜合治理暴雨污水

城市雨水一方面是一種可貴的水資源，另一方面會對城市水體造成污染，尤其是初雨中含有大量的污染物。隨著城市化進(jìn)程的加快，城市雨洪控制與利用顯得尤為重要，我國已開始研究收集利用雨水的技術(shù)和方法，上海和北京等城市均在著手研究雨洪水的控制與利用方法，通過對降雨強(qiáng)度、降雨徑流和初雨水質(zhì)變化規(guī)律的研究，建立后續(xù)雨水收集、傳輸、調(diào)蓄、處理及利用系統(tǒng)。在工程措施上，可以結(jié)合生態(tài)工程建設(shè)，通過管、塘、池配套設(shè)施建設(shè)，溢流技術(shù)的完善，河湖岸邊水生植物合理利用，雨水凈化回用以及減少侵蝕作用等措施減少污染強(qiáng)度，從而達(dá)到保護(hù)水體的目的。

（3）加強(qiáng)水生態(tài)保護(hù)

城市水體是城市的重要組成部分，賦有供水、防洪排澇、旅游娛樂及維護(hù)環(huán)境生態(tài)平衡的重要作用。因此，在城市規(guī)劃、區(qū)域流域規(guī)劃及水利工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理、調(diào)度中應(yīng)充分考慮這一特殊水體的作用與功能。通過建設(shè)調(diào)節(jié)水庫、污水庫、引水沖污水道或通過湖泊河道清淤減少水體污染源等，以達(dá)到保護(hù)和改善城市水體的目的。

通過引水來增加河道流量，是改善城市水體質(zhì)量的有效方法。目前國內(nèi)基本上采用生物處理工藝為主，輔之以曝氣氧化的方法。利用天然河道和水工建筑物，按照污水處理要求加以人工曝氣、攔污沉渣等措施，達(dá)到處理要求；或通過人工投放生物菌種的方法對河道水體和底泥進(jìn)行生物降解，以恢復(fù)水生態(tài)環(huán)境。此外，研究適合當(dāng)?shù)氐某鞘卸壩鬯幚韽S尾水排放通道，是防止城市環(huán)境水體污染的重要方法。

綜上所述，我國一定要結(jié)合我國水資源分布的特點(diǎn)，根據(jù)不同區(qū)域，不同水質(zhì)環(huán)境，采取適宜的水生態(tài)環(huán)境修復(fù)措施，逐步探索適合我國水生態(tài)環(huán)境修復(fù)之路，逐步改善本區(qū)域內(nèi)水生態(tài)環(huán)境，使受損的水體得以修復(fù)。樹立遵循自然、利用自然、保護(hù)自然的理念，使人類與自然和諧相處。

參考文獻(xiàn)：

[1]李艷霞，王穎，張進(jìn)偉，陳建峰.城市河道水生態(tài)修復(fù)技術(shù)的探討[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2006，（11）

[2]胡靜波.城市河道生態(tài)修復(fù)方法初探[J].南水北調(diào)與水利科技，2009，（02）

篇2

關(guān)鍵詞:河道治理;生態(tài)環(huán)境;南康區(qū);修復(fù)技術(shù)

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(jìn)人類社會進(jìn)步和促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著重要地位［1］。經(jīng)濟(jì)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(jī)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(yán)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(fù)雜體系［2］。不同區(qū)域的河流受污染特征、類型不同，相應(yīng)的污染源也存在一定差異，由此導(dǎo)致僅僅依賴于生物、化學(xué)或物理修復(fù)措施往往不能達(dá)到徹底修復(fù)水環(huán)境的目標(biāo)［6］。鑒于此，結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)，提出了某兩種或多種技術(shù)集合的多方位生態(tài)修復(fù)體系，然后將其應(yīng)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(wù)功能和河道的水環(huán)境恢復(fù)能力。

1多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系

多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系是一種以技術(shù)集成、統(tǒng)籌管理、綜合治理、長效運(yùn)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(qiáng)化等一系列治理措施實(shí)現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)的自然修復(fù)，見表1。

1.1外源污染控制

實(shí)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(diǎn)源污染控制。因此，多方位生態(tài)修復(fù)采取了一種工程化雨水處理技術(shù)，即雨水原位自動膜濾設(shè)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(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的去除。選擇折疊式濾膜作為濾芯，在保障過水能力的同時(shí)實(shí)現(xiàn)截污的目的。通過設(shè)置水體貯存池，由此可大大降低人工維護(hù)的成本和截留污染物的累計(jì)，從而延長濾芯的工作年限。該設(shè)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(fù)，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(fù)荷和徑流量［8］。水系的水運(yùn)、防洪等功能為傳統(tǒng)駁岸的最根本的目標(biāo)，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。基于自然材料的生態(tài)駁岸可為植被的生長提供了環(huán)境條件，具有增強(qiáng)水岸自然景觀、涵養(yǎng)水源和保護(hù)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(wù)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(gè)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(shí)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(fù)河流濕地及河道的生態(tài)系統(tǒng)、嚴(yán)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(jìn)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(jī)械清淤和生物酶底泥修復(fù)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(diǎn)［9］。機(jī)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(xiàng)措施的投資成本較高，一般適用于污染負(fù)荷高的小面積水域修復(fù)。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(fù)技術(shù)，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(jìn)入河道時(shí)產(chǎn)生失衡或不穩(wěn)定，通過采用應(yīng)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(yù)體系提升［11］。當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)措施為超微凈化水工藝，見圖1。該技術(shù)是采用超高壓氣水混合法形成大量的微小氣泡，由此實(shí)現(xiàn)增大水體氧容量和氧化有機(jī)物、去除各類污染物的目標(biāo)，從而大大提升水體能見度，在河流水體凈化方面具有較強(qiáng)有效性。超微凈化水處理技術(shù)可逐個(gè)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(jī)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(shí)現(xiàn)治理黑臭水體的目標(biāo)。

1.4水體自凈化

應(yīng)根據(jù)河道不同的受損和受污染程度，采取相應(yīng)的管理、修復(fù)和治理策略，從而提高工程資金的使用效率和各項(xiàng)治理措施的成效。當(dāng)前，水生態(tài)系統(tǒng)在河道整治中的應(yīng)用越來越廣泛，對于強(qiáng)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(yán)重、受污染脅迫時(shí)間不長且水質(zhì)超標(biāo)不嚴(yán)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(fù)。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(qiáng)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(jìn)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(yán)重惡化和長期污染物超負(fù)荷輸入的河道，采取養(yǎng)護(hù)、修復(fù)、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(shí)施補(bǔ)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(jìn)行強(qiáng)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(shí)現(xiàn)動物蛋白與有機(jī)物、藍(lán)綠藻轉(zhuǎn)化的同時(shí)，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(diǎn)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(shè)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(fù)易被忽視的環(huán)節(jié)。

2實(shí)例應(yīng)用

以贛州市南康區(qū)城市水環(huán)境治理工程為例，治理項(xiàng)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(shè)置相應(yīng)的截污措施，使得各種污水和部分降水直接進(jìn)入河道，考慮選用隔膜導(dǎo)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(dǎo)流作用，將部分污水流至下游可降低進(jìn)入南康城區(qū)段的污水量，由此實(shí)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(qiáng)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(shí)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(guān)要求利用河流生態(tài)技術(shù)，進(jìn)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(xiàng)目中引入超微凈化設(shè)備技術(shù)，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(biāo)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(xiàng)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(xiàng)目實(shí)施2個(gè)月后，河流水體由之前的淡綠色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榍宄阂姷?、無色透明的水體，河流水環(huán)境得到明顯改善，TP、NH3－N、COD等污染指標(biāo)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。

篇3

關(guān)鍵詞：生態(tài)修復(fù) 水環(huán)境

課題：秦皇島市社科聯(lián)項(xiàng)目

201206167 秦皇島生態(tài)城市指標(biāo)體系構(gòu)建、評價(jià)與生態(tài)城市建設(shè)對策研究 201206166 秦皇島生態(tài)城市建設(shè)現(xiàn)狀與對策研究

秦皇島市科技局項(xiàng)目

2012025A128秦皇島市北戴河及相鄰地區(qū)近岸海域環(huán)境綜合整治保障機(jī)制研究

一、生態(tài)恢復(fù)技術(shù)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用主要是用于各種受損生態(tài)系統(tǒng)如河流、湖泊、水庫、海洋等水生生態(tài)系統(tǒng)、草原、森林、礦區(qū)等陸地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)重建過程中。[6-8]

目前廣泛應(yīng)用的污染水體整治工作如駁岸景觀、河床硬化、綜合調(diào)水及引流沖污等方法都難以解決水體生態(tài)系統(tǒng)重建與水體功能的再現(xiàn)問題。 因此，從 20 世紀(jì) 70 年代后開始采取水污染治理與生態(tài)修復(fù)相結(jié)合的方法，強(qiáng)調(diào)水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)逐漸成為受污水體治理的主導(dǎo)思路。

二、生態(tài)恢復(fù)主要技術(shù)與方法

（一）生態(tài)修復(fù)技術(shù)概念

生態(tài)修復(fù)的概念

所謂環(huán)境生態(tài)修復(fù)，是指使受損生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)到被破壞前的自然狀況，強(qiáng)調(diào)在不斷減少污染源的前提下，采用生態(tài)方法改善環(huán)境質(zhì)量，提升環(huán)境自凈能力，還原生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)在區(qū)域的結(jié)構(gòu)功能[19]。

（二）生態(tài)修復(fù)技術(shù)與方法

1、污染水體生態(tài)恢復(fù)的工程技術(shù)

（1）植物修復(fù)技術(shù)

植物修復(fù)技術(shù)是以植物（如水草、水生花卉等）忍耐和超量積累某種或某些化學(xué)物質(zhì)的理論為基礎(chǔ)，利用植物及其共生生物體系清除水體中的污染物的環(huán)境污染治理技術(shù)。

①植物萃取技術(shù)

利用金屬積累植物或超積累植物將水體中的金屬萃取出來，富集并運(yùn)輸?shù)街参锟墒崭畈糠帧?/p>

②根際過濾技術(shù)

利用超積累植物或耐重金屬植物從污水中吸收、沉淀和富集有毒金屬。

③植物固化技術(shù)

利用耐重金屬植物或超積累植物降低重金屬的活性，從而減少因重金屬擴(kuò)散而進(jìn)一步污染環(huán)境的可能性。

（2）動物與微生物修復(fù)技術(shù)

水生動物群落的恢復(fù)是水體生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的重要內(nèi)容，同時(shí)亦是維持重建水生植物群落結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定的重要機(jī)制。

①采用CBS水體修復(fù)技術(shù)

CBS是Central Biological System（集中式生物系統(tǒng)）的簡稱，由美國CBS公司的科學(xué)家開發(fā)研制，并得到廣泛成功應(yīng)用，是一種高科技的生物修復(fù)水體的方法，是利用微生物生命過程中的代謝機(jī)理，將廢水中的有機(jī)物分解為簡單的無機(jī)物，從而去除有機(jī)污染物的過程。

②采用EM技術(shù)進(jìn)行水體修復(fù)

EM為高效復(fù)合微生物菌群的簡稱，是一種由酵母菌、放線菌、乳酸菌、光合菌等多種有益微生物經(jīng)特殊方法培育而成的高效復(fù)合微生物菌群。EM技術(shù)時(shí)日本琉球大學(xué)教授比嘉照夫先生于20世紀(jì)80年代初開發(fā)成功的一項(xiàng)微生物技術(shù)。EM菌群是由5科10屬80多種對人類有益的微生物復(fù)合培養(yǎng)而成的多功能微生物菌群。其物理性狀為棕褐色液體，包含有光合細(xì)菌、醋酸桿酶、放線菌、乳酸菌和酵母菌5大類微生物。EM菌群在其生長過程中能迅速分解污水中的有機(jī)物，同時(shí)依靠相互間共生增殖及協(xié)同作用，代謝出抗氧化物質(zhì)，生成穩(wěn)定而復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，抑制有害微生物的生長繁殖，激活水中具有凈化水功能的原生動物、微生物及水生植物，通過這些生物的綜合效應(yīng)從而達(dá)到凈化與修復(fù)水體的目的。

2、富營養(yǎng)化湖泊的生態(tài)修復(fù)技術(shù)[14-19]

（1）恢復(fù)水生植被

控制營養(yǎng)物的生物措施包括擴(kuò)大天然營養(yǎng)物匯點(diǎn)對營養(yǎng)物的滯留，削減營養(yǎng)物向營養(yǎng)生成帶的再循環(huán)和內(nèi)負(fù)荷，外源負(fù)荷的削減必須與湖泊內(nèi)過程相吻合，即將營養(yǎng)物保持為初級生產(chǎn)者所不能利用的化學(xué)形態(tài)或滯留于湖內(nèi)不能利用的位點(diǎn)?？刂仆庠礌I養(yǎng)負(fù)荷，除利用和恢復(fù)水陸交錯(cuò)帶的濕地和湖泊沿岸帶的大型植物和微生物的作用，發(fā)展費(fèi)用較低的半天然的人工濕地也是一種可行途徑。對于水質(zhì)明顯惡化的水體沉水植被不易恢復(fù)，即使恢復(fù)也難以維持。因此我們必須通過根際系統(tǒng)的凈化，控制面源污染，或是通過生物量的收獲消除內(nèi)負(fù)荷，美化環(huán)境。重建以沉水植物為主的水生植被對以武漢東湖為代表的長江中下游富營養(yǎng)化淺水湖泊的恢復(fù)至關(guān)重要。因此必須將工程措施與生態(tài)措施結(jié)合起來。在重建水生植被的早期，也必須根據(jù)湖泊水生植被自身的演替規(guī)律和水生植物的生理生態(tài)特征選擇耐污性強(qiáng)的r-選擇型植物作為先鋒種類，然后逐步對水生植被的結(jié)構(gòu)加以優(yōu)化。

（2）優(yōu)化水產(chǎn)養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)，恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)平衡

一般說來，湖泊退化的表征有藻類過度增長、水生植被衰退、污染輸入超過水體自凈能力及凈化能力下降、水質(zhì)惡化、食物鏈喪失等。對于這些問題，必須采取相應(yīng)的人為措施促進(jìn)湖泊的恢復(fù)，防止水體的進(jìn)一步污染，降低富營養(yǎng)化水平。大型枝角類及植食性魚類雖然可以降低藻類現(xiàn)存量，提高水體透明度，但在長期尺度上不能根本解決問題，必須進(jìn)行湖泊生態(tài)系統(tǒng)的整體優(yōu)化，提高和恢復(fù)生物多樣性，進(jìn)而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在湖泊富營養(yǎng)化的過程中，水生植物群落本身也發(fā)生演替變化，以適應(yīng)不同的營養(yǎng)水平和水環(huán)境條件。

在水體富營養(yǎng)水平高，透明度低，加上水華大量發(fā)生，草食性魚類攝食等因素的作用下，沉水植物損失，湖泊進(jìn)入浮游植物占優(yōu)勢的狀態(tài)，我國稱之為藻型湖泊，表現(xiàn)為湖水渾濁、生物多樣性降低，湖泊的利用價(jià)值、美學(xué)價(jià)值和野生生物保護(hù)價(jià)值也隨之下降。但并非每一個(gè)湖泊都符合這一模式順序發(fā)展。由上述演替過程分析，對于長江流域富營養(yǎng)化淺水湖泊的生態(tài)恢復(fù)必須以沉水植物為主的水生植物重建為重點(diǎn)，將工程措施和生態(tài)調(diào)控措施結(jié)合起來。對外源與內(nèi)源污染負(fù)荷的削減是有效的生態(tài)調(diào)控措施的前提。在重建水生植被的早期必須根據(jù)湖泊水生植被自身的演替規(guī)律和水生植物的生理生態(tài)特征，選擇耐污性強(qiáng)的，選擇型植物作為先鋒種類，然后逐步對水生植被的結(jié)構(gòu)加以優(yōu)化。

3、海洋生態(tài)修復(fù)---海藻的應(yīng)用

海藻是海洋生態(tài)環(huán)境的生態(tài)修復(fù)者，大力發(fā)展海藻養(yǎng)殖，可以減少海洋富營養(yǎng)化，修復(fù)已遭到破壞的海洋生態(tài)系統(tǒng)，保護(hù)海洋生物資源。

海藻通過從海洋環(huán)境中不斷吸收氮和磷，當(dāng)生長到一定大小，可以被人們很容易地從海區(qū)收獲到陸地，這種收獲本身就是把大量吸收和儲存在海藻中的氮和磷從海洋中除去。這種除氮和磷的方式必須存在兩大前提：其一是該種海藻具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且經(jīng)濟(jì)價(jià)值越高越容易被栽培和收獲。其二該種海藻可大規(guī)模栽培生產(chǎn)且收割方便。海洋微藻也能從海洋中吸收氮和磷，但由于其個(gè)體小難以收獲，因此難以充當(dāng)現(xiàn)代海洋生態(tài)修復(fù)者，只能作為生態(tài)平衡成分之一。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：水生植物；人工濕地公園；生態(tài)修復(fù)

中圖分類號：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20150932024

1 人工濕地景觀水體的污染及治理概述

1.1 人工濕地景觀水體的污染現(xiàn)狀和原因

人工濕地景觀水體是指對天然的水體進(jìn)行改造，或者是完全人工施工的封閉或者半封閉的水體，景觀水體的主要功能是觀賞、娛樂以及美化環(huán)境。例如，重慶璧山觀音塘濕地公園、重慶彩云湖國家濕地公園、重慶涪江國家濕地公園等。

旅游區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、城市公園、私人庭院、校園、高檔小區(qū)以及各類廠礦企業(yè)等為人工濕地景觀水體存在的主要地方，這些人工濕地景觀水體大多肩負(fù)著美觀和生態(tài)兩種功能。但是，景觀水體本身的特征以及外界環(huán)境、人為因素等的影響，大多數(shù)的景觀水體都受到了不同程度的污染，部分景觀水體更是污染了周圍的環(huán)境，給周邊的游客、居民帶來了負(fù)面影響，對周邊的生態(tài)環(huán)境造成了污染。根據(jù)我國相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得知，我國有超過90%的公園水體受到了不同程度的污染，水體臟亂發(fā)黑、發(fā)臭，水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重。目前城市公園中的水體水質(zhì)的調(diào)查結(jié)果都顯示，水質(zhì)存在富營養(yǎng)化的特征，且水體中的磷鹽和氮鹽含量較高。我國湖泊中的水體水質(zhì)富營養(yǎng)化程度不斷加深，大多數(shù)的湖泊水質(zhì)都為四類、劣四類甚至是劣五類。湖泊通過清淤、換水等方法緩解水質(zhì)，但即使是處理過后的水體，水質(zhì)仍然屬于富營養(yǎng)化。

人工濕地景觀水體不僅要具備景觀的特質(zhì)，還要具備調(diào)節(jié)生態(tài)環(huán)境的功能，但是受到整體環(huán)境、人為因素等原因的影響，水質(zhì)不斷惡化。目前，水體污染的原因主要包括3個(gè)方面：人工濕地景觀水體大多為封閉或者半封閉的狀態(tài)，水體流動緩慢，甚至有的是靜止的水體。水體的面積較小，自身的凈化能力較弱，需要人工處理。即使部分面積較大的景觀水體，如重慶璧山觀音塘濕地公園、重慶彩云湖國家濕地公園等，由于這些湖泊是淺水性湖泊，湖底容易沉積各類污染物，治理的難度較大；人工濕地景觀水體作為人工建造或者是人工改造的水體，水體的形狀、駁岸、岸邊的坡度以及池底的形式在設(shè)計(jì)中會存在各種問題，影響了景觀水體的蓄水能力和流動能力，導(dǎo)致水體的流動緩慢、甚至呈現(xiàn)出死水的問題；人工濕地景觀水體周邊人類的活動頻繁，因此外在污染源較多，人為因素給水體帶來了污染，例如，生活垃圾、污水以及工業(yè)污水等，都是破壞水體生態(tài)平衡的重要因素。

1.2 人工濕地景觀水體污染治理方法

人工濕地景觀水體的污染治理要研究水體受污染的程度以及造成污染的原因，從而針對性的進(jìn)行治理修復(fù)，實(shí)現(xiàn)治理的最優(yōu)化。目前，全球?qū)坝^水體的治理和修復(fù)方法主要分為3種，分別是物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)以及生物-生態(tài)修復(fù)，以上3種修復(fù)方法都涉及多種技術(shù)手段，同時(shí)各有優(yōu)劣。

另外，根據(jù)景觀水體需要修復(fù)位置的不同，水體的修復(fù)方法包括原位修復(fù)技術(shù)和異位修復(fù)技術(shù)，而人工濕地景觀水體的修復(fù)大多采用異位修復(fù)技術(shù)。不管是采取何種修復(fù)方法，都存在一定的弊端。因此，在治理修復(fù)人工濕地景觀水體時(shí)，要充分調(diào)研水體的污染源以及污染的程度，結(jié)合多種修復(fù)手段，結(jié)合人工濕地景觀水體的景觀和生態(tài)功能，制定出短期和長期的治理修復(fù)目標(biāo)，對設(shè)計(jì)的修復(fù)方案進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。同時(shí)，人工濕地景觀水體的治理要注重提高水體自身的凈化能力，從而促進(jìn)水體的生態(tài)平衡，保持持續(xù)性的穩(wěn)定狀態(tài)。

2 種植水生植物對水體水質(zhì)的影響

2.1 吸收水體中的污染物

水體中的水生植物能夠直接吸收并且利用污水中的各類營養(yǎng)物質(zhì)，污水中的有機(jī)氮被微生物分解并轉(zhuǎn)化，無機(jī)氮是水生植物生長中重要的營養(yǎng)物質(zhì)，植物吸收無機(jī)氮后，合成蛋白質(zhì)、有機(jī)氮，而收割水生植物可將有機(jī)氮、無機(jī)氮從人工濕地水體中除去。污水中的無機(jī)磷也是水生植物生長中的營養(yǎng)物質(zhì)，植物吸收、同化無機(jī)磷，轉(zhuǎn)化成植物的有機(jī)成分，最終可通過收割植物除去無機(jī)磷。生根的植物除去砂土中的氮磷物質(zhì)，浮水植物能夠去除水中的營養(yǎng)物質(zhì)。大型挺水植物的莖和葉、浮水植物能夠過濾沉淀砂石和有機(jī)微粒。

2.2 微生物的降解作用

微生物能夠?qū)⑷斯竦鼐坝^水體中的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成營養(yǎng)物質(zhì)，而人工濕地水體中的微生物的種類和數(shù)量非常龐大。由于人工濕地景觀水體中的植物根系形成了網(wǎng)絡(luò)狀，植物根系周圍形成了厭氧、缺氧和好氧三種環(huán)境，不同類型的微生物能夠分別進(jìn)行吸附和代謝的工作，從而更好的分解水中的營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)人工濕地景觀水體形成良好的污水處理系統(tǒng)。

2.3 吸附、沉降作用

人工濕地景觀水體中的植物還能夠吸附有毒有害物質(zhì)，包括重金屬等，且沉水植物的吸附和沉降能力高于漂浮植物和挺水植物，植物的不同部位的吸附沉降能力也具有較大的差別。景觀水體中的植物能夠較好的吸收、吸附污染物，水體的凈化能力得到提高。另外，水生植物能夠通過生化作用分解消除水底的沉降污染物，利用光合作用分解污染物，而植物的根系部位為微生物提供降解環(huán)境，促進(jìn)污染物的排除。

2.4 對藻類生長的抑制作用

水生植物與浮游藻類之間進(jìn)行光照、營養(yǎng)物質(zhì)以及生長空間的競爭，減緩浮游藻類的生長。浮葉植物以及漂浮植物遮擋了浮游藻類生長需要的光照，同時(shí)有些水生植物能夠分泌出導(dǎo)致浮游藻類死亡的物質(zhì)，最終減少水體中的浮游藻類，促進(jìn)水體的凈化功能。

2.5 水生植物景觀設(shè)計(jì)

人工濕地景觀具備觀賞和生態(tài)兩種功能，水生植物的設(shè)計(jì)也要考慮到觀賞和生態(tài)兩種功能，因此要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)水生植物時(shí)，要充分結(jié)合湖床的形狀設(shè)計(jì)，根據(jù)水位由淺到深的原則，分別種植挺水植物、浮葉植物以及沉水植物和漂浮植物。例如，種植荷花時(shí)，要做好控制管理，防止荷花蔓延，要留出一定的空間種植睡蓮等，保證空間的層次化。在景觀水體的邊沿要種植挺水植物，美化湖岸的線條。沉水植物種植時(shí)需要設(shè)置圍欄，防止占據(jù)太大空間，同時(shí)要注意收割，既能夠保持植物的生長，保證美觀，同時(shí)提升景觀水體的生態(tài)平衡。

2.6 人工濕地對水體生態(tài)的影響

人工濕地能夠凈化水質(zhì)且調(diào)節(jié)生態(tài)，我國各地的氣候條件千差萬別，部分地區(qū)干燥雨少，湖中常常出現(xiàn)水少的現(xiàn)象，不利于水生植物的生長以及當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的平衡，人工濕地能夠改善并且緩解水平衡。建造人工濕地系統(tǒng)，能夠在冬季少水的情況下，為公園供水提供保障，促進(jìn)水體生態(tài)環(huán)境的平衡。

2.7 水體生態(tài)的多樣性變化

由于我國對生態(tài)環(huán)境的重視，目前我國大多數(shù)的人工濕地景觀水體都基本保持平衡狀態(tài)，以往的臟亂得到了改善，一年四季不僅水質(zhì)好，同時(shí)水生植物的存在，更具備了觀賞的價(jià)值，且魚蝦等水生動物也有了更好的生存環(huán)境，部分湖中還出現(xiàn)了底棲生物，形成了完整的生態(tài)系統(tǒng)。水生植物提升了水質(zhì)，形成了良好的生態(tài)環(huán)境，而好的生態(tài)環(huán)境則孕育了水生植物和動物，促進(jìn)了生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

3 應(yīng)用水生植物進(jìn)行生態(tài)修復(fù)時(shí)需注意的問題

3.1 季節(jié)性明顯

水生植物修復(fù)景觀水體時(shí)體現(xiàn)了較強(qiáng)的季節(jié)性特征，夏季修復(fù)效果最佳，冬季修復(fù)較差。主要是由于冬季品種較少，冬季植物對水體的污染凈化效果較差，觀賞價(jià)值也次于夏季。在種植水生植物時(shí)，要充分考慮到冬季和夏季的區(qū)別，可結(jié)合常綠植物或者是耐水濕能力的常綠品種，保持冬季的水體修復(fù)功能。

3.2 綜合考慮各種因素，確保生態(tài)修復(fù)效果

使用水生植物修復(fù)人工濕地景觀水體時(shí)，要根據(jù)景觀水體的污染程度、污染源以及當(dāng)?shù)厮参锏纳L特點(diǎn)、氣候、水紋和岸邊植物設(shè)計(jì)水生植物。不同的水生植物具有對不同污染物的吸收能力，不同植物之間也存在相生相克，因此要綜合考慮不同植物之間的合理搭配，形成生態(tài)與觀賞兼具的植物景觀系統(tǒng)。

3.3 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理，謹(jǐn)防二次污染

水生植物多數(shù)能夠大面積繁衍，一旦疏于養(yǎng)護(hù)管理，會出現(xiàn)瘋長、蔓延的情況，例如水芹菜、水花生、野茭白等都會對水體造成不同程度的侵害。因此，必須要對水生植物進(jìn)行定期收割、處理，冬季可以對部分水生植物進(jìn)行剪除，防止蚊蠅的泛濫以及水體發(fā)黑發(fā)臭等。

4 水生植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

4.1 重慶市彩云湖國家濕地公園概況

重慶市重慶彩云湖國家濕地公園占地107hm2，位于科技城中心，具有生態(tài)保護(hù)、防洪減災(zāi)、休閑娛樂、科普教育以及園林景觀等多重功能。該人工濕地公園的重要風(fēng)格為立體濕地，溪流、梯田以及池塘的搭配突出了彩云湖的立體特點(diǎn)。而梯田不僅具有田園風(fēng)光特點(diǎn)，同時(shí)還起到了清水、凈化的作用。濕地公園的凈水系統(tǒng)包括塘床生態(tài)系統(tǒng)、厭氧沉淀池以及水生植物生態(tài)圈等。出于生態(tài)和觀賞的需要，桃花溪、彩云湖和梯田形成了完整的生態(tài)圈，水生植物沉淀、吸附、分解水體中的污染物，改善水質(zhì)，保持生態(tài)的平衡。

4.2 濕地公園中水生植物的種類組成

彩云湖國家濕地公園中的水生植物主要有6種，分別屬于5科，包括3種漂浮類水生植物、1種浮水類水生植物和2種沉水類水生植物。選擇的水生植物以香蒲、蘆葦、水菖蒲、荷花、睡蓮等常見植物為主。這些常見植物既能夠較好的生長，適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境氣候，同時(shí)由于人們熟知這些植物，具備較好的觀賞價(jià)值。

4.3 濕地公園植物床中水生植物的生態(tài)功能

彩云湖國家濕地公園種的水生植物主要蘆葦、傘草以及香蒲、荷花、茭白等植物。蘆葦擁有較強(qiáng)的輸氧能力，茭白能夠吸收氮磷等物質(zhì)。兩者的結(jié)合能夠較好的處理污染物。同時(shí)，蘆葦還能夠分解水中的污染物，處理好富營養(yǎng)化的水體，克制浮游藻類的生長。荷花、睡蓮等植物則能夠較好的分解、除去氮磷物質(zhì)，還能夠凈化水質(zhì)，使水更為清澈。香蒲能夠凈化富營養(yǎng)水體，去除水中的重金屬污染物。傘草的根系發(fā)達(dá)，管理較為容易，具有較好的觀賞價(jià)值。該濕地公園種植多品種的植物，既能夠起到凈化水質(zhì)的作用，同時(shí)還能夠達(dá)到觀賞的目的。

5 結(jié)語

人工濕地景觀水體大多肩負(fù)著美觀和生態(tài)兩種功能。但是，景觀水體本身的特征以及外界環(huán)境、人為因素等的影響，大多數(shù)的景觀水體都受到了不同程度的污染，對周邊的生態(tài)環(huán)境造成了污染。濕地景觀水體處理種，水生植物的成本較低，后期的養(yǎng)護(hù)管理也相對容易，同時(shí)水生植物能夠達(dá)到保持水體生態(tài)長期穩(wěn)定的目的。在水生植物設(shè)計(jì)中，要充分結(jié)合濕地景觀的氣候、形狀、具體地理環(huán)境等，綜合性的考慮，實(shí)現(xiàn)生態(tài)與觀賞功能一體化。人工濕地景觀水生植物種植后，要定期維護(hù)管理，避免水生植物的瘋長、肆虐，保持水體生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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篇5

關(guān)鍵詞：水質(zhì);生態(tài);工程設(shè)計(jì);自然處理;人工處理

Abstract: The relationship between human and ecological environment more attention, this paper mainly to the Fengxian campus of the Shanghai Normal University campus water as an example, through investigating the status quo of the water quality, sediment, aquatic organisms, riparian, ecological environment, so as to reduce the school in the water replacement cost, save cost and get better campus environment. The method can also be applied to other regional water improvement project.

Key words: water quality; ecology; engineering design; natural treatment; artificial processing

中圖分類號： Q494文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

1.概述

長期城市化與工業(yè)化對河流生態(tài)系統(tǒng)健康狀況造成了嚴(yán)重影響，河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)逐漸引起人們的重視。調(diào)查顯示，我國90%以上城市河流受到不同程度污染，生態(tài)功能喪失現(xiàn)象嚴(yán)重[1]。近幾年來，國內(nèi)許多專家學(xué)者對河流水生態(tài)治理與修復(fù)進(jìn)行了深入研究，蘇冬艷等人（2008年）對河流治理與修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了綜述[2]，劉輝等（2009年）提出了利用水生態(tài)修復(fù)技術(shù)治理治理杭州河道水生態(tài)系統(tǒng)的對策和建議。

以水的自我調(diào)節(jié)為基礎(chǔ)，遵從“道法自然”的自然依據(jù)，按照物質(zhì)在自然界遷移、轉(zhuǎn)化、流動與循環(huán)的規(guī)律，在少量人類輔助功能的幫助下，充分利用自然生態(tài)系統(tǒng)，與地方自然條件、社會條件和經(jīng)濟(jì)條件相結(jié)合，使之相互聯(lián)系成一個(gè)有機(jī)系統(tǒng)，促進(jìn)良性循環(huán)，同步增加與兼收經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益。

城市河道水生態(tài)環(huán)境問題及治理現(xiàn)狀

2.1城市河道水生態(tài)環(huán)境存在的問題

2.1.1城市河道渠化破壞河道生態(tài)系統(tǒng)

天然的河流、湖泊、池塘是自然變遷和構(gòu)造運(yùn)動的產(chǎn)物，但隨著社會的發(fā)展，人類的開發(fā)活動，尤其是隨著城市人口密集，開發(fā)建設(shè)強(qiáng)度大，對河道裁彎取直，修建水庫和其他水利設(shè)施，以及開辟人工河道等，河道水生態(tài)系統(tǒng)自然屬性遭受破壞，呈現(xiàn)出人工化、渠道化與規(guī)則化，水文流態(tài)受水利設(shè)施控制，且受到現(xiàn)澆混凝土、預(yù)制混凝土塊體或漿砌石結(jié)構(gòu)的護(hù)坡影響，隔斷了地下水與土壤的聯(lián)系，導(dǎo)致水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單一，恢復(fù)和緩沖能力減弱。

2.1.2城市河道水體污染嚴(yán)重

部分工業(yè)廢水及大部分生活污水未加處理直接排入河道，致使部分區(qū)域的河流浮萍藻類生物的迅速生長，水體甚至呈現(xiàn)紅褐色，墨綠色，水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象嚴(yán)重。另外由于人類保護(hù)水生態(tài)環(huán)境意識較薄弱，隨手向河內(nèi)丟棄垃圾等，導(dǎo)致部分河段水面雜物漂浮、蚊蠅孳生。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國80%的城市河流受到不同程度的污染，許多流經(jīng)城市段的江河水質(zhì)都劣于Ⅲ類水，河中生物基本絕跡，河流的生態(tài)功能惡化[3]。

2.1.3城市河道淤積嚴(yán)重

受到不恰當(dāng)?shù)某鞘虚_發(fā)的影響，使許多河流的河道變窄，河網(wǎng)被分割，城市建設(shè)中廢物傾倒使河床越來越高，并且政府有關(guān)部門不重視河道清淤工作，沒有定期對河道進(jìn)行清淤，致使部分河道淤積嚴(yán)重，不但影響了河道水質(zhì)，也嚴(yán)重影響了河流本身所具有的泄洪功能，加劇了城市洪澇災(zāi)害發(fā)生的頻率和程度。

2.2城市河道水生態(tài)環(huán)境治理中存在的問題

通過對全國各地河道整治資料進(jìn)行查閱發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前大部分城市的河道水質(zhì)治理方面存在以下幾個(gè)主要問題：利用水生態(tài)修復(fù)技術(shù)治理城市河道水生態(tài)系統(tǒng)的重要性依然沒有引起相關(guān)部門的足夠的重視，現(xiàn)如今河道的主要整治措施還是截污納管、生活污水處理和底泥疏浚；一些地方雖然在整治方案中都強(qiáng)調(diào)了生態(tài)治水的重要性，但在具體技術(shù)上缺乏相應(yīng)的實(shí)施方案和操作措施；在利用生態(tài)技術(shù)修復(fù)河道水生態(tài)的認(rèn)識上存在較大的偏差，許多設(shè)計(jì)者對于河流的生態(tài)修復(fù)純粹是從景觀美學(xué)的角度出發(fā)，沒有考慮河道的基本情況及其功能定位。

2.3城市河道水生態(tài)環(huán)境的一般修復(fù)方法

水生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)理論復(fù)雜、因素眾多、操作困難的工作，既要因地制宜，又要符合科學(xué)，更要講究實(shí)效。按照水生態(tài)系統(tǒng)的理論，結(jié)合全國河道、湖泊水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)情況的分析，修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)的主要處理技術(shù)可以分為：物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)以及生物技術(shù)。具體處理方法及其相應(yīng)的特點(diǎn)見下表（表1）：

表1環(huán)境修復(fù)技術(shù)及其特點(diǎn)

3.工程實(shí)例

3.1上海師范大學(xué)奉賢校區(qū)河域概況

由于上海師范大學(xué)奉賢校區(qū)校內(nèi)所有水域均流通，故以中心河的水質(zhì)數(shù)據(jù)為樣本進(jìn)行分析，從而對全校水質(zhì)進(jìn)行估計(jì)。

（1）中心河及其排水口現(xiàn)狀

圖1為中心河的衛(wèi)星圖，從西面起第一座橋設(shè)為橋①（玉蘭前），第二座橋（三教前）設(shè)為橋②，東面起第一座橋?yàn)闃颌邸Ｏ嚓P(guān)數(shù)據(jù)如下（表2）：

圖1中心河的衛(wèi)星圖

表2中心河現(xiàn)狀相關(guān)數(shù)據(jù)

根據(jù)實(shí)地調(diào)查，大中型排水口個(gè)數(shù)及分布如圖所示，小型排水口分布如下：

橋①以西，北岸有小型排水口7個(gè)，南岸有小型排水口6個(gè)。橋①―橋②，北岸有小型排水口16個(gè)；南岸無小型排水口。橋②―橋③，北岸有小型排水口14個(gè)，5個(gè)小型排水口。橋③以東，北岸有小型排水口13個(gè)；南岸有小型排水口10個(gè)。

（2）中心河水域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

2012年7月對中心河進(jìn)行了實(shí)地考察，對其水域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀的初步了解如下：

橋①至橋③的區(qū)域，湖水基本清澈，能見度較高，有魚、蝦等水生生物。橋③以東，湖水稍有渾濁，東墻周圍湖水能見度低，總體流動性較小，湖水泛綠，河岸邊緣及角落有浮游類植物。橋①以西區(qū)域水質(zhì)情況較差。湖水呈青綠色，部分區(qū)域有輕微乳白色，湖水能見度河岸邊緣大型排水口處有浮沫以及少量的上層浮油，大部分區(qū)域水質(zhì)混濁，能見度低，水生生物稀少。中心河河岸由水泥石塊砌筑，水域底部淤泥較厚。綜上，預(yù)估中心河富營養(yǎng)化情況比較嚴(yán)重。

3.2水環(huán)境試驗(yàn)與監(jiān)測

在2011年10月起對四個(gè)河段（為方便起見，在下文，橋①以西命名為#1，橋①―橋②命名為#2，橋②―橋③命名為#3，橋③以東命名為#4）進(jìn)行為期1年的采樣。因分析水域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀得出本河段富營養(yǎng)化情況嚴(yán)重，故擬測試pH、水溫、DO、COD、BOD5、NH3-N，6項(xiàng)指標(biāo)來評估富營養(yǎng)化情況，并對未來形成治理方案提供依據(jù)。測定方法如下[4][5]：

表3 水環(huán)境測定方法

（1）關(guān)于中心河水溫T的監(jiān)測值分析

從圖2中可看出中心湖的水溫分布均勻，4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)只有較小偏差，同時(shí)最高水溫為#2處的28.5℃，7月； 且1月份水溫均低于5℃，與上海市的氣溫變化同步。由于缺少近十年的當(dāng)月平均水溫，無法對其級別定位，僅從一年的數(shù)據(jù)觀察看，水溫指標(biāo)滿足IV類水標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）關(guān)于中心河pH值監(jiān)測值的分析

從圖3中看出PH值的變化范圍為6.31～7.54,其中5月至10月呈弱堿性, 11月至4月顯弱酸性，其PH值最大值出現(xiàn)在7月和最高水溫相對應(yīng)。中心河的酸堿度基本滿足景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但1月份測得的酸堿度超過了標(biāo)準(zhǔn)。河水的PH值是河水及其水域各種自然因素綜合作用的結(jié)果。在流動河水中，氫離子的濃度并不取決于水分子的離解，而主要取決于河水中各種負(fù)離子，例如碳酸根、碳酸氫根、二氧化碳的對比關(guān)系。在富營養(yǎng)化水體中，隨著富營養(yǎng)化的發(fā)展，由于藻類光合作用消耗水中的二氧化碳，致使水中氫離子減少而導(dǎo)致PH值升高，呈現(xiàn)PH值隨藻類生長而顯著增高趨勢[6] 。

圖2 中心河水溫T監(jiān)測值 圖3中心河PH值監(jiān)測值

（3）關(guān)于中心河溶解氧DO監(jiān)測值的分析

從圖4中可知，中心河水體中溶解氧最小值是1.6mg/L,最大值是3.78mg/L。除了7月至8月溶氧量值低于標(biāo)準(zhǔn)外，#1處溶氧量值從5月至8月間亦低于標(biāo)準(zhǔn)值，此處根據(jù)實(shí)際調(diào)查確是存在嚴(yán)重的富營養(yǎng)化以及嚴(yán)重的污水排放情況。潔凈水體中的溶解氧一般接近飽和，如果水體受到有機(jī)物質(zhì)和還原性物質(zhì)污染時(shí)，溶解氧會低于飽和值，尤其當(dāng)藻類在水面形成遮光阻氣層時(shí)，影響大氣氧和水中氧的正常平衡以及水生植物的光合作用受阻，會使低層溶解氧大幅度降低，甚至趨于零值。此時(shí)將會導(dǎo)致厭氧微生物繁殖、水質(zhì)惡化。

（4）中心河生化需氧量監(jiān)測值的分析

從圖5中可看出中心河生化需氧量的變化范圍是23mg/L～47mg/L， 明顯高于IV類水體的生化需氧量標(biāo)準(zhǔn)值。生化需氧量越高，表示水中需氧有機(jī)污染物越多。

圖4中心河溶解氧DO監(jiān)測值 圖5中心河生化需氧量監(jiān)測值

（5）中心河化學(xué)需氧量監(jiān)測值的分析

如圖6中所示，中心河重鉻酸鉀指數(shù)較高，變化范圍為62mg/L～110mg/L,最大值出現(xiàn)在6月的#1處。重鉻酸鉀指數(shù)是表征水體中可被高錳酸鉀氧化的物質(zhì)，主要是有機(jī)物的含量。是一項(xiàng)重要的水質(zhì)參數(shù)。在富營養(yǎng)化水體中由于浮游植物強(qiáng)烈的光合作用生成了大量的有機(jī)體，使水體的化學(xué)耗氧量明顯增高。5月至7月間，中心河的重鉻酸鉀指數(shù)足以體現(xiàn)。

（7）中心河氮氨含量監(jiān)測值的分析

如圖7所示，中心河氮氮濃度都較高。最大偏差為1.96mg/L。最大值出現(xiàn)在6月，最小值出現(xiàn)在11月。氮氨濃度較高時(shí)必然會導(dǎo)致水域的富營養(yǎng)化。中心湖氮氨變化范圍為1.85～4.97mg/L。達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值僅為#3處的1,2,11,12月數(shù)據(jù)以及#2處的1月數(shù)據(jù)。且#1處的數(shù)據(jù)均高于其它監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)，可見#1處的富營養(yǎng)化最為嚴(yán)重。

可見對中心湖進(jìn)行整治規(guī)劃勢在必行也刻不容緩。

圖6中心河化學(xué)需氧量監(jiān)測值圖7中心河氨氮含量監(jiān)測值

3.3水生態(tài)環(huán)境修復(fù)

中心河是貫穿上師大奉賢校區(qū)，與新農(nóng)河和月亮湖等其他水域連通，因此它不僅和其他水體一起調(diào)節(jié)了局部氣候，同時(shí)也具有一定的欣賞價(jià)值。但是由于疏于管理，導(dǎo)致目前中心湖富營養(yǎng)化程度嚴(yán)重，生物多樣性遭到破壞，因此有必要對該河流進(jìn)行治理，并需要通過多種方法的結(jié)合，已到達(dá)徹底修復(fù)河道水生態(tài)系統(tǒng)的目的。

3.3.1處理河流底部沉積物

富營養(yǎng)化湖泊中的底部沉積物常是一個(gè)營養(yǎng)庫，在一定條件下可不斷釋放磷，這稱為內(nèi)部負(fù)荷。當(dāng)外部負(fù)荷減少后， 內(nèi)部負(fù)荷可補(bǔ)償，使富營養(yǎng)化現(xiàn)象繼續(xù)存在[7]。底泥疏浚與覆蓋技術(shù)是河流污染治理中普遍采用的措施之一，可以較大程度的消減底泥對上覆水體的污染貢獻(xiàn)率，進(jìn)而解決內(nèi)源釋放而造成的二次污染問題，并為后續(xù)的生物技術(shù)介入創(chuàng)造出良好的生態(tài)條件。通過挖泥疏浚可以直接去除底泥中的營養(yǎng)鹽含量，減輕內(nèi)部負(fù)荷對湖泊的影響[8]。

3.3.2水生動物修復(fù)技術(shù)

水體中的藻類除受營養(yǎng)物質(zhì)的控制外，也受到浮游動物和魚類的控制。因此，可以通過放養(yǎng)浮游動物和魚類來達(dá)到改善區(qū)域性水水質(zhì)的目的。常用于攝食藻類的魚類有螺螄、鰱魚、鳙魚、鯽魚等。根據(jù)調(diào)查，蚌類可以將水中懸浮的藻類及有機(jī)碎屑濾食；螺螄主要攝食固著藻類，同時(shí)分泌促絮凝物質(zhì)，使湖水中懸浮物質(zhì)絮凝；濾食性魚類，如鰱魚、鳙魚等可以有效去除水體中的綠藻類物質(zhì)。我國的謝平、劉健康等（1999年）提出旨在控制藍(lán)藻水華的非經(jīng)典生物操縱法[9]可供參考。

3.3.3河道補(bǔ)水

可通過增加水利設(shè)施并加以調(diào)控，引入上游或者附近水源，加快水流速度等。既補(bǔ)充河道水量，又可以沖刷稀釋污染水域，置換死水區(qū)的河水，使河流由厭氧狀態(tài)變?yōu)楹醚?，在短時(shí)期內(nèi)降低水體的污染負(fù)荷，改善水生動物、水生植物的生存環(huán)境，提高河流的自凈能力，改善水環(huán)境質(zhì)量[8]。

通過上述三種方法的結(jié)合使用，中心河水質(zhì)有了明顯的改善。

4.結(jié)論與建議

相較于化學(xué)修復(fù)法的易造成二次污染和物理修復(fù)法的治標(biāo)不治本，生物生態(tài)修復(fù)法具有工程造價(jià)相對較低，不需耗能或低耗能，運(yùn)行成本低廉，處理效果好且不會形成二次污染的特點(diǎn)。近年來這種技術(shù)發(fā)展很快，在國外已經(jīng)達(dá)到工程實(shí)用化的程度，并且積累了系列觀測數(shù)據(jù)。通過對上海師范大學(xué)奉賢校區(qū)中心河水質(zhì)監(jiān)測與相應(yīng)的修復(fù)處理，可以得出以下結(jié)論及建議。

交疏挖底泥處理法，水生動物修復(fù)和河道補(bǔ)水法更具有可持續(xù)發(fā)展性，不僅可以節(jié)約財(cái)力，更可以全面改善生態(tài)環(huán)境，利用自然自我修復(fù)和凈化的能力改善水質(zhì)。

富營養(yǎng)化湖泊中的底部沉積物是一個(gè)營養(yǎng)庫，單獨(dú)采用水生動物修復(fù)或河道補(bǔ)水法，很難在短期內(nèi)有效改變河道水質(zhì)，所以定期清理河流底部沉積物是必須的。

在水域內(nèi)放置生態(tài)浮床，并放養(yǎng)攝食藻類的魚類等，以構(gòu)成生物鏈。以達(dá)到在修復(fù)水質(zhì)的同時(shí)增加河域的觀賞性的目的。

加強(qiáng)點(diǎn)源和面源污染治理，通過加強(qiáng)截污納管建設(shè)，加快城鎮(zhèn)污水收集管網(wǎng)工程建設(shè)，從而從源頭上根治水生態(tài)污染狀況。

參考文獻(xiàn)

[1]曾勇，趙彥偉，楊志峰，等.北京北環(huán)水系生態(tài)修復(fù)方案優(yōu)選[J],生態(tài)學(xué)雜志,2008，28（8）,

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[2]蘇冬艷,崔俊華,晁聰,等. 污染河流治理與修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J],河北工程大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2008,25(4),56-60.

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[4]《水和廢水監(jiān)測分析方法》第三版，中國環(huán)境科學(xué)出版社,1989.

[5]《環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則―地面水環(huán)境》（HJ/T2.3）對中心河采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 （GB3838-2002）中規(guī)定的IV類水標(biāo)準(zhǔn).

[6]張勇.城市淺水景觀湖水質(zhì)模型研究[D],太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文,2006.5.

[7]張鎮(zhèn),劉桂民. 當(dāng)前我國湖泊富營養(yǎng)化治理的進(jìn)展及思考[J],工業(yè)安全與環(huán)保,2007,33(10),

50-52.

篇6

關(guān)鍵詞：水環(huán)境修復(fù)；河流；湖泊水庫；地下水

水環(huán)境是流域內(nèi)儲存、傳輸和提供水資源的水體，是水生生物生存與繁衍的空間，也是各種污染物的最終歸宿。根據(jù)水的地理位置，將流域中的水環(huán)境分為地表水環(huán)境和地下水環(huán)境。地表水環(huán)境指河流、湖泊、水庫、海洋、沼澤、冰川等以暴露在地面的水為主的水域；地下水環(huán)境指泉水、淺層地下水、深層地下水等存在于包氣帶以下底層空隙的水域[1]。

人類不合理的生產(chǎn)和生活方式對水環(huán)境造成了不同程度的損害，世界水資源委員會指出，全世界有50%以上的水域已被污染，水域生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞。我國水環(huán)境受損也比較嚴(yán)重，超過60% 的河流、湖泊和濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能遭到不同程度的破壞[2]。

水環(huán)境修復(fù)，就是利用生態(tài)系統(tǒng)原理，采取各種技術(shù)手段，提高水體質(zhì)量，修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使流域生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整體協(xié)調(diào)、自我維持和自我演替的良性循環(huán)[3-5]。

隨著水環(huán)境恢復(fù)理論地不斷完善和深入，近年來水環(huán)境恢復(fù)研究發(fā)展較快。美國有關(guān)受損水環(huán)境的修復(fù)研究，自1970 年起由clean lake program（clp）組織實(shí)施，投入經(jīng)費(fèi)逐年增加[6]。歐洲一些國家也從20 世紀(jì)70 年代開始水環(huán)境治理和修復(fù)工作。如荷蘭在1990 年對aldefeane 地區(qū)水環(huán)境進(jìn)行修復(fù)，成效顯著[7]。20 世紀(jì)80 年代，我國開始了對水環(huán)境恢復(fù)的研究工作，并在巢湖、太湖等不同地區(qū)開展了水環(huán)境恢復(fù)的研究與實(shí)踐[8-10]，取得了許多成功的經(jīng)驗(yàn)。

為了保證人類的可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)切實(shí)可行的技術(shù)對受損水環(huán)境進(jìn)行修復(fù)，成為了環(huán)境科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。水環(huán)境修復(fù)的對象不僅包括水體，還有水體相關(guān)的生物地理環(huán)境。而不同的水域形式，因其物理環(huán)境、化學(xué)環(huán)境以及生物環(huán)境的不同，需要不同的修復(fù)技術(shù)體系。河流、湖泊水庫和地下水是與人類生產(chǎn)生活密切相關(guān)的水環(huán)境，本文將從這3個(gè)方面，綜述其最新的水環(huán)境修復(fù)技術(shù)，為水環(huán)境修復(fù)技術(shù)的研究提供基礎(chǔ)。

1 河流修復(fù)技術(shù)

河流修復(fù)是指使河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到未被破壞前的近似狀態(tài)，且能夠自我維持動態(tài)均衡的復(fù)雜過程[11]。河流修復(fù)技術(shù)多種多樣，①物理技術(shù)：河道引水技術(shù)、生態(tài)防滲技術(shù)、底泥疏浚與物理覆蓋技術(shù)、人工增氧技術(shù)等[12-15]；②化學(xué)技術(shù)：投加絮凝劑促進(jìn)污染物沉淀、加石灰脫氮、投加化學(xué)藥劑除藻、調(diào)節(jié)ph值對重金屬進(jìn)行化學(xué)固定、原位化學(xué)反應(yīng)技術(shù)等[16]；③生物-生態(tài)技術(shù)：微生物修復(fù)技術(shù)、水生動植物修復(fù)技術(shù)[17-19]、人工濕地技術(shù)以及多自然型河流構(gòu)建技術(shù)等。

本文將重點(diǎn)介紹以下方法：河道引水技術(shù)、原位化學(xué)反應(yīng)技術(shù)和水生植物修復(fù)技術(shù)。

1.1 河道引水技術(shù)

河道引水技術(shù)是指引進(jìn)外部清潔水源來改善河道水質(zhì)[20]，在水源允許的情況下，引進(jìn)外部清潔的水源，增加河水水量，不僅可以人為地縮短水在河道中的停留時(shí)間，增加浮游植物的生物量[21]，使污染河水不易黑臭，同時(shí)水體復(fù)氧量也會增加，提高河道自凈能力。利用調(diào)水改善河道水質(zhì)是一種投資少、成本低、見效快的處理工程。

1.2 水生植物修復(fù)技術(shù)

水生植物在水環(huán)境修復(fù)中的作用方式主要包括物理過程、吸收作用、協(xié)同作用和化感作用[22]。水生植物修復(fù)技術(shù)利用水生植物及其共生的微環(huán)境去除水體中的污染物質(zhì)并恢復(fù)永生生態(tài)系統(tǒng)[16]。水生物修復(fù)技術(shù)的核心是將植物漂浮種植到水面上，利用植物生長從水體中吸收利用大量污染物[23]。生物浮床是其典型的技術(shù)應(yīng)用之一。

1.3 原位化學(xué)反應(yīng)技術(shù)

原位化學(xué)反應(yīng)技術(shù)是指通過化學(xué)反應(yīng)和生物反應(yīng)（氧化、還原、吸附、沉淀、有機(jī)金屬絡(luò)合等），在受污染的地點(diǎn)，原地使重金屬離子固定下來的方法。常用的物質(zhì)包括石灰[ca（oh）2]、灰燼（koh）硫化鈉na2s）等。此外，化學(xué)氧化可以將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無毒或者毒性比較小的化合物，常用的氧化劑為二氧化氯、次氯酸鈉或者次氯酸鈣和臭氧等[3]。

2 湖泊水庫修復(fù)技術(shù)

湖泊水庫水質(zhì)惡化主要有2 個(gè)原因：一是外界輸人的大量營養(yǎng)物質(zhì)在水體中富集，二是內(nèi)

源性負(fù)荷。因此湖泊水庫修復(fù)可從外源性污染物質(zhì)的控制和內(nèi)源性污染物質(zhì)的控制2方面展開。外源性污染物的控制技術(shù)主要有：清潔生產(chǎn)、退耕還林、改變消費(fèi)模式[4]、廢水集中處理技術(shù)[3]等；內(nèi)源性污染物的控制技術(shù)主要有稀釋和沖刷、底泥疏浚和覆蓋、水力調(diào)度技術(shù)、氣體抽提技術(shù)、空氣吹脫技術(shù)、投加石灰法、水生植物修復(fù)技術(shù)、生物調(diào)控技術(shù)、生物膜技術(shù)、微生物修復(fù)技術(shù)、仿生植物凈化技術(shù)、土地處理技術(shù)、深水曝氣技術(shù)等[3]。外源性污染物控制技術(shù)中清潔生產(chǎn)是一項(xiàng)有效技術(shù)，內(nèi)源性污染物控制技術(shù)中底泥疏浚是修復(fù)湖泊水庫的一項(xiàng)有效技術(shù)，這不同于河流的修復(fù)。

2.1 清潔生產(chǎn)

清潔生產(chǎn)是指通過原材料和能源的調(diào)整替代、工藝技術(shù)的改進(jìn)、設(shè)備裝備的改進(jìn)、過程控制的改進(jìn)、廢棄物的回收利用、產(chǎn)品的調(diào)整變更等措施，達(dá)到污染物的源頭削減、過程控制、提高資源利用效率的目的，減少或者避免生產(chǎn)和產(chǎn)品使用過程中污染物的產(chǎn)生和排放，以減輕或者消除對人類健康和環(huán)境危害的技術(shù)[24]。清潔生產(chǎn)技術(shù)主要包括源頭控制、過程減排和末端循環(huán)3類技術(shù)。源頭削減應(yīng)盡量采用無污染、少污染的能源和原材料；過程減量應(yīng)盡量采用消耗少、效率高、無污染、少污染的工藝和設(shè)備；末端循環(huán)時(shí)對必須排放的污染物，采用回收、循環(huán)利用技術(shù)，回收其中有利用價(jià)值的資源。清潔生產(chǎn)可以產(chǎn)生環(huán)境和經(jīng)濟(jì)雙重效益，使得匯入湖泊水庫中的外源性污染物濃度大大減少，達(dá)到修復(fù)的目的。 　2.2 底泥疏浚

底泥是湖泊水庫中的內(nèi)污染源，有大量的污染物質(zhì)積累在底泥中，包括營養(yǎng)鹽、難降解的有毒有害有機(jī)物、重金屬離子等[3]。底泥中的有害物質(zhì)釋放到水體中會使水質(zhì)急劇惡化。底泥疏?？梢詮氐兹コ渲械挠泻ξ镔|(zhì)。一般有2 種形式的疏挖，一種是把水抽干，然后用推土機(jī)和刮泥機(jī)進(jìn)行疏挖，另一種是采用帶水作業(yè)。第1 種方法存在一定的技術(shù)限制，第2 種方法應(yīng)用性更強(qiáng)。帶水疏挖可以采用機(jī)械式疏挖，也可以采用水力式疏挖。疏浚技術(shù)主要包括確定疏挖底泥體積、選擇挖泥機(jī)、計(jì)算壓頭和功率、設(shè)計(jì)底泥堆放場以及底泥利用幾個(gè)部分。疏浚時(shí)應(yīng)注意防止底泥泛起以及底泥的合理處置，避免二次污染。歐洲多國均采用過該技術(shù)對湖泊水庫進(jìn)行修復(fù)，并且效果顯著。例如瑞典的trummen 湖，清除表層1 m 厚的底泥后，水深增加1.1～1.7 m，tp 濃度迅速下降，這種狀態(tài)維持了18 年[25]。

3 地下水修復(fù)技術(shù)

地下水具有多種功能，與人類生活密切相關(guān)。隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，地下水受到了嚴(yán)重污染。因此，對受污染的地下水環(huán)境修復(fù)變得越來越重要，其修復(fù)技術(shù)的研究已引起國外學(xué)者的廣泛關(guān)注[26]。

根據(jù)其主要工作原理地下水修復(fù)技術(shù)可大致歸并為4 類，即物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、生物技術(shù)和復(fù)合技術(shù)[27]。物理技術(shù)包括水動力控制法、流線控制法、屏蔽法、被動收集法、水力破裂處理法等[27]；化學(xué)技術(shù)包括有機(jī)粘土法[28]和電化學(xué)動力修復(fù)技術(shù)[29]；生物技術(shù)包括原位生物修復(fù)技術(shù)例如bs 技術(shù)，和異位生物修復(fù)技術(shù)例如堆肥式處理法、預(yù)制床法、厭氧處理法、生物反應(yīng)器法等；復(fù)合技術(shù)包括滲透性反應(yīng)屏法、抽出處理法、注氣～土壤氣相抽提（sev）法[27]。復(fù)合法修復(fù)技術(shù)兼有以上2 種或多種技術(shù)屬性，例如抽出處理法同時(shí)使用了物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)和生物修復(fù)技術(shù)，綜合各種技術(shù)有點(diǎn)，在修復(fù)地下水時(shí)更加有效。抽出處理技術(shù)，簡稱b&t 技術(shù)，是最常規(guī)的污染地下水治理方法。該方法采用水泵將含水層中地下水面附近的地下水抽取出來，把水中的有機(jī)污染物質(zhì)帶回地表，然后在地面用地面污水處理技術(shù)對其進(jìn)行凈化處理，最后將處理好的水重新注入地下或排入地表水體，以防止地面沉降，或海水人侵，并且可以加速地下水的循環(huán)流動。地面污水處理技術(shù)方法很多，最常用的包括以下7 種：沉淀、膜分離、交換樹脂、活性炭吸附、空氣吹脫、化學(xué)氧化和生物降解[30]。由于液體的物理化學(xué)性質(zhì)各異，p&t 技術(shù)只對有機(jī)污染物中的輕非水相液體去除效果很明顯，而對于重非水相液體來說，治理耗時(shí)長而且效果不明顯[27]。

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篇7

關(guān)鍵詞：北運(yùn)河治理生態(tài)修復(fù) 污染防治研究

The treatment technology research about ecological restoration and pollution control on North Canal in Tongzhou urban district

Su Ying1Li Changsheng2

1.Beijing Tongzhou Science and Technology committee101100;2.Beijing Zhifeng HuayuanEnvironmental EngineeringCo.Ltd101107

Abstract：Synthetically analyze the trunk and branch of North Canal in Tongzhou urban district, topographic feature, landform, river, water quality, benthonic organism, and the pollution discharge factor. Use the terrestrial and aquatic plant organism habits, biology and ecology purification function to research fencing and nurturing in overflow land, structuring biological chain, ecological retaining water, non-point source pollution control. Lead into the idea of ecological restoration and pollution control technology, transit the river treatment of manual work to ecological restoration mode gradually. This is very important for pushing forward ecological civilization construction of North Canal in Tongzhou urban district, and promoting the water environment virtuous cycle development.

Key Words: North Canal treatment, ecological restoration, pollution control, research

中圖分類號：TV85文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1 引言

北運(yùn)河是京杭大運(yùn)河的上游段，是海河流域的主要水系之一，干流全長 90公里，位于北京市東南，其中，干流界面北關(guān)閘上游為溫榆河，北關(guān)閘下游為北運(yùn)河。北運(yùn)河主要支流有通惠河、涼水河、鳳港減河等，承擔(dān)北京市城區(qū)、西郊地區(qū)及東郊部分地區(qū)的排水任務(wù)。通州區(qū)境內(nèi)的北運(yùn)河長41.9km，其生態(tài)建設(shè)和水環(huán)境安全直接影響城區(qū)社會發(fā)展和經(jīng)濟(jì)環(huán)境。本文在分析通州區(qū)段北運(yùn)河生態(tài)區(qū)位、水環(huán)境質(zhì)量、生物組成特點(diǎn)、水環(huán)境保護(hù)目標(biāo)、生態(tài)保護(hù)壓力的基礎(chǔ)上，以水環(huán)境生態(tài)保護(hù)重點(diǎn)、污染面源控制、污染消減與生態(tài)建設(shè)并重為依托，結(jié)合河灘地封育、生物鏈構(gòu)建、生態(tài)蓄水形式、污染控制，引入生態(tài)修復(fù)與污染控制技術(shù)理念，使河道由人工治理逐步過渡到生態(tài)修復(fù)的模式。

2 北運(yùn)河水質(zhì)現(xiàn)狀與生態(tài)狀況

2.1河流水污染現(xiàn)狀

2012年4月，北京市水務(wù)局監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，北運(yùn)河水系48個(gè)河段中，除5個(gè)無水河段外，有35個(gè)河道的水質(zhì)都屬于劣Ⅴ類。流域河水呈黃綠色，其中，岸攤發(fā)臭垃圾堆和水中白色漂浮物隨處可見，說明北運(yùn)河自凈能力較差， 水質(zhì)狀況不容樂觀。近些年，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，北運(yùn)河流域人口數(shù)量不斷增加，工業(yè)企業(yè)、畜牧養(yǎng)殖業(yè)等的規(guī)模不斷擴(kuò)大，污水排放量日益增加，水質(zhì)惡化現(xiàn)象仍在加?。涣硗猓鼛啄曜匀桓珊惮F(xiàn)象嚴(yán)重，河流雨水匯入水量不斷銳減，更加劇了河道水質(zhì)惡化趨勢。

2.2河流底棲生物監(jiān)測情況

采集北運(yùn)河上新華大街橋、六環(huán)輔路橋和宋郎路橋的三個(gè)代表性生物樣品進(jìn)行底棲生物分析。分析數(shù)據(jù)表明，北運(yùn)河通州城區(qū)段底棲大型無脊椎動物主要由兩類組成，分寡毛類和搖蚊科類。其中寡毛類 5 種，搖蚊科類3 種，共 8 種。這 8 種底棲動物在各斷面分布有所區(qū)別，其中六環(huán)輔路橋寡毛類2 種，搖蚊幼蟲 2 種，新華大街橋寡毛類 3 種，搖蚊幼蟲 1 種，種類最多的是宋郎橋，寡毛類3 種，搖蚊幼蟲類3 種。從底棲動物種類組成上看，其特點(diǎn)是生物種類較少，以寡毛類最多為5 種，搖蚊幼蟲只有 3 種；同時(shí)，這些種類多為耐污染種，說明該段河流所受污染較為嚴(yán)重。根據(jù)監(jiān)測得到的底棲動物種類和數(shù)量，對各個(gè)取樣點(diǎn)的生物多樣性指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，評價(jià)結(jié)果見表1。

通州區(qū)北運(yùn)河城市段生物多樣性指數(shù)評價(jià)結(jié)果

取樣點(diǎn) 新華大街橋 六環(huán)路輔路橋 宋郎路橋

D 值 1.36 1.43 1.71

污染等級 中污染 中污染 中污染

結(jié)果表明：D值越大，說明水體受污染程度越小，相應(yīng)地其生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其運(yùn)營狀況越健康。北運(yùn)河底棲生物種類和數(shù)量少、且主要為耐污種類；多樣性指數(shù)較低，表明其水質(zhì)狀況較差，生態(tài)系統(tǒng)退化嚴(yán)重。北運(yùn)河底棲生物多樣性指數(shù)從一個(gè)側(cè)面反映了北運(yùn)河污染程度及生態(tài)退化情況。

2.3北運(yùn)河生態(tài)狀況

通州區(qū)屬北溫帶半濕潤半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，春秋干旱少雨，夏季炎熱多雨，冬季寒冷多西北風(fēng)。多年平均降水量約為600毫米，降水特點(diǎn)是年際變化大，年內(nèi)集中；多年平均水面蒸發(fā)量為1815.5毫米，蒸發(fā)強(qiáng)烈。全區(qū)多年平均水資源總量約為2.16億立方米，人均水資源占有量約410立方米。根據(jù)通州區(qū)水資源評價(jià)資料，全區(qū)可利用水資源量為30032萬立方米，其中地表水可利用總量平均為10360萬立方米。地下水資源比較豐富，多年平均降雨入滲補(bǔ)給量為14452萬立方米，地表水入滲補(bǔ)給量為2780萬立方米，農(nóng)業(yè)灌溉水入滲補(bǔ)給量為3610萬立方米，年可開采量約為2億立方米。而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，每年的需水量以9.3%左右遞增。因此，通州區(qū)水資源的供需矛盾日益突出，缺口逐年加大。隨著人口規(guī)模的發(fā)展，人均水資源量逐漸減少，污水排放量卻日趨增大，城市河流水生態(tài)系統(tǒng)面臨越來越大的壓力，出現(xiàn)河流斷流，濕地萎縮，地下水位下降及生態(tài)退化等嚴(yán)重問題。天然降雨量減少形成的河道斷流，河漫灘植被砍伐，河道人工化、渠道化，挖沙造成的河道沙化，都加劇了河道生態(tài)環(huán)境的惡化，降低水體的自凈能力并使河流生態(tài)系統(tǒng)退化。城市河流承擔(dān)著城市正常運(yùn)行的水供給與受納功能、生態(tài)功能、景觀美化功能，健康的水環(huán)境是城市可持續(xù)發(fā)展的重要保障。[1]城市水環(huán)境的污染，水生態(tài)系統(tǒng)的破壞，對人民健康和城市生態(tài)安全構(gòu)成了威脅。治理水環(huán)境，恢復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)，正常發(fā)揮河流的社會功能，才能使城市良性、可持續(xù)發(fā)展。

3.主要問題

3.1地表水污染，制約了生態(tài)品質(zhì)

北運(yùn)河上游，隨著人口的大量涌入，人口密度的增加，生活污水排放量也隨之增大。中國環(huán)境狀況公報(bào)的數(shù)據(jù)顯示，全國生活污水排放量逐年增加，其中的COD與氨氮等主要污染物的排放量遠(yuǎn)大于工業(yè)廢水。[2]來自上游的生活污水成分復(fù)雜，主要來自餐廚廢水、洗衣廢水、沖廁水、淋浴水等，其中含有脂肪、米糠菜屑、洗滌用劑、化學(xué)品成分、大腸桿菌、汗液等。生活污水排放量大，有機(jī)物和化學(xué)品含量高，難于降解等是北運(yùn)河水體污染的重要因素。

除上游生活污水外，北運(yùn)河還承載了區(qū)內(nèi)大量生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、餐飲業(yè)、娛樂業(yè)等廢水。根據(jù)通州水務(wù)局的統(tǒng)計(jì)資料，目前北運(yùn)河通州城市段 11. 2km河段內(nèi)，每年共有入河污水 6149 萬方，這還是近幾年對近 70個(gè)排污口進(jìn)行截流后的情況。由此可見，北運(yùn)河水體水質(zhì)惡化受區(qū)內(nèi)入河污水的影響很大。

3.2天然徑流補(bǔ)給量減少，生態(tài)環(huán)境脆弱

《北京市“十二五”時(shí)期水資源保護(hù)及利用規(guī)劃》的數(shù)據(jù)顯示，與多年平均降水量相比，近12年來北京市降水量減少19%，水資源總量減少43%，入境水量減少77%，兩庫來水減少79%?？捎盟Y源急劇減少，導(dǎo)致沒有適當(dāng)?shù)膹搅餮a(bǔ)給河道，河道自凈能力減弱，承載力降低，加重了河流的污染。河流污染程度的加深直接造成水中及河道周邊動植物死亡，生物種類及數(shù)量降低，生物物種退化，生態(tài)多樣性減少等一系列生態(tài)問題。加之為爭取水資源而進(jìn)行的地下水超采，水源地保護(hù)等工程設(shè)施的建設(shè)，都會對河道水生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

3.3水體功能區(qū)承載污染負(fù)荷大與治理技術(shù)不相適宜

通州區(qū)位于北京市東南，處于北京市水系的下方，區(qū)內(nèi)河道多為排水河道，承擔(dān)著上游區(qū)縣和北京市區(qū)的排洪、排污任務(wù)，長期接納的是上游的雨水和污水。因近些年降雨量明顯減少，而入河污水量顯著增多，所以上游排入河道的水大部分為污水，水體污染更加嚴(yán)重。近些年，隨著地表水體污染日益嚴(yán)重，對于河流、湖泊等污染水體的水質(zhì)改善技術(shù)研究已經(jīng)取得了一定進(jìn)展，但還存在很多不足，尤其對于北運(yùn)河這樣的城區(qū)河流，因?yàn)楹拥乐苓吙臻g有限，所以很多處理技術(shù)難以應(yīng)用；此外，北運(yùn)河水體水量巨大，處理量太小對于改善整個(gè)河道水環(huán)境不能起到根本作用。

綜上所述，作為北京市水系的重要組成部分，北運(yùn)河的水環(huán)境質(zhì)量直接關(guān)系到北京市整體的水資源可持續(xù)利用和發(fā)展進(jìn)程，改善北運(yùn)河水體質(zhì)量，提高流域水資源利用程度，是北京市水資源可持續(xù)利用的迫切需要，對于實(shí)現(xiàn)北京市環(huán)境、社會和經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。作為通州區(qū)內(nèi)的主要河流，北運(yùn)河的水環(huán)境問題已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了通州區(qū)的社會、經(jīng)濟(jì)發(fā)展，引起了政府有關(guān)部門和當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姷膹V泛關(guān)注。因此，改善北運(yùn)河水環(huán)境，提高其水體質(zhì)量，對于通州區(qū)的社會、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和北京市的水資源可持續(xù)利用是十分必要的，具有重要意義。

4.控制水污染實(shí)施生態(tài)修復(fù)技術(shù)的思路

生態(tài)修復(fù)(ecological restoration)是指通過人為的調(diào)控，使受損害的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到受干擾前的自然狀況，恢復(fù)其合理的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、高效的系統(tǒng)功能和協(xié)調(diào)的內(nèi)在關(guān)系。

4.1探究機(jī)理，尋找對策

自然河流凈化作用主要通過河流中的生物鏈發(fā)生作用，生物鏈主要由水生植物、水生及兩棲類動物、浮游生物、原生動物、微生物等構(gòu)成。水生植物能夠吸收水里的氮、磷等無機(jī)物作為生長的營養(yǎng)物質(zhì)，并產(chǎn)生氧氣提供給水生及兩棲動物，同時(shí)其龐大的根系又為微生物及水生動物、兩棲類動物提供棲息地。微生物依靠水生植物的根系形成生物膜，能夠?qū)又参锏氖w及其他有機(jī)物進(jìn)行降解和利用。原生動物以細(xì)菌、真菌為食，浮游生物以原生動物為食，水生動物攝食浮游生物，鳥類和兩棲類以水生動物為食。水生態(tài)系統(tǒng)形成的生物鏈，發(fā)揮了水體的自凈作用，一旦某一環(huán)節(jié)產(chǎn)生了問題，如水中有機(jī)物超出了微生物降解能力，就會破壞生物鏈，進(jìn)而破壞水體的自凈作用。

河流生態(tài)系統(tǒng)也是一個(gè)復(fù)合系統(tǒng), 由河岸生態(tài)系統(tǒng)、水生態(tài)系統(tǒng)、濕地及沼澤生態(tài)系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成, 其生態(tài)健康受水文、地形、動力等諸多因素影響[3] 。向河道內(nèi)排放污廢水、過量用水、擠占河灘地、砍伐森林、引入外來物種以及大規(guī)模筑壩、修建水庫、河道渠道化等水利工程措施, 都會破壞河流生態(tài)系統(tǒng)健康【4】。河道內(nèi)水生生態(tài)系統(tǒng)和河岸生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞, 必然造成生物多樣性降低，生物量銳減，河流水質(zhì)惡化。

4.2找準(zhǔn)方法，注重創(chuàng)新

開發(fā)生態(tài)水體修復(fù)技術(shù)，是當(dāng)前水環(huán)境技術(shù)的研究和開發(fā)熱點(diǎn)。實(shí)際上，大自然在發(fā)展變化的長期過程中，本身已經(jīng)具備了自我凈化、自我完善的強(qiáng)大能力，這使得自然界得以持續(xù)而有序地運(yùn)行，其中水體的自然生物凈化能力，在人類出現(xiàn)之前的遠(yuǎn)古時(shí)期，就保證了自然界江河湖泊水體的潔凈。目前開發(fā)的水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)，實(shí)質(zhì)上是按照仿生學(xué)的理論，對自然界恢復(fù)能力與自凈能力的強(qiáng)化，可以說，按照自然界自身規(guī)律去恢復(fù)其本來面貌，強(qiáng)化自然界自身的自凈能力去治理被污染水體，這是人與自然和諧相處的合乎邏輯的治污思路，也是一條創(chuàng)新的技術(shù)路線。

近幾十年，通過大量研究與實(shí)踐，已明確水環(huán)境污染實(shí)際上是典型的生態(tài)問題， 因此， 在對污染水域進(jìn)行治理時(shí)，應(yīng)用生態(tài)學(xué)方法能使生態(tài)問題得到最終解決。近年，強(qiáng)調(diào)治理與生態(tài)修復(fù)相結(jié)合，甚至更加強(qiáng)調(diào)生態(tài)修復(fù)的作用。從上世紀(jì)七十年代起，尤其是近十余年來，日本、美國、德國、瑞士等發(fā)達(dá)國家紛紛對以往的水環(huán)境治理思路進(jìn)行反思，提出了生態(tài)治水的新理念，尊重河湖系統(tǒng)的自然規(guī)律，注重對其自然生態(tài)和自然環(huán)境的恢復(fù)和保護(hù)，使河湖的綜合服務(wù)功能得以展現(xiàn)。

4.3綜合比對，優(yōu)勢顯著

目前，國際上處理河湖水庫水體污染的方法主要是三種，一是物理方法，即是通過水利工程措施，如綜合調(diào)水，底泥疏浚，曝氣復(fù)氧，機(jī)械除藻等達(dá)到加速污染物移除與轉(zhuǎn)化的作用；二是化學(xué)方法，利用化學(xué)藥劑的投放，主要起到絮凝沉淀污染水體中內(nèi)源性負(fù)荷磷，釋放氮以及化學(xué)除藻；三是生態(tài)修復(fù)方法，通過人工濕地的構(gòu)建，水生植物栽種，微生物菌群培養(yǎng),模仿自然生態(tài)體系的建立，營造和復(fù)原自然生態(tài)形態(tài)，充分發(fā)揮生態(tài)凈化作用。目前這三種水處理技術(shù)的比較發(fā)現(xiàn)，物理處理法往往治標(biāo)不治本,只能作為對付突發(fā)性水體污染的應(yīng)急措施。化學(xué)方法花費(fèi)較高，且易造成二次污染。[5] 生態(tài)處理方法兼具安全性、經(jīng)濟(jì)性、美觀性。這種處理技術(shù)不向水體投放藥劑，不會形成二次污染；工程造價(jià)相對較低，不需耗能或低耗能，運(yùn)行成本低廉；用生態(tài)方法治污，還可以與綠化環(huán)境及景觀改善相結(jié)合， 在治理區(qū)可以建設(shè)休閑和體育設(shè)施， 創(chuàng)造人與自然相融合的優(yōu)美環(huán)境。所以，這種廉價(jià)實(shí)用技術(shù)十分適用我國江河湖庫大范圍的污水治理工作。

4.4類別劃分，總結(jié)歸納

水生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要包括植物凈化技術(shù)、動物凈化技術(shù)、微生物凈化技術(shù)、仿生植物凈化技術(shù)、土地凈化技術(shù)，多自然型河道構(gòu)建等。

水生植物凈化技術(shù)，是利用水生植物及其共生的微環(huán)境去除水體中的污染物。水生植物能夠吸收水中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，抑制浮游藻類的生長，同時(shí)依附生長于水生植物龐大根系的微生物群能夠?qū)τ袡C(jī)物進(jìn)行降解，從而實(shí)現(xiàn)水中污染物的轉(zhuǎn)移和分解。

水生動物凈化技術(shù)，是通過水生動物的食物鏈效應(yīng)，維持水體中食魚性魚類、食浮游性魚類、浮游生物之間的食物鏈平衡，達(dá)到水質(zhì)改善的目的?！?】水生動物主要包括浮游動物、游泳動物和底棲動物，他們以水體中的細(xì)菌、藻類、有機(jī)碎屑等為食物，可有效地減少水體中的懸浮物、提高其透明度。投放數(shù)量適當(dāng)、物種配比合理的水生動物，可以延長生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈、提高生物凈化效果。

微生物凈化技術(shù)，是通過微生物對有機(jī)物的降解作用，去除水中污染物。水中微生物主要由藻類、細(xì)菌、原生動物等組成，以生物膜的形式存在。依靠微生物技術(shù)的主要工藝方法有生物廊道、氧化塘、生物濾池、生物接觸氧化池等。

仿生植物凈化技術(shù)，仿照河流生態(tài)系統(tǒng)中的沉水植物輪藻，以河道中原有的天然生物菌群作為種源, 在填料絲表面經(jīng)過生物的自然富集形成生物膜, 通過微生物的生命活動去除水中的污染物質(zhì)?！?】土地凈化技術(shù)，以土地為主要處理設(shè)施，污水中的污染物質(zhì)經(jīng)過土壤－植物系統(tǒng)的吸附、過濾、轉(zhuǎn)移等作用被去除，污水達(dá)到一定程度的凈化。由于污水中含有大量的氮、磷等營養(yǎng)元素，通過灌溉等方式，土壤、農(nóng)作物、植物對污染物進(jìn)行攔截、吸收，既滿足了農(nóng)作物等對營養(yǎng)元素的需要，對污水也達(dá)到了凈化的目的。

多自然型河道構(gòu)建技術(shù)即多種生物可以生存、繁殖的治理技術(shù)，它以保護(hù)、創(chuàng)造生物良好的生存環(huán)境與自然景觀為建設(shè)前提,它不是單純的環(huán)境生態(tài)保護(hù),而是在再生生物群落的同時(shí), 建設(shè)具有設(shè)定抗洪強(qiáng)度的河流水利工程?！?】目前治理污染河流趨向于多種技術(shù)的綜合應(yīng)用，同時(shí)還要考慮河流的污染特點(diǎn)，水利條件，生態(tài)環(huán)境特征，氣候，治理目標(biāo)等。

5.幾點(diǎn)建議

河流的自然環(huán)境由水、河道、堤岸、河畔植被以及在此空間生存的生物群落構(gòu)成。生物、生態(tài)技術(shù)治理北運(yùn)河應(yīng)主要從三方面入手，

一是河道形式的構(gòu)建，護(hù)坡護(hù)岸生態(tài)材料的開發(fā)，生物鏈的構(gòu)造與培育。河道形式的構(gòu)建主要是改造河道流路及河床的物理特性, 即是創(chuàng)造出接近自然的流路, 水流要有不同的流速帶。［8］要通過對岸堤生態(tài)槽（溝）、河岸邊坡濕地、坡腳碎石床、河道碎石床等不同的河道斷面構(gòu)建形式進(jìn)行研究，構(gòu)造出適合生物多樣性的河道形式。新型生態(tài)護(hù)槽/岸材料的開發(fā)主要考慮對氮磷的吸收，提供有利于植物生長的空間結(jié)構(gòu)，同時(shí)保證其抗壓、抗凍性達(dá)到規(guī)范要求。生物鏈的構(gòu)造與培育主要從魚類種群和植物種群的構(gòu)建進(jìn)行研究，魚類種群的構(gòu)建包括魚類種類、放養(yǎng)密度，植物種群的構(gòu)建主要考慮植物種類的選取，通過實(shí)驗(yàn)比對研究可得出相關(guān)結(jié)論。

二是生態(tài)凈化技術(shù)的研究與應(yīng)用。首先在北運(yùn)河選取實(shí)驗(yàn)區(qū)，局部展開生態(tài)凈化技術(shù)的應(yīng)用。通過對研究區(qū)水體凈化的適宜性和應(yīng)用的工藝流程、工藝參數(shù)和處理效果進(jìn)行研究評價(jià)，取得污染負(fù)荷、水力條件、植物種群和處理單元設(shè)置、生物填料等方面數(shù)據(jù)，從而研究出適合北運(yùn)河治理的生態(tài)凈化技術(shù)。

三是建立有效的生態(tài)修復(fù)技術(shù)模式。生態(tài)形河流治理，就是在河流空間內(nèi)，將河道治理、護(hù)岸治理、河岸提防治理都融入生態(tài)概念，在不影響河道泄洪排澇功能的前提下，更多地運(yùn)用天然生態(tài)因素進(jìn)行水體的凈化，同時(shí)營造景觀水體滿足人們親水近水的需要。河流的生態(tài)治理和修復(fù)需要關(guān)注水體質(zhì)量、河道形式、生物鏈構(gòu)造、生態(tài)系統(tǒng)多樣性等多方面因素，需要根據(jù)流域的具體情況，從關(guān)鍵影響因素入手，逐一解決問題，逐步建立一套適合本地區(qū)及流域特點(diǎn)的水污染控制與生態(tài)修復(fù)并重的技術(shù)模式。

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篇8

關(guān)鍵詞：水生態(tài) 監(jiān)測 遼河保護(hù)區(qū)

前言

近年來，隨著遼寧經(jīng)濟(jì)的快速增長，導(dǎo)致遼河保護(hù)區(qū)內(nèi)的水生態(tài)環(huán)境污染與破壞日趨嚴(yán)重。水生態(tài)監(jiān)測是水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作的重要基礎(chǔ)和前期工作。開展遼河保護(hù)區(qū)水生態(tài)監(jiān)測，為遼河保護(hù)區(qū)水生態(tài)保護(hù)和修復(fù)工作提供更及時(shí)準(zhǔn)確的信息，為遼河保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與水質(zhì)持續(xù)改善提供技術(shù)支持。因此，我們應(yīng)充分認(rèn)識到開展遼河保護(hù)區(qū)水生態(tài)監(jiān)測的重要性。

1、水生態(tài)監(jiān)測的概念

1.1水生態(tài)監(jiān)測的概念

水生態(tài)監(jiān)測是指為了解、分析、評價(jià)水生態(tài)而進(jìn)行的監(jiān)測工作。水生態(tài)監(jiān)測的目標(biāo)是為了了解、分析、評價(jià)水體等的生態(tài)狀況和功能，監(jiān)測的范圍應(yīng)包括水體及陸地上的植被等；監(jiān)測內(nèi)容包含湖泊水文形態(tài)、生物、化學(xué)與物理化學(xué)質(zhì)量要素。一般的概念上，水生態(tài)監(jiān)測涵蓋了水質(zhì)監(jiān)測和生態(tài)（生物）監(jiān)測[1-2]。。

1.2水生態(tài)監(jiān)測的指標(biāo)篩選

水生態(tài)監(jiān)測指標(biāo)的選擇與確定是進(jìn)行水生態(tài)監(jiān)測的前提，應(yīng)遵循代表性、敏感性、綜合性、可行性、簡易化、可比性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性、階段性、協(xié)調(diào)性、優(yōu)先監(jiān)測的指標(biāo)體系的原則。

（1）景觀指標(biāo)。景觀指標(biāo)是指能夠高度濃縮景觀格局信息，反映其結(jié)構(gòu)組成和空間配置某些方面特征的簡單定量指標(biāo)。包括：懸浮物、水味、水面漂浮物、水色（選測）。

（2）營養(yǎng)鹽狀況指標(biāo)。水體的營養(yǎng)鹽狀況指標(biāo)是評價(jià)水體富營養(yǎng)化的一個(gè)重要指標(biāo)，包括：葉綠素、NH3-N、總氮、總磷。

（3）理化環(huán)境狀況指標(biāo)。 理化指標(biāo)反映生物生存的外界環(huán)境條件，是指采用各種儀器和分析化學(xué)方法，直接分析測定水體中有害物質(zhì)和它們的濃度。這類指標(biāo)比較快速、靈敏，不僅能確定有害物質(zhì)的種類，還能準(zhǔn)確測定它們的含量。包括：pH、懸浮物、總硬度、DO、電導(dǎo)率、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量（BOD5）、化學(xué)需氧量（CODcr）、NH3-N、亞硝酸鹽（以N計(jì)）、硝酸鹽（以N計(jì)）、非離子氨、揮發(fā)酚、總氰化物、總汞、鉻（六價(jià)）、總鎘、石油類、總氮、總磷、氯化物（以CL-計(jì)）、總銅、河流水位、水溫、鋅、氟化物、硒、砷、汞、鉻、鉛、氰化物、揮發(fā)酚、陰離子表面活性劑、硫化物、糞大腸菌群、透明度。

（4）生物指標(biāo)。生態(tài)系統(tǒng)是在一定范圍內(nèi)由生物群落中的一切有機(jī)體與其環(huán)境組成的具有一定結(jié)構(gòu)和功能的綜合統(tǒng)一體。識別生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能，為模擬生態(tài)過程，進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)的評價(jià)，以及對受損生態(tài)系統(tǒng)提供恢復(fù)措施等奠定基礎(chǔ)。包括：底棲動物群落結(jié)構(gòu)特征：種類組成、現(xiàn)存量、空間結(jié)構(gòu)及動態(tài)；細(xì)菌：總大腸菌群數(shù)量、糞大腸菌群（選做）、總菌數(shù)（選做）；浮游植物群落結(jié)構(gòu)特征：種類組成、生物量、葉綠素；浮游動物群落結(jié)構(gòu)特征：種類組成、生物量；大型水生植物群落結(jié)構(gòu)特征：種類組成、種類分布、生物量、優(yōu)勢種類生物量變化；藻類生態(tài)測試。

1.3水生態(tài)監(jiān)測的技術(shù)及方法

水生態(tài)監(jiān)測技術(shù)包括水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)測方案的設(shè)計(jì)、水樣的采集、儲運(yùn)、預(yù)處理，水樣物理性質(zhì)、非金屬無機(jī)物、金屬化合物、有機(jī)化合物的測定，還包括生物監(jiān)測、底質(zhì)監(jiān)測、應(yīng)急監(jiān)測和自動監(jiān)測等綜合性監(jiān)測。目前，隨著航天技術(shù)的快速發(fā)展，衛(wèi)星遙感技術(shù)越來越多地應(yīng)用到水生態(tài)監(jiān)測的各個(gè)方面，為水生態(tài)監(jiān)測提供了重要的實(shí)時(shí)監(jiān)測和動態(tài)監(jiān)測的宏觀手段[3]。

（1）水文要素監(jiān)測。水文條件是影響河流域水生態(tài)系統(tǒng)的首要因素。徑流深度是直接反映區(qū)域產(chǎn)流能力大小的指標(biāo)，同時(shí)受到區(qū)域的降水、蒸發(fā)能力的綜合影響，體現(xiàn)了水熱條件對水生態(tài)系統(tǒng)的綜合作用，因此對水位、土壤含水量、等要素監(jiān)測采用自動遙測（含自動傳輸）方式；對流量、含沙量監(jiān)測等采用巡測；對重要站點(diǎn)的流量也可利用自動測報(bào)系統(tǒng)。測驗(yàn)也可根據(jù)實(shí)際情況及安全條件按駐測、巡測及自動測報(bào)相結(jié)合的方式進(jìn)行[4]。

（2）水環(huán)境要素監(jiān)測。對重要站點(diǎn)設(shè)置水質(zhì)自動監(jiān)測站，其它站點(diǎn)采用移動實(shí)驗(yàn)室開展巡測。

（3）氣象因子監(jiān)測。建設(shè)多參數(shù)自動氣象觀測系統(tǒng)，以自動遙測（含自動傳輸）方式進(jìn)行監(jiān)測。

（4） 水生態(tài)系統(tǒng)中的任何變化都可能影響到水生生物的生理功能、種類豐度、群落結(jié)構(gòu)、種群密度與功能，水生生物監(jiān)測與調(diào)查相結(jié)合，收集必要的有代表性的水生生物信息。

（5）其它各要素?cái)?shù)據(jù)采集次數(shù)以能反應(yīng)各要素變化過程為宜，環(huán)境及人類活動影響等引起水生態(tài)環(huán)境變化的相關(guān)信息，以開展相關(guān)調(diào)查獲取。

1.4水生態(tài)監(jiān)測特點(diǎn)

（1）代表性。水生態(tài)監(jiān)測的目標(biāo)是為了了解、分析、評價(jià)水體等的生態(tài)狀況和功能，更能反映水生態(tài)環(huán)境的主要特征及水生態(tài)過程的變化，說明水生態(tài)環(huán)境的主要問題。

（2）綜合性。一個(gè)全面而高效的水生態(tài)監(jiān)測過程所涉及到的內(nèi)容是紛繁復(fù)雜的，水生態(tài)監(jiān)測監(jiān)測的范圍應(yīng)包括水體及陸地上的植被等；水生態(tài)監(jiān)測還打破專業(yè)限制，內(nèi)容不僅包含了水文水資源監(jiān)測的項(xiàng)目，還包括河流水文形態(tài)、生物、化學(xué)與物理化學(xué)質(zhì)量等要素。

（3）實(shí)用性。由于水生態(tài)系統(tǒng)的任何變化都可能影響水生生物的生理功能、種類豐度、種群密度、群落結(jié)構(gòu)與功能，因此，監(jiān)測水生生物的生活狀態(tài)并以此作為水生生態(tài)系統(tǒng)健康的評價(jià)指標(biāo)，具有較強(qiáng)的實(shí)用性[5]。

2、遼河保護(hù)區(qū)水生態(tài)監(jiān)測的重要性

2.1遼河保護(hù)區(qū)水生態(tài)現(xiàn)狀

近年來，隨著遼寧經(jīng)濟(jì)的快速增長，由此給遼河保護(hù)區(qū)水生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的壓力。長期的高強(qiáng)度區(qū)域開發(fā)導(dǎo)致遼河保護(hù)區(qū)內(nèi)的水生態(tài)環(huán)境污染與破壞日趨嚴(yán)重，水生態(tài)環(huán)境退化、水生態(tài)功能下降及生物多樣性銳減。遼寧省環(huán)保廳雖然已有一些關(guān)于水質(zhì)監(jiān)測及水環(huán)境管理的信息平臺，但保護(hù)區(qū)的生態(tài)監(jiān)測能力較弱，缺乏合理有效的生態(tài)監(jiān)測平臺，監(jiān)測站點(diǎn)的自動監(jiān)測水平落后，基本沒有實(shí)現(xiàn)監(jiān)測站點(diǎn)與數(shù)據(jù)中心的直接傳輸；遼河干流水文站和水質(zhì)監(jiān)測站（斷面），長期以來分屬水利和環(huán)保部門，二者數(shù)據(jù)采集缺乏統(tǒng)一口徑，不利于數(shù)據(jù)的使用和對照，需要增設(shè)與現(xiàn)有水文站對應(yīng)的水質(zhì)監(jiān)測站（斷面）；保護(hù)區(qū)生態(tài)監(jiān)測水平十分落后，基本處于空白狀態(tài)，不利于保護(hù)區(qū)摸清生態(tài)資源家底；動態(tài)觀測和應(yīng)急響應(yīng)能力落后，缺乏生態(tài)建設(shè)保障措施與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管理機(jī)制和管理體系。

2.2遼河保護(hù)區(qū)開展水生態(tài)監(jiān)測重要性的分析

從遼河保護(hù)區(qū)乃至全流域水生態(tài)恢復(fù)與建設(shè)的管理需求看，尚不夠完善，急需在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，完善或建立諸如遼河保護(hù)區(qū)水生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、水生態(tài)管理數(shù)據(jù)資源共享平臺、水生態(tài)管理模型庫、環(huán)境災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)平臺等信息系統(tǒng)，為遼河保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境管理新體系提供技術(shù)基礎(chǔ)，為遼河流域生態(tài)恢復(fù)提供資金、政策、體制和法律上的保障。因此開展遼河保護(hù)區(qū)水生態(tài)建設(shè)的研究對保護(hù)與恢復(fù)遼河生態(tài)系統(tǒng)，提高遼河生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和水體凈化能力，改善河流水質(zhì)，增強(qiáng)生物多樣性，保證水生態(tài)安全，構(gòu)建人與自然和諧、宜居的生態(tài)格局，對促進(jìn)流域社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要價(jià)值。

2010年3月由遼寧省委、省政府批準(zhǔn)，設(shè)立了遼河保護(hù)區(qū)管理局，省人大頒布了《遼寧省遼河保護(hù)區(qū)條例》，開始了遼河依法科學(xué)治理的新篇章，使保護(hù)區(qū)具有較為堅(jiān)實(shí)的監(jiān)管能力基礎(chǔ)。2011年，省委省政府決定建設(shè)遼河保護(hù)區(qū)主行洪保障區(qū)，退耕還河，保障行洪安全與生態(tài)安全，采取了一系列工程措施與生物措施，遼河干流治理保護(hù)工作取得了“重大決定性進(jìn)展”。 2012年遼河率先摘掉“重度污染”的帽子，在全國重點(diǎn)治理的“三河三湖”中脫穎而出，成為遼寧省建設(shè)和全國河流治理與恢復(fù)的范例。目前，遼河流域保護(hù)區(qū)已成為了以河流水體、濕地及野生動物植物為保護(hù)對象，集綜合管理與生態(tài)恢復(fù)為一體的創(chuàng)新型河流類保護(hù)區(qū)。因此，遼河保護(hù)區(qū)水生態(tài)環(huán)境保護(hù)和修復(fù)的任務(wù)越來越重。

3、結(jié)論

水生態(tài)監(jiān)測是水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工作的重要基礎(chǔ)和前期工作[6]，由此，建議遼河保護(hù)區(qū)開展水生態(tài)監(jiān)測，建立遼河保護(hù)區(qū)水生態(tài)監(jiān)測指標(biāo)體系，以遼河保護(hù)區(qū)水生態(tài)監(jiān)測站為平臺，加強(qiáng)研究，遏制遼河保護(hù)區(qū)水污染惡化的趨勢，為遼河保護(hù)區(qū)水生態(tài)保護(hù)和修復(fù)工作提供更及時(shí)準(zhǔn)確的信息，為遼河保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與水質(zhì)持續(xù)改善提供技術(shù)支持。因此，開展遼河保護(hù)區(qū)水生態(tài)監(jiān)測愈來愈重要，勢在必行。

參考文獻(xiàn)：

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篇9

關(guān)鍵詞：城市湖泊；生態(tài)修復(fù)；水生植物；多穩(wěn)態(tài)理論

中圖分類號：S891文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、城市湖泊特點(diǎn)及其修復(fù)的主要理論依據(jù)

1、城市湖泊的功能及特點(diǎn)

從城市湖泊的功能來分類，大致可將城市湖泊分為:①匯水蓄洪式城市湖泊；②區(qū)域水源式城市湖泊；③休閑游娛式城市湖泊；④生態(tài)棲息地式城市湖泊。人工或半人工修建的城市湖泊，與自然湖泊相比，除去在維護(hù)生物多樣性、調(diào)節(jié)局部小氣候、涵養(yǎng)凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)徑流，防洪減災(zāi)等生態(tài)方面的作用，其在美化城市、休閑娛樂、文化運(yùn)動等人文景觀等方面的作用也很突出。

2、湖泊生態(tài)修復(fù)的主要理論

2.1營養(yǎng)鹽濃度限制理論及其應(yīng)用

營養(yǎng)鹽濃度限制理論強(qiáng)調(diào)營養(yǎng)鹽對生物群落的限制與驅(qū)動是湖泊多穩(wěn)態(tài)保持和轉(zhuǎn)化的動力，即當(dāng)營養(yǎng)鹽濃度在一定范圍內(nèi)波動時(shí)，淺水湖泊會出現(xiàn)清水和濁水2種不同的平衡狀態(tài)并且隨著波動在兩者之間轉(zhuǎn)換。對21個(gè)歐美湖泊和1個(gè)北美湖泊生態(tài)恢復(fù)過程中的長時(shí)間序列分析表明，降低外源營養(yǎng)負(fù)荷是迄今為止湖泊恢復(fù)最直接的途徑。與此同時(shí)，對歐洲35個(gè)通過削減外源負(fù)荷而發(fā)生貧營養(yǎng)化湖泊進(jìn)行的長期研究發(fā)現(xiàn)，外源磷負(fù)荷的下降導(dǎo)致大部分湖泊中湖內(nèi)總磷濃度下降、葉綠素a濃度下降和透明度升高。另外，丹麥圍隔試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，中等高濃度磷水平下，1．2mg/L以上的總氮可導(dǎo)致沉水植物消失，并獲得與此一致的湖泊水生植物消失的范圍證據(jù)。

2.2生物操縱理論及其應(yīng)用

生物操縱包含經(jīng)典和非經(jīng)典2種實(shí)現(xiàn)方式，基本原理都是通過對湖泊中生物及其所處環(huán)境的操縱，改善湖泊生態(tài)系統(tǒng)，使得藻類尤其是藍(lán)藻類生物量下降。近年來，生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)的復(fù)雜性、上行效應(yīng)以及濾食性魚類對浮游生物群落結(jié)構(gòu)的營養(yǎng)調(diào)節(jié)作用也被涵蓋為生物操縱的一部分。與歐美地區(qū)通過增加肉食性魚類來減少食浮游動物魚類數(shù)量，以達(dá)到用浮游動物控制藻類的經(jīng)典生物操縱方法所不同，國內(nèi)學(xué)者謝平等采用直接放養(yǎng)濾食性魚類的方法來控制藻類。在武漢東湖歷時(shí)3年多的實(shí)驗(yàn)成功驗(yàn)證了濾食性魚類如鰱魚、鳙魚等在藍(lán)藻水華的控制過程中起了決定性作用且能通過牧食直接消除水華；與此同時(shí)，云南滇池、江蘇太湖等地也驗(yàn)證了類似的生物操縱理論能有效抑制藍(lán)藻水華的爆發(fā)。該技術(shù)對于不能有效控制外源性營養(yǎng)鹽輸入以及浮游動物不能有效控制藻類生產(chǎn)力的湖泊富營養(yǎng)化治理有著重要的創(chuàng)新思路及可實(shí)踐性。

二、構(gòu)建水生植物群落的主要脅迫因子及其應(yīng)對策略

1、外源性污染

隨著城市化進(jìn)程加快、城市人口數(shù)量增長，大量點(diǎn)源污染源如工業(yè)廢水、生活污水及其他固定排放源排出的未經(jīng)處理的污水和街道、地表的雨水徑流等面源污染源帶著大量的營養(yǎng)鹽流入城市內(nèi)湖。一方面造成湖泊水體的富營養(yǎng)化，使水生植物群落大量消失造成水生生態(tài)系統(tǒng)失衡，湖泊原本能起到的調(diào)節(jié)局部小氣候、凈化水質(zhì)等功能喪失；另一方面，流入湖泊中的氮、磷等元素以及有機(jī)物、植物殘?bào)w等伴隨著循環(huán)最終被湖泊底泥所吸收，形成內(nèi)源性污染。

當(dāng)前，我國的大部分淺水湖泊都是由于外源性營養(yǎng)鹽負(fù)荷過高使得水生植物群落的生長受到脅迫直至消失。滇池、巢湖、太湖等重點(diǎn)治理區(qū)域均屬于此種情況。根據(jù)2013年對丹麥200多個(gè)湖泊的總氮、總磷濃度與水生植物覆蓋度的調(diào)查結(jié)果，當(dāng)總磷濃度達(dá)到0．1 mg/L以上，總氮濃度達(dá)到2 mg/L以上時(shí)，水生植物的覆蓋度幾乎趨于零。國外許多試驗(yàn)也表明，對于受大面積、長時(shí)間污染的水體，僅減少外源營養(yǎng)鹽的輸入根本無法有效控制湖泊富營養(yǎng)化和水質(zhì)惡化，內(nèi)源性污染也是湖泊修復(fù)的一個(gè)重要影響因素。因此，如何有效控制內(nèi)、外源性營養(yǎng)鹽含量，形成一個(gè)有利于水生植物群落恢復(fù)的水質(zhì)條件對城市湖泊的生態(tài)修復(fù)有著重要的意義。對于外源性點(diǎn)源污染，許多國家及地區(qū)采取不斷完善城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)，收集污水并運(yùn)送到污水處理廠集中處理的措施。處理后的污水可達(dá)到灌溉及市政用水的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了資源再利用。但部分污染源較為分散，排量小，不利于市政管網(wǎng)的布設(shè)，所造成的污染往往難以得到有效控制，是當(dāng)前需要解決的問題之一。

但人工濕地也存在占地面積大、有機(jī)物富集、冬季處理效果差等不利因素，隨著該領(lǐng)域研究的不斷深入，新工藝的開發(fā)(如污水前處理技術(shù)、潛流式人工濕地、垂直流人工濕地等)有效緩解了這些問題，近年來，吳振斌等在北京奧林匹克公園等重大工程中應(yīng)用復(fù)合垂直流人工濕地均取得了良好效果。許多城市都加強(qiáng)了湖濱生態(tài)帶的建設(shè)，湖濱生態(tài)帶是健全的湖泊生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分，在截污、過濾、控制沉積和侵蝕等方面起著重要的作用。湖濱生態(tài)帶的建設(shè)可以有效緩解面源污染帶來的危害，對改善湖泊水質(zhì)起到了重要的作用。

2、內(nèi)源性污染

內(nèi)源性營養(yǎng)鹽對湖泊營養(yǎng)等級有著重要的影響，而底泥是內(nèi)源性營養(yǎng)鹽的主要來源之一。國內(nèi)外長期的生態(tài)調(diào)查結(jié)果表明，底泥的理化性質(zhì)如氧化還原電位、營養(yǎng)狀況、物理性狀等變化對沉水植物的衰退起著重要的作用。

沉水植物在富營養(yǎng)底質(zhì)及水體中具有過量吸收同化營養(yǎng)鹽的特性，會造成其根系減少、植株矮小、生物量及生長速率明顯下降等不利影響。中國科學(xué)院水生生物研究所2008年在武漢東湖開展的中等規(guī)模實(shí)驗(yàn)表明，高營養(yǎng)環(huán)境影響苦草的碳氮代謝水平并抑制苦草(Vallisneria natans)生長，因?yàn)橹参锝M織中大量積累氨氮導(dǎo)致氮代謝水平改變，產(chǎn)生大量的游離氨基酸，植物組織中積累過量的氨并產(chǎn)生生理毒害，與此同時(shí)，植物葉片中大量積累可溶性糖應(yīng)對脅迫又導(dǎo)致根部可溶性糖減少，導(dǎo)致根部生長及新芽的產(chǎn)生收到影響。此外，底泥中有機(jī)物質(zhì)的大量積累、分解，會導(dǎo)致植物根系缺氧。加上有機(jī)物分解產(chǎn)生的有毒物質(zhì)如硫化物等，使植物根系、莖葉的生長明顯受到抑制，嚴(yán)重阻礙水生植物的生長、分布進(jìn)程。

底泥的物理性狀與沉水植物根系的生長以及扎根深度有著密切的關(guān)聯(lián)，底泥質(zhì)地疏松的湖泊由于易受外界擾動發(fā)生再懸浮，且單位體積營養(yǎng)含量低導(dǎo)致根系無法正常生長分布并向植物組織輸送營養(yǎng)物質(zhì)，所以不利于水生植物的生長。國外也有試驗(yàn)表明，篦齒眼子菜在不同質(zhì)地的底泥條件下其總生物量、地下莖長度和根冠比也有明顯的不同；荷蘭的Breukeleveen湖和杭州西湖在恢復(fù)水生植物群落的過程中，都遇到過由于底質(zhì)過于松軟(爐灰土質(zhì))水生植物難以存活的現(xiàn)象。

目前污染底泥的控制技術(shù)主要有2種:①原位處理技術(shù)，即采取措施將無污染的清潔材料鋪到底泥上阻止底泥污染物進(jìn)入水體。研究表明，原位覆蓋能有效防止底泥中PCBs、PAH及重金屬進(jìn)入水體，對水質(zhì)有明顯的改善作用。但采用原位覆蓋技術(shù)也應(yīng)考慮該水域外源污染物是否得到了有效控制，防止覆蓋物上形成新的污染底泥、底泥污染物毒性和遷移性高低、水體是否受到水力、風(fēng)力等擾動等因素的影響；②異位處理技術(shù)，即對污染底泥進(jìn)行挖掘、疏浚后在別處進(jìn)行后續(xù)處理。西湖底泥疏浚工程的研究表明，疏浚工程明顯降低了表層10cm沉積物中有機(jī)質(zhì)、TN和有機(jī)磷的含量，主要的富營養(yǎng)化相關(guān)指標(biāo)均得到了改善，且浮游植物密度、生物量均有不同程度下降，浮游動物群落種類有所增加。另外，疏浚過深使湖泊水位上升，湖泊深處的有效光照減弱，對部分沉水植物的生長有不利影響，對底棲生物也有一定的危害，同時(shí)使微生物胞外酶活性降低影響沉積物代謝功能。因而，選擇合理的疏浚方式、疏浚深度與疏浚時(shí)令是展開疏浚工程時(shí)應(yīng)著重考慮的問題。

3、主要生態(tài)因子的影響

光照水平是影響水生植物生長的重要因素，如苦草種子發(fā)芽和生長，因其對光照強(qiáng)度變化的響應(yīng)不同，不同光強(qiáng)下種子的萌發(fā)率和生物量明顯不同，只有在一定光強(qiáng)范圍內(nèi)，苦草種子的發(fā)芽和生長才能到最佳狀態(tài)。城市湖泊中也會出現(xiàn)因?yàn)樗参锏娜~片大量生長并漂浮于水面，造成的遮光及其它效應(yīng)對生態(tài)位在深水處的沉水植物造成脅迫，使水生植物群落豐富度降低的現(xiàn)象。另外，在對牧野湖長約1年半的監(jiān)測表明，由于城市湖泊較少收納工廠排出的酸堿廢水，所以pH并不會產(chǎn)生劇烈的波動。但在pH變化較大的湖泊，pH對底泥氮、磷及其它營養(yǎng)鹽的釋放也是有相當(dāng)重要的影響。

水生植物的生長、繁殖都有其適宜的溫度范圍，如菹草(Potamogeton crispus)生長的最適宜溫度為15℃～25℃，在20℃附近光合產(chǎn)氧量最高。低溫脅迫對水生植物的光合作用以及正常的代謝活動均有極明顯的抑制作用。試驗(yàn)表明，只有當(dāng)溫度在適宜的范圍內(nèi)，部分沉水植物的石芽才能正常發(fā)芽，而植物繁殖體對溫度的適應(yīng)性也直接影響具有相似生活史的水生植物種群的種間競爭結(jié)果。因而在構(gòu)建水生植物群落時(shí)，需考慮到不同種群對溫度的適應(yīng)性，合理搭配水生植物群落。

5、水文因子的影響

水位波動對水生植被的恢復(fù)也有著顯著的影響，以牧野湖為例，該湖泊會定期從黃河引水來補(bǔ)充并改善湖泊水質(zhì)，另外到雨季時(shí)由于泄洪需要，牧野湖的水位及水流速度都會發(fā)生巨大的變化。過快的水流速會影響水體中氧氣、二氧化碳等的交換，由于水流造成的拉伸、拖拽等作用會直接影響水生植物的生長，并且部分水生植物的種子、石芽、冬芽等也被水流沖走，從而影響水生植物群落的分布。綜上所述，在湖泊生態(tài)修復(fù)進(jìn)程中影響水生植物生長、分布的生態(tài)因子間有著密切的關(guān)聯(lián)，如部分水生植物在夏季缺乏有效光合輻射以及pH較高的環(huán)境下會衰敗、死亡；同時(shí)pH較高，OH－會與PO43－發(fā)生配體交換反應(yīng)而造成Fe－P/Al－P的釋放，使得更多的內(nèi)源磷伴隨著其它營養(yǎng)鹽大量進(jìn)入水體，引起水體的富營養(yǎng)化；加上人類干擾、魚類及其他水生動物、浮游植物等綜合作用下共同影響水生植物生長、分布。所以，在利用水生植物修復(fù)湖泊水體的時(shí)候，必須綜合考慮多方面生態(tài)因子會對其所造成的影響。

結(jié)束語

相信伴隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，如何更加合理地規(guī)劃、管理、保護(hù)城市湖泊，并在其能承載的范圍內(nèi)更加有效地利用其多方面的功能，將會是今后有關(guān)于城市湖泊研究方面的熱點(diǎn)問題之一。

參考文獻(xiàn)

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篇10

[關(guān)鍵詞]河北 ；水生態(tài)；地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.43.172

在國民經(jīng)濟(jì)快速增長，人民群眾生活水平顯著提高的情況下，經(jīng)過不懈努力，河北環(huán)境保護(hù)工作取得很大進(jìn)展，但水環(huán)境嚴(yán)峻形勢總體上仍沒有根本改變。主要是污染物排放量超過水環(huán)境承載能力，河道水污染，湖泊富營養(yǎng)化，生態(tài)破壞嚴(yán)重，生物多樣性減少，生態(tài)系統(tǒng)功能退化，制約河北經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，危害人民健康，影響社會和環(huán)境安全。實(shí)施生態(tài)修復(fù)不僅是還生態(tài)環(huán)境的欠賬，更有助于進(jìn)一步擴(kuò)大和優(yōu)化河北生態(tài)空間，從而在京津冀協(xié)同發(fā)展過程中強(qiáng)化生態(tài)環(huán)境對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要支撐。

1 河北水生態(tài)存在的突出問題

1.1 水資源稟賦差、配置工程體系不完善

河北省水資源嚴(yán)重不足，水資源總量205億立方米，人均水資源量不足300立方米，畝均水資源量約200立方米，屬典型的資源性缺水省份，水資源嚴(yán)重短缺仍然是可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。

1.2 水土資源保護(hù)滯后

水生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢還未得到有效遏制。河北省仍存在大量水土流失，平原、古河道、沿海等區(qū)域也存在水土流失危害，治理任務(wù)艱巨；平原河道缺乏維系河流健康的基本水量；城市水系水網(wǎng)建設(shè)有待進(jìn)一步規(guī)范；地下水超采嚴(yán)重，超采區(qū)面積達(dá)4萬平方公里，部分地區(qū)出現(xiàn)了地面沉降等環(huán)境地質(zhì)問題；監(jiān)測河段水質(zhì)超Ⅳ類以上占53%，水污染防治任務(wù)艱巨。為實(shí)現(xiàn)“碧水、藍(lán)天、綠地”的目標(biāo)，河北省面臨的生態(tài)省建設(shè)和水環(huán)境治理的任務(wù)十分艱巨，必須下大力氣全面推進(jìn)水環(huán)境治理工作。

1.3 水資源利用方式比較粗放

河北省工業(yè)結(jié)構(gòu)偏重，萬元工業(yè)增加值用水量較周邊先進(jìn)地區(qū)有較大差距，高耗水行業(yè)的節(jié)水亟須加強(qiáng)；城市供水管網(wǎng)老化，節(jié)水器具普及率不高；農(nóng)業(yè)用水比例高，尚有近半數(shù)灌溉面積未實(shí)施節(jié)水灌溉，部分節(jié)水工程標(biāo)準(zhǔn)偏低；結(jié)構(gòu)性節(jié)水工作有待加強(qiáng)。

1.4 水利發(fā)展的機(jī)制不健全，水利綜合服務(wù)能力不強(qiáng)

城鄉(xiāng)水務(wù)一體化有待進(jìn)一步推進(jìn)；高效的水資源統(tǒng)一管理體制尚未建立，水利法規(guī)體系不夠健全；水利投入不足、籌資結(jié)構(gòu)單一，缺乏穩(wěn)定增長的機(jī)制；農(nóng)村水利建設(shè)新機(jī)制尚未形成，小型水利工程管理不到位；水文、水資源監(jiān)測監(jiān)控能力不足；水價(jià)改革進(jìn)展較慢，良性機(jī)制尚未建立；公共服務(wù)與應(yīng)急處理能力有待加強(qiáng)。

2 河北水生態(tài)面臨的環(huán)境形勢分析

近幾年來，河北經(jīng)濟(jì)正處于蓬勃發(fā)展時(shí)期，但也暴露出一系列的生態(tài)環(huán)境問題，讓我們不得不高度重視水生態(tài)問題。如何正確處理經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水生態(tài)保護(hù)的關(guān)系？究竟是把節(jié)約保護(hù)和開發(fā)利用哪個(gè)放在首要位置上？面對日益嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境破壞，我們要很好地兼顧生態(tài)、資源與環(huán)境的最大承載力，尋求一種和諧發(fā)展的道路，從而實(shí)現(xiàn)水生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)良性發(fā)展雙贏的局面。

2.1 國家政策對河北水生態(tài)提出了更高要求

河北省委七屆六次全會作出了構(gòu)筑環(huán)首都綠色經(jīng)濟(jì)圈、壯大沿海經(jīng)濟(jì)隆起帶、打造冀中南經(jīng)濟(jì)區(qū)、培育一批千億元級工業(yè)聚集區(qū)和大型企業(yè)集團(tuán)“四個(gè)一”發(fā)展戰(zhàn)略，著力推進(jìn)新型工業(yè)化、新型城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，保障糧食安全，實(shí)施城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、建設(shè)生態(tài)省。國家和河北省的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展戰(zhàn)略，給本省水利保障經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的能力提出了更高的要求，對增強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)能力要求越來越迫切，對強(qiáng)化水資源節(jié)約保護(hù)工作越來越繁重，對加快扭轉(zhuǎn)農(nóng)業(yè)主要“靠天吃飯”的局面任務(wù)越來越艱巨。

2.2 產(chǎn)業(yè)格局給水生態(tài)環(huán)境帶來了挑戰(zhàn)

長期以來，河北省的產(chǎn)業(yè)格局主要以重工業(yè)為主，鋼鐵、化工、建材、造紙、電力等行業(yè)存在嚴(yán)重的資源消耗，工業(yè)廢水成了主要的水生態(tài)污染源。河北是污染大戶，已經(jīng)成了全國范圍內(nèi)有目共睹的事實(shí)，河北唐山的鋼鐵企業(yè)每年兩會上都會被問及環(huán)境污染問題，時(shí)代不同了，寧可影響了GDP也要堅(jiān)持砍掉鋼鐵的污染，也要治理已經(jīng)到了“水深火熱”的環(huán)境。因?yàn)榻裉斓慕?jīng)濟(jì)發(fā)展不僅要百姓生活得富足，也要青山綠水，也要環(huán)境的健康。

2.3 水生態(tài)建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在著一定的矛盾性

經(jīng)濟(jì)高速增長、能源資源大量消費(fèi)產(chǎn)生了大量污染物。在資源耗竭、生態(tài)退化、環(huán)境污染的背景下，經(jīng)濟(jì)成就不再那么令人欣喜。兩者相比，中國的生態(tài)環(huán)境保護(hù)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于我們發(fā)展經(jīng)濟(jì)的能力。這種高度的不對稱性為今后發(fā)展的可持續(xù)性提出了嚴(yán)重警告。

3 保護(hù)河北水生態(tài)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的對策

未來河北省面臨水資源短缺狀況不斷加劇、水資源分布不均問題更為突出、水生態(tài)環(huán)境惡化壓力加大、水資源嚴(yán)重短缺仍然是可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸，面對現(xiàn)實(shí)，為了實(shí)現(xiàn)省內(nèi)經(jīng)濟(jì)更好發(fā)展，水生態(tài)的環(huán)境保護(hù)勢在必行。構(gòu)成社會的三要素即政府、企業(yè)和公眾，在水生態(tài)文明建設(shè)中，需要三者相互支持，共同發(fā)力。3.1 政府層面要采取有效的宏觀調(diào)控手段

3.1.1 制定相應(yīng)的宏觀政策及法律法規(guī)

要制定配套法規(guī)，出臺相關(guān)政策，鼓勵(lì)和調(diào)動廣大群眾投入生態(tài)修復(fù)的積極性，為實(shí)現(xiàn)水生態(tài)修復(fù)創(chuàng)造良好條件。以水資源承載能力為約束，保證重點(diǎn)河湖的生態(tài)水量。根據(jù)需要實(shí)施白洋淀等重要湖淀濕地應(yīng)急補(bǔ)水，開展水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)試點(diǎn)，全面開展地下水超采區(qū)治理，逐步修復(fù)一畝泉、百泉泉群等生態(tài)環(huán)境。

3.1.2 廣泛征集各方意見，完善水生態(tài)機(jī)制

政府需廣泛聽取各方意見，重視頂層的系統(tǒng)性和可持續(xù)性的設(shè)計(jì)，把水生態(tài)建設(shè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)合起來；建立生態(tài)治理補(bǔ)償機(jī)制，甚至進(jìn)行生態(tài)立法。加強(qiáng)和創(chuàng)新社會管理，構(gòu)建有利于科學(xué)發(fā)展的體制機(jī)制，要求大力推進(jìn)水利重點(diǎn)領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)的改革，加強(qiáng)行業(yè)能力建設(shè)，提高創(chuàng)新能力，全面提升水利的社會管理和公共服務(wù)水平。

3.1.3 創(chuàng)造良好的融資環(huán)境

要開創(chuàng)與多行業(yè)合作模式，政府主導(dǎo)的水生態(tài)治理項(xiàng)目，可根據(jù)項(xiàng)目所在區(qū)域的環(huán)境，改造成適宜人居、游玩、產(chǎn)業(yè)集群等功能性的水生態(tài)區(qū)域，合理引入諸如第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)甚至創(chuàng)新服務(wù)業(yè)的相關(guān)行業(yè)，采取有效轉(zhuǎn)換方式引入社會資本更多參與水生態(tài)保護(hù)。

3.2 企業(yè)要以身作則，做好水生態(tài)保護(hù)

3.2.1 轉(zhuǎn)變觀念

要轉(zhuǎn)變觀念，加強(qiáng)宣傳，提高認(rèn)識，引導(dǎo)和教育廣大職工轉(zhuǎn)變觀念，充分認(rèn)識遏制生態(tài)環(huán)境惡化的必要性和緊迫性，特別是在處理水生態(tài)方面可能需要一定的經(jīng)濟(jì)投入，要求企業(yè)要不惜經(jīng)濟(jì)代價(jià)，把生態(tài)治理放在首位。

3.2.2 加強(qiáng)企業(yè)間合作，突破發(fā)展的瓶頸

水生態(tài)保護(hù)是高門檻、難度大的系統(tǒng)工程，要求人們要采取聯(lián)合解決方案加以應(yīng)對。要講究綜合治理，技術(shù)集成，因?yàn)樯鷳B(tài)治理是一門高于任何學(xué)科的綜合性的、系統(tǒng)性的工程。水生態(tài)保護(hù)企業(yè)應(yīng)緊密合作，利用各自優(yōu)勢組成聯(lián)盟，通過彼此技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新共享和產(chǎn)業(yè)鏈合作，突破制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。

3.2.3 實(shí)施重點(diǎn)區(qū)域水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)修復(fù)

要集中資金、重點(diǎn)防治、生態(tài)修復(fù)、預(yù)防為主、強(qiáng)化監(jiān)督，走可持續(xù)發(fā)展的道路。加強(qiáng)水生態(tài)保護(hù)隊(duì)伍建設(shè)，區(qū)域水環(huán)境的統(tǒng)一規(guī)劃與合理調(diào)度；實(shí)施節(jié)水戰(zhàn)略，有效減少污染；積極實(shí)施開源工程；加強(qiáng)污水治理，推進(jìn)污水資源化；加強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)工作，提高水環(huán)境管理的科學(xué)含量。

3.3 公眾方面

公眾通過各種形式的活動要加強(qiáng)了解、認(rèn)知水生態(tài)保護(hù)的重要性及必要性，最終喚醒公眾的參與意識；注重對少兒的教育引導(dǎo)，以各種兒童喜好的活動形式在寓教于樂中培養(yǎng)少兒的水生態(tài)保護(hù)意識；環(huán)保公益組織聯(lián)合、公眾人物、媒體、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)廣泛聯(lián)合，保證水生態(tài)保護(hù)理念的有效傳播。

4 結(jié) 論

總之，水生態(tài)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系，這是河北省需要迫切解決的任務(wù)，同時(shí)也是河北省可持續(xù)發(fā)展必須面對的重大課題。我們要積極采取各種有效措施保護(hù)并改善水生態(tài)環(huán)境，從而抓住國家京津冀一體化協(xié)同發(fā)展的機(jī)遇，更好地發(fā)展河北綠色經(jīng)濟(jì)。

參考文獻(xiàn)：