農(nóng)村生活污水及河道湖泊生態(tài)治理（下）

（接上期）

五、河道、湖泊生態(tài)治理技術(shù)與方法

河道、湖泊的生態(tài)治理主要是靠營(yíng)造水域全生態(tài)系統(tǒng)，使水體產(chǎn)生自凈的效果。當(dāng)河道、湖泊的水質(zhì)已經(jīng)被嚴(yán)重污染時(shí)，還必須采取一些輔助手段，先將水體的透明度提高到水生植物能夠生長(zhǎng)的要求，再進(jìn)行水生植物的種植或修復(fù)，進(jìn)而完善全生態(tài)系統(tǒng)。輔助的方法有：設(shè)置生態(tài)浮床、構(gòu)建多功能凈水生態(tài)漂浮濕地、生物滅藻等。

（一）全生態(tài)系統(tǒng)去水體富營(yíng)養(yǎng)化技術(shù)

目前，我國(guó)的大部分河道、湖泊的生態(tài)系統(tǒng)都遭到不同程度的破壞，生物鏈變短，缺乏生物多樣性，我們必須根據(jù)生物鏈的破壞程度，完善生態(tài)系統(tǒng)所需的生物環(huán)境及營(yíng)養(yǎng)級(jí)聯(lián)關(guān)系，需要人工構(gòu)建配合水系景觀的生態(tài)系統(tǒng)，運(yùn)用生態(tài)操縱技術(shù)有效進(jìn)行水質(zhì)凈化，并通過(guò)調(diào)整使生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期保持穩(wěn)定狀態(tài)。

構(gòu)建全水生生態(tài)系統(tǒng)是根據(jù)水生生物食物鏈的數(shù)量金字塔和能量金字塔模型，人為地建立各個(gè)營(yíng)養(yǎng)環(huán)節(jié)，應(yīng)包含種類及數(shù)量恰當(dāng)?shù)纳a(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者。各種群之間相互依存、相互制約、環(huán)環(huán)相扣，種群的類型和數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定，處于生態(tài)平衡狀態(tài)。全生態(tài)系統(tǒng)根據(jù)功能不同又被分成微生態(tài)系統(tǒng)、沉水植物系統(tǒng)、景觀濕地系統(tǒng)、浮游動(dòng)物系統(tǒng)、水生動(dòng)物系統(tǒng)。

1. 微生態(tài)系統(tǒng)

水中微生物群體之間的相互關(guān)系以及微生物與有機(jī)碎屑之間的相互作用而形成的微生態(tài)系統(tǒng)，水質(zhì)的變化與其直接相關(guān)。水質(zhì)凈化過(guò)程中，主要根據(jù)水中有機(jī)質(zhì)的變化來(lái)選擇不同的微生物來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。常用的有光合細(xì)菌、芽孢桿菌群、嗜酸乳桿菌群、雙歧桿菌、乳酸菌群、酵母菌群、硝化與反硝化細(xì)菌、糞鏈球菌等。根據(jù)水質(zhì)的情況，使用不同的微生物群體搭配，能迅速改善水質(zhì)，消除水體中的有機(jī)質(zhì)，使水質(zhì)鮮活、嫩爽。

2. 沉水植物系統(tǒng)

沉水植物是指植株全部或大部分沉沒(méi)于水下的植物，是水體生物多樣性賴以維持的基礎(chǔ)。它的恢復(fù)是水生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵，其所產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和水環(huán)境質(zhì)量改善的重要依據(jù)。沉水植物在水質(zhì)凈化方面的四個(gè)作用機(jī)理：①直接吸收水體中的氮、磷、重金屬，降低水體污染物含量；②附著于植物體表的微生物形成生物膜系統(tǒng)，凈化水質(zhì)；③同生態(tài)位的競(jìng)爭(zhēng)，釋放生物因子，抑制藻類的生長(zhǎng)；④強(qiáng)光合作用，能使水中有機(jī)質(zhì)絮凝，并形成氣浮效應(yīng)，使其快速氧化分解，降低BOD5（五日化學(xué)需氧量）、COD（化學(xué)需氧量）。

3. 景觀濕地系統(tǒng)

景觀濕地系統(tǒng)由挺水植物、浮葉植物和漂浮植物構(gòu)成。

挺水植物是指莖、葉挺出水面的植物，沿湖岸帶的挺水植物形成的濕地系統(tǒng)不但對(duì)水質(zhì)凈化有良好的作用，還是多種生物的棲息地，同時(shí)搭配周邊景觀，配合各種駁岸類型，能極大程度地提升水域景觀品質(zhì)。而且對(duì)暴雨沖刷還具有攔截作用，阻截外源污染。根據(jù)實(shí)驗(yàn)及工程經(jīng)驗(yàn)得出：挺水植物對(duì)污水中TN（總氮含量）的凈化效果比較，按凈化率排序?yàn)椋狠牌?gt;水蔥>花葉水蔥>野慈姑>慈姑>蘆葦>菰>千屈菜>黃菖蒲>澤瀉>花葉菖蒲>小香蒲。挺水植物對(duì)污水中TP（總磷含量）的凈化效果比較，按凈化速率排序?yàn)椋呵?gt;野慈姑>慈姑>黃菖蒲>蘆葦>菰>菖蒲>花葉菖蒲>澤瀉>水蔥>花葉水蔥>小香蒲。

浮葉植物是指根長(zhǎng)在水底土壤中，莖在水中，而葉片浮在水面的水生植物。如睡蓮、芡實(shí)、菱、萍蓬草、荇菜、莼菜等。適量配植浮葉植物不但能增添水體景觀效果，很多浮葉植物還具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

漂浮植物是指根生長(zhǎng)在水中，植株漂浮在水上的植物。如水葫蘆、浮萍、滿江紅、槐葉萍等。浮葉植物對(duì)水質(zhì)改善有良好的作用，也有一些景觀效果。但由于它們可隨風(fēng)向和水的流動(dòng)四處漂移，在無(wú)法控制的污染水域慎重使用。

4. 浮游動(dòng)物系統(tǒng)

浮游動(dòng)物是指生活在水中的各種原生動(dòng)物、輪蟲(chóng)類、蚤類、枝角類。有一些肉眼可見(jiàn)，而更多的只有在顯微鏡下才能看到。浮游動(dòng)物能夠直接攝食藻類和有機(jī)碎屑，同時(shí)一些大型浮游動(dòng)物又?jǐn)z食小型浮游動(dòng)物形成食物鏈。它們能夠直接改善水質(zhì)，抑制藍(lán)藻水華的爆發(fā)。它們?cè)谝话愕淖匀凰w中都存在，但如果水中藍(lán)藻大量爆發(fā)時(shí)，可通過(guò)培養(yǎng)專食藍(lán)藻的大型蚤，進(jìn)行人工投放，從而控制水體藍(lán)藻的生物量。

5. 水生動(dòng)物系統(tǒng)

水生動(dòng)物包括水生昆蟲(chóng)、底棲動(dòng)物及各種魚(yú)蝦。水生動(dòng)物依據(jù)大小、食性形成了水體食物鏈，構(gòu)成生態(tài)網(wǎng)，其多樣性更有利于水體的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定。適時(shí)適量合理地向水域中投放和養(yǎng)殖各種水生動(dòng)物，使其與水體中的原生動(dòng)物、浮游生物、底棲動(dòng)物、細(xì)菌、藻類之間建立相互協(xié)調(diào)，相互控制的“食物鏈”，構(gòu)成復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，既能強(qiáng)化水質(zhì)，又能使水體中的氮磷向大型的水生動(dòng)物體上轉(zhuǎn)移。

水域全生態(tài)系統(tǒng)中，各種不同生物都占據(jù)著自己的生態(tài)位，尤其是各種不同習(xí)性的植物，它們對(duì)水深都有各自的要求，因此，要構(gòu)建不同水深的駁岸環(huán)境為各種生物創(chuàng)造有利的生境。針對(duì)河道與湖泊的結(jié)構(gòu)和功能不同，可以采取不同的駁岸形式，既保證了各自的功能需要，又為各種生物的生長(zhǎng)繁殖提供了良好的生活環(huán)境，同時(shí)起到了很好的景觀效果和水質(zhì)凈化作用。

（二）生態(tài)浮床與漂浮濕地技術(shù)

1. 生態(tài)浮床

生態(tài)浮床的結(jié)構(gòu)為一個(gè)能提供浮力的漂浮載體，在載體中設(shè)植物種植籃，在種植籃中種植水生植物或水生蔬菜。浮床具有造價(jià)低廉、運(yùn)行簡(jiǎn)便、改善景觀環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，可作為改善富營(yíng)養(yǎng)化水體水質(zhì)的有效方法之一。通過(guò)植物的吸收作用直接吸收水中的氮、磷，而降低污染。同時(shí)浮床的遮蔽光照的作用及分泌克藻化學(xué)物質(zhì)，可抑制藻類的生長(zhǎng)繁殖。生態(tài)浮床除凈化污染水體之外，還可為水生動(dòng)物、植物和鳥(niǎo)類提供良好的棲息場(chǎng)所，有利于增加生物多樣性，促進(jìn)水域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

對(duì)于污染較為嚴(yán)重的河道，為了提高水質(zhì)凈化能力，可利用組合式生態(tài)浮床，即在傳統(tǒng)的浮床下面懸掛兼具軟性及半軟性填料特征的高效人工介質(zhì)，以富集微生物，形成生物膜凈化區(qū)，該區(qū)域有著極強(qiáng)的有機(jī)質(zhì)吸附能力，起到很好的水質(zhì)凈化效果。

最初生態(tài)浮床是利用泡沫板作為漂浮載體?，F(xiàn)今則多用PVC等塑料制成中空的模塊來(lái)提供浮力，并可以拼成各種圖案。

2. 多功能凈水生態(tài)漂浮濕地

多功能凈水生態(tài)漂浮濕地是將生態(tài)浮床和潛流濕地兩者功能結(jié)合在一起的裝置。潛流濕地中用的濾料都是比重大于1的各種石材或礦材。而漂浮濕地利用了比重小于1的由天然材料加工的可漂浮顆粒。它既為漂浮濕地提供了浮力，又為種植在上面的植物提供了根系附著點(diǎn)，同時(shí)從流水中截獲有機(jī)質(zhì)，分解成無(wú)機(jī)物，并供其上的植物吸收。上面不但能栽種水生植物，還可以栽種部分陸生植物，很多農(nóng)作物也能在其上種植。所以能夠解決冬季浮床上蒼涼的景象。

（三）河道、湖泊水質(zhì)凈化的步驟

河道湖泊的水質(zhì)凈化步驟，要根據(jù)水域及水質(zhì)的實(shí)際情況進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。對(duì)于新開(kāi)挖的或是能夠降水的水體，可以直接采取構(gòu)建全生態(tài)系統(tǒng)的方式。對(duì)于污染非常嚴(yán)重的河道、小型湖泊，可先利用生態(tài)浮床或漂浮濕地將水質(zhì)凈化到具備一定的透明度，再進(jìn)行植物栽種、構(gòu)建全生態(tài)系統(tǒng)。對(duì)于大型的湖泊主要采取生態(tài)逐步修復(fù)的方式。

對(duì)于可控的、有大量藍(lán)藻爆發(fā)的水體可采取以下步驟進(jìn)行：

1. 滅藻處理

當(dāng)水體中有大量藻類生長(zhǎng)時(shí)，水體透明度較低，沉水植物無(wú)法生長(zhǎng)，必須要先進(jìn)行滅藻處理。為了不帶來(lái)二次污染，所用的滅藻劑不能用化學(xué)試劑，而是利用生物酶來(lái)破壞藻體細(xì)胞，使藻類快速死亡。當(dāng)大量的藻類死亡后，自然界的微生物大量的繁殖并分解死亡藻體，形成很多的有機(jī)絮凝體，有的沉淀下去，有的會(huì)浮到水面。此時(shí)，水質(zhì)看上去有惡化的感覺(jué)。

2. 微生物的投放

自然界的微生物種類繁殖是無(wú)序的，為了讓水質(zhì)更快地凈化，迅速地消除有機(jī)質(zhì)，需要人為地投放有益微生物菌種，引導(dǎo)水質(zhì)向凈化的方向發(fā)展。此時(shí)各種芽孢桿菌、光合細(xì)菌、硝化與反硝化細(xì)菌都是良好的選擇。當(dāng)微生物將死亡藻體形成的有機(jī)質(zhì)分解殆盡時(shí)，要投放噬菌體來(lái)消滅細(xì)菌，使水質(zhì)進(jìn)一步澄清。

3. 沉水植物的種植

當(dāng)消滅了藍(lán)綠藻類，水體達(dá)到一定的透明度后，便可以進(jìn)行沉水植物的種植。沉水植物的種植一般可不修剪，但對(duì)于根系比較發(fā)達(dá)的沉水植物也可剪去三分之二的莖葉后種植。而輪葉黑藻、金魚(yú)藻等折斷后，不需帶根就可以分段種植。種植的品種和水深視具體情況而定。對(duì)于水深不超過(guò)50厘米的區(qū)域可以種植低矮的苦草品種，形成水下草坪的景觀。

4. 浮葉、挺水植物的種植

挺水植物移植時(shí)，為提高種植的成活率，應(yīng)進(jìn)行適度修剪。修剪時(shí)應(yīng)在保證苗木成活的前提下，盡量照顧不同品種植株自然生長(zhǎng)規(guī)律。修剪的剪口必須平滑，不得劈裂并注意留芽的位置。對(duì)于爆芽期的挺水植物不必修剪。

挺水植物種植前，對(duì)種植土壤進(jìn)行摟平、耙細(xì)后，用工具先掏出種植穴，種植穴的大小根據(jù)所種植的挺水植物根系的大小和形狀來(lái)定，標(biāo)準(zhǔn)為植物放下去后不窩根。

5. 水生動(dòng)物的放養(yǎng)

針對(duì)底棲動(dòng)物螺蚌類的投放比較簡(jiǎn)單，只要均勻投放即可，不能堆積在某一區(qū)域。而對(duì)于魚(yú)蝦類的放養(yǎng)在挑選時(shí)要嚴(yán)格把關(guān)，不能帶入有病及傷殘個(gè)體；選擇活潑健康的魚(yú)蝦有利于提高成活率。運(yùn)輸時(shí)應(yīng)在低溫晴好天氣，如在夏季要避開(kāi)高溫時(shí)段，選擇早晚進(jìn)行。運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)不間斷充氧。

放養(yǎng)前在充氣運(yùn)輸車箱內(nèi)或池塘集魚(yú)網(wǎng)箱內(nèi)，用0.5%的食鹽水對(duì)即將投放的水生動(dòng)物進(jìn)行消毒處理30分鐘。投放時(shí)，先進(jìn)行小規(guī)模試養(yǎng)，以確定該種類能在本水體成活。放養(yǎng)時(shí)要隨暫養(yǎng)水體一起進(jìn)入水中，做到輕拿輕放，不要損傷個(gè)體。

6. 生態(tài)系統(tǒng)維護(hù)

水體生態(tài)系統(tǒng)建立后，每年都要做適當(dāng)維護(hù)，維護(hù)的程度和成本根據(jù)水體的實(shí)際功能而有所區(qū)別。如對(duì)于景觀類的河道湖泊，為了保持景觀效果和水質(zhì)的清澈，必須花大力氣維護(hù)，日常的垃圾收撈必不可少，挺水景觀植物要適時(shí)修剪。而對(duì)于一些大型湖泊或農(nóng)村生態(tài)河道，可采取粗放型的維護(hù)管理模式。其維護(hù)的目的主要是保持已建立好的水生態(tài)平衡，并進(jìn)入良性循環(huán)。水域生態(tài)系統(tǒng)的維護(hù)主要工作是對(duì)水生植物的收割和補(bǔ)種，對(duì)水生動(dòng)物的捕撈與放養(yǎng)。

（1）水生植物維護(hù)

對(duì)水生植物的維護(hù)包括景觀維護(hù)和生態(tài)維護(hù)兩個(gè)方面。景觀維護(hù)主要是對(duì)挺水植物的修剪、浮葉植物的控制和對(duì)長(zhǎng)到水面的沉水植物收割。生態(tài)維護(hù)主要是從水體功能和生物量方面來(lái)考慮。如果是景觀水體，在構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的時(shí)候，就考慮到要保持水的清澈，水生植物的種植量都較大，因此在夏秋季必須進(jìn)行收割。當(dāng)收割植物的氮磷含量大于每年流入水體的氮磷含量，水質(zhì)就會(huì)越來(lái)越好。如果收割量達(dá)不到流入量，而讓其腐爛在水里，第二年水質(zhì)就會(huì)惡化或造成沉水植物的瘋長(zhǎng)。景觀水體是靠沉水植物來(lái)調(diào)節(jié)水體的透明度，它甚至可以讓水的透明度達(dá)到2米以上。對(duì)于非景觀水體，如大中型的湖泊，只要能夠保證沉水植物的量，并不需要精心維護(hù)，就能保持水體生態(tài)平衡。

（2）水生動(dòng)物維護(hù)

對(duì)于中小型的景觀水體來(lái)說(shuō)，要保證水質(zhì)清亮，在配備水域生態(tài)系統(tǒng)時(shí)就要考慮到，重點(diǎn)是放在水生植物上。水生動(dòng)物主要是體現(xiàn)生物的多樣性和景觀性。所以對(duì)于這樣的水體，水生動(dòng)物的維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單，只要抓大放小，保持一定量就可以了。而對(duì)于大中型水體，當(dāng)建立一個(gè)完整的全生態(tài)系統(tǒng)以后，是靠食物鏈的最高端水生動(dòng)物來(lái)控制它的平衡。這主要是考慮到對(duì)水生植物的維護(hù)成本較高，而且缺乏經(jīng)濟(jì)價(jià)值。對(duì)于水生動(dòng)物的放養(yǎng)和捕撈，不但能夠降低水中的污染物，同時(shí)可帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。但對(duì)其品種和數(shù)量的控制是相當(dāng)重要的，尤其是對(duì)草食性魚(yú)類和肉食性魚(yú)類的數(shù)量控制。對(duì)于能夠自然繁殖的水生動(dòng)物，在構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)一次放養(yǎng)，后期通過(guò)捕撈來(lái)控制它的數(shù)量。而對(duì)于條件限制繁殖的青魚(yú)、草魚(yú)、鰱魚(yú)、鳙魚(yú)等，每年則需要輪捕輪放，并根據(jù)它們的生長(zhǎng)狀況、水生植物生物量或覆蓋面的變化，進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)量調(diào)節(jié)。旨在保持食物鏈的延續(xù)，生態(tài)系統(tǒng)的完整，既不會(huì)使水體富營(yíng)養(yǎng)化，產(chǎn)生藍(lán)藻水華，又可以得到一定的經(jīng)濟(jì)效益。