環(huán)境水生態(tài)修復(fù)的概念、特點(diǎn)及其應(yīng)用

何大華

（湖南省水利廳 長(zhǎng)沙市 410007）

環(huán)境水生態(tài)修復(fù)的概念、特點(diǎn)及其應(yīng)用

何大華

（湖南省水利廳 長(zhǎng)沙市 410007）

環(huán)境水生態(tài)修復(fù)技術(shù)是按照自然界的自身規(guī)律使水體恢復(fù)自我修復(fù)功能，強(qiáng)化水體的自凈能力，修復(fù)被破壞的生態(tài)環(huán)境。文章介紹了環(huán)境水治理的方法和環(huán)境水生態(tài)治理的應(yīng)用模式。

環(huán)境水生態(tài)修復(fù) 水污染的治理 應(yīng)用模式

1 環(huán)境水生態(tài)修復(fù)的概念與特點(diǎn)

大自然在長(zhǎng)期發(fā)展變化過(guò)程中具有自凈能力，因此自然界可以持續(xù)發(fā)展。人類活動(dòng)所造成的污染超出自然界本身的修復(fù)能力時(shí)，生態(tài)環(huán)境就會(huì)遭到破壞。環(huán)境水生態(tài)修復(fù)技術(shù)就是按照自然界的自身規(guī)律使水體恢復(fù)自我修復(fù)功能，強(qiáng)化水體的自凈能力，修復(fù)被破壞的生態(tài)環(huán)境。

微生物是構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的基本要素。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)循環(huán)主要依靠微生物來(lái)完成，最終產(chǎn)物是無(wú)毒無(wú)害的穩(wěn)定的物質(zhì)，一步到位，避免了二次污染。因此它是安全而徹底的方法。這一技術(shù)在解決環(huán)境問(wèn)題過(guò)程中所顯示的獨(dú)特功能和顯著的優(yōu)越性在于它是一個(gè)純生態(tài)的過(guò)程，從根本上保證生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

環(huán)境水生態(tài)修復(fù)的特點(diǎn)是：①綜合治理，標(biāo)本兼治，節(jié)能環(huán)保；②設(shè)施簡(jiǎn)單，建設(shè)周期短，見效快；③因地制宜，擅長(zhǎng)解決現(xiàn)有水體的水質(zhì)問(wèn)題；④綜合投資成本低，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，管理技術(shù)要求低；⑤生物群落本土化，無(wú)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；⑥生物多樣性強(qiáng)，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定；⑦對(duì)污染負(fù)荷波動(dòng)的適應(yīng)能力強(qiáng)。

2 環(huán)境水治理的方法

對(duì)受污染的環(huán)境水體進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，已是經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)建設(shè)的迫切需要。目前，環(huán)境水治理的方法主要有4類：化學(xué)方法、物理方法、生物方法和生態(tài)方法。

2．1 化學(xué)方法

（1）投絮凝劑。投加絮凝劑促進(jìn)磷的沉淀，使其不能成為藻類的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，常用的絮凝劑如鐵鹽、鋁鹽等。此種方法見效快，有二次污染，需反復(fù)投加，但不能解決水體富營(yíng)養(yǎng)化的根本問(wèn)題。

（2）投除藻劑。常用的除藻劑有硫酸銅、二氧化氯、臭氧等，這些除藻劑可以較快地殺死藻類，效果明顯、但需反復(fù)投加，價(jià)格較高，而且容易產(chǎn)生二次污染，不能從根本上解決問(wèn)題。

（3）投除草劑。這種方法會(huì)產(chǎn)生二次污染，不能去除污染源和解決根本問(wèn)題。

2．2 物理方法

（1）深層曝氣。由于藻類的瘋長(zhǎng)，消耗大量的氧氣導(dǎo)致水體表層以下呈厭氧狀態(tài)，使其他生物由于缺氧而死亡。用機(jī)械攪拌或曝氣來(lái)增加水體中的溶解氧含量，這種方法資金投入較大，運(yùn)行費(fèi)用高，影響水體的景觀功能。

（2）表面氣浮。在污水中引入大量微小氣泡，氣泡通過(guò)表面張力作用粘附于細(xì)小的懸浮物上，形成整體比重小于1的絮凝體，由于浮力的作用浮至水面實(shí)現(xiàn)固液分離，污水得以凈化。這種方法的前期投入大，運(yùn)行管理不便，不能徹底解決水體的富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。

（3）流場(chǎng)擾動(dòng)。封閉的水體不流動(dòng)，水體容易腐敗、發(fā)黑、發(fā)臭，并且藻類在靜止的水體中更容易過(guò)

度繁殖，為了使水體流動(dòng)起來(lái)，則需要在水中人為擾動(dòng)。但是單獨(dú)使用這種方法效果緩慢，而且運(yùn)營(yíng)成本高。若與其他方法結(jié)合則效果較好。

（4）注水稀釋。在水資源日益緊缺的今天，這種方法既不節(jié)水也不經(jīng)濟(jì)，而且水體中的污染物總量沒(méi)有減少，不能解決根本問(wèn)題。

（5）池底清淤。底泥中的有機(jī)污染物往往成為水體的內(nèi)源性污染源，所以，很多時(shí)候采取清淤的措施。但是，這種方法的工程量大、費(fèi)用高，甚至?xí)茐乃w底部的生物和水生植物，對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響大，不能徹底解決問(wèn)題。

（6）機(jī)械除藻。這種方法的短期效果顯著，但運(yùn)行費(fèi)用高，不能從根本上解決水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。

（7）電子滅藻。利用電磁波使藻細(xì)胞分子發(fā)生震動(dòng)造成細(xì)胞破裂而死亡。這種方法具有能耗低、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，可選擇性使用，但不能從根本上解決水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。

2．3 生物方法

這類方法是利用生物的生命代謝活動(dòng)，對(duì)水體中的有機(jī)污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化和降解，從而降低水體的有機(jī)物濃度，使水體得到凈化。

（1）生物制劑。向水體中投加微生物制劑，微生物與水中的藻類競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而使藻類缺乏營(yíng)養(yǎng)而死亡。生物制劑的選擇十分嚴(yán)格，價(jià)格昂貴，需定期投放，同時(shí)存在外來(lái)物種破壞水體生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）生物介質(zhì)。為微生物提供生物附著表面積，有利于微生物的棲息、繁衍，它上面和周圍的微生物將水體中的污染物進(jìn)行代謝分解，平衡水體內(nèi)部的營(yíng)養(yǎng)成分。這種方法設(shè)施簡(jiǎn)單，建設(shè)周期短，投資成本低，運(yùn)行費(fèi)用低，無(wú)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，適應(yīng)能力強(qiáng)，單獨(dú)使用效果不顯著。

（3）人工濕地。水體中的不溶性污染物通過(guò)濕地的沉淀、過(guò)濾作用，可以被截留，進(jìn)而被微生物利用；水體中的可溶性污染物可以通過(guò)植物根系生物膜的吸附、微生物代謝降解過(guò)程而被分解去除。這種方法運(yùn)行費(fèi)用低，但占地面積大、見效慢，同時(shí)，存在著水生植物生長(zhǎng)失控、濕地堵塞或癱瘓的隱患。

2．4 生態(tài)方法

生態(tài)方法是以生物法為主、物理法為輔，著眼于生態(tài)平衡的綜合治理措施。該措施以建立水環(huán)境生物鏈為手段，以提高水體自凈能力為目的，以獲得人與自然的和諧為宗旨。

3 環(huán)境水生態(tài)治理的應(yīng)用模式

（1）農(nóng)村生活污水處理。隨著農(nóng)村城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，農(nóng)村生活污水的排放量大大增加。由于我國(guó)廣大農(nóng)村的污水處理設(shè)施和管網(wǎng)建設(shè)嚴(yán)重滯后，大量沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理的生活污水直接排入農(nóng)村河道。并且，排污總量大大超過(guò)了天然水體的自凈能力，造成了嚴(yán)重的水體污染。運(yùn)用環(huán)境水生態(tài)中立方法處理農(nóng)村生活污水時(shí)要因地制宜，就近處理，充分利用現(xiàn)有池塘和閑置荒地；同時(shí)，還要掌握就地處理，就地回用的原則，兼顧系統(tǒng)的功能性和景觀性。這種方法特別適用于低耗能、低費(fèi)用和低噪音的場(chǎng)所。

（2）城市生活污水處理。迅猛的城市化進(jìn)程帶來(lái)的主要矛盾之一就是人類活動(dòng)造成的環(huán)境污染和解決環(huán)境污染所需的巨額資金之間的矛盾。在個(gè)別經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，雖然市政污水的處理能力已經(jīng)接近或達(dá)到當(dāng)?shù)鼐用裆钗鬯呐欧帕?，但是由于城市擴(kuò)張速度太快，污水收集管網(wǎng)建設(shè)滯后，同樣難以避免直接排污的尷尬。所以，尋求一條適合我國(guó)現(xiàn)階段國(guó)情的城市污水治理之路十分必要。

利用環(huán)境水生態(tài)治理方法處理城市生活污水行之有效。該方法可以實(shí)現(xiàn)住宅小區(qū)生活污水 “零排放”，降低市政配套費(fèi)用；實(shí)現(xiàn)污水處理系統(tǒng)“零占地”，提高小區(qū)景區(qū)面積。環(huán)境水生態(tài)治理方案應(yīng)做到前期規(guī)劃，化整為零，分期建設(shè)，節(jié)約投資；應(yīng)遵循就地處理、就地回用的原則；并保證系統(tǒng)的功能性，滿足小區(qū)綠化、保潔和景觀用水；同時(shí)兼顧系統(tǒng)的景觀性，配合建設(shè)濕地、魚塘、噴泉或景觀水池。

（3）養(yǎng)殖業(yè)高濃度污水處理。養(yǎng)殖業(yè)污水中的污染物主要來(lái)自殘餌、糞便和圈舍沖洗等。養(yǎng)殖家禽、家畜的污水會(huì)產(chǎn)生富含營(yíng)養(yǎng)物和細(xì)菌的排泄物，尤其是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的養(yǎng)殖環(huán)境中的有機(jī)污染物不能被及時(shí)分解轉(zhuǎn)化而積累，導(dǎo)致養(yǎng)殖池的生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化。這也是造成養(yǎng)殖動(dòng)物病害發(fā)生的主要原因，所以要重視對(duì)養(yǎng)殖業(yè)高濃度廢水的處理。選擇生化能力強(qiáng)的生物介質(zhì)，提高生化降解率；利用導(dǎo)流系統(tǒng)延長(zhǎng)滯留時(shí)間，降低系統(tǒng)占地率；根據(jù)工程實(shí)際優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，增加投資回報(bào)率。

（4）人造景觀水體生態(tài)修復(fù)。隨著城市建設(shè)和人們生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越追求高標(biāo)準(zhǔn)的居住環(huán)境。水景已成為生存環(huán)境中必不可少的組成部分，人造景觀水體滿足了人們的親水性，改善了周邊環(huán)境。但是由于水資源的短缺，富營(yíng)養(yǎng)化的突顯，人造景觀水體的尷尬局面隨處可見。環(huán)境水生態(tài)處理系統(tǒng)可修復(fù)人造景觀水體。應(yīng)做到統(tǒng)一規(guī)劃，分期實(shí)施，同步建設(shè)；堅(jiān)持因地制宜、就地處理、當(dāng)?shù)厥芤娴囊?guī)劃原則，貫徹追求效果、兼顧環(huán)境、注重人文的設(shè)計(jì)思想，充分利用水體的自有功能，降低系統(tǒng)造價(jià)，提高工程的性價(jià)比。

（5）區(qū)域自然生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)。市政建設(shè)，環(huán)境先行；環(huán)境治理，生態(tài)優(yōu)先。環(huán)境水生態(tài)治理措施對(duì)于建設(shè)區(qū)域性自然生態(tài)系統(tǒng)同樣有效。進(jìn)行區(qū)域性社區(qū)規(guī)劃時(shí)，必須考慮區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)該同步建立區(qū)域的水生態(tài)和陸生態(tài)環(huán)境，充分體現(xiàn)自然生態(tài)的多樣性與和諧發(fā)展。同步建設(shè)自然環(huán)境和人文環(huán)境，確保區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。此外，還應(yīng)兼顧區(qū)域內(nèi)的市政用水和景觀用水，實(shí)現(xiàn)水資源有效使用和循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

（6）水源地生態(tài)保護(hù)。飲用水源地是供水載體，直接關(guān)系到人們的生活質(zhì)量，必須予以充分重視。利用環(huán)境水生態(tài)治理的概念進(jìn)行水源地生態(tài)保護(hù)，應(yīng)把握綜合治理，標(biāo)本兼治，飲水安全至上的原則。對(duì)水源地的保護(hù)應(yīng)防治結(jié)合，以防為主，提高預(yù)警能力；對(duì)受污水體的治理應(yīng)將集中治理與自然修復(fù)相結(jié)合，以自然修復(fù)為主。

[1]楊旻.富營(yíng)養(yǎng)化水體生態(tài)修復(fù)中水生植物的應(yīng)用研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2007，30（7）：98-102.

[2]張茹.水生植物在城市水體富營(yíng)養(yǎng)化生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用探討[J].給水排水，2012.

2015-10-25）

何大華（1975-），男，碩士研究生，工程師，從事水資源管理工作。