河道水環(huán)境治理工程的多方位生態(tài)修復技術研究

盧新平

（新疆生產(chǎn)建設兵團第三師環(huán)境監(jiān)察支隊，新疆 喀什 844000）

如今，河道水環(huán)境污染日益加劇，污染的原因、來源復雜，采用單一且傳統(tǒng)的治理技術已經(jīng)無法達到修復和改善要求。在這種情況下，有必要引入多方位生態(tài)修復，強調(diào)多管齊下，一同改善和修復，這是保證水質(zhì)凈化和環(huán)境改善效果的重要舉措，應得到相關人員的高度重視。

1 技術概述

多方位生態(tài)修復是一種以多管齊下為方針的水環(huán)境綜合治理模式，將不同的治理技術結合到一起，并通過管理的統(tǒng)籌，實現(xiàn)長效運行，目前主要包括四個方面，即對外源污染進行截留、對內(nèi)源污染進行控制、人工凈化以及對水體自凈能力的加強。其中，對外源污染進行截留指的是通過雨污分流和生態(tài)駁岸的建立將外源污染截留于河道范圍以外；對內(nèi)源污染的控制指的是采取河道清淤及生物酶對不同類型的內(nèi)源污染進行控制與消減；人工凈化指的是利用超微凈化等新方法對已經(jīng)被污染的水體實施凈化；水體自凈功能的加強是指通過生物群落構建或完善來提高水體的自凈能力[1]。

這項技術完全摒棄了過去單一、落后的治理方式，在當前的水環(huán)境綜合治理工作中具有很多優(yōu)勢。例如，它能有效截污，避免污染物直接進入河道，防止富營養(yǎng)化，實現(xiàn)源頭控制；采用周期性的清淤方式，河道淤泥不再逐年累積，防止內(nèi)源污染；采用人工凈化的措施，當水質(zhì)的惡化情況比較嚴重時，立即啟動，對水體迅速凈化，盡快恢復透明度；完善河道的水生態(tài)系統(tǒng)，在凈化水質(zhì)的基礎上，增強景觀效果。

最近幾年以來，各個行業(yè)發(fā)展迅猛，帶動全球經(jīng)濟的飛速發(fā)展，從生產(chǎn)角度來分析，由于各大工廠建設規(guī)模的逐漸擴大，日用品種類越來越多，工業(yè)生產(chǎn)量日益增大，對水體產(chǎn)生較大的污染。當前，大部分的湖泊，包括水庫邊緣，經(jīng)常會出現(xiàn)一些綠色、懸浮物體，很多魚塘的表面漂浮大量死魚，農(nóng)村的小水溝內(nèi)部水體變黑，發(fā)出惡臭味道。在城市居民樓附近，一些景區(qū)用水的含氧量特別低，會滋生大量細菌與病毒，而變質(zhì)水體當中繁殖較多的蚊蟲，使得河道水環(huán)境治理難度越來越大。

多方位生態(tài)修復技術的出現(xiàn)，不僅能夠有效提升河道水環(huán)境治理效果，而且可以實現(xiàn)全方面實施，減少生活污水量，保證水體更加清潔。該技術能夠從多個方面對河道水環(huán)境污染進行有效修復與治理，以便早日實現(xiàn)生態(tài)平衡目標。

2 外源污染的控制

暴雨初期，雨水造成的污染可能比生活污水嚴重，只對點源污染進行控制無法從根本上改善水環(huán)境?；诖?，針對面源污染，覆蓋多個方位的綜合生態(tài)修復手段可以設置自動膜率裝置，起到有效控制的作用。它屬于工程化處理手段，以超低壓膜過濾為核心，能在前處理的基礎上實現(xiàn)膜過濾，系統(tǒng)獨立且緊湊，能對雨水徑流中存在的污染物進行高標準和高效率的去除。該裝置的濾芯采用折疊式結構，過濾面積較大，能在截污基礎上使裝置正常過水。過濾系統(tǒng)還設置了過濾后水體的臨時儲存裝置，可以在暴雨之后對濾芯進行自動反沖洗，進而減少污染物累積，延長濾芯壽命，降低裝置的維護成本。這一裝置主要安裝在管網(wǎng)進入河道以后的末端，對攜帶大量污染物的雨水實施過濾，然后排入水體中，避免河道直接遭受污染，能從根本上解決二次污染問題[2]。

對于沒有排入管網(wǎng)的雨水，可以借助滯留系統(tǒng)使河岸具有可滲透性，以此減少直接進入水體的徑流量，實現(xiàn)對污染負荷的有效控制。過去，駁岸僅重視水運和防洪，使得生物多樣性與生態(tài)環(huán)境都受到很大的破壞。在這種情況下，人們可以采用生態(tài)駁岸的方式，形成一個具有良好滲透性的界面，絕大部分植被都能起到應有的穩(wěn)定水土作用，并涵養(yǎng)水源。另外，生態(tài)駁岸還支持棲息地與生物走廊等的修建，以此進一步提高駁岸整體生態(tài)調(diào)控能力。該系統(tǒng)采用建立滲透性駁岸的方式，把陸地、水面和駁岸連成一個整體，將植物的間隙、所有類型的空隙與孔洞都視作能量及物質(zhì)的傳輸途徑，而且流速帶還能加強水和空氣之間的接觸，增加氧的溶入，提高水體凈化水平[3]。

3 內(nèi)源污染的控制

底泥污染是外源污染在進入河道后不斷沉淀形成的，對城市河流水質(zhì)有很大的影響，屬于二次污染源。即便對外源污染進行了有效控制，但底泥含有的污染物會釋放到水體中，對覆水體的水質(zhì)造成影響，產(chǎn)生二次污染。對此，可采用機械設備清淤和生物酶修復充分結合的技術來有效控制這一污染，即將生物和物理措施相結合，這不僅具有很高的去除效率，而且能達到可持續(xù)起作用的目的。

機械設備清淤能改善底泥及水體理化性質(zhì)，但成本比較高，所以只能在面積較小但污染負荷很高的水域中使用。在面積較大但污染負荷不高的水域，可利用生物酶對底泥進行修復，它的修復機理為：酶具有的活性先激活了底泥微生物的活性，以此提高微生物的污染降解性能。提高微生物自身活性以后，微生物還能對之后產(chǎn)生的底泥進行持續(xù)處理，實現(xiàn)可持續(xù)凈化修復的目標。

4 人工凈化體系

如果外界的污染物以較快的速度進入河道中，河道系統(tǒng)此時還處在不穩(wěn)定的狀態(tài)或失衡的狀態(tài)，人們要采取應急措施，立即凈化惡化水體，使水環(huán)境系統(tǒng)保持完整。對此，應采用人工凈化方式來干預，提高河道對干擾的應對和抵抗能力?，F(xiàn)階段較為主流的人工凈化方法為超微凈化，它屬于界面技術，利用超高壓進行氣水混合，處于超飽和條件生成氣泡，以此對藻類、有機物與重金屬等進行有效氧化，提高含氧量，保證水體的能見度，這是一種對污染水體進行凈化的有效工藝。

這一工藝能逐步消除包含重金屬、黑臭水和水體渾濁與發(fā)綠等在內(nèi)的各項問題。比如，對于已經(jīng)發(fā)綠的水體，采用微米級氣泡能快速將藻類黏附清除干凈；對于比較渾濁的水體，采用超微氣泡，能對水體中的泥沙及膠體進行快速吸附與分離；而對于黑臭水，采用超微氣泡能對自由基與氫氧基進行沉降，最終實現(xiàn)對有機物的有效分解及氧化處理。

5 水體自凈能力的強化

從河道水體自身角度講，生態(tài)系統(tǒng)能強化它的凈化能力，現(xiàn)在已經(jīng)在修復工程大量應用。水生植物群落的建立可能涉及浮葉植物、挺水植物與沉水植物。其中，挺水植物和浮葉植物不僅能提高景觀效果，還能凈化水質(zhì)。沉水植物可以使河道的生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定，保持生物多樣性，這是生態(tài)修復工作的核心，可以促進能量及物質(zhì)的循環(huán)。對于岸邊水深較淺的區(qū)域，可以布置水下草皮，采用四季常綠的低矮型苦草；在中部水深較大的區(qū)域，可采用水下森林的形式，植物的選擇遵循四季常綠與體型較高的基本原則，這樣能有效提高景觀度，彌補深水區(qū)缺乏景觀的缺陷。

以上群落構建方式的作用機理為：首先，采用沉水植物對富營養(yǎng)物質(zhì)進行吸收，如氮磷等；其次，對水體中存在的硝化及反硝化予以加強，起到清除總氮的作用；再次，加速懸浮物質(zhì)的沉降，對底泥的二次懸浮進行控制，減少其氮磷等物質(zhì)的釋放；同時，促進植物光合作用，增加氧的釋放量，使底質(zhì)含有的磷和鐵、鋁充分結合，從而加快磷的沉積速度；最后，加強化感效應，通過對沉水植物的布置，釋放出很多化感物質(zhì)，這些物質(zhì)對藻類植物生長繁殖有明顯的抑制作用。

另外，還應充分考慮水生動物群落，如浮游類、大型魚類與底棲類等。其中，大型魚類的布置遵循完善生物鏈和保證景觀效果的基本原則進行；合理布置底棲動物能沉淀和過濾水體，動物能捕食底質(zhì)中的腐敗殘體與有機質(zhì)，以此減少底質(zhì)的營養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生量；建立浮游類動物的群落是指向河道中投加水蚤等浮游生物，水蚤可以對水體中的細微腐泄物質(zhì)及藍藻進行捕食，以此保證水體的透明程度，加快生態(tài)系統(tǒng)的形成與完善。除此之外，浮游生物還能作為魚類餌料，使水體中含有的有機物及藍綠藻都變成動物蛋白質(zhì)，為魚類提供營養(yǎng)，最終形成一條良性的生態(tài)鏈。

6 實例分析

本文主要以排渠河道為例，此河道位于兩交通大道交匯位置，其中，示范區(qū)的河道位于某交通道上部，長度為330.0m，寬度為30.0m，水深為0.6m。在河道示范區(qū)內(nèi)部，原來的水體為黑色，發(fā)出惡臭味，透明度比較低，水體當中的COD、NH3-N含量分別是295.8 mg/L、13.87 mg/L，超過地表水質(zhì)指標，屬于重點治理水質(zhì)。為了保證河道水體得到更好凈化，相關單位決定采取多方位生態(tài)修復技術進行治理。

因為該河道上游沿線并沒有采用截污方案，周圍居民的生活污水和雨水均排入河道中，然后順著溝渠輸送至指定的河道內(nèi)。針對這一實際情況，有關部門要遵循外源截留原則，結合使用聚酯纖維膜和土工膜，以此形成一個隔膜導流全新模式，把這一隔膜布置于和南岸距離2km的部位，在內(nèi)層鋪設土工膜，在外層鋪設聚酯纖維膜。把污水導流至指定區(qū)域下游，能夠有效減少示范區(qū)污水量，保證進入示范區(qū)河道中的非溶解性污染物得到更好攔截。

長時間沒有處理的雨污水排入河道中，導致示范區(qū)河道底泥含有大量的內(nèi)源污染物質(zhì)。為了減少內(nèi)源污染的出現(xiàn)，人們要有效消減底泥內(nèi)源污染，可以在河道內(nèi)部投入適量的生物酶，保證水體與底泥微生物活性得到充分激活，增強底泥微生物呼吸強度與新陳代謝能力，使得河道底部的黑臭底泥得到有效處理，真正達到河道底泥原位治理的目標。

通過成功構建水體生態(tài)系統(tǒng)，人們能夠有效提升河道水生動植物的存活率。因此，在構建河道水體生態(tài)系統(tǒng)之前，相關人員需要在河道的上游位置設置處理量80.0m3/h的超微凈化設備，保證河道內(nèi)部的水體得到有效凈化，實現(xiàn)循環(huán)凈化目標。采用良好的人工凈化方案，能夠保證河道水質(zhì)得到良好改善，進而為河道水體生態(tài)系統(tǒng)建設創(chuàng)建穩(wěn)定的生存條件，滿足河道水生動植物的生長發(fā)育需求。

引入生態(tài)修復措施，可以保證水體修復成果，使河道水體具有的自凈功能和景觀效果都得到充分發(fā)揮。有關單位可以在實際工作中向河道內(nèi)拋灑種子和育苗，形成動植物群落。要大力建設水生態(tài)工程，從本質(zhì)上改善水質(zhì)，使水的顏色從淡綠或深綠變?yōu)闊o色，并使水更為清澈透明，降低所有污染物指標，基本滿足地表水環(huán)境標準要求，河道水體具備的自凈功能將得到顯著提升。

7 結語

多方位生物修復可以應用到河道治理工程中，人們要遵循因地制宜的原則，做好環(huán)境修復，充分發(fā)揮河道原有的功能，促使水生態(tài)進入良性循環(huán)狀態(tài)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。在對河道水環(huán)境進行綜合治理時，要想使多方位生態(tài)修復發(fā)揮預期效果，人們應根據(jù)河道實際情況，認真開展修復工作，使河道所有功能均能充分發(fā)揮。水生動植物對河道生態(tài)修復具有一定功效，而且對河道水體沒有任何副作用，能夠保證河道的水下森林景觀效果得到顯著提升。