水生態(tài)修復技術在水環(huán)境修復中的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

王越博　劉杰　王洋　李雙泉

摘 要：近年來隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，社會主義現(xiàn)代化建設取得了舉世矚目的成就。但是在綜合國力快速增長的同時，我國的水生態(tài)環(huán)境也遭到了一定程度的破壞。目前我國的水生態(tài)環(huán)境污染狀況十分嚴重，涉及了60%以上的水體。水生態(tài)修復技術是生態(tài)工程技術的一種，主要利用水生態(tài)學中自我修復的原理對受污染的水體進行修復。本文簡要介紹了水生態(tài)修復技術的分類，分析了其在水環(huán)境修復中的重要應用，展望了水生態(tài)修復技術在未來的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：水生態(tài);保護與修復;關鍵技術;發(fā)展

中圖分類號：TV213.4? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）05-0096-02

1水生態(tài)修復技術及其應用現(xiàn)狀

水環(huán)境指的是自然生態(tài)系統(tǒng)中湖泊、江河等水體和其濕地組成的河湖生態(tài)系統(tǒng)。水環(huán)境中的水域空間是水生生物群落和一些兩棲生物群落的重要生存環(huán)境。近些年來隨著科技的進步，人類的活動范圍不斷擴大，社會的經(jīng)濟增長方式也有所改變，對水資源的利用達到了空前的地步，對水環(huán)境造成了嚴重的損害，這對整個環(huán)境的生態(tài)平衡有很大的負面影響。水生態(tài)修復技術是生態(tài)工程技術的一種，利用恢復生態(tài)學和水生生態(tài)學來對受損的水生態(tài)環(huán)境進行結構和功能的修復，促進水生態(tài)系統(tǒng)的完整性恢復。目前，水生態(tài)修復技術主要有兩類：一是采用生物生態(tài)方法來處理和修復受損水生態(tài)環(huán)境;二是利用生態(tài)水利技術來達到治理受損水生態(tài)環(huán)境的目標。

我國尚屬于發(fā)展中國家，經(jīng)濟發(fā)展對水資源較為依賴，國內的水生態(tài)環(huán)境污染嚴重，有報道表明，全國超過60%的河流、湖泊及濕地的生態(tài)系統(tǒng)受到了不同程度的損害。水資源的高效利用，已經(jīng)成為我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。我國的江河湖泊數(shù)量眾多，生態(tài)類型豐富多樣，所以也面臨著多種多樣的水環(huán)境污染問題。為了實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，水利部在2008年開展了全國主要河湖水生態(tài)保護與修復工作，總結了我國當前面臨的水生態(tài)環(huán)境受損問題，計劃2020年之前在全國范圍內基本落實水資源保護和健康修復體系。生態(tài)環(huán)境部也提出到2018年底，直轄市、省會城市、計劃單列市建成區(qū)黑臭水體消除比例高于90%。到2019年底，其他地級城市建成區(qū)黑臭水體消除比例顯著提高，到2020年底達到90%以上。鼓勵京津冀、長三角、珠三角區(qū)域城市建成區(qū)盡早全面消除黑臭水體。黑臭水體治理刻不容緩，水生態(tài)修復技術在黑臭水體治理中有著極為廣闊的應用前景。

2 生物生態(tài)治理技術

這類技術利用特殊培育的微生物或植物的新陳代謝活動，對受損水體中的污染物進行富集、降解、吸收從而凈化水體。這種技術清潔無污染，造價和運營成本較為低廉，是比較理想的水治理技術，已經(jīng)在歐美等發(fā)達國家得到廣泛的應用。

2.1生物修復技術

生物修復技術是利用生物的新陳代謝對受損水體中的有機物和氮、磷等營養(yǎng)素進行凈化治理，是我國最常用的治理技術之一。生物修復技術包括人工濕地技術、土地處理技術、高效微生物固定化技術、水生植物處理和生物浮島技術等。人工濕地技術即是在一定條件下對生活污水、工業(yè)生產(chǎn)污水、農(nóng)業(yè)污染水源和富營養(yǎng)化水體進行吸附、降解、轉化等程序后，高效降低水體中的金屬元素、有機物和病原微生物等。人工濕地技術相對于天然濕地有許多優(yōu)勢，比如可靠性較高，對環(huán)境危害因素針對性較高等，缺點在于占用的土地面積較大，建設成本較高。土地處理技術是一種相對傳統(tǒng)的處理方法，主要是將土地作為處理的基本單位，并利用土壤中的微生物和植物的根莖等來實現(xiàn)對水體的凈化功能，該技術的操作步驟簡單，成本較低，便于實施，但是缺點也非常明顯，包括處理能力較低，整個污水處理過程耗時過長等。高效微生物固定化技術則是一種新興技術，將特殊培育的微生物或者酶布置在水體處理的關鍵位置，使得這種特殊的微生物或者酶在某一區(qū)域內達到很高的濃度，以此來提高治理效率。水生植物處理和生物浮島技術則是利用水生植物來對水體中的污染物進行降解與轉化，現(xiàn)在常用的植物有鳳眼蓮、蘆葦?shù)?，這種治理方法成本低廉，效果較好，缺點在于受植物的季節(jié)性影響嚴重，部分植物還有造成生物入侵的風險。

2.2生態(tài)修復技術

生態(tài)修復技術的原理是對水體中缺少的成分進行恢復重建，從而有效的提高水生態(tài)環(huán)境的完整性，通過修復水生態(tài)的結構來實現(xiàn)水體的功能的恢復，當前使用最為廣泛的技術有生物操縱技術和沉水植物重建技術等。生物操縱技術就是通過引入特定的魚類來吞食過多的藻類以避免水體的富營養(yǎng)化，沉水植物重建技術即選取合適的本地沉水植物，并種植在一些需要修復的水域，并充分的融入到該水域中，成為該水域的組成部分之一。生態(tài)修復技術的優(yōu)勢在于這種治理措施與當?shù)卮迯偷乃w聯(lián)系緊密，對我國嚴重的淺水富營養(yǎng)化問題有很好的治理效果。我國已經(jīng)把此項技術應用于太湖流域，取得了喜人的治理效果。但是此項技術較為復雜，無論是生物操縱技術還是沉水植物重建技術都是通過后天的操作來對自然水體進行修復，是一個長期的過程，必須做好統(tǒng)籌規(guī)劃工作，而且由于是直接對自然水體進行處理，計劃受到的影響也會大大增加，稍有不慎，治理計劃就可能產(chǎn)生波折甚至造成水生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。

3 生態(tài)水利工程技術

這項技術是上世紀80年代由西方發(fā)達國家提出并率先應用，通過建設各種水利工程，來完成水生態(tài)修復技術的作用。對于一些新建的工程，因為工程建設和周圍環(huán)境的開發(fā)，有可能對水生態(tài)環(huán)境造成危害，就需要實施一系列補救措施。而對于一些已經(jīng)投入運行的工程項目，需要對受損水生態(tài)環(huán)境技術進行深入的分析和研究。一般來說，生態(tài)水利工程技術主要是對河道、河道內和流域內棲息地、河岸等方面進行修復。

3.1河道修復

針對采礦工程、水利工程建設等造成的河道結構變動進行的修復。要實現(xiàn)河床再造，就要控制淤積段河水流量，力求讓河水自行調整河床的形狀。通過模擬河道水文的自然周期，將洪水中的污染物進行沉淀和凈化，給野生生物提供生活場所，再結合河漫灘和橫斷面的修復，完成河道空間再造。

3.2河道內和流域內棲息地修復

河道內是魚類等生物的生存場所，流域內還生活著許多半水生動物和涉水鳥類生物。水生態(tài)環(huán)境的惡化，嚴重影響了這些動物的生存。河道內和流域內的棲息地修復措施主要包括了魚道、林間水庫、食物斑塊、濕地修復等。

3.3河岸修復

河岸修復的目的是提高河岸的穩(wěn)定性，主要使用植物、透水材料等來加固河床，達到既提高河岸的穩(wěn)定性，又不影響水體中與河岸邊物質交換的目的。具體方式包括河岸栽種成活枝條、使用可透水的魚巢磚等材料達到固定河岸的效果。

3.4流域內土地利用修復

由于人類的活動對水體等自然環(huán)境造成了破壞，導致綠色植被數(shù)量大量減少，流域內水土流失嚴重等惡果。通過恢復流域內的植被數(shù)量，可以減少地表徑流和水土流失，大大改善河流的水質，修復生物的棲息地，恢復流域內的水生態(tài)環(huán)境，具體技術手段包括季節(jié)性封禁、人工種植等。

4水生態(tài)修復技術在未來的發(fā)展趨勢

我國當前水資源污染嚴重，中央水利工作會議上也提出了要堅持可持續(xù)發(fā)展路線，大力推動水生態(tài)系統(tǒng)的保護與修復工作。近些年來，水生態(tài)修復技術的理論研究發(fā)展十分迅速，在我國有著廣闊的發(fā)展前景。我國已經(jīng)開始向有成熟治理經(jīng)驗的國家取經(jīng)，并結合實際情況來進行污染水體的修復工作，成功建設了許多人工濕地，但是治理效果并不突出。在未來，生態(tài)水利工程將不再僅僅著眼于某一段河流的局部結構修復，會把重心轉移到整個流域系統(tǒng)結構和功能的綜合修復。水生態(tài)技術將會不斷推陳出新，生態(tài)水利工程技術也將會結合各個工程領域的新進展，形成一個水生態(tài)治理的綜合集成系統(tǒng)，為今后的決策工作提供有力的支持。

5結語

本文介紹了水環(huán)境和水生態(tài)修復技術的概念，我國當前水資源的污染狀況十分嚴重，超過六成的河流、湖泊及濕地的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)受到了不同程度的損害，治理形式十分嚴峻?，F(xiàn)行的水生態(tài)修復技術主要有兩種，生物生態(tài)治理技術和生態(tài)水利工程，生物生態(tài)治理技術分為了生物治理技術和生態(tài)治理技術;生態(tài)水利工程則分為了河道修復、河道內和流域內棲息地修復等方法。這些方法已經(jīng)在我國得到了一定的應用，并取得了很好的效果，但是由于我國的水域眾多、生態(tài)環(huán)境類型復雜，距離完成修復目標還有不小的距離，因此水生態(tài)修復技術在我國有廣闊的應用發(fā)展空間，必將走向一個多學科交叉，技術手段不斷革新的明天。

參考文獻：

[1]顏雷，田庶慧.水生態(tài)環(huán)境修復研究綜述[J].水利科技與經(jīng)濟，2011，17（09）：73-75.

[2]廖文根，杜強，譚紅武，朱瑤，李國強.水生態(tài)修復技術應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國水利，2006（17）：61-63.

[3]李明傳.水環(huán)境生態(tài)修復國內外研究進展[J].中國水利，2007（11）：25-27.

[4]朱黨生，張建永，李揚，史曉新.水生態(tài)保護與修復規(guī)劃關鍵技術[J].水資源保護，2011，27（05）：59-64.