“生態(tài)活水”治水理論與戰(zhàn)略意義的研究

李章林，李榮福，寇祥明，孫龍生

(1.揚(yáng)州市水利學(xué)會(huì)，江蘇 揚(yáng)州 225001； 2.揚(yáng)州市水產(chǎn)學(xué)會(huì)，江蘇 揚(yáng)州 225001；3.江蘇省里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 揚(yáng)州 225003； 4.揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225003)

1 概 述

“活水”是人們對(duì)于保持緩慢流速的開(kāi)放性自然水體的習(xí)慣稱謂。我國(guó)古代就已發(fā)現(xiàn)“活水”具有凈化污染、改善水質(zhì)的功能，便有了“流水不腐”[1]和“問(wèn)渠哪得清如許，為有源頭活水來(lái)”等對(duì)活水凈化功能的精辟概括[2]。研究發(fā)現(xiàn)，自然“活水”并非流動(dòng)著的純凈水，而是“綠水”，是有多樣化礦物質(zhì)溶解和由多樣化微生物生存的緩流水，具有綜合性自然凈化能力，故萬(wàn)里長(zhǎng)江雖吸納沿岸城市多樣化海量污染，直至奔流到海仍為“一江春水”。

一般認(rèn)為，“活水”是有源頭而常流動(dòng)的水[3]。古代文獻(xiàn)中“活水”是指靜流之水或有源頭常流動(dòng)的水[4]。雖有一定流速，但流速緩慢、水質(zhì)清澈。五代時(shí)期太湖地區(qū)塘浦圩田系統(tǒng)形成全局式的活水周流，認(rèn)為有利于作物灌溉，污染治理[5]。近年來(lái)，城市污水治理強(qiáng)調(diào)清淤和“活水工程”的作用[6]。以常州市為例，2007—2016年清淤工程耗資40多億元，水質(zhì)從嚴(yán)重污染下降為重污染[7]?！盎钏こ獭笔峭ㄟ^(guò)引入外源清水，使水體保持一定水位(水量)和流量(流速)，以改善水質(zhì)的方法。但其打造的是平直水流，而非垂直交流，只是發(fā)揮了污染稀釋作用，或?qū)⑸嫌挝廴巨D(zhuǎn)移到下游水體。且此法在缺水地區(qū)無(wú)法采用。

“活水”一般指緩慢流動(dòng)的開(kāi)放性水體。所有水生動(dòng)物都喜歡“活水”，江河湖海等“活水”出產(chǎn)的水產(chǎn)品相比一般“呆塘”(封閉池塘)養(yǎng)殖的水產(chǎn)品更為鮮美，水產(chǎn)養(yǎng)殖強(qiáng)調(diào)“活水”作用[8]。筆者從2009年起，開(kāi)展活水機(jī)應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)“活水”中具有交換、運(yùn)送和凈化功能[9]。養(yǎng)殖水體中污染物凈化效果往往與水體中有益菌、浮游(動(dòng))植物等兩類微生物構(gòu)成的微生態(tài)系統(tǒng)和溶解氧含量與分布狀況密切相關(guān)，通過(guò)“微生態(tài)制劑”與“增氧活水機(jī)”配合使用，對(duì)凈化富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)，抑制“藍(lán)藻爆發(fā)”有顯著效果[10]。研究發(fā)現(xiàn)，“生態(tài)活水”中兩類微生物綜合作用，不斷進(jìn)行著化合與分解，產(chǎn)能與耗能或貯能，耗氧與增氧等理化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了水域生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換，構(gòu)成了“生態(tài)活水”對(duì)污染物的自然凈化作用[11]。根據(jù)上述分析，設(shè)計(jì)的“生態(tài)活水”治理黑臭水體技術(shù)方案在揚(yáng)州官河組織實(shí)施，取得了理想的治理效果[12]，促進(jìn)“生態(tài)活水”治水理論的形成。

2.“生態(tài)活水”治理?yè)P(yáng)州官河黑臭水體取得極佳的治水效果

水體黑臭和富營(yíng)養(yǎng)化是我國(guó)城鄉(xiāng)河道的普遍現(xiàn)象[13]。河湖出現(xiàn)季節(jié)性或終年黑臭，是城鄉(xiāng)水體的嚴(yán)重污染[14]，不僅影響城市景觀和生態(tài)環(huán)境，而且降低城鄉(xiāng)居民生活。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2016年，全國(guó)295個(gè)地級(jí)以上城市中有216座城市排查出黑臭水體1 811個(gè)[15]。黑臭水體治理的難點(diǎn)是有機(jī)污染物底泥(氧債)的大量沉積，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)崩潰[16]。揚(yáng)州官河是揚(yáng)州市區(qū)嚴(yán)重污染多年的典型黑臭水體，按照住建部《城市黑臭水體整治工作指南》分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，屬重度黑臭水體[17]。雖經(jīng)多年治理，水質(zhì)未能改觀。治理前溶解氧近于零(0.12～0.13 mg/L)，每逢清晨或陰雨天氣，兩側(cè)臭氣熏人，群眾意見(jiàn)極大。在揚(yáng)州市水利局支持下，從8月13日起，在揚(yáng)州官河開(kāi)展了“生態(tài)活水”治理黑臭水體試驗(yàn)，通過(guò)安裝使用活水機(jī)和增氧機(jī)，足量投放系列微生態(tài)制劑，迅速修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)[18]，形成“綠水”(即生態(tài)活水)，達(dá)到了快速高效的黑臭污水治理效果。8月18日水利部太湖局至揚(yáng)州檢查城市黑臭河道整治工作，對(duì)“生態(tài)活水”治理黑臭污水效果充分認(rèn)可。8月27日，揚(yáng)州市水利局(市水利學(xué)會(huì))與揚(yáng)州市邗江區(qū)竹西街道辦事處聯(lián)合對(duì)該試驗(yàn)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢查驗(yàn)收，對(duì)治污效果給予充分肯定。揚(yáng)州大學(xué)9月8日官河水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果表明，9月8日9：30官河水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果為:水體透明度、溶氧、氨氮、總氮、總磷和有機(jī)物耗氧量等指標(biāo)分別達(dá)60.7 cm、5.61 mg/L、0.59 mg/L、1.43 mg/L、0.09 mg/L和6.06 mg/L，均達(dá)到或超過(guò)了國(guó)家地表水Ⅲ類水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，這在國(guó)內(nèi)外尚屬首次報(bào)道。

3 “生態(tài)活水”治水的理論基礎(chǔ)

3.1 天然水體生態(tài)系統(tǒng)的自然凈化理論

一般天然水體都有多樣性生物組成的完整生態(tài)系統(tǒng)，包括植物生產(chǎn)者、動(dòng)物消費(fèi)者和細(xì)菌真菌類分解者[19-20]。生態(tài)學(xué)將上述三者組成的生態(tài)系統(tǒng)稱為“完整生態(tài)系統(tǒng)”。天然水體生態(tài)系統(tǒng)具有生物多樣性，穩(wěn)定性好，其中消費(fèi)者和部分生產(chǎn)者(水生經(jīng)濟(jì)植物)為人類提供食物。

天然水體中各類生物代謝產(chǎn)生的廢棄物沉積到水底而污染水體。而這些廢棄物又被微生物分解成營(yíng)養(yǎng)元素被利用[21]；這些微生物分泌的催化酶，能加速對(duì)水體中廢棄有機(jī)物氧化分解，轉(zhuǎn)化為浮游植物與水生維管束植物生長(zhǎng)需要的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽，如果沒(méi)有這些微生物的參與，這個(gè)進(jìn)程非常緩慢[22]；浮游植物與水生維管束植物借助太陽(yáng)能，利用上述微生物分解形成的營(yíng)養(yǎng)鹽進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生大量溶解氧；既為水生動(dòng)物提供必要條件和食物，也為微生物氧化分解提供充足的氧氣，使天然水體始終維持能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)循環(huán)的可持續(xù)狀態(tài)，形成對(duì)污染物的自然凈化能力。充足的溶解氧能在底泥表層形成氧化還原層，有利于底棲好氧型有益菌附著與生長(zhǎng)繁育，又增強(qiáng)了生態(tài)凈化能力?！吧鷳B(tài)活水”治水就是恢復(fù)或健全以微生物為核心的水體生態(tài)系統(tǒng)，形成可持續(xù)的自然凈化能力。其中最為核心是由細(xì)菌、放線菌、真菌類等有益菌和浮游動(dòng)、植物等2類微生物組成的“微生態(tài)系統(tǒng)”，具有高效自然凈化能力。在水體足量供氧并微速循環(huán)流動(dòng)條件下，足量投放高活力微生態(tài)制劑，3～5個(gè)晴日在黑臭水體中就形成“微生態(tài)系統(tǒng)”，造就具有強(qiáng)勁自然凈化能力的“綠水(生態(tài)活水)”，快速完成對(duì)黑臭污水和黑臭淤泥的治理。

3.2 “生態(tài)活水”治水的哲學(xué)基礎(chǔ)

水體生態(tài)系統(tǒng)實(shí)質(zhì)是多樣化矛盾的矛盾綜合體。矛盾中雙方總是既相互對(duì)立又相互依賴，矛盾雙方既是對(duì)立方存在的條件，也是對(duì)立方發(fā)展變化的推動(dòng)因素。在水體生態(tài)系統(tǒng)中多樣化生物與多樣化非生物環(huán)境因子之間存在著極其復(fù)雜的矛盾[23]。這些多樣化非生物環(huán)境因子包括當(dāng)?shù)貧夂?、地形地貌和土壤、水文等等物理因素及其之間相互影響，由此帶來(lái)系統(tǒng)中化學(xué)因子之間相互作用與化學(xué)因子的變化。而在人類聚居的城鄉(xiāng)周圍水域生態(tài)系統(tǒng)，打上了人類社會(huì)的烙印。人類活動(dòng)使水體生態(tài)系統(tǒng)中本來(lái)并不對(duì)抗的矛盾變得尖銳起來(lái)。如自然狀況下的水體溶解氧對(duì)水體所有生物來(lái)說(shuō)是充裕剩余的。在人類聚居密度較低情況下的城鄉(xiāng)周圍水域溶解氧也是總量平衡，稍有剩余。但在進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì)后，化肥農(nóng)藥過(guò)量使用后農(nóng)業(yè)廢水、食品工業(yè)污水和人類生活廢水的直接排放，過(guò)量消耗了水體溶解氧，水生生物與溶解氧之間和有機(jī)污染物與溶解氧之間兩對(duì)矛盾的性質(zhì)由量變到質(zhì)變，由非對(duì)抗性矛盾轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)抗性矛盾，由次要矛盾上升為主要矛盾，并且將溶解氧從次要矛盾的次要方面上升為主要矛盾的主要方面[24]，并因?yàn)槿毖蹩赡茉斐缮鷳B(tài)系統(tǒng)凈化功能減弱，甚至生態(tài)系統(tǒng)崩潰而成為“黑臭水體”。因此，“生態(tài)活水”治水關(guān)鍵是保障溶解氧均衡充裕供給，緩和其與水生生物之間和其與水體污染物之間對(duì)抗性的矛盾沖突，恢復(fù)并保持穩(wěn)定的自然凈化能力。

3.3 “生態(tài)活水”治水的“氧債”理論

水體中大量有機(jī)污染物可能因溶解氧未及時(shí)足量供應(yīng)而處于待氧化分解狀態(tài)，便形成了“氧債”。這些未及時(shí)氧化分解的有機(jī)污染物，日積月累沉積在水體底部成為黑臭淤泥，并成為主要“氧債”源。水體黑臭的實(shí)質(zhì)是“氧債”累積量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出供氧能力，導(dǎo)致溶解氧供求失衡而“破產(chǎn)”，造成生態(tài)系統(tǒng)崩潰。同時(shí)，由于“氣”“水”比重差異，形成“氧往高處走，水往低處流”。而光合作用產(chǎn)氧和一般機(jī)械方式充氧、增氧主要增加的是水體中上層溶解氧，無(wú)法將溶解氧輸送到黑臭淤泥(氧債)集中的水體底層；只有在夜晚或降溫降雨降雪后，表層水溫降低導(dǎo)致表層水密度加大，形成水體垂直交流，才有可能將中上層溶解氧捎帶到水體底層，償還長(zhǎng)期積欠的“氧債”。在自然狀態(tài)下，陰雨天氣和夜晚都是水體垂直交流最為劇烈的時(shí)間，同時(shí)又是光合作用停止，溶解氧來(lái)源最少的時(shí)段；如果水底淤泥沉積過(guò)多，“氧債”積欠過(guò)大，水體垂直交流可以在短時(shí)間內(nèi)耗盡水體溶解氧，造成水體生態(tài)系統(tǒng)崩潰而“黑臭”。一般情況下，人工充氧(增氧)很難送達(dá)水體底層償還“氧債”；化學(xué)增氧也只是在短時(shí)間內(nèi)償還部分“氧債”。一遇暴雨便帶動(dòng)底泥泛起爆發(fā)性償還“氧債”時(shí)，便可能使水體溶解氧歸零而使生態(tài)系統(tǒng)崩潰?！吧鷳B(tài)活水”治水焦點(diǎn)集中在水體生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)上，通過(guò)足量投放強(qiáng)氧化型生化產(chǎn)品，快速還清水中和淤泥表層積欠的“氧債”，并在底泥表層形成氧化還原層，阻斷下層污染物釋放。同時(shí)利用活水機(jī)將人工充氧(增氧)與光合作用等產(chǎn)生的溶解氧源源不斷送達(dá)水體底層，及時(shí)償還積欠的“氧債”，防止“氧債”累積造成水體溶解氧“虧空”，而重返“黑臭”。

3.4 “生態(tài)活水”治水的“活水”理論

黑臭水體即便徹底清除黑臭淤泥后，隨著新的污水排放又會(huì)產(chǎn)生淤泥，往往黑臭水體清淤不到一年甚至數(shù)月后，便重返“黑臭”[25]。如何消除水體因雨水及其他地表水持續(xù)帶入有機(jī)污染物形成“氧債”累積，便是黑臭水體的治本之策?！吧鷳B(tài)活水”在自然狀態(tài)下直觀為“綠水”?！吧鷳B(tài)活水”治水就是創(chuàng)建“微生態(tài)系統(tǒng)”造就水體強(qiáng)勁的自然凈化能力，并通過(guò)活水機(jī)形成全水體微速循環(huán)水流，對(duì)水體污染物實(shí)現(xiàn)“四維”全時(shí)空(即全水體、全時(shí)段、全天候)持續(xù)凈化的治水方式。首先，必須通過(guò)活水機(jī)將光合作用產(chǎn)氧(這是水體溶解氧來(lái)源的主渠道)及其他方式增加的溶解氧持續(xù)不斷地輸送到水體底層，及時(shí)清除不斷產(chǎn)生的“氧債”；同時(shí)又將底層有機(jī)污染物及其氧化分解成的營(yíng)養(yǎng)鹽轉(zhuǎn)運(yùn)到水體上層。其次，有機(jī)污染物降解以好氧有益菌充分參與分泌多樣化催化酶而加速，而好氧有益菌降解有機(jī)污染物又以溶解氧供給為條件，并以溶解氧及時(shí)足量供給而保證有機(jī)污染物降解過(guò)程變得更加徹底，避免產(chǎn)生有毒有害的氨氮、硫化氫等中間還原產(chǎn)物，有利于水生生物的回歸。另外，還須通過(guò)適量引水或補(bǔ)水，修復(fù)并健全多樣化生物構(gòu)成的水體生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)一步提升水體自然凈化能力[26]。綜上所述，“生態(tài)活水”治水就是通過(guò)活水機(jī)造就微速循環(huán)流水，帶動(dòng)投放的有益菌、溶解氧和水體有機(jī)污染物向全水體輸送，以增加三者之間相互作用的機(jī)率和程度，實(shí)現(xiàn)三者之間充分、深入、頻繁地相互作用，達(dá)到對(duì)有機(jī)污染物快速、全面、徹底凈化，并及時(shí)將轉(zhuǎn)化成的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽運(yùn)送到水體上層供給植物光合作用利用，從而加快了水體能量轉(zhuǎn)換與物質(zhì)循環(huán)過(guò)程，以水體垂直交流促進(jìn)新陳代謝，造就活力強(qiáng)勁的“生態(tài)活水(綠水)”，形成可持續(xù)的水體高效自然凈化能力。

4 “生態(tài)活水”治水機(jī)理與戰(zhàn)略價(jià)值

氧債是黑臭之源，生態(tài)是治水之本，活水是治水之機(jī)。國(guó)務(wù)院“水十條”提出了“到2020年，地級(jí)及以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以內(nèi)，到2030年，城市建成區(qū)黑臭水體總體得到消除”的水污染控制性目標(biāo)[27]。傳統(tǒng)黑臭水體治理投資規(guī)模大、運(yùn)行成本高、治標(biāo)不治本、返黑返臭周期短，給地方財(cái)政帶來(lái)了沉重負(fù)擔(dān)?！吧鷳B(tài)活水”治水通過(guò)投放足量系列微生態(tài)制劑，快速造就具有強(qiáng)勁凈化功能的水體微生態(tài)系統(tǒng)，逐步恢復(fù)多樣性生物構(gòu)成的完整生態(tài)系統(tǒng)并維持穩(wěn)定性，達(dá)到快速持續(xù)治理污水的目的。

4.1 快速底層增氧，徹底清除底泥積欠“氧債”，快速?gòu)?fù)氧，治水效率高

黑臭水體主要耗氧源(氧債)是底泥耗氧，底泥約占黑臭水體總耗氧量的60%～90%以上。快速?gòu)氐浊宄w底泥“氧債”，是恢復(fù)黑臭水體生態(tài)系統(tǒng)的前提?！吧鷳B(tài)活水”治水通過(guò)機(jī)械活水和使用生物化學(xué)制劑，快速增加水體下層及底泥表層溶解氧，清除水中和底泥表層累積的“氧債”，在底層表層形成一定厚度的氧化還原層，造就有利于底棲微生物、底棲動(dòng)物及水生植物生長(zhǎng)發(fā)育的土壤環(huán)境；同時(shí)，這個(gè)氧化還原層隔絕了底泥中下層有機(jī)污染物(氧債)繼續(xù)向水中釋放，賜除了這部分積欠“氧債”，減輕了水體償還“氧債”的壓力，避免了因天氣劇烈變化爆發(fā)性償還這部分“氧債”，促進(jìn)水體生態(tài)系統(tǒng)(核心是微生態(tài)系統(tǒng))快速恢復(fù)并保持穩(wěn)定，快速消除水體黑臭現(xiàn)象。這是“生態(tài)活水”治水的首要措施。

4.2 使用高性能微生態(tài)制劑恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)凈化污水，標(biāo)本兼治，設(shè)備投資省，治水效果好

“生態(tài)活水”治水是恢復(fù)并利用水體生態(tài)系統(tǒng)凈化污水，毋須繁雜的設(shè)備投資，每公頃黑臭水體治理設(shè)備只須投資6萬(wàn)～10萬(wàn)元，是節(jié)地、節(jié)水、節(jié)電的污水治理方式。黑臭水體在自然狀態(tài)下復(fù)氧后恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)與自然凈化能力是一個(gè)極其緩慢的過(guò)程，少則十天、半月，多則數(shù)月。“生態(tài)活水”治水是在溶解氧穩(wěn)定供應(yīng)和足量投放高活力系列微生態(tài)制劑的前提下，借助機(jī)械活水作用，形成包括好氧有益菌、兼性有益菌、喜光性有益菌，以及底泥附著型有益菌等系列有益菌和水體原生態(tài)浮游動(dòng)、植物共同組成的、污染物凈化功能強(qiáng)大的微生態(tài)系統(tǒng)?！吧鷳B(tài)活水”治水可以在短時(shí)間內(nèi)(3～5 d)迅速造就“生態(tài)活水(綠水)”，形成強(qiáng)大持續(xù)生態(tài)凈化能力，并抑制藍(lán)藻的繁殖。同時(shí)，適當(dāng)引水補(bǔ)水，栽植水生維管束植物，還可投放定向培育的優(yōu)良浮游藻種，健全多樣化生物構(gòu)成的水體生態(tài)系統(tǒng)，提升水體整體活力與自凈能力，黑臭污水經(jīng)15～20 d治理，水質(zhì)達(dá)地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。與當(dāng)前國(guó)內(nèi)外黑臭污水治理方式相比，具有明顯的效率優(yōu)勢(shì)和成本優(yōu)勢(shì)，處于世界領(lǐng)先地位。

4.3 適時(shí)適量補(bǔ)氧、補(bǔ)菌、補(bǔ)水，維持水體強(qiáng)大的自凈能力，治水成本低，有利長(zhǎng)效管理

治理后污染水體具有穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)和水質(zhì)凈化能力。無(wú)論水體中各類生物產(chǎn)生的廢棄有機(jī)物污染，還是一定量的外源有機(jī)污染物排放，都可以利用其自身凈化能力予以降解。需要指出的是，當(dāng)天氣連續(xù)陰雨或有大量外源有機(jī)污染物排放時(shí)，在可能造成溶解氧來(lái)源大量減少的同時(shí)，又會(huì)使耗氧量快速增加，造成水體溶解氧入不衍出而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)崩潰而重返黑臭。

恢復(fù)生物多樣性生態(tài)系統(tǒng)不僅進(jìn)程緩慢，而且成本昂貴，需要付出維持生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)十倍甚至上百倍的代價(jià)，因此，必須做好治理后水體生態(tài)系統(tǒng)的維持工作。做到密切注意天氣變化、周邊水體水文波動(dòng)和污水排放等情況，及時(shí)調(diào)整增氧強(qiáng)度，彌補(bǔ)因水體產(chǎn)氧減少或耗氧增加等造成的溶解氧缺口，保障水體溶解氧供求平衡并略有剩余。同時(shí)，及時(shí)適量補(bǔ)充衰竭消減的有益菌，保持水體有益菌活力和適當(dāng)密度(濃度)，并定期引進(jìn)外源好水，引入活力充沛的浮游動(dòng)植物及其他水生動(dòng)物品種[28]，保持水體生態(tài)系統(tǒng)完整性和污染物凈化能力。每公頃污染水體維持年投入僅3萬(wàn)～5萬(wàn)元。

4.4 活水機(jī)械在“生態(tài)活水”治水中的關(guān)鍵作用

然而，建立水體生態(tài)系統(tǒng)(主要是微生態(tài)系統(tǒng))只是造就了凈化污水的生態(tài)主體，具備了污水凈化的生態(tài)潛能。在自然水體中，這種污染凈化潛能只是間隙性發(fā)揮作用。在占據(jù)一年中大多數(shù)的非降溫降雨天氣，水體上層溫度總是高于底層，造成上層水密度(比重)總是小于底層水，這種因上下水層“溫度差”形成的“密度差”成為阻礙水體垂直交流的“熱阻力”，阻礙了生態(tài)系統(tǒng)(主要是微生態(tài)系統(tǒng))對(duì)底層水和底部淤泥中污染物的凈化。只是在少數(shù)降溫降雨天氣造就了垂直交流“密度流”后，水體才能發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)(主要是微生態(tài)系統(tǒng))自然凈化作用。所以，自然水體生態(tài)系統(tǒng)的污染凈化功能只是局部空間和局部時(shí)間發(fā)揮作用，即在晴天白天在水體上層對(duì)水中污染物發(fā)揮凈化作用，只有到夜間或降溫降雨天氣形成“密度流”后，好氧有益菌和溶解氧才能一起奔走水體底層，對(duì)下層水和底泥表層污染物發(fā)揮凈化作用。而在此時(shí)，水體已失去或減少了溶解氧供給，生態(tài)系統(tǒng)的污染凈化(氧化分解)功能必然受到水體溶解氧貯存量限制。鑒于水的熱力學(xué)和光學(xué)特點(diǎn)，如何實(shí)現(xiàn)并持續(xù)保持水體上下水層之間垂直交流，是能否將水體生態(tài)系統(tǒng)(主要是微生態(tài)系統(tǒng))污染凈化潛能轉(zhuǎn)化為治理污水現(xiàn)實(shí)效果的關(guān)鍵所在。據(jù)江蘇省揚(yáng)州水文局測(cè)定，活水機(jī)能造就全水體微速循環(huán)水流，表層流速為0.008～0.117 m/s，底層流速為0.005～0.061 m/s。這個(gè)流速既保證了水體上下水層之間的持續(xù)頻繁交流，又不會(huì)將水底淤泥沖刷泛起，造成水質(zhì)渾濁。“生態(tài)活水”治水借助于活水機(jī)械形成的全水體微速循環(huán)水流，帶來(lái)了有益菌、溶解氧和污染物之間親密接觸、充分接觸和頻繁接觸，實(shí)現(xiàn)了三者之間的緊密結(jié)合，達(dá)成了水體生態(tài)系統(tǒng)(主要是微生態(tài)系統(tǒng))“四維”全時(shí)空(即全水面、全水層、全時(shí)段、全天候等組成)持續(xù)循環(huán)凈化污水，這便是“生態(tài)活水”治水效率高、效果好的關(guān)鍵所在。采用“生態(tài)活水”治水是通過(guò)修復(fù)水體生態(tài)系統(tǒng)及其自然凈化能力，特定微生態(tài)制劑的使用還能有效抑制的藍(lán)藻爆發(fā)，起到改善水面景觀的作用；另外，在適宜的水體還可栽植苦草、輪葉黑藻、蓮藕、茭白、菱角等沉水性、挺水性及浮葉性水生經(jīng)濟(jì)植物，既凈化水質(zhì)環(huán)境，又改善生態(tài)景觀[29]，實(shí)現(xiàn)生態(tài)產(chǎn)業(yè)化，提高周圍居民生活質(zhì)量。