水生態(tài)修復(fù)在河道治理中的應(yīng)用探究

遼寧省環(huán)保集團(tuán)科源環(huán)境技術(shù)有限公司 徐睿楓，趙曦，孫博，李曉謙

河道具有航運(yùn)、供水、發(fā)電等多種經(jīng)濟(jì)功能，而且是生態(tài)系統(tǒng)中的重要一環(huán)，而且河道生態(tài)環(huán)境的好壞與人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展有著密不可分的聯(lián)系。隨著城市化的發(fā)展，河道生態(tài)環(huán)境遭到了嚴(yán)重的破壞，人們對(duì)河道治理的工作也越來(lái)越重視，單憑借治理污染的手段已無(wú)法實(shí)現(xiàn)河道的修復(fù)。因此，當(dāng)務(wù)之急就是進(jìn)行改善河道生態(tài)。

一、水生態(tài)修復(fù)的含義

伴隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的加快，對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的負(fù)面影響。由于很多地區(qū)的給排水管網(wǎng)逐漸老化，污水處理排放等基礎(chǔ)設(shè)施較為落后，以導(dǎo)致大量的生活污水和工業(yè)廢水流入了地區(qū)周邊的河道當(dāng)中，促使生態(tài)環(huán)境質(zhì)量急劇下降。再加之缺乏完善的管理手段，河道底部的積淤情況比較嚴(yán)重，水體自?xún)裟芰?yán)重下降，河道內(nèi)部的生態(tài)系統(tǒng)受到極大的影響。整治河道生態(tài)環(huán)境，已成了當(dāng)前不可忽視的問(wèn)題。

一個(gè)健康完整的水生態(tài)系統(tǒng)，其中需要具備著比較豐富的水生動(dòng)植物和完整的水生物群落，同時(shí)也要擁有一定數(shù)量的微生物。而水生態(tài)修復(fù)技術(shù)是指利用原有的水生植物和微生物，對(duì)水體污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化，重新塑造一個(gè)健康的水生生態(tài)系統(tǒng)，并且實(shí)現(xiàn)整體協(xié)調(diào)、自我調(diào)整的良性循環(huán)。

污染水體的因素不同，可利用水生態(tài)修復(fù)技術(shù)去選擇最具有針對(duì)性的修復(fù)措施。首先，可進(jìn)行優(yōu)化水生植物種類(lèi)，提升水生態(tài)環(huán)境中生物的多樣性，但是所選植物不能單一化，而需要多種植物相輔相成，確保其良好生長(zhǎng)，才可以實(shí)現(xiàn)水體凈化；其次，可以布置人工濕地，合理的引進(jìn)水生動(dòng)物，在實(shí)現(xiàn)良好生態(tài)效益的同時(shí)還能帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益；最后，污染源必須要從源頭上進(jìn)行控制，能在一定程度上降低水體能耗[1]。

二、水生態(tài)修復(fù)技術(shù)的原理

水生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要依靠的是生物學(xué)的原理，并將水生動(dòng)植物和微生物等進(jìn)行合理的科學(xué)配置，通過(guò)轉(zhuǎn)化、降解、吸收、分解等一系列步驟使原本受到污染的水體得到凈化，增強(qiáng)河道本身的自?xún)裟芰?，進(jìn)而達(dá)到實(shí)現(xiàn)河道生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。具有投資少，效益高，對(duì)環(huán)境影響小等諸多優(yōu)點(diǎn)。

在進(jìn)行水生態(tài)修復(fù)的時(shí)候，需要注意以下幾點(diǎn)：第一，在配置相關(guān)水生植物的時(shí)候，要充分考慮到所選植物的特性，根據(jù)不同的水位應(yīng)該要配置不同的植物，否則會(huì)影響到整體的整治效果；第二，要建立多樣性的河道，橫向與縱向互相連通，可起到有效保護(hù)坡地，以避免河道護(hù)岸硬質(zhì)化的效果；第三，營(yíng)造水生生物群落的多樣化，為微生物創(chuàng)設(shè)出一個(gè)較為良好的生存環(huán)境，再放入魚(yú)、蝦、貝類(lèi)等其他水生生物，構(gòu)建出一個(gè)合理完整的生態(tài)食物鏈；第四，各地的政府對(duì)此也要加大扶植力度，給予一定的相關(guān)政策和資金上的支持，積極鼓勵(lì)開(kāi)展水生態(tài)修復(fù)工作的進(jìn)行，共同打造出一個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境；第五，在進(jìn)行水生態(tài)修復(fù)的過(guò)程中，應(yīng)該要因地制宜，根據(jù)當(dāng)?shù)厮幍膶?shí)際情況以及污染源的分布特征，再結(jié)合相應(yīng)的修復(fù)技術(shù)手段才可以有效地實(shí)施，最終以實(shí)現(xiàn)對(duì)水生態(tài)環(huán)境的修復(fù)[2]。

三、水生態(tài)修復(fù)技術(shù)的方式

（一）植物修復(fù)技術(shù)

利用水生植物本身進(jìn)行水生態(tài)修復(fù)是一種所需周期時(shí)間長(zhǎng)，但效果相對(duì)比較好的處理方式。水生植物通過(guò)自身，可對(duì)受污染水體實(shí)現(xiàn)吸收、沉淀、降解、代謝等多種功能，其往往和水中的微生物互相聯(lián)合，進(jìn)而達(dá)到凈化水體的效果。在進(jìn)行水體凈化的時(shí)候，也能在一定程度上促進(jìn)水生植物自身的生長(zhǎng)需求。

利用水生植物進(jìn)行對(duì)污染水體的凈化，還有以下幾個(gè)好處：第一，對(duì)于水體環(huán)境中存在的一些有機(jī)化學(xué)物質(zhì)，水生植物可以加速分解過(guò)程，并且能將其轉(zhuǎn)化為氧氣、二氧化碳等，對(duì)于水中過(guò)剩的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也能進(jìn)行吸收；第二，為生態(tài)水域系統(tǒng)構(gòu)建出了多樣化的生態(tài)環(huán)境，能夠?yàn)轸~(yú)類(lèi)、貝類(lèi)、部分水生蟲(chóng)類(lèi)等提供一個(gè)較為良好的棲息環(huán)境，讓水域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性得以增強(qiáng)；第三，針對(duì)河道內(nèi)的浮游藻類(lèi)，水生植物可以與它們形成一種互相競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系，奪去浮游藻類(lèi)存活所需要的氧氣和一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。對(duì)于一些生命力比較旺盛的水生植物來(lái)說(shuō)，例如香蒲，金魚(yú)藻等，它們對(duì)于抑制水環(huán)境當(dāng)中的浮游藻類(lèi)生長(zhǎng)，可以起到很顯著的效果，不過(guò)需要注意一下外來(lái)物質(zhì)入侵的問(wèn)題，避免對(duì)原有的水生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。

（二）曝氣復(fù)氧技術(shù)

反應(yīng)水體污染程度的一個(gè)重要指標(biāo)就是河水中溶解氧的含量，當(dāng)水中的溶解氧含量過(guò)低，會(huì)使水生態(tài)系統(tǒng)的平衡遭到破壞，水中有機(jī)物的分解就變成了無(wú)氧分解，水質(zhì)也會(huì)逐漸惡化，甚至出現(xiàn)發(fā)黑發(fā)臭的情況。河同時(shí)水中溶解氧的主要來(lái)源是依靠大氣復(fù)氧，也叫作天然曝氣，但是天然曝氣的效果對(duì)于河道生態(tài)治理并不是很理想。因此針對(duì)這種水質(zhì)比較惡劣的水體，可采用人工曝氣復(fù)氧的技術(shù)手段進(jìn)行治理。在水體當(dāng)中增加空氣和氧氣含量，增強(qiáng)水體中微生物的含量，促進(jìn)上下層水體的混合，可以有效去除水體中的污染物，進(jìn)而改善水體質(zhì)量。在對(duì)河道進(jìn)行水生態(tài)修復(fù)時(shí)，要對(duì)水體內(nèi)增加曝氣設(shè)備，來(lái)檢測(cè)河水中的溶氧度。將曝氣設(shè)備安裝在河道的中間位置，增設(shè)大量的曝氣管道。及時(shí)查看水體中的溶解氧含量是否有所增加。

河道曝氣復(fù)氧一般采用固定式充氧站和移動(dòng)式充氣平臺(tái)兩種形式。固定式充氧站需要在河段上安裝固定裝置，采用不同的曝氣形式。當(dāng)該段河段有航運(yùn)需求或者觀賞需求時(shí)，可以采用鼓風(fēng)曝氣或者純氧曝氣的形式，通過(guò)管道將空氣或氧氣導(dǎo)入進(jìn)河底的曝氣擴(kuò)散系統(tǒng)，增加水中溶解氧的含量，滿(mǎn)足了水體的需氧要求。而當(dāng)河段沒(méi)有航運(yùn)要求或觀賞要求，可采用機(jī)械曝氣，將曝氣設(shè)備直接安裝在河道中進(jìn)行曝氣。移動(dòng)式充氧平臺(tái)一般采用曝氣船的形式，曝氣船的使用不會(huì)影響到航運(yùn)功能，可以根據(jù)水體的修復(fù)進(jìn)度隨時(shí)調(diào)整，運(yùn)行方式更加機(jī)動(dòng)靈活。

（三）生態(tài)浮床技術(shù)

生態(tài)浮床，也稱(chēng)作人工浮床。它是利用生態(tài)工程學(xué)的原理，主要結(jié)合無(wú)土栽培技術(shù)，將高分子材料作為浮床的載體，以人工的形式構(gòu)建出一個(gè)去除水污染物的小型生態(tài)系統(tǒng)，可以水體中的污染物進(jìn)行有效去除，例如氮、磷等，降低水體COD，從而實(shí)現(xiàn)修復(fù)凈化，也有助于美化周邊環(huán)境。

生態(tài)浮床的技術(shù)原理主要有以下幾點(diǎn)：第一，利用根系發(fā)達(dá)的水生植物。因其表面積較大，可以直接將氮、磷和其他的有機(jī)污染物進(jìn)行吸收，再利用植物本身的光合作用，通過(guò)自身根系向水中釋放氧氣，提高水中的溶氧量，加速污染凈化的進(jìn)程；第二，在將水中的污染物吸收之后，也可以利用植物本身具有的新陳代謝功能實(shí)現(xiàn)水域凈化；第三，人工浮床所選擇的植物。在其根系中會(huì)附帶一定量的脫氮除磷微生物，這類(lèi)微生物對(duì)水體凈化起到的效果也很顯著；第四，人工浮床中的植物具有遮蔽功能，能夠很好地抑制污水中的藻類(lèi)繁殖，對(duì)水體起到凈化效果。此外，還能為鳥(niǎo)類(lèi)和水生動(dòng)植物、浮游生物提供一個(gè)比較良好地棲息環(huán)境，增強(qiáng)生物多樣性，完善生態(tài)系統(tǒng)。

但是，人工浮床在進(jìn)行水生態(tài)修復(fù)的時(shí)候，也會(huì)受到一些外在因素限制。在自然環(huán)境下，人工浮床的凈化效果會(huì)受到溫度的影響，隨著溫度不斷升高，對(duì)水中總氮量去除率影響較大。水溫在30℃左右時(shí)，氮量去除率可以達(dá)到44%左右；水溫達(dá)到35℃左右時(shí)，氮量去除率反而有所下降，約為38%左右。

（四）生物膜修復(fù)技術(shù)

生物膜修復(fù)技術(shù)是指將水中原有的微生物聚集成膜狀，再對(duì)水中的污染物進(jìn)行吸收和氧化降解的過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)水體凈化。水中的微生物可依賴(lài)水生植物生存，進(jìn)而為水中微生物營(yíng)造出更適合其生活的環(huán)境，提高水中微生物的活性。在采用生物膜修復(fù)技術(shù)的時(shí)候，不能只在水體中添加微生物菌劑或者生物促進(jìn)劑，二者都有著很大的局限性，對(duì)于污染情況較為嚴(yán)重的水域，難以起到凈化的作用，而且容易導(dǎo)致水中原有動(dòng)植物的死亡。

生物膜修復(fù)技術(shù)最大的特點(diǎn)就是受水體限制因素小，且技術(shù)相對(duì)成熟，已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用。目前采取使用的生物膜修復(fù)技術(shù)主要包括生物膜反應(yīng)器和組合式浮床等。利用生物膜反應(yīng)器修復(fù)污染水體，主要是將一些比較適用于在污染水體中掛膜的材料充當(dāng)生物載體，再把已經(jīng)被污染的水體抽入到生物反應(yīng)器當(dāng)中。當(dāng)受污染的水體在通過(guò)生物膜時(shí)，會(huì)與在生物膜上聚集的微生物產(chǎn)生反應(yīng)，再將反應(yīng)器中已經(jīng)得到凈化的水體重新稀釋回去，對(duì)地表中的水體進(jìn)行分區(qū)域凈化。組合式浮床對(duì)傳統(tǒng)的生物浮床進(jìn)行了改良優(yōu)化，集成濾料吸附的凈化基質(zhì)。不僅能提高浮床中蘊(yùn)含的微生物量，更加有利于提高浮床的生物鏈結(jié)構(gòu)，在實(shí)用性和美觀性等方面均得到了非常的提升[3]。

四、總結(jié)

總而言之，人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展不能以破壞環(huán)境為代價(jià)，進(jìn)行水生態(tài)修復(fù)工作已然迫在眉睫。而有效使用水生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行河道治理，對(duì)于水生態(tài)環(huán)境的改善尤為重要。應(yīng)采取最科學(xué)合理的技術(shù)手段進(jìn)行整治，從而提高水環(huán)境的質(zhì)量，以此促進(jìn)水資源的可持續(xù)發(fā)展。

相關(guān)鏈接

水生態(tài)是指環(huán)境水因子對(duì)生物的影響和生物對(duì)各種水分條件的適應(yīng)。生命起源于水中，水又是一切生物的重要組分。生物體不斷地與環(huán)境進(jìn)行水分交換，環(huán)境中水的質(zhì)（鹽度）和量是決定生物分布、種的組成和數(shù)量，以及生活方式的重要因素。

環(huán)境水因子對(duì)生物的影響和生物對(duì)各種水分條件的適應(yīng)。生命起源于水中，水又是一切生物的重要組分。生物體內(nèi)必須保持足夠的水分：在細(xì)胞水平要保證生化過(guò)程的順利進(jìn)行，在整體水平要保證體內(nèi)物質(zhì)循環(huán)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。生物體不斷地與環(huán)境進(jìn)行水分交換，環(huán)境中水的質(zhì)（鹽度）和量是決定生物分布、種的組成和數(shù)量以及生活方式的重要因素。