河道水環(huán)境治理工程的多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用研究

劉建國

山東省淄博生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東 淄博 255020

1 多方位修復(fù)的內(nèi)涵

社會的高速發(fā)展產(chǎn)生了大量的污染物，這些污染物如果在未經(jīng)處理的情況下排入水中，會嚴(yán)重污染河道，導(dǎo)致水體出現(xiàn)渾濁黑臭等問題，給病菌的生長提供了空間，降低了水體的安全性，從而導(dǎo)致生態(tài)失衡[1]。目前主要采用物理、化學(xué)和生物等多種治理技術(shù)對污染物進(jìn)行處理，其各自的代表性處理方法分別是機(jī)械除藻、投放化學(xué)藥劑、提高水中微生物的降解能力，但在單獨(dú)應(yīng)用這些方法的過程中具有一定的局限性，難以應(yīng)對復(fù)雜多變的河道污染狀況，因此可進(jìn)行技術(shù)集成，實(shí)現(xiàn)多方位修復(fù)。

2 生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系

（1）外源污染控制。暴雨初期雨水的污染程度較高，因此如果僅對點(diǎn)源污染進(jìn)行處理，很難從根本上解決問題，對此可采用自動(dòng)膜濾工藝，高效處理雨水徑流污染物。暴雨后可沖洗設(shè)備濾芯，減少污染物殘留量，避免水體被二次污染。如果雨水直接排入河道，可將過濾設(shè)備安裝于管網(wǎng)末端。其他通道的雨水可通過駁岸滯留系統(tǒng)加以處理，降低污染負(fù)荷。生態(tài)駁岸的建設(shè)能夠豐富自然景觀，增強(qiáng)水域自凈能力，利用植物間隙交換能量，將空氣中的氧氣溶于水中，加快水體凈化的速度。

（2）內(nèi)源污染控制。污染物流入河道中經(jīng)過長時(shí)間沉淀便會形成底泥，屬于二次污染源，其中含有大量的氮、磷污染物，經(jīng)外界環(huán)境的作用會釋放具有污染性的氣體。在處理時(shí)可將物理與生物方法相結(jié)合，物理法指機(jī)械清淤，可改變底泥的理化性質(zhì)。但此種方法投資成本較高，僅適用于小面積水域。生物處理法指的是用生物酶提高微生物的降解能力，適用于大面積水域，但主要針對的是污染負(fù)荷相對較低的底泥。

（3）人工凈化體系。污染物進(jìn)入河道后會影響水環(huán)境的平衡性，導(dǎo)致水體在短時(shí)間內(nèi)惡化。在這種情況下必須通過人工進(jìn)化體系進(jìn)行應(yīng)急處理，實(shí)現(xiàn)迅速凈化。可應(yīng)用超微凈化工藝，該工藝能夠?qū)⒏邏簹?、水相結(jié)合，產(chǎn)生大量的氣泡，用于去除氮磷等污染物，提高水體的含氧量及能見度。此種工藝適用于渾濁、黑臭、重金屬含量過高等多種類型的水體，應(yīng)用范圍較廣。

（4）水體自凈強(qiáng)化。水生植物包括挺水、沉水、浮葉等多種不同的類型，并且均有各自的群落。挺水和浮葉植物可維護(hù)水質(zhì)，并且能夠使水體環(huán)境更加美觀，沉水植物能夠維持生態(tài)多樣性及穩(wěn)定性，對于修復(fù)工作的開展具有重要作用。另外，可分別在岸邊和水體中部布置水下草皮和水下森林，用于吸收富養(yǎng)物質(zhì)，降低水體含氮量，加快懸浮物的沉降速度，并通過光合作用釋放氧氣，而后釋放化感物質(zhì)避免藻類繁殖過快[2]。此外，水生動(dòng)物群中的大型魚類可促使水體更加美觀，生物鏈更加完整，底棲動(dòng)物具有過濾作用，能夠捕食有機(jī)質(zhì)，釋放營養(yǎng)物質(zhì)。

3 生態(tài)修復(fù)技術(shù)在河道水環(huán)境治理中的應(yīng)用

3.1 利用折疊式濾膜等阻隔減少雨水等外源污染

雨水是河道水環(huán)境污染中的主要外源污染成分，雨水具有一定的吸附性，工業(yè)區(qū)的雨水可能含有大量的二氧化硫等有害物質(zhì)，一旦進(jìn)入水體，不僅會污染水源，更會對水中的動(dòng)植物造成嚴(yán)重影響。此外，降雨過程中雨水還會沖刷地面，將地面泥沙和固體垃圾等一并帶入河流，對河道水環(huán)境保護(hù)也有著負(fù)面影響。利用多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行河道水環(huán)境治理，針對雨水等外源污染的治理，則需要利用折疊式濾膜等阻隔，最大程度上阻止污染物進(jìn)入河流。首先，合理規(guī)劃設(shè)計(jì)城市雨水收集管網(wǎng)，在管網(wǎng)末端設(shè)置相應(yīng)的折疊式濾膜，能夠有效截留雨水中的有害物質(zhì)，降低對河水的污染。其次，利用好河岸植物，進(jìn)行透水性設(shè)置。通過在河流兩岸種植蘆葦?shù)戎参?，一方面，可以鞏固河岸泥沙等，起到生態(tài)護(hù)坡的作用，避免雨水對河岸的沖刷導(dǎo)致河岸決堤的情況；另一方面，河岸植物還可以起到一定的阻隔作用，將雨水中的泥沙和固體垃圾等阻隔在河岸兩邊，減少河道中的固體垃圾和淤泥。有效的工程建設(shè)和設(shè)備安裝等能夠緩解雨水這一外源污染對河道水環(huán)境的影響，是提升河道水環(huán)境治理效果的重要環(huán)節(jié)。

3.2 利用生物技術(shù)降低內(nèi)源污染，提升水體自凈能力

內(nèi)源污染是外源污染物不經(jīng)處理進(jìn)入河道之后，經(jīng)過積累和化學(xué)反應(yīng)等產(chǎn)生的二次污染。例如工業(yè)廢水和生活污水進(jìn)入河道之后，水中的營養(yǎng)物質(zhì)增加，出現(xiàn)水體富營養(yǎng)化的情況，水中藻類植物迅速增加，導(dǎo)致水中氧氣含量不足，繼而引發(fā)魚類等水生動(dòng)物的大量死亡；尸體在河流中腐爛發(fā)臭，被分解成新的營養(yǎng)物質(zhì)，不斷地進(jìn)行著生物圈的循環(huán)。但是這種循環(huán)會導(dǎo)致水體流動(dòng)性減弱、水體發(fā)臭變黑、水體內(nèi)源污染嚴(yán)重[3]。針對河流內(nèi)源污染，需要從源頭入手，利用生物技術(shù)降低內(nèi)源污染，提升水體的自凈能力。植物能夠通過光合作用和呼吸作用轉(zhuǎn)化水中的有機(jī)物，水中的動(dòng)物和微生物等可以消化腐爛尸體或者是藻類等。利用生物技術(shù)和生物圈規(guī)律，能夠?qū)崿F(xiàn)可循環(huán)的河道水環(huán)境治理，提升水體的自凈能力。在河道水環(huán)境治理工程中，可以利用沉水植物群落來吸收水中的氮磷鉀等富營養(yǎng)物質(zhì)；利用水生植物群落來加快懸浮物的沉降，降低水底淤泥中的氮磷營養(yǎng)鹽含量。

3.3 利用人工干預(yù)手段和現(xiàn)代高新技術(shù)凈化水體

河道水環(huán)境治理工程僅僅依靠生物技術(shù)和阻隔技術(shù)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要立足多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)原則，利用人工干預(yù)手段和現(xiàn)代高新技術(shù)，形成良好的河道水環(huán)境治理模式。人工干預(yù)手段和現(xiàn)代高新技術(shù)的應(yīng)用，對于水體凈化具有重要作用。水體自凈能力畢竟是有限的，當(dāng)前河道水環(huán)境污染情況已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了水體自凈能力作用范圍，必須通過人工干預(yù)手段來改善河道水環(huán)境。在這一過程中，首先需要清除河底淤泥，清理河底垃圾。河底淤泥中積蓄了大量的重金屬物質(zhì)、氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)，無論是出于提升河水安全性還是增強(qiáng)河道水環(huán)境穩(wěn)定性的考慮，都需要盡快清理河底淤泥。在這一過程中，河流上下游區(qū)域相關(guān)管理部門可以協(xié)同作業(yè)，共同完成河流清淤工作。針對清理出來的淤泥，需要進(jìn)行處理和凈化，最后再進(jìn)行填埋處理等，降低河底淤泥對環(huán)境的影響。此外，提升河道周邊群眾的環(huán)保意識，對于河道水環(huán)境治理的長效機(jī)制建設(shè)也具有重要意義?？梢酝ㄟ^各類方式教育周邊群眾不往河道中傾倒生活垃圾和生活廢水，自覺維護(hù)河道水環(huán)境的穩(wěn)定性，才能保證河道水環(huán)境的治理效果，促進(jìn)我國生態(tài)環(huán)境建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。除了人工干預(yù)和環(huán)境教育工作，在河道水環(huán)境治理過程中還需要應(yīng)用高新技術(shù)，利用無線傳感裝置進(jìn)行河道水質(zhì)實(shí)時(shí)記錄和傳輸?shù)?，提升河道水環(huán)境的監(jiān)控力度，及時(shí)有效地進(jìn)行河道水環(huán)境治理。同時(shí)，利用超微凈化處理模式，采用氣液結(jié)合模式增加水體中的氧氣泡，加速水中重金屬物質(zhì)的處理，對于提升河道水環(huán)境的能見度和清澈度也十分有效。

4 多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用案例

本次案例選擇鐵排渠河道，該河道位于深圳市，地處寶安區(qū)，作為示范河道，其長寬分別為320m、20m，渠道水深約為0.5m。在治理河道污染以前，其水體呈現(xiàn)出發(fā)黑、發(fā)臭癥狀，能見度極低。經(jīng)過檢測，結(jié)果顯示水體中含有大量的污染物質(zhì)，其中COD、TP等物質(zhì)都超出水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。為了更好地凈化水體，幫助河道恢復(fù)良性生物鏈，本次治理河道過程中采用了多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)，并且遵循了該技術(shù)體系中的四項(xiàng)基本原則，即在外源控制方面截留、對內(nèi)源進(jìn)行質(zhì)量控制、加強(qiáng)人工凈化措施和完善生態(tài)自凈來綜合治理河道。

分析案例可以看出，該段河道在治理前，排污工作沒有做到位，有大量的雨水和生活廢水排入其中，已經(jīng)造成了嚴(yán)重的污染，污染源較多。針對這種情況，在采用生態(tài)修復(fù)技術(shù)的時(shí)候，首先要利用外源截留的手段在水體當(dāng)中安裝相關(guān)的聚酯纖維膜，加強(qiáng)對雨水及生活污水的凈化，在離南岸2m的位置安裝隔膜，凈化雨水當(dāng)中存在的污染元素。在渠道的下游位置，為了更好地幫助水渠分擔(dān)污染負(fù)擔(dān)，將部分污水進(jìn)行分流，將其引入其他分流，有效地幫助示范河道分解污水中的垃圾。在內(nèi)源控制的處理方面，治理人員用生物酶來消減河道當(dāng)中沉積已久的污染物，加強(qiáng)水體的活性，讓水體當(dāng)中的微生物具有更強(qiáng)的活力，其新陳代謝能力更強(qiáng)，改變河道原本濃黑發(fā)臭的狀態(tài)。

5 結(jié)束語

綜上所述，多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)在河道水環(huán)境治理工程中的應(yīng)用是當(dāng)前生態(tài)文明建設(shè)的必然要求，也是當(dāng)前河道水環(huán)境現(xiàn)實(shí)情況的客觀要求。不同于以往的河道水環(huán)境治理，受人們生活質(zhì)量的提升和工業(yè)的發(fā)展，河水中大量營養(yǎng)物質(zhì)和重金屬嚴(yán)重破壞了水環(huán)境，降低了水體自凈能力。在河道水環(huán)境治理過程中需要樹立多方位協(xié)作的意識和觀念，利用生態(tài)阻隔和管網(wǎng)末端濾膜的方式降低外源污染，利用河道生態(tài)恢復(fù)的方式增強(qiáng)水體自凈能力，利用人工干預(yù)手段清除河底淤泥，利用高新技術(shù)強(qiáng)化河道水環(huán)境治理效果。推動(dòng)河道水環(huán)境治理工程的長效發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展，多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用必不可少。