城市河道治理存在的問題與城市環(huán)境修復(fù)策略

張曉紅

(北票市凌河保護(hù)區(qū)管理局，遼寧 北票 122100)

近年來，河道生態(tài)管理越來越引起城市水生態(tài)文明建設(shè)的重視，在城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)中水生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用日趨廣泛，該技術(shù)能夠重新修復(fù)受污染破壞的生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)揮重要的修復(fù)功能[1-2]。水生態(tài)修復(fù)的技術(shù)原理就是將生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)部環(huán)境構(gòu)成完全分解，并將分解后的產(chǎn)物進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理，通過合理化分配生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)以及充分利用動(dòng)植物的自凈化功能，達(dá)到凈化水體，快速修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的目的[3]。因此，鑒于以上技術(shù)管理，在水生態(tài)系統(tǒng)中植物自身的凈化功能起著重要作用，生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的關(guān)鍵就是對(duì)動(dòng)植物的培養(yǎng)。雖然這種修復(fù)技術(shù)可取得較好的整治效果，但仍存在一些不足，若難以嚴(yán)格控制動(dòng)植物的生長速度，其凈化功能、生長狀況和發(fā)展趨勢(shì)等將不可控制。采用人工生態(tài)浮床修復(fù)技術(shù)，在凈化黑臭水體的同時(shí)，還有利于加速動(dòng)植物的生長，加快修復(fù)受污染破壞的水生態(tài)環(huán)境[4-6]。

目前，比較常用的水生態(tài)修復(fù)技術(shù)有人工浮床、曝氣增氧、微生物處理等，通過修復(fù)重組河流生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)造良好的城市河道環(huán)境[7]。文章針對(duì)城市河道普遍存在的重點(diǎn)問題，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出有針對(duì)性的策略。

1 城市河道存在的問題

1.1 水體發(fā)黑發(fā)臭

目前，由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn)，城市河道都面臨著不同程度的水污染問題，普遍存在水體發(fā)黑發(fā)臭、微生物滋生等現(xiàn)象。河道中的有機(jī)污染物具有耗氧性特征，這使得水體中的氮磷營養(yǎng)鹽含量明顯偏高，河面被黑苔大范圍覆蓋，長期以往水體出現(xiàn)黑臭的情況。對(duì)于黑臭水體，一般利用溶解氧、氧化還原電位指標(biāo)ORP、水體透明度、濁度等關(guān)鍵指標(biāo)合理劃分水體黑臭等級(jí)，一般包括重度和輕度黑臭兩個(gè)級(jí)別。因此，城市空氣環(huán)境受河流黑臭問題的影響較大，這也是城市河道亟待解決的問題[8]。

1.2 水污染問題突出

隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)和城市建設(shè)所產(chǎn)生的很多有機(jī)物被直接排入河流，這些有機(jī)物在自然條件下很難被降解，長期沉積在河內(nèi)，大量有害有機(jī)物長期堆積于河道底部，對(duì)水生植物生長造成不利影響，河流系統(tǒng)逐漸發(fā)展形成厭氧環(huán)境。

1.3 滋生微生物種類多

城市河道內(nèi)部滋生微生物種類繁多，這在一定程度上增大了水生態(tài)修復(fù)的難度。一般地，按照微生物的結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)行分類，不同結(jié)構(gòu)的微生物所屬的種類不同。城市河道中的微生物大多屬于非細(xì)胞性和原核細(xì)胞性微生物，相對(duì)于真核細(xì)胞微生物其體積較小且種類繁多，可以在水體中無性繁殖，城市河道的黑臭水體更是提供了有利的微生物繁殖條件[9]。

對(duì)于維持生態(tài)系統(tǒng)平衡大多數(shù)微生物都發(fā)揮著積極作用，只有少部分微生物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成不利影響。調(diào)查顯示，原核細(xì)胞微生物占河道微生物總量的比例較高，該類微生物多達(dá)上萬種，種類繁多且內(nèi)部細(xì)胞多不完整，這種微生物大多無核仁和核膜，如支原體、細(xì)菌等。水體污染較嚴(yán)重的城市河道，內(nèi)部滋生的微生物也很多，并且有相當(dāng)數(shù)量屬有害病原體。所以，城市河道治理面臨著滋生微生物種類過多的難題。

2 城市水環(huán)境修復(fù)對(duì)策

針對(duì)城市河道現(xiàn)存問題，有學(xué)者提出流域管理、恢復(fù)生態(tài)、污染源控制三部曲修復(fù)技術(shù)，并逐漸成為城市環(huán)境修復(fù)的主流，其中水生態(tài)修復(fù)以修復(fù)水生植物、水質(zhì)凈化為關(guān)鍵，常用的幾種修復(fù)技術(shù)如表1所示。

表1 水環(huán)境修復(fù)技術(shù)

2.1 曝氣復(fù)氧凈化水體

城市河道內(nèi)部存在的大量化學(xué)物質(zhì)，不利于水生動(dòng)植物的繁衍生長，因此可以利用曝氣復(fù)氧技術(shù)增強(qiáng)水體自凈功能，有效解決河流黑臭問題。曝氣復(fù)氧技術(shù)主要是將空氣或氧氣中人工注入水體，通過水體與氧氣的充分融合加速水解反應(yīng)，將厭氧水體逐漸轉(zhuǎn)變成復(fù)氧水體，并增強(qiáng)溶解氧含量。所以，曝氣復(fù)氧技術(shù)能夠控制藻類的生長，在一定程度上恢復(fù)被污染的黑臭水體。工程中，主要有自然能和高效曝氣船兩種工作系統(tǒng)，其中自然能曝氣系統(tǒng)主要是利用自然資源(太陽能、風(fēng)能)等對(duì)水體曝氣，具有降低工程成本、節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)，但曝氣效率相對(duì)緩慢；高效曝氣船可以形成強(qiáng)大的攪拌力快速融合氧氣和水體，具有工作效率高、系統(tǒng)功率大等優(yōu)勢(shì)，但投資成本高、資源耗費(fèi)多[10-11]。

2.2 建造植物生態(tài)浮床

曝氣復(fù)氧和微生物處理能夠創(chuàng)造水生動(dòng)植物適宜的生長環(huán)境，但針對(duì)生物多樣性下降、物種數(shù)量減小甚至物種滅絕等問題，可通過建造植物生態(tài)浮床加速恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)平衡。植物生態(tài)浮床就是利用無土栽培技術(shù)將水生植物連成一體，建造能夠在水面上懸浮的床體，充分發(fā)揮植物的凈化功能有效控制水體中氮磷含量，從而達(dá)到富營養(yǎng)化水體凈化的目的。在生態(tài)系統(tǒng)體系中不同浮床植物之間存在共生關(guān)系，通過不斷凈化水體逐漸使水體內(nèi)的營養(yǎng)成分與空間分布達(dá)到均衡，有機(jī)物得到有效分解，污染物濃度不斷下降，河道生態(tài)系統(tǒng)功能逐漸得到恢復(fù)。

在選擇浮床事物類型時(shí)，應(yīng)充分考慮河流水體特征選擇適合的浮床植物類別，一般按照植物種類排列并形成六邊形或長方形浮床形式，常用的浮床植物有菖蒲、美人蕉等。

2.3 控制微生物的滋生

結(jié)合城市河道特征，可利用微生物處理技術(shù)有效解決微生物滋生種類繁多的問題，針對(duì)河道內(nèi)部微生物進(jìn)行清除處理工作。大量厭氧微生物的存在嚴(yán)重影響著河道內(nèi)原本的水生動(dòng)植物生長，甚至成原生動(dòng)植物的死亡，生物多樣性減少。因此，為抑制厭氧微生物生長可以對(duì)微生物注射藥劑，最會(huì)造大程度的降低厭氧水體程度加快形成適宜的水生環(huán)境。

2.4 恢復(fù)水系統(tǒng)的循環(huán)

通過對(duì)植物生態(tài)浮床的合理設(shè)置，可以在河流中建立一個(gè)簡易的植物系統(tǒng)，為更加合理有效地促使外界資源維持生態(tài)系統(tǒng)平衡和水生動(dòng)植物生長，還要采取有效的措施恢復(fù)水系統(tǒng)循環(huán)。一般地，應(yīng)充分考慮水生動(dòng)植物的生長、活動(dòng)和種類等因素，合理配置措施恢復(fù)水系統(tǒng)循環(huán)，在增強(qiáng)系統(tǒng)自我保護(hù)能力、增加生態(tài)系統(tǒng)多樣性、維持水系統(tǒng)平衡的同時(shí)，有效凈化和篩選水環(huán)境中的有害物質(zhì)。曝氣復(fù)氧技術(shù)為水生態(tài)系統(tǒng)提供了充足的氧氣，水循環(huán)速度和水生動(dòng)植物代謝凈化活動(dòng)加快，有效保護(hù)水源水質(zhì)和水體環(huán)境。

2.5 恢復(fù)多樣性生物群落

通過對(duì)水循環(huán)的合理配置，城市河道逐漸成為平衡穩(wěn)定的系統(tǒng)，進(jìn)一步優(yōu)化該生態(tài)系統(tǒng)營造多樣性生物群落，使整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)功能和生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定性明前增強(qiáng)。一般采用人工技術(shù)為水生動(dòng)植物、微生物等創(chuàng)造適宜的生長環(huán)境，例如將人工培育培養(yǎng)的河蚌、魚類、蝦類等各類型水生動(dòng)物投放到河流中，使其加快建立完整的食物鏈，通過捕食和繁衍活動(dòng)使生態(tài)系統(tǒng)更加穩(wěn)定，水生動(dòng)植物更加多樣化。在城市河道中建立完整的食物鏈，有利于增強(qiáng)水生態(tài)系統(tǒng)的防御能力和水體的自凈化功能，更好地凈化受污染的水體。

3 結(jié) 語

針對(duì)城市河道水環(huán)境現(xiàn)狀及其存在的問題，文章結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)資料探討了水生態(tài)修復(fù)技術(shù)，通過合理配置植物種類建造植物生態(tài)浮床，有效控制微生物滋生使水體更加清澈，豐富水生物種多樣性增強(qiáng)水體自凈功能，建設(shè)多樣性河流提供適宜的水生動(dòng)植生長空間，爆炸生態(tài)修復(fù)效果，將城市河道建設(shè)成水清、景美、岸綠、河暢的生態(tài)廊道。