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

王 鍵

（中國電建集團(tuán)城市規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，廣東 廣州 511466）

現(xiàn)如今，我國綜合實力穩(wěn)步提升，人們生活水平不斷提高，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模也在持續(xù)擴(kuò)大，但隨之而來的是用水途徑大幅度增加和用水量顯著提高，導(dǎo)致各種生產(chǎn)污廢水造成了嚴(yán)重的水環(huán)境污染，尤其是河道水環(huán)境的污染。因此，相關(guān)部門逐步加強(qiáng)對河道水環(huán)境治理修復(fù)技術(shù)的研究，并開始了大范圍的河道水環(huán)境治理工程建設(shè)。目前，我國的生態(tài)修復(fù)技術(shù)有了一定進(jìn)展，其中，多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)在河道水環(huán)境治理工程中的具體應(yīng)用，進(jìn)一步促進(jìn)了河道水環(huán)境治理工作的高效開展[1]。

1 河道水環(huán)境治理工程中的生態(tài)修復(fù)技術(shù)

1.1 人工凈化技術(shù)

當(dāng)自然界中的水環(huán)境受到污染時，為了有效保障環(huán)境的生態(tài)平衡就需要通過人工凈化技術(shù)對水環(huán)境進(jìn)行處理。該技術(shù)的主要作用原理是通過降低水體中的污染物，以此達(dá)到恢復(fù)水環(huán)境生態(tài)平衡的目標(biāo)。而人工凈化技術(shù)在實際應(yīng)用中，主要是以氣相和液相作為介質(zhì)，再通過高壓汽水混合技術(shù)形成大量的微米級氧化泡，然后再利用這些氧化泡來有效降低水環(huán)境中氮磷元素的總體含量，從而使水體內(nèi)的重金屬污染物得到有效控制。同時，利用人工凈化技術(shù)還能有效降低藻類生物在水體中的生長速度，并通過對水體中的膠類污染物進(jìn)行有效降解，會使水環(huán)境的生態(tài)平衡得到有效恢復(fù)[2]。此外，人工凈化技術(shù)所產(chǎn)生的微米級或亞微米級的氧化泡還能夠?qū)υ孱愡M(jìn)行有效消除，從而使水環(huán)境的生態(tài)平衡以及水體顏色得到有效恢復(fù)。而且，因為氧化泡具有攜帶電荷的能力，所以，這些電荷能有效地吸附污染物，在使得河道顏色得到恢復(fù)的同時，還能有效控制河道水體的黑臭現(xiàn)象。

1.2 植物修復(fù)技術(shù)

植物修復(fù)是修復(fù)河道水環(huán)境的重要技術(shù)之一，是通過在河道內(nèi)栽培植物來恢復(fù)河道水環(huán)境的生態(tài)平衡，通常這些植物能良好實現(xiàn)植物的轉(zhuǎn)換和提取以及根系過濾的相關(guān)功能。該技術(shù)的具體作用是通過植物自身的新陳代謝能力，對水環(huán)境中所存在的各類污染物進(jìn)行吸收分解或合成與轉(zhuǎn)化，并使這些污染物能夠成為植物的砌體結(jié)構(gòu)或生存依賴物質(zhì)，從而最終實現(xiàn)恢復(fù)水體生態(tài)平衡的目標(biāo)。例如，若在水體中檢測出含有三硝基甲苯的物質(zhì)，就可以通過在水中種植特殊的植物實現(xiàn)對三硝基甲苯物質(zhì)的吸收轉(zhuǎn)化[3]。但當(dāng)水體中污染物的濃度超過了植物所能承擔(dān)的吸收轉(zhuǎn)化能力時，植物的修復(fù)能力便會出現(xiàn)明顯的下降趨勢，此時可通過補(bǔ)種植物或引用其他新品種的植物，繼續(xù)實現(xiàn)對三硝基甲苯物質(zhì)的吸收，從而使水體恢復(fù)生態(tài)平衡。

隨著生物基因技術(shù)的快速發(fā)展，具備較強(qiáng)耐受性的植物在通過基因技術(shù)轉(zhuǎn)化后，其進(jìn)化能力得到進(jìn)一步加強(qiáng)，可進(jìn)一步促進(jìn)植物在水體中恢復(fù)生態(tài)平衡的作用。而植物的根系過濾作用則是通過植物的羽狀根系來對水體中所存在的污染物進(jìn)行吸收，然后將水體中的沉淀污染物進(jìn)行有效消除。在實際應(yīng)用中，通過過濾能有效對水體中所含有的各類金屬物質(zhì)以及有機(jī)物進(jìn)行有效清理，從而使植物的水體治理能力得到有效發(fā)揮。但考慮到在過濾時需要水體具備一定的流動性，所以在具體的應(yīng)用過程中，所選擇的植物類型通常是水生或半水的生植物，是利用這些植物來達(dá)到良好的凈化效果。而通過植物萃取技術(shù)也能夠使植物的根系用于吸收水中所含有的各類污染物，在實際應(yīng)用中，通過根系的作用可以將污染物從水體中有效地轉(zhuǎn)移到植物的地上部分，從而良好實現(xiàn)了污染物的吸收轉(zhuǎn)移，然后再通過對地上的植物進(jìn)行去除，就可以完成污染物的清除過程。需要注意的是，通過植物萃取原理，能將水體中的重金屬污染物有效去除，但采用該技術(shù)時，對于植物的要求比其他類型的植物修復(fù)技術(shù)更加嚴(yán)格，其選擇的植物類型需要具備較強(qiáng)的耐受力等特點，同時，還需要該植物具備較快的生長速度和抗病蟲害能力。

1.3 動物修復(fù)技術(shù)

除植物修復(fù)之外，還可以采用動物修復(fù)的方法來對污染水體進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。例如。可通過在水中投入以食用浮游植物以及水草的魚類，除此之外，還可以投入一些食用浮游動物的魚類，通過將這些魚類進(jìn)行有效組合使用，還能夠?qū)拥乐械母鞣N藻類進(jìn)行有效清除。例如，在對某河道水質(zhì)治理的過程中，通過在河道中投放水生動植物，不僅能有效改善河道的污染水平，還能夠使河道具備美觀性，這樣就會使生態(tài)環(huán)境的治理角度和手段更加豐富[4]。

2 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)用案例分析

以某城市主干河流開展水體治理為案例進(jìn)行分析，該河流總長度2 Km，河底高程約為7.2～19.3 m，河床寬度為23～26 m。導(dǎo)致該河道出現(xiàn)污染的主要原因是，在市政施工中，錯接了污水管，導(dǎo)致生活污水排入了河流中，致使該河流中此河段出現(xiàn)了嚴(yán)重的水體污染。在針對該污染段進(jìn)行監(jiān)測時，顯示出該河段的三項重要指標(biāo)TP，CODMn，NH3-N均超出了《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002），致使該河段的水質(zhì)評級被定為V類水質(zhì)，因此，為了改善該河流的水質(zhì)就需要對河流進(jìn)行水體污染治理。通過對該河段的污染情況以及周邊環(huán)境的相關(guān)調(diào)查，在制定的多種修復(fù)方案的過程中，最終選擇了多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)對該河流展開水體污染治理。

2.1 外源污染攔截

當(dāng)前，造成城市河流水體出現(xiàn)污染的主要原因是外源污染，特別是在城市化進(jìn)程中，由于老城區(qū)的雨水污水缺乏相應(yīng)的分流系統(tǒng)，或由此導(dǎo)致的漏接錯接問題，使得雨水和污水混合后進(jìn)入了河道水體中，從而引發(fā)了嚴(yán)重的生態(tài)污染[5]。通過對該案例的河道進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有超過8處排水口屬于雨水污水混合排水口，這些排水口附近的水質(zhì)都出現(xiàn)了嚴(yán)重超標(biāo)的問題。因此，在應(yīng)用多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)的過程中，是通過在雨水污水混合排水口的附近設(shè)置液位控制拍門，將非汛期狀態(tài)下的污水排放進(jìn)行了有效控制，但這種方法在汛期卻無法有效控制雨水污水混流進(jìn)入河道。為此，在符合防洪安全的前提下，通過在污水排放量較高的兩處排水口設(shè)置相應(yīng)的生態(tài)支流進(jìn)化區(qū)，以此對排放的污水進(jìn)行預(yù)處理。而生態(tài)滯留凈化區(qū)域是在攔水圍隔的基礎(chǔ)上形成攔截導(dǎo)流區(qū)，且通過在凈化區(qū)內(nèi)建設(shè)安裝碳纖維生物繩，并將生物繩進(jìn)行有效排列使其形成一定的框架結(jié)構(gòu)，從而使排放的污水能夠與生物繩上的生物膜產(chǎn)生接觸，以此實現(xiàn)凈化功能，同時，通過凈化區(qū)底部存在的納米曝氣裝置，也使得污水排放區(qū)形成了接觸性的氧化環(huán)境。

還可以通過在該區(qū)域增加生態(tài)補(bǔ)償即種植水生植物，且利用水生植物的根系來對水體中的氮磷物質(zhì)進(jìn)行吸收，這樣，就使得該排放口形成了以爆氣、植物根系和生物膜為主的三種污水處理凈化裝置的區(qū)域，而通過該區(qū)域的污水在經(jīng)過一定程度的凈化后再進(jìn)入河道。通過采用這種方法進(jìn)行污水凈化后，再對三項主要的水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，每一項水質(zhì)的污染指標(biāo)都有了較大幅度地降低，相比凈化前的污染狀態(tài)，三項數(shù)值的對應(yīng)指標(biāo)CODMn降低了47%，NH3-N降低了50%，TP數(shù)值降低了36%，這說明通過多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)實現(xiàn)了較好的水體凈化效果，有效恢復(fù)了河道內(nèi)的生態(tài)平衡。

除了多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)之外，還可以通過在河邊沿岸種植綠色生態(tài)植物，如浮葉植物和挺水植物所組成的水陸交錯帶，也能夠?qū)影兜挠晁畯搅鬟M(jìn)行一定的凈化功能，這也使岸上河邊以及陸地形成了一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，從而有效促進(jìn)了河流水體的自我凈化能力。

2.2 內(nèi)源底質(zhì)改良

通過針對多項河流水體污染治理的案例得出如下結(jié)論，當(dāng)河流中的外源污染得到有效控制后，河流中的內(nèi)源污染仍然會對河流水體產(chǎn)生持續(xù)的影響。而在某些河流治理過程中，可通過機(jī)械設(shè)備對河流進(jìn)行清污，以降低河流內(nèi)的淤泥數(shù)量來控制污染水平。但考慮到對污泥的處理運輸也需要較高的成本，所以，多方位原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)仍然是修復(fù)效果較好，經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)的修復(fù)技術(shù)。在該技術(shù)的實際應(yīng)用過程中，是通過將微生物治理以及物理治理相結(jié)合的方法，對河道內(nèi)的淤泥進(jìn)行原位微生物修復(fù)，通過在河中投放具備較強(qiáng)降解能力的營養(yǎng)物質(zhì)以及微生物，從而使河道內(nèi)污泥中的污染物數(shù)量得到有效地降低，同時，有效控制淤泥中的毒性或遷移性[6]。針對于上述案例河流中污泥污染的情況以及淤泥的厚度，非常適合選擇原位微生物治理方法，可以通過加入改良劑使河道內(nèi)淤泥中的微生物發(fā)生變化，通過生物菌來對河道中的水體進(jìn)行修復(fù)，同時，也可以對污泥進(jìn)行物理化改善，從而最終實現(xiàn)河道污泥的有效凈化。

2.3 水生態(tài)修復(fù)為主

水生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要是恢復(fù)水體的生態(tài)，這也是多方位原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)的核心內(nèi)容，是將河道內(nèi)污染物的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并通過生物或微生物對污染物進(jìn)行降解合成等相關(guān)消除方式，來解決河道湖泊等水體中存在的污染問題。在實際應(yīng)用中，通過對多方位原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)主要包含5種系統(tǒng)，分別是魚類系統(tǒng)，微生物系統(tǒng)，沉水植物系統(tǒng)，浮游動物系統(tǒng)以及底吸動物系統(tǒng)，這些系統(tǒng)能夠使水體生態(tài)物種實現(xiàn)循環(huán)，最終通過互相之間的作用來有效改善水體中的生態(tài)系統(tǒng)。依據(jù)上述案例中治理河流的各項參數(shù)檢測情況，包括河道寬度，河底高程以及水源深度等多種因素進(jìn)行考量，以此對該河道內(nèi)的水生植物種植進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，從而使得水生物能夠獲得最好的生長環(huán)境。

該河道中的某段長度約為1.5 Km，水深約為1.6 m，通過在該區(qū)域建立原位生態(tài)修復(fù)區(qū)，即種植沉水植物對該段的水體進(jìn)行污染治理。而另一段河道的水深較深，最深處達(dá)到了3 m，因會受到光照因素的影響，所以，該區(qū)域不適合種植沉水植物，但可以選擇黑棗或鹽紫菜等植物進(jìn)行種植，而在完成相關(guān)植物的種植后，便可以在治理的水體中投入微生物，使其與種植的植物進(jìn)行有效的接觸，從而最終實現(xiàn)了微生物與沉水植物相結(jié)合對水體進(jìn)行治理的作用。除此之外，還可以通過在水體中投入各種魚類和浮游動物，使其與水體中的植物形成良好的生態(tài)圈，再通過植物和動物的有效平衡，可以使水體獲得較強(qiáng)的自我修復(fù)能力。

3 恢復(fù)河道水環(huán)境的措施

3.1 打造良好的生態(tài)岸線

通常，依照城市河道的分布來建設(shè)生態(tài)岸線，能有效對城市河道水體的臭水現(xiàn)象進(jìn)行有效治理。在開展河道治理的過程中，特別是在河道護(hù)岸施工前，應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)施工設(shè)計圖紙來開展測量工作，還要對各類數(shù)據(jù)的測量結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)記錄，以此為后續(xù)施工提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持。同時，還需要將測量過程中所設(shè)置的測量標(biāo)志在施工圖紙中進(jìn)行清晰地反映和標(biāo)記。此外，具體的施工過程還應(yīng)當(dāng)做好復(fù)查復(fù)核工作，并將復(fù)查復(fù)核的測量數(shù)據(jù)與設(shè)計施工數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，在確保沒有誤差后再開展施工。

3.2 采用先進(jìn)的治理技術(shù)

當(dāng)前，導(dǎo)致城市河道內(nèi)出現(xiàn)黑臭水的影響因素較為復(fù)雜，且不同城市河道內(nèi)引發(fā)的黑臭水問題也有著較大差異。因此，為了有效解決該問題，應(yīng)對城市的河道水體進(jìn)行有效治理，而在選擇治理方法時，要先對河道內(nèi)的污染情況以及污染源進(jìn)行調(diào)查，并在此基礎(chǔ)上再制定相應(yīng)的水體治理方案。同時，通過對城市河道的污染程度進(jìn)行判斷，可建立相應(yīng)的污水回收以及節(jié)流措施，并通過對河道水體的有效治理來降低出現(xiàn)黑臭水的概率。此外，還要對河道污水的排污管道進(jìn)行有效改造，以此提升城市污水排放的控制手段，這樣既可以使污水排放得到有效控制，還可以為實現(xiàn)綠色城市的目標(biāo)提供全面的污水處理解決方案。

3.3 運用科學(xué)的生態(tài)修復(fù)技術(shù)

在完成污水處理之后，還需要通過生態(tài)修復(fù)技術(shù)對水體中的生態(tài)平衡進(jìn)行有效恢復(fù)，以此使河道中的水環(huán)境得到一定程度的調(diào)節(jié)。在水體修復(fù)過程中，所選擇的生態(tài)修復(fù)技術(shù)通常是采用植物調(diào)節(jié)的方法，以此對水環(huán)境中的微生物進(jìn)行有效控制。需要注意的是，在開展生態(tài)修復(fù)之前，首先要完成河道黑臭水治理的目標(biāo)，這樣才能有效保證河道內(nèi)污染物的平衡狀態(tài)處于合格水平。

3.4 增加政府職能，強(qiáng)化部門協(xié)調(diào)

水資源是城市發(fā)展的重要資源，為了能夠保證水資源的安全使用，需要政府部門利用監(jiān)督管理職能強(qiáng)化對城市水資源的保護(hù)和利用。同時，為了避免城市河道出現(xiàn)黑臭水，也需要政府部門的相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行充分的合作和協(xié)調(diào)，并通過各自的管理監(jiān)督范圍來有效落實黑臭水的治理政策，還要通過積極引入社會資本使水污染治理能夠獲得基礎(chǔ)資金支持，這對于黑臭水的治理具有長期的保障作用。此外，河長制的實行也使得城市水體治理獲得了政策上的支持和保障，并實現(xiàn)了良好的責(zé)任人制度，因此，在實際工作中，要依托河長制的良好政策對河道生態(tài)環(huán)境實施長效保護(hù)機(jī)制，以降低河道受到外部因素的影響。

4 結(jié)語

綜上所述，本文首先針對人工凈化、植被修復(fù)、以及動物修復(fù)的三項河道水環(huán)境治理工程中的生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了比較全面細(xì)致地分析論述；然后以實際工程案例為參考，探討了多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)在河道水環(huán)境治理工程中的具體應(yīng)用；最后提出了關(guān)于恢復(fù)河道水環(huán)境的幾點建議，希望能與同業(yè)人士相互交流討論，從而為保護(hù)生態(tài)環(huán)境奠定良好基礎(chǔ)。