試析城市河道水環(huán)境生態(tài)治理技術(shù)

李 杰，馮萬新，李 芳

（1.廊坊市生態(tài)環(huán)境局三河市分局，河北 三河 065200；2.三河市發(fā)展和改革局，河北 三河 065200；3.三河市疾病預(yù)防控制中心，河北 三河 065200）

當(dāng)前，隨著城市化進程的持續(xù)推進，環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重，其中，城市河道的污染問題就成為城市發(fā)展中的研究熱點之一。這主要是因為河道污染已對人們的生產(chǎn)生活，以及城市的發(fā)展造成了一定影響，且污染嚴(yán)重時也會對河道的下游區(qū)域帶來一定危害。針對這種情況，我國地方政府已設(shè)置了專門的治理部門，以此對城市河道水環(huán)境開展生態(tài)治理工作，主要是凈化河道水體，恢復(fù)河道內(nèi)的生態(tài)平衡。由此可以看出，開展城市河道水環(huán)境生態(tài)治理的相關(guān)研究工作意義重大。

1 我國城市河道水環(huán)境生態(tài)存在的主要問題

1.1 城市內(nèi)河道水質(zhì)污染嚴(yán)重

長期以來，我國的發(fā)展重心主要放在了經(jīng)濟建設(shè)方面，所以，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模以及城市建設(shè)速度明顯提升，但卻導(dǎo)致政府相關(guān)部門對于城市的水環(huán)境管理工作關(guān)注度不足，這對于保護城市河道水環(huán)境產(chǎn)生了不良影響。當(dāng)前，由于工業(yè)廢水以及生活污水的長期不合理、不達標(biāo)排放，導(dǎo)致城市內(nèi)很多河流水質(zhì)嚴(yán)重惡化，并存在明顯的富營養(yǎng)化情況，導(dǎo)致水生態(tài)功能嚴(yán)重下降。而且，由于河道內(nèi)的水體長期散發(fā)著惡臭氣味，并且水體渾濁度較高，也因此對城市的形象產(chǎn)生一定負(fù)面影響，甚至?xí)绊懢用竦挠盟踩?，?yán)重時還會危及居民的身體健康[1]。

1.2 城市內(nèi)河道淤積多

在以前，我國對于城市內(nèi)河道水環(huán)境的保護力度相對較弱，也沒有開展各種水環(huán)境保護知識的宣傳，導(dǎo)致很多河道周邊的居民經(jīng)常將各種生活垃圾以及生活廢水倒入居民區(qū)的排水溝渠，出現(xiàn)了生活垃圾漂浮在河面的現(xiàn)象，這樣既影響了河道的美觀，還對河道水體產(chǎn)生了明顯污染。還有一些城市建筑會占用部分河道，也會導(dǎo)致現(xiàn)有河道出現(xiàn)淤積堵塞的情況。另外，很多建筑工程的施工區(qū)域都比較靠近河道，致使建筑施工過程中產(chǎn)生的各種垃圾廢水也會流入城市河道，同樣會導(dǎo)致河道水體明顯惡化，致使河道內(nèi)生態(tài)物種出現(xiàn)失衡，特別是水藻大面積的繁殖情況較為嚴(yán)重，也因此減緩了河道內(nèi)的水流速度，而長期的泥沙沉積最終導(dǎo)致河道淤積，從而改變了河道內(nèi)的水體環(huán)境，同時，對周邊的自然生態(tài)環(huán)境也造成了嚴(yán)重破壞。

1.3 城市水環(huán)境污染來源復(fù)雜

當(dāng)前，城市河道生態(tài)環(huán)境問題比較突出，這并不是單一存在的生態(tài)現(xiàn)象，而是與其他各種類型的水環(huán)境惡化情況共同存在，且相互之間還會存在一定的關(guān)聯(lián)性，導(dǎo)致水環(huán)境的污染來源相對復(fù)雜。同時，由于城市的污水處理廠缺乏管理、設(shè)備維護及其他問題，導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)各種突發(fā)性事故，或工廠排放的污水中的污染物超標(biāo)，雖然也經(jīng)過了污水處理，但實際處理效果不佳，最終導(dǎo)致污水處理廠的排水指標(biāo)不合格，這也會使一些污染物排入城市河道，造成了河道水體污染問題。而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，農(nóng)民為了增產(chǎn)增效，會使用大量的各種化學(xué)藥劑，且藥劑使用量經(jīng)常處于嚴(yán)重過量的情況，到夏季時，藥劑會隨著雨水滲入土壤或流入城市河道，進而導(dǎo)致水質(zhì)污染。由此可以看出，我國城市內(nèi)的水環(huán)境污染來源較多，并且極為復(fù)雜，所以，在實際的水環(huán)境生態(tài)治理工作開展前，工作人員要重點了解水環(huán)境的污染來源，這樣才能針對性地開展處理工作，從而才能有效保證實際處理效果[2]。

2 現(xiàn)階段常見的城市河道水環(huán)境生態(tài)治理技術(shù)

2.1 底泥疏浚

底泥疏浚技術(shù)是當(dāng)前城市河道水環(huán)境生態(tài)治理過程常見的處理措施之一，其主要技術(shù)應(yīng)用原理是，把底泥作為水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)及能源的交換介質(zhì)，同時，這也是水體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的主要儲存區(qū)域。當(dāng)水環(huán)境發(fā)生一定變化時，底泥內(nèi)的物質(zhì)會向外釋放，特別是當(dāng)城市內(nèi)河道氮磷和污染物的沉積量較大時。如有外來污染物時，底泥基本處于吸附狀態(tài)，僅會在特定時間內(nèi)釋放污染物，但由于沉積量過大以及水體自身降解能力較為有限，會導(dǎo)致這些污染物在長時間內(nèi)均對水體環(huán)境產(chǎn)生明顯影響[3]。如無外來污染物時，底泥處于脫附狀態(tài)，會將其內(nèi)部的氮磷及其他污染物大量釋放，從而達到了疏浚河道的目的。

2.2 生態(tài)調(diào)水

生態(tài)調(diào)水主要針對敏感水域采取的水環(huán)境污染治理方法，主要通過相關(guān)水利設(shè)施來控制水環(huán)境，如閘門、泵站等。該方法主要是利用上流水或邊純凈水源對污染水域進行稀釋，從而有效提升污染區(qū)域的水環(huán)境質(zhì)量[4]。由此可以看出，生態(tài)調(diào)水技術(shù)的優(yōu)勢是在最短的時間內(nèi)將大量污染物沖到下游區(qū)域，以減少污染區(qū)域的污染量、增加水流動速度以及提升水體含氧量，并顯著增強水體的自凈能力。生態(tài)調(diào)水技術(shù)作為物理法，主要是利用稀釋方式有效減少河道內(nèi)水環(huán)境中的營養(yǎng)鹽以及污染的濃度，從而實現(xiàn)改善河道水質(zhì)的目的。

2.3 人工增氧

人工增氧技術(shù)主要應(yīng)用在水體污染較嚴(yán)重的城市河道。該技術(shù)實際應(yīng)用過程中，實際耗氧量會明顯超過水體的自然復(fù)氧量，從而導(dǎo)致水體實際的溶解氧含量偏低，水體內(nèi)好氧生物量減少，且水體自凈能力也隨之降低，導(dǎo)致水生態(tài)系統(tǒng)遭受明顯破壞。而通過人工增氧技術(shù)的合理應(yīng)用，可顯著提升水體中的溶氧含量，并促使溶解氧和臭污物質(zhì)之間發(fā)生降解反應(yīng)，同時，還可以顯著提升水體中好氧微生物的活性，這樣能大幅度增加有機污染物的降解速度，從而起到良好的水體去污效果。同時，由于城市河道內(nèi)氨氮含量高，利用該裝置既能增加溶解氧的含量，也能有效降低氨氮含量。該技術(shù)在應(yīng)用時，產(chǎn)生的氣泡尺寸基本在微納米級，在通過相關(guān)裝置高速旋轉(zhuǎn)后將液體和氣體進行混合，再通過高壓噴口噴出，以產(chǎn)生大量的微納米氣泡，由于這些氣泡的比表面積大，又具有大量自由基，所以，會使實際的氧化降解能力增強。

2.4 人工生態(tài)浮島

和陸生植被相比較，水生植被的生態(tài)功能更為顯著，特別是在城市河道內(nèi)種植的各種水生植被，既能增加水體景觀的美觀度，又實現(xiàn)了水質(zhì)凈化，還可以有效維護水體生態(tài)平衡，防止發(fā)生水體富營養(yǎng)化或物種死亡等情況。當(dāng)前，人工生態(tài)浮島技術(shù)已被大量使用，具體組成主要包括人工浮島平臺、植物以及固定系統(tǒng)等[5]，其主要用于處理富營養(yǎng)化水質(zhì)。在實際應(yīng)用中，根據(jù)生態(tài)工學(xué)原理建立的人工生態(tài)浮島主要用于有效降解水體中的COD、氮磷等各種營養(yǎng)物質(zhì)，以增加水體的透明度，確保水質(zhì)指標(biāo)達標(biāo)，而且對于河道內(nèi)部的各種藻類繁殖以及生長具有明顯的抑制作用。所以，人工生態(tài)浮島技術(shù)的合理應(yīng)用，既能為相關(guān)野生生物提供生存環(huán)境，又能有效治理河道污染。

2.5 生態(tài)護岸技術(shù)

2.5.1 技術(shù)概況

和傳統(tǒng)護岸技術(shù)相比較，生態(tài)護岸技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢更為突出，具體表現(xiàn)為，可同時保護與促進河道內(nèi)生物的多樣性發(fā)展，能有效提升河道內(nèi)水體環(huán)境的生態(tài)平衡。通常，實際生態(tài)護岸技術(shù)使用的原材料主要是天然材料，具體包括植物石材以及木材等，且使用這些材料不會對周邊環(huán)境產(chǎn)生明顯的污染及破壞情況。而護岸植被的大范圍種植，還可以對河道水流速度起到明顯的抑制作用，以促進河道內(nèi)部生物的生長及繁殖，這在一定程度上有效提升了河道內(nèi)的生物多樣性。該技術(shù)在應(yīng)用時，選用的水生植物根系通常都很發(fā)達，所以，這些根系能夠為水生微生物的生長及繁殖提供場所，也具有明顯的水質(zhì)凈化能力。此外，還可以種植其他護岸植物，并利用這些植物的根系固土效應(yīng)實現(xiàn)效水土保持效果，這樣也能顯著強化生態(tài)護岸的抗沖刷性以及穩(wěn)定性。

2.5.2 自嵌式生態(tài)護岸技術(shù)

通常，在常規(guī)的漿砌塊石護岸技術(shù)使用過程中，雖然能有效減少坡面建設(shè)初期的不穩(wěn)定性和侵蝕度，但隨著使用時間的延長材料會出現(xiàn)不同程度的老化，這樣會明顯減弱工程強度以及降低護岸的實際效果，所以，會導(dǎo)致后期維護的處理費用較高。針對這種情況，當(dāng)前很多治理部門開始應(yīng)用自嵌式生態(tài)護岸技術(shù)，該技術(shù)主要采取干壘擋土墻以及新型柔性結(jié)構(gòu)，具體為重力式結(jié)構(gòu)，是通過自嵌塊體、填土和土工格柵形成組合體，以減弱相關(guān)動、靜荷載作用，這樣能顯著增加工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在實際應(yīng)用中，自嵌式護岸技術(shù)時的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下方面[6]。

首先，該技術(shù)在應(yīng)用時，擋塊體積小且材料使用數(shù)量少，且擋塊成型后無需實施表面處理，因此，該技術(shù)與傳統(tǒng)擋土墻相比較，實際造價偏低。其次，自嵌塊大多采用直接干壘方式進行作業(yè)，而且通過各種機械設(shè)備的預(yù)制作業(yè)，能保證相關(guān)塊體的質(zhì)量滿足工程要求。再次，技術(shù)應(yīng)用耐久性能優(yōu)異，擋土塊主要利用C30高強低堿水泥實施預(yù)制，同時，再開展蒸氣養(yǎng)護處理，能有效提升擋土塊的質(zhì)量控制效果，并能確保不同塊體的抗壓強度及抗沖擊能可滿足使用要求，這樣既可以有效防止發(fā)生分裂或腐蝕問題，又可以有效增加擋土塊的使用壽命。最后，該技術(shù)應(yīng)用生態(tài)環(huán)保效果突出。借助該技術(shù)可以實現(xiàn)水土循環(huán)，提高水體自身的凈化效果；可將富營養(yǎng)物質(zhì)沉積，為河道內(nèi)其他生物的生長和繁殖提供營養(yǎng)，從而實現(xiàn)整個河道水環(huán)境的良好改善。

2.6 其他水環(huán)境生態(tài)治理技術(shù)

（1）微生物菌劑技術(shù)，主要是應(yīng)用于流速慢且水位深的城市河道。由于這些河道采用生態(tài)疏浚作業(yè)效果不佳，所以，可投加一定量的微生物菌劑，用于有效降解有機沉積物以及氨氮等。當(dāng)前，常見的微生物菌類可分為硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌以及光合細(xì)菌等。在實際應(yīng)用中，菌種的選擇以及投加量均應(yīng)參考河道的實際污染情況進行具體確定。

（2）水生動物投放技術(shù)是在河道內(nèi)倒入各種浮游動物、底棲動物及魚類，并通過這些水生動物實現(xiàn)微藻藻類水華的合理管控。

（3）人工強化生物膜技術(shù)，主要是采用人工載體材料為微生物的生長提供基質(zhì)，并利用微生物附著生長的繁殖過程，對水體內(nèi)的各種污染物實施有效降解。所以該技術(shù)在應(yīng)用時，需選擇合適的載體材料、菌種，并需要精準(zhǔn)控制培養(yǎng)條件。

3 城市河道水環(huán)境生態(tài)綜合治理的優(yōu)化策略

3.1 提升城市規(guī)劃的科學(xué)性及合理性

當(dāng)前，為了有效改善城市的水環(huán)境情況，治理單位應(yīng)對城市內(nèi)河道水系的具體情況實施全面調(diào)查，并重點了解河道的相關(guān)支流情況，以確定污染較為嚴(yán)重的河道位置以及污染來源[7]。同時，工作人員還要對河道周邊工業(yè)污水的排放問題進行嚴(yán)格管控，避免工業(yè)廢水未經(jīng)處理直接排放，這樣能有效減少污水匯入城市河流的可能性。另外，當(dāng)?shù)卣€應(yīng)對河道周邊的居民區(qū)實施科學(xué)合理的環(huán)境規(guī)劃，特別是對于相關(guān)區(qū)域的設(shè)施要實施雨污分流，并增設(shè)相關(guān)垃圾及廢水的回收設(shè)施，防止垃圾和廢水流入河道，同時，還要重點做好城市河道生態(tài)環(huán)境的環(huán)保宣傳工作，以增強全民的生態(tài)環(huán)保意識，從而為后續(xù)城市河道生態(tài)綜合治理工作的順利實施提供基礎(chǔ)保障。

3.2 強化河道清淤治理的效率

為了提升城市河道水環(huán)境的生態(tài)質(zhì)量，治理單位應(yīng)重點做好河道的清淤治理工作，這是因為如果河道長期淤積就會導(dǎo)致河道堵塞，從而會引發(fā)水環(huán)境的生態(tài)失衡，影響水體生物的生長及繁殖。但在河道清淤治理之前，治理單位應(yīng)預(yù)先了解河道內(nèi)的情況，并根據(jù)不同的河道淤積情況制定相應(yīng)的治理措施，且對于治理過程要實施嚴(yán)格的質(zhì)量管控，以確保各項治理措施均能落實到位。同時，還要針對各種潛在的治理難題預(yù)先制定相應(yīng)的解決預(yù)案，并定期開展河道清淤工作，從而在根源上解決污染問題，以保證城市河道的正常使用[8]。

3.3 綜合治理工作要因地制宜

由于不同城市的河道情況各有不同，氣候、地質(zhì)、環(huán)境等因素也不相同，所以，水環(huán)境的生態(tài)結(jié)構(gòu)也存在著明顯的差異性。因此，在實際的河道治理工作開展前，治理單位應(yīng)對于當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境情況實施全面調(diào)研，要相應(yīng)參考周圍的環(huán)境以及生態(tài)生物群落情況開展規(guī)劃設(shè)計，并確保規(guī)劃設(shè)計內(nèi)容符合當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)綜合治理要求，這樣才能有效提升城市河道水環(huán)境生態(tài)的綜合治理效果。

3.4 提升城市河道水體的監(jiān)管力度

通常，城市內(nèi)河道會外連其他河道及水域，如果某一河道發(fā)生水體污染，也會給周邊的水域帶來一定污染，因此，相關(guān)部門要重點提升城市河道水體的監(jiān)管力度，可具體采取跨地區(qū)、跨部門等協(xié)調(diào)監(jiān)管模式，并擴大環(huán)保部門的工作職權(quán)，以此對轄區(qū)內(nèi)的污水以及廢水的排放處理過程實施全面監(jiān)管。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國城市生態(tài)文明建設(shè)速度的不斷加快，城市河道水環(huán)境生態(tài)治理工作受到的關(guān)注度明顯增加，有效減少了工業(yè)廢水及生活污水直排產(chǎn)生的污染問題，這非常有助于河道水環(huán)境生態(tài)的有效恢復(fù)，以及提升河道景觀的美觀度，同時，也促進了河道內(nèi)動植物的生長繁殖，顯著提升了水體自凈能力。同時，在真正實施河道治理工作時，治理部門也要依據(jù)現(xiàn)場情況以及相關(guān)治理要求，制定切實可行的治理方案，并認(rèn)真組織落實相關(guān)施工細(xì)節(jié)，重點加強治理過程的管理工作，這樣才能從根本上提升城市河道水環(huán)境生態(tài)的治理效果。