河流水體污染的生態(tài)修復技術(shù)研究

孫玉陽

關(guān)鍵詞：河流；水體污染；生態(tài)修復；污染負荷；環(huán)境容量

中圖分類號：X171.4 文獻標志碼：B

前言

河流是人類賴以生存和發(fā)展的重要載體。但是隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人口的增長，工業(yè)廢水、生活污水大量排入河流，導致了河流水體污染，河流的自凈能力下降。工業(yè)廢水和生活污水是城市水體污染的主要來源，而其中大部分為工業(yè)廢水。國內(nèi)有60%以上的城市水體受到了不同程度的污染，這不僅嚴重影響了河流水質(zhì)和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，而且給人類健康帶來巨大威脅。因此，河流水體污染已經(jīng)成為一個亟待解決的問題。

許繼軍從修復手段入手，提出了綜合治理和多種措施并舉、工程措施與非工程措施結(jié)合的工程技術(shù)設(shè)計；李惠利用高級氧化技術(shù)修復生態(tài)環(huán)境，通過活化O₂降解水中新污染物。但這些研究成果缺乏對生態(tài)修復技術(shù)適宜性和生態(tài)效應(yīng)等方面的系統(tǒng)分析。因此，提出河流水體污染的生物修復技術(shù)研究，為河流水體生態(tài)環(huán)境的治理和保護提供一定的技術(shù)支持。

1河流水體污染的生態(tài)修復技術(shù)研究

1.3修復河流水體

在對河流水體進行修復時，為保護河床下切侵蝕，采用混凝土、砌石等材料加固河底，增加生態(tài)護底固槽的坡度。生態(tài)固底護槽設(shè)計見圖1。

在上述設(shè)計基礎(chǔ)上，加強河道治理和管理。打造人工植物生態(tài)系統(tǒng)是一項非常有效的措施，通過在水體及岸邊打造植物群落，能夠有效涵養(yǎng)水源。水體及岸邊植物生態(tài)環(huán)境設(shè)計見圖2。

考慮到造成水體污染的污染源有生活污水和降雨，還需要加大水資源保護力度，強化對水資源的保護和管理力度，防止人為因素對水資源造成破壞，同時要提高水資源利用效率。在改善水質(zhì)上，可以采用生物滯留系統(tǒng)，無論在雨期還是早期都可以改善水體質(zhì)量。設(shè)計的生物滯留池斷面結(jié)構(gòu)見圖3。

在雨期，雨水經(jīng)過生物滯留池得到初步凈化；在早期，受到生活污水污染的水引入到生物滯留池中，在簡單凈化后增加入滲量。上述植物群落打造、生物滯留池設(shè)計等，具體建設(shè)數(shù)據(jù)需要根據(jù)計算的污染負荷和環(huán)境容量來確定，才能保證生態(tài)修復行之有效。此外，在河道上建立攔河堰，阻截來自上游的懸浮物和底泥。在主要污染源處建立截污設(shè)施，如攔截式沉淀池或格柵等，有效截留流入河流的固體污染物。至此，河流水體污染的生態(tài)修復方案設(shè)計完成。經(jīng)過上述生態(tài)修復措施后，有效提高水生植物的覆蓋率，增加棲息地和食物來源，促進魚類和其他水生生物的繁衍和生長。河流修復前常常伴隨著高懸浮物含量和渾濁度。修復后，通過減少泥沙進入河流、提高水動力學條件以及濕地生態(tài)系統(tǒng)的過濾作用，懸浮物和渾濁度的濃度應(yīng)降低。

2河流水體污染的生態(tài)修復技術(shù)實驗研究

2.1實驗準備

為驗證生態(tài)修復技術(shù)的適宜性，設(shè)計對比實驗，以河流水體修復多樣性指數(shù)和健康度評分作為實驗指標，引入兩種常見的水體修復方法作為對照組，在相同的實驗條件下展開實驗研究與討論。

實驗中以某城市河流作為主要研究對象，以該河流的歷史數(shù)據(jù)作為依據(jù)，利用計算機模擬河流近十年的水資源量。具體內(nèi)容見表1。

該河流水資源總量存在明顯不足，下河道經(jīng)常出現(xiàn)斷流情況，河流生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞。

在實驗研究中，根據(jù)以往的研究經(jīng)驗和相關(guān)歷史資料，在干流和支流附近設(shè)置多個采樣點采集水樣和沉積物，確定河流水體的污染情況。具體的指標有溫度、酸堿度、濁度、電導率，在保證實驗樣品條件一致的情況下，采用不同的生態(tài)修復技術(shù)處理實驗樣品，在處理完成后，利用計算機分析河流水體修復多樣性指數(shù)和水體的健康度評分，綜合兩組實驗結(jié)果分析生態(tài)修復技術(shù)的適宜性。

如圖4所示，基于微生物治理的修復技術(shù)實驗結(jié)果顯示的多樣性指數(shù)在0.8～1.2之間，基于高級氧化的修復技術(shù)的結(jié)果顯示多樣性指數(shù)在0.8～1.3之間，提出的生態(tài)修復技術(shù)結(jié)果顯示，多樣性指數(shù)在1.2～1.5之間，說明該修復技術(shù)在一定程度上解決了水體污染的問題，恢復了河流水體的生物多樣性，修復技術(shù)較好。

2.3河流水體健康度評分實驗結(jié)果及分析

依據(jù)河流水體健康評價的相關(guān)標準規(guī)定，將河流水體的健康度評價標準分為優(yōu)、良、中、不健康、病態(tài)五個等級，一般情況下，健康度的評價需要綜合水體的開發(fā)利用率、用水量、景觀舒適度、防洪標準等多個指標。由于此實驗的主要目的在于衡量河流水體修復情況，因此，健康度評分選擇的指標為生態(tài)需水滿足率、水質(zhì)優(yōu)劣程度和水體整潔程度，綜合這三個指標，計算河流水體的健康度。計算公式如式（6）：

圖5中修復技術(shù)1表示提出的生態(tài)修復技術(shù)，修復技術(shù)2表示基于微生物治理的修復技術(shù)，修復技術(shù)3表示基于高級氧化的修復技術(shù)。由圖5可知，中游水體的健康度更高，說明河流中游位置的修復效果更明顯。對于各個水體污染的修復技術(shù)，提出的生態(tài)修復技術(shù)下水體健康度最高，其次是基于微生物治理的修復技術(shù)。

3結(jié)束語

文章提出河流水體污染的生態(tài)修復技術(shù)研究，根據(jù)河流水體的具體情況，計算環(huán)境容量；考慮到河流水體的生態(tài)系統(tǒng)功能，設(shè)計生態(tài)固底護槽和水體及岸邊植物生態(tài)環(huán)境，同時考慮到水環(huán)境和社會經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展。在進行水體污染治理時應(yīng)以河流生態(tài)系統(tǒng)為中心，充分利用河流自身的自凈能力以及不同河段之間的連通性等特點來進行治理。以某城市河流作為主要研究對象，提出的生態(tài)修復技術(shù)結(jié)果顯示，多樣性指數(shù)在1.2～1.5之間，水體健康度最高，并且該水體的多樣性已經(jīng)達到了水生態(tài)修復目標，說明該修復技術(shù)在一定程度上解決了水體污染的問題。