水質(zhì)生態(tài)修復(fù)與濕地重建在城市水污染治理中的應(yīng)用

李 寧，玄令賓

（1.國(guó)電銀河水務(wù)股份有限公司，山東 青島 266001；2.濟(jì)寧銀河水務(wù)有限公司，山東 濟(jì)寧 272000）

引言

工業(yè)排放、生活廢水和農(nóng)業(yè)污染等源頭導(dǎo)致水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化、重金屬超標(biāo)等問(wèn)題，嚴(yán)重威脅著城市水資源的可持續(xù)利用。同時(shí)，水污染對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的破壞導(dǎo)致許多水生生物滅絕或?yàn)l臨滅絕，生態(tài)平衡受到嚴(yán)重破壞。因此，迫切需要在城市水環(huán)境治理中探索可行、高效的方法，以還原水體生態(tài)系統(tǒng)的健康狀態(tài)。本研究的意義在于尋找并推動(dòng)一種可持續(xù)的城市水污染治理模式。水質(zhì)生態(tài)修復(fù)注重通過(guò)生物修復(fù)、植物修復(fù)等手段提高水體自?xún)裟芰?，濕地重建則以其獨(dú)特的自然過(guò)濾功能成為治理城市水污染的有效工具。

1 水質(zhì)生態(tài)修復(fù)的理論基礎(chǔ)

1.1 生態(tài)修復(fù)的概念

生態(tài)修復(fù)是一種通過(guò)人為手段恢復(fù)、改善或重建受到破壞的生態(tài)系統(tǒng)的過(guò)程，其核心思想是通過(guò)引入適當(dāng)?shù)纳?、物理或化學(xué)手段，使受損生態(tài)系統(tǒng)重新達(dá)到一種相對(duì)健康、平衡的狀態(tài)。在水環(huán)境中，生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)是修復(fù)水體的生物多樣性、水質(zhì)和生態(tài)平衡，從而提高水體的可持續(xù)性。水質(zhì)生態(tài)修復(fù)作為生態(tài)修復(fù)的一個(gè)重要分支，更專(zhuān)注于水體的生物和化學(xué)特性修復(fù)[1]，該方法不僅考慮到水體的物理結(jié)構(gòu)，還注重恢復(fù)和維持水生生態(tài)系統(tǒng)的功能，包括恢復(fù)水中的魚(yú)類(lèi)、底棲動(dòng)物和植被，以及改善水中的氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和微生物的平衡。

1.2 水質(zhì)生態(tài)修復(fù)的原理

1.2.1 生物修復(fù)

生物修復(fù)是通過(guò)引入適應(yīng)性強(qiáng)、生態(tài)位適應(yīng)廣泛的生物種群，來(lái)消耗、轉(zhuǎn)化或積累水體中的有害物質(zhì)，以改善水質(zhì)。例如，引入特定的水生植物和微生物能夠吸附、吸收或降解水中的污染物質(zhì)，促使水體中的有害物質(zhì)得到有效清除。同時(shí)，引入適應(yīng)性強(qiáng)的魚(yú)類(lèi)和底棲動(dòng)物，可以通過(guò)攝食作用進(jìn)一步促進(jìn)水體中生態(tài)鏈的恢復(fù)，以形成相對(duì)穩(wěn)定的水生生態(tài)系統(tǒng)。

1.2.2 植物修復(fù)

植物修復(fù)側(cè)重于引入適應(yīng)性強(qiáng)的水生植物，通過(guò)其根系、葉片等部分對(duì)水體中的污染物進(jìn)行吸附、吸收和轉(zhuǎn)化。植物的根系不僅可以固定底泥，防止再次懸浮，還能夠吸收水中的重金屬、營(yíng)養(yǎng)鹽等有害物質(zhì)。同時(shí)，植物可通過(guò)光合作用釋放氧氣，提高水體中溶解氧水平，從而為水體中的生物提供更適宜的生存環(huán)境[2]。

1.2.3 微生物修復(fù)

微生物修復(fù)是通過(guò)引入特定的微生物群落，使其在水體中發(fā)揮降解、分解有害物質(zhì)的功能。這些微生物可以是細(xì)菌、真菌等微生物體，具有降解有機(jī)物、去除氮、磷等能力。微生物修復(fù)在處理有機(jī)物質(zhì)較為復(fù)雜的水體污染方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能夠高效降解水體中的有機(jī)廢物，促進(jìn)水體的自?xún)裟芰Α?/p>

2 濕地重建與城市水污染治理

2.1 濕地重建的定義與分類(lèi)

濕地是一種特殊的生態(tài)系統(tǒng)，通常包括沼澤、沼澤地、濕草地等。濕地重建是通過(guò)人為手段，修復(fù)和改善受到破壞或退化的濕地生態(tài)系統(tǒng)的過(guò)程，在重建過(guò)程中，工作人員不僅要關(guān)注濕地的生物多樣性和生態(tài)功能，還涉及到濕地在水質(zhì)治理中的關(guān)鍵作用。濕地可以根據(jù)其水源、水質(zhì)、植被類(lèi)型等特征進(jìn)行分類(lèi)[3]。常見(jiàn)的濕地類(lèi)型包括自然濕地（天然形成的濕地）、人工濕地（經(jīng)過(guò)改造或新建的濕地）以及不同類(lèi)型的濕地（如沼澤、河流濕地等）。濕地的選擇和分類(lèi)在濕地重建中至關(guān)重要，不同類(lèi)型的濕地對(duì)水質(zhì)治理有著獨(dú)特的貢獻(xiàn)。

2.2 濕地對(duì)水質(zhì)的影響

濕地在水質(zhì)治理中發(fā)揮著重要作用，其影響涉及多個(gè)方面，包括去除污染物的機(jī)制、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和韌性等。

2.2.1 去除污染物的機(jī)制

濕地作為天然的凈水系統(tǒng)，擁有獨(dú)特而高效的污染物去除機(jī)制。這些機(jī)制包括濕地植物、土壤微生物等多種生物和非生物過(guò)程，通過(guò)這些機(jī)制的協(xié)同作用，構(gòu)成了濕地獨(dú)特的凈水功能。（1）植物的根系吸附：濕地植物的根系是污染物去除的重要媒介。植物的根系通過(guò)滲透和吸附作用，能夠有效去除水中的有機(jī)物和重金屬。植物根系的多孔性結(jié)構(gòu)和生長(zhǎng)代謝過(guò)程中產(chǎn)生的分泌物，可以吸附并穩(wěn)定有機(jī)物，同時(shí)通過(guò)離子交換去除水中的重金屬，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體的雙重凈化。（2）微生物降解有機(jī)廢物：濕地土壤富含豐富的微生物群落，這些微生物在濕地的有氧和缺氧條件下展開(kāi)活動(dòng)，對(duì)有機(jī)廢物進(jìn)行降解分解。微生物通過(guò)產(chǎn)生酶類(lèi)物質(zhì)，可以將有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為更簡(jiǎn)單、更穩(wěn)定的物質(zhì)，從而減少了水體中化學(xué)需氧量（COD）和有機(jī)物的濃度，提高了水體的水質(zhì)。（3）濕地土壤的吸附和沉淀：濕地土壤是重要的污染物吸附和沉淀場(chǎng)所。土壤顆粒表面帶有負(fù)電荷，可以與水中的正電荷離子結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬等離子的吸附。同時(shí)，濕地土壤顆粒對(duì)懸浮顆粒有很強(qiáng)的吸附能力，使其沉淀于濕地底部，從而有效地去除了水體中的懸浮固體和顆粒污染物。這些機(jī)制的協(xié)同作用，使?jié)竦爻蔀楦咝コ喾N污染物的生態(tài)系統(tǒng)。而濕地植物、土壤微生物和土壤顆粒之間的復(fù)雜互動(dòng)，決定了濕地的去污效能和穩(wěn)定性。

2.2.2 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和韌性

（1）生態(tài)系統(tǒng)的多樣性：濕地內(nèi)的植物、微生物、動(dòng)物等多樣的生物群落形成了生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。這種多樣性使?jié)竦貎?nèi)的生物群體可以相互依存、協(xié)同演化，形成對(duì)多種環(huán)境變化的適應(yīng)性。在面對(duì)外部壓力時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的不同生物種類(lèi)能夠發(fā)揮其獨(dú)特的作用，從而提高了整體生態(tài)系統(tǒng)的抗干擾能力。（2）食物鏈的復(fù)雜性：濕地內(nèi)存在復(fù)雜的食物鏈關(guān)系，各個(gè)層次的生物之間形成了相互依存的生態(tài)平衡。這種食物鏈的復(fù)雜性使得濕地內(nèi)的生物群體對(duì)外界的變化具有一定的緩沖能力。當(dāng)某個(gè)層次的生物受到?jīng)_擊時(shí)，整個(gè)食物鏈能夠通過(guò)相互關(guān)系的調(diào)節(jié)，維持相對(duì)平衡。（3）生態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)性：濕地生態(tài)系統(tǒng)具有一定的適應(yīng)性，能夠在一定范圍內(nèi)調(diào)整其結(jié)構(gòu)和功能以適應(yīng)環(huán)境的變化。例如，在面對(duì)氣候變化、人類(lèi)活動(dòng)干擾等壓力時(shí)，濕地生態(tài)系統(tǒng)可以通過(guò)改變植被結(jié)構(gòu)、調(diào)整生物群落組成等方式，維持其相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)[4]。

2.3 濕地在城市水污染治理中的作用

2.3.1 城市雨水管理

城市濕地可以作為天然的雨水調(diào)蓄場(chǎng)所，降低城市降雨引發(fā)的洪澇風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)濕地的蓄水和滲透功能，雨水逐漸得到釋放，減緩了雨水徑流速度，防止城市排水系統(tǒng)因劇烈降雨而超負(fù)荷運(yùn)行。同時(shí)，濕地可以過(guò)濾雨水中的污染物，提高城市降雨徑流的水質(zhì)。

2.3.2 濕地與城市河流生態(tài)恢復(fù)

城市濕地可以連接城市河流，形成生態(tài)走廊，為城市河流提供水質(zhì)凈化和生態(tài)恢復(fù)的空間。濕地內(nèi)的植物和微生物可以有效地去除城市河流中的有機(jī)物、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等污染物，促進(jìn)水體的生態(tài)平衡[5]。通過(guò)合理規(guī)劃和設(shè)計(jì)濕地，可以使其成為城市河流的自然過(guò)濾器，從而為城市提供清潔、健康的水環(huán)境。在城市水污染治理中，濕地重建不僅是一種技術(shù)手段，更是將自然系統(tǒng)與城市發(fā)展相融合的生態(tài)智慧。有效地利用濕地，不僅可以提高城市水體的質(zhì)量，還能夠改善城市生態(tài)環(huán)境，為城市的可持續(xù)發(fā)展注入生機(jī)。

3 城市水污染治理的挑戰(zhàn)與問(wèn)題

3.1 技術(shù)問(wèn)題

3.1.1 技術(shù)成熟度與可行性

城市水污染治理面臨的首要挑戰(zhàn)之一是技術(shù)的成熟度與可行性。在一些新興污染物治理領(lǐng)域，尤其是針對(duì)微污染物、持久性有機(jī)污染物等的治理技術(shù)尚未達(dá)到足夠的成熟水平。此外，一些新技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用所需的投資與運(yùn)維成本也較高，因而成為城市水污染治理可行性一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。因此，相關(guān)工作者需要加強(qiáng)科研與工程實(shí)踐的緊密結(jié)合，推動(dòng)先進(jìn)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的成熟性與可靠性。

3.1.2 復(fù)雜城市環(huán)境下的適用性

城市水污染治理涉及到多種污染源、多樣的環(huán)境條件和復(fù)雜的排放途徑，因此，治理技術(shù)的適用性成為一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。不同城市具有獨(dú)特的地理、氣候、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，使相同治理技術(shù)在不同城市的適用性存在較大差異。此外，在城市化進(jìn)程中，一些老舊城區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)滯后，治理技術(shù)的引入與適應(yīng)性也需要充分考慮。因此，工作人員需要針對(duì)不同城市的特點(diǎn)，制定差異化的治理策略，提高技術(shù)的整體適應(yīng)性。

3.2 管理問(wèn)題

3.2.1 政策法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)不足

城市水污染治理中一個(gè)明顯的管理問(wèn)題是政策法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)的不足。雖然國(guó)家出臺(tái)了一系列相關(guān)的法規(guī)，但在實(shí)際執(zhí)行中，地方政府和相關(guān)部門(mén)對(duì)于城市水污染的治理標(biāo)準(zhǔn)和手段缺乏明確的指導(dǎo)，使不同地區(qū)實(shí)施治理措施時(shí)存在較大的差異性，難以形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系。因此，需要建立更加明確、全面的城市水污染治理法規(guī)體系，以推動(dòng)城市治理工作的有序進(jìn)行。

3.2.2 社會(huì)參與及協(xié)調(diào)機(jī)制不完善

城市水污染治理涉及到多方利益相關(guān)者，包括政府、企業(yè)、居民等。在實(shí)際治理過(guò)程中，由于社會(huì)參與度不高、協(xié)調(diào)機(jī)制不健全，導(dǎo)致治理過(guò)程中缺乏有效的溝通與合作。政府與企業(yè)之間的合作機(jī)制尚未形成，居民對(duì)于治理工作的理解和參與程度也有待提高。要解決這一問(wèn)題，需要建立更加開(kāi)放、透明、民主的治理機(jī)制，加強(qiáng)各方之間的協(xié)調(diào)與溝通，形成社會(huì)共識(shí)，從而整體推進(jìn)城市水污染治理工作。城市水污染治理所面臨的技術(shù)和管理問(wèn)題是一個(gè)系統(tǒng)性、綜合性的挑戰(zhàn)，只有這些問(wèn)題得到解決，城市水環(huán)境的整體質(zhì)量才能得到顯著改善。因此，未來(lái)城市水污染治理需要更深入的技術(shù)創(chuàng)新和管理機(jī)制的完善。

4 水質(zhì)生態(tài)修復(fù)與濕地重建的措施

4.1 新技術(shù)的應(yīng)用

4.1.1 先進(jìn)的生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)在水質(zhì)生態(tài)修復(fù)與濕地重建中具有突出的地位。新一代的生物修復(fù)技術(shù)通過(guò)引入具有高度適應(yīng)性和生態(tài)位廣泛性的生物種群，實(shí)現(xiàn)更高效、更精準(zhǔn)的水質(zhì)凈化。例如，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良的植物，能夠更快速地吸收重金屬，降低水體的污染程度。此外，生物修復(fù)技術(shù)也包括對(duì)水體中微生物的調(diào)控，以提高水體生態(tài)平衡，促進(jìn)有益微生物的繁殖，抑制有害微生物的生長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)水體的自我凈化。例如，轉(zhuǎn)基因技術(shù)是生物修復(fù)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)新，通過(guò)改良植物基因，能夠使其具備更強(qiáng)的吸附和積累能力，因?yàn)檗D(zhuǎn)基因植物能夠更快速地吸收水體中的重金屬等有害物質(zhì)。例如，一些轉(zhuǎn)基因植物能夠與金屬結(jié)合，使其根系能夠更有效地吸附金屬離子，從而降低水體的金屬濃度。這種精準(zhǔn)的修復(fù)機(jī)制不僅提高了修復(fù)效率，同時(shí)也減少了對(duì)周?chē)鷳B(tài)系統(tǒng)的不良影響。

生物修復(fù)技術(shù)并不僅限于對(duì)植物進(jìn)行改良，還包括對(duì)水體中的微生物進(jìn)行調(diào)控。微生物在水體生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要的角色，對(duì)水體中的有機(jī)廢物進(jìn)行分解、降解，同時(shí)參與氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的循環(huán)。通過(guò)引入有益微生物并抑制有害微生物的生長(zhǎng)，可以實(shí)現(xiàn)水體的自我凈化。新技術(shù)通過(guò)基因工程能夠改良微生物的降解能力，使其更具適應(yīng)性和高效性，這種調(diào)控不僅有助于改善水體的生態(tài)平衡，還能夠減少對(duì)外部環(huán)境的干擾。

4.1.2 智能監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)在水質(zhì)生態(tài)修復(fù)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。先進(jìn)的傳感器技術(shù)、遙感技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析手段的應(yīng)用，使得對(duì)水體生態(tài)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程管理成為可能。這些系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水體各項(xiàng)指標(biāo)的高精度監(jiān)測(cè)，為科學(xué)決策提供了數(shù)據(jù)支持。工作人員通過(guò)實(shí)時(shí)獲取水體信息，可以更快速、更精準(zhǔn)地響應(yīng)水質(zhì)異常，采并取相應(yīng)的修復(fù)措施，提高水質(zhì)修復(fù)的效果。

4.2 政策與管理的完善

4.2.1 制定更嚴(yán)格的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是水質(zhì)生態(tài)修復(fù)與濕地重建的基礎(chǔ)性依據(jù)。為了提升水體質(zhì)量，需要制定更嚴(yán)格、更科學(xué)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，包括對(duì)不同水體類(lèi)型、用途的差異化標(biāo)準(zhǔn)，更全面地考慮生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況，而不只是化學(xué)成分的濃度。新一輪水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)融入先進(jìn)的水質(zhì)生態(tài)修復(fù)理念，更好地反映水體健康狀況，并具有實(shí)施可行性。

4.2.2 完善濕地保護(hù)政策

濕地是水質(zhì)生態(tài)修復(fù)的重要載體，其保護(hù)與合理利用對(duì)整體水體生態(tài)系統(tǒng)具有深遠(yuǎn)影響。政府部門(mén)需加強(qiáng)濕地保護(hù)政策，建立濕地生態(tài)修復(fù)的長(zhǎng)效機(jī)制，其中包括對(duì)濕地的合理規(guī)劃與利用，確保濕地面積不斷增加、濕地功能不斷增強(qiáng)[6]。同時(shí)，建立濕地監(jiān)測(cè)與評(píng)估體系，及時(shí)了解濕地生態(tài)系統(tǒng)的演變，為科學(xué)決策提供支持。通過(guò)新技術(shù)的應(yīng)用和政策與管理的完善，水質(zhì)生態(tài)修復(fù)與濕地重建將更好地適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)水體生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，這不僅對(duì)改善水體水質(zhì)，還對(duì)保護(hù)生態(tài)平衡、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的積極影響。

5 結(jié)論

綜上所述，水質(zhì)生態(tài)修復(fù)和濕地重建作為治理城市水污染的關(guān)鍵手段，具有顯著的生態(tài)效益。通過(guò)引入新一代的生物修復(fù)技術(shù)，特別是轉(zhuǎn)基因植物和微生物調(diào)控，能夠更有效地去除水體中的有害物質(zhì)，提高水質(zhì)凈化效率。這一技術(shù)創(chuàng)新為保證城市水環(huán)境的健康提供了新的思路和可行性。智能監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，則為治理工作提供了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)管理的科學(xué)支持。通過(guò)這些系統(tǒng)，能夠更及時(shí)地了解水體的健康狀況，并對(duì)污染事件做出迅速響應(yīng)，從而為城市水環(huán)境的長(zhǎng)期保護(hù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。