河道水環(huán)境治理工程的生態(tài)修復(fù)技術(shù)

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關(guān)鍵詞：河道；水環(huán)境治理；多方位生態(tài)修復(fù)

1技術(shù)概述

多方位生態(tài)修復(fù)是一種以多管齊下為方針的水環(huán)境綜合治理模式，將不同的治理技術(shù)結(jié)合到一起，并通過(guò)管理的統(tǒng)籌，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效運(yùn)行，目前主要包括四個(gè)方面，即對(duì)外源污染進(jìn)行截留、對(duì)內(nèi)源污染進(jìn)行控制、人工凈化以及對(duì)水體自凈能力的加強(qiáng)。其中，對(duì)外源污染進(jìn)行截留指的是通過(guò)雨污分流和生態(tài)駁岸的建立將外源污染截留于河道范圍以外；對(duì)內(nèi)源污染的控制指的是采取河道清淤及生物酶對(duì)不同類型的內(nèi)源污染進(jìn)行控制與消減；人工凈化指的是利用超微凈化等新方法對(duì)已經(jīng)被污染的水體實(shí)施凈化；水體自凈功能的加強(qiáng)是指通過(guò)生物群落構(gòu)建或完善來(lái)提高水體的自凈能力[1]。這項(xiàng)技術(shù)完全摒棄了過(guò)去單一、落后的治理方式，在當(dāng)前的水環(huán)境綜合治理工作中具有很多優(yōu)勢(shì)。例如，它能有效截污，避免污染物直接進(jìn)入河道，防止富營(yíng)養(yǎng)化，實(shí)現(xiàn)源頭控制；采用周期性的清淤方式，河道淤泥不再逐年累積，防止內(nèi)源污染；采用人工凈化的措施，當(dāng)水質(zhì)的惡化情況比較嚴(yán)重時(shí)，立即啟動(dòng)，對(duì)水體迅速凈化，盡快恢復(fù)透明度；完善河道的水生態(tài)系統(tǒng)，在凈化水質(zhì)的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)景觀效果。最近幾年以來(lái)，各個(gè)行業(yè)發(fā)展迅猛，帶動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，從生產(chǎn)角度來(lái)分析，由于各大工廠建設(shè)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，日用品種類越來(lái)越多，工業(yè)生產(chǎn)量日益增大，對(duì)水體產(chǎn)生較大的污染。當(dāng)前，大部分的湖泊，包括水庫(kù)邊緣，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些綠色、懸浮物體，很多魚塘的表面漂浮大量死魚，農(nóng)村的小水溝內(nèi)部水體變黑，發(fā)出惡臭味道。在城市居民樓附近，一些景區(qū)用水的含氧量特別低，會(huì)滋生大量細(xì)菌與病毒，而變質(zhì)水體當(dāng)中繁殖較多的蚊蟲，使得河道水環(huán)境治理難度越來(lái)越大。多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)的出現(xiàn)，不僅能夠有效提升河道水環(huán)境治理效果，而且可以實(shí)現(xiàn)全方面實(shí)施，減少生活污水量，保證水體更加清潔。該技術(shù)能夠從多個(gè)方面對(duì)河道水環(huán)境污染進(jìn)行有效修復(fù)與治理，以便早日實(shí)現(xiàn)生態(tài)平衡目標(biāo)。

2外源污染的控制

暴雨初期，雨水造成的污染可能比生活污水嚴(yán)重，只對(duì)點(diǎn)源污染進(jìn)行控制無(wú)法從根本上改善水環(huán)境?；诖?，針對(duì)面源污染，覆蓋多個(gè)方位的綜合生態(tài)修復(fù)手段可以設(shè)置自動(dòng)膜率裝置，起到有效控制的作用。它屬于工程化處理手段，以超低壓膜過(guò)濾為核心，能在前處理的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)膜過(guò)濾，系統(tǒng)獨(dú)立且緊湊，能對(duì)雨水徑流中存在的污染物進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)和高效率的去除。該裝置的濾芯采用折疊式結(jié)構(gòu)，過(guò)濾面積較大，能在截污基礎(chǔ)上使裝置正常過(guò)水。過(guò)濾系統(tǒng)還設(shè)置了過(guò)濾后水體的臨時(shí)儲(chǔ)存裝置，可以在暴雨之后對(duì)濾芯進(jìn)行自動(dòng)反沖洗，進(jìn)而減少污染物累積，延長(zhǎng)濾芯壽命，降低裝置的維護(hù)成本。這一裝置主要安裝在管網(wǎng)進(jìn)入河道以后的末端，對(duì)攜帶大量污染物的雨水實(shí)施過(guò)濾，然后排入水體中，避免河道直接遭受污染，能從根本上解決二次污染問(wèn)題[2]。對(duì)于沒(méi)有排入管網(wǎng)的雨水，可以借助滯留系統(tǒng)使河岸具有可滲透性，以此減少直接進(jìn)入水體的徑流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染負(fù)荷的有效控制。過(guò)去，駁岸僅重視水運(yùn)和防洪，使得生物多樣性與生態(tài)環(huán)境都受到很大的破壞。在這種情況下，人們可以采用生態(tài)駁岸的方式，形成一個(gè)具有良好滲透性的界面，絕大部分植被都能起到應(yīng)有的穩(wěn)定水土作用，并涵養(yǎng)水源。另外，生態(tài)駁岸還支持棲息地與生物走廊等的修建，以此進(jìn)一步提高駁岸整體生態(tài)調(diào)控能力。該系統(tǒng)采用建立滲透性駁岸的方式，把陸地、水面和駁岸連成一個(gè)整體，將植物的間隙、所有類型的空隙與孔洞都視作能量及物質(zhì)的傳輸途徑，而且流速帶還能加強(qiáng)水和空氣之間的接觸，增加氧的溶入，提高水體凈化水平[3]。

3內(nèi)源污染的控制

底泥污染是外源污染在進(jìn)入河道后不斷沉淀形成的，對(duì)城市河流水質(zhì)有很大的影響，屬于二次污染源。即便對(duì)外源污染進(jìn)行了有效控制，但底泥含有的污染物會(huì)釋放到水體中，對(duì)覆水體的水質(zhì)造成影響，產(chǎn)生二次污染。對(duì)此，可采用機(jī)械設(shè)備清淤和生物酶修復(fù)充分結(jié)合的技術(shù)來(lái)有效控制這一污染，即將生物和物理措施相結(jié)合，這不僅具有很高的去除效率，而且能達(dá)到可持續(xù)起作用的目的。機(jī)械設(shè)備清淤能改善底泥及水體理化性質(zhì)，但成本比較高，所以只能在面積較小但污染負(fù)荷很高的水域中使用。在面積較大但污染負(fù)荷不高的水域，可利用生物酶對(duì)底泥進(jìn)行修復(fù)，它的修復(fù)機(jī)理為：酶具有的活性先激活了底泥微生物的活性，以此提高微生物的污染降解性能。提高微生物自身活性以后，微生物還能對(duì)之后產(chǎn)生的底泥進(jìn)行持續(xù)處理，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)凈化修復(fù)的目標(biāo)。

4人工凈化體系

如果外界的污染物以較快的速度進(jìn)入河道中，河道系統(tǒng)此時(shí)還處在不穩(wěn)定的狀態(tài)或失衡的狀態(tài)，人們要采取應(yīng)急措施，立即凈化惡化水體，使水環(huán)境系統(tǒng)保持完整。對(duì)此，應(yīng)采用人工凈化方式來(lái)干預(yù)，提高河道對(duì)干擾的應(yīng)對(duì)和抵抗能力?，F(xiàn)階段較為主流的人工凈化方法為超微凈化，它屬于界面技術(shù)，利用超高壓進(jìn)行氣水混合，處于超飽和條件生成氣泡，以此對(duì)藻類、有機(jī)物與重金屬等進(jìn)行有效氧化，提高含氧量，保證水體的能見(jiàn)度，這是一種對(duì)污染水體進(jìn)行凈化的有效工藝。這一工藝能逐步消除包含重金屬、黑臭水和水體渾濁與發(fā)綠等在內(nèi)的各項(xiàng)問(wèn)題。比如，對(duì)于已經(jīng)發(fā)綠的水體，采用微米級(jí)氣泡能快速將藻類黏附清除干凈；對(duì)于比較渾濁的水體，采用超微氣泡，能對(duì)水體中的泥沙及膠體進(jìn)行快速吸附與分離；而對(duì)于黑臭水，采用超微氣泡能對(duì)自由基與氫氧基進(jìn)行沉降，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的有效分解及氧化處理。

5水體自凈能力的強(qiáng)化

從河道水體自身角度講，生態(tài)系統(tǒng)能強(qiáng)化它的凈化能力，現(xiàn)在已經(jīng)在修復(fù)工程大量應(yīng)用。水生植物群落的建立可能涉及浮葉植物、挺水植物與沉水植物。其中，挺水植物和浮葉植物不僅能提高景觀效果，還能凈化水質(zhì)。沉水植物可以使河道的生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定，保持生物多樣性，這是生態(tài)修復(fù)工作的核心，可以促進(jìn)能量及物質(zhì)的循環(huán)。對(duì)于岸邊水深較淺的區(qū)域，可以布置水下草皮，采用四季常綠的低矮型苦草；在中部水深較大的區(qū)域，可采用水下森林的形式，植物的選擇遵循四季常綠與體型較高的基本原則，這樣能有效提高景觀度，彌補(bǔ)深水區(qū)缺乏景觀的缺陷。以上群落構(gòu)建方式的作用機(jī)理為：首先，采用沉水植物對(duì)富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行吸收，如氮磷等；其次，對(duì)水體中存在的硝化及反硝化予以加強(qiáng)，起到清除總氮的作用；再次，加速懸浮物質(zhì)的沉降，對(duì)底泥的二次懸浮進(jìn)行控制，減少其氮磷等物質(zhì)的釋放；同時(shí)，促進(jìn)植物光合作用，增加氧的釋放量，使底質(zhì)含有的磷和鐵、鋁充分結(jié)合，從而加快磷的沉積速度；最后，加強(qiáng)化感效應(yīng)，通過(guò)對(duì)沉水植物的布置，釋放出很多化感物質(zhì)，這些物質(zhì)對(duì)藻類植物生長(zhǎng)繁殖有明顯的抑制作用。另外，還應(yīng)充分考慮水生動(dòng)物群落，如浮游類、大型魚類與底棲類等。其中，大型魚類的布置遵循完善生物鏈和保證景觀效果的基本原則進(jìn)行；合理布置底棲動(dòng)物能沉淀和過(guò)濾水體，動(dòng)物能捕食底質(zhì)中的腐敗殘?bào)w與有機(jī)質(zhì)，以此減少底質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生量；建立浮游類動(dòng)物的群落是指向河道中投加水蚤等浮游生物，水蚤可以對(duì)水體中的細(xì)微腐泄物質(zhì)及藍(lán)藻進(jìn)行捕食，以此保證水體的透明程度，加快生態(tài)系統(tǒng)的形成與完善。除此之外，浮游生物還能作為魚類餌料，使水體中含有的有機(jī)物及藍(lán)綠藻都變成動(dòng)物蛋白質(zhì)，為魚類提供營(yíng)養(yǎng)，最終形成一條良性的生態(tài)鏈。

6實(shí)例分析

本文主要以排渠河道為例，此河道位于兩交通大道交匯位置，其中，示范區(qū)的河道位于某交通道上部，長(zhǎng)度為330.0m，寬度為30.0m，水深為0.6m。在河道示范區(qū)內(nèi)部，原來(lái)的水體為黑色，發(fā)出惡臭味，透明度比較低，水體當(dāng)中的COD、NH3-N含量分別是295.8mg/L、13.87mg/L，超過(guò)地表水質(zhì)指標(biāo)，屬于重點(diǎn)治理水質(zhì)。為了保證河道水體得到更好凈化，相關(guān)單位決定采取多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行治理。因?yàn)樵摵拥郎嫌窝鼐€并沒(méi)有采用截污方案，周圍居民的生活污水和雨水均排入河道中，然后順著溝渠輸送至指定的河道內(nèi)。針對(duì)這一實(shí)際情況，有關(guān)部門要遵循外源截留原則，結(jié)合使用聚酯纖維膜和土工膜，以此形成一個(gè)隔膜導(dǎo)流全新模式，把這一隔膜布置于和南岸距離2km的部位，在內(nèi)層鋪設(shè)土工膜，在外層鋪設(shè)聚酯纖維膜。把污水導(dǎo)流至指定區(qū)域下游，能夠有效減少示范區(qū)污水量，保證進(jìn)入示范區(qū)河道中的非溶解性污染物得到更好攔截。長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有處理的雨污水排入河道中，導(dǎo)致示范區(qū)河道底泥含有大量的內(nèi)源污染物質(zhì)。為了減少內(nèi)源污染的出現(xiàn)，人們要有效消減底泥內(nèi)源污染，可以在河道內(nèi)部投入適量的生物酶，保證水體與底泥微生物活性得到充分激活，增強(qiáng)底泥微生物呼吸強(qiáng)度與新陳代謝能力，使得河道底部的黑臭底泥得到有效處理，真正達(dá)到河道底泥原位治理的目標(biāo)。通過(guò)成功構(gòu)建水體生態(tài)系統(tǒng)，人們能夠有效提升河道水生動(dòng)植物的存活率。因此，在構(gòu)建河道水體生態(tài)系統(tǒng)之前，相關(guān)人員需要在河道的上游位置設(shè)置處理量80.0m3/h的超微凈化設(shè)備，保證河道內(nèi)部的水體得到有效凈化，實(shí)現(xiàn)循環(huán)凈化目標(biāo)。采用良好的人工凈化方案，能夠保證河道水質(zhì)得到良好改善，進(jìn)而為河道水體生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)創(chuàng)建穩(wěn)定的生存條件，滿足河道水生動(dòng)植物的生長(zhǎng)發(fā)育需求。引入生態(tài)修復(fù)措施，可以保證水體修復(fù)成果，使河道水體具有的自凈功能和景觀效果都得到充分發(fā)揮。有關(guān)單位可以在實(shí)際工作中向河道內(nèi)拋灑種子和育苗，形成動(dòng)植物群落。要大力建設(shè)水生態(tài)工程，從本質(zhì)上改善水質(zhì)，使水的顏色從淡綠或深綠變?yōu)闊o(wú)色，并使水更為清澈透明，降低所有污染物指標(biāo)，基本滿足地表水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求，河道水體具備的自凈功能將得到顯著提升。

7結(jié)語(yǔ)

多方位生物修復(fù)可以應(yīng)用到河道治理工程中，人們要遵循因地制宜的原則，做好環(huán)境修復(fù)，充分發(fā)揮河道原有的功能，促使水生態(tài)進(jìn)入良性循環(huán)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。在對(duì)河道水環(huán)境進(jìn)行綜合治理時(shí)，要想使多方位生態(tài)修復(fù)發(fā)揮預(yù)期效果，人們應(yīng)根據(jù)河道實(shí)際情況，認(rèn)真開(kāi)展修復(fù)工作，使河道所有功能均能充分發(fā)揮。水生動(dòng)植物對(duì)河道生態(tài)修復(fù)具有一定功效，而且對(duì)河道水體沒(méi)有任何副作用，能夠保證河道的水下森林景觀效果得到顯著提升。

參考文獻(xiàn)

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2鄧元亮，陳璽.河道水環(huán)境治理中多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2019，（6）：112-113.

3繆創(chuàng)業(yè).河道水環(huán)境治理工程中多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用[J].節(jié)能，2019，38（6）：194-195.

作者：盧新平 單位：新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第三師環(huán)境監(jiān)察支隊(duì)