農村生活污水及河道湖泊生態治理（下）

（接上期）

五、河道、湖泊生態治理技術與方法

河道、湖泊的生態治理主要是靠營造水域全生態系統，使水體產生自凈的效果。當河道、湖泊的水質已經被嚴重污染時，還必須采取一些輔助手段，先將水體的透明度提高到水生植物能夠生長的要求，再進行水生植物的種植或修復，進而完善全生態系統。輔助的方法有：設置生態浮床、構建多功能凈水生態漂浮濕地、生物滅藻等。

（一）全生態系統去水體富營養化技術

目前，我國的大部分河道、湖泊的生態系統都遭到不同程度的破壞，生物鏈變短，缺乏生物多樣性，我們必須根據生物鏈的破壞程度，完善生態系統所需的生物環境及營養級聯關系，需要人工構建配合水系景觀的生態系統，運用生態操縱技術有效進行水質凈化，并通過調整使生態系統長期保持穩定狀態。

構建全水生生態系統是根據水生生物食物鏈的數量金字塔和能量金字塔模型，人為地建立各個營養環節，應包含種類及數量恰當的生產者、消費者和分解者。各種群之間相互依存、相互制約、環環相扣，種群的類型和數量相對穩定，處于生態平衡狀態。全生態系統根據功能不同又被分成微生態系統、沉水植物系統、景觀濕地系統、浮游動物系統、水生動物系統。

1. 微生態系統

水中微生物群體之間的相互關系以及微生物與有機碎屑之間的相互作用而形成的微生態系統，水質的變化與其直接相關。水質凈化過程中，主要根據水中有機質的變化來選擇不同的微生物來進行調節。常用的有光合細菌、芽孢桿菌群、嗜酸乳桿菌群、雙歧桿菌、乳酸菌群、酵母菌群、硝化與反硝化細菌、糞鏈球菌等。根據水質的情況，使用不同的微生物群體搭配，能迅速改善水質，消除水體中的有機質，使水質鮮活、嫩爽。

2. 沉水植物系統

沉水植物是指植株全部或大部分沉沒于水下的植物，是水體生物多樣性賴以維持的基礎。它的恢復是水生態修復的關鍵，其所產生的環境效應是生態系統穩定和水環境質量改善的重要依據。沉水植物在水質凈化方面的四個作用機理：①直接吸收水體中的氮、磷、重金屬，降低水體污染物含量；②附著于植物體表的微生物形成生物膜系統，凈化水質；③同生態位的競爭，釋放生物因子，抑制藻類的生長；④強光合作用，能使水中有機質絮凝，并形成氣浮效應，使其快速氧化分解，降低BOD5（五日化學需氧量）、COD（化學需氧量）。

3. 景觀濕地系統

景觀濕地系統由挺水植物、浮葉植物和漂浮植物構成。

挺水植物是指莖、葉挺出水面的植物，沿湖岸帶的挺水植物形成的濕地系統不但對水質凈化有良好的作用，還是多種生物的棲息地，同時搭配周邊景觀，配合各種駁岸類型，能極大程度地提升水域景觀品質。而且對暴雨沖刷還具有攔截作用，阻截外源污染。根據實驗及工程經驗得出：挺水植物對污水中TN（總氮含量）的凈化效果比較，按凈化率排序為：菖蒲>水蔥>花葉水蔥>野慈姑>慈姑>蘆葦>菰>千屈菜>黃菖蒲>澤瀉>花葉菖蒲>小香蒲。挺水植物對污水中TP（總磷含量）的凈化效果比較，按凈化速率排序為：千屈菜>野慈姑>慈姑>黃菖蒲>蘆葦>菰>菖蒲>花葉菖蒲>澤瀉>水蔥>花葉水蔥>小香蒲。

浮葉植物是指根長在水底土壤中，莖在水中，而葉片浮在水面的水生植物。如睡蓮、芡實、菱、萍蓬草、荇菜、莼菜等。適量配植浮葉植物不但能增添水體景觀效果，很多浮葉植物還具有很高的經濟價值。

漂浮植物是指根生長在水中，植株漂浮在水上的植物。如水葫蘆、浮萍、滿江紅、槐葉萍等。浮葉植物對水質改善有良好的作用，也有一些景觀效果。但由于它們可隨風向和水的流動四處漂移，在無法控制的污染水域慎重使用。

4. 浮游動物系統

浮游動物是指生活在水中的各種原生動物、輪蟲類、蚤類、枝角類。有一些肉眼可見，而更多的只有在顯微鏡下才能看到。浮游動物能夠直接攝食藻類和有機碎屑，同時一些大型浮游動物又攝食小型浮游動物形成食物鏈。它們能夠直接改善水質，抑制藍藻水華的爆發。它們在一般的自然水體中都存在，但如果水中藍藻大量爆發時，可通過培養專食藍藻的大型蚤，進行人工投放，從而控制水體藍藻的生物量。

5. 水生動物系統

水生動物包括水生昆蟲、底棲動物及各種魚蝦。水生動物依據大小、食性形成了水體食物鏈，構成生態網，其多樣性更有利于水體的生態系統穩定。適時適量合理地向水域中投放和養殖各種水生動物，使其與水體中的原生動物、浮游生物、底棲動物、細菌、藻類之間建立相互協調，相互控制的“食物鏈”，構成復雜的生態系統，既能強化水質，又能使水體中的氮磷向大型的水生動物體上轉移。

水域全生態系統中，各種不同生物都占據著自己的生態位，尤其是各種不同習性的植物，它們對水深都有各自的要求，因此，要構建不同水深的駁岸環境為各種生物創造有利的生境。針對河道與湖泊的結構和功能不同，可以采取不同的駁岸形式，既保證了各自的功能需要，又為各種生物的生長繁殖提供了良好的生活環境，同時起到了很好的景觀效果和水質凈化作用。

（二）生態浮床與漂浮濕地技術

1. 生態浮床

生態浮床的結構為一個能提供浮力的漂浮載體，在載體中設植物種植籃，在種植籃中種植水生植物或水生蔬菜。浮床具有造價低廉、運行簡便、改善景觀環境等優點，可作為改善富營養化水體水質的有效方法之一。通過植物的吸收作用直接吸收水中的氮、磷，而降低污染。同時浮床的遮蔽光照的作用及分泌克藻化學物質，可抑制藻類的生長繁殖。生態浮床除凈化污染水體之外，還可為水生動物、植物和鳥類提供良好的棲息場所，有利于增加生物多樣性，促進水域生態系統的穩定。

對于污染較為嚴重的河道，為了提高水質凈化能力，可利用組合式生態浮床，即在傳統的浮床下面懸掛兼具軟性及半軟性填料特征的高效人工介質，以富集微生物，形成生物膜凈化區，該區域有著極強的有機質吸附能力，起到很好的水質凈化效果。

最初生態浮床是利用泡沫板作為漂浮載體。現今則多用PVC等塑料制成中空的模塊來提供浮力，并可以拼成各種圖案。

2. 多功能凈水生態漂浮濕地

多功能凈水生態漂浮濕地是將生態浮床和潛流濕地兩者功能結合在一起的裝置。潛流濕地中用的濾料都是比重大于1的各種石材或礦材。而漂浮濕地利用了比重小于1的由天然材料加工的可漂浮顆粒。它既為漂浮濕地提供了浮力，又為種植在上面的植物提供了根系附著點，同時從流水中截獲有機質，分解成無機物，并供其上的植物吸收。上面不但能栽種水生植物，還可以栽種部分陸生植物，很多農作物也能在其上種植。所以能夠解決冬季浮床上蒼涼的景象。

（三）河道、湖泊水質凈化的步驟

河道湖泊的水質凈化步驟，要根據水域及水質的實際情況進行深化設計。對于新開挖的或是能夠降水的水體，可以直接采取構建全生態系統的方式。對于污染非常嚴重的河道、小型湖泊，可先利用生態浮床或漂浮濕地將水質凈化到具備一定的透明度，再進行植物栽種、構建全生態系統。對于大型的湖泊主要采取生態逐步修復的方式。

對于可控的、有大量藍藻爆發的水體可采取以下步驟進行：

1. 滅藻處理

當水體中有大量藻類生長時，水體透明度較低，沉水植物無法生長，必須要先進行滅藻處理。為了不帶來二次污染，所用的滅藻劑不能用化學試劑，而是利用生物酶來破壞藻體細胞，使藻類快速死亡。當大量的藻類死亡后，自然界的微生物大量的繁殖并分解死亡藻體，形成很多的有機絮凝體，有的沉淀下去，有的會浮到水面。此時，水質看上去有惡化的感覺。

2. 微生物的投放

自然界的微生物種類繁殖是無序的，為了讓水質更快地凈化，迅速地消除有機質，需要人為地投放有益微生物菌種，引導水質向凈化的方向發展。此時各種芽孢桿菌、光合細菌、硝化與反硝化細菌都是良好的選擇。當微生物將死亡藻體形成的有機質分解殆盡時，要投放噬菌體來消滅細菌，使水質進一步澄清。

3. 沉水植物的種植

當消滅了藍綠藻類，水體達到一定的透明度后，便可以進行沉水植物的種植。沉水植物的種植一般可不修剪，但對于根系比較發達的沉水植物也可剪去三分之二的莖葉后種植。而輪葉黑藻、金魚藻等折斷后，不需帶根就可以分段種植。種植的品種和水深視具體情況而定。對于水深不超過50厘米的區域可以種植低矮的苦草品種，形成水下草坪的景觀。

4. 浮葉、挺水植物的種植

挺水植物移植時，為提高種植的成活率，應進行適度修剪。修剪時應在保證苗木成活的前提下，盡量照顧不同品種植株自然生長規律。修剪的剪口必須平滑，不得劈裂并注意留芽的位置。對于爆芽期的挺水植物不必修剪。

挺水植物種植前，對種植土壤進行摟平、耙細后，用工具先掏出種植穴，種植穴的大小根據所種植的挺水植物根系的大小和形狀來定，標準為植物放下去后不窩根。

5. 水生動物的放養

針對底棲動物螺蚌類的投放比較簡單，只要均勻投放即可，不能堆積在某一區域。而對于魚蝦類的放養在挑選時要嚴格把關，不能帶入有病及傷殘個體；選擇活潑健康的魚蝦有利于提高成活率。運輸時應在低溫晴好天氣，如在夏季要避開高溫時段，選擇早晚進行。運輸過程中應不間斷充氧。

放養前在充氣運輸車箱內或池塘集魚網箱內，用0.5%的食鹽水對即將投放的水生動物進行消毒處理30分鐘。投放時，先進行小規模試養，以確定該種類能在本水體成活。放養時要隨暫養水體一起進入水中，做到輕拿輕放，不要損傷個體。

6. 生態系統維護

水體生態系統建立后，每年都要做適當維護，維護的程度和成本根據水體的實際功能而有所區別。如對于景觀類的河道湖泊，為了保持景觀效果和水質的清澈，必須花大力氣維護，日常的垃圾收撈必不可少，挺水景觀植物要適時修剪。而對于一些大型湖泊或農村生態河道，可采取粗放型的維護管理模式。其維護的目的主要是保持已建立好的水生態平衡，并進入良性循環。水域生態系統的維護主要工作是對水生植物的收割和補種，對水生動物的捕撈與放養。

（1）水生植物維護

對水生植物的維護包括景觀維護和生態維護兩個方面。景觀維護主要是對挺水植物的修剪、浮葉植物的控制和對長到水面的沉水植物收割。生態維護主要是從水體功能和生物量方面來考慮。如果是景觀水體，在構建生態系統的時候，就考慮到要保持水的清澈，水生植物的種植量都較大，因此在夏秋季必須進行收割。當收割植物的氮磷含量大于每年流入水體的氮磷含量，水質就會越來越好。如果收割量達不到流入量，而讓其腐爛在水里，第二年水質就會惡化或造成沉水植物的瘋長。景觀水體是靠沉水植物來調節水體的透明度，它甚至可以讓水的透明度達到2米以上。對于非景觀水體，如大中型的湖泊，只要能夠保證沉水植物的量，并不需要精心維護，就能保持水體生態平衡。

（2）水生動物維護

對于中小型的景觀水體來說，要保證水質清亮，在配備水域生態系統時就要考慮到，重點是放在水生植物上。水生動物主要是體現生物的多樣性和景觀性。所以對于這樣的水體，水生動物的維護相對簡單，只要抓大放小，保持一定量就可以了。而對于大中型水體，當建立一個完整的全生態系統以后，是靠食物鏈的最高端水生動物來控制它的平衡。這主要是考慮到對水生植物的維護成本較高，而且缺乏經濟價值。對于水生動物的放養和捕撈，不但能夠降低水中的污染物，同時可帶來經濟效益。但對其品種和數量的控制是相當重要的，尤其是對草食性魚類和肉食性魚類的數量控制。對于能夠自然繁殖的水生動物，在構建系統時一次放養，后期通過捕撈來控制它的數量。而對于條件限制繁殖的青魚、草魚、鰱魚、鳙魚等，每年則需要輪捕輪放，并根據它們的生長狀況、水生植物生物量或覆蓋面的變化，進行適當的數量調節。旨在保持食物鏈的延續，生態系統的完整，既不會使水體富營養化，產生藍藻水華，又可以得到一定的經濟效益。