地表水污染控制中的生態應用

于硯博

【摘 ?要】隨著點源與非點源污染物的排放，越來越多的地表水受到污染，嚴重威脅著經濟社會的可持續發展，因此越來越多的技術涌現出來，生態技術就是其中之一。本文詳細介紹了生態技術中的人工濕地、穩定塘、地表漫流以及其他的技術的原理以及應用，通過應用來促進生態技術的進一步發展，更好的應用于地表水污染。

【關鍵詞】地表水污染;生態技術;人工濕地;穩定塘;地表漫流

The ecological application in the pollution control of surface water

Abstract：With the emision of point source and non-point source pollutants，more and more surface water are polluted what threat to the sustainable development of economic and social，so more and more technology emerge，and eco-technology is one of them. This paper describes the principles and the application of ecology of wetlands，stabilization ponds，overland flow and other technology，and through the application promote the further development of eco-technology which will be better applied to surface water pollution.

Key words：surface water pollution ?ecological technology ?wetland ? stabilization ponds ?overland flow

地表水，是指河流、冰川、湖泊、沼澤四種水體的總稱，亦稱“陸地水”。

它是人類生活用水的重要來源之一，也是各國水資源的主要組成部分[1]。隨著大量工業廢水的排放、生活污水的大量產生以及非點源污染（農業污染源等）加劇，越來越多的污染物進入到地表水中，使地表水中的污染物超過其自身的凈化能力而造成嚴重的污染，給社會、經濟、人民的生產生活帶來嚴重的危害。

隨著地表水污染的加重，越來越多的人開始研究治理地表水污染，同時，越來越多的技術開始應用于治理地表水污染，在這些技術中，大部分都涉及到了生態方面的東西，像人工濕地、地標漫流、穩定塘等技術。這些生態技術的應用，雖然不是效果最好的，但卻是目前行之有效的方法，具有不會對環境產生二次污染，造價成本比較低，易于管理等優點。

1.人工濕地在治理地表水污染中的應用

濕地是處于水陸交接相的復雜生態體系，由水、永久性或間歇性處于水飽和狀態下的基質以及水生生物組成，它具有較大的活性與較高的生產能力。人工濕地是由人工優化模擬濕地系統而建造的具有自然生態系統綜合降解凈化功能，且可人為監督控制的處理系統。實踐表明人工濕地處理污水系統具有低投資、低運行費、低能耗、不需復雜的維護技術、但去除率較高的特點[2]。

一般的，當受污染地表水流過濕地床，懸浮顆粒物首先通過植物的根系以及濕地填料的攔截、吸附、共沉等作用從污水中去除[3]。其中有機部分隨著時間推移被植物根際微生物和填料表面生物膜逐漸降解。無機部分被截留成為濕地床的一部分;氮素去除主要有揮發、氨化、硝化、反硝化、植物吸收和基質吸附等作用。硝化、反硝化作用是人工濕地系統實現氮去除的主要過程，除此之外，揮發作用、填料吸附和植物攝取也是氮去除所涉及的過程[4，5]，但揮發、填料吸附和植物攝取的氮量十分有限;人工濕地除磷機理主要是填料的吸附、基質化學作用、植物和藻類吸收、與有機物結合、微生物同化及聚磷菌過量攝磷等，其中填料對磷的吸附被認為是最有效的機制[6，7];重金屬的去除主要依靠流動相在濕地系統流動過程中，產生的沉淀、過濾、絡合及吸附等;鹽類的去除，主要依靠植物的吸收，盆裁實驗對各種濕地植物的去除率一般只有37。6一48。4%左右，且與植物蒸散量、污水的停留時間有關[2]。

美國[8]在北卡羅來納州的赫林馬什河上，率先嘗試了基于人工濕地的生態凈化技術。進入濕地前，河水中NO3一N濃度為7mg/L，流出濕地后，濃度降為2mg/L以下，每公頃濕地日去除N03一N達3kg以上。林艷模擬人工濕地，發現在梯級人工濕地條件下，COD 和氨氮出水平均濃度分別為 10mg/L、和 1。62mg/L、，可穩定達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級 A 標;TN 平均出水濃度為 16。32mg/L，接近一級 A 標，TP 平均出水濃度為 0。48mg/L，可達到一級 A 標[9]。馬文林等人發現經過濕地處理后，處理水的有機物指標滿足國家地表水三級標準，滿足集中式生活飲用水地表水源地二級保護區中的有機物標準，能夠作為魚蝦類越冬場、徊游通道、水產養殖區等漁業水域及游泳區[10]。王慶安等人發現成都園人工濕地塘床系統對枯水期府河的CODCr，BOD5，TN，TP，oil，LAS，Ar-OH，NH3，S2-等污染物的去除率在85%以上，總大腸菌群的去除率達99。9%以上，其凈化效果能夠滿足凈化地表水或污水深度處理的需要[11]。劉紅等人發現潛流人工濕地系統對地表水有較好的處理效果。在水力負荷為0。1～0。45m/d條件下，對有機物和營養物質有較高的去除率，對TN、TP的去除率分別為25%～60%和30%～45%[12]。

2.穩定塘在處理地表水污染中的應用

穩定塘系統是一個配合完美的生態系統，從生態學原理出發，充分發揮穩定塘及土壤-植物自然系統內微生物種類及土壤滲濾、植物根際等的凈化能力[13]，主要利用菌藻的共同作用處理廢水中的有機污染物。穩定塘污水處理系統具有基建投資和運轉費用低、維護和維修簡單、便于操作、能有效去除污水中的有機物和病原體、無需污泥處理等優點[14]。按凈化作用機理分為[15]好氧塘、厭氧塘、兼性塘、曝氣塘和綜合生物塘。不同類型的塘串聯組成塘系統，往往具有更好的處理能力。

云南玉溪市河口村使用塘系統處理生活污水[16]，已全面達標并通過驗收，成為云南省農村第一個無生活污水排放村。趙學敏等人對滇池流域大清河生物穩定塘系統中的水質凈化效果進行了分析，結果表明，當污水流經預處理塘、好氧塘、水生植物塘、養殖塘的過程中，TN，TP，NH獷-N，BODS和COD濃度呈逐漸下降趨勢，生物穩定塘系統對TN，TP，NH4 -N，BODS和COD的去除率分別達29。29%，48。68%，33。68%，68。14%和71。25%[17]。王慶旭等人發現經絳水河生態治污穩定塘系統后，BOD和COD值有所上升，即水中的需氧量增加了;而經過生物處理后的氨氮、硝酸鹽氮、總氮和總磷含量明顯降低，分別降低了97。8%，88。8%，88。8%和93。7%[18]。郭建等人用生態塘-人工濕地-生態塘復合系統對城市河水中氮進行處置，發現復合系統對總氮（TN）的去除率分別為 39。39%、25。26%、19。62%，對 NH3-N 的去除率分別為 51。98%、29。14%、21。18%;對 TN 的處理均達到了城鎮污水處理廠污染物一級排放標準，對 NH3-N 的處理均達到了城鎮污水處理廠污染物二級排放標準[19]。唐亮等人通過在沭河河道上建立的生態塘，發現河道穩定塘對污水具有較高的調蓄、凈化能力，經過第Ⅰ級、第Ⅱ級的凈化，至淮沭新河污水地涵斷面其水質已基本達到地表水環境質量Ⅴ類標準，主要污染物去除率：BOD5>97。5%，CODCr>95。8%，NH3-N>64。8%。至叮當河污水地涵斷面，水質即已達到Ⅲ類水質標準[20]。

3.地表漫流在治理地表水污染中的應用

地表漫流系統（Overland Flow）可以用于污染河流的生態修復，是土地處理系統的主要技術，它是將污水有控制地投配到土壤中，使其以薄層狀均勻沿地表緩坡流動，利用“土壤微生物植物”系統，通過土壤的沉淀、吸附、過濾作用，土壤表層微生物的生物降解和植物吸收等過程使污水中的污染物得以去除，具有凈化效果好、運行經濟、操作簡便等優點[21]。

孫敏等人通過地表漫流系統中試工程應用于新沂河污染河水的生態治理試驗研究，發現地表漫流系統對氨氮的去除基本不受水力負荷的影響，且具有70%～85%的穩定去除率[21]。張旭東在新沂河進行地表漫流試驗，選取了去除效果最好的早熟禾，發現對CODMn、氨氮、色度和總磷四種污染指標的去除率分別達到了41.4%、83.2%、51.5%和56.1%[22]。

4.其他生態技術在地表污染中的應用

生態溝渠是由農田排水溝渠及其內部種植的植物組成，通過溝渠攔截徑流和泥沙，植物滯留和吸收氮磷，實現生態攔截氮磷的功能[23]。胡宏祥等人發現，由于溝渠自身凈化和水生植物的攔截凈化作用，河道水中氮磷污染物含量呈現一定的降低趨勢[24]。尹澄清等人提出溝渠！水塘系統概念，并經研究發現，多水塘系統能截留來自農業的P污染負荷40%以上[25]。

緩沖帶是指建立在河湖、溪流沿岸的各類植被帶，包括林地、草地等，通過土壤和植物的作用對進入到地表水中的污染物進行吸收、吸附以及降解[26]。研究表明，在農田和水體之間建立合理的草地或林地過濾帶，可大大降低水體中的N、P的含量。閻麗鳳等對沈陽地區河岸植被緩沖帶對氮、磷的削減效果研究表明，6種河岸植被帶中，人工林草地對氮的削減效果最好，對總氮、硝態氮和氨態氮的平均削減率分別為47%，36%和31% [27]。

5.生態技術在地表水污染中的前景

生態技術處理地表水的污染具有低成本，管理簡單不產生二次污染等優點，將會使越來越多的人關注生態技術并且應用生態技術，并且隨著生態技術的不斷發展和完善，生態方法和理論的更加成熟，生態技術將在地表水處置中發揮更大的作用。

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