河道水環(huán)境治理工程的多方位生態(tài)修復技術應用研究

劉建國

山東省淄博生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東 淄博 255020

1 多方位修復的內(nèi)涵

社會的高速發(fā)展產(chǎn)生了大量的污染物，這些污染物如果在未經(jīng)處理的情況下排入水中，會嚴重污染河道，導致水體出現(xiàn)渾濁黑臭等問題，給病菌的生長提供了空間，降低了水體的安全性，從而導致生態(tài)失衡[1]。目前主要采用物理、化學和生物等多種治理技術對污染物進行處理，其各自的代表性處理方法分別是機械除藻、投放化學藥劑、提高水中微生物的降解能力，但在單獨應用這些方法的過程中具有一定的局限性，難以應對復雜多變的河道污染狀況，因此可進行技術集成，實現(xiàn)多方位修復。

2 生態(tài)修復技術體系

（1）外源污染控制。暴雨初期雨水的污染程度較高，因此如果僅對點源污染進行處理，很難從根本上解決問題，對此可采用自動膜濾工藝，高效處理雨水徑流污染物。暴雨后可沖洗設備濾芯，減少污染物殘留量，避免水體被二次污染。如果雨水直接排入河道，可將過濾設備安裝于管網(wǎng)末端。其他通道的雨水可通過駁岸滯留系統(tǒng)加以處理，降低污染負荷。生態(tài)駁岸的建設能夠豐富自然景觀，增強水域自凈能力，利用植物間隙交換能量，將空氣中的氧氣溶于水中，加快水體凈化的速度。

（2）內(nèi)源污染控制。污染物流入河道中經(jīng)過長時間沉淀便會形成底泥，屬于二次污染源，其中含有大量的氮、磷污染物，經(jīng)外界環(huán)境的作用會釋放具有污染性的氣體。在處理時可將物理與生物方法相結(jié)合，物理法指機械清淤，可改變底泥的理化性質(zhì)。但此種方法投資成本較高，僅適用于小面積水域。生物處理法指的是用生物酶提高微生物的降解能力，適用于大面積水域，但主要針對的是污染負荷相對較低的底泥。

（3）人工凈化體系。污染物進入河道后會影響水環(huán)境的平衡性，導致水體在短時間內(nèi)惡化。在這種情況下必須通過人工進化體系進行應急處理，實現(xiàn)迅速凈化。可應用超微凈化工藝，該工藝能夠?qū)⒏邏簹狻⑺嘟Y(jié)合，產(chǎn)生大量的氣泡，用于去除氮磷等污染物，提高水體的含氧量及能見度。此種工藝適用于渾濁、黑臭、重金屬含量過高等多種類型的水體，應用范圍較廣。

（4）水體自凈強化。水生植物包括挺水、沉水、浮葉等多種不同的類型，并且均有各自的群落。挺水和浮葉植物可維護水質(zhì)，并且能夠使水體環(huán)境更加美觀，沉水植物能夠維持生態(tài)多樣性及穩(wěn)定性，對于修復工作的開展具有重要作用。另外，可分別在岸邊和水體中部布置水下草皮和水下森林，用于吸收富養(yǎng)物質(zhì)，降低水體含氮量，加快懸浮物的沉降速度，并通過光合作用釋放氧氣，而后釋放化感物質(zhì)避免藻類繁殖過快[2]。此外，水生動物群中的大型魚類可促使水體更加美觀，生物鏈更加完整，底棲動物具有過濾作用，能夠捕食有機質(zhì)，釋放營養(yǎng)物質(zhì)。

3 生態(tài)修復技術在河道水環(huán)境治理中的應用

3.1 利用折疊式濾膜等阻隔減少雨水等外源污染

雨水是河道水環(huán)境污染中的主要外源污染成分，雨水具有一定的吸附性，工業(yè)區(qū)的雨水可能含有大量的二氧化硫等有害物質(zhì)，一旦進入水體，不僅會污染水源，更會對水中的動植物造成嚴重影響。此外，降雨過程中雨水還會沖刷地面，將地面泥沙和固體垃圾等一并帶入河流，對河道水環(huán)境保護也有著負面影響。利用多方位生態(tài)修復技術進行河道水環(huán)境治理，針對雨水等外源污染的治理，則需要利用折疊式濾膜等阻隔，最大程度上阻止污染物進入河流。首先，合理規(guī)劃設計城市雨水收集管網(wǎng)，在管網(wǎng)末端設置相應的折疊式濾膜，能夠有效截留雨水中的有害物質(zhì)，降低對河水的污染。其次，利用好河岸植物，進行透水性設置。通過在河流兩岸種植蘆葦?shù)戎参铮环矫妫梢造柟毯影赌嗌车龋鸬缴鷳B(tài)護坡的作用，避免雨水對河岸的沖刷導致河岸決堤的情況；另一方面，河岸植物還可以起到一定的阻隔作用，將雨水中的泥沙和固體垃圾等阻隔在河岸兩邊，減少河道中的固體垃圾和淤泥。有效的工程建設和設備安裝等能夠緩解雨水這一外源污染對河道水環(huán)境的影響，是提升河道水環(huán)境治理效果的重要環(huán)節(jié)。

3.2 利用生物技術降低內(nèi)源污染，提升水體自凈能力

內(nèi)源污染是外源污染物不經(jīng)處理進入河道之后，經(jīng)過積累和化學反應等產(chǎn)生的二次污染。例如工業(yè)廢水和生活污水進入河道之后，水中的營養(yǎng)物質(zhì)增加，出現(xiàn)水體富營養(yǎng)化的情況，水中藻類植物迅速增加，導致水中氧氣含量不足，繼而引發(fā)魚類等水生動物的大量死亡；尸體在河流中腐爛發(fā)臭，被分解成新的營養(yǎng)物質(zhì)，不斷地進行著生物圈的循環(huán)。但是這種循環(huán)會導致水體流動性減弱、水體發(fā)臭變黑、水體內(nèi)源污染嚴重[3]。針對河流內(nèi)源污染，需要從源頭入手，利用生物技術降低內(nèi)源污染，提升水體的自凈能力。植物能夠通過光合作用和呼吸作用轉(zhuǎn)化水中的有機物，水中的動物和微生物等可以消化腐爛尸體或者是藻類等。利用生物技術和生物圈規(guī)律，能夠?qū)崿F(xiàn)可循環(huán)的河道水環(huán)境治理，提升水體的自凈能力。在河道水環(huán)境治理工程中，可以利用沉水植物群落來吸收水中的氮磷鉀等富營養(yǎng)物質(zhì)；利用水生植物群落來加快懸浮物的沉降，降低水底淤泥中的氮磷營養(yǎng)鹽含量。

3.3 利用人工干預手段和現(xiàn)代高新技術凈化水體

河道水環(huán)境治理工程僅僅依靠生物技術和阻隔技術還是遠遠不夠的，需要立足多方位生態(tài)修復技術原則，利用人工干預手段和現(xiàn)代高新技術，形成良好的河道水環(huán)境治理模式。人工干預手段和現(xiàn)代高新技術的應用，對于水體凈化具有重要作用。水體自凈能力畢竟是有限的，當前河道水環(huán)境污染情況已經(jīng)遠遠超出了水體自凈能力作用范圍，必須通過人工干預手段來改善河道水環(huán)境。在這一過程中，首先需要清除河底淤泥，清理河底垃圾。河底淤泥中積蓄了大量的重金屬物質(zhì)、氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)，無論是出于提升河水安全性還是增強河道水環(huán)境穩(wěn)定性的考慮，都需要盡快清理河底淤泥。在這一過程中，河流上下游區(qū)域相關管理部門可以協(xié)同作業(yè)，共同完成河流清淤工作。針對清理出來的淤泥，需要進行處理和凈化，最后再進行填埋處理等，降低河底淤泥對環(huán)境的影響。此外，提升河道周邊群眾的環(huán)保意識，對于河道水環(huán)境治理的長效機制建設也具有重要意義。可以通過各類方式教育周邊群眾不往河道中傾倒生活垃圾和生活廢水，自覺維護河道水環(huán)境的穩(wěn)定性，才能保證河道水環(huán)境的治理效果，促進我國生態(tài)環(huán)境建設的可持續(xù)發(fā)展。除了人工干預和環(huán)境教育工作，在河道水環(huán)境治理過程中還需要應用高新技術，利用無線傳感裝置進行河道水質(zhì)實時記錄和傳輸?shù)龋嵘拥浪h(huán)境的監(jiān)控力度，及時有效地進行河道水環(huán)境治理。同時，利用超微凈化處理模式，采用氣液結(jié)合模式增加水體中的氧氣泡，加速水中重金屬物質(zhì)的處理，對于提升河道水環(huán)境的能見度和清澈度也十分有效。

4 多方位生態(tài)修復技術的應用案例

本次案例選擇鐵排渠河道，該河道位于深圳市，地處寶安區(qū)，作為示范河道，其長寬分別為320m、20m，渠道水深約為0.5m。在治理河道污染以前，其水體呈現(xiàn)出發(fā)黑、發(fā)臭癥狀，能見度極低。經(jīng)過檢測，結(jié)果顯示水體中含有大量的污染物質(zhì)，其中COD、TP等物質(zhì)都超出水質(zhì)標準。為了更好地凈化水體，幫助河道恢復良性生物鏈，本次治理河道過程中采用了多方位生態(tài)修復技術，并且遵循了該技術體系中的四項基本原則，即在外源控制方面截留、對內(nèi)源進行質(zhì)量控制、加強人工凈化措施和完善生態(tài)自凈來綜合治理河道。

分析案例可以看出，該段河道在治理前，排污工作沒有做到位，有大量的雨水和生活廢水排入其中，已經(jīng)造成了嚴重的污染，污染源較多。針對這種情況，在采用生態(tài)修復技術的時候，首先要利用外源截留的手段在水體當中安裝相關的聚酯纖維膜，加強對雨水及生活污水的凈化，在離南岸2m的位置安裝隔膜，凈化雨水當中存在的污染元素。在渠道的下游位置，為了更好地幫助水渠分擔污染負擔，將部分污水進行分流，將其引入其他分流，有效地幫助示范河道分解污水中的垃圾。在內(nèi)源控制的處理方面，治理人員用生物酶來消減河道當中沉積已久的污染物，加強水體的活性，讓水體當中的微生物具有更強的活力，其新陳代謝能力更強，改變河道原本濃黑發(fā)臭的狀態(tài)。

5 結(jié)束語

綜上所述，多方位生態(tài)修復技術在河道水環(huán)境治理工程中的應用是當前生態(tài)文明建設的必然要求，也是當前河道水環(huán)境現(xiàn)實情況的客觀要求。不同于以往的河道水環(huán)境治理，受人們生活質(zhì)量的提升和工業(yè)的發(fā)展，河水中大量營養(yǎng)物質(zhì)和重金屬嚴重破壞了水環(huán)境，降低了水體自凈能力。在河道水環(huán)境治理過程中需要樹立多方位協(xié)作的意識和觀念，利用生態(tài)阻隔和管網(wǎng)末端濾膜的方式降低外源污染，利用河道生態(tài)恢復的方式增強水體自凈能力，利用人工干預手段清除河底淤泥，利用高新技術強化河道水環(huán)境治理效果。推動河道水環(huán)境治理工程的長效發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展，多方位生態(tài)修復技術的應用必不可少。