上海市靜安區(qū)走馬塘河道治理工程生態(tài)修復(fù)研究

孟 兵

（上海陳政市政工程股份有限公司，上海市200940）

0 引 言

改革開放40年來，中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人們迫切需要改善生活環(huán)境。中國共產(chǎn)黨第十八次全國代表大會首次提出了建設(shè)生態(tài)文明的發(fā)展理念[1]。其后在2019年3月閉幕的全國會議上。

從歷史發(fā)展角度來看，我國一直在處理中小河流，直到2012年才正式進(jìn)入全面實(shí)施階段，在整個治理過程中，城市中的中小河流最困難。關(guān)于城市河流的治理，需要各個治理主體的共同努力。河道在城市發(fā)展過程中起著非常重要的作用，不僅可以提供水資源，防止洪水和澇災(zāi)，而且還可以促進(jìn)物質(zhì)能量的循環(huán)，同時在循環(huán)過程中對污染物的降解也起一定的作用，這也是城市生態(tài)景觀建設(shè)中不可忽視的一部分[2]。為了實(shí)現(xiàn)城市河流治理的最佳效果，有必要進(jìn)行多方面的協(xié)作治理，每個治理主體必須以協(xié)作治理的原則相互協(xié)調(diào)，從河道的生態(tài)價值和生態(tài)理念的角度全面客觀地分析河道的實(shí)際情況，并且治理方法和相關(guān)治理策略也必須得到實(shí)施。

1 上海市河道水質(zhì)提升項(xiàng)目概況

1.1 項(xiàng)目規(guī)劃

上海市于2009年首次制定了總體水質(zhì)改善計(jì)劃。河流調(diào)節(jié)的概念已經(jīng)從對水安全的單一追求演變?yōu)閷λ踩δ埽坝^，水文化的整體關(guān)注，發(fā)展到目前的生態(tài)恢復(fù)重點(diǎn)。本次上海市對靜安區(qū)走馬塘河道的綜合治理工作在治理方式上有很大突破。在城市河流管理中，傳統(tǒng)方法是使用更多的綠色植物進(jìn)行護(hù)坡，引水，截留，疏浚和去污，甚至底部硬化和明渠覆蓋等工程方法也達(dá)到了改善水質(zhì)的目的。在這一過程中，自然生態(tài)河流調(diào)節(jié)的概念被廣泛接受并大力推廣和實(shí)踐，同時高科技和新材料在治理過程中的應(yīng)用也在增加，不同階段河流功能要求及政治技術(shù)見表1。

表1 不同階段河流功能要求及整治技術(shù)

（1）水體基礎(chǔ)監(jiān)測指標(biāo)

基本監(jiān)測指標(biāo)的確定以《2011年上海市內(nèi)陸河水質(zhì)長期管理機(jī)制試點(diǎn)工作方案》中的指標(biāo)體系為基礎(chǔ)[3]，定期在固定點(diǎn)監(jiān)測，綜合考慮區(qū)域評價，污染共享和可及性評估，并選擇正確的方法。完全損壞的水的影響遠(yuǎn)高于其他指標(biāo)：包括高錳酸鹽指數(shù)，氨氮，總磷，透明度等。

（2）水體深化監(jiān)測指標(biāo)

水體深化監(jiān)測指標(biāo)以基本計(jì)量指標(biāo)為基礎(chǔ)，以生態(tài)指標(biāo)和評價指標(biāo)為基礎(chǔ)收集的監(jiān)測指標(biāo)，對水體利用功能影響的綜合考慮遠(yuǎn)高于其他指標(biāo)。例如代表性的溶解氧，葉綠素，石油類，濁度，電導(dǎo)率，PH值等，將影響感知并反映水質(zhì)。 這些指標(biāo)為河流水體富營養(yǎng)化的爆發(fā)提供了預(yù)警信息。具體水體深化監(jiān)測指標(biāo)見表2。

1.2 水體污染源監(jiān)測指標(biāo)

水污染源是水修復(fù)工作中最難解決的問題。無法控制外部污染，無法實(shí)現(xiàn)水的自凈，生態(tài)恢復(fù)也很困難。控制外部污染源，監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)的污染指標(biāo)，監(jiān)測污染企業(yè)的排放，水體污染源監(jiān)測指標(biāo)見表3，水質(zhì)監(jiān)測流程見圖1。加大對污染企業(yè)的監(jiān)測力度，為河道生態(tài)恢復(fù)和企業(yè)治理技術(shù)提供污染監(jiān)測信息。

表2 水體深化監(jiān)測指標(biāo)

表3 水體污染源監(jiān)測指標(biāo)

圖1 水質(zhì)監(jiān)測流程

2 主要修復(fù)技術(shù)

2.1 物理修復(fù)

調(diào)水，排沙，淤泥疏浚和機(jī)械藻類清除是物理修復(fù)的主要手段。河道淤泥的疏浚主要是清除河底沉積物中的所有污染物，可以直接減少河底沉積物污染物對水體的污染，但是相對來說，泥沙疏浚的投入成本非常高，此外由于有些地區(qū)，湖泊的富營養(yǎng)化是通過挖掘湖泊沉積物來進(jìn)行的，這將對湖泊的水質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響，就地隱蔽處理受污染底泥的優(yōu)點(diǎn)是不會造成底泥重新懸浮，不會加劇水質(zhì)的惡化，無需運(yùn)輸和處理，沒有二次污染，可以集中處理，對所使用的處置設(shè)施進(jìn)行長期監(jiān)控可以有效降低成本。但是，這種處理技術(shù)有一定的局限性，即會消耗的儲水量，因此無法在缺水地區(qū)推廣。

2.2 化學(xué)修復(fù)

化學(xué)方法主要是通過化學(xué)試劑改變水體的酸堿度和氧含量，并通過吸附劑吸附沉淀水體中的漂浮物，使其降解，轉(zhuǎn)化或分離沉污染物。具體做法包括：凝結(jié)和沉淀，添加化學(xué)物質(zhì)以殺死藻類，添加鐵鹽以促進(jìn)磷的沉淀以及添加石灰以除去氮。例如使用碳酸鈣，石灰和其他堿性物質(zhì)來增加水的pH 值；其他如使用鐵鹽促進(jìn)磷的沉淀，使用石灰可除掉水體中的氮，使用銅鹽，含銅制劑，磷沉淀劑，高錳酸鹽以及各種氧化性和非氧化性。化學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)是效率比較高，但是容易造成二次污染，因此可用于污染的應(yīng)急處理。

2.3 生物修復(fù)

提高生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的恢復(fù)方法稱為生物修復(fù)，它可以恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的各種功能，形成反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并合理地控制系統(tǒng)的外部污染因素[4]。在使用過程中，以各種方式去除環(huán)境污染物，以達(dá)到凈化環(huán)境的效果。以水生植物為例，根據(jù)植物所沉積化學(xué)成分的相關(guān)理論，允許植物吸收環(huán)境中的污染物。專門種植的水生植物用于吸附和沉積污染物，并最終起到凈化水質(zhì)的作用。

3 上海靜安區(qū)走馬塘河道生物—生態(tài)修復(fù)效果評價

3.1 水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測與評價

為進(jìn)行靜安區(qū)走馬塘河道水體生物一生態(tài)修復(fù)后水質(zhì)指標(biāo)的監(jiān)測，在河道內(nèi)設(shè)置采樣點(diǎn)進(jìn)行河道水體水質(zhì)的連續(xù)監(jiān)測[6]。采樣時間分別為生態(tài)修復(fù)措施實(shí)施前5 個月、修復(fù)措施實(shí)施前1 個月、修復(fù)中、修復(fù)后生態(tài)系統(tǒng)維護(hù)期。河道水體生態(tài)修復(fù)前后水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測結(jié)果見圖2。

圖2 葉綠素Ch1-a 質(zhì)量濃（單位:ug/L）

從圖2 中可以看出，在河道生態(tài)修復(fù)前5 個月，環(huán)境溫度較低，葉綠素質(zhì)量濃度少。修復(fù)前5 個月，正值初春季節(jié)，環(huán)境溫度開始上升，水體中藻類植物等繁殖速度加快，水體中葉綠素質(zhì)量濃度升至141 ug/L，通過在水體中投放濾食性魚類生物，使藍(lán)綠藻等浮游生物數(shù)量急劇下降。到生態(tài)修復(fù)措施實(shí)施后，水體中葉綠素質(zhì)量濃度降至64.8 ug/L。隨著河道生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)固建立后，水體中葉綠素質(zhì)量濃度僅為55.4 ug/L。葉綠素質(zhì)量濃度的下降表明水體中藻類數(shù)量的驟減，藍(lán)綠藻所造成水體濃綠泛黑的現(xiàn)象得到徹底改善。

圖3 表明，在河道水體生態(tài)修復(fù)過程中，總磷TP 質(zhì)量濃度增加，主要因?yàn)樗疁厣吆蟮啄嘀械壮煞挚焖籴尫牛∑集傞L也導(dǎo)致人量沉水植物死亡并釋放氮磷，所以在修復(fù)前5 個月、修復(fù)前1 個月，直至修復(fù)過程中總磷TP 質(zhì)量濃度不斷升高。而隨著浮萍被人工掃撈及沉水植物的補(bǔ)種，水體中總磷TP的質(zhì)量濃度便快速下降，到水體生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定建立后TP 含量僅為0.064 mg/L。

圖3 總磷TP 質(zhì)量濃度變化（單位:mg/L）

圖4 表明，河道水體生態(tài)修復(fù)過程中總氮TN 質(zhì)量濃度持續(xù)下降，到水體生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定建立后TN含量下降至1.63 mg/L。

圖4 總氮TN 質(zhì)量濃度變化（單位:mg/L）

圖5 表明，生態(tài)修復(fù)措施的實(shí)施對COD 質(zhì)量濃度的降低效果顯著，修復(fù)前1 個月COD 含量高達(dá)21.3 mg/L，修復(fù)措施實(shí)施后迅速降至5.11 mg/L，此后便維持在5 mg/L 的水平。生態(tài)修復(fù)后，河道水體總磷TN、總氮TP,COD 等指標(biāo)滿足或優(yōu)于《國家地表水環(huán)境III 類質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。

圖5 化學(xué)需氧量COD 質(zhì)量濃度變化（單位:mg/L）

3.2 浮游動植物種群多樣性變化分析

在靜安區(qū)走馬塘河道水質(zhì)監(jiān)測中，通過對所采集樣木中浮游動植物種群數(shù)量、結(jié)構(gòu)、密度等利用顯微鏡進(jìn)行定性觀察與定量測定發(fā)現(xiàn)，河道水體生態(tài)修復(fù)后浮游動植物種群多樣性增加[5]，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，表明河道水體生物鏈平衡性增強(qiáng)，水質(zhì)變好，水體生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性提高。河道水體生態(tài)修復(fù)前后浮游動植物種群結(jié)構(gòu)對比見表4。

表4 河道水體生態(tài)修復(fù)前后浮游動植物種群結(jié)構(gòu)對比

4 結(jié) 語

上海地區(qū)河道水質(zhì)改善工程復(fù)雜，投資大，難度高。在該項(xiàng)目的具體實(shí)施過程中，需要在組織結(jié)構(gòu)、進(jìn)度成本控制等諸多方面進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制。通過本文的研究，得出以下結(jié)論：

（1）通過上海地區(qū)河道水質(zhì)改善工程的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該河道清理工程的實(shí)施在組織結(jié)構(gòu)，安全管理，質(zhì)量管理等方面面臨較大挑戰(zhàn)。

（2）針對上海地區(qū)河道水質(zhì)改善工程目前存在的問題，有必要明確業(yè)主責(zé)任，平衡施工單位項(xiàng)目管理的獨(dú)立性，平衡水質(zhì)處理之間的關(guān)系。希望對上海及其他城市的水質(zhì)改善有一定的幫助。

城市河流水質(zhì)的改善是一門綜合性學(xué)科，從實(shí)踐角度來看，涉及生態(tài)，景觀，動力學(xué)，水力學(xué)，物理學(xué)和其他學(xué)科。希望通過本文的介紹讓更多的人將關(guān)注城市河流水質(zhì)的改善和發(fā)展，河道建設(shè)的完善需要政府部門，設(shè)計(jì)師，市民和建筑商的共同參與，如此便可以讓河道治理工作行穩(wěn)致遠(yuǎn)。