河道水環境治理生物修復技術研究

孫丹丹

(南京宸嫣建設工程有限公司，江蘇 南京 211100)

1 引言

城市發展過程中，隨著人口不斷增加，生活和工業用水排放量增多，會對水環境造成一定影響。河道水環境污染，其原因主要有兩個方面：一是城市發展中重視經濟要素，忽視環境保護，走先開發再治理的道路，經濟發展的代價是造成環境污染和破壞。二是水環境問題復雜，不僅治理難度大，而且涉及周邊居民的生產和生活，對治理工作提出了高要求[1]。隨著科學技術進步，目前生物修復技術在河道治理中的應用廣泛，以下結合工程實踐進行探討。

2 生物修復技術的概念和優點

2.1 概念

簡單來說，生物修復技術就是利用生態系統的自我調節能力，來修復遭受污染、破壞的環境。在城市河道中，由于水環境復雜，以生物修復技術為主，同時輔以人工干預措施，成為污染治理的有效手段。從實際應用來看，生物修復技術包括植物修復、動物修復、微生物修復等技術類別，主要措施是生物促生、生物通氣、生物強化方法等，對不同的污染問題進行針對性治理。

2.2 優點

和傳統污染治理技術相比，生物修復技術的優點是：①應用范圍廣，可對整個水域進行治理，不僅修復效果好，而且用時短，能有效去除水體中的污染物。②修復技術措施的成本較低，具有長遠的治理效能，有利于降低政府部門的資金壓力。③污染治理時，污染物在原地被清除，能減少運輸、特殊處理等情況，治理操作簡單，具有較強的可行性。④污染治理過程中，不會形成二次污染，能減少對周邊環境的干擾，突出環保特性。

3 生物修復技術在河道水環境治理中的應用

3.1 植物修復技術

河道水環境中的氧氣，主要來源于水生植物的光合作用，是動物和微生物生存的必要條件。利用植物修復水環境，主要有三種類型：一是挺水植物，經光合作用向水體提供氧氣，維持正常的生態循環。二是沉水植物，可處理水中的營養鹽，防止營養鹽釋放和擴散，保持水體化學組分的穩定性，防止富營養化。三是浮游植物，可處理水體表面的污染物，發揮出水體凈化的作用。

3.2 強化促生技術

生物強化技術，是在污染的水域中投放微生物，利用微生物降解有毒有害成分，減輕污染等級。該技術應用時，要對微生物的活性進行監控，防止影響水體的原生態系統。生物促生技術，是利用水體內原有的微生物，促進其繁殖生長，提高污染降解能力[2]。例如：向水中供氧，為微生物提供良好的生存環境，增加種類和數量，減輕水體污染程度；水體環境改善后，微生物的活性增強，能提高污染降解能力，形成良性循環。

3.3 生態護岸技術

生態護岸是以植物為主，以土木工程為輔，兩者相結合進行環境治理，能對河道的坡面進行防護，發揮出防洪、排澇、自凈等功能。該技術的應用，護岸作為水體和陸地的緩沖帶，能為生物提供棲息地，利用植物或動物凈化水體，保持水環境生態平衡[3]。工程實踐證實，生態護岸技術不僅能保證河岸邊坡的穩定性，還能提高水體對土壤的滲透性，有利于水體和周邊環境進行能量物質交換。

3.4 底泥氧化技術

底泥氧化是利用微生物定向擴增的原理，采用靶向給藥技術，將藥物注射到河道的底泥層。一方面，有利于底泥層中的生物增殖生長，加快有機物的降解速度，改變水體的黑臭現象；另一方面，能控制污染物在水中擴散，緩解水體富營養化，修復整個水環境。

3.5 人工增氧技術

河道水體黑臭的根本原因是水中的氧氣含量低，影響動植物和微生物生存，對污染物的分解能力降低。人工增氧技術，就是向水體中增加氧氣含量，促進動植物和微生物生長，構建河道生物的多樣性[4]。例如：使用高壓設備，將空氣或氧氣導入河道水體中，改善水生物的生長條件。此外，湖水循環系統可以看作人工增氧的變體，可加快表層水和深層水的循環、置換速度，來提高水體中溶解氧的含量。在好氧狀態下，金屬離子還原后發生氧化反應，然后沉淀在底泥中，能減輕重金屬帶來的污染。

4 工程案例分析

4.1 河道概況

以南京市秦淮區黑臭河道綜合治理項目為例，其中西玉帶河(秦淮段)黑臭水體整治工程(圖1)，該河道北起中山東路、南至明御河，全長1200 m，河道上口寬10～40 m，水面面積3.24 hm2，兩側綠化保護帶各5 m。本片區四面環水，北面有玄武湖，西面為外秦淮河，南面為外秦淮河，東面為月牙湖、護城河，東南角有清水塘、白鷺洲。片區內水系縱橫交錯，內秦淮河流域支流和玉帶河等水系交相呼應。經濟社會發展，沿岸人居密度提高，居民生活在水域周邊，面對臟亂環境降低了生活質量。根據水質檢測結果顯示，西玉帶河河道上3個檢測斷面水質均達到輕度黑臭級別，需要對其進行綜合整治。

圖1 西玉帶河(秦淮區)水域位置

4.2 污染現狀

(1)外源污染。河道外源污染主要有兩類：①點源污染。大量的生活污水和工業廢水未經處理，或者處理后污染負荷未降到河道允許的環境容量范圍內，就排入了水體。②面源污染。主要是降水排入水體帶來的污染，研究表明，初期雨水的污染，某些重要指標例如COD遠大于城市生活污水，對水體帶來的損害不次于污水下河。本次整治工程，北側中山東路合流管為分流污水直接排入河道內，東華門處一道污水管污水直接排河，因此本次考慮對其實施截流改造，將污水接入現狀西玉帶河截流管內，防止污水下河。西玉帶河中部由于南京航天航空大學食堂污水直接排入截流管，導致管內於堵嚴重(該處于2015年12月清疏完成)，建議環保部門責令其餐飲污水進行預處理后再排入市政污水設施。

(2)內源污染。內源污染主要來自于河底淤泥中污染物的釋放。是河道的環境容量低，水源缺乏，水動力條件差，水體生態系統遭到破壞等，降低了河道的環境容量，影響對污染物的消解能力。西玉帶河(秦淮段)距上次清淤已有8年之久，根據現場測量資料，河道內的淤泥量約0.3～0.6 m。

4.3 修復措施

對該河道水環境污染進行治理，近期目標是通過控源截污、河道清淤、生態修復等工程措施，基本實現消除河道黑臭；遠期目標是通過整個流域同步整治，改善水體生態環境，形成水清、岸綠、景美的城市景觀河道。在工作目標的指引下，可采取的修復措施如下。

(1)控源截污、清淤疏浚。2016年4月初西玉帶河清淤、截污開始施工，施工采用干河水利沖挖方法清淤，于5月底全線完成清淤、截污工作。清淤采用排水干塘隨后水力沖挖，最后泥罐車裝車外運。全線總清淤量約4.3萬m3，整治污水排口7處，岸坡垃圾清理約500 t。

(2)生態修復。2016年11月進場施工，通過對河道內全線鋪設增氧管道及增氧設備、投放益生菌，種植水草，投放魚、蝦、貝類等措施，生態浮島600 m2、水生植物6000 m2；沿河截流井、溢流口均安裝防異味裝置，有效減少溢流口散發的污水異味。如此，提高水體含氧量及水體自凈能力，重建生態功能，目前已消除黑臭，水質保持穩定并逐步提高中。

(3)景觀提升改造。2016年12月進場開始施工，對沿岸侵占河道保護藍線范圍建構筑物進行拆違、征收，釋放公共空間，共拆除違建9處，征收退讓19處。①新建沿河休閑步道1.8 km，新增綠化面積2萬m2，增設廊亭、景墻小品、景觀亮化等設施。樹立“一河一路”的整治理念，促使河道與道路在景觀上、功能上相輔相成，設計方案相互對照呼應。②改造緊鄰河道的珠江路創業大街，將原本岸邊的小餐飲改造成文創店、休閑店、咖啡館；珠江路和河道交匯處的空間，打造成文化路演廣場，為人們提供辦公、休閑、居住、消費、娛樂為一體的生活環境。③對老舊小區集中整治，將零散獨立的小區進行區域整合，拆除圍墻空間建設車棚，引導居民成立業主委員會，聘請物業公司管理。④將環境治理和文化資源挖掘相結合，邀請專家學者研究河道歷史遺存和資料典故，合理應用研究成果，在河道沿線設置多個石碑、景墻，用來介紹河道相關歷史，增強居民和游客的認知度、認同感。

4.4 管理措施

水環境污染治理后，如何保持是管理重點。本工程采取的管理措施如下：①精細管理。整治后的河道，按照風景區的標準進行管理，將河岸區域的環衛、停車、廣告、招牌、門前三包等作為管理重點，分片、分段、責任制管理。②人文關懷。在夏季，為了減少河道和截流井、溢流口異味和蚊蟲，安排保潔人員噴灑蚊蟲藥水，為居民提供良好的生活環境。③信息監督。建立河長責任體系，在河道設置公示牌，建立微信群，使用河道管理APP和二維碼，接受民眾監督。

4.5 治理成效

河道整治前水體黑臭，沿岸環境臟亂；整治后水源清澈、沿岸整潔，不僅宜居宜業，而且重現了文化底蘊，得到居民的一致認可。分析效益如下：①經濟效益。河道周邊的城市功能更加完善，帶動了產業轉型升級，尤其沿岸商業用地的價值提高，房產增值；沿岸旅游景點的開發建設，推動了當地旅游業的發展，旅游收入明顯增加。②社會效益。通過整治工程，在污染治理、開發旅游資源、保護歷史文化、改善城市環境、提升城市競爭力等方面，均具有重要作用。③生態效益。排入河道的污染物得到控制，水體中的CODCr、BOD5、SS、NH3-N、TP等含量明顯降低，水環境質量得到明顯提升。

5 結語

針對城市河道水環境污染問題，采用生物修復技術是一種有效手段。本文闡述了幾種常用的生物修復技術，結合秦淮區黑臭河道綜合治理項目，介紹了修復管理措施和成效，希望為類似工程提供參考和借鑒，以改善河道水體環境，實現環保發展目標。