污染河道流域綜合治理與生態修復探究

方 輝，章璐敏，張 瑞

（1.浙江環境監測工程有限公司，浙江 杭州 310012；2.浙江華圭環境檢測有限公司，浙江 杭州 310000；3.浙江環信環境自動檢測有限公司，浙江 杭州 310012）

污染河道流域治理既關乎著生態環境的可持續發展，也是人們用水安全的重要保障。如果污染河道流域無法得到有效治理，就會使自然生態環境受到嚴重污染和破壞，從而也就會加重水資源匱乏的現象，甚至會對生物與人類的生命安全構成一定威脅。為了切實改善這一狀況，水資源保護部門積極踐行國家“綠色生態”理念，不斷創新和優化污染河道流域的綜合治理方案，并應用了成熟與先進的生態修復技術，使污染河道流域的自然生態環境得到了有效改善。

1 污染河道流域實例

以國內某條被污染的河道為例，據現場檢測證實，該河道流域的污染源主要來自于生活污水、工業廢水以及農村畜禽養殖污水，具體內容詳見表1。

表1 某條被污染河道的主要污染源

通過對該河流的污染源進行分析，確定了產生污染的主要原因：第一，入河污染負荷遠超出河道環境的承載力。該河流全長52.78 km，徑流量為6 700萬立方米，其中70%的徑流量都來自于夏季降雨，而其他三季的降水量只占30%的比例。因此，該條河流的水量豐枯期不均，季節變化差異大，尤其是在少雨的冬季，一旦工業廢水、生活污水的排放量超標，該河流的環境承載力將大幅削弱。比如在2018年，該河流區域內的污水排放量約為4 652萬噸，污徑比達到0.7，當枯水期到來時，比例幾乎達到1:1，在這種情況下，該河流環境已無法承載排放的大量污染物，因此，河道流域受到了嚴重污染。

第二，污水處理設施功能弱化。以前建立的城市污水處理系統沒有實現雨污分流，但隨著工業生產活動的日漸頻繁，當初興建的污水處理工程已無法承載當下的污水排放量，而且，其中的一些污水處理設施已嚴重老化，其污水分離功能已逐步喪失，從而導致河道流域受污染的概率大幅增加。

第三，城市生活污水排放量激增。近年來，隨著城市化進程的加快，城市人口數量不斷攀升，導致人們在日常生活中排放的污水量不斷增加，這使該河流的污染程度持續加重。經現場測定，該河流的污染成分主要包括COD、高錳酸鹽等有機物質；NH3-N、T-P等營養物質，其中，NH3-N污染物的占比高達60%以上，由此可以看出，生活污水已成為該河流的主要污染源。

第四，生態系統功能喪失。目前，受到各種污染源的影響，該河流的主城區段河灘已經硬化，原有的生態系統已遭到嚴重破壞，主要原因是由于城市化發展進程快、河灘植被破壞嚴重、山體開挖裸露、雨水持續沖刷等，所以，該河流的生態用水逐年遞減，河流的環境承載力也大幅下降[1]。

2 污染河道流域綜合治理措施

2.1 結合實際情況，科學有序治理

在對污染河道流域進行治理時，應遵循以下原則，第一，保持河流原有的基本使用功能，對生態用水進行合理調配，不得破壞河道的原有排水功能。第二，保護河道流域的動植物，使水生物的多樣性得到切實體現。第三，提升河道的自凈能力與自我修復能力，即在治理過程中，應保證河水與地下水能相互交換，這是為了應對枯水期到來時可能發生的河水枯竭問題。第四，治理方案需結合當地的自然景觀、人文景觀，確保在不破壞這些景觀的前提下開展治理活動。由此可以看出，治理污染河道流域的關鍵在于，既不能違背自然環境的發展規律，也不能破壞河道流域原有的生態系統。只有在遵循這些基本原則的基礎上，才能制訂出一套科學、系統、高效的治理方案，才能起到事半功倍的治理成效。

2.2 加大制度執行力，增強治理行動力

目前，適行的關于污染河道流域治理方面的法律法規主要包括：《中華人民共和國水污染防治法》、《中華人民共和國環境保護法》、《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國河道管理條例》等。因此，在進行污染河道治理時，首先要執行國家及行業頒布的相關法律法規及政策，然后再對各地方行政法規予以落實；其次，為了增強河道的治理效果，各級管理人員應進一步加大對制度執行情況的監督以及檢查力度，如果在檢查中發現有違規操作的行為，應及時予以制止和糾正。同時，在治理工作開始之前，相關部門也要合理調配好治理工作所需的各類資源，比如財力資源、人力資源、物力資源等，以此保障治理工作的順利高效展開[2]。

2.3 拓寬宣傳渠道，動員社會力量

污染河道流域治理與生態修復是一項利民惠民工程，一方面，通過對污染流域的治理與河流生態系統的修復，能夠給當地的人們提供清潔的水源，同時，也能最大限度地降低各種自然災害發生的概率。另一方面，河道流域在經過治理和修復后，對城市樹立良好的對外形象也起到了積極的促進作用。因此，水資源保護部門應進一步拓寬宣傳渠道，并利用互聯網平臺，或短視頻、微信等各種新媒體平臺向人們宣傳保護河流、保護自然生態環境的重要性，以此構建一個“全民參與”的水生態防護體系。

2.4 拓寬融資渠道，做好資金保障

在污染河道流域綜合治理與生態修復工程中，需要投入大量的資金，如果在治理過程中資金鏈斷裂，其工程進度將會受到嚴重影響。但在實際的治理與修復工作中，由于各個地方的經濟發展水平存在一定差異，所以，在治理污染河道時常常會出現資金不足的情況，針對這種情況，水資源保護部門應廣泛發動社會公眾的力量，可通過社會募捐或當地大型龍頭企業的支持，來吸納更多的建設與治理的資金，從而有效推進污染河道流域治理與生態修復的工作進程。

3 污染河道流域生態修復技術

在對污染河道流域進行生態修復時，首先需要滿足河道流域原有生態景觀的要求，即在設置護岸、修復河床時不得破壞原河道的形態。如在修建湖心島時，盡量采用多層臺階的復式斷面結構，這樣可以和原河道的整體風格保持一致。目前，在對污染河道流域進行生態修復時，較常用的技術主要包括生態-生物技術以及化學修復技術。其中生態-生物技術包括：河道曝氣復氧技術、生物膜強化修復技術、水生植物凈化修復技術以及人工濕地修復技術等。而化學修復技術主要包括：投加殺菌滅藻劑技術以及投加沉磷劑技術等。

3.1 生態-生物修復技術

3.1.1 河道曝氣復氧技術

該技術能有效消除河水黑臭，進而改善水質，并且可以在較短的時間內恢復生態平衡。通過調查分析發現，引發水體黑臭的原因主要是由于厭氧菌的影響和作用。目前，最常見的河道曝氣復氧系統包括純氧增氧系統、鼓風機-微孔布氣管曝氣系統、水下射流曝氣系統以及太陽能解層式曝氣系統等。①純氧增氧系統主要是由氧源與微孔布氣管構成，所以，在系統運行過程中不會產生噪音，且系統運行穩定，充氧效果顯著，但該技術所需要的液態氧必須由專門的制氧設備供給，因此，設備成本相對較高。②鼓風機-微孔布氣管曝氣系統主要是利用氧轉移效率較高的微孔布氣管來完成充氧任務。所以，該系統充氧效率高，對于水深在5 m以上的區域，充氧效率能達到25%以上，但在系統運行前期，需事先設置風機房，這無形當中增加了使用成本。③水下射流曝氣設備主要是利用潛水泵將水吸入增壓，然后被泵體高速推出，并在出水管道內用水射器將空氣吸入，最后通過水力混合切割使氣-水混合液進入到水體當中，進而完成整個充氧過程。④太陽能解層式曝氣設備主要是根據解層原理，將水體表層富含超飽和溶解氧的水體轉移到水體底部，使水體自然分層，從而使每一層的水體都能夠快速完成復氧。

3.1.2 生物膜強化修復技術

該技術主要利用卵石等天然材料以及纖維等人工合成材料形成一道防護膜，這道防護膜就稱之為生物膜。由于生物膜具有足夠大的表面積，因此，能夠吸附河體里大量的微生物，進而達到降解污染物的目的。其反應原理是基質先向生物膜表面擴散，然后在生物膜內部擴散，最后，經過酶的化學反應將代謝生成物排出生物膜。在實際應用中，為了驗證該技術的修復效果，技術人員專門利用生物膜強化修復技術進行了試驗驗證。試驗人員先從被污染的河水中取樣，通過對取樣樣品的分析，來確定進水水質的各項指標，具體內容詳見表2。

表2 試驗進水水質

該試驗主要分為兩個階段，第一階段屬于掛膜試驗，第二階段屬于投加特效菌種試驗。在第一階段的試驗中，1號反應器沒有填料，作為空白對照組，2號到4號反應器鋪設填料，最后將這三組的平均值作為掛膜試驗值。第二階段是當掛膜試驗結束以后，在3號和4號反應器中投放特效菌種，以驗證河水污染物的去除效果。通過試驗得出以下結論：經過生物膜處理的水質，CODcr的平均去除率可達到30.36%；BOD5的去除率可達到50%以上，NH4+-N的去除率可達到45%以上。由此可以看出，利用生物膜強化修復技術能有效改善被污染河流的水質以及河道流域的自然生態環境[3]。

3.1.3 水生植物凈化修復技術

該技術主要利用浮萍、蘆葦、燈心草、黑藻、金魚藻等水生植物對河道流域的污水進行凈化處理。在實際應用中，由于這種技術簡單易行，投入成本低，水體修復效果好，所以在污染河道流域生態修復中被普遍推廣和應用。在運用該技術時，首先應根據河道的污染程度以及水體的深度來合理選擇水生植物的類型。比如水深介于0～0.5 m之間，可選擇香蒲、蘆葦、燈心草、水蔥等挺水植物；而水深介于0.5～1.0 m之間，可選擇睡蓮、萍蓬草等浮水植物；當水深介于0.5～2.0 m之間，可選擇馬來眼子菜、伊樂藻、黑藻、金魚藻等沉水類植物。在實際修復過程中，由于水生植物生長速度快，當植物的高度遠超過河堤的高度時，不僅會影響美觀，也會影響生態環境的修復效果，因此，在運用這種修復技術時，可選擇砌筑種植槽的方式來限制和減緩植物的生長速度。比如在對水體邊緣進行修復時，可選擇水蔥、蘆葦等適應性強的植物，一旦這類植物長成后就會產生連片效應，就能起到一個裝飾水面的作用，同時，也會使河道的美觀度突顯出來。

3.2 化學修復技術

（1）化學修復技術主要通過化學反應來完成對污染水體的凈化，較常見的修復技術是投加殺菌滅藻劑以及投加深磷劑等。在實際修復過程中，由于河道的水體當中存在大量的藻類植物，且這些植物生長茂密，不但給水體的外觀形象造成了不良影響，還遮住了陽光，這會使水下植物的光合作用難以進行，因此，水下植物無法釋放出供水生動植物生存的氧氣，久而久之水質就會逐漸惡化，嚴重時就會出現水質黑臭的現象。為了有效解決這一問題，技術人員可利用投放殺菌滅藻劑的方法，對水體當中的藻類植物進行滅殺處理。但如果長期采用這種投放藥劑的方法，藻類植物的抗藥性就會顯著提升，這不僅需要增加藥量來達到滅殺藻類植物的目的，還會給水體造成二次污染，其結果反而會影響水質，破壞水體的生態環境，所以，在處理污染河道流域時，應謹慎使用該技術。

（2）投放沉磷劑的修復方法是利用三氯化鐵、硝酸鈣、明礬等化學藥劑對水中的污染物質進行處理。當這些藥劑與水體中的磷發生化學反應后，污染物將直接轉變為絮凝狀的沉淀物，由于這些沉淀物的自重量超過水的浮力，所以會自然沉入到水體底部。而這些沉淀物在缺氧的環境下，其內部的有機物質會被厭氧菌有效分解，然后沉淀物中的磷會重新溶解且融入到水體當中。因此，在實際應用過程中，為了增強化學反應效果，一般在投放這些藥劑時可在其中添加一些石灰，以增強磷酸鈣的穩定性，并且也可以使水體底部的pH值回歸到7.0～7.5的正常區間。另外，還可以在水體中添加大量的硫酸鋁藥劑，當藥劑進入水體后，水體底部淤泥的表面會附著一層3～6 cm富含氫氧化鋁的污泥層，而污泥中的磷會被鈍化，進而達到凈化水體的作用。該方法與投放殺菌滅藻劑的效果類似，這些化學藥劑都可有效去除水體中的重金屬物質，但如果投放量過大，也會給水體極易造成二次污染。因此，在修復污染河道流域的生態環境時，要盡量采用生物-生態修復技術，這樣才能有效促進水生態環境的持續改進。

4 結語

污染河道流域的綜合治理與生態修復是利國利民的大事，因此，水資源保護部門要不斷積累和總結成功的經驗，從而不斷提高污染水體的生態修復技術水平，并始終秉持“綠色生態”理念，為打造和諧、健康的人居環境作出貢獻。