流域水環境污染生態修復技術研究

周全波

（云南省林業調查規劃院，云南 昆明 650000）

0 引言

當前我國工業化以及城市化水平仍在持續提高，隨之而來的便是日益惡化的生態環境，特別是流域水環境污染問題。根據我國生態環境部公布的2022 年第四季度全國地表水環境質量狀況得知，長江、黃河、珠江、松花江等七大流域以及西北諸河、西南諸河、浙閩片河流水質優良（Ⅰ～Ⅲ類）斷面比例達到90.2%，同比上升3.2%，劣Ⅴ類斷面比例達到0.4%，同比下降0.5%，這說明我國近年來通過對流域水環境的有效治理，取得了顯著效果，但海河流域以及松花江流域仍存在一定程度的污染，說明我國流域水環境污染仍存在，基于流域水的動態性容易出現水環境污染擴散，應予以高度重視。我國目前判斷流域水污染程度主要是根據污染物濃度、高錳酸鹽指數以及生物需氧量等多項指標綜合判定[1]，但對于流域水環境污染的修復技術仍長期依賴于化學修復技術，雖然使用一些化學藥品可以有效修復水環境污染，但一旦未處理好，容易出現二次污染，因此，針對流域水環境污染，探究其生態修復技術具有重要的意義。

1 流域水環境污染的危害性

流域水環境具有一定的循環性和動態性，在河流流域范圍內出現的降水、徑流、蒸發以及流域儲水均在流域水環境范圍之內，因此，流域水環境一旦出現污染，將會導致污染物傳播至大氣環境、地下水以及其他支流，出現動態化擴散，從而造成較大、范圍較廣的危害，其危害性具體表現如下。

1.1 對人民的健康生活產生危害

流域水環境污染一旦發生，多種病毒、致病菌以及寄生蟲便會借助污染水體進行傳播，導致一些地區出現傳染病。例如，1956 年日本因水污染爆發的水俁病事件，說明流域水環境污染會造成一些傳染病出現局部流行的態勢?，F階段，一些沿流域城市在標準水源的選用方面存在一定的困難，并且廣泛存在質量性缺水的危機。以我國長江干流為例，其取水口共有500 個左右，但這些取水口容易受長江流域水環境污染形成的岸邊污染帶產生影響，很多城市均開始采取江心取水的方法實現取水，這種取水方式與原來沿岸取水相比在投資成本方面有所增加，從而對人們的生活產生較大的影響。

1.2 易出現嚴重的經濟損失

近些年來，我國一些河流流域出現的水污染事故比較頻繁，尤其是一些均有貨運港口功能的地區更易出現流域水環境污染問題，例如，2018 年11 月4 日附件泉港發生的碳九泄漏事故，嚴重影響了當地居民的正常生活，同時也導致巨大的經濟損失，對當地的養殖水產品產業也造成嚴重的影響。說明流域水環境污染一旦發生，會影響水產相關產業，同時對于污染物的處理，也會耗費較多的人力、物力和財力，產生嚴重的經濟損失。

1.3 對生物多樣性產生嚴重不良影響

生物多樣性關系著自然生態鏈和生物食物鏈的完整性，一旦生物多樣性遭到破壞，則河流流域及其周邊生長的生物將會存在嚴重的生存困境[2]。以南京市為例，其下江段生產的刀魚以及鰣魚相較于20 世紀70 年代已經驟減80%以上。其干流的四大家魚的養殖規模已經出現嚴重縮水，甚至個別污染比較嚴重的江段出現魚蝦絕跡的情況，這對于生物多樣性造成的影響非常嚴重，甚至是不可逆的。

1.4 造成水體功能的資源價值喪失

流域水環境污染導致水體功能的資源價值和實際用途受到影響，甚至造成水體功能的資源價值完全喪失，例如，水環境在旅游行業中具有文娛功能、觀賞功能，在養殖業中具有資源價值，在環保行業具有優化環境的功能，一旦出現水環境污染，這些功能將會被嚴重削弱，甚至出現水體功能、資源價值喪失。

2 流域水環境污染可采用的生態修復技術

流域水環境污染造成的危害非常嚴重，并且牽涉面比較廣，需要重視流域水環境保護工作，通過對流域管理工作進行優化，保證流域水生態安全，同時能夠將水環境污染造成的各類危害得以減弱。而在流域管理工作中，針對流域水環境污染開展的修復治理是核心內容，但既往采用的修復技術一般為化學修復方法，容易造成水體二次污染，隨著生態理念在環境治理方面不斷盛行，生態修復技術越來越被重視，并在流域水環境污染修復治理中得到推廣應用，出現的生態修復技術種類也非常多，現對當前主流的一些生態修復技術及其應用進行研究。

2.1 微生物處理修復技術

微生物處理修復技術主要是在發生污染的水體之中加入微生物，從而借助微生物降低水體有機污染物的總體含量，同時對水體富營養化問題得以削弱或是消除。該技術在流域水環境污染之中已經得到了廣泛的應用，在實際應用時還需要做好厭氧處理、好氧處理以及混合處理等技術工藝[3]。采用該技術對流域水環境污染進行修復處理，不僅可以將水體中出現的有機污染物得到降解，使泥沙沉積量得以減少，而且還能夠使水體的自凈、納污能力得以增強，從而使流域水生態系統更加趨于穩定。處理人員在開展流域水環境污染治理時，必須對微生物處理修復技術進行合理使用，應依照水體受污染的實際情況和范圍對微生物的數量以及種類進行確定。如果水體污染非常嚴重的情況下，還可采取生物強化技術。例如，上海市城區河道水體污染處理時，便是采用了人工水草聯合掛膜填料的方法處理局部嚴重的水體污染，實現了水體污染的強化處理，相關檢驗部門還對該強化處理方法進行了統計調研，調研時間長達43d，調查得出該強化處理技術應用前后污染物處理效果顯著，如表1 所示。

表1 上海市城區河道水體重度污染采取強化處理技術的實施效果

從表1 可知，各污染物進出水含量差異明顯，說明微生物加強處理技術的實施效果良好，從硫化物以及Fe2+兩項指標可以看出，該處理技術的穩定性良好。

2.2 人工增氧修復技術

人工增氧修復技術的方法比較多，其中比較常用的為人工曝氣增氧修復技術，該技術主要是將曝氣設備安裝于受污染的河道之中，使外部空氣或者是氧氣向河道內引入，從而使水體溶解氧含量得以增加。水體一旦受到污染，其耗氧速率要比水體自然復氧速率高，從而導致水體溶解氧的整體含量出現降低，同時會造成好氧生物的總體數量出現減少，進而造成水體自凈能力降低，流域水生態系統將會受到破壞。曝氣所形成的氣泡將會大于表面積，且會產生較多的自由基，有助于水體氧化能力和降解能力提升[4]。該技術可有效提升水體好氧微生物對有機物降解能力，使有機物降解速度加快。該技術主要應用于黑臭水體的修復治理，將曝氣裝置放在底泥之中并通氧，可以使底泥中磷的釋放速度減緩，從而使黑臭水體中的污染物得以消除，使河道水質得以改善。例如，宿遷市馬陵河在治理黑臭水體時便是采取了人工曝氣增氧技術聯合截污的方式實現的，通過這種方式治理馬陵河的黑臭水體，取得了良好的成效。

2.3 水體自凈化修復技術

水體自凈化修復技術主要是對流域水環境所具備的自然功能予以強化，其技術核心在于生物控制法，例如，可以種植一些沉水植物、挺水植物以及浮葉等，通過增加流域范圍內的水生植物數量，通過植物所形成的光合作用，也能夠提升水體的氧氣含量，從而使流域水環境得以改善。工作人員在流域的淺水區防止適量的水下草皮，并且在深水區域范圍內設置水下森林，從而美化流域環境，提升水體自凈能力。該技術的應用優勢如下：首先，沉水植物可以借助自身的根系對底泥污染物進行吸收，使流域范圍內底泥張子紅含有的磷、氮等污染物擴散得以有效控制，同時也能夠使水體出現的硝化與反硝化速度得以提升，從而使水體之中的磷、氮元素的總體含量得以減少，使水體富營養化的情況得以控制或消除[5]。其次，可以使懸浮物沉降概率增加，使流域底部出現的一些物質懸浮得到有效控制。再次，可使光合作用的發揮得到增強，使水體之中的溶解氧總含量增加，從而促使水體之中的重金屬物質以及營養物質加快沉積。最后，有利于刺激化學反應形成，例如，沉水植物發育時會形成酚類化合物，其能夠對藻類生長產生抑制作用，從而可以使流域水生態平衡得以維護。

2.4 水環境植物修復技術

水環境植物修復技術所使用的水環境植物主要包括挺水植物和沉水植物，其作用正如水體自凈化修復技術中所講，借助植物光合作用提升水體氧氣含量。

挺水植物屬于水體修復植物，其能夠形成阻力使風浪影響降低，避免懸浮物發生沉降。挺水植物是通過同其共同生長的生物群落發揮的凈化作用使水體水質得以凈化的，并且挺水植物具有較發達的根系，可有效吸收深層土壤養分，使底泥污染物整體含量降低，實現水質凈化。例如，江蘇金湖將荷花視為“生態之花”，并因大面積種植荷花而被稱為“荷都”，利用荷花凈化水體的作用使當地的水體污染得以減少。荷花這種挺水植物之所以可以凈化水體，是因為其能夠有效消減氨氮。但對挺水植物進行利用時，還需要定期對其收割，尤其是一些已經死亡的植物，若沉積水底或者是在水面漂浮，將會導致水體溶解氧的含量出現降低，從而造成水生生物缺氧死亡，并且厭氧分解會形成惡臭的H2S，從而引發水體二次污染。

沉水植物與挺水植物的功能大體相同，也是吸收水體之中的磷、氮等營養物質，使水體富營養化得以抑制，常見的沉水植物包括馬來眼子菜、金魚藻等。同時，沉水植物可減少水體泥沙懸浮物，提升水體的透明效果。例如，我國養殖產業未來能夠凈化水質，改善魚的生存環境，在水下大面積使用了金魚藻，通過專業機構檢測，金魚藻使用后可以有效降低水體中BOD5以及COD 的含量。由此可見，水環境植物修復技術可以有效重建水體生態系統，改善水環境，對于修復流域水環境污染發揮重要作用。

2.5 原位修復和異位修復技術

水底出現的污泥屬于水體污染的一種內源性污染物，污泥對流域水質改善以及水體生態修復能夠產生一定的不良影響，且容易對水生態建設產生威脅。原位修復技術一般是指將一些物理、化學特性和生物活性物質加入水體中，使水體中有害物質的濃度得以降低，為水生生物的生長環境創造條件。例如，工作人員完成流域清淤工作之后，可以使用適量的水質改良劑將水體中出現的有害物質含量降低，使水生生物的生存環境得以改善，使水生系統保持穩定；異位修復技術則是采用絞吸、泵吸等方式將水下污泥進行清理，實現清淤排干的效果。

2.6 復合微生物菌分解技術

復合微生物菌是一種生物工業實際，是由多種微生物復合而成，這些微生物的功能和類型各有不同，一般包含放線菌、光合微生物等。將復合微生物菌投放到水體之中，可在短期內形成優勢菌種集群，并且可以實現快速繁殖，能夠對下游水體出現的營養物質進行分解或通話，從而將水體之中出現的BOD5和COD 含量得以抑制，這種分解技術投入成本相對較低，對水體凈化作用也非常明顯。例如，青島高新區祥茂河以及葫蘆巷水系的水質比較差，存在嚴重的富營養化，氨氮、COD、總磷等水質指標嚴重超標。在對水環境污染進行治理時，采用了微生物靶標強化污染物分解技術，使用快艇在全流域均勻的投加復合微生物菌劑，實現了生物靶標修復，使水體污染物濃度降低，提升了水體環境質量。

3 結語

綜上所述，生態修復技術的種類比較多，對于流域水環境污染的修復治理具有良好的效果，并且每一種生態修復技術均具有各自的優勢，使流域水環境治理工作人員有較多的選擇，因此，相關工作人員在開展水環境修復治理工作時，可以結合實際流域水環境污染情況，合理選擇生態修復技術，從而提升修復效果。