生態(tài)修復(fù)技術(shù)在受污染地區(qū)的應(yīng)用與效果評估

摘要：生態(tài)修復(fù)技術(shù)是緩解環(huán)境污染危害、促進區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要手段。通過探討生態(tài)修復(fù)技術(shù)在大氣、土壤、水體等不同類型污染地區(qū)的應(yīng)用現(xiàn)狀，針對污染特征總結(jié)植被重建、微生物修復(fù)、生態(tài)凈化等關(guān)鍵修復(fù)技術(shù)；通過研究評估效果，提出兼顧生態(tài)、經(jīng)濟的多維度指標(biāo)體系，以及動態(tài)監(jiān)測機制的重要性；通過典型案例，研究生態(tài)修復(fù)在改善環(huán)境質(zhì)量、修復(fù)生態(tài)功能方面的積極成效。未來，還可通過強化污染源頭控制、完善修復(fù)技術(shù)選擇與評估體系、鼓勵公眾參與等措施，推進受污染地區(qū)的生態(tài)修復(fù)進程，為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。

關(guān)鍵詞：生態(tài)修復(fù)；污染地區(qū)；技術(shù)應(yīng)用；效果評估

隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程的快速推進，以大氣、土壤、水體污染為代表的環(huán)境問題日益凸顯，嚴(yán)重威脅到人體健康和生態(tài)系統(tǒng)平衡。因此，面對環(huán)境污染帶來的諸多負(fù)面影響，對受污染地區(qū)進行生態(tài)修復(fù)顯得尤為迫切和重要。生態(tài)修復(fù)是運用生態(tài)學(xué)原理，以及通過物理、化學(xué)、生物等一系列措施輔助受損生態(tài)系統(tǒng)加速恢復(fù)的過程。

合理運用生態(tài)修復(fù)技術(shù)，因地制宜開展污染治理與生態(tài)重建，改善區(qū)域環(huán)境質(zhì)量，修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，為實現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。本文擬在梳理受污染地區(qū)類型與生態(tài)影響的基礎(chǔ)上，重點探討生態(tài)修復(fù)技術(shù)在不同污染情景下的應(yīng)用實踐、效果評估與優(yōu)化策略，以期為相關(guān)決策和實踐提供科學(xué)參考，為新時代美麗中國建設(shè)貢獻(xiàn)智力。

1 受污染地區(qū)的主要類型與生態(tài)影響

受污染地區(qū)主要包括大氣污染地區(qū)、土壤污染地區(qū)和水體污染地區(qū)3 種類型，因此主要探討這3 種受污染地區(qū)與生態(tài)影響。

1.1 大氣污染地區(qū)與生態(tài)影響

大氣污染地區(qū)的污染源主要來自工業(yè)廢氣排放和機動車尾氣排放產(chǎn)生的污染物，其排放的硫氧化物、氮氧化物、顆粒物等污染物不僅會導(dǎo)致空氣質(zhì)量下降，還會對人體健康構(gòu)成直接威脅，引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病。同時，酸雨和臭氧等大氣污染物也會對植被生長造成不利影響，導(dǎo)致植被死亡或生長不良。

1.2 土壤污染地區(qū)與生態(tài)影響

土壤污染地區(qū)的污染主要來自重金屬富集，以及農(nóng)藥化肥施用不當(dāng)、石油泄漏等產(chǎn)生的有機與無機污染物。如，重金屬和有機污染物在土壤中富集，并通過食物鏈進入人體，危害人體健康；重金屬和有機污染物還會造成土壤中營養(yǎng)元素含量失衡，以及破壞團粒結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致土壤肥力下降，影響作物生長，進而威脅糧食安全和食品安全[1]。

1.3 水體污染地區(qū)與生態(tài)影響

水體污染地區(qū)的污染源主要來自工業(yè)廢水和生活污水排放所產(chǎn)生的污染物。大量污染物的排放使水體中氮、磷等營養(yǎng)元素超標(biāo)，使得水體富營養(yǎng)化和藻類過度繁殖，破壞水體自凈能力和生態(tài)平衡。同時，重金屬等有毒污染物不僅會在水生生物體內(nèi)富集，通過食物鏈進入人體危害人體健康，還會使水質(zhì)惡化，直接威脅人類飲用水安全。

2 生態(tài)修復(fù)技術(shù)的基本原理與分類

生態(tài)修復(fù)技術(shù)是運用生態(tài)學(xué)原理，以及通過人為干預(yù)措施加速受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的一系列技術(shù)措施的總稱。其基本原理是通過優(yōu)化環(huán)境條件，提升生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)能力，同時引入外源物種、營養(yǎng)物質(zhì)等，加速生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能恢復(fù)進程。根據(jù)人為干預(yù)程度不同，生態(tài)修復(fù)技術(shù)可分為被動修復(fù)和主動修復(fù)2 大類，其中被動修復(fù)是指去除污染源并消除外界干擾后，在自然演替過程中依靠生態(tài)系統(tǒng)自身恢復(fù)能力逐步修復(fù)受損生態(tài)的方式，但修復(fù)過程緩慢，適用于輕度污染且生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)能力較強的地區(qū)[2]。

3 生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

3.1 大氣污染地區(qū)的植被重建

大氣污染地區(qū)的生態(tài)修復(fù)主要針對工業(yè)廢氣、機動車尾氣等不達(dá)標(biāo)排放導(dǎo)致的空氣質(zhì)量問題，因而可通過植被重建改善區(qū)域環(huán)境質(zhì)量，以及將綠地建設(shè)與城市通風(fēng)廊道規(guī)劃相結(jié)合的方式，促進大氣污染物擴散稀釋[3]。常見的幾種落葉喬木對大氣污染物的吸附能力如表1 所示。

3.2 土壤污染地區(qū)的微生物修復(fù)

微生物修復(fù)技術(shù)憑借微生物的新陳代謝活動將污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，對重金屬、有機污染物等造成的土壤污染問題進行修復(fù)，是一種環(huán)境友好、經(jīng)濟高效的土壤修復(fù)技術(shù)。在微生物修復(fù)過程中，通過篩選高效降解菌株、優(yōu)化微生物生長條件，并結(jié)合植物修復(fù)等措施，提升污染土壤的修復(fù)效率。以多環(huán)芳烴污染土壤為例，接種降解菌后，土壤中多環(huán)芳烴濃度可下降60%以上。依據(jù)如表2 所示的環(huán)境條件對微生物降解多環(huán)芳烴效率的影響，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)土壤pH、養(yǎng)分、水分等能顯著提高微生物對污染物的降解率，優(yōu)化土壤環(huán)境。

3.3 水體污染地區(qū)的生態(tài)凈化

水體污染地區(qū)的生態(tài)修復(fù)主要采用人工濕地、生物操縱等生態(tài)凈化技術(shù)，利用水生植物、微生物、水生動物等的協(xié)同作用，去除水體中的氮、磷等污染物，改善水質(zhì)，修復(fù)水體生態(tài)功能。

人工濕地是一種模擬自然濕地的生態(tài)處理系統(tǒng)，通過基質(zhì)、微生物、植物的協(xié)同作用，去除水體污染物。常見的幾種水生植物對水體污染物的去除能力如表3 所示。有相關(guān)研究表明，表面流人工濕地對COD、氨氮的去除率可達(dá)60%～80%。

生物操縱是通過引入濾食性魚類、浮游動物等調(diào)節(jié)水體食物鏈結(jié)構(gòu)，控制藻類生長，凈化水質(zhì)。如，向富營養(yǎng)化水體中引入鰱鳙等濾食性魚類，控制浮游植物生物量，可使葉綠素a 濃度下降50% 以上。

4 生態(tài)修復(fù)效果的評估方法

4.1 評估指標(biāo)的選取原則

生態(tài)修復(fù)效果評估是一項兼顧生態(tài)、經(jīng)濟、社會等多個維度的系統(tǒng)工程，因此選取評估指標(biāo)應(yīng)遵循系統(tǒng)性、可測性等基本原則。其中，系統(tǒng)性原則要求評估指標(biāo)能全面反映生態(tài)修復(fù)的各項效益，并涵蓋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提升、經(jīng)濟效益、社會效益等多個方面；可測性原則強調(diào)評估指標(biāo)應(yīng)具有可度量、可獲取的特點，以便開展定量評估和動態(tài)監(jiān)測。此外，評估指標(biāo)的選取還應(yīng)兼顧區(qū)域特色，體現(xiàn)不同區(qū)域生態(tài)修復(fù)的側(cè)重點。

4.2 生態(tài)效益評估方法

生態(tài)效益評估旨在量化生態(tài)修復(fù)對生物多樣性保護、生態(tài)系統(tǒng)健康維護、環(huán)境質(zhì)量改善等方面的貢獻(xiàn)。常用的生態(tài)效益評估方法包括生物多樣性指數(shù)、生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)等。生物多樣性指數(shù)，如Shannon-Wiener 指數(shù)，可評估生態(tài)修復(fù)前后物種多樣性變化。以某污染河流治理為例，采用生態(tài)效益評估方法對生態(tài)修復(fù)后魚類進行量化，發(fā)現(xiàn)魚類種數(shù)從3 種增加到12 種，Shannon-Wiener 指數(shù)從0.91 提高到2.23。生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)則通過綜合考慮生態(tài)系統(tǒng)活力、組織結(jié)構(gòu)、恢復(fù)力等多個因素，對生態(tài)系統(tǒng)健康狀況進行全面反映。

4.3 經(jīng)濟效益評估方法

生態(tài)修復(fù)的經(jīng)濟效益評估主要包括成本效益分析和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估。成本效益分析通過核算生態(tài)修復(fù)的投入成本和產(chǎn)出收益，評估修復(fù)措施經(jīng)濟合理性。以某廢棄礦山生態(tài)修復(fù)為例，修復(fù)總投資500 萬元，修復(fù)后每年創(chuàng)造生態(tài)旅游、特色農(nóng)產(chǎn)品等效益120 萬元，投入產(chǎn)出比為1∶2.4，具有經(jīng)濟合理性。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估利用條件價值法、支付意愿法等，估算生態(tài)修復(fù)對各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的貢獻(xiàn)。此外，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，濕地修復(fù)可提升供給、調(diào)節(jié)、文化等服務(wù)功能，年均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值達(dá)5.2 萬元/hm2。

5 生態(tài)修復(fù)案例分析

5.1 礦山廢棄地的生態(tài)重建

以山西省某露天煤礦廢棄地為例，通過實施土地整治、植被重建等生態(tài)修復(fù)措施，區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量顯著改善。對采坑、排土場進行土地平整，對裸露邊坡進行穩(wěn)定處理；在平整后的土地上鋪設(shè)客土，改善立地條件；選擇適應(yīng)性強的鄉(xiāng)土物種進行植被重建，采用“喬+灌+ 草”復(fù)合模式，營造立體植被群落。經(jīng)過3 年的生態(tài)修復(fù)，礦山廢棄地生態(tài)重建修復(fù)效果如表4 所示，礦區(qū)植被覆蓋度從12.5% 提高到85.3%，土壤侵蝕模數(shù)從8500 t·km2·a降低到362 t·km2·a；礦區(qū)生物多樣性明顯提升，鳥類物種數(shù)從2 種增加到23 種，生態(tài)系統(tǒng)健康指數(shù)從0.22 提高到0.85。

5.2 工業(yè)污染場地的土壤修復(fù)

以廣東省某電子廢棄物拆解場地為例，采用物理修復(fù)、植物修復(fù)相結(jié)合的方式，有效降低土壤中鉛、鎘等重金屬污染物濃度。通過換土、熱脫附等物理措施，快速去除高濃度污染土壤；利用具有重金屬富集能力的玉米、向日葵等植物，吸收土壤中殘留重金屬。經(jīng)過2 年的修復(fù)，污染場地土壤修復(fù)效果如表5 所示，土壤中污染物濃度顯著下降，鉛含量從1532 mg/kg降低到153 mg/kg，鎘含量從12.5 mg/kg 降低到1.8 mg/kg，均低于篩選值標(biāo)準(zhǔn)，土壤質(zhì)量明顯改善，為后續(xù)土地的安全開發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)。

6 生態(tài)修復(fù)展望與建議

6.1 強化源頭控制

強化污染源頭控制，遏制新增污染；完善相關(guān)法律法規(guī)和排放標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)法監(jiān)管，加大對違法排污行為的懲處力度；鼓勵企業(yè)積極履行環(huán)保主體責(zé)任，推行清潔生產(chǎn)工藝，提高資源利用效率，減少污染物產(chǎn)生和排放；建立健全環(huán)境監(jiān)測預(yù)警體系，及時發(fā)現(xiàn)和處置突發(fā)污染事件。另外，生態(tài)修復(fù)還要立足區(qū)域特點，突出問題導(dǎo)向，注重技術(shù)集成優(yōu)化，實現(xiàn)環(huán)境效益、經(jīng)濟效益、社會效益的有機統(tǒng)一。

6.2 完善技術(shù)選擇與評估體系

針對污染類型和程度，進一步完善生態(tài)修復(fù)技術(shù)選擇和評估體系，實現(xiàn)修復(fù)效果最優(yōu)化。首先，根據(jù)污染特征和生態(tài)環(huán)境條件，綜合考慮技術(shù)的針對性、可行性、經(jīng)濟性等因素，選擇最佳修復(fù)技術(shù)路線，如重度污染土壤可優(yōu)先考慮異位修復(fù)技術(shù)，輕度污染土壤則采用微生物修復(fù)等原位修復(fù)技術(shù)。其次，從生態(tài)、經(jīng)濟、社會等維度動態(tài)評估生態(tài)修復(fù)成效，健全多指標(biāo)、多層次修復(fù)效果評估體系，如可將生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值、土地資源價值等作為評估指標(biāo)全面評判修復(fù)效果。最后，加強不同區(qū)域、不同部門間的協(xié)作配合，建立規(guī)范的數(shù)據(jù)共享平臺，推動形成標(biāo)準(zhǔn)化的生態(tài)修復(fù)技術(shù)規(guī)程和效果評估指標(biāo)體系。

7 結(jié)束語

生態(tài)修復(fù)是化解污染危機、實現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，因此合理運用生態(tài)修復(fù)技術(shù)，因地制宜地開展生態(tài)重建，是受污染地區(qū)的擺脫污染困境的根本出路。生態(tài)文明建設(shè)任重道遠(yuǎn)，生態(tài)修復(fù)任務(wù)艱巨，未來應(yīng)建立完善的生態(tài)修復(fù)效果科學(xué)評估體系，客觀準(zhǔn)確地衡量修復(fù)成效，為后續(xù)優(yōu)化工作提供依據(jù)，為美麗中國建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

張冰（1989—），男，漢族，山東臨沂人，工程師，大學(xué)本科，主要從事生態(tài)環(huán)境保護、環(huán)境監(jiān)測工作。

李爾康（1986—），男，漢族，山東臨沂人，工程師，學(xué)士，主要從事環(huán)境檢測工作。

孫斌（1984—），男，漢族，山東臨沂人，工程師，學(xué)士，主要從事生態(tài)環(huán)境保護、環(huán)境監(jiān)測工作。

加工編輯：唐藝桐

收稿日期：2024-06-19