生態(tài)修復(fù)方法在河道水環(huán)境治理中的應(yīng)用

北京建筑大學(xué) 陳思旭

河流治理的有效性不僅關(guān)系到人們的生活質(zhì)量，也關(guān)系到生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)作物灌溉用水等各種因素造成的河流污染日益加劇，影響河流生物的生長(zhǎng)，難以保證生態(tài)平衡。針對(duì)上述問(wèn)題，可以在水環(huán)境中實(shí)施多學(xué)科的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，在實(shí)踐中取得更好的效果。

一、多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)

（一）外源污染控制

首先，原位自動(dòng)沉淀膜過(guò)濾系統(tǒng)主要通過(guò)低壓過(guò)濾膜處理雨水，去除徑流中的污染物。系統(tǒng)選用的濾膜是可折疊的，并放置相應(yīng)的儲(chǔ)水箱，在連續(xù)下雨時(shí)自動(dòng)清洗濾芯，減少降水損壞，延長(zhǎng)濾芯使用壽命。同時(shí)，將在河流末端安裝相關(guān)的雨水管網(wǎng)，在河流污染物含量高的情況下，過(guò)濾后的水將排入管網(wǎng)，以減少直接來(lái)自河流水庫(kù)的污染。其次，生態(tài)蓄水系統(tǒng)通常會(huì)通過(guò)將河道引導(dǎo)至在大雨期間無(wú)法及時(shí)進(jìn)入的水庫(kù)來(lái)提高河道保留污染的能力。該系統(tǒng)旨在整合水面、圍墾、土地，通過(guò)植物間隙進(jìn)行物質(zhì)交換和傳輸，增加水中溶氧量，改善水質(zhì)。

（二）內(nèi)源污染控制

外來(lái)污染物是影響河流水質(zhì)的二次污染物，由于其長(zhǎng)期存在，淤泥形成增多，下層淤泥難以控制，在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)入二次水源，造成二次污染。清理河流污泥的常用措施包括污泥的機(jī)械剝離和生物降解。這種方法清洗去除效率較快，其中機(jī)械深度剝離成本高，適用于污染高、面積小的河流；生物酶河水凈化主要利用河水微生物的活性，污染物的降解或改變。

（三）人工凈化技術(shù)

河流水環(huán)境受外界污染物影響，生態(tài)系統(tǒng)失衡，為降低實(shí)際污染的實(shí)際濃度，必須積極選擇有效的治理措施，恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)平衡。人工處理是提高河流抗污染能力的重要手段，目前應(yīng)用的是一種更為先進(jìn)的超微凈化水處理方法，降低磷的含量。成為提高水庫(kù)清潔度和凈化水環(huán)境的最佳技術(shù)。超微水處理技術(shù)可降低池內(nèi)污染程度，氧化氣泡可快速去除河藻污染，恢復(fù)正常色澤；微米級(jí)氣泡本身帶有正電荷，利用正負(fù)電荷原理可以減少水中的膠體含量。

（四）水體自凈功能

水體自凈能力在河流水環(huán)境管理中發(fā)揮著重要作用，在實(shí)際使用中取得了較好的效果。這種方法可以創(chuàng)造一個(gè)良好的生態(tài)鏈，主要通過(guò)水生植物和動(dòng)物，從而達(dá)到降解和傳輸污染物、吸收和利用現(xiàn)有物質(zhì)、凈化水體的目的。其中，水生植物主要包括新興植物群落、浮葉植物和沉水植物，前兩者主要負(fù)責(zé)河流維護(hù)和水質(zhì)維護(hù)，沉水植物是恢復(fù)水體生物生態(tài)功能的關(guān)鍵因素，而河流的水環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)是穩(wěn)定的，是緊密相連的。水生動(dòng)物主要包括浮游類群、魚類和低等動(dòng)物，其中魚類促進(jìn)物種多樣性；成群的低壽命動(dòng)物，主要是動(dòng)植物遺骸，分解成水庫(kù)，如綠蝦和海螺；浮游動(dòng)物可以吞食河流綠藻，在短時(shí)間內(nèi)保持水庫(kù)清潔，恢復(fù)水環(huán)境的生態(tài)功能。

二、多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)在河道水環(huán)境治理工程中的應(yīng)用

（一）對(duì)外源污染進(jìn)行修復(fù)

如果河流中污染物較多，應(yīng)過(guò)濾水，防止排水不當(dāng)造成水污染。此外，水環(huán)境的修復(fù)需要使用多學(xué)科的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，仔細(xì)分析水庫(kù)中各元素的含量和河管的截留污染能力。此外，在河床外建立生態(tài)斜坡，防止廢物進(jìn)入河床。通過(guò)保護(hù)河道，利用河道排放的植物和氣體進(jìn)行對(duì)流，增加水體的氧化能力，從而改善水質(zhì)。生態(tài)邊坡保護(hù)是符合綠色發(fā)展理念的保護(hù)措施，生態(tài)邊坡保護(hù)形式對(duì)于水保護(hù)工程的實(shí)施具有重要意義，也是未來(lái)水保護(hù)工程的發(fā)展方向。為了防止外部污染進(jìn)入河流，需要在河外建立有效的護(hù)坡，并利用環(huán)保技術(shù)控制外部污染物。沿海坡地種植用于加強(qiáng)植物發(fā)達(dá)根系的護(hù)坡，以保護(hù)其免受洪水、泥漿和失水的影響。生態(tài)護(hù)坡可以保證生態(tài)環(huán)境的發(fā)展，同時(shí)滿足水利工程的需要。生態(tài)護(hù)坡的保護(hù)可以中和水流并減弱風(fēng)和波浪力。生態(tài)護(hù)坡由于水流條件相對(duì)較高，施工初期水徑流沖刷比較容易，起到了護(hù)坡的作用。利用生態(tài)袋可以防止有節(jié)奏的老化。在建設(shè)生態(tài)護(hù)坡設(shè)施時(shí)，要控制生態(tài)袋的間隙，保證生態(tài)袋內(nèi)植物的良好繁殖，保證生態(tài)護(hù)坡的強(qiáng)度。此外，修復(fù)坡面，將坡頂和邊坡排入場(chǎng)地排水系統(tǒng)，防止地表水流入邊坡，保護(hù)邊坡不受侵蝕和軟化。在坡頂，在變形坡的最外側(cè)設(shè)置截流槽，由于坡長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，已確定多條縱向排水溝與水平槽相連，截?cái)嗟乇硭?。斜坡外，一一布置排水溝，防止坡腳被地表水侵蝕。

（二）控制河道內(nèi)源污染

河床的污染與河床內(nèi)長(zhǎng)期的降水、堆積和淤泥混合在一起，擾亂了河床的水平衡。為了控制河道內(nèi)部污染，需要對(duì)河道內(nèi)的污泥進(jìn)行清理，清除河道內(nèi)堆積的污染物。用機(jī)械剝離或解釋生物酶實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)陸河源污染的控制。機(jī)械過(guò)濾是一個(gè)比較昂貴、耗時(shí)、難度較大的過(guò)程，適用于清潔小面積的水。面對(duì)大規(guī)模的內(nèi)控，使用生物酶更合適。解釋生物酶的方式是利用微生物降解河流毒素和污染物，及時(shí)處理內(nèi)部污染。生物酶降解法適用于面積大但污染不嚴(yán)重的河流，在處理內(nèi)源性污染時(shí)，生物酶增加河流的水循環(huán)，提高微生物活性，有效保護(hù)河流的環(huán)境特性。

（三）人工凈化技術(shù)

在河流水環(huán)境因污染物而受到破壞的情況下，通過(guò)開發(fā)人工處理技術(shù)，可以有效維持水環(huán)境的生態(tài)平衡。人工處理技術(shù)通過(guò)降低污染物濃度來(lái)恢復(fù)水環(huán)境的生態(tài)平衡。人工凈化技術(shù)的基本原理是利用高壓氣水混合技術(shù)，在氣液相界面產(chǎn)生大量微米和亞微米的氧化氣泡，可有效去除氮、磷含量。減少水體和河流中的重金屬污染，以及有效抑制藻類的快速蔓延，降解河流膠體污染物，維持水環(huán)境平衡。環(huán)境治理的理念是通過(guò)處理技術(shù)恢復(fù)環(huán)境的生態(tài)平衡，水處理技術(shù)的使用是改善河流內(nèi)部平衡的重要措施。微米氧化氣泡快速去除藻類，消除河水失衡，恢復(fù)正常河水顏色。此外，微米大小的氣泡含有少量的電荷，可以讓它們吸收水中的污染物，消除河流中的顏色不平衡，消除河流中的黑色和異味現(xiàn)象。

（四）植物修復(fù)

通過(guò)種植特殊植物改善河流水環(huán)境。有三種具體用途：植物轉(zhuǎn)化、根部過(guò)濾和植物提取物。代謝是通過(guò)植物機(jī)體的代謝功能，對(duì)水生污染物進(jìn)行吸收、分解、整合、轉(zhuǎn)化，最終形成植物機(jī)體結(jié)構(gòu)或生命所必需的物質(zhì)的過(guò)程。關(guān)于水環(huán)境治理。例如，在含有三硝基甲苯的水中，三硝基甲苯可以被具有特定基因突變的植物物種吸收、還原和轉(zhuǎn)化。如果水生環(huán)境中的污染物濃度高于抗性植物，則植物釋放量會(huì)減少，此時(shí)需要新品種對(duì)這些植物進(jìn)行回收和重新種植，或確保它們對(duì)水污染的再生能力。隨著生物遺傳技術(shù)的發(fā)展，特殊抗病植物的性能可以在遺傳技術(shù)的優(yōu)化范圍內(nèi)得到提高，在水環(huán)境管理方面具有很大的發(fā)展?jié)摿?。根部過(guò)濾器是由具有羽狀根的植物強(qiáng)力吸附河水中的污染物，從而達(dá)到濃縮沉積水中污染物的目的。該技術(shù)非常適用于一些含有有機(jī)物、重金屬和放射性污染物的河水環(huán)境，具有良好的凈化效果。由于植物根系過(guò)濾器需要一定量的流體通過(guò)水生環(huán)境，因此根部提取法更適用于淺水湖泊、濕地和河流水生環(huán)境。利用根部過(guò)濾原理凈化水生環(huán)境的植物，凈化效果較好，主要是水生植物和半水生植物，如香蒲、向日葵、芥菜等。植物提取是利用植物環(huán)境將水生污染物吸收到體內(nèi)，根據(jù)植物的功能，將這些污染物轉(zhuǎn)移到植物表面形成污染物。然后水處理植物表面以清潔和去除水中的污染物。目前，植物提取多用于重金屬污染的水生環(huán)境，對(duì)植物的要求比較嚴(yán)格，所用植物必須抗污染、強(qiáng)吸收、強(qiáng)積累、生長(zhǎng)快、抗病蟲害。目前植物提取技術(shù)的研究主要集中在超富集植物的檢測(cè)上，在實(shí)際研究和應(yīng)用中需要兼顧兩方面，一方面選擇強(qiáng)富集植物有很多選擇。另一方面，在受污染的水生環(huán)境中使用的濃縮器具有更好的生長(zhǎng)適應(yīng)性和更高的生長(zhǎng)速度。以上兩者都是使用植物提取技術(shù)有效性的關(guān)鍵。

（五）動(dòng)物修復(fù)

在一些水生動(dòng)物的幫助下，如食草動(dòng)物和浮游植物魚類，河流的水生環(huán)境得到清潔和維護(hù)。例如，一些常見(jiàn)的魚類以浮游植物、浮游動(dòng)物、水蚤、藻類等魚類為食，可有效殺滅水生浮游植物或藻類。一些海底動(dòng)物能夠清理河水，因?yàn)樗鼈兛梢郧宄恿魉h(huán)境中的廢物。此外，在一些靠近河流的水利治理工程中，施工人員可以增加觀賞動(dòng)植物的養(yǎng)殖，改善水質(zhì)，增加觀賞價(jià)值，享受綜合生態(tài)效益。

三、恢復(fù)河道水環(huán)境的措施

（一）打造良好的生態(tài)岸線

通過(guò)建設(shè)良好的城市生態(tài)海岸線，可以合理地對(duì)待城市的黑臭水。在河流工程建設(shè)導(dǎo)流設(shè)施之前，業(yè)主和監(jiān)理需要更加貼近項(xiàng)目控制點(diǎn)，將具體的建筑設(shè)計(jì)要求與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量和各種測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)。必須準(zhǔn)確記錄和提供項(xiàng)目建設(shè)所需的信息；測(cè)量標(biāo)志應(yīng)標(biāo)在施工圖上并均勻編號(hào)。施工期間需要定期檢查，施工期間僅驗(yàn)證測(cè)量數(shù)據(jù)。河床施工過(guò)程中，需要收集與工程有關(guān)的測(cè)量數(shù)據(jù)，核對(duì)施工方提交的堆料位置、水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)，并在進(jìn)行測(cè)量前核對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)；設(shè)置若干永久性監(jiān)測(cè)點(diǎn)、定居點(diǎn)和疏散觀察點(diǎn)，用于施工、測(cè)量和定期檢查。此外，還需要高程測(cè)量和場(chǎng)地估算。

（二）人工濕地技術(shù)

優(yōu)良的水質(zhì)可改善河道生態(tài)功能，而且構(gòu)建優(yōu)美的市環(huán)境景觀，當(dāng)前受各類因素影響，河道自身凈化能力薄弱。人工濕地技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用垂直流濕地、淹沒(méi)濕地等技術(shù)，將其表面及過(guò)濾基質(zhì)凈化，并由濕地底部收集導(dǎo)入下一高度濕地，以此循序漸進(jìn)實(shí)現(xiàn)水體凈化。人工濕地?cái)?shù)量，需根據(jù)河道實(shí)際長(zhǎng)度布設(shè)，一般在上、中、下均設(shè)置一個(gè)即可。

（三）生態(tài)護(hù)坡及清淤

河道治理進(jìn)程中，需積極加強(qiáng)護(hù)坡建設(shè)，通過(guò)各類技術(shù)構(gòu)建多種類型的護(hù)坡，從而保護(hù)河道水源。同時(shí)，清淤處理成效與河道內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)均衡密切相關(guān)，需積極加強(qiáng)清淤工作，借助相關(guān)機(jī)械手段確保清淤更徹底。

四、結(jié)論

由于河水污染不僅威脅生態(tài)系統(tǒng)的平衡，還會(huì)降低居民的生活質(zhì)量，影響人居環(huán)境，因此有必要在河水處理中積極引入多方面的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，并采用合適的處理技術(shù)。根據(jù)河流污染狀況選擇治理水源，完善污染治理體系，取得較好治理效果，維護(hù)水系生態(tài)環(huán)境，使人類和環(huán)境得以生存和諧。