干旱地區(qū)高鹽納污坑塘水生態(tài)修復(fù)
——以阿拉爾氧化塘為例

謝紅忠，萬艷雷,2，周秋紅,2，謝曉靚，陳浩,3

(1.長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究有限責(zé)任公司，武漢 430010；2.水利部長江治理與保護(hù)重點實驗室，武漢 430010；3.流域水安全保障湖北省重點實驗室，武漢 430010)

我國是一個水資源緊缺的國家，淡水資源人均量遠(yuǎn)低于國際平均水平，尤其是西部干旱、半干旱地區(qū)，因受氣候因素影響，年蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于年降水量，水資源短缺已成為制約整個西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。截至2019年，新疆維吾爾自治區(qū)棉花種植總面積約2.54×106hm2，總產(chǎn)量達(dá)5.00×106t，約占全國棉花總產(chǎn)量的85%[1]。棉漿粕和黏膠纖維行業(yè)以自治區(qū)的棉花資源優(yōu)勢為立足點，已逐漸成為新疆維吾爾自治區(qū)的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。然而，棉漿粕和黏膠纖維生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量酸、堿廢水和脫硫廢水，具有色度大、化學(xué)需氧量(chemical oxygen demand，COD)質(zhì)量濃度高、氮磷元素質(zhì)量濃度低、鹽分大，處理難度大等特點[2-7]。隨著行業(yè)的快速發(fā)展，企業(yè)生產(chǎn)廢水總量持續(xù)增加，這些廢水經(jīng)過處理后，通過長輸管線排放至沙漠或荒漠的污水庫，經(jīng)長時間蒸發(fā)濃縮，致使污水庫內(nèi)各類污染物逐漸富集、含鹽量高、水質(zhì)變差、水體黑臭。隨著國家對黑臭水體治理、水環(huán)境綜合整治的重視，大量納污坑塘面臨水環(huán)境修復(fù)、消除黑臭的問題[8]。尤其是新疆維吾爾自治區(qū)屬于內(nèi)陸干旱區(qū)，生態(tài)環(huán)境脆弱，水資源匱乏，而水資源過度開發(fā)和水體污染加劇了水資源供需矛盾，并導(dǎo)致水環(huán)境不斷惡化，水污染治理已成為新疆維吾爾自治區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展亟待解決的問題[9]。目前，高鹽廢水的處理方法主要有反滲透、膜蒸餾、電滲析、離子交換、高級氧化和生物處理工藝等[10-11]，這些處理方法通常成本高、耗時長，且主要針對工業(yè)高鹽廢水(如腌制廢水、海產(chǎn)廢水、皮革廢水等)開展相關(guān)研究。針對干旱地區(qū)高鹽納污坑塘的水處理技術(shù)鮮有報導(dǎo)。

因此，以新疆阿拉爾濕地生態(tài)修復(fù)及景觀提升項目為例，針對西北干旱地區(qū)水體污染特征，探索不同水生態(tài)修復(fù)技術(shù)在干旱地區(qū)高鹽水體水環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用效果，總結(jié)阿拉爾氧化塘治理工程中應(yīng)用的相關(guān)水生態(tài)修復(fù)技術(shù)及要點，為我國西北干旱地區(qū)黑臭水體治理提供技術(shù)參考。

1 阿拉爾氧化塘水污染現(xiàn)狀

1.1 阿拉爾氧化塘概況

阿拉爾市地處天山南麓塔里木盆地北部邊緣，東經(jīng)81°03′，北緯40°30′，海拔高度1 012.2 m。該市年平均降水量為49.5 mm，年蒸發(fā)量為1 987.3 mm，屬于典型干旱地區(qū)高鹽堿區(qū)域。阿拉爾工業(yè)園區(qū)于2004年啟動建設(shè)，在2012年正式設(shè)立為國家級阿拉爾經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)。開發(fā)區(qū)總面積55.63 km2，共分5大區(qū)域，產(chǎn)業(yè)定位分別為紡織服裝、精細(xì)石油化工、新材料、農(nóng)副產(chǎn)品加工和新能源。

阿拉爾氧化塘于2008年建成，位于阿拉爾經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)污水處理廠東北側(cè)，距離阿拉爾市中心約23.5 km，東南側(cè)為塔里木河，直線距離約5 km。阿拉爾經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的生產(chǎn)、生活廢水經(jīng)污水處理廠處理后進(jìn)入氧化塘，目前已運(yùn)行10年，現(xiàn)氧化塘廢水排入量約為4萬m3/d。氧化塘占地面積約14 km2，由于多年的排水，目前已形成穩(wěn)定水面5～7 km2，平均水深約2 m，現(xiàn)存水量0.10億～0.14億m3，氧化塘四周以滲水壩與外界隔離，中間修筑中壩貫穿南北，將其分為西庫和東庫，其中東庫地勢較低，水面較大。氧化塘濕地見圖1。

圖1 氧化塘濕地Fig.1 The plane graph of oxidation pond wetland

1.2 氧化塘水質(zhì)現(xiàn)狀

2018年7月3日至2018年7月7日對氧化塘區(qū)域地表水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，水樣采集遵循《水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)》(GB 12998—91)和《工業(yè)企業(yè)場地環(huán)境調(diào)查評估與修復(fù)工作指南(試行)》(環(huán)境保護(hù)部公告2014年第78號)進(jìn)行采樣點布設(shè)、現(xiàn)場采樣與實驗室檢測分析工作，共設(shè)19個水質(zhì)采樣點，選取pH值、COD、總氮、氨氮、總磷、色度、硫酸鹽、全鹽量和氟化物等9個水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)。其中色度采用《水質(zhì)色度的測定》(GB 11903—89)中稀釋倍數(shù)法測定，其他指標(biāo)分析方法參考國家或行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析方法。

阿拉爾氧化塘水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果見表1，與《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)Ⅴ類水相比，氧化塘水體COD、總氮、磷、氟化物、硫酸鹽、全鹽量均超標(biāo)，氧化塘水質(zhì)為劣Ⅴ類，與《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)中一級A標(biāo)準(zhǔn)相比，氧化塘色度超標(biāo)。此外，氧化塘水體中微生物生存環(huán)境惡劣，有益種群少，病原菌和雜菌較多，水體自凈能力差，依靠單一的物理、化學(xué)、生物修復(fù)技術(shù)難以達(dá)到持久有效的治理效果。主要由于阿拉爾氧化塘在2008—2015年接受的廢水執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)中的三級標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)未對全鹽量、硫酸鹽、氯化物等指標(biāo)做出要求，直到2015年才執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)。因此，氧化塘內(nèi)執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)的廢水存量較大。目前阿拉爾氧化塘的主要問題有：外源污染，阿拉爾工業(yè)園內(nèi)某棉漿粕和黏膠纖維企業(yè)是氧化塘最大廢水排放量企業(yè)，約占總排放量的70%，該企業(yè)廢水具有色度高、含鹽量高、污染物含量高、處理難度大等特點；水體黑臭，水質(zhì)為劣V類水；水體鹽度高，周圍土壤鹽堿化嚴(yán)重，水生植物難以存活，生態(tài)系統(tǒng)脆弱。

表1 阿拉爾氧化塘水質(zhì)現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果Tab.1 Investigation results of water quality in Alaer oxidation pond

2 水環(huán)境治理措施

基于氧化塘水質(zhì)現(xiàn)狀，確定氧化塘修復(fù)最終目標(biāo)為：對氧化塘區(qū)域現(xiàn)存廢水進(jìn)行無害化治理，主要解決氧化塘廢水色度、COD、總氮、總磷、氨氮等污染物含量偏高問題，保證氧化塘壩內(nèi)現(xiàn)存廢水穩(wěn)定達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)中的一級標(biāo)準(zhǔn)，其中色度(稀釋倍數(shù))≤30倍、COD質(zhì)量濃度≤100 mg/L、總氮質(zhì)量濃度≤2 mg/L、總磷質(zhì)量濃度≤0.5 mg/L、氨氮質(zhì)量濃度≤2 mg/L。通過一系列治理措施，完成氧化塘地表水無害化治理，在保證生態(tài)不遭到破壞的情況下，實現(xiàn)廢水綜合利用。阿拉爾氧化塘采用“水安全、水環(huán)境、水資源、水生態(tài)”四位一體的綜合治理技術(shù)框架，以氧化塘現(xiàn)狀問題和治理目標(biāo)為導(dǎo)向。阿拉爾氧化塘無害化治理和生態(tài)修復(fù)的技術(shù)方案具體包括4項措施：控源截污，從源頭控制進(jìn)入氧化塘的污染物含量；水質(zhì)提升，消除水中污染物，實現(xiàn)水質(zhì)達(dá)標(biāo)，恢復(fù)水體功能；活水循環(huán)，提高氧化塘自凈能力，減少水體污染，完善區(qū)域水循環(huán)系統(tǒng)；生態(tài)修復(fù)，修復(fù)和改善區(qū)域水生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)生產(chǎn)廢水資源綜合利用。4項措施循序漸進(jìn)，逐步深入，協(xié)同發(fā)揮作用，從前期源頭阻斷、中期污染水體治理到后期修復(fù)成果長效保持，最終實現(xiàn)阿拉爾氧化塘水質(zhì)凈化和生態(tài)系統(tǒng)重建。

2.1 控源截污

控源截污是水環(huán)境綜合治理中最重要的一步，污染源不除，則水體治理容易陷入反復(fù)污染治理的循環(huán)中。阿拉爾氧化塘廢水主要來自阿拉爾經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)污水處理廠，該污水處理廠處理工藝和設(shè)計規(guī)模滿足園區(qū)現(xiàn)狀污水排放要求，無須新建處理單元。

阿拉爾工業(yè)園內(nèi)排放量最大的某棉漿粕和黏膠纖維企業(yè)開展廢水綜合利用工程，對該企業(yè)污水處理設(shè)施進(jìn)行升級改造，將該企業(yè)廢水與園區(qū)廢水進(jìn)行分離，不再排入氧化塘。在氧化塘北側(cè)建設(shè)一座全防滲暫存池，用于儲存和調(diào)蓄該企業(yè)產(chǎn)生的廢水,同時建設(shè)以紅柳為主的生態(tài)林。暫存池的主要任務(wù)是通過生態(tài)林灌溉的方式實現(xiàn)廢水綜合利用，方案實施后，園區(qū)內(nèi)最大的棉漿粕和黏膠纖維企業(yè)含鹽量較高的棉漿粕廢水和化纖廢水將不再排入氧化塘，在很大程度上減少了全鹽量、硫酸鹽、氯化物等污染物的排入，能夠從源頭上減少阿拉爾氧化塘特征污染物的排入量。

2.2 水質(zhì)提升

針對阿拉爾氧化塘高鹽廢水色度高，透明度低，COD、總氮、總磷超標(biāo)等問題，在控源截污的基礎(chǔ)上，采用高鹽環(huán)境下原位水生態(tài)修復(fù)技術(shù)提升氧化塘水質(zhì)，該技術(shù)的核心在于通過改善微生物和水生植物生存環(huán)境、培育和構(gòu)建耐鹽微生物菌群和水生植物體系，逐步恢復(fù)和完善水生態(tài)系統(tǒng)[12]。該技術(shù)包含4個方面：改性沸石水環(huán)境原位修復(fù)技術(shù)；靶向微生物水生態(tài)修復(fù)技術(shù)；曝氣增氧技術(shù)；水生植被恢復(fù)技術(shù)。這4項技術(shù)相互促進(jìn)，協(xié)同發(fā)揮作用，詳見圖2。噴灑改性沸石后一方面可提高水體透明度，改善沉水植物生長環(huán)境，另一方面通過離子交換作用，從改性沸石中置換出鉀離子，增強(qiáng)植物酶作用效果。水生植物吸收水中營養(yǎng)鹽，增加水體溶解氧，改善靶向微生物生存環(huán)境，微生物活動也能夠反過來促進(jìn)水生植物生長。曝氣增氧可快速增加水體溶解氧，改善好氧微生物生境和氧化塘底部氧化還原狀態(tài)，加速底部有機(jī)物和亞硝酸鹽等氧化分解。微生物和水生植物的數(shù)量和生長速度提高后，作用于浮游水生動物，逐漸形成閉環(huán)食物鏈，加快水生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建，實現(xiàn)干旱地區(qū)高鹽環(huán)境水生態(tài)修復(fù)。

圖2 水質(zhì)提升關(guān)鍵技術(shù)Fig.2 The key technologies for water quality improving

2.2.1改性沸石水環(huán)境原位修復(fù)技術(shù)

使用的水環(huán)境修復(fù)材料主要成分為沸石(>60%)，此外，還包括石英、白云母、長石、蛭石、蒙脫石等多種礦物，經(jīng)研磨混合、低溫煅燒后，用特殊離子交換工藝制成的多孔狀礦物質(zhì)綜合體，記為改性沸石。改性沸石修復(fù)材料種類多樣，需根據(jù)目標(biāo)水體現(xiàn)狀優(yōu)化材料配方，并確定修復(fù)材料投加量為500 g/m3。

通過噴撒改性沸石，以解決氧化塘水質(zhì)色度超標(biāo)、透明度低的問題。施工后，短期連續(xù)監(jiān)測結(jié)果表明，噴撒改性沸石后，可快速改善氧化塘水質(zhì)，尤其對色度和COD去除效果明顯，見圖3。研究表明：當(dāng)投加量為8 g/L時，改性沸石對溴酚藍(lán)的去除率最高可達(dá)97.86%，對剛果紅的去除率可達(dá)99.99%[13-14]；當(dāng)投加量為10 g/L時，改性沸石對酸性橙Ⅱ的去除率為99.63%，COD的去除率約30%[15-16]。改性沸石作為微生物載體，展現(xiàn)出優(yōu)異的微生物促生作用，可有效激活土著微生物活性，當(dāng)改性沸石結(jié)合土著微生物處理廢水時，其對氨氮、總氮、COD都具有較好的去除效果[17-18]。改性沸石進(jìn)入水體后，通過吸附、凝聚、沉淀作用迅速改善水體色度、提高透明度，同時逐漸降低水體污染物質(zhì)量濃度和鹽分。此外改性沸石具有親水性好、微生物附著率高等特性，為微生物提供生長附著環(huán)境和代謝增殖空間，從而激活水體以及底泥中土著微生物活性，加快污染物分解和轉(zhuǎn)化。

圖3 噴撒改性沸石后水質(zhì)色度、COD變化趨勢及機(jī)理Fig.3 Change trend of chroma and COD of water quality after spraying of modified zeolite and its proposed mechanism diagram

2.2.2靶向微生物水生態(tài)修復(fù)技術(shù)

微生物菌劑購自大連某公司，針對阿拉爾納污坑塘高鹽高堿、常規(guī)微生物難以存活的問題，采用階梯加鹽馴化篩選耐鹽微生物菌群。通過室內(nèi)試驗確定最佳微生物菌劑投放量，同時選取面積約1 000 m2的獨立坑塘開展中試試驗。根據(jù)不同區(qū)域取水試驗結(jié)果，在微生物菌劑投加量為15～17 mg/L時，COD的去除效果較好。靶向微生物菌液在現(xiàn)場培養(yǎng)成熟后，噴撒施入氧化塘，菌液中主力微生物包括光合菌(細(xì)小光合菌)、VA菌根菌、白腐菌、酵母菌、乳酸菌、放線菌、曲霉菌等多種有益菌。在現(xiàn)場試驗時，投入靶向微生物后，水體生態(tài)明顯改善，出現(xiàn)大量浮游生物，有機(jī)污染物含量降低，表層淤泥部分沙化。在保證外來菌種存活率的前提下，同時引導(dǎo)土著微生物迅速繁殖，以增加水體中微生物的種類和密度，提高群落代謝活性，促進(jìn)有機(jī)污染物分解轉(zhuǎn)化，降低水體COD質(zhì)量濃度。微生物代謝產(chǎn)物作為其他水生生物的餌料和生長基質(zhì)，促進(jìn)塘底微環(huán)境向好氧轉(zhuǎn)化，進(jìn)而提高水體有機(jī)物代謝能力，促進(jìn)水生態(tài)系統(tǒng)逐漸恢復(fù)和重建，實現(xiàn)水體自凈能力的提升。

2.2.3曝氣增氧技術(shù)

因阿拉爾氧化塘水體流速較緩，且存在部分死角區(qū)域，水體交換基本為零，所以易造成污染物堆積現(xiàn)象，導(dǎo)致部分區(qū)域水質(zhì)較差。研究投放曝氣增氧設(shè)備以增加水體溶解氧質(zhì)量濃度，促進(jìn)好氧微生物種群活動，同時增加區(qū)域內(nèi)水體交換，促進(jìn)污染物分解。曝氣增氧設(shè)備采用微納米曝氣技術(shù)對氧化塘水體流動緩慢區(qū)域進(jìn)行曝氣增氧，具體包括大型微納米氣泡發(fā)生器、太陽能微納米氣泡發(fā)生器和太陽能噴泉曝氣機(jī)。

2.2.4水生植被恢復(fù)技術(shù)

依照選種→繁殖與幼苗培育→現(xiàn)場定植與擴(kuò)增試驗→種植種群優(yōu)化的技術(shù)路線，實施耐鹽堿挺水、沉水植物種植工程。通過文獻(xiàn)調(diào)研、實地考察等方式篩選適于干旱地區(qū)高鹽水體生長的優(yōu)勢沉水植物類群，包括沉水植物川蔓藻、篦齒眼子菜、狐尾藻、金魚藻、菹草、線葉眼子菜、馬來眼子菜、黑藻、苦草和挺水植物水蔥、再力花、香蒲、千屈菜、大米草、鹽角草等[19-20]。通過開展植物種植試驗，分析植物生理機(jī)能，綜合評價耐鹽沉水植物的適用性。結(jié)果表明篦齒眼子菜、水蔥和香蒲耐鹽性能較好，對這3種植物進(jìn)行定植擴(kuò)繁。在排水口、中壩兩側(cè)以及南壩種植挺水植物(耐鹽堿水蔥和香蒲)和沉水植物(篦齒眼子菜)，利用植被的代謝作用進(jìn)一步凈化氧化塘內(nèi)廢水。

2.3 活水循環(huán)

由于阿拉爾地區(qū)降水量小、蒸發(fā)量大，活水循環(huán)措施的作用:一方面能夠維持氧化塘現(xiàn)有水面，通過水體循環(huán)，提高氧化塘濕地水體凈化能力，從而改善氧化塘區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量；另一方面能夠控制地下水受影響的范圍，改善氧化塘區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量，最終實現(xiàn)水土共治?；钏h(huán)采用地表水引流，塔北二干排渠引流方案和下游地下水引流方案聯(lián)合實現(xiàn)。塔北二干排渠位于氧化塘進(jìn)水口西側(cè)，灌溉季節(jié)長期有水流過，水量較大。根據(jù)新疆新環(huán)監(jiān)測檢測研究院(有限公司)對排堿渠的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)(表1)，雖然含鹽量略高，但其他水質(zhì)指標(biāo)均優(yōu)于氧化塘內(nèi)水體。本方案將塔北二干排渠的水引入以維持氧化塘一定的水面，見圖1中藍(lán)色管道。沿地下水流向在氧化塘下游區(qū)域布設(shè)6口淺層地下水引流井(圖1)，井位間隔為300～500 m，距氧化塘外圍壩體200 m。井深、抽水量可根據(jù)實際需要引入的水量來確定，每日抽取地下水進(jìn)入氧化塘，排入氧化塘內(nèi)以維持氧化塘現(xiàn)有水面。地下水抽水回灌的時間應(yīng)放在氧化塘內(nèi)現(xiàn)存廢水治理并取得明顯效果后進(jìn)行，這樣既能夠?qū)崿F(xiàn)地下水中的污染物被抽出處理，又能夠?qū)崿F(xiàn)處理后的較清潔的水源補(bǔ)給周邊地下水，形成地下水中污染物逐步被析出置換的地下水凈化體系。

2.4 生態(tài)修復(fù)

為完成阿拉爾氧化塘無害化治理，實現(xiàn)生產(chǎn)廢水全部綜合利用，使氧化塘區(qū)域地表水、地下水、土壤、生態(tài)等環(huán)境質(zhì)量恢復(fù)到排水之前或優(yōu)于排水前，在氧化塘濕地西南側(cè)新建生態(tài)修復(fù)示范區(qū)，種植可改善土壤環(huán)境、固定鹽分的鹽地堿蓬[21]，示范區(qū)采用滴灌方式進(jìn)行節(jié)水灌溉。為避免生態(tài)灌溉過程中鹽分累積效應(yīng)，造成土壤鹽化或堿蓬存活率降低等現(xiàn)象，灌溉用水含鹽量控制在10 000 mg/L以下，采用氧化塘內(nèi)高鹽廢水混合地下水、排堿渠內(nèi)堿水或者其他水源，進(jìn)行廢水的綜合利用。

3 水環(huán)境治理效果分析

針對氧化塘區(qū)域特點和污染特征，制定了綜合性的治理方案，在現(xiàn)有水質(zhì)強(qiáng)化凈化與水生態(tài)修復(fù)綜合技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，除傳統(tǒng)截污和活水工程外，應(yīng)用改性礦物質(zhì)材料、靶向微生物菌劑和耐鹽水生植物，同步實現(xiàn)了水質(zhì)提升和內(nèi)源控制。

為評估阿拉爾氧化塘廢水治理效果，對比水體施工前、施工過程中、施工完成、完工后1個月和完工后8個月的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)和施工過程中的水質(zhì)自檢數(shù)據(jù)。監(jiān)測時間點為2018年7月(施工前)、2019年3月5日至2019年9月30日(施工中，各區(qū)域采樣監(jiān)測時間不同)、2019年10月(施工后1個月)和2020年5月(施工后8個月)。治理前，氧化塘內(nèi)全鹽量質(zhì)量濃度、氯化物質(zhì)量濃度、色度、COD質(zhì)量濃度均超標(biāo)，為劣Ⅴ類水，見表1。工程實施后(圖4)：水體黑臭現(xiàn)象消失；透明度由不足30 cm提升至80 cm以上；水生植物生長速度加快，塘內(nèi)可觀察到大量沉水植物生長，生態(tài)系統(tǒng)單一性被改變；水體自凈能力增強(qiáng)。隨著施工進(jìn)行，氧化塘各區(qū)域水體中色度、COD和氨氮均呈現(xiàn)逐步下降的趨勢，并逐漸趨向穩(wěn)定，見圖5。施工完成后：色度由20倍降低至4～8倍，色度平均去除率為87.06%；COD質(zhì)量濃度由96～148 mg/L下降至37～50 mg/L，COD平均去除率為62.63%；氨氮質(zhì)量濃度由0.46～0.40 mg/L下降至0.17～0.19 mg/L，氨氮平均去除率為58.55%；總氮質(zhì)量濃度平均去除率為68.61%。施工完成1個月內(nèi)，水質(zhì)變化不大。但施工完成8個月后，COD和色度有明顯上升的現(xiàn)象，而且變化結(jié)果一致，推測兩者對應(yīng)的污染物均為難降解有機(jī)染料，其去除機(jī)理為改性沸石吸附，后期需噴撒少量改性沸石進(jìn)行維護(hù)。氨氮和總氮有少量增加，而施工完成后總磷平均去除率為62.98%，施工完成8個月后總磷去除率上升至80.73%，說明提出的技術(shù)方案對總磷去除效果好，且治理效果可長期保持。水體中氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)可以通過水生植物同化吸收去除，此外，水生植物還可以通過向根部輸送氧氣，改變根際氧含量，進(jìn)而影響微生物消化和反硝化過程以及微生物厭氧釋磷和好氧吸磷過程，最終促進(jìn)水體氮磷的去除[22]。水生植物根系定植于底泥中，固持底泥，減少底泥再懸浮和營養(yǎng)鹽溶解釋放。

圖4 阿拉爾氧化塘水生態(tài)修復(fù)前和修復(fù)后實景對照Fig.4 Comparison of photos before and after water ecological restoration of Alaer oxidation pond

綜上所述，氧化塘經(jīng)無害化治理和生態(tài)修復(fù)后，水質(zhì)得到了明顯改善,各指標(biāo)均能滿足修復(fù)目標(biāo)的要求，主要污染物均有下降趨勢。研究結(jié)果表明，應(yīng)用改性礦物質(zhì)材料、靶向微生物菌劑和耐鹽堿水生植物協(xié)同技術(shù)處理新疆維吾爾自治區(qū)棉漿粕和黏膠纖維行業(yè)生產(chǎn)廢水納污坑塘廢水，可有效削減水體污染物，提升水體水質(zhì)。

圖5 施工前后部分水質(zhì)指標(biāo)變化趨勢Fig.5 The variation tendency of some of water quality indexes before and after construction

4 結(jié) 論

以新疆阿拉爾納污坑塘生態(tài)修復(fù)及景觀提升項目為例，針對新疆干旱地區(qū)高鹽納污坑塘特點和污染特征，制定了綜合性的治理方案，在現(xiàn)有水質(zhì)強(qiáng)化凈化與水生態(tài)修復(fù)綜合技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新，除傳統(tǒng)控源截污和活水工程外，應(yīng)用改性礦物質(zhì)材料、靶向微生物菌劑和耐鹽水生植物，同步實現(xiàn)了水質(zhì)提升和內(nèi)源控制。綜合治理后，阿拉爾氧化塘水質(zhì)得到明顯改善，總磷、氨氮、COD、色度和總氮的去除率分別達(dá)80.73%、58.55%、62.63%、87.06%和68.61%，水體黑臭消失，各指標(biāo)滿足修復(fù)目標(biāo)的指標(biāo)限值。研究成果可作為干旱地區(qū)水污染綜合治理及污染水體資源化利用的示范工程，為區(qū)域大型納污坑塘水體治理和水生態(tài)環(huán)境改善提供技術(shù)支撐。