重度污染湖泊治理與生態修復措施探討

趙微氵

（河海大學，江蘇 南京210098）

1 城區湖泊一般面臨水環境問題

1）水體污染加劇，治理嚴重滯后。由于污水處理能力相對滯后，周邊的污水收集管網建設進展緩慢，使得大量的城市生活污水進入湖體。

2）湖淤積嚴重，水體面積萎縮。淤泥沙一般由雨污水帶入湖體，湖泊底泥既是“匯”，也是“源”，在一定的條件下，底泥中所含的氮、磷、有毒有害物質等重新進入水體，破壞湖體水質，危害湖體健康，同時使得水體面積逐漸萎縮。

3）水體交換性差，水循環空間小。由于湖體相對面積較小，使得湖體自凈容量有限，水環境空間較小，水量不足，又無足夠的補充水源，水體自凈能力下降，水質狀況呈現繼續惡化趨勢。

4）城市化進程快，涉水建設誤區多。隨著該區域城市化進程加快，在涉水基礎設施建設中存在一些錯誤做法，導致了城市特色喪失和城市水環境、水生態功能退化。比如部分湖體采用硬化護砌水岸景觀。硬化護岸徹底破壞了水岸的生態功能，減少了親水性，造成了湖岸土地的“窒息”和自然生態的淪喪，也造成了水生動植物系統的致命破壞。

2 治整技術路線

以湖泊水環境現狀為出發點，以水環境質量改善為目標，遵循統籌規劃，分類實施等原則。

一般的水質凈化與生態修復綜合整治方案技術路線見圖1所示。

圖1 湖泊水環境綜合整治技術路線圖

3 整治措施

3.1 疏 浚

底泥疏浚是控制湖泊內源污染、改善湖泊水體環境的主要手段之一，通過底泥疏浚，防止底泥中富營養物質釋放進入表層水體，同時可改善池底鋪墊情況，有效的增加水體深度，最終達到控制受污染湖泊湖內源污染，改善水體質量的目的。

底泥污染控制一般從清除污染底泥方面著手，通常采取底泥疏浚的方法為徹底清除底泥，以增加湖泊的環境容量，提高水體的自凈能力，以達到改善水質的目的。近年來，我國以控制湖泊富營養化為目的，先后在昆明滇池、安徽巢湖、大理洱海、北京頤和園昆明湖等湖泊進行了疏浚，這些疏浚工程均改善了疏浚水域的污染狀況。

3.2 湖泊外源污染控制

3.2.1 點源污染控制

工農業廢水和生活污水的點源污染，一般經污水管道收集后，送至污水處理廠進行處理，但污水處理廠主要控制指標為有機物、重金屬等，對氮、磷的去除效果尚不理想。在污、廢水排入環境水體之前，需進行脫氮除磷處理，以保護湖泊，河流等水體水質。脫氮的物理化學方法只能去除銨態氮。物理上除磷的方法去除率也僅10%左右。化學上除磷的方法效果穩定可靠，但易造成二次污染。加強點源控制，可對城市污水處理廠的出水考慮采用生態處理，削減出水氮、磷含量。人工濕地技術易與城市污水處理工藝相結合，在削減氮、磷含量的同時，還可以進一步提高出水水質，同時具有低投資、低運行管理費用和適應性強等特點，因而在點源控制中能發揮重要的作用。

3.2.2 面源污染控制

1）地下滲濾技術。地下滲濾系統是一種就地污水處理技術，它是將污水有控制地投配到具有一定構造、距地面有一定深度和具有良好擴散性能的土壤中，污水在土壤毛管浸潤和滲濾作用下向周圍擴散，在土壤中的微生物、植物以及土壤的物理、化學綜合作用下，將污水凈化。由于利用了土壤的自然凈化能力，因而具有基建投資低、運轉費用少、操作管理簡便等優點，同時還能夠利用污水中的N，P等水肥資源。近來，隨著水資源短缺形勢的日益嚴重，對污水進行回用和對一定污染的河湖水進行處理的研究日益展開，在日本、韓國、美國、新西蘭和西歐等國家，地下滲濾系統的研究和應用日益受到重視。

2）生態護坡技術。生態護坡技術在面源污染攔截工程中日益受到廣泛關注，在我國湖泊整治中也得到了廣泛應用。生態護坡包含兩個層面的含義。首先是護坡，需要具備湖岸護坡的功能，在滿足行洪排澇要求的基礎上，保證岸坡的穩定，防止水土流失，其要點是構建能透水、透氣、調節水文過程、緩沖洪水、控制侵蝕、生長植物、截留降解污染物的生態防護平臺。其次是生態功能，湖泊護坡要滿足邊坡生態平衡的要求，即要建立良性的湖坡生態系統，形成由高大喬木、低矮灌木、花草、魚巢、水草、動物沿灘地、迎水邊坡、坡腳及近岸水體組成有機的河坡生態體系。

3）人工濕地技術。人工濕地是依據土地處理系統及水生植物處理污水的原理，由人工建立的具有濕地性質的污水處理生態系統。它由人工建造和監督控制，與沼澤地類似，并利用自然生態系統中的物理、化學和生物的三重協同作用，來實現污水的凈化。

我國開展人工濕地處理系統研究始于“七五”期間，起步較晚。隨著對人工濕地技術認識的不斷進步，人工濕地在富營養化外源控制中的作用也逐步受到重視，并建立了一些示范工程。沈陽滿堂河生態污水處理示范廠采用以人工濕地處理為主，浮動生物床預處理為輔的組合工藝，主要處理污染較重的滿堂河水及沿岸的重點生活污染源排水，其出水水質達到了回用于景觀水體的水質要求。深圳洪湖人工濕地采用復合垂直流濕地系統，將污染較重的布吉河水通過濕地凈化為洪湖補充清潔水，其出水水質參數中非離子氨和BOD5能達到I類水質標準，COD能達到Ⅱ類標準，TN和TP能達到湖泊Ⅳ類標準；處理出水DO大大增加，各項污染指標的去除率均在80%以上。2002年，中國科學院南京地理與湖泊研究所和云南玉溪市環科所設計的撫仙湖人工構造濕地開始投入運行，監測結果表明對各項污染指標的去除率分別達到：COD 87.8%、BOD 68.7%、SS 96.3%、TP 32.4%、TN 36.0%，出水水質也由Ⅳ類水質提高到Ⅲ類水質。

3.2.3 生態護坡技術

傳統的湖泊、城鎮河道整治，一般采用單純的工程措施護坡，主要有漿砌或干砌塊石護坡、現澆混凝土護坡、預制混凝土塊體護坡等，護砌形式多為梯形或矩形斷面，有些甚至是全斷面襯砌。這些結構形式的傳統護坡，在保持坡岸的結構穩定、防止水土流失以及防洪排澇等方面，起到了一定的作用，但卻對景觀、環境和生態產生了不同程度的負面影響。目前采用的生態型護坡一般是采用植物護坡或植物與工程措施相結合的復合護坡。因為植被的存在，恢復了護坡應具備的生態學功能，相對于傳統護坡有了較大改善，相比之下具有一下幾種優勢：

1）改善水質及水體的自凈能力。光潔、硬質的傳統護坡，岸坡沒有植物作為屏障，會使岸邊的垃圾以及地表徑流帶來的污染物輕易進入水體，加速水體水質的惡化，造成污染。而生態護坡因為植被能夠滯納垃圾和顆粒物質，過濾來自高地以及地表徑流中的污染物，起到保護河道水體的作用。另外，寸草不生的傳統硬質護岸，破壞了水體—土壤生物之間的物質和能量循環體系，不利于具有凈水功能的水生生物的生長，削弱了水體的自凈能力。生態護坡所采用的植被以及新型材料加強了護坡的透水性和透氣性，在一定程度上保持了水體—土壤—生物之間的物質和能量循環，保護了水體的自凈能力。

2）調節水溫變化，維持水生生態系統的平衡。傳統護坡增強了對光照的吸收，導致水體溫度變化過大，不利于維持水中生態平衡。水溫的變化過大，不利于對溫度敏感物種的生存；對魚類產卵產生較大的負面影響，因為魚類的正常繁殖對溫度的反應非常敏感；在高溫季節，還會孳生傳染病菌。而引入植被、灌木或森林的生態護坡在調節光照吸收和防止水溫變化過大方面起到了一定的作用，因此，從這個層面上說，生態護坡在一定程度上改善了水生生態系統的平衡。

3）保護湖泊、河道系統的生態多樣性。混凝土和砂石修葺的傳統護坡在一定程度上加快了水體的流速，加大了水流沖刷力度，水中一些生物會被水流沖走，使水中生物減少，岸上又缺乏天然植物，直接影響沿河野生物種，如水鳥等的生存。據統計，目前河道襯砌后，沿河生物種類減少了70%以上，而水生生物也只相當于原來的50%，加之河道的裁彎取直、橫斷面的幾何規則化，使自然河流系統中河床的異質性不復存在，許多水生生物無法安身，不能形成多種多樣的生境組合。生態護坡的透水性有利于維持河道水體的原有流速，同時也為各種生物的生長、昆蟲和鳥類的棲息、魚類的繁殖提供了有利的水邊環境，保護了河道系統的生物多樣性。

4）恢復護坡的綠色景觀。過去沒有綠色的傳統護坡，使河道失去了原有的生機。而增加了綠色的生態護坡，恢復了護坡的綠色景觀，滿足了現代人回歸自然的追求。生態型護坡是在傳統型護坡基礎上的改進，不單純局限于新型環保材料或技術的應用，同樣重視發掘傳統人工材料和技術的生態功能以及改進傳統的護坡方法，在設計和施工中更多地顧及環境和生物的需求。因此，生態型護坡既源于傳統型護坡，又有別于傳統型護坡，是護坡工程發展的嶄新階段。

3.2.4 人工濕地技術

人工濕地技術，是一種新型的污水處理凈化技術。按污水在人工濕地中流動的方式，一般可將人工濕地可分為3種類型：表面流濕地、潛流濕地和垂直流濕地。

人工濕地是人為建設的生態系統，具有獨特的污染物凈化機制，具有基礎投資少，運行管理費用低，出水水質高，處理效果好等優點，在湖泊點源和面源污染控制方面具有良好的應用前景。