河流污染治理與生態恢復技術研究進展

李云飛

摘 要：河流與人類社會和生活有緊密的聯系，為人類提供寶貴的自然資源。從世界范圍來看，城市化給河流健康帶來了大量負擔。在人口密集的城市，河流污染問題更為突出、嚴重，最關鍵的影響因素是流域內的人口數量和社會發展水平。我國自改革開放以來，雖然經濟快速發展，但環保基礎設施投資的欠賬較多，河流污染形勢嚴峻。基于此，本文主要對河流污染治理與生態恢復技術進行分析探討。

關鍵詞：河流污染治理；生態恢復技術

1、前言

河流是水循環中重要的一環，河流系統是自然界最重要的生態系統之一。人類不僅依傍河流而生，而且利用和開發河流，謀求社會經濟的發展。水體污染、斷流與生態破壞是我國河流面臨的主要環境問題。隨著經濟快速發展、城市擴張和人民生活水平的提高，水資源的需求量也越來越大，對河流的水質要求也越來越高，因此河流污染治理和生態恢復迫在眉睫。

2、河流治理與修復簡介

河流源頭治理包括雨水徑流污染控制、農業面源污染控制、點源污染控制（如納管截污、提高污水排放標準）、尾水深度凈化等技術與管理模式，目前國內外對此已有較多的總結。首選的源頭治理其主要對象主要是點源、面源或者內源的治理。美國依據每日最大排放量規范開展污染源識別與排放源控制。當污染點源達到BPT（BestPracticalTechnology）或BAT（BestAvailableTechnology）的排放許可證要求后，如果河流水質依然無法達標，那么將依據TMDL規范和基于受納水體水質達標的排放限值（WQBEL）發放排污許可證，繼續進行點源面源污染負荷削減任務的分解，并將各種措施和計劃認真執行，才能讓受納水體最終達標。

以美國加州的Malibu河為例，其營養鹽TMDL的嚴格要求致使排水單位需將出水經過RO處理，方能滿足TMDL對硝酸鹽控制的需求。因此，我國可借鑒TMDL體系，按照一河一策的原則，從實際情況出發，有望實現達到治理目標前提下整體資源投入的最小化。末端治理屬于被動的應對措施，因為污染物排放至水體環境后，呈現濃度低、水量大、施工難度大等特點，經濟上并非最佳方案。但在河流流域內人口、產業等因素在短期內難以做出重大調整，面源污染難以有效控制的背景下，可通過強化河流的自凈能力或者人工強化河流中水污染物的去除能力來改善河流水質。人工強化的在線、離線的河流治理模式是目前研究人員和工程人員關注的主要手段，在我國現階段具有較高的實用價值和可操作性。河流末端水質改善技術在跨境、跨界斷面具有更為迫切的需求。

3、河流生態修復理論

河流生態修復技術的主要理論基礎是20世紀50年代德國創立的“近自然河道治理工程學”，工程設計理念中吸收生態學的原理和知識，改變傳統的工程設計理念和技術方法，使河流的整治要符合植物化和生命化的原理。在修復目標上，強調河流自然的健康狀態；在修復方法上，強調人為控制和河流的自我設計相結合。河流生態恢復應遵循的原則：

3.1以生態學原理為指導

按照河流自身結構特點及健康運轉需求，對河流生態系統的原有結構和功能進行恢復和保護，創造自然、協調的人類生存環境。

3.2因地制宜

河流的地理位置、水文氣候自然條件有較大差異，河流的污染原因和人類活動的影響也不盡相同，不同地區社會經濟發展水平差別也有較大。因此，河流生態修復必須堅持因地制宜的原則，根據本地區和本流域的具體情況和特點，制定合乎流域自然地理條件、適應流域經濟發展需要、符合當地經濟承受能力的修復方案和措施。

3.3景觀異質性原則

選擇合適的尺度，合理配置景觀格局，提高景觀空間異質性，有利于增強生物多樣性，有利于生態修復。

3.4親水性原則

按照景觀生態學原理，增加景觀異質性，保留原河道的自然線形，運用植物以及其他自然材料構造河流景觀，增強河流親水性，為人類提供生息休養的空間，帶給人們美好的享受。

3.5工程措施和非工程措施并舉

河流生態修復在注重工程措施的同時，如果能加強管理，充分利用宣傳教育、法律法規、經濟杠桿等非工程措施的積極作用，往往達到事半功倍，標本兼治的效果。

3.6系統規劃和綜合治理

河流生態修復是一個復雜的工程，周期長、風險大、投資高，要從流域系統出發進行整體分析，兼顧自然環境和社會發展等各個方面，將河流修復與防洪、城市用水等結合起來，優化整治，突出整體利益。

4、河流生態恢復的主要技術

4.1微生物強化方法

微生物強化方法又稱投菌法，主要是利用微生物的降解作用降解水體中的污染物，當水體污染嚴重而又缺乏有效微生物作用時，投加微生物可以促進有機污染物降解。

4.2植物凈化方法

植物凈化方法的核心是將植物種植到水面上，利用植物的生長從污染水體中吸收大量污染物（主要是氮、磷等營養元素），從而凈化水體。

4.3生物過濾方法

生物過濾方法又稱滲流生物膜技術，是指利用河流中的水生植物、沙石和沉積物表面生長的生物膜降解凈化河流有機污染物，其生物膜主要由藻類、細菌、原生動物等組成，稱為周叢生物。可以用卵石等作填料在河灘或者河岸構筑滲流生物膜凈化床，強化去除有機污染物的作用。滲流生物膜凈化床因填料材料和粒徑的不同，除了生物降解有機物外，還可能產生物理吸附、沉降、過濾等作用，去除懸浮物和氮、磷、重金屬等。

4.4除藻技術

除藻技術主要有利用病毒控制藻類生長的技術、利用有益微生物去除絲狀藍綠藻技術和超聲波藍綠藻去除技術：

（1）利用病毒控制藻類生長的技術。目前已有專家分離出侵噬藍藻的病毒（稱為藍藻噬菌體），實驗證明，藍藻接種該病毒后，藻體數量明顯降低，藻類生長受到抑制。

（2）利用有益微生物去除絲狀藍綠藻技術，是利用生物過濾器內填充的大量有益微生物去除藻類，當污水流經該過濾器時有益微生物能捕食和分解絲狀藍綠藻，從而可達到凈化水質的目的。

（3）超聲波藍綠藻去除技術，是指利用超聲波輻射破壞藻類液胞，從而使它們沉入湖底，進而被細菌分解。

4.5自然型河流構建技術

構建自然型河流，是指通過河流生態系統的修復，恢復提高河流的自凈能力。自然型河流構建技術主要包括生物和物理兩部分：

（1）生物部分。自然型河流構建技術中應用的生物主要是水生植物和動物。利用水生植物凈化河水的原理是利用水生植物吸收水中的氮、磷，有些水生植物如鳳眼蓮、滿江紅等能較高濃度地富集重金屬離子，蘆葦則能抑制藻類生長。此外，水生植物還能通過減緩水流流速促進顆粒物的沉降。利用植物凈化水體與自然條件下植物發揮凈化河水的作用有不同之處：首先大部分水生植物在冬季枯萎死亡，凈化能力會下降；其次植物收獲后有處理處置的問題，若處置不當，會造成二次污染。

（2）物理部分。包括自然型河道物理結構和生態護岸物理結構。自然型河道物理結構建設的思路是還河流以空間，構造復雜多變的河床、河灘結構；富于變化的河流物理環境有利于形成復雜的河流動植物群落，保持河流水生生物多樣性。目前，生態護岸常采用蛇籠護岸、土工材料固土種植基、植被型生態混凝土等幾種結構，它們共同的特點是采用有較高結構強度的材料進行護堤或護岸。這些材料通常做成網狀或者格柵狀，其間填充有可供植物生長的介質，利用材料和植物根系的共同作用固化河堤或者河岸的泥土。生態護岸在達到一定強度河岸防護的基礎上，有利于實現河水與河岸的物質交換，有助于形成完整的河流生態系統，削減河流面源污染。

5、結語

改善河道水環境，解決河道污染問題，除了進行污染源控制，水生態修復技術是達到水質改善和恢復水體原有功能的一個非常主要的手段。通過水生態修復，提供適合水生物生存的空間，建立和保護完整的水生態系統，以實現恢復和提高水體自身的凈化能力，建設生態河道是城市河流治理發展的必然趨勢。

參考文獻

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[2]楊柳.任珺.陶玲.羅青龍.河流生態治理技術的研究現狀[J].能源與環境，2009（02）61～62.

（作者單位：新疆華峰環保工程有限公司）