生態修復方法在河道水環境治理中的應用

北京建筑大學 陳思旭

河流治理的有效性不僅關系到人們的生活質量，也關系到生態環境的可持續發展。生活污水、工業廢水、農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，難以保證生態平衡。針對上述問題，可以在水環境中實施多學科的生態修復技術，在實踐中取得更好的效果。

一、多方位生態修復技術

（一）外源污染控制

首先，原位自動沉淀膜過濾系統主要通過低壓過濾膜處理雨水，去除徑流中的污染物。系統選用的濾膜是可折疊的，并放置相應的儲水箱，在連續下雨時自動清洗濾芯，減少降水損壞，延長濾芯使用壽命。同時，將在河流末端安裝相關的雨水管網，在河流污染物含量高的情況下，過濾后的水將排入管網，以減少直接來自河流水庫的污染。其次，生態蓄水系統通常會通過將河道引導至在大雨期間無法及時進入的水庫來提高河道保留污染的能力。該系統旨在整合水面、圍墾、土地，通過植物間隙進行物質交換和傳輸，增加水中溶氧量，改善水質。

（二）內源污染控制

外來污染物是影響河流水質的二次污染物，由于其長期存在，淤泥形成增多，下層淤泥難以控制，在一定條件下發生化學反應，進入二次水源，造成二次污染。清理河流污泥的常用措施包括污泥的機械剝離和生物降解。這種方法清洗去除效率較快，其中機械深度剝離成本高，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

河流水環境受外界污染物影響，生態系統失衡，為降低實際污染的實際濃度，必須積極選擇有效的治理措施，恢復生態系統平衡。人工處理是提高河流抗污染能力的重要手段，目前應用的是一種更為先進的超微凈化水處理方法，降低磷的含量。成為提高水庫清潔度和凈化水環境的最佳技術。超微水處理技術可降低池內污染程度，氧化氣泡可快速去除河藻污染，恢復正常色澤；微米級氣泡本身帶有正電荷，利用正負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境管理中發揮著重要作用，在實際使用中取得了較好的效果。這種方法可以創造一個良好的生態鏈，主要通過水生植物和動物，從而達到降解和傳輸污染物、吸收和利用現有物質、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，前兩者主要負責河流維護和水質維護，沉水植物是恢復水體生物生態功能的關鍵因素，而河流的水環境和生態系統是穩定的，是緊密相連的。水生動物主要包括浮游類群、魚類和低等動物，其中魚類促進物種多樣性；成群的低壽命動物，主要是動植物遺骸，分解成水庫，如綠蝦和海螺；浮游動物可以吞食河流綠藻，在短時間內保持水庫清潔，恢復水環境的生態功能。

二、多方位生態修復技術在河道水環境治理工程中的應用

（一）對外源污染進行修復

如果河流中污染物較多，應過濾水，防止排水不當造成水污染。此外，水環境的修復需要使用多學科的生態修復技術，仔細分析水庫中各元素的含量和河管的截留污染能力。此外，在河床外建立生態斜坡，防止廢物進入河床。通過保護河道，利用河道排放的植物和氣體進行對流，增加水體的氧化能力，從而改善水質。生態邊坡保護是符合綠色發展理念的保護措施，生態邊坡保護形式對于水保護工程的實施具有重要意義，也是未來水保護工程的發展方向。為了防止外部污染進入河流，需要在河外建立有效的護坡，并利用環保技術控制外部污染物。沿海坡地種植用于加強植物發達根系的護坡，以保護其免受洪水、泥漿和失水的影響。生態護坡可以保證生態環境的發展，同時滿足水利工程的需要。生態護坡的保護可以中和水流并減弱風和波浪力。生態護坡由于水流條件相對較高，施工初期水徑流沖刷比較容易，起到了護坡的作用。利用生態袋可以防止有節奏的老化。在建設生態護坡設施時，要控制生態袋的間隙，保證生態袋內植物的良好繁殖，保證生態護坡的強度。此外，修復坡面，將坡頂和邊坡排入場地排水系統，防止地表水流入邊坡，保護邊坡不受侵蝕和軟化。在坡頂，在變形坡的最外側設置截流槽，由于坡長過長，已確定多條縱向排水溝與水平槽相連，截斷地表水。斜坡外，一一布置排水溝，防止坡腳被地表水侵蝕。

（二）控制河道內源污染

河床的污染與河床內長期的降水、堆積和淤泥混合在一起，擾亂了河床的水平衡。為了控制河道內部污染，需要對河道內的污泥進行清理，清除河道內堆積的污染物。用機械剝離或解釋生物酶實現對內陸河源污染的控制。機械過濾是一個比較昂貴、耗時、難度較大的過程，適用于清潔小面積的水。面對大規模的內控，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，及時處理內部污染。生物酶降解法適用于面積大但污染不嚴重的河流，在處理內源性污染時，生物酶增加河流的水循環，提高微生物活性，有效保護河流的環境特性。

（三）人工凈化技術

在河流水環境因污染物而受到破壞的情況下，通過開發人工處理技術，可以有效維持水環境的生態平衡。人工處理技術通過降低污染物濃度來恢復水環境的生態平衡。人工凈化技術的基本原理是利用高壓氣水混合技術，在氣液相界面產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，維持水環境平衡。環境治理的理念是通過處理技術恢復環境的生態平衡，水處理技術的使用是改善河流內部平衡的重要措施。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象。

（四）植物修復

通過種植特殊植物改善河流水環境。有三種具體用途：植物轉化、根部過濾和植物提取物。代謝是通過植物機體的代謝功能，對水生污染物進行吸收、分解、整合、轉化，最終形成植物機體結構或生命所必需的物質的過程。關于水環境治理。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、還原和轉化。如果水生環境中的污染物濃度高于抗性植物，則植物釋放量會減少，此時需要新品種對這些植物進行回收和重新種植，或確保它們對水污染的再生能力。隨著生物遺傳技術的發展，特殊抗病植物的性能可以在遺傳技術的優化范圍內得到提高，在水環境管理方面具有很大的發展潛力。根部過濾器是由具有羽狀根的植物強力吸附河水中的污染物，從而達到濃縮沉積水中污染物的目的。該技術非常適用于一些含有有機物、重金屬和放射性污染物的河水環境，具有良好的凈化效果。由于植物根系過濾器需要一定量的流體通過水生環境，因此根部提取法更適用于淺水湖泊、濕地和河流水生環境。利用根部過濾原理凈化水生環境的植物，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境將水生污染物吸收到體內，根據植物的功能，將這些污染物轉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境，對植物的要求比較嚴格，所用植物必須抗污染、強吸收、強積累、生長快、抗病蟲害。目前植物提取技術的研究主要集中在超富集植物的檢測上，在實際研究和應用中需要兼顧兩方面，一方面選擇強富集植物有很多選擇。另一方面，在受污染的水生環境中使用的濃縮器具有更好的生長適應性和更高的生長速度。以上兩者都是使用植物提取技術有效性的關鍵。

（五）動物修復

在一些水生動物的幫助下，如食草動物和浮游植物魚類，河流的水生環境得到清潔和維護。例如，一些常見的魚類以浮游植物、浮游動物、水蚤、藻類等魚類為食，可有效殺滅水生浮游植物或藻類。一些海底動物能夠清理河水，因為它們可以清除河流水生環境中的廢物。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植物的養殖，改善水質，增加觀賞價值，享受綜合生態效益。

三、恢復河道水環境的措施

（一）打造良好的生態岸線

通過建設良好的城市生態海岸線，可以合理地對待城市的黑臭水。在河流工程建設導流設施之前，業主和監理需要更加貼近項目控制點，將具體的建筑設計要求與標準測量和各種測量數據結合起來。必須準確記錄和提供項目建設所需的信息；測量標志應標在施工圖上并均勻編號。施工期間需要定期檢查，施工期間僅驗證測量數據。河床施工過程中，需要收集與工程有關的測量數據，核對施工方提交的堆料位置、水準基準點，并在進行測量前核對測量數據；設置若干永久性監測點、定居點和疏散觀察點，用于施工、測量和定期檢查。此外，還需要高程測量和場地估算。

（二）人工濕地技術

優良的水質可改善河道生態功能，而且構建優美的市環境景觀，當前受各類因素影響，河道自身凈化能力薄弱。人工濕地技術聯合應用垂直流濕地、淹沒濕地等技術，將其表面及過濾基質凈化，并由濕地底部收集導入下一高度濕地，以此循序漸進實現水體凈化。人工濕地數量，需根據河道實際長度布設，一般在上、中、下均設置一個即可。

（三）生態護坡及清淤

河道治理進程中，需積極加強護坡建設，通過各類技術構建多種類型的護坡，從而保護河道水源。同時，清淤處理成效與河道內生態系統均衡密切相關，需積極加強清淤工作，借助相關機械手段確保清淤更徹底。

四、結論

由于河水污染不僅威脅生態系統的平衡，還會降低居民的生活質量，影響人居環境，因此有必要在河水處理中積極引入多方面的生態修復技術，并采用合適的處理技術。根據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，維護水系生態環境，使人類和環境得以生存和諧。