流域水環境污染生態修復技術研究

范玉冰

（桂林理工大學，廣西壯族自治區 桂林 541006）

城市化和工業化促進了人們日常生活水平的穩步提高，但也對周圍的自然環境產生了嚴重影響，引發各種環境污染問題，甚至危害人民生命健康。以往的環境治理雖然取得了顯著成效，但治理效果與預期仍有較大差距，因此我們必須更加重視環境修復的方式，積極履行環境保護的職責，做好流域治理中的水環境保護工作，以更好地維護生態平衡，促進生態與經濟和諧發展。

1 水環境保護的重要性

流域管理是水環境保護的重要基礎，優化流域管理既能充分保護流域的生態安全，還能在一定程度上解決農業灌溉、防洪抗旱等諸多問題。現階段，我國大部分城市中的河流水污染問題相對嚴重，對我國經濟發展造成巨大影響。水環境受到污染，使得水質變差，甚至出現發黑、發臭現象，難以保障居民生活用水。如受到工業廢水污染的水體，因化學物質含量嚴重超標，不能作為農業灌溉用水使用[1]。不僅如此，水體污染還會讓相關流域出現堵塞情況，影響交通航運，進而給社會經濟發展帶來一定損失。對此，我們應采取有效措施對流域污染進行充分治理，以改善水環境。

2 流域水環境污染生態修復技術分析

2.1 微生物處理技術

微生物處理技術是通過向受污染水體中投放微生物來減少水體中有機污染物含量、減弱或消除水體富營養化的生態修復技術。該技術應用廣泛，涉及好氧處理、厭氧處理、好氧與厭氧混合處理等工藝。使用微生物處理技術治理受污染水體，一方面能夠降解水體中的有機污染物，減少泥沙沉積，另一方面還可以增強水體的納污能力與自凈能力，進一步保證水生態系統的穩定性。相關人員在治理水體污染時，合理使用微生物處理技術，需要按照不同水體的受污染程度與實際范圍確定所使用的微生物種類與數量。對受污染相對嚴重的區域可以采用生物強化工藝，如借助掛膜填料與人工水草等對局部嚴重的污染點與極易受到突發外源污染的流域予以強化凈化處理，以充分保證水域生態系統本身的穩定性，提高流域的納污能力。

2.2 人工增氧技術

最常用的人工增氧技術是人工曝氣增氧技術，即使用安裝在河道中的曝氣設備將空氣或氧氣引入河道，以此增加水中的溶解氧含量。受到嚴重污染的水體，其耗氧速率遠遠高于水體的自然復氧速率，使水體中溶解氧含量明顯降低，且好氧生物量減少，降低水體的自凈能力，進而破壞水生態系統。

曝氣產生的氣泡比表面積大，有大量的自由基，能幫助增強水體的氧化降解能力。此技術可以幫助恢復和增強水體內好氧降解有機物的微生物活力，加快有機物的降解速度。此技術常用于治理黑臭水體，向底泥中曝氣通氧能減緩底泥釋放磷的速度，從而消除水體黑臭，改善河道水質。

2.3 水體自凈化技術

水體自凈技術的應用主要體現在該技術可以強化流域水環境的自然功能，技術的核心是生物控制方法，如種植沉水植物、浮葉、挺水植物等。流域內水生植物增多，水體內通過植物光合作用產生的氧氣量也會增多，可以有效改善流域的生態環境。工作人員可以將大量水下草皮放置在流域的淺水區域內，在深水區域內建設水下森林，確保流域能夠呈現出最佳的美化效果。水體自凈化技術的優勢主要體現在五個方面，（1）沉水植物通過根系直接吸收底泥中的污染物，有效控制流域底泥中氮、磷等元素的擴散；（2）有效提升流域水體硝化和反硝化的速度，減少水體氮、磷元素含量，避免或減弱水體富營養化；（3）增加水面懸浮物質的沉降率，控制流域底部物質的懸浮；（4）增強光合作用的影響，增加水中的溶解氧含量，加快水體中重金屬雜物與營養物質的沉積速度；（5）促進化學反應的形成，例如沉水植物在生長發育過程中會產生能夠有效抑制藻類生長的酚類化合物，維護流域的生態平衡。

2.4 原位及異位修復技術

水底污泥等多種內源污染物會對流域的水質改善與生態修復造成一定影響，甚至威脅水生態的建設。所謂的原位修復技術主要是指向水中加入有一定化學、物理特性及生物活性的物質，從而降低影響水生植物生長的有害物質濃度，確保水體可以充分滿足水生動植物的生長條件。在完成流域清淤后，工作人員可以通過水質改良劑降低河流中有害物質的含量，改善水生動植物的生存環境，提高其生存率，同時改善流域的生態結構，進一步提高水生態系統的穩定性。而異位修復技術主要是通過泵吸式、絞吸式及排干清淤等多種水下清淤技術，從水體中移除污染物并加以處理，從根本上去除底泥對水體造成的污染。

2.5 投放復合微生物菌劑

相關人員在進行流域環境污染整治工作時，還可采用投放復合微生物菌劑的方法進行處理。復合微生物菌劑是結合有關地區的客觀條件設計研制的一類生物工業試劑，由多種不同類型和功能的微生物組成，包括光合微生物、放線菌等。這些細菌在水體內生長，可以在較短時間內產生具有特定優勢的生物菌種集群，而這些群落的生長繁殖速率也相對較高，可以有效分解和同化下游水體環境中的多種營養類物質，有效抑制水體中的COD和BOD5含量。此外，復合微生物菌劑的投資成本相對較低，對下游水體生態的凈化作用卻十分明顯。

2.6 水環境植物修復技術

2.6.1 挺水植物

挺水植物是一種較為常見的水體修復植物，它可以產生阻力，降低風浪的影響，防止懸浮物沉降。合理利用挺水植物是借助與其共生的生物群落的凈化作用凈化水質，同時挺水植物的根系較為巨大，可以從深層土壤中吸收更多的養分，從而減少底泥中的污染物含量，凈化水質。挺水植物具有良好的抗逆性，生長速度快，產量極高，經濟效益較為明顯，現階段在水體凈污中的應用較為廣泛。相關研究充分表明，將挺水植物（如荷花、蘆葦等）種植在流域沿岸處，能夠起到消減氨氮的作用。氨氮通過蘆葦蕩后，其濃度會明顯降低，值得關注的是，在利用挺水植物進行水體凈化時，應定期對其予以收割，避免這些植物在死亡后大量沉積水底，或漂浮在水面，使水中的溶解氧含量下降，導致水生生物因供氧不足而死亡，并厭氧分解產生具有惡臭氣味的H2S，如此產生惡性循環，會對水體造成二次污染。

2.6.2 沉水植物

沉水植物如金魚藻、馬來眼子菜等能吸收水中的氮、磷等營養物質，減輕或抑制水體富營養化，還能分泌出能夠有效抑制浮游生物的物質。不僅如此，沉水植物的存在可以有效減少水體中的泥沙懸浮物等，凈化水體，提高水體透明度，讓水體保持良好的清澈狀態。除此之外，沉水植物還是判斷水域是否健康的一項重要指標，該類植物能夠凈化水質且四季常青，是現階段水體凈化效果最為顯著的一類植物。研究人員經過相關水質凈化實驗得知，種植適量的沉水植物能夠改善水質，特別是降低水體中的COD和BOD5含量，效果尤為明顯。總之，沉水植物能夠改善水質并助推生態系統的重建。

2.7 清潔生產技術

清潔生產技術作為一種調整替代原材料與能源、優化并完善工藝技術和設備、回收利用廢棄物的手段，在一定程度上能夠減少污染源，實現資源的合理化分配與使用，從而減少污染物的形成與排放。該技術主要分為末端循環、源頭控制及過程減排三種類型，本文認為，在這幾種類型中源頭控制至關重要，如果從根源上控制污染物，防止污染物排放至湖泊水庫中，就能保證湖泊水庫的修復工作完成1/2。因為控制污染物源頭，可以降低湖泊水庫中的污染物濃度，從而利用過程減排與末端循環，回收利用湖泊水庫中有用的資源。所以利用清潔生產技術，既能更好地改善湖泊水庫的水環境，同時又能創造更多的經濟效益與環境效益。

3 流域水環境污染生態修復的優化策略

3.1 加強城市規劃的科學性及合理性

為了有效改善城市的水環境，管理單位應對城市內流域的具體情況進行全面調查，重點調查流域的相關支流，確定污染嚴重的流域位置和污染源。同時，應嚴格控制流域周圍工業廢水的排放，避免工業廢水未經處理直接排放，這樣能有效減少污水匯入城市河流的可能性[2]。另外，當地政府還應對流域周邊的居民區實施科學合理的環境規劃，特別是對相關區域的設施進行雨污分流，并增設垃圾及廢水回收設施，防止垃圾和廢水進入流域。政府部門還要重點做好城市流域生態環境保護的宣傳工作，增強全民的生態環保意識，從而為后續城市流域生態綜合治理工作的順利實施提供基礎保障。

3.2 進一步完善污水處理體系

3.2.1 推進雨污分流改造

通過分析城市水環境污染的外部因素可知，相關部門應在工程改造中實施雨污科學分流，在條件允許的情況下，可修建大型蓄水水庫，通過泵站抽水排放的方式將雨水儲存在水庫中，凈化之后再排放入流域。

3.2.2 增加綠化面積

調查發現，流域兩岸的綠化植物和流域內的水生植物可以吸收水體中的重金屬元素，減少重金屬對流域生態的影響，進而減少重金屬對居民生命健康的影響，植物對水質的凈化作用不容小覷。調查還發現，在地表種植有植物的區域，降水量小或干旱時幾乎沒有污水流入城市流域，因此相關管理部門要合理增加綠化面積以改善生態環境。

3.2.3 推動污水處理市場化發展

我國目前的污水處理大多由政府負責，從建設、投資到運行都由政府管理，這其中出現的很多矛盾和問題不僅增加了政府的財政負擔，也影響水環境的治理效果，因此污水處理市場化發展是必然趨勢。

3.3 加強水生態保護

城市內部的流域景觀可以起到治理水環境的作用。為了同時滿足凈化污水和提供觀賞價值的需求，相關部門可以建設連續的生態廊道，充分發揮流域的生態和景觀功能；增加城市綠色公園的濕地建設，有效控制和管理污染物的排放，保護湖泊、濕地和河流的生態健康；在農業生產上，要嚴格控制污染源，管理和限制農業廢水的排放，減少農業廢水對地表水環境造成的破壞，使受污染的湖泊、河流和濕地逐步實現生態系統的自我調節功能；在河流湖泊的生態健康受到嚴重破壞時，要實施多樣化的污水處理辦法，結合多種生態修復技術，使污水治理達到理想效果，減少污水對生態環境造成的破壞[3]。

3.4 加強城市水污染綜合整治

（1）有關部門需要制定科學合理的水污染防治規劃，以科學發展觀為指導，對生態環境發展、水污染治理等一系列問題進行深入分析；加強對水資源的管理，全面提高城市的生態效益；科學規劃、綜合利用水資源，加大對水資源的綜合整治力度與統籌管理力度。（2）鼓勵各方提出有效治理城市水體的建議，強化城市流域的綜合整治措施，確保流域治理工作可以順利進行。現階段，我國逐步完善了流域治理的多項基礎工作，同時在供水領域與排水領域中建立導流系統、雨水收集系統與管線，全面促進城市污水、廢水處理工程的大力發展，并對城市污水治理工程的完善提供保障。（3）在對城市生活垃圾進行治理時，有關部門應將之與公園和水庫的治理特點相結合，制定相應的治理措施，促進庫區與周邊地區水環境的長久健康發展。

4 結語

綜上所述，在當今社會，為提高流域管理和水環境保護水平，在開展工作的過程中，管理部門應結合科技發展的相關理念，更準確地開展水利工程建設等相關工作，既能讓水體“活”起來，又能改善流域水環境，進而改善生態系統，在落實好發展原則的同時，為改善用水結構打好基礎。