多方位生態修復技術在河道水環境治理工程中的應用

王 鍵

（中國電建集團城市規劃設計研究院有限公司，廣東 廣州 511466）

現如今，我國綜合實力穩步提升，人們生活水平不斷提高，工業企業生產規模也在持續擴大，但隨之而來的是用水途徑大幅度增加和用水量顯著提高，導致各種生產污廢水造成了嚴重的水環境污染，尤其是河道水環境的污染。因此，相關部門逐步加強對河道水環境治理修復技術的研究，并開始了大范圍的河道水環境治理工程建設。目前，我國的生態修復技術有了一定進展，其中，多方位生態修復技術在河道水環境治理工程中的具體應用，進一步促進了河道水環境治理工作的高效開展[1]。

1 河道水環境治理工程中的生態修復技術

1.1 人工凈化技術

當自然界中的水環境受到污染時，為了有效保障環境的生態平衡就需要通過人工凈化技術對水環境進行處理。該技術的主要作用原理是通過降低水體中的污染物，以此達到恢復水環境生態平衡的目標。而人工凈化技術在實際應用中，主要是以氣相和液相作為介質，再通過高壓汽水混合技術形成大量的微米級氧化泡，然后再利用這些氧化泡來有效降低水環境中氮磷元素的總體含量，從而使水體內的重金屬污染物得到有效控制。同時，利用人工凈化技術還能有效降低藻類生物在水體中的生長速度，并通過對水體中的膠類污染物進行有效降解，會使水環境的生態平衡得到有效恢復[2]。此外，人工凈化技術所產生的微米級或亞微米級的氧化泡還能夠對藻類進行有效消除，從而使水環境的生態平衡以及水體顏色得到有效恢復。而且，因為氧化泡具有攜帶電荷的能力，所以，這些電荷能有效地吸附污染物，在使得河道顏色得到恢復的同時，還能有效控制河道水體的黑臭現象。

1.2 植物修復技術

植物修復是修復河道水環境的重要技術之一，是通過在河道內栽培植物來恢復河道水環境的生態平衡，通常這些植物能良好實現植物的轉換和提取以及根系過濾的相關功能。該技術的具體作用是通過植物自身的新陳代謝能力，對水環境中所存在的各類污染物進行吸收分解或合成與轉化，并使這些污染物能夠成為植物的砌體結構或生存依賴物質，從而最終實現恢復水體生態平衡的目標。例如，若在水體中檢測出含有三硝基甲苯的物質，就可以通過在水中種植特殊的植物實現對三硝基甲苯物質的吸收轉化[3]。但當水體中污染物的濃度超過了植物所能承擔的吸收轉化能力時，植物的修復能力便會出現明顯的下降趨勢，此時可通過補種植物或引用其他新品種的植物，繼續實現對三硝基甲苯物質的吸收，從而使水體恢復生態平衡。

隨著生物基因技術的快速發展，具備較強耐受性的植物在通過基因技術轉化后，其進化能力得到進一步加強，可進一步促進植物在水體中恢復生態平衡的作用。而植物的根系過濾作用則是通過植物的羽狀根系來對水體中所存在的污染物進行吸收，然后將水體中的沉淀污染物進行有效消除。在實際應用中，通過過濾能有效對水體中所含有的各類金屬物質以及有機物進行有效清理，從而使植物的水體治理能力得到有效發揮。但考慮到在過濾時需要水體具備一定的流動性，所以在具體的應用過程中，所選擇的植物類型通常是水生或半水的生植物，是利用這些植物來達到良好的凈化效果。而通過植物萃取技術也能夠使植物的根系用于吸收水中所含有的各類污染物，在實際應用中，通過根系的作用可以將污染物從水體中有效地轉移到植物的地上部分，從而良好實現了污染物的吸收轉移，然后再通過對地上的植物進行去除，就可以完成污染物的清除過程。需要注意的是，通過植物萃取原理，能將水體中的重金屬污染物有效去除，但采用該技術時，對于植物的要求比其他類型的植物修復技術更加嚴格，其選擇的植物類型需要具備較強的耐受力等特點，同時，還需要該植物具備較快的生長速度和抗病蟲害能力。

1.3 動物修復技術

除植物修復之外，還可以采用動物修復的方法來對污染水體進行生態修復。例如。可通過在水中投入以食用浮游植物以及水草的魚類，除此之外，還可以投入一些食用浮游動物的魚類，通過將這些魚類進行有效組合使用，還能夠對河道中的各種藻類進行有效清除。例如，在對某河道水質治理的過程中，通過在河道中投放水生動植物，不僅能有效改善河道的污染水平，還能夠使河道具備美觀性，這樣就會使生態環境的治理角度和手段更加豐富[4]。

2 多方位生態修復技術在河道水環境治理工程中的應用案例分析

以某城市主干河流開展水體治理為案例進行分析，該河流總長度2 Km，河底高程約為7.2～19.3 m，河床寬度為23～26 m。導致該河道出現污染的主要原因是，在市政施工中，錯接了污水管，導致生活污水排入了河流中，致使該河流中此河段出現了嚴重的水體污染。在針對該污染段進行監測時，顯示出該河段的三項重要指標TP，CODMn，NH3-N均超出了《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002），致使該河段的水質評級被定為V類水質，因此，為了改善該河流的水質就需要對河流進行水體污染治理。通過對該河段的污染情況以及周邊環境的相關調查，在制定的多種修復方案的過程中，最終選擇了多方位生態修復技術對該河流展開水體污染治理。

2.1 外源污染攔截

當前，造成城市河流水體出現污染的主要原因是外源污染，特別是在城市化進程中，由于老城區的雨水污水缺乏相應的分流系統，或由此導致的漏接錯接問題，使得雨水和污水混合后進入了河道水體中，從而引發了嚴重的生態污染[5]。通過對該案例的河道進行調查發現，有超過8處排水口屬于雨水污水混合排水口，這些排水口附近的水質都出現了嚴重超標的問題。因此，在應用多方位生態修復技術的過程中，是通過在雨水污水混合排水口的附近設置液位控制拍門，將非汛期狀態下的污水排放進行了有效控制，但這種方法在汛期卻無法有效控制雨水污水混流進入河道。為此，在符合防洪安全的前提下，通過在污水排放量較高的兩處排水口設置相應的生態支流進化區，以此對排放的污水進行預處理。而生態滯留凈化區域是在攔水圍隔的基礎上形成攔截導流區，且通過在凈化區內建設安裝碳纖維生物繩，并將生物繩進行有效排列使其形成一定的框架結構，從而使排放的污水能夠與生物繩上的生物膜產生接觸，以此實現凈化功能，同時，通過凈化區底部存在的納米曝氣裝置，也使得污水排放區形成了接觸性的氧化環境。

還可以通過在該區域增加生態補償即種植水生植物，且利用水生植物的根系來對水體中的氮磷物質進行吸收，這樣，就使得該排放口形成了以爆氣、植物根系和生物膜為主的三種污水處理凈化裝置的區域，而通過該區域的污水在經過一定程度的凈化后再進入河道。通過采用這種方法進行污水凈化后，再對三項主要的水質指標進行檢測發現，每一項水質的污染指標都有了較大幅度地降低，相比凈化前的污染狀態，三項數值的對應指標CODMn降低了47%，NH3-N降低了50%，TP數值降低了36%，這說明通過多方位生態修復技術實現了較好的水體凈化效果，有效恢復了河道內的生態平衡。

除了多方位生態修復技術之外，還可以通過在河邊沿岸種植綠色生態植物，如浮葉植物和挺水植物所組成的水陸交錯帶，也能夠對河岸的雨水徑流進行一定的凈化功能，這也使岸上河邊以及陸地形成了一個完整的生態系統，從而有效促進了河流水體的自我凈化能力。

2.2 內源底質改良

通過針對多項河流水體污染治理的案例得出如下結論，當河流中的外源污染得到有效控制后，河流中的內源污染仍然會對河流水體產生持續的影響。而在某些河流治理過程中，可通過機械設備對河流進行清污，以降低河流內的淤泥數量來控制污染水平。但考慮到對污泥的處理運輸也需要較高的成本，所以，多方位原位生態修復技術仍然是修復效果較好，經濟性較強的修復技術。在該技術的實際應用過程中，是通過將微生物治理以及物理治理相結合的方法，對河道內的淤泥進行原位微生物修復，通過在河中投放具備較強降解能力的營養物質以及微生物，從而使河道內污泥中的污染物數量得到有效地降低，同時，有效控制淤泥中的毒性或遷移性[6]。針對于上述案例河流中污泥污染的情況以及淤泥的厚度，非常適合選擇原位微生物治理方法，可以通過加入改良劑使河道內淤泥中的微生物發生變化，通過生物菌來對河道中的水體進行修復，同時，也可以對污泥進行物理化改善，從而最終實現河道污泥的有效凈化。

2.3 水生態修復為主

水生態修復技術主要是恢復水體的生態，這也是多方位原位生態修復技術的核心內容，是將河道內污染物的穩定狀態進行轉換，并通過生物或微生物對污染物進行降解合成等相關消除方式，來解決河道湖泊等水體中存在的污染問題。在實際應用中，通過對多方位原位生態修復技術進行總結，發現該技術主要包含5種系統，分別是魚類系統，微生物系統，沉水植物系統，浮游動物系統以及底吸動物系統，這些系統能夠使水體生態物種實現循環，最終通過互相之間的作用來有效改善水體中的生態系統。依據上述案例中治理河流的各項參數檢測情況，包括河道寬度，河底高程以及水源深度等多種因素進行考量，以此對該河道內的水生植物種植進行科學設置，從而使得水生物能夠獲得最好的生長環境。

該河道中的某段長度約為1.5 Km，水深約為1.6 m，通過在該區域建立原位生態修復區，即種植沉水植物對該段的水體進行污染治理。而另一段河道的水深較深，最深處達到了3 m，因會受到光照因素的影響，所以，該區域不適合種植沉水植物，但可以選擇黑棗或鹽紫菜等植物進行種植，而在完成相關植物的種植后，便可以在治理的水體中投入微生物，使其與種植的植物進行有效的接觸，從而最終實現了微生物與沉水植物相結合對水體進行治理的作用。除此之外，還可以通過在水體中投入各種魚類和浮游動物，使其與水體中的植物形成良好的生態圈，再通過植物和動物的有效平衡，可以使水體獲得較強的自我修復能力。

3 恢復河道水環境的措施

3.1 打造良好的生態岸線

通常，依照城市河道的分布來建設生態岸線，能有效對城市河道水體的臭水現象進行有效治理。在開展河道治理的過程中，特別是在河道護岸施工前，應嚴格依據施工設計圖紙來開展測量工作，還要對各類數據的測量結果進行詳細記錄，以此為后續施工提供相應的數據支持。同時，還需要將測量過程中所設置的測量標志在施工圖紙中進行清晰地反映和標記。此外，具體的施工過程還應當做好復查復核工作，并將復查復核的測量數據與設計施工數據進行對比，在確保沒有誤差后再開展施工。

3.2 采用先進的治理技術

當前，導致城市河道內出現黑臭水的影響因素較為復雜，且不同城市河道內引發的黑臭水問題也有著較大差異。因此，為了有效解決該問題，應對城市的河道水體進行有效治理，而在選擇治理方法時，要先對河道內的污染情況以及污染源進行調查，并在此基礎上再制定相應的水體治理方案。同時，通過對城市河道的污染程度進行判斷，可建立相應的污水回收以及節流措施，并通過對河道水體的有效治理來降低出現黑臭水的概率。此外，還要對河道污水的排污管道進行有效改造，以此提升城市污水排放的控制手段，這樣既可以使污水排放得到有效控制，還可以為實現綠色城市的目標提供全面的污水處理解決方案。

3.3 運用科學的生態修復技術

在完成污水處理之后，還需要通過生態修復技術對水體中的生態平衡進行有效恢復，以此使河道中的水環境得到一定程度的調節。在水體修復過程中，所選擇的生態修復技術通常是采用植物調節的方法，以此對水環境中的微生物進行有效控制。需要注意的是，在開展生態修復之前，首先要完成河道黑臭水治理的目標，這樣才能有效保證河道內污染物的平衡狀態處于合格水平。

3.4 增加政府職能，強化部門協調

水資源是城市發展的重要資源，為了能夠保證水資源的安全使用，需要政府部門利用監督管理職能強化對城市水資源的保護和利用。同時，為了避免城市河道出現黑臭水，也需要政府部門的相關機構進行充分的合作和協調，并通過各自的管理監督范圍來有效落實黑臭水的治理政策，還要通過積極引入社會資本使水污染治理能夠獲得基礎資金支持，這對于黑臭水的治理具有長期的保障作用。此外，河長制的實行也使得城市水體治理獲得了政策上的支持和保障，并實現了良好的責任人制度，因此，在實際工作中，要依托河長制的良好政策對河道生態環境實施長效保護機制，以降低河道受到外部因素的影響。

4 結語

綜上所述，本文首先針對人工凈化、植被修復、以及動物修復的三項河道水環境治理工程中的生態修復技術進行了比較全面細致地分析論述；然后以實際工程案例為參考，探討了多方位生態修復技術在河道水環境治理工程中的具體應用；最后提出了關于恢復河道水環境的幾點建議，希望能與同業人士相互交流討論，從而為保護生態環境奠定良好基礎。