生態修復治理技術在水環境保護工程中的應用分析

武春霞，冀 輝

（淄博市淄川區水資源服務中心，山東 淄博 255000）

我國的社會經濟正處于快速增長階段，工業產業對水資源的需求正在不斷飆升，水資源在此過程中也受到了范圍更廣、程度更深的污染，給水資源生態環境治理工作增加了難度。河道水生態環境的治理情況與群眾的生活息息相關，能夠對人們的身體健康造成直接影響，因此，河道水污染治理工作應被視為重要的民生工程得到充分的關注與監督。在河道水污染治理工作中合理應用生態修復技術能夠有效提升治理成效，使河流水質狀況得到更好的保障，所以相關部門應對河道水環境治理的生態修復技術給予足夠重視，確保其應用效果[1]。

1 生態修復技術的概念

城市水污染治理工作主要通過對污染水體的修復來達到治理目標，水體修復技術分為物理方法、化學方法及生物方法等。其中物理修復通過底部清淤、人工曝氧、引水稀釋等方式體現修復作用；而化學修復則通過加入氧化劑、脫硝劑和除藻劑等化學添加劑來實現修復目的；生物修復法則是通過引進動植物生態系統來分解、吸收污染物以實現水體修復。單一的水體修復技術一般都不能獲得較好的修復成效，必須在生態工程原理的基礎上結合生態修復技術的優勢，輔助水體修復手段，才能在河道水環境污染治理工作中取得良好成效。生態修復技術結合了生態學技術特點，并通過生物代謝及理化技術和工程措施的相互作用聯合形成生態系統的內部調節體系，從而有效改善生態退化狀況，形成強大的自凈化功能，最終修復并優化改善河道水環境生態系統。在開展城市水環境研究與應用的過程中，相關試驗成果與科學論證多出自于城市內河的河道生態修復及水質改善和水體建設等方面[2]。

2 水生態環境現狀解析

2.1 水環境污染嚴重

水循環系統是保持水生態環境平衡的關鍵保障，其通過能源的交換更新來實現水體的清潔。但是結合現階段城市的工業發展狀況，大部分河道的水域污染程度非常深，依靠水生生態系統很難實現水體修復要求，導致水環境出現富營養化現象等常見問題。例如在我國的長江流域水系，多數區域的水體功能已經受到不同程度的損壞，水生生物及浮游生物的生存環境已經受到了嚴重威脅，食物鏈的異常導致長江流域的水生生物多樣性及水生生態環境遭到了破環，并嚴重影響了當地社會經濟的穩定發展和人民生活環境的健康安全。

2.2 水生生物多樣性減少

水生植物是水體環境的重要組成部分，在日趨加深的水體環境污染態勢下，水體內的水生生物生存繁殖平衡遭到了嚴重破壞，導致水體環境的生物多樣性無法維持原有狀態，喪失應有的凈化功能，生態環境的保護需求無法得到有效支持。破壞水體內水生生物的多樣性會造成該區域范圍內的水生動植物出現滅絕的嚴重后果，這對水生生態環境會造成不可逆的影響。

2.3 水生態功能下降

在自然生態環境中，水生態環境是重要的組成部分之一，但在社會經濟的發展進步過程中，河流等水體的蓄水量不斷減少，嚴重影響了水生態環境在自然生態環境中發揮應有作用，長此以往還會造成河流斷流，水體生態環境失衡的嚴重后果。而人們的用水需求得不到滿足，就會將用水需求轉嫁到地下水，以致出現惡性循環，加劇淡水資源供應危機，不利于社會的穩定發展與進步[3]。

3 河道污染因素分析

3.1 外源污染

我國的工農業規模化發展日益成熟，所造成的環境污染問題也不斷加深，尤其是河道水環境污染。城市在進行污水排放和垃圾處理的過程中仍然存在一定漏洞，仍有少部分企業將未經處理或處理效果不達標的污水排放到河道中，導致河道的水生生態環境遭到嚴重的污染與破壞。城市垃圾分類執行效果不佳，目前還存在垃圾管理不善，白色垃圾經雨水沖刷通過排水管道流入河道造成污染等現象，破壞了河道的生態平衡。并且這類污染物溶解性差，給河道的水體環境及水生生物生存造成了巨大威脅。

3.2 內源污染

水生植物及動物會在自我分解過程中發生復雜的化學反應，并釋放出各種有機物對水環境中的土壤造成一定程度的破壞。河道內的微生物非常豐富，給水環境中的藻類物質提供了完美的生存與繁殖環境，而得不到有效控制的藻類植物會過度繁殖，從而將水面隔絕開來，破壞河道水體的水質及透氧性，同時還會加劇河道內部的污染狀況，影響城市的生態環境質量及水生生態環境的穩定發展。

4 生態修復技術在河道水環境修復工程中的應用原則

4.1 自然生態應用原則

在實施生態修復技術進行河道水環境修復工程的過程中，相關人員應對河流生態系統的自我調節能力進行綜合考慮，充分保障河流的自然發展狀態，并且還能最大化利用河流資源的優勢，形成人與自然和諧相處的良好發展環境，通過生態修復技術與水環境自我調節特點的有機結合，形成生態健康、和諧共生的河道水生生態系統修復治理體系。

4.2 可持續性應用原則

可持續性是河道水環境修復工作必須遵循的原則之一，在修復過程中，工作人員應對目標河道進行細致的實地勘察分析工作，使河道水體生態環境的修復方案在經濟性、抗風險性、以及長效性和適用性等方面得到更大程度的滿足。

4.3 景觀和諧性應用原則

在實施河道水環境修復工作的過程中，相關人員還要兼顧考慮河道景觀的宏觀美學，結合河道水污染的實際情況以及生態修復技術的實際要求，盡量保持河道在生態修復、凈化以及治理過程中應有的景觀美感，實現生態修復與景觀美感的和諧應用。

4.4 多方綜合考慮原則

在對河道應用生態修復技術的過程中，相關人員還需要綜合考慮河道流域系統的整體情況，確保在修復過程中的短期利益及長期均衡，有效發揮河道生態效益的應有價值；并且還應對生態修復技術的投入及收益情況做出有效評估，確保河道的水環境生態修復效果以及修復方案滿足城市發展的根本需求[4]。

5 生態修復技術在水環境保護中的應用

5.1 水生動物修復技術

水生動物的食物來源比較豐富，食物種類涵蓋面也較廣，常規的藻類以及有機物等都能成為水生動物的良好食物來源。因此在實施水生生態修復技術的過程中，相關人員可以有效應用水生動物修復技術，對水體中的藻類及有機物進行平衡，通過生態環保的處理方式實現水質提升及水體健康的目標。另外，水生動物的引進還能豐富生態環境的多樣性，改善生態系統的食物鏈，促進水生動植物生態環境的健康發展。為了避免盲目選擇水生動物來進行水環境修復工作，相關人員應對水體環境進行科學地調研與分析，確保用于生態修復的水生動物滿足生態環境修復的要求，杜絕出現由于物種引進而引發過度繁殖問題，危害生態系統的穩定性，為水體生態環境修復質量與效果提供更好的保障。該技術可以很好地清理水體中的有機物和藻類，還能有效改善水生生態系統的穩定性，維持生態系統的正常運行，提高河道水體質量，使其發揮應有的自我凈化功能。

5.2 水生植物修復技術

水生植物生態修復技術主要利用水生植物與水中污染物可以形成微環境的特點來營造共生共存的環境，通過生態系統特有的生存競爭特性對污染物進行有效管控，比如利用水生植物與藻類的生存競爭關系，通過種植水生植物與藻類爭奪生長養分，從而起到抑制藻類生長的作用。水生植物還能吸附、凈化水體中的污染物，從而有效提升水體的凈化效果。人工濕地是現階段水生植物修復技術中的常用類型。

人工濕地的建造需要依托一定的地形條件，通過人造基質填料以及水生植物和微生物來構成相應的生態系統，并發揮出與天然濕地相同的功能。濕地系統的作用機理是通過水生植物有效吸收污水中富余的氮、磷等元素，并利用基質填料來進行吸附過濾以及氧化還原等反應，同時還能發揮微生物對有機物的代謝分解功能，共同實現水生生態環境的修復。人工濕地對生態環境的修復見效非常快，且成本投入較少，建造和管理都非常便捷，性價比優勢非常明顯，但是人工濕地也存在對場地要求高、占地面積大、設計規劃難度大等不可忽視的缺點。人工濕地的主要分類見表1。

表1 人工濕地的主要分類

在濕地行業研究項目中，國外先進技術團隊已經取得了較多成功經驗，從而總結出吸收效果最佳的環境在暴雨季節的結論。國內的研究方向主要以構建人工濕地系統及如何更好管理保養方面，同時在人工濕地植物多樣性研究以及基質壽命優化和生態修復相關技術上也有所涉獵。

5.3 生物膜法處理技術

生物膜法處理技術主要通過天然材料體現微生物的吸附作用，從而實現對水生態環境的保護，天然材料在融合性及環保性上具有十分明顯的優勢，并且在降低污染物含量以及發揮水體生態環境的修復作用方面也有不俗表現。該技術的優勢在于通過對污染物的降解處理來實現修復，能夠較好地保證處理速度并且不會對水生態環境造成太大的負荷和承載壓力，具有更高的處理效率及更高的性價比。另外，生物膜處理技術的后期管理維護成本也較低，并且能夠很好地應對污泥造成的影響，外部防干擾能力較強，可以促進生態環境保護技術更好地實施與發展。

5.4 人工凈化技術

現階段的河道污染主要是外來污染物入侵造成的，河道內的水體環境在這種狀態下很難維持良好的平衡性與穩定性，因此相關人員需要結合河道水環境的實際污染情況，科學合理地選用水體凈化技術，從而快速高效地減少水體內的污染物，保持河道的生態環境平衡。人工凈化技術可以更好、更高效地達成河道污染治理成效，也是目前生態環境保護的主要處理技術和應對措施。在我國科學技術不斷發展進步的當下，人工凈化技術的應用與發展已經得到了全面提升，特別是超微凈化處理技術等更多高新技術的不斷涌現，為水體凈化技術的發展與進步提供了重要的支持與保障。超微凈化處理技術主要是通過混合技術形成微米級與亞微米級氣泡，并合理有效地管控水體中的磷元素，從而提高水體的溶氧量，達到提高清潔度與透光度的目的。在水環境保護階段，有效應用超微凈化處理技術可以提高水體內復雜污染物的分解速度，快速提升水質，還能有效解決河道內藻類植物過度繁殖的問題，同時還能通過微米級氣泡技術的吸附作用顯著提升水質[5]。

6 生態修復技術的應用案例

目標項目為城市河道，長度為20 km，流域面積為42 km，深度范圍在15～22 m之間。目標項目河道的水體透明度較差，存在嚴重的污染情況，并且呈現出發黑發臭狀態。經水質檢測可以測出河道水體的COD值達到326.6 mg/L，TP值為13.1 mg/L，NH3-N值為1.3 mg/L，已經嚴重超出《地表水環境質量標準》（GB 3838——2002）[6]的水質要求標準。因此，該市相關部門合理應用生態修復技術對該河道進行綜合治理。

在實際進行河道水生態環境修復的過程中，相關部門靈活應用多種生態修復技術進行聯合治污，首先是有效隔離外部污染來源，并對河道生態系統進行重新構建與優化，使河道的水生態環境得到巨大改善。其中，在隔離外部污染源的過程中，河上游需要使用聚酯纖維膜和土工布膜進行水體的隔膜導流，并在河岸北部6 m處設置隔膜措施。導流設置可以起到將部分污水直接排入河道下游的作用，從而快速、有效地降低上游河道的污染。由于河道上游受雨水影響較為明顯，相關人員可以投入生物酶激活水環境底部的微生物活性，利用微生物的凈化作用達到凈化內源污染的目的。其次是構建水體自凈體系，通過大量培育水生動植物，改善與提升河道水環境以及水體生態功能。為了提高水生動植物的存活率，相關人員需要在河道上游位置配置一套超微凈化設備，從而增強水體的循環凈化效果。該河道的水質指標在超微凈化設備介入后有了明顯改善，具體指標見表2。

表2 應用超微凈化設備前后的河道水質指標 單位：mg/L

從表2中的水質指標可以得知，超微凈化設備的應用取得了良好成效，并且通過人工凈化技術與水體自凈化相結合可以得到更好的凈化效果，為水生動植物的生存提供更加有利的環境。目標項目河道在生態修復技術實施2個月后，河道水體在透明度與呈現顏色上都得到了較大改善，水質顯著提升，河道水環境的污染治理通過科學應用生態修復技術獲得了良好成效。

7 結語

綜上，生態修復技術在河道水生態環境的污染治理工作中展現出了良好成效與廣闊的應用前景。河道水質污染類型與污染程度較為復雜多樣，相關人員需要結合河道實際污染類型及污染情況靈活應用合理的生態修復技術，并且制定出嚴格的執行方案，對河道水生生態環境進行規范、及時的治理，全面提升河道水生態環境的治理效果，為自然生態環境的可持續發展，以及城市經濟發展的有序進行提供強大保障。