水生態(tài)修復(fù)技術(shù)在河道治理中的應(yīng)用探討

殷星

（中衛(wèi)市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，寧夏 中衛(wèi) 755000）

0 引言

在城市工業(yè)化發(fā)展的不斷推進(jìn)，對城市河道造成的污染現(xiàn)象越發(fā)嚴(yán)重。為了對生態(tài)環(huán)境提供有效的保護(hù)，水生態(tài)修復(fù)技術(shù)等河道污染治理技術(shù)受到廣泛應(yīng)用。水生態(tài)修復(fù)技術(shù)即指在自然狀態(tài)下生存發(fā)展的生物狀態(tài)，在完整的水生態(tài)系統(tǒng)中需要包括水生植物、水生生物、原生植物等，將生物、植物之間原本存在的生態(tài)循環(huán)進(jìn)行充分的利用，降解、分離水中的污染物質(zhì)，改善水環(huán)境，創(chuàng)造更好的生態(tài)環(huán)境。

1 寧夏中衛(wèi)市水生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

中衛(wèi)市地處寧夏回族地區(qū)的西部，下轄中寧，海原兩縣，沙坡頭區(qū)和海興開發(fā)區(qū)，被譽(yù)為“寧夏黃河，中衛(wèi)最富有”。黃河從西到東穿過，全長182.00km，在寧夏境內(nèi)黃河流經(jīng)397.00km，是黃河“寵”，具有良好的灌溉條件和良好的農(nóng)業(yè)條件。全市水資源總量1.200 億m3，地表水1.024 億m3，地下水3.732 億m3，重復(fù)水量3.556億m3，人均占有量1205.500m3，是西北可利用水資源最優(yōu)越的城市。

2 水生態(tài)修復(fù)技術(shù)

2.1 水生態(tài)修復(fù)技術(shù)概述

水生態(tài)修復(fù)技術(shù)的原理即利用生態(tài)系統(tǒng)自身的特性，將生態(tài)系統(tǒng)中的污染物質(zhì)進(jìn)行重建，復(fù)原生態(tài)系統(tǒng)中的多樣性，充分發(fā)揮水環(huán)境的凈化、調(diào)節(jié)、維持功能。構(gòu)建完整的水生態(tài)系統(tǒng)，能夠?yàn)樗械膭游?、植物以及微生物提供能夠相互依存、相互制約的生存環(huán)境，確保水下的生態(tài)食物鏈能夠保持平衡的狀態(tài)。同時(shí)，搭建完整的水生態(tài)系統(tǒng)還能利用其中的動植物以及微生物對水中的污染物質(zhì)發(fā)揮作用，將其有效分解，還原并提升水體質(zhì)量，增加其凈化以及調(diào)節(jié)能力，使其保持穩(wěn)定，并且還可以充作景觀，發(fā)揮環(huán)境美化的作用。但是，運(yùn)用水生態(tài)修復(fù)技術(shù)時(shí)要注意，在河道中引入合適類型的外來水生動植物或是微生物，若是引入種類不合理，可能會發(fā)生反向作用，對生態(tài)造成更加嚴(yán)重的破壞[1]。

2.2 水生態(tài)修復(fù)技術(shù)類型

（1）生物處理技術(shù)。通過水生植物發(fā)揮水生態(tài)的修復(fù)作用。這類植物還可以為魚類提供居住場所，吸收水中的磷、氮等元素。由于水生動物一般會以河道內(nèi)腐爛的動植物為食，能夠發(fā)揮潔凈水環(huán)境的作用。另外，微生物中的光合細(xì)菌以及好氧菌等，能夠作為具有活性污泥，過濾水中的污染。

（2）微生物處理技術(shù)。通過人工挑選以及馴化微生物，在污染水體中加入性能較為適配的微生物，能夠加強(qiáng)河道本身的凈化能力。在實(shí)際應(yīng)用中，需要先了解河道內(nèi)微生物的種類，然后挑選合適的菌群進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)的菌群要求必須具備充分的分解作用；其次，將菌群放入河道中，在菌群生長的過程中，降解水中的污染物質(zhì)[2]。

（3）修筑生態(tài)護(hù)坡。生態(tài)護(hù)坡能夠充分發(fā)揮治理河道污染的作用，并且提升對環(huán)境的美觀度。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展中，生態(tài)護(hù)坡出現(xiàn)了更多的形式。如今，生態(tài)護(hù)坡具備更加生態(tài)化以及安全化等特點(diǎn)，并且充分遵循自然環(huán)境的發(fā)展規(guī)律。在生態(tài)護(hù)坡的建設(shè)期間，必須以保護(hù)生態(tài)環(huán)境為前提，確保其工程竣工后能夠充分發(fā)揮對環(huán)境的保護(hù)作用，應(yīng)用于河道污染治理工程中，需要結(jié)合河道的實(shí)際情況，選擇更加科學(xué)的建筑方式，貫徹落實(shí)生態(tài)保護(hù)理念，進(jìn)行保護(hù)工程的建設(shè)。

（4）人工濕地技術(shù)。對比而言，人工濕地技術(shù)性對而言具有更高的綜合性，能夠?qū)⒎劫Y源聯(lián)合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)水污染的治理。人工濕地技術(shù)可以確保水環(huán)境中的多樣性，還可以將水中的污染物質(zhì)進(jìn)行降解并有效凈化；控制周邊環(huán)境中的水分，將生態(tài)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化治理。

（5）生態(tài)浮島技術(shù)。通過水生植物栽種技術(shù)，建筑植物生存體系，對水體中的污染物質(zhì)進(jìn)行控制。通過結(jié)合水體的污染現(xiàn)象以及特征，選用合適類型的植被，避免污染河道水體。利用水生植物，達(dá)成水體與營養(yǎng)生態(tài)之間的關(guān)系，人工搭建生態(tài)系統(tǒng)，將水體污染降解處理，提升水體質(zhì)量。

3 城市河道水體污染現(xiàn)狀分析

3.1 水體黑臭

如今，城市中的水體受工業(yè)化的侵蝕，存在污染。其中不僅包含大量的微生物，還出現(xiàn)水體黑臭的情況。主要是由于水體中好氧性較強(qiáng)的有機(jī)污染物質(zhì)較多，使河道中水體的營養(yǎng)鹽含量增多，在長期不經(jīng)治理的狀態(tài)下，使河道中凝聚大量的黑苔，并伴有黑臭的現(xiàn)象。通過對多個城市河道水體黑臭現(xiàn)象的研究，并與水質(zhì)測量指標(biāo)數(shù)據(jù)相結(jié)合，可以將水體劃分為輕度黑臭以及重度黑臭的兩個等級。在城市河道污染治理工程中，水體黑臭問題的治理難度較大。

3.2 河道水體中具備大量不同種類的微生物

在河道污染治理工程中，由于大部分河道中都會具備許多不同種類的微生物，因此，即使運(yùn)用對生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)效果較好的水生態(tài)修復(fù)技術(shù)，也會具備一定的難度。結(jié)合不同河道中的微生物進(jìn)行分析可知，依據(jù)其不同的結(jié)構(gòu)、形態(tài)等，可以將其劃分為兩大類：①原核細(xì)胞微生物；②非細(xì)胞性微生物。與真核細(xì)胞微生物相比而言，城市河道水體中的微生物具備較小的體系，可以河道環(huán)境中進(jìn)行無性繁殖。水體黑臭，為其生長以及繁殖提供了便利的條件，使其發(fā)展異常迅速。在自然的生態(tài)系統(tǒng)中，大部分的微生物都不會對整體系統(tǒng)的平衡產(chǎn)生威脅，能夠輔助系統(tǒng)的循環(huán)發(fā)展，只有少數(shù)微生物會對生態(tài)系統(tǒng)的正常循環(huán)產(chǎn)生較大的破壞作用。微生物中的原核細(xì)胞微生物數(shù)量一般占據(jù)較大的比例，并且其種類也相對較多，由于其不具有完整的內(nèi)部細(xì)胞，因此也缺乏核仁、核膜等結(jié)構(gòu)，主要由支原體、細(xì)胞等結(jié)構(gòu)構(gòu)成?？偠灾捎诤拥纼?nèi)的微生物種類過多，因此，難以快速有效展開治理工作。

3.3 妨礙河道中植物的生長

在城市中工業(yè)化污染現(xiàn)象不斷加重的同時(shí)，使大量的有機(jī)物被排放入河道內(nèi)部，使其水體污染現(xiàn)象嚴(yán)重。由于有機(jī)物通常較難被有效分解，使其長期沉在河底，經(jīng)過長期的沉淀，水體中的有機(jī)物不斷增多，以至于水體出現(xiàn)嚴(yán)重的厭氧現(xiàn)象，無法為河道內(nèi)部植物的生長提供充分的能量，阻礙了植物的生長速度。

4 水生態(tài)修復(fù)技術(shù)在城市河道污染治理工程中的應(yīng)用措施

4.1 微生物凈化技術(shù)

通過運(yùn)用微生物凈化技術(shù)能夠便捷、高效的展開對河道的治理工作。由于部分微生物中具備能夠降解并分離河道水體中污染物質(zhì)的作用，在生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)以及凈化作用下，對河道中受污染的水質(zhì)進(jìn)行有效的治理。將其利用在實(shí)際的河道污染治理工程中能夠?yàn)槲⑸锏陌l(fā)展提供良好的生長環(huán)境，在水中投入適量的物生物，可以通過大量微生物對污染水體起到良好的治理作用。同時(shí)微生物還能夠?qū)拥乐杏倌嘞碌奈⑸镞M(jìn)行刺激，使其新陳代謝加快，保證河道水體質(zhì)量鞥能夠充分受到凈化作用。

4.2 合理選擇植被類型

在河道污染治理工程中還可以通過種植大量的植物用以吸附污染物質(zhì)。一方面，植物的根部、莖部等位置可以將河道中的氮、磷的污染物質(zhì)進(jìn)行有效利用，同時(shí)吸附重金屬成分，減輕河道水體中的污染物質(zhì)；另一方面，植物可以通過發(fā)揮光合作用將空氣中的二氧化碳凈化為氧氣，對河道周邊的空氣環(huán)境進(jìn)行治理。另外，由于不同種類的植物具有不同的生長需求，而且發(fā)揮的降解作用也有所差異，所以在城市河道污染治理工程中，選用種植植物的方式進(jìn)行污染治理的話，則需充分結(jié)合工程中污染物成分、治理需求、周邊土壤性質(zhì)、水位、地形地貌等條件，進(jìn)行植被類型的選擇[3]。另外，季節(jié)性差異以及景觀建設(shè)的需求也是植被類型選擇時(shí)需要重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。

4.3 濕地處理技術(shù)

城市河道污染治理工程中，運(yùn)用濕地處理技術(shù)能夠有效達(dá)成治理目標(biāo)。濕地處理技術(shù)的主要原理即指基于不同的氣候環(huán)境，充分發(fā)揮水生態(tài)本身具備的凈化能力將水中的污染物質(zhì)進(jìn)行處理[4]。通過使用濕地處理技術(shù)能夠?qū)⒌乇淼膹搅鞣绞接行д{(diào)節(jié)，將水系統(tǒng)中生物的多樣性充分發(fā)揮，使其進(jìn)行對水環(huán)境的治理以及凈化。同時(shí)，通過運(yùn)用濕地處理技術(shù)能夠?qū)⒑拥乐苓叚h(huán)境中土壤的含水量進(jìn)行提升，同時(shí)增加空氣中的溫度以及濕度，通過如此建設(shè)更加美觀的生態(tài)環(huán)境，并且加快凈化水體中污染物質(zhì)的速度，切實(shí)減少水體中污染物質(zhì)的含量，實(shí)現(xiàn)水體凈化的目標(biāo)。鑒于此，在進(jìn)行濕地環(huán)境的建設(shè)過程中，需要依據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。例如在低洼位置填充土壤以及卵石等，搭建為床體，并在此種植如蘆葦?shù)葍艋饔幂^強(qiáng)的根植系植物，由于這類植物能夠在流動性強(qiáng)的水環(huán)境中快速生長，因此能夠充能發(fā)揮對水體的治理作用，確?？刂坪拥浪w的污染情況。濕地處理技術(shù)如圖1 所示。

4.4 人工浮島技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)的原理即指通過在可以漂浮的載體上種植水生植物實(shí)現(xiàn)凈化水體的作用，人工浮島技術(shù)在處理水體營養(yǎng)化問題中發(fā)揮的作用異常突出，并且可以使用最短的時(shí)間構(gòu)建成為景觀發(fā)揮對環(huán)境的綠化作用。人工浮島技術(shù)被廣泛應(yīng)用于城市河道污染治理工作中，并能夠沖鋒發(fā)揮作用，其中以水位波動較大的水域、營養(yǎng)化過剩水域以及景觀需求較大的水域中發(fā)揮的作用最為明顯[5]。人工浮島技術(shù)如圖2 所示。

圖2 人工浮島技術(shù)

4.5 礫間接觸氧化技術(shù)

礫土顆粒間接觸與氧化和還原的工程方法的再研究的實(shí)質(zhì)是也就是人們對通過模仿人工生態(tài)、強(qiáng)化人工生態(tài)等手段自然的凈化土壤水質(zhì)過程時(shí)采用過的對一些工程常規(guī)方法所進(jìn)行研究的另一次的有效技術(shù)組合。對水體大量礫石生長表面附著在人工或天然的生態(tài)河床沉積物過程中產(chǎn)生形成的在礫石表面中附著形成的吸附生物膜技術(shù)是我國采用到得其中的一項(xiàng)生物人工吸附和增強(qiáng)功能的生物技術(shù)，通過生物人工反應(yīng)器把污水中的大量的生長的礫石表面直接放置于生物反應(yīng)池中，讓該附著的生物膜可以迅速吸附在其生長的礫石表面過程中而形成，使該吸附生物膜表面直接吸附與被污染之水表面接觸沉淀后導(dǎo)致的沉淀的面積的急劇的增大，水體徑流中當(dāng)被污染狀物體在流經(jīng)與礫石顆粒間形成的處理池單元時(shí)，通過吸附、過濾、生物氧化反應(yīng)與降解、接觸吸附后的沉淀處理等多種物理吸附分離機(jī)理作用而有效實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化。

5 結(jié)語

如今，國內(nèi)的工業(yè)化污水排放現(xiàn)象需要得到重視，若治理工作持續(xù)不能有效展開，將出現(xiàn)嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題，通過使用水生態(tài)修復(fù)技術(shù)對水體中的污染現(xiàn)象進(jìn)行治理，控制河道中水體污染的現(xiàn)象。水生態(tài)修復(fù)技術(shù)是如今治理措施中最經(jīng)濟(jì)的形式，并且能夠通過較少的投入實(shí)現(xiàn)有效的治理目標(biāo)，將城市河道內(nèi)的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行有效的治理。另外，水中營養(yǎng)物質(zhì)的匱乏也會降低水中微生物的凈化能力，因此，可以在水中投入適量的營養(yǎng)物質(zhì)，提升水中微生物的修復(fù)能力，增加其凈化效果，實(shí)現(xiàn)對污染水體的治理作用。