水體生態(tài)修復技術范文

導語：如何才能寫好一篇水體生態(tài)修復技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：生態(tài) 生物 污染 水體修復

一、概述 對受污染的江河湖庫水體進行治理修復是社會經(jīng)濟發(fā)展及生態(tài)環(huán)境建設的迫切需要。特別是南水北調東線沿線的治污工程，量大面廣，需要的投資大，尋找先進實用、造價低廉的技術迫在眉睫。

我國的江河湖庫水體污染主要包括氮磷等營養(yǎng)物和有機物污染兩方面。另外，湖泊水庫藍藻及赤潮給水域生態(tài)、人體健康也造成了嚴重危害。對于富營養(yǎng)化的控制，發(fā)達國家以控制營養(yǎng)鹽為主，大多采取“高強度治污－自然生態(tài)恢復”的技術路線，即控制外源磷污染負荷并配合生態(tài)恢復措施，在這方面已經(jīng)取得較大成效。

去除藻類與控制其生長是湖泊水庫水體恢復與保護的難題，目前國際上采用的技術主要有三類：①化學方法：如加入化學藥劑殺藻、加入鐵鹽促進磷的沉淀、加入石灰脫氮等，但是易造成二次污染；②物理方法：疏挖底泥、機械除藻、引水沖淤等，但往往治標不治本；③生態(tài)—生物方法：是國外近年來發(fā)展很快的一種新技術，水體生態(tài)—生物修復技術是按照自然界自身規(guī)律去恢復自然界的本來面貌，強化自然界自身的自凈能力去治理被污染水體，這是人與自然和諧相處的合乎邏輯的治污思路，也是一條創(chuàng)新的技術路線。

生態(tài)—生物污水處理技術，是利用培育的植物或培養(yǎng)、接種的微生物的生命活動，對水中污染物進行轉移、轉化及降解作用，從而使水體得到凈化的技術，具有處理效果好、工程造價相對較低、不需耗能或低耗能、運行成本低廉等優(yōu)點。另外，這種處理技術不向水體投放藥劑，不會形成二次污染。還可以與綠化環(huán)境及景觀改善相結合，在治理區(qū)建設休閑和體育設施，創(chuàng)造人與自然相融合的優(yōu)美環(huán)境。所以，這種廉價實用技術預計適用我國江河湖庫大范圍的污水治理。

二、主要處理工藝方法

生物處理技術包括好氧處理、厭氧處理、厭氧—好氧組合處理，利用細菌、藻類、微型動物的生物處理，利用濕地、土壤、河湖等自然凈化能力處理等。以下重點介紹幾種針對江河湖庫污染大水體的修復技術。

1.生物膜法處理技術

生物膜法是指用天然材料（如卵石）、合成材料（如纖維）為載體，在其表面形成一種特殊的生物膜，生物膜表面積大，可為微生物提供較大的附著表面，有利于加強對污染物的降解作用。其反應過程是：①基質向生物膜表面擴散，②在生物膜內(nèi)部擴散，③微生物分泌的酵素與催化劑發(fā)生化學反應，④代謝生成物排出生物膜。

生物膜法主要工藝方法有生物廊道、生物濾池、生物接觸氧化池等。生物膜法具有較高的處理效率，對于受有機物及氨氮輕度污染水體有明顯的效果。它的有機負荷較高，接觸停留時間短，減少占地面積，節(jié)省投資。此外，運行管理時沒有污泥膨脹和污泥回流問題，且耐沖擊負荷。日本、韓國等都有對江河大水體修復的工程實例。

2.人工濕地處理技術

人工濕地的原理是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學和生物的三重共同作用來實現(xiàn)對污水的凈化。這種濕地系統(tǒng)是在一定長寬比及底面有坡度的洼地中，由土壤和填料（如卵石等）混合組成填料床，污染水可以在床體的填料縫隙中曲折地流動，或在床體表面流動。在床體的表面種植具有處理性能好、成活率高的水生植物（如蘆葦?shù)龋纬梢粋€獨特的動植物生態(tài)環(huán)境，對污染水進行處理。

人工濕地的顯著特點之一是其對有機污染物有較強的降解能力。廢水中的不溶性有機物通過濕地的沉淀、過濾作用，可以很快地被截留進而被微生物利用；廢水中可溶性有機物則可通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程而被分解去除。隨著處理過程的不斷進行，濕地床中的微生物也繁殖生長，通過對濕地床填料的定期更換及對濕地植物的收割而將新生的有機體從系統(tǒng)中去除。由于這種處理系統(tǒng)的出水質量好，適合于處理飲用水源，或結合景觀設計，種植觀賞植物改善風景區(qū)的水質狀況。其造價及運行費遠低于常規(guī)處理技術。這種技術已經(jīng)成為提高大型水體水質的有效方法。英、美、日、韓等國都已建成一批規(guī)模不等的人工濕地。

3.土地處理技術

土地處理技術是一種古老、但行之有效的水處理技術。它是以土地為處理設施，利用土壤—植物系統(tǒng)的吸附、過濾及凈化作用和自我調控功能，達到某種程度對水的凈化的目的。土地處理系統(tǒng)可分為快速滲濾、慢速滲濾、地表漫流、濕地處理等幾種形式。國外的實踐經(jīng)驗表明，土地處理系統(tǒng)對于有機化合物尤其是有機氯和氨氮等有較好的去除效果。德、法、荷等國均有成功的經(jīng)驗。

三、國外工程實例

1.日本坂川古崎凈化場

位于日本江戶川支流坂川古崎凈化場，是采用生態(tài)—生物方法對河道大水體進行修復的典型工程，從1993年投入運行至今已有8年的運行歷史，觀測結果表明，河道污染水體的水質有了明顯改善。

江戶川是日本東京都和千葉縣附近的主要河流，從河道中引出70m3/s的流量為該地區(qū)城市、農(nóng)業(yè)、工業(yè)供水，其中城市供水占60%。靠江戶川下游的金町、古崎和栗山三個水廠為630萬人供水。坂川是江戶川的一條支流，在金町等三個水廠上游附近匯入江戶川。由于坂川河道治理不力，大量生活污水排入坂川，致使水質惡化，BOD等指標嚴重超標，同時浮游植物繁殖迅速。坂川水質惡化，直接對金町等三個水廠構成威脅，居民對飲用水味道不佳多有怨言。為治理坂川，采取工程設施將坂川改道，先流入古崎凈化場。經(jīng)過古崎凈化場后，坂川的污染減少了60%～70%，處理過的河水流入稱為松戶川的新開人工渠道，然后注入江戶川。 坂川的河水經(jīng)改道注入古崎凈化場后，清潔的水流入新開的人工渠道——松戶川。其設計理念頗有新意，它一改傳統(tǒng)設計形式，不采用混凝土或塊石襯砌的直線渠道，而以微彎曲的河道形態(tài)，岸坡間有大小卵石，植有繁茂的蘆葦和其他植物，適于鯽魚、魚等魚類生長，兩岸種植樹木，適于鳥類棲息。這種環(huán)境不但可以為居民提供一個與自然相融合的休閑環(huán)境，而且對水體也能起進一步的凈化作用。松戶川注入江戶川后，大大緩解了江戶川的環(huán)境壓力。

2.日本渡良瀨蓄水池的人工濕地

渡良瀨蓄水池位于日本櫪木縣，是一座人工挖掘的平原水庫，總庫容2640萬m3，水面面積4.5km2水深6.5m左右。平時為茨城縣等6縣市64萬人口供水，日供水量21.6萬m3。蓄水池周圍是渡良瀨川的滯洪區(qū)，汛期蓄水池能提供1000萬m3的調洪庫容。

隨著近年來上游用水造成生活污水以及含氮、磷的水流入，渡良瀨蓄水池出現(xiàn)霉臭等水質問題。為保護蓄水池的水質，自1993年起在蓄水池一側滯洪洼地上建人工濕地，這是一座設有人工設施的蘆葦蕩。將蓄水池的水引到蘆葦蕩，通過吸附、沉淀及吸收作用，去除水中的氮、磷及浮游植物，達到對水體進行自然凈化的目的。這種凈化過程循環(huán)進行，確保蓄水池水質潔凈，類似醫(yī)學上的對病人血液體外透析處理。蘆葦具有很好的凈化功能，污染物與其莖部接觸產(chǎn)生沉淀作用，蘆葦?shù)母颗c莖部可吸收某些污染物。另外，附著在莖部上的微生物可對污染物產(chǎn)生吸附分解作用。 為凈化渡良瀨蓄水池的水體，還在蓄水池中部建一批人工生態(tài)浮島，種植蘆葦?shù)戎参铮涓蹈街⑸铮商峁┏渥阊鯕猓⑼ㄟ^遷移、轉化水中的氮、磷等物質，降解水中有機質。浮島還設置為魚類產(chǎn)卵用的產(chǎn)卵床，也為小魚設有棲身地，水中的浮游植物成了魚餌。人工生態(tài)浮島保證了蓄水池水質的潔凈。

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關鍵詞：河流治理;生態(tài)修復技術;應用研究

中圖分類號：P343.1文獻標識碼：A 文章編號：

傳統(tǒng)的河流治理,主要考慮的是河流的抗洪、排澇、航運等功能。在岸坡處理上注重抗沖刷防坍塌的措施,而對河流周邊及河流本身的生態(tài)環(huán)境考慮不多, 這樣會導致河流發(fā)生渠道化，從而影響河流的生態(tài)問題。于是，許多發(fā)達國家陸續(xù)開展了河流復原工程,對河流實施生態(tài)修復并且取得了較好的效果。下面筆者將結合實例對生態(tài)修復技術在河流治理中的應用作出探討。

一、城市河道污染的成因

城市河道和湖泊是與人類生產(chǎn)和生活緊密相連的水環(huán)境,作為城市生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分,具有供應水源、改善環(huán)境、提供綠地、文化教育和娛樂休閑等功能,對城市的生態(tài)建設具有重要意義。但是隨著城市化進程的不斷加快,城市人口聚集,經(jīng)濟活動日趨頻繁,工業(yè)廢水和生活污水大量排放,垃圾的隨意丟棄,使城市環(huán)境污染、水質惡化,原來清澈的河水變得又黑又臭,環(huán)境污染問題日益嚴重,嚴重制約城市的社會、經(jīng)濟與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展,同時危及人民的身體健康。城市河道黑臭的污染來源主要有工業(yè)廢水、生活污水垃圾等點源污染及地表徑流、農(nóng)業(yè)徑流、大氣的干沉降和濕沉降、村落集約化畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖、城市的水土流失以及河道底泥層等非點源汚染。由于長期處于過量納污的狀態(tài),導致水體供氧和耗氧失衡,水體環(huán)境缺氧,使原本山好氧微生物健康降解水體污染為主導,將有機物中的氮、硫、碳分解成碑酸鹽、硫酸鹽及二氧化碳等的方式減弱甚至消失,從而失去凈能力,而在此時厭氧微生物沾性趨強,污染物轉化并產(chǎn)生甲燒、氨氮、硫化氧、揮發(fā)性存機酸等臭惡臭物質以及鐵、猛硫化物等黑色物質,從而導致河道水體黑臭。氨氮是目前城市河道水體中的首要污染物,通常遠遠超出地表水V類氨氮含量的標準,在區(qū)域水環(huán)境氨氮污染嚴重和城市河道有機污染物沉淀、累積的現(xiàn)狀下,氧氮的降解是城市河道污染水體治理過程中必須面對的難題。

二、生物修復技術的特點

在城市河道污染中,營養(yǎng)物缺乏或營養(yǎng)元素比例失衡是水體環(huán)境中微生物降解存機污染主要限制因素之一,向水體中投加適當比例的有機酸可以提高微生物的代謝能力,從而增強水體自凈能力,對水體修復具有積極作用。雖然在污染水體生物修復中以微生物修復為主,但如果能配合水生植物,浮游生物及負類從水體整個生態(tài)系統(tǒng)上進行全而的生態(tài)修復,徹底打通氮素、磷素等污染物循環(huán)的各個關節(jié),那么污染水體的修復效果將會更持續(xù)和有效。

三、生態(tài)修復技術在河流治理中的應用

3.1微生物對污染水體的凈化作用

相對于水生植物而言,微生物具有培養(yǎng)周期短、生長繁殖迅速、適應能力強、轉化效率高等特點,因此在治理河道污染水體的過程中起著不可替代的作用。微生物從以下幾個方面對河道水體進行凈化:微生物對水體有機污染物的去除:一方面菌體的同化作用會轉化部分有機污染物為自身物質,另一方面微生物分泌的胞外酶能快速降解大分子有機物,實現(xiàn)對水體有機污染物的降解和去除。微生物對水體氮素的去除:通過氨化細菌、硝化細菌及反硝化細菌的作用,實現(xiàn)水體中氮素的生物地球化學循環(huán)過程,并最終使水體中過量的氮素以氣態(tài)的形式逸出水體。微生物對水體憐素的去除:一方面微生物的代謝作用可以降低水體中磷素濃度;另一方面某些微生物能通過同化作用,將水體中的有效磷轉化為菌體自身的有機磷,通過食物鏈的傳遞作用,去除水體中的憐素。3.2微生物驅動的水體氮素循環(huán)

氮素污染是當前我國水體中的首要污染物,氮素過多會引起水體富營養(yǎng)化,破壞水體中的生態(tài)平衡,喪失自凈能力。而氮素的其它形式,例如氨氮、亞硝酸鹽氮更會威脅水生生物的生存甚至人類的健康。自然水體中的氮素,主要以氨氮和有機態(tài)氮的形式存在,也有少量的亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。水體中微生物可以將有機形態(tài)氮迅速分解轉變成氨。在有氧的環(huán)境下,水體中的微生物將氨氮氧化為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。當水體中硝酸鹽氮含量較高時,說明水體環(huán)境在需氧方面是穩(wěn)定的。在大量缺氧時,確酸鹽氮或亞確酸鹽氮在水體微生物的作用下,發(fā)生反砲化作用,還原為氮氣。空氣中氮氣在藻類等植物的固氮作用固定成氨,溶解于水體中。硝酸鹽氮也可被水生植物直接吸收利用,形成植物蛋白質,其被水生動物食用,又轉化成動物蛋白。動植物的死亡后通過微生物的分解又可以再次產(chǎn)生氨,在銷化細菌的作用下又氧化成稍酸鹽,如此往復循環(huán)。

微生物強化修復技術是造宜于城市污染河道原位修復的、受到廣泛重視和應用的治污技術,具有成本經(jīng)濟和應用簡單,且便于與其它治污技術稱合使用的特點。其技術核心在于促進水體微生物的活性,加快水體污染物的降解和轉化。日前,基于微生物強化修復的污染河道原位修復主要采用兩種技術,一種是直接向水體中補充高密度發(fā)酵獲得的能高效降解污染物的功能微生物,另一種是向水體補充能促進微生物生長、解毒及污染物降解的有機酸、營養(yǎng)物質、緩沖劑等微生物激活劑。

四、把生態(tài)環(huán)境保護融進到水利建設工程的各個環(huán)節(jié)之中

注重水利工程建設的各個環(huán)節(jié)對環(huán)境的影響。首先在水利工程的設計階段，要以和諧持續(xù)發(fā)展為理念，注意保護動植物棲息地，魚類產(chǎn)卵環(huán)境以及鳥類和水禽棲息地和避難所等。在工程的建設階段，優(yōu)先考慮采用環(huán)保的技術措施，在水利工程建設階段，盡量采用有利于植物生長、動物成長，或對動植物生長和環(huán)境影響最小的環(huán)保材料。最后在水利工程完成階段，要建立健全水利工程環(huán)境影響監(jiān)測和反饋機制，跟蹤評價對環(huán)境的影響，以便及時發(fā)現(xiàn)不良影響并采取解決措施，最大限度的降低環(huán)境破壞程度。同時注意工程附近居民的生活狀況， 如果發(fā)現(xiàn)不良的影響，要采取措施減少影響帶來的損失，必要時加以賠償。

在水利工程建設方面，應建立生態(tài)補償機制，以“誰損害，誰補償，損害誰，補償誰” 為原則，明確補償?shù)闹黧w和補償?shù)姆秶Ｋ裕⑸鷳B(tài)補償機制，還原生態(tài)價值，不僅有利于減少水利工程在建設過程中對環(huán)境產(chǎn)生的不良影響，也促進了當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展，呼應了和諧社會理念。

五、生態(tài)修復技術的發(fā)展前景

盡管污染水體的微生物強化修復技術具有諸多的優(yōu)點,但在實際應用中也面臨一定的問題。而投放微生物激活劑盡管不存在太多的安全性問題,其實用性也與待處理水體環(huán)境的微生物生態(tài)關聯(lián)甚深,其中含有的酶類的環(huán)境耐受力是其作用效果發(fā)揮的限制性因素。另外,對于流動性較強且污染程度較輕的水體來說,微生物強化修復技術的應用效果是比較差的。因此,微生物修復技術今后的發(fā)展趨勢是:1)從原位環(huán)境中分離蹄選高效的功能微生物,并建立具有應用價值的高密度發(fā)酵工藝,以提高投加微生物降解污染物的效率并有效降低應用成本;2)從分子水平上深入研究微生物在污染水體中的環(huán)境生態(tài)行為及其與環(huán)境因子的相互作用關系,掌握微生物強化修復污染水體的過程與機理3)微生物強化修復技術與物理,化學修復方法,以及其它生物修復技術相結合,優(yōu)勢互補,提高污染水體修復的效果和經(jīng)濟效益。

結語

一條荒涼的河流，經(jīng)過系統(tǒng)、科學的規(guī)劃、設計，通過多種生態(tài)修復技術的應用，生態(tài)系統(tǒng)得以逐步恢復。通過城市河道生態(tài)修復技術研究、應用和推廣，希望可以對的河道生態(tài)治理提供一些幫助。河流生態(tài)修復具有多學科交叉性，僅僅從景觀修復的角度也不足以解決當今河流存在的各種問題。城市河流的生態(tài)環(huán)境修復和保護，需要各個行業(yè)共同關注，也在此呼吁今后對河流的開發(fā)和治理一定要在保護河流生態(tài)環(huán)境的前提下進行，避免先破壞后修復的不合理模式。

【參考文獻】

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關鍵詞：小型水體；水污染；污染修復；環(huán)境污染；環(huán)境保護 文獻標識碼：A

中圖分類號：X52 文章編號：1009-2374（2017）10-0177-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.10.089

1 小型水體污染現(xiàn)狀

水污染是少量的污染物進入水域，超越自我凈化水體和水污染物的承載能力，造成了不良的變化，自然水生態(tài)系統(tǒng)的遭到破壞，破壞了水體的功能，從而降低了水體的使用價值的現(xiàn)象。被污染的水叫做污水，水污染的形成源于人類的生活和生產(chǎn)活動。在污染物排放方面，可以分為兩類：點源污染和面源污染。點污染源是指工礦廢水、生活污水等通過管道、渠道集中而成的水污染源。地表水污染源，如農(nóng)田排水、礦山排水、城市和工業(yè)排水等。此外，在城市相對較多的排氣區(qū)，空氣中的一些污染物下降到地下表層，進入水中。當原材料、廢棄的燃料堆放在露天場地時，雨水（沖刷后形成的污水）就排入小型水體中。

伴隨著工業(yè)的發(fā)展，越來越多的有機物被合成，現(xiàn)在已知的大概有700萬多種，這里面有機物合成種類超過10萬種，并且保持20%的增長速度。隨意丟棄的合成廢物憑借各種方式混入到小型水體當中，這部分的有機污染物對人類健康與生態(tài)環(huán)境污染存在著嚴重威脅，在很大程度上使某些小型水體環(huán)境造成積累性、持久性和慢性毒性的嚴重污染。進入小型生態(tài)水環(huán)境當中，這些有機污染物可以以食物鏈的傳遞方式在各個等級的生物體內(nèi)存在，逐步在細胞器官個體種群群落生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)出生態(tài)效應。最近幾年以來，飲用水安全研究報告表明，存在于飲用水之中的污染物或許會導致降低嬰兒的出生體重、發(fā)育不良、骨骼發(fā)育障礙和代謝紊亂等癥狀，嚴重影響人們的生活。同時對人體內(nèi)分泌系統(tǒng)有潛在的安全隱患，有可能造成生殖功能障礙，新生兒性別比例的失調、女性乳腺癌、青春期早早發(fā)育，不僅危害個人，甚至可能影響到子孫后代，會產(chǎn)生致癌、致畸、致突變“三致”效應，這是當下國際上最受關注的世界性問題。

2 小型水體污染的修復方法

2.1 化學修復

化學修復小型污染水體的方法比較簡單，一般根據(jù)污水體中的化學反應采取非分離，把污水里面存在的有害物質提取出來解決，然后將污染物質替換成有益物質。加入化學試劑是化學修復小型污染水體基本的方法，致使吸附劑改變污染水體里面的有毒物質，并使電位、pH正常化。根據(jù)膠體材料的化學性質以及絮凝原理，使藻類生物沉積在水底，同時維持Cu2+的正常濃度，達到消滅藻類的目的。化學修復方法的優(yōu)點在于用量少、操作簡單、見效明顯，一般使用在應急預案。化學修復方法得投入大量化學試劑來治理小型污染化水體，費用成本很貴，容易造成二次污染，小型水體的生態(tài)環(huán)境也會受到影響。但是采取化學修復方法治理小型水體污染體現(xiàn)不出來可持續(xù)性，沒有解決問題的根本，所以在用化學修復方法的同時，應伴以其他手段輔助，才能達到理想治療效果。

2.2 物理修復

2.2.1 調水沖污。調水治理污水是一種有效和普遍的方法。將干凈、富含營養(yǎng)成分的水加入到被污染的小型水體中，對出現(xiàn)藻類等污染物的小型水體更換或者適當增添水量，然后適當?shù)嘏懦鲆恍┧浚尤氲乃芟♂尃I養(yǎng)鹽的濃度，增加污染水體的容量，有效防止并抑制藻類繁殖。將致使明顯的污染物進行轉移，需要注意的是沒有規(guī)劃的操作將會導致更大的水污染發(fā)生，因此用調水沖污法很難有效控制富營養(yǎng)化藻類的過度繁殖和生長。

2.2.2 底泥生態(tài)疏浚。水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分之一是水體沉積物，處于小型水體營養(yǎng)循環(huán)的中心步驟，屬于水土界面中活換帶。水體底泥營養(yǎng)成分來源自仍此體長期以往的積累，作為主要營養(yǎng)來源之一。疏浚治療在技術上畢竟較難實現(xiàn)，費用大，影響它的修復因素也很多。非常容易造成二次污染，生活中主要當作輔佐措施來實施，是降低污染、修復小型水體生態(tài)結構的次要途徑。

2.3 生態(tài)修復

2.3.1 生物膜修復技術。生物膜修復技術把天然材料、合成材料當作載體，使修復水體表面形成一種特殊的生物膜。生物膜的表面積比較大，為微生物提供的附著面也比較較大，對污染物的降解有著巨大加強作用。生物膜法優(yōu)點在于高效率的處理效果，在修復有機物和氨氮輕度污染方面很顯成效。另外，生物膜修復負荷較高，減少占地面面積，接觸時間也比較短，節(jié)約成本。同時在管理運行過程中不存在污泥膨脹的問題，抗沖擊負荷能力較強。

2.3.2 植物修復技術。水生植物對水流動力擾動有著顯著效果，有效穩(wěn)固沉積物，為底棲生物提供理想的生存環(huán)境，在光合作用過程中把光能轉變成有機能，釋放氧氣進入水中，循環(huán)效果得以加強，凈化被污染的水體。水生植物在生長同時，對碳氮氧通化并吸收，出現(xiàn)在水體表面，因此植物修復技術能降低水生物營養(yǎng)負荷問題。單一優(yōu)勢群落的生態(tài)系統(tǒng)不是最優(yōu)系統(tǒng)，容易降低水體營養(yǎng)成分，造成二次污染。

2.3.3 人工浮島技術。小型污染水體植物存在的周圍污染細菌種類和數(shù)量都比正常水體多。水體中的污染物可以通過水生植物根部周圍自我吸收凈化實現(xiàn)。部分學者認為通過根際修復、根際穩(wěn)固、根際轉化凈化水體。

2.3.4 生物操縱技術。合理降低或者減少浮游動物的數(shù)量，控制魚類攝食浮游生物數(shù)量，進行范圍內(nèi)的水生動物繁殖力控制，提高魚類攝食浮游生物的量，控制在生態(tài)系統(tǒng)的承受范圍內(nèi)。進行人工馴化有效固定微生物并使用基因工程達到永久性修復有機污染物的目的。

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關鍵詞：生態(tài)修復；河道；水環(huán)境治理；污染物

1多方位生態(tài)修復技術概述

1.1理論核心原則

多方位生態(tài)修復技術是指綜合應用多項河道修復技術理論，在形成綜合化治理體系的同時，建立完整的統(tǒng)籌管理機制。在河道污染治理的過程中，要降低外源污染，控制內(nèi)源污染，構建人工凈化體系，增強水體自凈功能，保證整體技術的執(zhí)行效果。多方位生態(tài)修復技術可以形成綜合技術體系，在整合多污染管理系統(tǒng)的過程中，可以對外污染源進行攔截，并對水體中的現(xiàn)有污染物進行原位清理。另外，多方位生態(tài)修復技術可以提高水系統(tǒng)的自主清理能力，增強河道污染物容納能力，使得整體水系統(tǒng)可憑借更高的持有量，完成環(huán)境保護工作，并為水系統(tǒng)的自凈創(chuàng)造更大的技術空間，保證整體技術體系的管理效果[1]。

1.2技術特征優(yōu)勢

單一河道污染治理技術可通過獨立的技術內(nèi)容，為污染治理提供具體的技術支撐，但綜合效果明顯不佳。多方位生態(tài)修復技術有效地補充了其缺陷，可以保證技術的整體合理性，表現(xiàn)出明顯的特征。一是在污染源頭的治理中，多方位生態(tài)修復技術可以有效降低外源污染物對河道的侵入污染，并降低河道內(nèi)的氮磷含量，控制化學有害物的危害。二是河道定期進行淤積清理，可以消除水環(huán)境中的污染物，控制水環(huán)境的污染物水平，保障其周期性凈化能力。三是應用現(xiàn)代水體凈化系統(tǒng)，能夠快速清除水體中的污染物，改善河道水體環(huán)境，同時多方位修復技術能強化河道的抗污染能力。四是通過綜合化的技術體系，形成獨立的水體生態(tài)系統(tǒng)，美化環(huán)境，構建生態(tài)景觀。

2生態(tài)修復技術組成內(nèi)容

2.1外源污染

降雨原位自動膜濾波系統(tǒng)是一種雨水工程處理技術，能夠防治外源污染，有效處理雨水，通過使用超低壓過濾膜，過濾和除去雨水中的污染物。系統(tǒng)采用的過濾膜為折疊膜，在確保過水能力的基礎上，可以有效過濾污染物。系統(tǒng)還設有蓄水池，從而實現(xiàn)對水體的過濾，雨季可以對濾芯進行自動反清洗，有效減少污染物的沉積量，延長濾芯的使用年限。同時，該系統(tǒng)將雨水管網(wǎng)安裝在河道末端，以便控制水中的污染物。過濾后的水被排入管網(wǎng)中，避免出水對河道造成污染[2]。

2.2內(nèi)源污染

如果沒有及時處理外來污染物，積累時間過長，它會與河底淤泥結合，最終形成污泥，可以說，這類污泥是河道的重要污染源，會對城市河道造成極為嚴重的污染。這種底泥處理難度較高，其中含有的一些化學元素會在條件允許的情況下進入上層水源，容易對水體造成二次污染。目前，針對這類污染，最常用的方法為機械清淤技術和淤泥生物酶降解技術，二者具有處理速度快、效率高和可持續(xù)性的特點。機械清淤技術與淤泥生物酶降解技術都具有較強的清淤能力，但前者成本較高，故適用于高污染地區(qū)。淤泥生物酶降解技術可以對河道底部的微生物進行處理，適用于污染程度不嚴重且污染范圍較大的區(qū)域。

2.3人工凈化

當河道環(huán)境受到外界污染物影響后，其自身的生態(tài)平衡就會遭到破壞，難以通過自凈作用消除污染物。在這種情況下，污染物的淤積量不會減少，反而越來越多。此時，就需要外界污染治理手段的介入，以清理水環(huán)境中的污染物。人工凈化技術的應用，可以保證整體技術的執(zhí)行效果，從而達到優(yōu)化水環(huán)境的管理目標。例如，當前科技條件下，微米級、亞微米級的氧化氣泡都可以在水環(huán)境凈化中起到積極作用，控制氮磷含量與重金屬含量，從而保證水體平衡狀態(tài)。

3河道水環(huán)境治理項目實踐分析

3.1區(qū)域水環(huán)境治理條件

在區(qū)域水環(huán)境治理過程中，首先要了解治理工程范圍內(nèi)的水環(huán)境基礎狀況。例如，河池市宜州區(qū)水環(huán)境治理工程的流域面積為41km2，長度跨越為17km，水體深度在15～22m。從目前的水環(huán)境狀況來看，水體的透明度較低，局部已經(jīng)出現(xiàn)發(fā)黑、發(fā)臭的現(xiàn)象，污染較為嚴重，水體生態(tài)系統(tǒng)受到較為嚴重的破壞。在制定生態(tài)修復方案前，首先對水體生態(tài)情況進行取樣分析。從分析結果來看，水體中COD、NH3-N和TP等有害物質濃度均較高，其中，COD含量為325mg/L，NH3-N含量為12.6mg/L，TP含量為1.2mg/L，嚴重超出V類水質標準，說明水體中污染物含量嚴重超標。針對這種情況，只有采用多方位生態(tài)修復技術，才能實現(xiàn)對區(qū)域水環(huán)境的綜合治理，從而改善水體質量，降低對周圍環(huán)境的影響。在類似的區(qū)域水環(huán)境治理工程中，人們要重視治理工程水環(huán)境基礎條件調查，采用多種水環(huán)境監(jiān)測和取樣分析方法，準確了解水體污染程度和主要污染物類型，從而為水環(huán)境治理方案的制定提供依據(jù)。在水環(huán)境調查工作中，人們要分析上下游河道可能引發(fā)的污染問題，全面掌握治理工程范圍內(nèi)的污染源，確保工程治理措施的全面性。因此，在實際工程開展過程中，要注意搜集歷史水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，結合工程調查結果，盡可能提高治理方案設計的合理性[3]。

3.2河道水治理措施

河道治理期間，需要對河道上游進行截流處理。其間可以利用土工膜、聚酯纖維膜對水體進行導流布置，即在距離河岸5m的位置設置隔膜。其中，隔膜的內(nèi)層屬于土工膜，外層則屬于聚酯纖維膜。在這一前提下，可以利用導流技術，將污水排入下游，降低上游區(qū)域的污染程度。在多年的發(fā)展中，河道上游匯集大量未經(jīng)處理的污水，水質受到污染，河底的淤泥也越積越多。對此，可以將大量生物酶投放在河道中，盡可能提高河底微生物的活性，使其能夠吸附更多的淤泥，解決河道的水源惡臭問題。除此之外，還可以將大量水生動植物投入河道中，最大程度地調整水生動植物的空間，確保其具有較高的存活率，有效提高水生態(tài)系統(tǒng)的功能。實際上，確保水生動植物的存活率，可以為河道水環(huán)境治理奠定堅實的基礎。因此，上游需要設置超微凈化設備，從而實現(xiàn)對水環(huán)境的循環(huán)凈化。該設備凈水處理量為100m3/h，效果優(yōu)異。其不僅可以改善河道水質，還能夠為水生動植物營造良好的生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)水環(huán)境系統(tǒng)建設的目標。長此以往，河道水環(huán)境可以形成良性循環(huán)，改變以往河道的污染局面，降低TP、NH3-N、COD等物質的濃度，增強水資源的自凈能力。

3.3生態(tài)修復技術綜合應用

以某河道為例，該河道水體深度為15～22m，水體透明度比較低，污染現(xiàn)象嚴重，局部位置已經(jīng)出現(xiàn)發(fā)黑發(fā)臭的問題。研究人員對水體取樣后，分析水體中的各項有害物質，為改善水環(huán)境，降低污染物含量，采用生態(tài)修復技術體系下的綜合治理模式。人們對上游河道進行外源截留處理，應用聚酯纖維膜與土工膜進行水體隔膜導流，以降低上游區(qū)域非溶解性污染物的排入量。將生態(tài)修復技術與人工凈化技術相結合，可避免水環(huán)境持續(xù)受外界污染物的影響。人工凈化可以提升河道的防污能力，氣液界面應用超高壓氣水混合技術，可以得到微米級氧化氣泡，從而降低水體中的氮磷含量，降低污染物濃度，提升水體溶氧量，提高水體透光能力。另外，可以將生態(tài)修復技術與水體自凈功能相結合，利用水生植物與水生動物來構建自然生態(tài)鏈，通過降解與轉移使水中污染物減少，并與水中生物達到平衡，最終實現(xiàn)水體凈化效果。常見的水生植物群落主要有挺水植物、沉水植物與浮葉植物群落，挺水植物與浮葉植物能夠保持水質平衡，強化水環(huán)境的生態(tài)美觀作用，沉水植物可以提升水體生態(tài)修復能力。因此，可以在河道淺水區(qū)域種植綠矮型水下草皮，在中部區(qū)域種植常綠型水下森林，以此提高水體修復效果。

篇5

【關鍵詞】生態(tài)修復技術；現(xiàn)代濱水園林；應用

中圖分類號： TU986 文獻標識碼： A

一前言

國民經(jīng)濟持續(xù)、快速的發(fā)展，民眾更加重視生活質量，特別是對戶外空間的需求越來越高。在發(fā)展經(jīng)濟的過程中水體、環(huán)境的污染比較大，面對嚴重的社會環(huán)境問題，，濱水景觀的建設應強調生態(tài)環(huán)境建設。增強生態(tài)修復技術在濱水景觀建設中的應用，對實現(xiàn)局部生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展具有重要意義。

二、生態(tài)修復技術原理及作用

濱水生態(tài)修復是指對湖、江、河、濕地的水質改善、水土保持、動植物棲憩和綠化美化等方面的修復治理，對沿岸的空間、設施、環(huán)境等進行規(guī)劃設計，以創(chuàng)造優(yōu)美、生動、特色的濱水生態(tài)景觀。同時，在保護生態(tài)環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展思想下，從生態(tài)學的角度提出了植物修復、重構系統(tǒng)食物鏈、重建緩沖帶及濱水綠化、實施生態(tài)護岸、增加物種重建群落等一系列恢復濱水生態(tài)的方式與途徑。

1.原理

在利用表面積很大的植物根系在水中形成濃密的網(wǎng)，吸附水體中大量的懸浮物，并逐漸在植物根系表面形成生物膜，膜中微生物吞噬和代謝水中的污染物成為無機物，使其成為植物的營養(yǎng)物質，通過光合作用轉化為植物細胞的成分，促進其生長，最后通過收割浮島植物和捕獲魚蝦減少水中營養(yǎng)鹽；通過遮擋陽光抑制藻類的光合作用，減少浮游植物生長量，通過接觸沉淀作用促使浮游植物沉降，有效防止“水華”發(fā)生，提高水體的透明度，其作用相對于前者更為明顯；工浮島本身具有適當?shù)恼诒巍u流、飼料等效果，構成了魚類和水生昆蟲生息的良好條件；同時浮島上的植物可供鳥類棲息；為了吸引某種鳥在島上搭窩，根據(jù)該鳥的筑巢習慣在人工浮島上進行特殊布置，為該鳥創(chuàng)造筑巢的條件；此種設計有利于恢復物種多樣性和保護當?shù)靥赜形锓N。

2.作用

生態(tài)修復技術在水質凈化、創(chuàng)造生物(鳥類、魚類)的生息空間、改善景觀、消波效果對岸邊構成保護作用。具體來說主要體現(xiàn)在：

（一）提高水質

良好的濱水堤岸帶能捕獲流失的土壤和營養(yǎng)物質，減少岸坡上的營養(yǎng)物質流入河流，使水質得到提高。

（二）穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)

良好的濱水堤岸帶是岸上和水體之間的廊道，能夠擔當起兩者生物間季節(jié)性遷移的任務，可減少甚至避免河流生態(tài)系統(tǒng)的破壞。

（三）吸收營養(yǎng)物質

濱水堤岸的植被能夠吸收利用人為排放和地下水中的很多營養(yǎng)物質，降低因水體富營養(yǎng)化而導致浮游植物和藻類大量繁殖的風險。

（四）改善小氣候

濱水堤岸植被改善了小氣候，能夠降低新生體的死亡率，并通過對溫度的調節(jié)來促進動植物的生長。

（五）降低水面

深根系的濱水堤岸植被在一些情況下能降低河流沿程的水面，減少地下水中鹽類和營養(yǎng)物質進入河流。

（六）控制藻類生長

濱水堤岸帶植被能夠減少進入河流生態(tài)系統(tǒng)中的光照并降低水溫，控制浮游植物和藻類的生長。

（七）增加水生動物

健康的濱水堤岸帶植被能維護水生動物(包括昆蟲和以他們?yōu)槭车聂~類)的棲息地，并為水生動物提供重要的食物，包括掉落于水里的樹葉、果實等。

（八）增強景觀的宜人性

草木叢生的城市濱水堤岸在沿水帶構建出的綠色風景，與周圍的景色相結合，呈現(xiàn)出一種舞臺層次感，為城市居民提供了休息、娛樂等活動場所。

三、生態(tài)恢復關鍵技術研究

受水陸生態(tài)系統(tǒng)共同影響，濱水帶形成獨特的生境類型。發(fā)育良好的濱水帶具有一定的結構，而退化濱水空間帶來的卻是生境破碎化，不僅使濱水生境面積減少，同時使各小生境間產(chǎn)生一定空間距離隔離。濱水帶生境的消失和破碎是人類發(fā)展對生物多樣性最嚴重、最直接的威脅。因此，濱水帶生境恢復技術，為濱水帶生態(tài)修復創(chuàng)造良好的生境條件，是退化濱水景觀帶植物群落生態(tài)恢復的前提。

1．基底改良技術研究

為防洪防汛與經(jīng)濟開發(fā)，我國許多濱水帶已被建立成近直立人工護岸、魚塘灘地及農(nóng)田，這對濱水帶的基底結構造成嚴重破壞，且致風浪經(jīng)護岸巖壁反射形成駐波，浪高增至兩倍，更不利水生植物生長，導致植物對基底作用減弱，破壞程度進一步惡化。基底是水生植物扎根的基礎，淤泥底質特征、有機質和營養(yǎng)鹽限制等因素都會影響植物生長和群落結構。水岸帶基底的突出特點是水分多，土壤肥力較高，空氣濕度也較高

2．駁岸改造技術

駁岸設計形式對濱水帶生態(tài)景觀影響較大。現(xiàn)今由于缺乏合理的生態(tài)規(guī)劃意識，多數(shù)城鄉(xiāng)的濱水帶以混凝土近直立式人工駁岸為主，隔斷了水陸生態(tài)交錯帶，且其地面污染物經(jīng)雨水沖刷后直接進入水體，加重水質污染。因此，駁岸改造也是退化水岸生態(tài)修復的重要手段之一。

生態(tài)型護岸是指恢復后的自然河岸或具有自然河岸“可滲透性”的人工護岸。它具有增強岸坡的穩(wěn)定性、防止水土流失、成本小、工程量小、環(huán)境景觀協(xié)調性好、適應性好等優(yōu)點。

3．水文恢復技術

水文情勢（HydrologicalRegime）是水生生物群落重要的生境條件之一，水生態(tài)系統(tǒng)的生物過程對于水文過程的變化呈現(xiàn)明顯動態(tài)響應。反之，生物過程對水文過程也產(chǎn)生重要反作用。Poff等早在1997(就提出自然水流范式（NatureFlowParadigm，NFP），認為未擾狀況下的自然水流對于水生態(tài)系統(tǒng)整體性和支持土著物種多樣性具有關鍵意義。

四、生態(tài)修復技術在濱水園林建設中的應用

1．濱水生態(tài)環(huán)境的保護

濱水景觀設計建設的重要內(nèi)容之一是濱水生態(tài)系統(tǒng)建設，涉及水體、水陸交錯地帶與近水陸地。濱水生態(tài)系統(tǒng)修復應考慮多空間尺度:從水體及流域的整體觀出發(fā)，重視來自上下游、左右岸和水域、流域的影響;而在實際中，濱水環(huán)境整治常常由于用地權屬而限于河流或湖泊的某一區(qū)段，生態(tài)環(huán)境整治往往從局部入手。生態(tài)修復的前提是控制和治理從水體周邊至流域范圍內(nèi)的污染，包括工業(yè)污染、生活污水和農(nóng)藥化肥等各種點源和面源污染。

2．濱水景觀設計建設的生態(tài)修復思路

濱水景觀環(huán)境治理通常指特定的水體和濱水地帶的環(huán)境修復和重塑，應積極堅持和采取生態(tài)化的方向和途徑。當前景觀生態(tài)學理念正逐漸影響著各種行業(yè)發(fā)展的主流，生態(tài)城市、生態(tài)工程和生態(tài)景觀的理論和技術不斷出現(xiàn)。景觀生態(tài)學最重要的應用領域之一就是景觀與城市規(guī)劃，而濱水景觀規(guī)劃是現(xiàn)代景觀規(guī)劃的重要對象和范疇之一。濱水地帶承載著豐富的生命信息，是生物多樣性種群依存的生境，生態(tài)良好的水體及濱水環(huán)境是流域和地區(qū)景觀安全格局的有力支持和保證。景觀規(guī)劃設計的宗旨是調整土地開發(fā)、工程建設與自然環(huán)境之間的保護利用關系；運用景觀生態(tài)學原理對資源環(huán)境問題進行科學分析，尋求通過土地及空間的規(guī)劃解決問題的途徑和方案。在濱水景觀設計建設中，應強調和遵循生態(tài)保護和修復的思路:（一）根據(jù)濱水空間的規(guī)模尺度和環(huán)境容量，合理確定水體周邊土地利用的目的、性質、規(guī)模和方式，避免決策不當造成利用強度過大而影響和破壞生物生境的多樣性。（二）按照景觀生態(tài)修復的機理和生物生態(tài)技術，進行水體環(huán)境的自然或半自然景觀形態(tài)重塑，控制外部污染，實施水生態(tài)治理，恢復水體水岸的多種生物生境。（三）推行生態(tài)化景觀建設技術，林草植被從選種到分布，水利工程從護岸到堤防等設計改造采用生態(tài)技術，營造一個生機勃勃的有利于多樣化動植物生存的濱水生態(tài)環(huán)境。

3．城市濱水區(qū)生態(tài)恢復研究展望

目前，城市濱水區(qū)保護和開發(fā)利用已引起世界各國的普遍重視。如何對退化的濱水生態(tài)系統(tǒng)進行恢復，使城市濱水資源能在有效保護的前提下帶動城市的可持續(xù)發(fā)展，已成為擺在我們面前的一項艱巨課題。根據(jù)對國內(nèi)外城市的相關研究情況的綜述和分析，可從以下幾個方面加強研究:(一)濱水區(qū)生態(tài)恢復的基礎理論研究。如不同干擾條件下濱水生態(tài)系統(tǒng)的受損過程及其響應機制;濱水生態(tài)系統(tǒng)退化的景觀診斷、動態(tài)監(jiān)測、模擬、預報及其評價指標體系等。(二)退化濱水生態(tài)系統(tǒng)恢復關鍵技術，物種與生物多樣性的恢復與維持技術研究等。(三)景觀生態(tài)學理論的結構、功能、背景、碎裂化以及動態(tài)變化因素在城市河流的生態(tài)恢復中的應用研究。(四)借鑒國外成功經(jīng)驗，建立一套適合我國國情的城市濱水區(qū)生態(tài)恢復的研究方法和技術。

五、結束語：

現(xiàn)代濱水園林的開發(fā)建設是建立在水資源合理利用基礎上，既要確保工程項目安全，也要關注生態(tài)效益，濱水生態(tài)修復的具體技術就有著極強的實用價值。在這一方面不同學科的協(xié)作十分必要。從保護資源環(huán)境以及可持續(xù)發(fā)展角度講，濱水園林等景觀建設需要從組織機構與運行、使用機制上實施保障。濱水園林環(huán)境生態(tài)修復是長期、復雜的任務，相關的方法技術應該反復試驗，積極的進行創(chuàng)新。

參考文獻：

[1] 榮先林.生態(tài)修復技術在現(xiàn)代園林中的應用[D] .浙江大學.2010(4):78-79

[2] 張娟峰.生態(tài)修復技術在現(xiàn)代園林藝術中的應用[J] .城市建筑.2014(2):189-191

篇6

關鍵詞：水污染；植物修復；環(huán)境

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：1674-0432（2012）-04-0146-2

基金項目：新疆維吾爾自治區(qū)高校科研重點項目：“伊犁河流域土壤重金屬環(huán)境地球化學基線研究”（課題編號：XJEDU2010157）

氮、磷等營養(yǎng)物質和有機污染是我國水污染的兩個主要方面，我國經(jīng)濟建設和水利現(xiàn)代化進程快速發(fā)展，國家已經(jīng)確立了本世紀末基本修復全國水生態(tài)環(huán)境的目標。而這一目標的實現(xiàn)，需要對現(xiàn)代生態(tài)修復技術的不斷研究更新應用，完善水污染環(huán)境的治理工作。植物修復技術就是目前水污染治理中一項較為實用的技術，并且已經(jīng)在我國的江、河、湖、海和水庫等水污染環(huán)境治理中開始廣泛應用。

1 植物修復技術

1.1 定義

植物修復技術是指通過綠色植物及其根際的土著微生物共同作用，實現(xiàn)對環(huán)境污染的清除，是目前一種較新的原位治理技術，其主要機理就是通過植物及其根際土著微生物的代謝活動來對環(huán)境中的污染物進行吸收、積累或者降解轉化。

1.2 特點

植物修復技術相比于其他的水污染環(huán)境處理方法，主要有以下幾方面的特點：

（1）植物修復技術能夠在現(xiàn)場進行，這使得治理污染過程中的運輸費用得以減少，同時降低了人類和污染物直接接觸的機會。

（2）能夠有效地處理水體中的有機污染物、重金屬污染物和富營養(yǎng)化物質。

（3）可以使水體營養(yǎng)達到平衡，使水體的自凈能力得到改善。

（4）具有較低的工程造價，耗能少甚至是不需要耗能。

（5）不需要在水體治理過程中加放藥劑，防止了水體的二次污染。

1.3 植物修復技術類型

1.3.1 植物揮發(fā) 植物吸收一些容易揮發(fā)的污染物后會在表面組織中將污染物揮發(fā)掉。空氣中的活性羥基可以將植物莖葉揮發(fā)出的物質分解掉。植物自身不能降解污染物質，而是將污染物所處的環(huán)境進行轉移，減少污染物總量。

1.3.2 植物固定 植物在吸收有毒有害污染物后，可以將其匯聚在植物體內(nèi)，比如根、莖、葉中，將污染物的活動性降低，防止其擴散到周圍的水體中，也就是植物對污染物起固定作用。隨著植物的死亡腐爛，這一部分被固定的污染物會被重新釋放到自然環(huán)境中。

1.3.3 植物提取 植物根系可以從土壤中將有機或者重金屬污染物轉移到植物的地上部分，通常是指那些累積大于葉片干重0.01%的Cd或者0.1%的Cu、Zn、Pb、Co、Ni，或者1.0%的Mn植物。

1.3.4 植物降解 通過植物或植物與微生物對有機污染物進行降解。植物通過同化過程對污染物質進行降解，只是污染物的轉換場所，并不對污染物進行存儲固定，在植物死亡后，大部分污染物已經(jīng)被降解為無毒性物質或無機物，可以有效地避免二次污染。

1.3.5 根系過濾 植物根系聚集著大量的微生物，特別是在距離跟表面1-3毫米的地方，這些微生物是沒有種植過土壤的3-4倍。一些有機物能夠結合植物使重金屬的降解得到促進，還能使一些有機污染物礦化。

2 植物修復技術應用的要求

2.1 水環(huán)境的要求

2.1.1 水環(huán)境的條件 并不是說植物修復技術是萬能的治理技術，其有著自身的適用性，該技術對水體的動力條件和水質現(xiàn)狀都是有要求的。通常來說，植物修復技術在水流較緩的寬淺水體，不超過3m的水深中較為適用。另外，實踐研究表明，水流的流速以及水力停留時間也影響著植物修復技術的運用。因為生物種群可以適應一定的環(huán)境脅迫，所以，植物修復技術對水質也有著一定的要求，污染高負荷的水環(huán)境不利于植物修復的進展。

2.1.2 水生植物的選型 水污染環(huán)境植物修復技術的核心是水生植物，水生植物不同會呈現(xiàn)不同的水體污染吸收能力和吸收效果，并且大型水生植物藻類的不同會使得抑制效應不同，對不同的水生植物藻類也使得同種水生植物的作用不同。而且，營養(yǎng)效率在過長的生物調控過程中較低。另外，分泌物濃度不同使得其對藻類的他感效果不同。因此，在水污染環(huán)境不同的治理情況下，對水生植物的選擇非常重要。

2.1.3 護坡生態(tài)建設 在植物修復技術的使用中，江河湖庫的護坡建設也對其效果有著很大的影響。一直以來，人們對于防洪、通航等這類河道自身的功能較為注重，所以我國許多地方的護坡建設中普遍使用混凝土材料護坡、襯砌河床、截彎取直的做法。然而，這些做法實際上對土壤和水體的關系產(chǎn)生了割裂，分離了生物環(huán)境，水系和土地及生物環(huán)境相分離，對自然環(huán)境的生態(tài)鏈產(chǎn)生了破壞，造成了生態(tài)環(huán)境的不和諧。護坡生態(tài)建設對生態(tài)修復有很好的效果，主要是在對初期坡面穩(wěn)定和坡面植被保綠保活有所保證的基礎上，遵循自然規(guī)律，通過人為手段使坡面植被群落的演替速度加快，將坡面與當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境相互融合。護坡生態(tài)建設具有抗蝕、保水、增加截流面源以及坡面強度等功能，提供給植物足夠的生長養(yǎng)分和良好的生長環(huán)境。

2.1.4 資金投入 在污染問題的治理中，資金投入始終是個大問題，植物修復技術也是這樣。第一，植物修復技術自身的特點原因使得這是一個長期漫長的過程，在技術開始階段的資金投入可能不是最大的，但之后的技術、管理、維護等方面需要資金不斷投入。第二，在我國的社會經(jīng)濟發(fā)展過程中，經(jīng)濟效益是每個工程都要首先考慮的，在污染治理時，首先想的是少投入、快見效、實用性強的處理技術，對環(huán)境可持續(xù)發(fā)展有所忽略。第三，國家在籌措生態(tài)資金時，實施了一些必要的鼓勵政策，但是其效果并不是很好。

不難看出，水污染中植物修復技術的使用受資金的制約，資金的保障是植物修復技術實施的關鍵。

2.2 植物修復技術的要求

2.2.1 植物修復技術的關鍵性研究 對不同類型植物去除不同污染物的基礎性研究是使植物修復技術優(yōu)勢充分發(fā)揮的關鍵，可以對水生植物的優(yōu)化選擇因地制宜，發(fā)展為一個完善的修復系統(tǒng)。并且在污染物被水生植物所吸收的最佳時期，人工收割及時進行，達到永久去除污染物的目的。我國在這方面相較于發(fā)達國家仍具有一定的落后性，所以，對關鍵技術的基礎性研究加強是非常重要的。

2.2.2 培養(yǎng)復合型人才 植物修復技術是一項較為復雜的學科，它涉及到多個學科，比如生物學科、環(huán)境學科、景觀學、現(xiàn)代水利工程學、生態(tài)學等，作為一門新興技術，它對于人才素質有著很高的要求。特別對于我國來說，地域廣闊，水域環(huán)境有著極大的不同，使用植物修復技術對水污染進行處理，對這類人才的需求更是非常迫切。目前來說，這方面人才的培養(yǎng)還是很薄弱的，對我國植物修復技術的使用有著一定的制約。

2.2.3 水環(huán)境的生態(tài)管理 當今社會，生態(tài)化成為了發(fā)展的一種自然趨勢，在管理上，生態(tài)化管理也成為了一種發(fā)展方向。雖然目前其機制還沒有成熟，也沒有可以借鑒和采用的固定模式，但相比于其他的管理，其具有自身的特點：第一，水體完整的生態(tài)保護一定要對有效性、持續(xù)性和整體目標進行強調。第二，執(zhí)行時，水環(huán)境管理人員要有敏銳的洞察力并且受過專業(yè)的培訓，這才能在執(zhí)行上給予其足夠的權利。第三，生態(tài)管理中，要對基本流量、水質和水體自身的生態(tài)現(xiàn)狀有所兼顧。提高水環(huán)境生態(tài)管理的宣傳力度，使民間企業(yè)能夠積極參與進來，并且對公眾參與水環(huán)境生態(tài)保護活動進行推動。利用這些措施，對環(huán)境生態(tài)保護管理僵化的情況進行改善，為環(huán)境問題提供政策決策依據(jù)。

3 結語

水作為人類生存的根本物質基礎，其污染問題對人類生存發(fā)展有著重要影響，對水污染問題的解決是當前社會重點關注的話題。植物修復技術作為一項新興技術，以其效果好、投資少、管理維護方便的優(yōu)點，在水污染環(huán)境處理中有著廣泛應用。

參考文獻

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[2] 劉音,張升堂.被污染水體的植物修復技術研究進展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2009,(15).

篇7

1.1生物膜技術采用生物柵、人工水草、漂浮濕地浮體等高比表面積材料，使有水質凈化作用工程菌、原生動物、后生動物等附著在材料表面上并生長繁育，形成膜狀微生物層。受污染水體與生物柵、人工水草、漂浮型人工濕地浮體接觸時，水體中的有機污染物、氮、磷等營養(yǎng)物首先被其上的微生物大量分解、轉化成CO2、N2等無氣味氣體釋放出水體（異化作用）和少量吸收成為自身的組成部分并繁殖（同化作用），之后通過水體中食物鏈使同化作用部分的元素不斷地從水體中去除，使水體得到凈化，同時也為水體生態(tài)系統(tǒng)構建提供了大量初級的生產(chǎn)者。這種處理方法能夠有效的去除污水中污染物，使水體得到凈化。生物柵、人工水草、漂浮型人工濕地載體還為水生動物提供良好的棲息環(huán)境和隱蔽場所，有益于水體生態(tài)系統(tǒng)的構建。

1.2水生植物凈化技術水生植物凈化技術主要是指利用在水體中種植水生植物，通過水生植物的生長吸收、水生植物與水接觸面的生物膜形成和其他物理、化學作用達到凈化水體作用的技術，與水生植物種植相關的水生植物培育技術也是該技術組成部分。本設計中采用了吸污耐污能力較強的水生植物品種，同時兼顧水體水面景觀要求，其中：挺水植物采用漂浮濕地、淺難濕地種植，浮水植物采用凈化浮島種植，沉水植物種植于水面較淺、陽光充足的水域。

1.3微生物循環(huán)馴化技術微生物循環(huán)馴化技術是利用污染水體中的營養(yǎng)鹽作為培養(yǎng)基，通過特殊技術工藝，將高效微生物菌種進行原位不間斷培養(yǎng)，通過馴化、增氧、生化、循環(huán)等過程，在短時間內(nèi)降解水體中的污染物，并持續(xù)維持水質治理效果。如工藝流程如圖1所示，該技術包括在河岸設置生物培養(yǎng)罐，用于高效微生物培養(yǎng)、馴化、繁殖；高效微生物在生物培養(yǎng)罐培養(yǎng)成熟后，定期投加到設置于河道水體中的水下生物培養(yǎng)器，高效微生物在水下生物培養(yǎng)器的環(huán)境中進一步繁殖，并不斷地將高效微生物釋放到河道水體中；進入河道水體的高效微生物通過生物同化、異化作用不斷消耗河道水體中的有機物、氨氮以及其他營養(yǎng)物質，從而達到增加水體自凈功能、改善水體水質的目的。在此過程中，還必需設置鼓風機、推流曝氣機、攪拌機、人工水草等設備，其中鼓風機的作用是為生物培養(yǎng)罐和水下生物培養(yǎng)器提供充足的溶解氧，推流曝氣機的作用是水體造流以及增加水體溶解氧，攪拌機的作用是水體造流以及底泥分解減量，人工水草的作用是增加水體中高效微生物棲息場所以及在水質改善之后為水中高等水生生物提供棲息場所。

1.4河道造流曝氣技術河道造流曝氣技術是一種適應于河道特點的專用增氧技術。與一般增氧技術不同，本設計所選用河道造曝氣技術是采用水下推流吸入式曝氣裝置，在獲得高效率增氧效果的同時不占地、噪聲低、裝拆方便、水體流動性好。河道造流曝氣技術作為一種投資少、見效快的河流污染治理技術，在很多工程被優(yōu)先采用。在河道中進行充氧不但能改善水體黑臭狀況，而且能使上層底泥中還原性物質得到氧化或降解。曝氣在河底沉積物表層形成了一個以兼性菌為主的環(huán)境，并使沉積物表層具備了好氧菌群生長刺激的潛能，從而能夠在較短的時間內(nèi)降低水體中有機污染物，提高水體溶解氧的濃度，增強水體的自凈作用，改善水環(huán)境。該技術與生物膜技術相結合，生物膜提供充足的水質凈化微生物、河道造流曝氣提供充足的水質凈化微生物所需氧，從而有助于水體自凈能力的提高。

2專項技術可行性論證實證研究--以2012年度慈溪市城區(qū)河道生態(tài)修復工程為例

2.1慈溪市城區(qū)河網(wǎng)情況慈溪市30km2中心城區(qū)范圍內(nèi)有主要河道共計92條，總長度約為109km2。除此之外，另有一些無名支流及斷頭槽，平均河寬5m。近年來由于慈溪市城市發(fā)展迅速，各類污染排放量也相應增加，其中大量污水排入城區(qū)內(nèi)河，造成其生態(tài)環(huán)境不同程度惡化。

2.2慈溪市城區(qū)內(nèi)河治理現(xiàn)狀1997年慈溪市開始實施城區(qū)內(nèi)河治理，到2005年底，以一橫一縱的大塘江、滸山江為骨干，以中心舊城區(qū)為重點完成了一次綜合性治理，共治理城區(qū)內(nèi)河17條（段）計18km，建成截污管、渠29km，拆遷房屋4萬m2，新建大小節(jié)制閘8座、橡膠壩2座，設置排澇和污水提升泵站4座，新增綠化面積2萬m2，累計投入資金2.2億元。其中截污包括污水排放點源治理、污水收集系統(tǒng)建設和城市污水處理廠建設這三個過程。從2006年~2007年，慈溪市對大塘江、滸山江、邵家路江、城東新村橫河、東城河等河段進行了生態(tài)治理。根據(jù)2009年8月12日水質監(jiān)測數(shù)據(jù)，未進行水生態(tài)修復河道斷面各類污染物濃度與進行水生態(tài)修復河道斷面各類污染物濃度相比，進行過生態(tài)修復的斷面各項污染物濃度明顯低，其中平均CODcr降低了19.70mg/L、BOD5降低了4.08mg/L、NH3-N降低了8.01mg/L、TP降低了0.44mg/L，由此可知，水生態(tài)修復能很大程度的提升水體自凈能力，降低水中污染物濃度，見表1、表2。2011年慈溪市城市內(nèi)河生態(tài)治理工程主要以中心城區(qū)內(nèi)的五灶江、六灶江（虞波江）為治理河道，實施生態(tài)治理措施包括人工濕地、生態(tài)浮島、荷花、睡蓮、人工水草、沉水植物魚類、底棲動物等。同時還實施了慈溪市第一條以水質養(yǎng)護模式建設的城市內(nèi)河--東城河水質養(yǎng)護工程；該河道實施措施主要為造流曝氣機、人工水草，工程實施以來，東城河基本無黑臭現(xiàn)象發(fā)生。

2.3實例項目概況2012年度慈溪市城區(qū)內(nèi)河生態(tài)修復工程治理方案如表3：

2.4治理效果水體中的污染主要由初期雨水、排放或溢流污水、底泥釋放形式進入。水體的水質生物自凈能力主要以各功能植物、人工水草、造流曝氣、微生物循環(huán)馴化及水體其他的功能微生物來實現(xiàn)。(1)單純設置人工水草對水體凈化:單純設置人工水草可對河道水體中COD降解，可去除大量氮素。不結合造流曝氣人工水草1950m2，CODcr、TN去除能力分別為6474g/a.m2、324g/a.m2，年CODcr、TN去除量12624kg、632kg。(2)人工水草結合造流曝氣時對水體凈化:結合造流曝氣時，人工水草對河道水體中COD降解能力有較大增強，同時可去除大量氮素。結合造流曝氣的人工水草900m2，CODcr、TN去除能力分別為57.6kg/a.m2、2.56kg/a.m2，年CODcr、TN去除量51.84t、2.3t。(3)人工水草結合微生物循環(huán)馴化技術時對水體凈化:結合微生物循環(huán)馴化技術時，人工水草對河道水體中COD降解能力有也較大增強，同時可去除大量氮素。結合微生物循環(huán)馴化技術的人工水草150m2，CODcr、TN去除能力分別為126.3kg/a.m2、56.8kg/a.m2，年CODcr、TN去除量18.95t、0.9t。(4)功能植物對水體凈化:本工程種植：挺水植物1500m2，浮水植物2500m2，沉水植物600m2。挺水植物平均TN去除能力為38g/a.m2，TP去除能力為8g/a.m2；浮水植物平均TN去除能力為72g/a.m2，TP去除能力為17g/a.m2；沉水植物平均TN去除能力為61g/a.m2，TP去除能力為13g/a.m2；據(jù)此計算年植物去除河道水體氮磷量見表4。(5)漂浮濕地對水體凈化:漂浮濕地1350m2，CODcr、TN去除能力分別為327g/a.m2、63.6g/a.m2，年CODcr、TN去除量441kg、86kg。本生態(tài)治理工程實施后，CODcr年去除量83.86t，TN年去除量3.9t，TP年去除量62.3kg。

3結論

篇8

一、美湖塘過去情況

塘南鎮(zhèn)是典型的江南水鄉(xiāng)。近年來隨著經(jīng)濟發(fā)展，人口不斷向集鎮(zhèn)聚集人口密度日漸增大，生活水平的提高使得鎮(zhèn)區(qū)生活污水總量在日益增加。由于缺乏污水收集排放和處理系統(tǒng)，加上集鎮(zhèn)生活垃圾的亂堆亂倒、農(nóng)貿(mào)市場的屠宰家禽廢水未經(jīng)處理直排入水塘中，對地表水環(huán)境造成了較大污染，使得包括美湖塘景觀公園在內(nèi)的鎮(zhèn)區(qū)中心幾個面積較大的地表水體周圍逐漸被居民住房阻塞了源頭而成為死水，底泥淤積越來越重，垃圾越扔越多。此外，富含有機物的底泥中氮、磷等季節(jié)性釋放更加劇了水體富營養(yǎng)化，造成原本清澈水體變得黑臭難聞，蚊蠅滋生。居民多次向當?shù)卣h(huán)保部門反映，但因缺乏有效的處理和修復技術，一直未能得到解決，成為縈繞在塘南鎮(zhèn)政府和居民心頭的大難題。

近些年來，塘南鎮(zhèn)政府在水環(huán)境改善方面進行了艱苦探索，也曾試圖通過建設集中的污水處理廠來解決水污染問題，但有限的地方財政無力承擔起如此巨大的投入和運行成本。2010年，困惑中的塘南鎮(zhèn)政府恰巧從馬鞍山市科技局得到一個信息，設立在安徽工業(yè)大學產(chǎn)學研基地內(nèi)的馬鞍山黃河水處理工程有限公司與常州大學合作研發(fā)出一種《集鎮(zhèn)生活污水處理與地表水體生態(tài)修復技術》，可將污水的收集、處理和受污染的地表水體修復融為一體，從根本上解決水體污染問題。塘南鎮(zhèn)政府及時與黃河公司取得了聯(lián)系，邀請該公司的專家到現(xiàn)場調研勘察后，為塘南鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)地表水生態(tài)修復和生活污水處理制定了具體生態(tài)修復方案。方案完成后，塘南鎮(zhèn)政府邀請和組織市(縣)環(huán)保、科技、規(guī)劃等部門多方論證，在廣泛征求各方意見和建議的基礎上，果斷決定上馬這個民生工程。

二、組合技術死水新生

2010年6月22日，塘南鎮(zhèn)集鎮(zhèn)污水與水環(huán)境生態(tài)修復示范工程項目舉行了開工典禮，當涂縣及有關部門、鄉(xiāng)鎮(zhèn)領導到場觀摩。塘南鎮(zhèn)為保證工程順利實施并盡快發(fā)揮作用，指定鎮(zhèn)人大副主席負責全程監(jiān)督此項工程具體實施。

塘南鎮(zhèn)生活污水處理與地表水體生態(tài)修復技術主要技術流程是生態(tài)溝收集處理一強化池強化處理一生態(tài)塘末端處理。

在現(xiàn)場，黃河公司現(xiàn)場施工負責人介紹了工程的技術路線和實施步驟：塘南鎮(zhèn)美湖塘生活污水處理與地表水生態(tài)修復技術將現(xiàn)有池塘作為污水處理場所，無需另行征用土地。集鎮(zhèn)居民生活污水經(jīng)池塘東北角現(xiàn)有的排水管道系統(tǒng)流入生態(tài)凈化溝被攔蓄收集后，被凈化溝內(nèi)鋪設栽培的黃昌蒲、野水蔥、再力花等根系發(fā)達吸污能力強的復合型生態(tài)浮床首先“享用”，從而達到吸附水中的氯氮磷等有機物質目的，這樣的污水收集方法無需另行修建排水管網(wǎng)，節(jié)省費用并且不影響居民日常生活。

由于生態(tài)凈化溝是第一道處理程序，記者看到，沿塘岸修砌的凈化溝內(nèi)的水生植物成團成簇郁郁蔥蔥，葉莖粗壯綠意盎然，足夠的營養(yǎng)使得它們比池塘中央生態(tài)浮床與生態(tài)島內(nèi)的淺黃色聚草長勢更好，顯示出蓬勃旺盛的生命力。黃昌蒲頂部開出一朵朵嬌艷燦爛的黃花，吸引了當?shù)夭簧賰和烧灾滤幚聿块T不得不在岸邊設立了“采摘危險當心落水”的警示牌。

凈化溝的隔離帶、底板和護坡采用專利技術一生態(tài)混凝土建造而成，生態(tài)混凝土是將鋼渣、尾礦澆筑成留有空腔的混凝土，硬化后在空腔內(nèi)填滿微生物和培養(yǎng)基，利用特定的微生物將水中的有機物和氨氮進行過濾吸附降解，同時由于生態(tài)塘和凈化溝間存在水位差，水體可以通過混凝土滲透流動，促進了水體的自由呼吸。記者在高出水面10多厘米凈化溝墻體上仔細觀察看到，沒入池塘水面的墻壁上面爬附著很多小螺螄，許多小魚張嘴叨食著青苔上面的浮游生物。

凈化溝內(nèi)污水初級處理后流入原位增氧池和生物柵強化池，通過超微溶氣技術對水體增氧，增加水的溶解氧含量。據(jù)黃河公司副總經(jīng)理介紹，該公司所生產(chǎn)的超微溶氣設備，產(chǎn)生的超微氣泡介于十微米(um)以下至數(shù)百納米(nm)之間的氣泡混合狀態(tài)，可以將水分子的長鏈打斷，提高水體的生理活性更好的為生物體所吸收。然后通過特定的改性生物填料和好氧、厭氧工藝進行水體凈化。

在美湖塘北邊旮旯的一處岸上，矗立著一座天藍色桶狀設備，設備壁體上的一個水龍頭正汩汩向池塘里流淌著清流。工作人員介紹稱，他們對北岸一處出水口污染程度較大的污水單獨“開小灶”，于是自主研發(fā)了交變循環(huán)流一體化處理機和微納米氣泡曝氣技術進行強化處理，該技術的主要手段是通過均勻增加污水中的氣泡達到增加水溶解氧濃度，最后將凈化之后的水與生物柵強化池處理后的水一起排入生態(tài)塘中。

綜合處理過的污水還要過一關，那就是根據(jù)水質情況在生態(tài)塘中鋪設人工浮島和投放不同種的微生物，利用水生植物消減水體中的有機物質，同時植物生長過程中吸收養(yǎng)分的過程起到了固磷固氮的作用。另外，水生植物的投放也增加生物多樣性，對原有地表水體進行立體生態(tài)修復。

三、“生態(tài)浮島”生機無限

5月19日上午，毒辣的太陽下氣溫高達35度。作者在美湖塘看到，水面中央和拐角處漂浮著一個個1.6m長、1m寬的木架和藍色橡皮圈，木架、皮圈中栽育著聚草、旱傘草、花葉蘆竹等一盆盆綠色植物，這便是黃河水處理公司與常州大學共同研發(fā)出的“生態(tài)浮島”，這些植物的根伸向水中，根系及其表面生物膜對污水中化學需氧量、氮、磷等有機污染物具有較好的吸收降解效果，還可以為魚和鳥類創(chuàng)造生息空間，并改善池塘生態(tài)景觀。

此外，“生態(tài)浮島”能使水體透明度大幅度提高，有效改善水質指標，特別是對藻類有很好的抑制效果，以及具有消波等綜合，從而在水位波動大的水庫，或因波浪的原因難以恢復岸邊水生植物帶的湖沼，或是在有景觀要求的池塘等閉鎖性水域得到廣泛應用。據(jù)介紹，這些水草都是黃河水處理公司花高價從外地買來，現(xiàn)在隨著市場擴大，企業(yè)正在當?shù)嘏嘤@些花草。

到2011年5月底，經(jīng)過近半年多的組合技術運行，美湖塘周邊居民的生活污水得到有效處理，經(jīng)過生態(tài)修復的水體恢復了往日生機。在今年夏天大旱雨水枯竭情勢下，處理后的池塘水質清澈無臭無味透明度平均超過1m。一個空氣清新、環(huán)境優(yōu)美的美湖塘休閑公園重新回到人們的懷抱。

經(jīng)企業(yè)檢測，污水氨氮磷、化學需氧量等指標祛除率達到70％以上，池塘主體部分可達《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838―2002)類標準。同時，通過水生生物的投放，恢復了池塘的生物多樣性，重建了自然生態(tài)平衡，絕跡多年的魚蝦、水烏再現(xiàn)美湖塘。至此，黑色水面不見了，難聞的臭味消失了，滿塘漂浮的垃圾水草清除了，代之的是水面清澈空氣清新的優(yōu)美人居環(huán)境，居民對此贊不絕口，生活用水從此更加安全放心。

為了直觀感受水塘生態(tài)修復后的強烈對比，塘南鎮(zhèn)人大副主席帶記者走訪了鎮(zhèn)區(qū)另外一口大水塘，只見大埂邊堆滿了各色高溫下腐臭難聞的生活垃圾，墨綠色的水面上垃圾袋塑料瓶滿眼皆是，10多只高度腐敗爛得沒頭的白鰱漂在水面令人觸目心驚，這就是美湖塘修復前的縮影。全鎮(zhèn)象這樣的死水臭溝還很多，下一步鎮(zhèn)里將對這口池塘進行治理。

馬鞍山市環(huán)保局相關部門負責人也向記者表示，當涂縣塘南鎮(zhèn)美湖塘集鎮(zhèn)生活污水與水環(huán)境生態(tài)修復工程服務人口千余人，該工程投資約60萬元，運行費用平均0.11元／m3，修復水體面積7850m2，年運行成本及管理人員工資費用約3萬元。工程設計能力日處理生活污水250m3，20多天可對全水體水質凈化一遍，循環(huán)往復。

篇9

（江蘇農(nóng)林職業(yè)技術學院，江蘇 句容 212400）

摘要：以江蘇省句容市某人工景觀湖為對象，選用浮床栽培的香蒲、黃菖蒲、鳶尾、再力花和花葉蘆竹進行修復。試驗結果表明，水質有了明顯改善，透明度也有所增加。其中再力花的長勢最為明顯，各植物對受污染景觀水體溶解氧（DO）含量的提高都起到了積極的作用，對水體中化學需氧量（COD）、總磷（TP）、氨氮（NH3－N）有明顯的去除效果，并存在一定的差異。其中對TP凈化效果最好的是再力花，去除率最高達到了91．3％；對NH3－N凈化效果較好的是黃菖蒲和再力花，去除率分別達到了94．8％和92．2％；各植物對COD的凈化能力相對于對TP和NH3－N的凈化能力弱，對COD的凈化能力相對較強的是香蒲和花葉蘆竹，去除率分別為40．2％和38．4％。

關鍵詞 ：植物浮床；生態(tài)修復；景觀水體

中圖分類號：X524；X173 文獻標識碼：A 文章編號：0439－8114（2015）06－1346-04

DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.06.017

Purification Effect of Eutrophication in Landscape Waters

by Plant Floating－bed

FAN Kai－qing，ZHU Xiao－yan，YAO Wei

（Jiangsu Polytechnic College of Agriculture and Forestry，Jurong 212400，Jiangsu，China）

Abstract： Cattail， Iris pseudacorus， Iris， Thalia dealbata and Arundo donax L． var． versicolor cultivated in floating bed were used to repair an artificial landscape lake in Jurong city， Jiangsu province． The results showed that the water quality was improved significantly and the transparency was increased． The growth of Thalia dealbata was significant． The plants played positive roles in increasing the content of dissolved oxygen （DO） in the polluted landscape water． There were obvious removal effects of chemical oxygen demand （COD）， total phosphorus （TP） and ammonia nitrogen （NH3－N） in the water to varying degrees． The Thalia dealbata had the best removal effect of TP， with the removal rate of 91．3％． The Iris pseudacorus and Thalia dealbata had the best removal effect of NH3－N， with the removal rate of 94．8％ and 92．2％． Each kind of plant had less removal effect of COD than that of TP and NH3－N． The cattail and Arundo donax L． var． versicolor had relatively higher removal rates of COD， with the removal rates of 40．2％ and 38．4％．

Key words： plant floating－bed； ecological restoration； landscape waterbody

收稿日期：2014－07－10

基金項目：江蘇省“青藍工程”項目；江蘇農(nóng)林職業(yè)技術學院科技項目（2012kj003）

作者簡介：樊開青（1975－），女，安徽安慶人，副教授，在讀博士研究生，主要從事水污染控制及資源化研究，（電話）0511－87291701（電子信箱）

lxsfkq@163．com。

近年來，隨著人們對居住環(huán)境的要求不斷提高，景觀水體的建造已成為城市建設和房地產(chǎn)開發(fā)中被關注的熱點。營造景觀的常見水體形式有天然湖泊、各大中城市公園內(nèi)的人造湖泊、景觀河道、與房地產(chǎn)開發(fā)相配套的人造景觀湖、噴泉、疊流、瀑布等。景觀水體生態(tài)環(huán)境的改善對提升人居環(huán)境起著至關重要的作用。由于景觀水體自身的特點以及各種外因的干擾，其受污染狀況不容樂觀。據(jù)統(tǒng)計［1，2］，全國有93％的公園水體遭到不同程度的污染，水體發(fā)臭和富營養(yǎng)化現(xiàn)象嚴重，有的甚至已成為景觀死角，給游客帶來視覺上的污染，并對整個環(huán)境的生態(tài)平衡造成了一定影響。

根據(jù)對江蘇省句容市10處景觀水體包括8個住宅小區(qū)水景和2個城市公園人工景觀湖進行的調查發(fā)現(xiàn)，景觀水體設計者一般只考慮到景觀效果和文化表現(xiàn)，較少考慮水質保持的問題，致使多數(shù)景觀水體的水質狀況較差。在調查的10處景觀水體中，多數(shù)景觀水體為靜止或流動性差的緩流水體。由于水深較淺、自凈能力弱，水體內(nèi)的物質很難輸出，水體中浮游藻類大量繁殖，必將導致水體富營養(yǎng)化，使水體喪失景觀功能，再加上生物多樣性差，加大了水體水質保持的難度。

景觀水體的修復技術可歸納為物理修復、化學修復、生物修復和生態(tài)修復4種方法，其中生態(tài)修復具有成本低、穩(wěn)定性強、凈化效果好的特點，可以與綠化環(huán)境及景觀改善相結合，是體現(xiàn)人與自然和諧相處的可持續(xù)生態(tài)化的水質改善思路，也是一條創(chuàng)新的技術路線，因此被廣泛應用于水環(huán)境修復改善工程中［3－7］。富營養(yǎng)化景觀水體的生態(tài)修復有多種措施，但其中利用水生植物來凈化水體的方法近年來得到了廣泛關注。植物浮床技術作為生態(tài)水處理方法和營造水體景觀的方法，目前在西方發(fā)達國家已迅速發(fā)展起來，而國內(nèi)還處于初期階段。為了了解景觀水體的水質演變規(guī)律，并對景觀水體生態(tài)修復提供基礎數(shù)據(jù)和參考，于2013年4－5月將所調查的10處景觀水體中具有代表性的某人工景觀湖作為研究對象，利用植物浮床技術進行了為期32 d的不同水生植物凈化效果的試驗研究。

1 材料與方法

1．1 浮床物種的選擇

植物浮床物種的選擇及種植密度對凈化效果有很重要的影響。浮床物種的選擇應綜合考慮以下幾方面［8，9］：①選擇適宜水質條件生長的本地多年生水生植物；②具有較強的耐污、治污和凈化潛能；③根系發(fā)達、生物量大、繁殖能力強；④具有景觀觀賞價值。有關研究和應用［10］表明，針對城市景觀水體功能的特點，可選擇的物種有限，多采用美人蕉等來修復。根據(jù)上述選取原則，本試驗選取了江蘇本地多年生的花葉蘆竹、香蒲、鳶尾、再力花和黃菖蒲等五種具有一定凈化能力和觀賞價值，且可以適應水生栽培的植物作為試驗材料，以期為區(qū)域城市景觀污染水體生態(tài)修復提供良好的物種選擇。

1．2 試驗材料

試驗所用花葉蘆竹、香蒲、鳶尾、再力花和黃菖蒲等五種植物均為購自花卉市場的土培苗，去土洗凈后將各植物的葉片剪成高為30～40 cm，帶入實驗室水培10 d后選擇生長情況良好、長勢較為均勻的健壯植株進行試驗。

1．3 試驗方法

為保持自然光照模擬景觀水體的自然條件，采用室外模擬的方式進行。試驗容器選用長40 cm，寬40 cm，高35 cm的塑料水箱，加入水樣至水深25 cm處，采用聚苯乙烯泡沫板作為浮床載體，在泡沫板上等間距開孔，隔孔定植植物。共設置6個試驗組，第一組為空白對照組，只有浮床而無植物的水箱；第二至六組浮床上分別定植花葉蘆竹、香蒲、鳶尾、再力花和黃菖蒲。于2013年4－5月進行為期32 d的試驗，試驗期間水溫18～32 ℃，平均水溫為25 ℃，水溫適合植物和藻類生長。試驗過程中由于植物的蒸騰作用、光合作用、水分蒸發(fā)以及取樣監(jiān)測會減少試驗箱中的水量，定期補充原水以消除水分蒸發(fā)損失對試驗效果的影響［11－13］。

1．4 監(jiān)測項目及方法

試驗原水取自句容市某人工景觀湖，取樣點根據(jù)景觀湖的具體情況選擇湖的西、中、東3個點，并取其混合水樣值，水樣初始水質見表1所示。由表1可知原水總磷（TP）和氨氮（NH3－N）濃度較高，有較嚴重的富營養(yǎng)化趨勢。各試驗箱的浮床上定植植物后，每隔3～4 d在水面以下10 cm處取樣分析水體中的溶解氧（DO）、化學需氧量（COD）、總磷（TP）和氨氮（NH3－N）含量，每次做2組平行實驗，取其平均值。

各項指標的分析方法參照《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版）［14］。溶解氧（DO）采用碘量法，化學耗氧量（COD）采用重鉻酸鉀法，總磷（TP）采用鉬酸銨分光光度法，氨氮（NH3－N）采用納氏試劑分光光度法。

2 結果與分析

2．1 浮床植物對水體中DO的改善情況

溶解氧（DO）是水體評價的一個重要指標，無污染的天然水體中的DO含量一般接近飽和，水體受污染后會導致DO含量降低。DO的高低會直接影響水生生物的生長和水體中氮、磷、化學需氧量等水質指標的高低，并將最終影響到水體的自凈能力［15］。五種浮床植物組及空白對照組水體中DO含量的變化情況如圖1所示。

由圖1可知，空白對照組DO含量從監(jiān)測初期的7．3 mg/L開始一直緩慢下降，沒有出現(xiàn)波動，這或許是由于溫度慢慢升高，水中的含氧量也在慢慢減少，在25 d后溶解氧接近3.0 mg/L，已接近地表水環(huán)境質量標準（GB3838－2002）Ⅳ類水質標準，水質逐漸惡化。整個試驗期間五種浮床植物組由于植物的光合作用以及呼吸作用，根系周圍呈現(xiàn)好氧狀態(tài)［11］，使水體DO值均比無植物的對照組要高，且情況較為穩(wěn)定，對提高水體含氧量起到了積極的作用，但由于水體中溶解氧的來源比較多，故在此不對影響因素進行詳細的比較。

2．2 五種浮床植物修復效果的比較

各浮床植物對TP、NH3－N和COD的去除率分別見圖2、圖3、圖4。

氮、磷是植物生長必需的大量元素，也是引起水體富營養(yǎng)化的主要因素。由圖2、圖3可知，五種浮床植物在試驗培養(yǎng)期間內(nèi)對水體的氮、磷均有很好的去除作用。整體來看，不同的植株對水體NH3－N和TP的影響趨勢是相似的，但去除能力表現(xiàn)出一定的差異。根據(jù)圖2，在0~13 d，TP的去除率大小依次為再力花＞鳶尾＞香蒲＞黃菖蒲＞花葉蘆竹；13 d后各試驗組對TP的去除率均達到了很高的水平，都在50％以上，水中TP濃度均達到了地表水環(huán)境質量標準Ⅲ類以上水質標準；后期黃菖蒲的去除率出現(xiàn)了小幅的下降，花葉蘆竹的去除率出現(xiàn)了小幅的上升。其中對TP修復效果最好的植物是再力花，在整個試驗過程中再力花均保持良好的長勢和較高且穩(wěn)定的去除率，最高達到了91．3％。

水中的NH3－N濃度除了受外來污染物的影響，還與水體的pH和水中微生物的影響有關。根據(jù)圖3，5種浮床植物在試驗培養(yǎng)期間內(nèi)，對水體的NH3－N均有很好的去除效果，其中黃菖蒲和再力花的去除效果相對較好，去除率分別達到了94．8％和92．2％。

化學需氧量（COD）是反映水體有機污染的一項重要指標。試驗期間空白對照組COD值是緩慢升高的，各浮床植物對COD的凈化能力相對于TP和NH3－N弱，是由于各植物對COD的降解主要依靠植物根區(qū)微生物的活動來完成，降解過程受水體溫度、DO、水體微生物的種類及數(shù)量等多種因素的影響［11］。由圖4可知，在試驗的開始階段各浮島植物對COD的去除率增幅較緩，約在7 d后對水體中COD的去除效果增強，對COD去除率大小依次排序為： 香蒲＞花葉蘆竹＞黃菖蒲＞鳶尾＞再力花。其中對COD的凈化能力相對較強的是香蒲和花葉蘆竹，去除率分別為40．2％和38．4％。

3 小結與討論

通過對江蘇省句容市有景觀水體的住宅小區(qū)和城市公園人工景觀湖的實地調查，并以某人工景觀湖為對象，對其水質狀況進行監(jiān)測，結果表明溶解氧（DO）含量隨時間呈現(xiàn)緩慢下降趨勢，總磷（TP）、氨氮（NH3－N）、化學需氧量（COD）等指標隨時間呈現(xiàn)明顯的上升趨勢。而經(jīng)浮床栽培的香蒲、黃菖蒲、鳶尾、再力花和花葉蘆竹進行修復后，水質有了明顯改善。其中再力花的長勢最為明顯，其根系的生長程度極為發(fā)達，其所在的試驗箱內(nèi)的水也最為透明。各植物對受污染景觀水體DO含量的提高都起到了積極作用，對水體中的TP、NH3－N和COD均有明顯的去除效果，并存在一定的差異，其中對TP凈化效果最好的是再力花，對NH3－N凈化效果較好的是黃菖蒲和再力花，各植物對COD的凈化能力相對于對TP和NH3－N的凈化能力弱，對COD的凈化能力相對較強的是香蒲和花葉蘆竹。各植物都具有一定的景觀價值，在工程實踐中可根據(jù)景觀水體的實際污染情況，選擇不同類型的浮床植物進行修復。

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篇10

關鍵詞：邊坡；生態(tài)修復；植物群落；類型；設計方法

近年來，一門新的邊坡防護技術得到了迅速的發(fā)展，那就是邊坡生態(tài)修復。目前，不同類型的邊坡可以采取不同的方法進行邊坡生態(tài)修復，常見的方法有液壓噴播、厚層基材噴射植被護坡、植被混凝土護坡綠化、邊坡TBS植被護坡綠化、三維植被網(wǎng)噴播植草等。在生態(tài)修復的開始一段時間內(nèi)，這些方法可以促進植物旺盛生長，能夠很好的保持水土不流失，但是一段時間過后，植物生長就會逐漸衰退，很難保持植物群落的穩(wěn)定性。主要是因為在邊坡生態(tài)修復的過程中缺乏植物群落的多樣性，使用的草本植物比較多，使用的灌木、藤本植物比較少；另一方面還因為基質材料沒有較好的適應性，不具備持久性。

恢復邊坡原來就有的生態(tài)功能、構建穩(wěn)定性良好、持續(xù)長久的植物群路是邊坡生態(tài)修復核心目的。所以，在邊坡生態(tài)修復過程中，既要考慮邊坡在短時期內(nèi)的水土流失控制要求和一些自然災害的影響，還要考慮植物群落未來的演替類型，依據(jù)邊坡的實際情況、采用的生態(tài)修復方法及植物群落未來的演替類型，科學設計目標植物群落。當前，草本植物是邊坡生態(tài)修復過程中采用的主要建群種，植物群落類型非常單一，沒有足夠的群落穩(wěn)定性。本文依據(jù)邊坡生態(tài)修復施工實踐和植物群落演替規(guī)律，在目標植物群落分類的基礎上，提出了邊坡生態(tài)修復的設計原則，總結了近幾年工作實踐中幾類邊坡生態(tài)修復植物群落類型設計方法。

一、邊坡生態(tài)修復中植物群落類型設計原則

邊坡生態(tài)修復中植物群落類型設計必須符合一個總的原則，就是構建與地理位置、自然環(huán)境相吻合的植物群落，而且要與周邊環(huán)境相互協(xié)調。具體來講要符合以下5個設計原則：

（一）與自然環(huán)境相協(xié)調的原則。在邊坡生態(tài)修復過程中，設計的植物群落類型要與所處區(qū)域的自然環(huán)境相符合，做到所修復的植被協(xié)調于原有的植被。所以，確定植物群落類型之前，要詳細調查當?shù)氐臍夂蛏鷳B(tài)條件及植被情況，依據(jù)調查的實際情況選擇生物特性適合的植物群落物種，合理的進行組合搭配。

（二）注重植物物種的安全性。選擇的植物群落類型要與邊坡的類型互相吻合，同時要保證植物物種不破壞邊坡的穩(wěn)定性，不危害邊坡周邊的環(huán)境。要盡量多的選用當?shù)氐闹参镂锓N，少用或杜絕使用外來植物物種，避免物種侵入造成的危害。

（三）堅持植物群落的多樣性。由草本植物、喬木、灌木多物種組合的植物群落具有較強的穩(wěn)定性，如果物種相對單一，就難以保持植物群落的穩(wěn)定性。所以，設計植物群落類型時要在水平結構、垂直結構和時間結構上合理搭配草本、喬木、灌木等多種物種，保證植物群落中物種的多樣性，保持植物群落的穩(wěn)定性。

（四）提高植物群落的實際功能。采用工程手段，對邊坡原有的植物群落類型進行恢復是邊坡生態(tài)修復的主要目的，主要是防治邊坡的水土流失，保護邊坡進一步穩(wěn)定。依據(jù)不同邊坡的特點，設計時要考慮植物群落類型的特性和功能，多選擇保持水土效果較好、固坡能力強、耐旱的植物物種。

（五）保證植物群落的景觀特色。設計植物群落類型還要考慮植物群落所帶來的景觀效果。在滿足邊坡保護的功能基礎之上，要設計景觀價值較高的植物物種，以保證植物群落所帶來的觀賞價值。

二、邊坡生態(tài)修復中植物群落類型的設計方法

依據(jù)邊坡生態(tài)修復中目標植物群落類型設計原則，本文結合工作實踐的實際，淺談幾種邊坡生態(tài)修復中植物群落類型的設計方法。

（一）公路（鐵路）邊坡生態(tài)修復中植物群落類型設計方法。對于市區(qū)周邊的公路（鐵路）邊坡而言，要求必須有良好的景觀效果，所以，選擇的植物群落類型就必須與周邊的環(huán)境協(xié)調一致，選擇具有觀賞價值的花草和灌木，設計外觀，合理搭配物種的外觀形狀和顏彩，體現(xiàn)群落的自身特點。

對于離市區(qū)較遠的公路（鐵路）邊坡而言，最好是設計成灌草型植物群落，盡量避免使用喬木。由于喬木具有較大的重量，使用喬木會造成邊坡不穩(wěn)的問題，由于高度較高，對司乘人員的視野造成影響，容易引發(fā)交通事故。要選擇水土保持能力強、根系發(fā)達、耐干旱的植物物種，合理搭配垂直結構，滿足多物種、景觀效果良好的植物群落。

（二）濱水岸坡生態(tài)修復中植物群落類型設計方法。陸地與水體連接的紐帶是濱水岸坡，能夠防止地面污染物流進水體。良好的岸坡植物群落能夠對污染物的含量進行有效過濾，減少污染物，吸收徑流中的大量有機物，改善河流的水質，減少藻類和浮游植物的繁殖數(shù)量。在設計選擇濱水岸坡的植物群落類型時，不但要考慮美化環(huán)境、保護河岸的功能，還要考慮減少對河水的污染作用。

對于水上的坡面而言，減少污染物流進河水、保護邊坡穩(wěn)定是植物群落的主要作用。所以，要選擇設計灌草型的植物群落類型，選擇使用根系發(fā)達的物種，多使用能夠吸附污染物的草本植物和小灌木，保證與周圍環(huán)境協(xié)調一致，合理搭配花卉，構建成一個休閑娛樂景觀區(qū)域。

對于水下坡面而言，由于浸泡在水中的時間很長，沒有較好的光通量，所以要選擇設計根系發(fā)達、耐水淹的植物群落類型，最好選擇還具有降解水中污染物的沉水植物，不但能夠護岸固坡，還能夠對庫岸進行凈化，過濾流進江中的地表徑流，對有機物進行吸收和轉化，凈化水體，防止過多的有機物流進水體而導致富營養(yǎng)化，從而抑制浮游藻類在水體中的大量繁殖生長，提高水體透明度。

（三）廢棄地邊坡生態(tài)修復中植物群落類型設計方法。因為石壁非常的陡峭，而且表面十分光滑，晝夜溫差比較大，沒有松散的基質和土壤，不能對邊坡實施有效的保水保肥措施。所以，選擇設計植物群落類型時，是否合理的選擇了植物物種對能否成功進行生態(tài)修復起著非常重要的作用。

石壁的坡度大小、巖石性質和巖石表面粗糙程度是此類邊坡生態(tài)修復設計植物群落類型的依據(jù)。一般情況下，主要是選擇草本型植物群落，在石壁的空穴處和平臺處選擇小灌木和藤本植物物種，對周圍環(huán)境進行簡單點綴。

開挖坡頂?shù)倪吰律鷳B(tài)修復，主要是在山頂上修建種植槽，將種植土回填，在修建好的種植槽內(nèi)設計灌木和垂吊藤本植物物種，下垂的藤本植物可以覆蓋一些的巖石，防止水土流逝，具有鮮活生動的景觀效果。在坡腳位置的種植槽內(nèi)，可以選擇帶花的、具有攀緣能力的植物物種，構建美觀的植物群落景觀。

三、結束語

當前的邊坡生態(tài)修復與傳統(tǒng)的邊坡綠化已截然不同，主要涵蓋了修復邊坡生態(tài)的功能，植物群落的類型也發(fā)生了重大的改變，主要以物種的多樣性為主，豐富了群落類型。在邊坡生態(tài)修復過程中，設計適合實際的植物群落類型，將發(fā)揮群落的生態(tài)功能，改善邊坡區(qū)域環(huán)境的生態(tài)結構，提高社會效益。

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