重度污染湖泊治理与生态修复措施探讨

赵微氵

（河海大学，江苏 南京210098）

1 城区湖泊一般面临水环境问题

1）水体污染加剧，治理严重滞后。由于污水处理能力相对滞后，周边的污水收集管网建设进展缓慢，使得大量的城市生活污水进入湖体。

2）湖淤积严重，水体面积萎缩。淤泥沙一般由雨污水带入湖体，湖泊底泥既是“汇”，也是“源”，在一定的条件下，底泥中所含的氮、磷、有毒有害物质等重新进入水体，破坏湖体水质，危害湖体健康，同时使得水体面积逐渐萎缩。

3）水体交换性差，水循环空间小。由于湖体相对面积较小，使得湖体自净容量有限，水环境空间较小，水量不足，又无足够的补充水源，水体自净能力下降，水质状况呈现继续恶化趋势。

4）城市化进程快，涉水建设误区多。随着该区域城市化进程加快，在涉水基础设施建设中存在一些错误做法，导致了城市特色丧失和城市水环境、水生态功能退化。比如部分湖体采用硬化护砌水岸景观。硬化护岸彻底破坏了水岸的生态功能，减少了亲水性，造成了湖岸土地的“窒息”和自然生态的沦丧，也造成了水生动植物系统的致命破坏。

2 治整技术路线

以湖泊水环境现状为出发点，以水环境质量改善为目标，遵循统筹规划，分类实施等原则。

一般的水质净化与生态修复综合整治方案技术路线见图1所示。

图1 湖泊水环境综合整治技术路线图

3 整治措施

3.1 疏 浚

底泥疏浚是控制湖泊内源污染、改善湖泊水体环境的主要手段之一，通过底泥疏浚，防止底泥中富营养物质释放进入表层水体，同时可改善池底铺垫情况，有效的增加水体深度，最终达到控制受污染湖泊湖内源污染，改善水体质量的目的。

底泥污染控制一般从清除污染底泥方面着手，通常采取底泥疏浚的方法为彻底清除底泥，以增加湖泊的环境容量，提高水体的自净能力，以达到改善水质的目的。近年来，我国以控制湖泊富营养化为目的，先后在昆明滇池、安徽巢湖、大理洱海、北京颐和园昆明湖等湖泊进行了疏浚，这些疏浚工程均改善了疏浚水域的污染状况。

3.2 湖泊外源污染控制

3.2.1 点源污染控制

工农业废水和生活污水的点源污染，一般经污水管道收集后，送至污水处理厂进行处理，但污水处理厂主要控制指标为有机物、重金属等，对氮、磷的去除效果尚不理想。在污、废水排入环境水体之前，需进行脱氮除磷处理，以保护湖泊，河流等水体水质。脱氮的物理化学方法只能去除铵态氮。物理上除磷的方法去除率也仅10%左右。化学上除磷的方法效果稳定可靠，但易造成二次污染。加强点源控制，可对城市污水处理厂的出水考虑采用生态处理，削减出水氮、磷含量。人工湿地技术易与城市污水处理工艺相结合，在削减氮、磷含量的同时，还可以进一步提高出水水质，同时具有低投资、低运行管理费用和适应性强等特点，因而在点源控制中能发挥重要的作用。

3.2.2 面源污染控制

1）地下渗滤技术。地下渗滤系统是一种就地污水处理技术，它是将污水有控制地投配到具有一定构造、距地面有一定深度和具有良好扩散性能的土壤中，污水在土壤毛管浸润和渗滤作用下向周围扩散，在土壤中的微生物、植物以及土壤的物理、化学综合作用下，将污水净化。由于利用了土壤的自然净化能力，因而具有基建投资低、运转费用少、操作管理简便等优点，同时还能够利用污水中的N，P等水肥资源。近来，随着水资源短缺形势的日益严重，对污水进行回用和对一定污染的河湖水进行处理的研究日益展开，在日本、韩国、美国、新西兰和西欧等国家，地下渗滤系统的研究和应用日益受到重视。

2）生态护坡技术。生态护坡技术在面源污染拦截工程中日益受到广泛关注，在我国湖泊整治中也得到了广泛应用。生态护坡包含两个层面的含义。首先是护坡，需要具备湖岸护坡的功能，在满足行洪排涝要求的基础上，保证岸坡的稳定，防止水土流失，其要点是构建能透水、透气、调节水文过程、缓冲洪水、控制侵蚀、生长植物、截留降解污染物的生态防护平台。其次是生态功能，湖泊护坡要满足边坡生态平衡的要求，即要建立良性的湖坡生态系统，形成由高大乔木、低矮灌木、花草、鱼巢、水草、动物沿滩地、迎水边坡、坡脚及近岸水体组成有机的河坡生态体系。

3）人工湿地技术。人工湿地是依据土地处理系统及水生植物处理污水的原理，由人工建立的具有湿地性质的污水处理生态系统。它由人工建造和监督控制，与沼泽地类似，并利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用，来实现污水的净化。

我国开展人工湿地处理系统研究始于“七五”期间，起步较晚。随着对人工湿地技术认识的不断进步，人工湿地在富营养化外源控制中的作用也逐步受到重视，并建立了一些示范工程。沈阳满堂河生态污水处理示范厂采用以人工湿地处理为主，浮动生物床预处理为辅的组合工艺，主要处理污染较重的满堂河水及沿岸的重点生活污染源排水，其出水水质达到了回用于景观水体的水质要求。深圳洪湖人工湿地采用复合垂直流湿地系统，将污染较重的布吉河水通过湿地净化为洪湖补充清洁水，其出水水质参数中非离子氨和BOD5能达到I类水质标准，COD能达到Ⅱ类标准，TN和TP能达到湖泊Ⅳ类标准；处理出水DO大大增加，各项污染指标的去除率均在80%以上。2002年，中国科学院南京地理与湖泊研究所和云南玉溪市环科所设计的抚仙湖人工构造湿地开始投入运行，监测结果表明对各项污染指标的去除率分别达到：COD 87.8%、BOD 68.7%、SS 96.3%、TP 32.4%、TN 36.0%，出水水质也由Ⅳ类水质提高到Ⅲ类水质。

3.2.3 生态护坡技术

传统的湖泊、城镇河道整治，一般采用单纯的工程措施护坡，主要有浆砌或干砌块石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡等，护砌形式多为梯形或矩形断面，有些甚至是全断面衬砌。这些结构形式的传统护坡，在保持坡岸的结构稳定、防止水土流失以及防洪排涝等方面，起到了一定的作用，但却对景观、环境和生态产生了不同程度的负面影响。目前采用的生态型护坡一般是采用植物护坡或植物与工程措施相结合的复合护坡。因为植被的存在，恢复了护坡应具备的生态学功能，相对于传统护坡有了较大改善，相比之下具有一下几种优势：

1）改善水质及水体的自净能力。光洁、硬质的传统护坡，岸坡没有植物作为屏障，会使岸边的垃圾以及地表径流带来的污染物轻易进入水体，加速水体水质的恶化，造成污染。而生态护坡因为植被能够滞纳垃圾和颗粒物质，过滤来自高地以及地表径流中的污染物，起到保护河道水体的作用。另外，寸草不生的传统硬质护岸，破坏了水体—土壤生物之间的物质和能量循环体系，不利于具有净水功能的水生生物的生长，削弱了水体的自净能力。生态护坡所采用的植被以及新型材料加强了护坡的透水性和透气性，在一定程度上保持了水体—土壤—生物之间的物质和能量循环，保护了水体的自净能力。

2）调节水温变化，维持水生生态系统的平衡。传统护坡增强了对光照的吸收，导致水体温度变化过大，不利于维持水中生态平衡。水温的变化过大，不利于对温度敏感物种的生存；对鱼类产卵产生较大的负面影响，因为鱼类的正常繁殖对温度的反应非常敏感；在高温季节，还会孳生传染病菌。而引入植被、灌木或森林的生态护坡在调节光照吸收和防止水温变化过大方面起到了一定的作用，因此，从这个层面上说，生态护坡在一定程度上改善了水生生态系统的平衡。

3）保护湖泊、河道系统的生态多样性。混凝土和砂石修葺的传统护坡在一定程度上加快了水体的流速，加大了水流冲刷力度，水中一些生物会被水流冲走，使水中生物减少，岸上又缺乏天然植物，直接影响沿河野生物种，如水鸟等的生存。据统计，目前河道衬砌后，沿河生物种类减少了70%以上，而水生生物也只相当于原来的50%，加之河道的裁弯取直、横断面的几何规则化，使自然河流系统中河床的异质性不复存在，许多水生生物无法安身，不能形成多种多样的生境组合。生态护坡的透水性有利于维持河道水体的原有流速，同时也为各种生物的生长、昆虫和鸟类的栖息、鱼类的繁殖提供了有利的水边环境，保护了河道系统的生物多样性。

4）恢复护坡的绿色景观。过去没有绿色的传统护坡，使河道失去了原有的生机。而增加了绿色的生态护坡，恢复了护坡的绿色景观，满足了现代人回归自然的追求。生态型护坡是在传统型护坡基础上的改进，不单纯局限于新型环保材料或技术的应用，同样重视发掘传统人工材料和技术的生态功能以及改进传统的护坡方法，在设计和施工中更多地顾及环境和生物的需求。因此，生态型护坡既源于传统型护坡，又有别于传统型护坡，是护坡工程发展的崭新阶段。

3.2.4 人工湿地技术

人工湿地技术，是一种新型的污水处理净化技术。按污水在人工湿地中流动的方式，一般可将人工湿地可分为3种类型：表面流湿地、潜流湿地和垂直流湿地。

人工湿地是人为建设的生态系统，具有独特的污染物净化机制，具有基础投资少，运行管理费用低，出水水质高，处理效果好等优点，在湖泊点源和面源污染控制方面具有良好的应用前景。