河道水环境治理工程的多方位生态修复技术应用研究

刘建国

山东省淄博生态环境监测中心，山东 淄博 255020

1 多方位修复的内涵

社会的高速发展产生了大量的污染物，这些污染物如果在未经处理的情况下排入水中，会严重污染河道，导致水体出现浑浊黑臭等问题，给病菌的生长提供了空间，降低了水体的安全性，从而导致生态失衡[1]。目前主要采用物理、化学和生物等多种治理技术对污染物进行处理，其各自的代表性处理方法分别是机械除藻、投放化学药剂、提高水中微生物的降解能力，但在单独应用这些方法的过程中具有一定的局限性，难以应对复杂多变的河道污染状况，因此可进行技术集成，实现多方位修复。

2 生态修复技术体系

（1）外源污染控制。暴雨初期雨水的污染程度较高，因此如果仅对点源污染进行处理，很难从根本上解决问题，对此可采用自动膜滤工艺，高效处理雨水径流污染物。暴雨后可冲洗设备滤芯，减少污染物残留量，避免水体被二次污染。如果雨水直接排入河道，可将过滤设备安装于管网末端。其他通道的雨水可通过驳岸滞留系统加以处理，降低污染负荷。生态驳岸的建设能够丰富自然景观，增强水域自净能力，利用植物间隙交换能量，将空气中的氧气溶于水中，加快水体净化的速度。

（2）内源污染控制。污染物流入河道中经过长时间沉淀便会形成底泥，属于二次污染源，其中含有大量的氮、磷污染物，经外界环境的作用会释放具有污染性的气体。在处理时可将物理与生物方法相结合，物理法指机械清淤，可改变底泥的理化性质。但此种方法投资成本较高，仅适用于小面积水域。生物处理法指的是用生物酶提高微生物的降解能力，适用于大面积水域，但主要针对的是污染负荷相对较低的底泥。

（3）人工净化体系。污染物进入河道后会影响水环境的平衡性，导致水体在短时间内恶化。在这种情况下必须通过人工进化体系进行应急处理，实现迅速净化。可应用超微净化工艺，该工艺能够将高压气、水相结合，产生大量的气泡，用于去除氮磷等污染物，提高水体的含氧量及能见度。此种工艺适用于浑浊、黑臭、重金属含量过高等多种类型的水体，应用范围较广。

（4）水体自净强化。水生植物包括挺水、沉水、浮叶等多种不同的类型，并且均有各自的群落。挺水和浮叶植物可维护水质，并且能够使水体环境更加美观，沉水植物能够维持生态多样性及稳定性，对于修复工作的开展具有重要作用。另外，可分别在岸边和水体中部布置水下草皮和水下森林，用于吸收富养物质，降低水体含氮量，加快悬浮物的沉降速度，并通过光合作用释放氧气，而后释放化感物质避免藻类繁殖过快[2]。此外，水生动物群中的大型鱼类可促使水体更加美观，生物链更加完整，底栖动物具有过滤作用，能够捕食有机质，释放营养物质。

3 生态修复技术在河道水环境治理中的应用

3.1 利用折叠式滤膜等阻隔减少雨水等外源污染

雨水是河道水环境污染中的主要外源污染成分，雨水具有一定的吸附性，工业区的雨水可能含有大量的二氧化硫等有害物质，一旦进入水体，不仅会污染水源，更会对水中的动植物造成严重影响。此外，降雨过程中雨水还会冲刷地面，将地面泥沙和固体垃圾等一并带入河流，对河道水环境保护也有着负面影响。利用多方位生态修复技术进行河道水环境治理，针对雨水等外源污染的治理，则需要利用折叠式滤膜等阻隔，最大程度上阻止污染物进入河流。首先，合理规划设计城市雨水收集管网，在管网末端设置相应的折叠式滤膜，能够有效截留雨水中的有害物质，降低对河水的污染。其次，利用好河岸植物，进行透水性设置。通过在河流两岸种植芦苇等植物，一方面，可以巩固河岸泥沙等，起到生态护坡的作用，避免雨水对河岸的冲刷导致河岸决堤的情况；另一方面，河岸植物还可以起到一定的阻隔作用，将雨水中的泥沙和固体垃圾等阻隔在河岸两边，减少河道中的固体垃圾和淤泥。有效的工程建设和设备安装等能够缓解雨水这一外源污染对河道水环境的影响，是提升河道水环境治理效果的重要环节。

3.2 利用生物技术降低内源污染，提升水体自净能力

内源污染是外源污染物不经处理进入河道之后，经过积累和化学反应等产生的二次污染。例如工业废水和生活污水进入河道之后，水中的营养物质增加，出现水体富营养化的情况，水中藻类植物迅速增加，导致水中氧气含量不足，继而引发鱼类等水生动物的大量死亡；尸体在河流中腐烂发臭，被分解成新的营养物质，不断地进行着生物圈的循环。但是这种循环会导致水体流动性减弱、水体发臭变黑、水体内源污染严重[3]。针对河流内源污染，需要从源头入手，利用生物技术降低内源污染，提升水体的自净能力。植物能够通过光合作用和呼吸作用转化水中的有机物，水中的动物和微生物等可以消化腐烂尸体或者是藻类等。利用生物技术和生物圈规律，能够实现可循环的河道水环境治理，提升水体的自净能力。在河道水环境治理工程中，可以利用沉水植物群落来吸收水中的氮磷钾等富营养物质；利用水生植物群落来加快悬浮物的沉降，降低水底淤泥中的氮磷营养盐含量。

3.3 利用人工干预手段和现代高新技术净化水体

河道水环境治理工程仅仅依靠生物技术和阻隔技术还是远远不够的，需要立足多方位生态修复技术原则，利用人工干预手段和现代高新技术，形成良好的河道水环境治理模式。人工干预手段和现代高新技术的应用，对于水体净化具有重要作用。水体自净能力毕竟是有限的，当前河道水环境污染情况已经远远超出了水体自净能力作用范围，必须通过人工干预手段来改善河道水环境。在这一过程中，首先需要清除河底淤泥，清理河底垃圾。河底淤泥中积蓄了大量的重金属物质、氮磷等营养物质，无论是出于提升河水安全性还是增强河道水环境稳定性的考虑，都需要尽快清理河底淤泥。在这一过程中，河流上下游区域相关管理部门可以协同作业，共同完成河流清淤工作。针对清理出来的淤泥，需要进行处理和净化，最后再进行填埋处理等，降低河底淤泥对环境的影响。此外，提升河道周边群众的环保意识，对于河道水环境治理的长效机制建设也具有重要意义。可以通过各类方式教育周边群众不往河道中倾倒生活垃圾和生活废水，自觉维护河道水环境的稳定性，才能保证河道水环境的治理效果，促进我国生态环境建设的可持续发展。除了人工干预和环境教育工作，在河道水环境治理过程中还需要应用高新技术，利用无线传感装置进行河道水质实时记录和传输等，提升河道水环境的监控力度，及时有效地进行河道水环境治理。同时，利用超微净化处理模式，采用气液结合模式增加水体中的氧气泡，加速水中重金属物质的处理，对于提升河道水环境的能见度和清澈度也十分有效。

4 多方位生态修复技术的应用案例

本次案例选择铁排渠河道，该河道位于深圳市，地处宝安区，作为示范河道，其长宽分别为320m、20m，渠道水深约为0.5m。在治理河道污染以前，其水体呈现出发黑、发臭症状，能见度极低。经过检测，结果显示水体中含有大量的污染物质，其中COD、TP等物质都超出水质标准。为了更好地净化水体，帮助河道恢复良性生物链，本次治理河道过程中采用了多方位生态修复技术，并且遵循了该技术体系中的四项基本原则，即在外源控制方面截留、对内源进行质量控制、加强人工净化措施和完善生态自净来综合治理河道。

分析案例可以看出，该段河道在治理前，排污工作没有做到位，有大量的雨水和生活废水排入其中，已经造成了严重的污染，污染源较多。针对这种情况，在采用生态修复技术的时候，首先要利用外源截留的手段在水体当中安装相关的聚酯纤维膜，加强对雨水及生活污水的净化，在离南岸2m的位置安装隔膜，净化雨水当中存在的污染元素。在渠道的下游位置，为了更好地帮助水渠分担污染负担，将部分污水进行分流，将其引入其他分流，有效地帮助示范河道分解污水中的垃圾。在内源控制的处理方面，治理人员用生物酶来消减河道当中沉积已久的污染物，加强水体的活性，让水体当中的微生物具有更强的活力，其新陈代谢能力更强，改变河道原本浓黑发臭的状态。

5 结束语

综上所述，多方位生态修复技术在河道水环境治理工程中的应用是当前生态文明建设的必然要求，也是当前河道水环境现实情况的客观要求。不同于以往的河道水环境治理，受人们生活质量的提升和工业的发展，河水中大量营养物质和重金属严重破坏了水环境，降低了水体自净能力。在河道水环境治理过程中需要树立多方位协作的意识和观念，利用生态阻隔和管网末端滤膜的方式降低外源污染，利用河道生态恢复的方式增强水体自净能力，利用人工干预手段清除河底淤泥，利用高新技术强化河道水环境治理效果。推动河道水环境治理工程的长效发展和可持续发展，多方位生态修复技术的应用必不可少。