河道水环境治理生物修复技术研究

孙丹丹

(南京宸嫣建设工程有限公司，江苏 南京 211100)

1 引言

城市发展过程中，随着人口不断增加，生活和工业用水排放量增多，会对水环境造成一定影响。河道水环境污染，其原因主要有两个方面：一是城市发展中重视经济要素，忽视环境保护，走先开发再治理的道路，经济发展的代价是造成环境污染和破坏。二是水环境问题复杂，不仅治理难度大，而且涉及周边居民的生产和生活，对治理工作提出了高要求[1]。随着科学技术进步，目前生物修复技术在河道治理中的应用广泛，以下结合工程实践进行探讨。

2 生物修复技术的概念和优点

2.1 概念

简单来说，生物修复技术就是利用生态系统的自我调节能力，来修复遭受污染、破坏的环境。在城市河道中，由于水环境复杂，以生物修复技术为主，同时辅以人工干预措施，成为污染治理的有效手段。从实际应用来看，生物修复技术包括植物修复、动物修复、微生物修复等技术类别，主要措施是生物促生、生物通气、生物强化方法等，对不同的污染问题进行针对性治理。

2.2 优点

和传统污染治理技术相比，生物修复技术的优点是：①应用范围广，可对整个水域进行治理，不仅修复效果好，而且用时短，能有效去除水体中的污染物。②修复技术措施的成本较低，具有长远的治理效能，有利于降低政府部门的资金压力。③污染治理时，污染物在原地被清除，能减少运输、特殊处理等情况，治理操作简单，具有较强的可行性。④污染治理过程中，不会形成二次污染，能减少对周边环境的干扰，突出环保特性。

3 生物修复技术在河道水环境治理中的应用

3.1 植物修复技术

河道水环境中的氧气，主要来源于水生植物的光合作用，是动物和微生物生存的必要条件。利用植物修复水环境，主要有三种类型：一是挺水植物，经光合作用向水体提供氧气，维持正常的生态循环。二是沉水植物，可处理水中的营养盐，防止营养盐释放和扩散，保持水体化学组分的稳定性，防止富营养化。三是浮游植物，可处理水体表面的污染物，发挥出水体净化的作用。

3.2 强化促生技术

生物强化技术，是在污染的水域中投放微生物，利用微生物降解有毒有害成分，减轻污染等级。该技术应用时，要对微生物的活性进行监控，防止影响水体的原生态系统。生物促生技术，是利用水体内原有的微生物，促进其繁殖生长，提高污染降解能力[2]。例如：向水中供氧，为微生物提供良好的生存环境，增加种类和数量，减轻水体污染程度；水体环境改善后，微生物的活性增强，能提高污染降解能力，形成良性循环。

3.3 生态护岸技术

生态护岸是以植物为主，以土木工程为辅，两者相结合进行环境治理，能对河道的坡面进行防护，发挥出防洪、排涝、自净等功能。该技术的应用，护岸作为水体和陆地的缓冲带，能为生物提供栖息地，利用植物或动物净化水体，保持水环境生态平衡[3]。工程实践证实，生态护岸技术不仅能保证河岸边坡的稳定性，还能提高水体对土壤的渗透性，有利于水体和周边环境进行能量物质交换。

3.4 底泥氧化技术

底泥氧化是利用微生物定向扩增的原理，采用靶向给药技术，将药物注射到河道的底泥层。一方面，有利于底泥层中的生物增殖生长，加快有机物的降解速度，改变水体的黑臭现象；另一方面，能控制污染物在水中扩散，缓解水体富营养化，修复整个水环境。

3.5 人工增氧技术

河道水体黑臭的根本原因是水中的氧气含量低，影响动植物和微生物生存，对污染物的分解能力降低。人工增氧技术，就是向水体中增加氧气含量，促进动植物和微生物生长，构建河道生物的多样性[4]。例如：使用高压设备，将空气或氧气导入河道水体中，改善水生物的生长条件。此外，湖水循环系统可以看作人工增氧的变体，可加快表层水和深层水的循环、置换速度，来提高水体中溶解氧的含量。在好氧状态下，金属离子还原后发生氧化反应，然后沉淀在底泥中，能减轻重金属带来的污染。

4 工程案例分析

4.1 河道概况

以南京市秦淮区黑臭河道综合治理项目为例，其中西玉带河(秦淮段)黑臭水体整治工程(图1)，该河道北起中山东路、南至明御河，全长1200 m，河道上口宽10～40 m，水面面积3.24 hm2，两侧绿化保护带各5 m。本片区四面环水，北面有玄武湖，西面为外秦淮河，南面为外秦淮河，东面为月牙湖、护城河，东南角有清水塘、白鹭洲。片区内水系纵横交错，内秦淮河流域支流和玉带河等水系交相呼应。经济社会发展，沿岸人居密度提高，居民生活在水域周边，面对脏乱环境降低了生活质量。根据水质检测结果显示，西玉带河河道上3个检测断面水质均达到轻度黑臭级别，需要对其进行综合整治。

图1 西玉带河(秦淮区)水域位置

4.2 污染现状

(1)外源污染。河道外源污染主要有两类：①点源污染。大量的生活污水和工业废水未经处理，或者处理后污染负荷未降到河道允许的环境容量范围内，就排入了水体。②面源污染。主要是降水排入水体带来的污染，研究表明，初期雨水的污染，某些重要指标例如COD远大于城市生活污水，对水体带来的损害不次于污水下河。本次整治工程，北侧中山东路合流管为分流污水直接排入河道内，东华门处一道污水管污水直接排河，因此本次考虑对其实施截流改造，将污水接入现状西玉带河截流管内，防止污水下河。西玉带河中部由于南京航天航空大学食堂污水直接排入截流管，导致管内於堵严重(该处于2015年12月清疏完成)，建议环保部门责令其餐饮污水进行预处理后再排入市政污水设施。

(2)内源污染。内源污染主要来自于河底淤泥中污染物的释放。是河道的环境容量低，水源缺乏，水动力条件差，水体生态系统遭到破坏等，降低了河道的环境容量，影响对污染物的消解能力。西玉带河(秦淮段)距上次清淤已有8年之久，根据现场测量资料，河道内的淤泥量约0.3～0.6 m。

4.3 修复措施

对该河道水环境污染进行治理，近期目标是通过控源截污、河道清淤、生态修复等工程措施，基本实现消除河道黑臭；远期目标是通过整个流域同步整治，改善水体生态环境，形成水清、岸绿、景美的城市景观河道。在工作目标的指引下，可采取的修复措施如下。

(1)控源截污、清淤疏浚。2016年4月初西玉带河清淤、截污开始施工，施工采用干河水利冲挖方法清淤，于5月底全线完成清淤、截污工作。清淤采用排水干塘随后水力冲挖，最后泥罐车装车外运。全线总清淤量约4.3万m3，整治污水排口7处，岸坡垃圾清理约500 t。

(2)生态修复。2016年11月进场施工，通过对河道内全线铺设增氧管道及增氧设备、投放益生菌，种植水草，投放鱼、虾、贝类等措施，生态浮岛600 m2、水生植物6000 m2；沿河截流井、溢流口均安装防异味装置，有效减少溢流口散发的污水异味。如此，提高水体含氧量及水体自净能力，重建生态功能，目前已消除黑臭，水质保持稳定并逐步提高中。

(3)景观提升改造。2016年12月进场开始施工，对沿岸侵占河道保护蓝线范围建构筑物进行拆违、征收，释放公共空间，共拆除违建9处，征收退让19处。①新建沿河休闲步道1.8 km，新增绿化面积2万m2，增设廊亭、景墙小品、景观亮化等设施。树立“一河一路”的整治理念，促使河道与道路在景观上、功能上相辅相成，设计方案相互对照呼应。②改造紧邻河道的珠江路创业大街，将原本岸边的小餐饮改造成文创店、休闲店、咖啡馆；珠江路和河道交汇处的空间，打造成文化路演广场，为人们提供办公、休闲、居住、消费、娱乐为一体的生活环境。③对老旧小区集中整治，将零散独立的小区进行区域整合，拆除围墙空间建设车棚，引导居民成立业主委员会，聘请物业公司管理。④将环境治理和文化资源挖掘相结合，邀请专家学者研究河道历史遗存和资料典故，合理应用研究成果，在河道沿线设置多个石碑、景墙，用来介绍河道相关历史，增强居民和游客的认知度、认同感。

4.4 管理措施

水环境污染治理后，如何保持是管理重点。本工程采取的管理措施如下：①精细管理。整治后的河道，按照风景区的标准进行管理，将河岸区域的环卫、停车、广告、招牌、门前三包等作为管理重点，分片、分段、责任制管理。②人文关怀。在夏季，为了减少河道和截流井、溢流口异味和蚊虫，安排保洁人员喷洒蚊虫药水，为居民提供良好的生活环境。③信息监督。建立河长责任体系，在河道设置公示牌，建立微信群，使用河道管理APP和二维码，接受民众监督。

4.5 治理成效

河道整治前水体黑臭，沿岸环境脏乱；整治后水源清澈、沿岸整洁，不仅宜居宜业，而且重现了文化底蕴，得到居民的一致认可。分析效益如下：①经济效益。河道周边的城市功能更加完善，带动了产业转型升级，尤其沿岸商业用地的价值提高，房产增值；沿岸旅游景点的开发建设，推动了当地旅游业的发展，旅游收入明显增加。②社会效益。通过整治工程，在污染治理、开发旅游资源、保护历史文化、改善城市环境、提升城市竞争力等方面，均具有重要作用。③生态效益。排入河道的污染物得到控制，水体中的CODCr、BOD5、SS、NH3-N、TP等含量明显降低，水环境质量得到明显提升。

5 结语

针对城市河道水环境污染问题，采用生物修复技术是一种有效手段。本文阐述了几种常用的生物修复技术，结合秦淮区黑臭河道综合治理项目，介绍了修复管理措施和成效，希望为类似工程提供参考和借鉴，以改善河道水体环境，实现环保发展目标。