生态修复方法在河道水环境治理中的应用

北京建筑大学 陈思旭

河流治理的有效性不仅关系到人们的生活质量，也关系到生态环境的可持续发展。生活污水、工业废水、农作物灌溉用水等各种因素造成的河流污染日益加剧，影响河流生物的生长，难以保证生态平衡。针对上述问题，可以在水环境中实施多学科的生态修复技术，在实践中取得更好的效果。

一、多方位生态修复技术

（一）外源污染控制

首先，原位自动沉淀膜过滤系统主要通过低压过滤膜处理雨水，去除径流中的污染物。系统选用的滤膜是可折叠的，并放置相应的储水箱，在连续下雨时自动清洗滤芯，减少降水损坏，延长滤芯使用寿命。同时，将在河流末端安装相关的雨水管网，在河流污染物含量高的情况下，过滤后的水将排入管网，以减少直接来自河流水库的污染。其次，生态蓄水系统通常会通过将河道引导至在大雨期间无法及时进入的水库来提高河道保留污染的能力。该系统旨在整合水面、围垦、土地，通过植物间隙进行物质交换和传输，增加水中溶氧量，改善水质。

（二）内源污染控制

外来污染物是影响河流水质的二次污染物，由于其长期存在，淤泥形成增多，下层淤泥难以控制，在一定条件下发生化学反应，进入二次水源，造成二次污染。清理河流污泥的常用措施包括污泥的机械剥离和生物降解。这种方法清洗去除效率较快，其中机械深度剥离成本高，适用于污染高、面积小的河流；生物酶河水净化主要利用河水微生物的活性，污染物的降解或改变。

（三）人工净化技术

河流水环境受外界污染物影响，生态系统失衡，为降低实际污染的实际浓度，必须积极选择有效的治理措施，恢复生态系统平衡。人工处理是提高河流抗污染能力的重要手段，目前应用的是一种更为先进的超微净化水处理方法，降低磷的含量。成为提高水库清洁度和净化水环境的最佳技术。超微水处理技术可降低池内污染程度，氧化气泡可快速去除河藻污染，恢复正常色泽；微米级气泡本身带有正电荷，利用正负电荷原理可以减少水中的胶体含量。

（四）水体自净功能

水体自净能力在河流水环境管理中发挥着重要作用，在实际使用中取得了较好的效果。这种方法可以创造一个良好的生态链，主要通过水生植物和动物，从而达到降解和传输污染物、吸收和利用现有物质、净化水体的目的。其中，水生植物主要包括新兴植物群落、浮叶植物和沉水植物，前两者主要负责河流维护和水质维护，沉水植物是恢复水体生物生态功能的关键因素，而河流的水环境和生态系统是稳定的，是紧密相连的。水生动物主要包括浮游类群、鱼类和低等动物，其中鱼类促进物种多样性；成群的低寿命动物，主要是动植物遗骸，分解成水库，如绿虾和海螺；浮游动物可以吞食河流绿藻，在短时间内保持水库清洁，恢复水环境的生态功能。

二、多方位生态修复技术在河道水环境治理工程中的应用

（一）对外源污染进行修复

如果河流中污染物较多，应过滤水，防止排水不当造成水污染。此外，水环境的修复需要使用多学科的生态修复技术，仔细分析水库中各元素的含量和河管的截留污染能力。此外，在河床外建立生态斜坡，防止废物进入河床。通过保护河道，利用河道排放的植物和气体进行对流，增加水体的氧化能力，从而改善水质。生态边坡保护是符合绿色发展理念的保护措施，生态边坡保护形式对于水保护工程的实施具有重要意义，也是未来水保护工程的发展方向。为了防止外部污染进入河流，需要在河外建立有效的护坡，并利用环保技术控制外部污染物。沿海坡地种植用于加强植物发达根系的护坡，以保护其免受洪水、泥浆和失水的影响。生态护坡可以保证生态环境的发展，同时满足水利工程的需要。生态护坡的保护可以中和水流并减弱风和波浪力。生态护坡由于水流条件相对较高，施工初期水径流冲刷比较容易，起到了护坡的作用。利用生态袋可以防止有节奏的老化。在建设生态护坡设施时，要控制生态袋的间隙，保证生态袋内植物的良好繁殖，保证生态护坡的强度。此外，修复坡面，将坡顶和边坡排入场地排水系统，防止地表水流入边坡，保护边坡不受侵蚀和软化。在坡顶，在变形坡的最外侧设置截流槽，由于坡长过长，已确定多条纵向排水沟与水平槽相连，截断地表水。斜坡外，一一布置排水沟，防止坡脚被地表水侵蚀。

（二）控制河道内源污染

河床的污染与河床内长期的降水、堆积和淤泥混合在一起，扰乱了河床的水平衡。为了控制河道内部污染，需要对河道内的污泥进行清理，清除河道内堆积的污染物。用机械剥离或解释生物酶实现对内陆河源污染的控制。机械过滤是一个比较昂贵、耗时、难度较大的过程，适用于清洁小面积的水。面对大规模的内控，使用生物酶更合适。解释生物酶的方式是利用微生物降解河流毒素和污染物，及时处理内部污染。生物酶降解法适用于面积大但污染不严重的河流，在处理内源性污染时，生物酶增加河流的水循环，提高微生物活性，有效保护河流的环境特性。

（三）人工净化技术

在河流水环境因污染物而受到破坏的情况下，通过开发人工处理技术，可以有效维持水环境的生态平衡。人工处理技术通过降低污染物浓度来恢复水环境的生态平衡。人工净化技术的基本原理是利用高压气水混合技术，在气液相界面产生大量微米和亚微米的氧化气泡，可有效去除氮、磷含量。减少水体和河流中的重金属污染，以及有效抑制藻类的快速蔓延，降解河流胶体污染物，维持水环境平衡。环境治理的理念是通过处理技术恢复环境的生态平衡，水处理技术的使用是改善河流内部平衡的重要措施。微米氧化气泡快速去除藻类，消除河水失衡，恢复正常河水颜色。此外，微米大小的气泡含有少量的电荷，可以让它们吸收水中的污染物，消除河流中的颜色不平衡，消除河流中的黑色和异味现象。

（四）植物修复

通过种植特殊植物改善河流水环境。有三种具体用途：植物转化、根部过滤和植物提取物。代谢是通过植物机体的代谢功能，对水生污染物进行吸收、分解、整合、转化，最终形成植物机体结构或生命所必需的物质的过程。关于水环境治理。例如，在含有三硝基甲苯的水中，三硝基甲苯可以被具有特定基因突变的植物物种吸收、还原和转化。如果水生环境中的污染物浓度高于抗性植物，则植物释放量会减少，此时需要新品种对这些植物进行回收和重新种植，或确保它们对水污染的再生能力。随着生物遗传技术的发展，特殊抗病植物的性能可以在遗传技术的优化范围内得到提高，在水环境管理方面具有很大的发展潜力。根部过滤器是由具有羽状根的植物强力吸附河水中的污染物，从而达到浓缩沉积水中污染物的目的。该技术非常适用于一些含有有机物、重金属和放射性污染物的河水环境，具有良好的净化效果。由于植物根系过滤器需要一定量的流体通过水生环境，因此根部提取法更适用于浅水湖泊、湿地和河流水生环境。利用根部过滤原理净化水生环境的植物，净化效果较好，主要是水生植物和半水生植物，如香蒲、向日葵、芥菜等。植物提取是利用植物环境将水生污染物吸收到体内，根据植物的功能，将这些污染物转移到植物表面形成污染物。然后水处理植物表面以清洁和去除水中的污染物。目前，植物提取多用于重金属污染的水生环境，对植物的要求比较严格，所用植物必须抗污染、强吸收、强积累、生长快、抗病虫害。目前植物提取技术的研究主要集中在超富集植物的检测上，在实际研究和应用中需要兼顾两方面，一方面选择强富集植物有很多选择。另一方面，在受污染的水生环境中使用的浓缩器具有更好的生长适应性和更高的生长速度。以上两者都是使用植物提取技术有效性的关键。

（五）动物修复

在一些水生动物的帮助下，如食草动物和浮游植物鱼类，河流的水生环境得到清洁和维护。例如，一些常见的鱼类以浮游植物、浮游动物、水蚤、藻类等鱼类为食，可有效杀灭水生浮游植物或藻类。一些海底动物能够清理河水，因为它们可以清除河流水生环境中的废物。此外，在一些靠近河流的水利治理工程中，施工人员可以增加观赏动植物的养殖，改善水质，增加观赏价值，享受综合生态效益。

三、恢复河道水环境的措施

（一）打造良好的生态岸线

通过建设良好的城市生态海岸线，可以合理地对待城市的黑臭水。在河流工程建设导流设施之前，业主和监理需要更加贴近项目控制点，将具体的建筑设计要求与标准测量和各种测量数据结合起来。必须准确记录和提供项目建设所需的信息；测量标志应标在施工图上并均匀编号。施工期间需要定期检查，施工期间仅验证测量数据。河床施工过程中，需要收集与工程有关的测量数据，核对施工方提交的堆料位置、水准基准点，并在进行测量前核对测量数据；设置若干永久性监测点、定居点和疏散观察点，用于施工、测量和定期检查。此外，还需要高程测量和场地估算。

（二）人工湿地技术

优良的水质可改善河道生态功能，而且构建优美的市环境景观，当前受各类因素影响，河道自身净化能力薄弱。人工湿地技术联合应用垂直流湿地、淹没湿地等技术，将其表面及过滤基质净化，并由湿地底部收集导入下一高度湿地，以此循序渐进实现水体净化。人工湿地数量，需根据河道实际长度布设，一般在上、中、下均设置一个即可。

（三）生态护坡及清淤

河道治理进程中，需积极加强护坡建设，通过各类技术构建多种类型的护坡，从而保护河道水源。同时，清淤处理成效与河道内生态系统均衡密切相关，需积极加强清淤工作，借助相关机械手段确保清淤更彻底。

四、结论

由于河水污染不仅威胁生态系统的平衡，还会降低居民的生活质量，影响人居环境，因此有必要在河水处理中积极引入多方面的生态修复技术，并采用合适的处理技术。根据河流污染状况选择治理水源，完善污染治理体系，取得较好治理效果，维护水系生态环境，使人类和环境得以生存和谐。