污染河道流域综合治理与生态修复探究

方 辉，章璐敏，张 瑞

（1.浙江环境监测工程有限公司，浙江 杭州 310012；2.浙江华圭环境检测有限公司，浙江 杭州 310000；3.浙江环信环境自动检测有限公司，浙江 杭州 310012）

污染河道流域治理既关乎着生态环境的可持续发展，也是人们用水安全的重要保障。如果污染河道流域无法得到有效治理，就会使自然生态环境受到严重污染和破坏，从而也就会加重水资源匮乏的现象，甚至会对生物与人类的生命安全构成一定威胁。为了切实改善这一状况，水资源保护部门积极践行国家“绿色生态”理念，不断创新和优化污染河道流域的综合治理方案，并应用了成熟与先进的生态修复技术，使污染河道流域的自然生态环境得到了有效改善。

1 污染河道流域实例

以国内某条被污染的河道为例，据现场检测证实，该河道流域的污染源主要来自于生活污水、工业废水以及农村畜禽养殖污水，具体内容详见表1。

表1 某条被污染河道的主要污染源

通过对该河流的污染源进行分析，确定了产生污染的主要原因：第一，入河污染负荷远超出河道环境的承载力。该河流全长52.78 km，径流量为6 700万立方米，其中70%的径流量都来自于夏季降雨，而其他三季的降水量只占30%的比例。因此，该条河流的水量丰枯期不均，季节变化差异大，尤其是在少雨的冬季，一旦工业废水、生活污水的排放量超标，该河流的环境承载力将大幅削弱。比如在2018年，该河流区域内的污水排放量约为4 652万吨，污径比达到0.7，当枯水期到来时，比例几乎达到1:1，在这种情况下，该河流环境已无法承载排放的大量污染物，因此，河道流域受到了严重污染。

第二，污水处理设施功能弱化。以前建立的城市污水处理系统没有实现雨污分流，但随着工业生产活动的日渐频繁，当初兴建的污水处理工程已无法承载当下的污水排放量，而且，其中的一些污水处理设施已严重老化，其污水分离功能已逐步丧失，从而导致河道流域受污染的概率大幅增加。

第三，城市生活污水排放量激增。近年来，随着城市化进程的加快，城市人口数量不断攀升，导致人们在日常生活中排放的污水量不断增加，这使该河流的污染程度持续加重。经现场测定，该河流的污染成分主要包括COD、高锰酸盐等有机物质；NH3-N、T-P等营养物质，其中，NH3-N污染物的占比高达60%以上，由此可以看出，生活污水已成为该河流的主要污染源。

第四，生态系统功能丧失。目前，受到各种污染源的影响，该河流的主城区段河滩已经硬化，原有的生态系统已遭到严重破坏，主要原因是由于城市化发展进程快、河滩植被破坏严重、山体开挖裸露、雨水持续冲刷等，所以，该河流的生态用水逐年递减，河流的环境承载力也大幅下降[1]。

2 污染河道流域综合治理措施

2.1 结合实际情况，科学有序治理

在对污染河道流域进行治理时，应遵循以下原则，第一，保持河流原有的基本使用功能，对生态用水进行合理调配，不得破坏河道的原有排水功能。第二，保护河道流域的动植物，使水生物的多样性得到切实体现。第三，提升河道的自净能力与自我修复能力，即在治理过程中，应保证河水与地下水能相互交换，这是为了应对枯水期到来时可能发生的河水枯竭问题。第四，治理方案需结合当地的自然景观、人文景观，确保在不破坏这些景观的前提下开展治理活动。由此可以看出，治理污染河道流域的关键在于，既不能违背自然环境的发展规律，也不能破坏河道流域原有的生态系统。只有在遵循这些基本原则的基础上，才能制订出一套科学、系统、高效的治理方案，才能起到事半功倍的治理成效。

2.2 加大制度执行力，增强治理行动力

目前，适行的关于污染河道流域治理方面的法律法规主要包括：《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国河道管理条例》等。因此，在进行污染河道治理时，首先要执行国家及行业颁布的相关法律法规及政策，然后再对各地方行政法规予以落实；其次，为了增强河道的治理效果，各级管理人员应进一步加大对制度执行情况的监督以及检查力度，如果在检查中发现有违规操作的行为，应及时予以制止和纠正。同时，在治理工作开始之前，相关部门也要合理调配好治理工作所需的各类资源，比如财力资源、人力资源、物力资源等，以此保障治理工作的顺利高效展开[2]。

2.3 拓宽宣传渠道，动员社会力量

污染河道流域治理与生态修复是一项利民惠民工程，一方面，通过对污染流域的治理与河流生态系统的修复，能够给当地的人们提供清洁的水源，同时，也能最大限度地降低各种自然灾害发生的概率。另一方面，河道流域在经过治理和修复后，对城市树立良好的对外形象也起到了积极的促进作用。因此，水资源保护部门应进一步拓宽宣传渠道，并利用互联网平台，或短视频、微信等各种新媒体平台向人们宣传保护河流、保护自然生态环境的重要性，以此构建一个“全民参与”的水生态防护体系。

2.4 拓宽融资渠道，做好资金保障

在污染河道流域综合治理与生态修复工程中，需要投入大量的资金，如果在治理过程中资金链断裂，其工程进度将会受到严重影响。但在实际的治理与修复工作中，由于各个地方的经济发展水平存在一定差异，所以，在治理污染河道时常常会出现资金不足的情况，针对这种情况，水资源保护部门应广泛发动社会公众的力量，可通过社会募捐或当地大型龙头企业的支持，来吸纳更多的建设与治理的资金，从而有效推进污染河道流域治理与生态修复的工作进程。

3 污染河道流域生态修复技术

在对污染河道流域进行生态修复时，首先需要满足河道流域原有生态景观的要求，即在设置护岸、修复河床时不得破坏原河道的形态。如在修建湖心岛时，尽量采用多层台阶的复式断面结构，这样可以和原河道的整体风格保持一致。目前，在对污染河道流域进行生态修复时，较常用的技术主要包括生态-生物技术以及化学修复技术。其中生态-生物技术包括：河道曝气复氧技术、生物膜强化修复技术、水生植物净化修复技术以及人工湿地修复技术等。而化学修复技术主要包括：投加杀菌灭藻剂技术以及投加沉磷剂技术等。

3.1 生态-生物修复技术

3.1.1 河道曝气复氧技术

该技术能有效消除河水黑臭，进而改善水质，并且可以在较短的时间内恢复生态平衡。通过调查分析发现，引发水体黑臭的原因主要是由于厌氧菌的影响和作用。目前，最常见的河道曝气复氧系统包括纯氧增氧系统、鼓风机-微孔布气管曝气系统、水下射流曝气系统以及太阳能解层式曝气系统等。①纯氧增氧系统主要是由氧源与微孔布气管构成，所以，在系统运行过程中不会产生噪音，且系统运行稳定，充氧效果显著，但该技术所需要的液态氧必须由专门的制氧设备供给，因此，设备成本相对较高。②鼓风机-微孔布气管曝气系统主要是利用氧转移效率较高的微孔布气管来完成充氧任务。所以，该系统充氧效率高，对于水深在5 m以上的区域，充氧效率能达到25%以上，但在系统运行前期，需事先设置风机房，这无形当中增加了使用成本。③水下射流曝气设备主要是利用潜水泵将水吸入增压，然后被泵体高速推出，并在出水管道内用水射器将空气吸入，最后通过水力混合切割使气-水混合液进入到水体当中，进而完成整个充氧过程。④太阳能解层式曝气设备主要是根据解层原理，将水体表层富含超饱和溶解氧的水体转移到水体底部，使水体自然分层，从而使每一层的水体都能够快速完成复氧。

3.1.2 生物膜强化修复技术

该技术主要利用卵石等天然材料以及纤维等人工合成材料形成一道防护膜，这道防护膜就称之为生物膜。由于生物膜具有足够大的表面积，因此，能够吸附河体里大量的微生物，进而达到降解污染物的目的。其反应原理是基质先向生物膜表面扩散，然后在生物膜内部扩散，最后，经过酶的化学反应将代谢生成物排出生物膜。在实际应用中，为了验证该技术的修复效果，技术人员专门利用生物膜强化修复技术进行了试验验证。试验人员先从被污染的河水中取样，通过对取样样品的分析，来确定进水水质的各项指标，具体内容详见表2。

表2 试验进水水质

该试验主要分为两个阶段，第一阶段属于挂膜试验，第二阶段属于投加特效菌种试验。在第一阶段的试验中，1号反应器没有填料，作为空白对照组，2号到4号反应器铺设填料，最后将这三组的平均值作为挂膜试验值。第二阶段是当挂膜试验结束以后，在3号和4号反应器中投放特效菌种，以验证河水污染物的去除效果。通过试验得出以下结论：经过生物膜处理的水质，CODcr的平均去除率可达到30.36%；BOD5的去除率可达到50%以上，NH4+-N的去除率可达到45%以上。由此可以看出，利用生物膜强化修复技术能有效改善被污染河流的水质以及河道流域的自然生态环境[3]。

3.1.3 水生植物净化修复技术

该技术主要利用浮萍、芦苇、灯心草、黑藻、金鱼藻等水生植物对河道流域的污水进行净化处理。在实际应用中，由于这种技术简单易行，投入成本低，水体修复效果好，所以在污染河道流域生态修复中被普遍推广和应用。在运用该技术时，首先应根据河道的污染程度以及水体的深度来合理选择水生植物的类型。比如水深介于0～0.5 m之间，可选择香蒲、芦苇、灯心草、水葱等挺水植物；而水深介于0.5～1.0 m之间，可选择睡莲、萍蓬草等浮水植物；当水深介于0.5～2.0 m之间，可选择马来眼子菜、伊乐藻、黑藻、金鱼藻等沉水类植物。在实际修复过程中，由于水生植物生长速度快，当植物的高度远超过河堤的高度时，不仅会影响美观，也会影响生态环境的修复效果，因此，在运用这种修复技术时，可选择砌筑种植槽的方式来限制和减缓植物的生长速度。比如在对水体边缘进行修复时，可选择水葱、芦苇等适应性强的植物，一旦这类植物长成后就会产生连片效应，就能起到一个装饰水面的作用，同时，也会使河道的美观度突显出来。

3.2 化学修复技术

（1）化学修复技术主要通过化学反应来完成对污染水体的净化，较常见的修复技术是投加杀菌灭藻剂以及投加深磷剂等。在实际修复过程中，由于河道的水体当中存在大量的藻类植物，且这些植物生长茂密，不但给水体的外观形象造成了不良影响，还遮住了阳光，这会使水下植物的光合作用难以进行，因此，水下植物无法释放出供水生动植物生存的氧气，久而久之水质就会逐渐恶化，严重时就会出现水质黑臭的现象。为了有效解决这一问题，技术人员可利用投放杀菌灭藻剂的方法，对水体当中的藻类植物进行灭杀处理。但如果长期采用这种投放药剂的方法，藻类植物的抗药性就会显著提升，这不仅需要增加药量来达到灭杀藻类植物的目的，还会给水体造成二次污染，其结果反而会影响水质，破坏水体的生态环境，所以，在处理污染河道流域时，应谨慎使用该技术。

（2）投放沉磷剂的修复方法是利用三氯化铁、硝酸钙、明矾等化学药剂对水中的污染物质进行处理。当这些药剂与水体中的磷发生化学反应后，污染物将直接转变为絮凝状的沉淀物，由于这些沉淀物的自重量超过水的浮力，所以会自然沉入到水体底部。而这些沉淀物在缺氧的环境下，其内部的有机物质会被厌氧菌有效分解，然后沉淀物中的磷会重新溶解且融入到水体当中。因此，在实际应用过程中，为了增强化学反应效果，一般在投放这些药剂时可在其中添加一些石灰，以增强磷酸钙的稳定性，并且也可以使水体底部的pH值回归到7.0～7.5的正常区间。另外，还可以在水体中添加大量的硫酸铝药剂，当药剂进入水体后，水体底部淤泥的表面会附着一层3～6 cm富含氢氧化铝的污泥层，而污泥中的磷会被钝化，进而达到净化水体的作用。该方法与投放杀菌灭藻剂的效果类似，这些化学药剂都可有效去除水体中的重金属物质，但如果投放量过大，也会给水体极易造成二次污染。因此，在修复污染河道流域的生态环境时，要尽量采用生物-生态修复技术，这样才能有效促进水生态环境的持续改进。

4 结语

污染河道流域的综合治理与生态修复是利国利民的大事，因此，水资源保护部门要不断积累和总结成功的经验，从而不断提高污染水体的生态修复技术水平，并始终秉持“绿色生态”理念，为打造和谐、健康的人居环境作出贡献。