区域水环境污染现状分析与生态化治理技术研究

陈林

摘要：随着各行业的发展，生活污水和工业废水的排放不断增加，但相应的污水处理技术却未得到革新，导致区域水环境污染日益严重。故提出区域水环境污染现状分析与生态化治理技术研究。判定区域水环境污染等级，分析引发水环境污染的关键因素，以此为基础，采用生态治理理念制定生态化治理技术，主要包括人工湿地建造技术、食藻虫驯化技术、微孔曝气增氧技术、“水下森林”营建技术与微纳米气泡技术。依据水环境污染的实际情况，联合多种生态化治理技术即可降低水环境污染程度，提升水环境的整体质量，为区域发展提供有力的帮助。

关键词：水污染；污染治理；区域水环境；生态化；现状分析

中图分类号：X703 文献标志码：B

前言

水资源是人类社会生存与发展的重要能源之一。然而，中国的水资源分布极不均匀，并面临着人口过多带来的水资源短缺问题。随着中国经济的持续增长，环境保护和治理被忽视，导致各地水环境污染不断加重。这不仅影响水环境的功能性，还制约了社会经济的发展。因此，保护水环境、协调环境与经济发展之间的关系成为中国亟待解决的难题之一。

中国在前期发展忽视了水环境问题，导致水污染严重，严重影响居民的生产与生活质量，并阻碍了经济的后续发展。因此，在新时代社会发展过程中，分析与治理水环境污染已经成为保障经济可持续发展的基石，也是社会建设的关键所在。在上述背景条件下，各个区域开始将重心放在水环境污染研究与治理上，并将其作为区域工作的核心内容。但每个区域由于包含复杂的构成部分，例如农村、城市、工业、农业等，导致水环境污染的因素较多，为其分析与治理带来了较大的困难与挑战。现有的水环境污染治理方法还存在对自然生态环境产生不利影响的因素，无法对其进行大范围的推广与使用，故提出区域水环境污染现状分析与生态化治理技术研究，希望制定生态化治理技术改善水环境的污染状况，为人类及其社会的可持续发展提供助力。

1区域水环境污染现状分析

以某一区域水环境作为研究对象，水环境主要由地表水、河道水与地下水构成。经过调查研究数据显示，研究区域水环境（地表水、河道水与地下水）均受到了不同程度的污染，水质规划为Ⅲ类，均不达标，迫切需要进行治理，为该区域的可持续发展提供保障。

引发研究区域水环境污染的关键因素如下：

1.1工业废水排放不规范

在国家政策优势下，研究区域工业得到了大力的发展，工业厂房规模逐渐扩大，再加之自动化设备的应用，使得工业生产效率成倍增加，产生的工业废水越来越多，但对应的废水处理技术却没有得到应有的更新及其发展，无法适应大量废水的处理需求，致使工业废水在排放时并不符合排放标准与要求，其内部蕴含污染物质含量超标，对区域水环境造成了极大的污染，增加了水环境污染治理的难度。

1.2农资产品使用不当

农产品需求量的增加，使得原有农业生产方式无法满足需求，再加之农村大量劳动力的缺失，高效化肥与农药的使用成为大势所趋。少量的农资产品应用可以有助于农产品的生长，但若是农资产品使用过量，多余的物质无法被植物所吸收，就会渗透至地下水中，最终造成水环境的污染。

1.3生活污水处理不当

生活污水是水环境污染的主要来源之一。一般情况下，生活污水需要经过一定的处理才能排放到水生态环境中。然而，农村生活污水一般是直接浇撒在室外空旷之地或者附近河流，农村房屋布局无规律，很难对生活污水进行集中处理。随着水的流动，污染物质会分散到水环境的各个部分，从而增大污染范围。城市生活污水会输送至污水处理中心，但由于污染物质种类与浓度的上升，其处理压力急剧增大，处理效果也大不如从前，经常是刚满足排放条件就对其进行排放处理，否则无法满足后续生活污水的处理需求。在上述情况下，进入水环境中的污染物质逐渐增加，污染情况也日益严重。

上述过程完成了区域水环境污染现状的深入分析，并研究了水环境污染的影响因素，为后续生态化治理技术的制定奠定坚实的基础。

2水环境污染生态化治理技术制定

以上述水环境污染现状分析结果为基础，融合生态治理理念制定生态化治理技术，具体如下所示。

2.1人工湿地建造技术

湿地具有净化污水、成本低廉、易于维护等特征，是水环境污染治理的关键手段之一。依据区域水环境污染现状具体情况，有效结合表面流入工湿地与垂直潜流人工湿地工艺，建造符合区域发展的人工湿地。其中，表面流人工湿地以挺水型植物为主，设置其水层厚度为15cm，随着内部水体的流动，接触湿地中的土壤环境、植物与生物介质，净化水体中的污染物质，从终端输出净化后的水资源。垂直潜流人工湿地具有占地面积小、处理效率高等特点，受到了大众的广泛关注，内部水体流动方向为：表面_床底，污水在不同介质层发生不同的反应，从而实现水环境污染净化的目的。从整体角度出发，垂直潜流人工湿地主要建造在地下空间中，与表面流人工湿地进行联合应用，能最大限度的发挥湿地的水环境污染治理功用，为水环境污染治理提供助力。

将污染的水资源投配到建造的人工湿地中，使其沿着既定方向进行流动，通过多重环节与作用机理处理多种污染物质，并对人工湿地输出水环境进行检测。如果水环境质量达到一定标准，允许其排放至自然环境中；如果水环境质量未达到标准，对其继续进行循环处理，直至其满足排放标准为止。与此同时，人工湿地在污水处理过程中不会对环境产生二次污染，以此来达到水环境污染治理的最佳化。植物、微生物的种植及其投放，也会增加水环境的氧气含量与整体活性，提升水环境的自净能力，增强水环境污染治理的效果，为居民提供优质的水资源供给。

2.2食藻虫驯化技术

由于区域发展速度的加快，生活污水与工业污水排放量大大增加，使得水环境中氮磷含量超标，致使水环境呈现为富营养化，为藻类繁殖与生长提供了条件，水环境中藻类数量急剧增加，损坏了水环境的自净功能。藻类对水生动物存在着巨大的危害，被称为生态系统中的“盲肠炎”。若是藻类大量爆发，水环境透明度会迅速下降，使得其他水生植物无法进行光合作用，从而死亡、消失，最终使得水生态系统崩溃。食藻虫主要食物为藻类，调查研究数据显示，能够吃掉远超过自身重量的藻类，并且食藻虫能通过人工进行驯化与改良，满足不同水环境污染治理的需求。

从自然环境中获取食藻虫，在实验室中对其进行驯化、提纯与复壮，投放至污染的水环境中，吞噬水环境中的藻类，能够在2-3天内迅速降低水环境的浊度，同时促进沉水植物的生长，恢复水环境中的动物、植物与微生物，形成新的自然生态平衡。在食藻虫作用下，可以有效降低水体中的氮磷含量，消除藻类繁殖与生长的条件，提升水环境的自净能力，达到污染治理的效果。另外，沉水植物具有发达的根系结构，通过光合作用可提高水体底泥中的氧气含量，为好氧微生物生长提供助力。沉水植物还能够将水环境中的悬浮物质分解成为矿物质，致使水环境长期保持清澈状态。在常规情况下，食藻虫驯化技术应用后，水环境透明度可达到1米以上。随着时间的推移，水环境质量可以上升至Ⅲ～Ⅳ标准，水质得到大幅度的提升，符合生态环保的理念。此种生态化治理技术无需外来水源的参与，能够最大限度的利用现有水源，直接治理污染的水体，达到最大的治污效果。路径见图1。

2.3微孔曝气增氧技术

微孔曝气增氧技术是水环境污染生态化治理的关键手段之一，依据水环境污染程度，污染物质排放量等特征，在水底布设完善的微孔曝气装置，通过强力微曝气方式对水环境进行复氧处理，提升水环境的氧化还原电位，减少好氧性污染物质，从而逐渐恢复水环境的自净能力，达到污染治理的目的。在一般情况下，微生物的必要生存条件为充足的溶解氧，而曝气技术能够大大的增加水环境中溶解氧的含量与占比，能够促进微生物的生长与繁殖，恢复污染破坏的生物链，为水生态系统的恢复奠定坚实的基础。微孔曝气增氧技术应用见图2。

微孔曝气增氧技术的污染治理效果主要体现在两个方面，一方面是增加水环境中的氧气含量，帮助好氧生物、植物的生长，提升水环境的自净能力；另一方面利用氧气对水环境中的有机物进行氧化处理，将其转化为水、二氧化碳等无机物，再加之搅拌机械功能的采用，改变水体的好氧环境，改善水环境氧气的分布情况，恢复原有的微生物群落，降低水环境污染的程度。与此同时，由于水环境污染情况的复杂性，使得水环境中也会存在氨氮、沼气等污染物质，沉淀于淤泥中。而微孔曝气增氧技术的应用，溶解氧的增加，可以加快污泥的氧化与分解速度，最大限度的降低水环境的污染程度，提升水环境的整体质量。

2.4“水下森林”营建技术

“水下森林”是以沉水植物为核心营建的健康水生态系统。在水环境中，植物、生物的繁殖与生长由水环境因素决定。由此可见，沉水植物在水环境中扮演着至关重要的角色，是水环境生物多样性维持的基石与前提。沉水植物具有消除氮磷物质的功用，并且可以为其他水生植物提供营养环境与栖息场所，对其进行合理利用与保护是水生植被生态均衡的关键节点。由于沉水植物的特点所在，将其作为水环境是否污染的关键标志之一。当水环境被污染时，沉水植物数量逐渐下降，甚至消失，水体呈现为藻型浊水状态；当水环境未被污染时，沉水植物数量可观，种类丰富，水体呈现为草型清水状态。因此，治理水环境污染的关键就是如何恢复沉水植物群落。“水下森林”营建技术可以很好的解决上述问题，达到水生态恢复的目的。

在“水下森林”营建技术应用过程中，沉水植物会受到很多环境因素的限制，需要对其进行科学的控制，才能保障生态化治理技术的顺利实施，达到污水治理的目标。依据现有研究文献可知，影响沉水植物生长的主要环境因素如下。

2.4.1营养盐

营养盐是水环境富营养化的关键污染物质，一般水生植物无法生存在营养盐浓度较高的水环境中，而沉水植物对其具有耐受力，可以正常生长与繁殖。当水环境富营养化后，营建“水下森林”，种植多种沉水植物，可以消耗并分解水环境中的营养盐，降低水环境富营养化程度，为其他水生植物生存提供条件，加快水环境污染的治理效率。

2.4.2光照强度

沉水植物生长与繁殖需要光照条件。但是，由于沉水植物生长于水下空间，光照需要通过水体才能被沉水植物接收，使得水体透明度成为影响光照强度的主要参数。当水体透明度低于一定数值时，投放大量食藻虫，直至透明度满足沉水植物生长需求为止。另外，水体悬浮物的增加也会降低水体透明度，影响沉水植物光照强度大小，故在雨季时需要对水环境进行密切的关注，发现水体悬浮物较多时，采取相应的维护措施，保障沉水植物的光照条件。

2.4.3温度

调查研究发现，沉水植物对水环境温度不太敏感。当水环境温度变化差值小于10℃时，生长基本不会受到太大的影响；当水环境温度变化差值大干10℃时，生长受到的不利影响较为明显。此种情况主要发生在季节交替阶段。

2.4.4底质

底质是沉水植物生长营养的主要供给源，其生长情况、规律与底质有着极为密切的联系。因此，在“水下森林”营建技术实施之前，需要对底质蕴含的营养物质进行实地考察，选取适当的沉水植物种类进行种植，即可以获得最佳的水环境污染治理效果。

2.5微纳米气泡技术

微纳米气泡是通过液体与气体高速旋转生成的，直径约为10 nm-500 nm。微纳米气泡生成过程中的气液混合相可以游离出氧离子、氢离子、羟基等，使得微纳米气泡表面附有电荷，增加其氧化还原能力，并吸附水环境中的污染物质，达到水环境污染治理的效果。工艺流程见图3。

微纳米气泡具有多种特性，具体如下：

2.5.1比表面积大

在气泡体积不变背景下，相较于普通气泡来看，微纳米气泡比表面积更大，在与水接触面积、反应速度也随之增加。由此可见，微纳米气泡溶解性能远远大于一般的空气气泡，能够极大的加快水环境污染的分解功能，帮助水环境早日达到排放标准。

2.5.2自身增压溶解

普通气泡周边具有气液界面，气泡内部空气在水表面张力作用下逐渐压缩，最终溶于水。微纳米气泡具有气液混合相，气泡缩小速度由比表面积决定，在自身的不断增压下溶解于水。

2.5.3表面带电

微纳米气泡表面携带电荷，使其表面极易吸附水体中的反离子物质，从而有效降低水环境中的悬浮物质，提升水体的透明度，为水下生物的生产提供充足的光照条件，为水环境质量的恢复提供助力。

3结束语

水环境污染已成为区域治理的关键难题，不仅威胁着居民健康，也影响着社会经济的可持续发展。因此，提出了区域水环境污染现状分析与生态化治理技术研究。该研究首先进行了区域水环境污染等级的判定，并深入分析了引发水环境污染的关键因素，然后基于这些分析结果，结合生态治理理念制定了生态化治理技术，其中包括人工湿地建造技术、食藻虫驯化技术、微孔曝气增氧技术、“水下森林”营建技术和微纳米气泡技术。通过以上技术的联合应用有助于降低水环境的污染程度，提升整体水环境质量，实现了对水环境污染的有效治理，为区域居民的生产与生活安全提供了更有效的保障。同时，提升的水环境质量也为区域的社会经济发展提供了有力支持，促使其朝着可持续发展的目标迈进。