流域水环境污染生态修复技术研究

周全波

（云南省林业调查规划院，云南 昆明 650000）

0 引言

当前我国工业化以及城市化水平仍在持续提高，随之而来的便是日益恶化的生态环境，特别是流域水环境污染问题。根据我国生态环境部公布的2022 年第四季度全国地表水环境质量状况得知，长江、黄河、珠江、松花江等七大流域以及西北诸河、西南诸河、浙闽片河流水质优良（Ⅰ～Ⅲ类）断面比例达到90.2%，同比上升3.2%，劣Ⅴ类断面比例达到0.4%，同比下降0.5%，这说明我国近年来通过对流域水环境的有效治理，取得了显著效果，但海河流域以及松花江流域仍存在一定程度的污染，说明我国流域水环境污染仍存在，基于流域水的动态性容易出现水环境污染扩散，应予以高度重视。我国目前判断流域水污染程度主要是根据污染物浓度、高锰酸盐指数以及生物需氧量等多项指标综合判定[1]，但对于流域水环境污染的修复技术仍长期依赖于化学修复技术，虽然使用一些化学药品可以有效修复水环境污染，但一旦未处理好，容易出现二次污染，因此，针对流域水环境污染，探究其生态修复技术具有重要的意义。

1 流域水环境污染的危害性

流域水环境具有一定的循环性和动态性，在河流流域范围内出现的降水、径流、蒸发以及流域储水均在流域水环境范围之内，因此，流域水环境一旦出现污染，将会导致污染物传播至大气环境、地下水以及其他支流，出现动态化扩散，从而造成较大、范围较广的危害，其危害性具体表现如下。

1.1 对人民的健康生活产生危害

流域水环境污染一旦发生，多种病毒、致病菌以及寄生虫便会借助污染水体进行传播，导致一些地区出现传染病。例如，1956 年日本因水污染爆发的水俣病事件，说明流域水环境污染会造成一些传染病出现局部流行的态势。现阶段，一些沿流域城市在标准水源的选用方面存在一定的困难，并且广泛存在质量性缺水的危机。以我国长江干流为例，其取水口共有500 个左右，但这些取水口容易受长江流域水环境污染形成的岸边污染带产生影响，很多城市均开始采取江心取水的方法实现取水，这种取水方式与原来沿岸取水相比在投资成本方面有所增加，从而对人们的生活产生较大的影响。

1.2 易出现严重的经济损失

近些年来，我国一些河流流域出现的水污染事故比较频繁，尤其是一些均有货运港口功能的地区更易出现流域水环境污染问题，例如，2018 年11 月4 日附件泉港发生的碳九泄漏事故，严重影响了当地居民的正常生活，同时也导致巨大的经济损失，对当地的养殖水产品产业也造成严重的影响。说明流域水环境污染一旦发生，会影响水产相关产业，同时对于污染物的处理，也会耗费较多的人力、物力和财力，产生严重的经济损失。

1.3 对生物多样性产生严重不良影响

生物多样性关系着自然生态链和生物食物链的完整性，一旦生物多样性遭到破坏，则河流流域及其周边生长的生物将会存在严重的生存困境[2]。以南京市为例，其下江段生产的刀鱼以及鲥鱼相较于20 世纪70 年代已经骤减80%以上。其干流的四大家鱼的养殖规模已经出现严重缩水，甚至个别污染比较严重的江段出现鱼虾绝迹的情况，这对于生物多样性造成的影响非常严重，甚至是不可逆的。

1.4 造成水体功能的资源价值丧失

流域水环境污染导致水体功能的资源价值和实际用途受到影响，甚至造成水体功能的资源价值完全丧失，例如，水环境在旅游行业中具有文娱功能、观赏功能，在养殖业中具有资源价值，在环保行业具有优化环境的功能，一旦出现水环境污染，这些功能将会被严重削弱，甚至出现水体功能、资源价值丧失。

2 流域水环境污染可采用的生态修复技术

流域水环境污染造成的危害非常严重，并且牵涉面比较广，需要重视流域水环境保护工作，通过对流域管理工作进行优化，保证流域水生态安全，同时能够将水环境污染造成的各类危害得以减弱。而在流域管理工作中，针对流域水环境污染开展的修复治理是核心内容，但既往采用的修复技术一般为化学修复方法，容易造成水体二次污染，随着生态理念在环境治理方面不断盛行，生态修复技术越来越被重视，并在流域水环境污染修复治理中得到推广应用，出现的生态修复技术种类也非常多，现对当前主流的一些生态修复技术及其应用进行研究。

2.1 微生物处理修复技术

微生物处理修复技术主要是在发生污染的水体之中加入微生物，从而借助微生物降低水体有机污染物的总体含量，同时对水体富营养化问题得以削弱或是消除。该技术在流域水环境污染之中已经得到了广泛的应用，在实际应用时还需要做好厌氧处理、好氧处理以及混合处理等技术工艺[3]。采用该技术对流域水环境污染进行修复处理，不仅可以将水体中出现的有机污染物得到降解，使泥沙沉积量得以减少，而且还能够使水体的自净、纳污能力得以增强，从而使流域水生态系统更加趋于稳定。处理人员在开展流域水环境污染治理时，必须对微生物处理修复技术进行合理使用，应依照水体受污染的实际情况和范围对微生物的数量以及种类进行确定。如果水体污染非常严重的情况下，还可采取生物强化技术。例如，上海市城区河道水体污染处理时，便是采用了人工水草联合挂膜填料的方法处理局部严重的水体污染，实现了水体污染的强化处理，相关检验部门还对该强化处理方法进行了统计调研，调研时间长达43d，调查得出该强化处理技术应用前后污染物处理效果显著，如表1 所示。

表1 上海市城区河道水体重度污染采取强化处理技术的实施效果

从表1 可知，各污染物进出水含量差异明显，说明微生物加强处理技术的实施效果良好，从硫化物以及Fe2+两项指标可以看出，该处理技术的稳定性良好。

2.2 人工增氧修复技术

人工增氧修复技术的方法比较多，其中比较常用的为人工曝气增氧修复技术，该技术主要是将曝气设备安装于受污染的河道之中，使外部空气或者是氧气向河道内引入，从而使水体溶解氧含量得以增加。水体一旦受到污染，其耗氧速率要比水体自然复氧速率高，从而导致水体溶解氧的整体含量出现降低，同时会造成好氧生物的总体数量出现减少，进而造成水体自净能力降低，流域水生态系统将会受到破坏。曝气所形成的气泡将会大于表面积，且会产生较多的自由基，有助于水体氧化能力和降解能力提升[4]。该技术可有效提升水体好氧微生物对有机物降解能力，使有机物降解速度加快。该技术主要应用于黑臭水体的修复治理，将曝气装置放在底泥之中并通氧，可以使底泥中磷的释放速度减缓，从而使黑臭水体中的污染物得以消除，使河道水质得以改善。例如，宿迁市马陵河在治理黑臭水体时便是采取了人工曝气增氧技术联合截污的方式实现的，通过这种方式治理马陵河的黑臭水体，取得了良好的成效。

2.3 水体自净化修复技术

水体自净化修复技术主要是对流域水环境所具备的自然功能予以强化，其技术核心在于生物控制法，例如，可以种植一些沉水植物、挺水植物以及浮叶等，通过增加流域范围内的水生植物数量，通过植物所形成的光合作用，也能够提升水体的氧气含量，从而使流域水环境得以改善。工作人员在流域的浅水区防止适量的水下草皮，并且在深水区域范围内设置水下森林，从而美化流域环境，提升水体自净能力。该技术的应用优势如下：首先，沉水植物可以借助自身的根系对底泥污染物进行吸收，使流域范围内底泥张子红含有的磷、氮等污染物扩散得以有效控制，同时也能够使水体出现的硝化与反硝化速度得以提升，从而使水体之中的磷、氮元素的总体含量得以减少，使水体富营养化的情况得以控制或消除[5]。其次，可以使悬浮物沉降概率增加，使流域底部出现的一些物质悬浮得到有效控制。再次，可使光合作用的发挥得到增强，使水体之中的溶解氧总含量增加，从而促使水体之中的重金属物质以及营养物质加快沉积。最后，有利于刺激化学反应形成，例如，沉水植物发育时会形成酚类化合物，其能够对藻类生长产生抑制作用，从而可以使流域水生态平衡得以维护。

2.4 水环境植物修复技术

水环境植物修复技术所使用的水环境植物主要包括挺水植物和沉水植物，其作用正如水体自净化修复技术中所讲，借助植物光合作用提升水体氧气含量。

挺水植物属于水体修复植物，其能够形成阻力使风浪影响降低，避免悬浮物发生沉降。挺水植物是通过同其共同生长的生物群落发挥的净化作用使水体水质得以净化的，并且挺水植物具有较发达的根系，可有效吸收深层土壤养分，使底泥污染物整体含量降低，实现水质净化。例如，江苏金湖将荷花视为“生态之花”，并因大面积种植荷花而被称为“荷都”，利用荷花净化水体的作用使当地的水体污染得以减少。荷花这种挺水植物之所以可以净化水体，是因为其能够有效消减氨氮。但对挺水植物进行利用时，还需要定期对其收割，尤其是一些已经死亡的植物，若沉积水底或者是在水面漂浮，将会导致水体溶解氧的含量出现降低，从而造成水生生物缺氧死亡，并且厌氧分解会形成恶臭的H2S，从而引发水体二次污染。

沉水植物与挺水植物的功能大体相同，也是吸收水体之中的磷、氮等营养物质，使水体富营养化得以抑制，常见的沉水植物包括马来眼子菜、金鱼藻等。同时，沉水植物可减少水体泥沙悬浮物，提升水体的透明效果。例如，我国养殖产业未来能够净化水质，改善鱼的生存环境，在水下大面积使用了金鱼藻，通过专业机构检测，金鱼藻使用后可以有效降低水体中BOD5以及COD 的含量。由此可见，水环境植物修复技术可以有效重建水体生态系统，改善水环境，对于修复流域水环境污染发挥重要作用。

2.5 原位修复和异位修复技术

水底出现的污泥属于水体污染的一种内源性污染物，污泥对流域水质改善以及水体生态修复能够产生一定的不良影响，且容易对水生态建设产生威胁。原位修复技术一般是指将一些物理、化学特性和生物活性物质加入水体中，使水体中有害物质的浓度得以降低，为水生生物的生长环境创造条件。例如，工作人员完成流域清淤工作之后，可以使用适量的水质改良剂将水体中出现的有害物质含量降低，使水生生物的生存环境得以改善，使水生系统保持稳定；异位修复技术则是采用绞吸、泵吸等方式将水下污泥进行清理，实现清淤排干的效果。

2.6 复合微生物菌分解技术

复合微生物菌是一种生物工业实际，是由多种微生物复合而成，这些微生物的功能和类型各有不同，一般包含放线菌、光合微生物等。将复合微生物菌投放到水体之中，可在短期内形成优势菌种集群，并且可以实现快速繁殖，能够对下游水体出现的营养物质进行分解或通话，从而将水体之中出现的BOD5和COD 含量得以抑制，这种分解技术投入成本相对较低，对水体净化作用也非常明显。例如，青岛高新区祥茂河以及葫芦巷水系的水质比较差，存在严重的富营养化，氨氮、COD、总磷等水质指标严重超标。在对水环境污染进行治理时，采用了微生物靶标强化污染物分解技术，使用快艇在全流域均匀的投加复合微生物菌剂，实现了生物靶标修复，使水体污染物浓度降低，提升了水体环境质量。

3 结语

综上所述，生态修复技术的种类比较多，对于流域水环境污染的修复治理具有良好的效果，并且每一种生态修复技术均具有各自的优势，使流域水环境治理工作人员有较多的选择，因此，相关工作人员在开展水环境修复治理工作时，可以结合实际流域水环境污染情况，合理选择生态修复技术，从而提升修复效果。