环境工程与生态工程复合体系的探究

2016-03-19张萍仙桃市环境保护科学研究所湖北仙桃433000

低碳世界 2016年22期

关键词：环境工程水体生物

张萍（仙桃市环境保护科学研究所，湖北仙桃433000）

环境工程与生态工程复合体系的探究

张萍（仙桃市环境保护科学研究所，湖北仙桃433000）

探究了环境工程与生态工程复合体系的研究方法、原理应用和工作理念，阐述了环境工程与生态工程复合体系的部分适宜的模式，提出环境工程与生态工程复合体系建设存在的问题，并对系统的发展方向提出建议。

环境工程；生态工程；复合体系

1 前言

对环境工程与生态工程本身，他们分别是治理环境污染与生态破坏的学科或者手段。两者在目的及原理运用等各个方面有很多相同点，在具体的项目开展中就已构成密切、融合的复合体系，然而在研究范围、工作理念、技术方法等方面还有一定的不同。相对而言，传统生态工程更加宏观及偏软，在工程实施上先进工程技术成果的应用力度、其设计规范及技术标准的制订与应用等方面的发展比较滞后，主要是因为过去生态工程学多以农林学和生物学等作为基本支撑，但是环境工程学是源于工程学，而且传统环境工程项目的应用范围比较狭窄，而工程的效益评估及实施过程又比较量化、规范化、细化，同时其应用先进技术成果相对及时、紧密。

2 环境工程与生态工程

“由生态关系组成的环境”的简称即生态环境，它是影响人类与生物生存及发展的外界条件的一个总和，它包括生物因子（动物、植物等）以及非生物因子（光、大气、水分、土壤等）。环境和生态实际是指2个不一样的领域。生态破坏指的是人类不合理地开发及利用导致草原、森林等自然生态破坏，从而导致人类、植物、动物的生存条件出现恶化的一种现象，它包含水土流失、土壤盐碱化、土地荒漠化、生物多样性减少等；而环境污染指的是人类间接或者直接地向环境介质（大气、土壤、水体等）排放超过它自净能力的能量或物质，最终降低环境的质量，从而影响人类的生存、发展及生态系统的现象。而生态系统破坏不一定是因为环境污染造成的，但环境污染往往能够同时造成人类生态系统的破坏。环境工程与生态工程就分别是治理环境污染和生态破坏的学科或手段。

传统环境工程主要任务污染治理（大多是末端治理），传统环境工程目前已经成功应用于废水、固废、废气、噪声等污染控制中，同时也将构筑物、管渠系统、设备当作它主要的硬件装备。环境工程目前发展的趋势着重体现在深度及广度这两个方面：尖端科技应用及多学科技术应用的融合给环境工程自身完善技术工艺、深化革新技术，促进污染控制工程向广泛化、精确化的更深层次的发展提供了可能，同时，新兴的GIS技术、IT技术及实时监控技术等的应用给污染控制工程向广泛化、精确化的更深层次的发展提供了有力的技术支持；同时生态工程理念也在环境工程中得到良好运用并取得瞩目的成果。

环境工程与生态工程在具体的实践应用过程中，也能充分显示出学科本身的特色。如对生态养殖而言，是按照生态学原理对工程的组合模式开展集约化经营管理的一个综合养殖管理体系，充分利用自然资源，优化农、林、畜等产品的品质及总产量。在这个组合模式里，环境工程、立体结构、种群匹配等设计方法是实施此生态工程的基础。

3 环境工程与生态工程复合体系

3.1 工业废水治理复合生态系统

有机工业废水处理复合生态工程已被应用于某缫丝厂。此工程的应用打破了以前传统环境工程只单一地追求污染治理的局限，通过生态工程整体、协调、循环及再生的原理，使用加环（生产环、加工环、增益环等）原则，把原先相对比较独立又平行的生产链、系统或网相连接，对整体进行优化组合，促进系统的良性循环，防止物流阻滞，形成处理与分层多级利用产生的污水的一个互利共生网络。

3.2 基塘系统生态工程

在基塘系统里，水陆之间相互产生的作用非常明显，因此废物能够得到高效利用，污染也得到有效控制。基塘系统里，基子系统的种、养废弃物（比如禽、畜粪便、农副产品废弃物等）以及地表流失的养分，都会成为基塘系统的输入（就像污水处理系统的污水养殖）；基塘系统的塘泥、水份和养分等的输出，反过来又能够成为基地子系统的输入（就像污水灌溉或污水的土地处理），最终使得基与塘系统相互结合，成为一个良性循环的有机整体。

3.3 污染环境修复中的组合生物技术

近10年以来，组合生物修复技术成功应用于受污染土壤、地表水、地表或地下水的治理，也成为近海洋面的污染治理组合的一种新技术。一般来说，它以依靠生物（以微生物为主）在受污染现场的降解作用展开生物修复，而且还要根据不一样的污染源和污染状况，同时结合其他的环境工程与生态工程复合体系联合展开修复。

国内有学者在绥宁河、玄武湖、上澳塘等水体生物修复工程使用的是水体净化促生液、恢复湖体沉水植物、投加微生物菌剂以及机械曝气增氧等生物技术进行联合组合，在这里，水体净化促生液具降解污染物多种酶的作用，同时促进微生物生长过程需要的有机酸、维生素、微量元素等成分，能够促进污染水体在净化时微生物的生长，生物的演替，直接依靠酶，或者依靠生物的作用间接的降解污染物，转化为H2O、CO2等一些稳定的无机物，同时水体中生物的多样性也会增加，使得污染水体中产生具有良性循环特性的生态系统。而固定化循环氮菌技术是通过氮循环过程中其微生物中存在的氮循环细菌的作用，把它应用于湖泊富营养化的治理工作中，将驯化氮循环细菌收集，通过固定化载体把它固定化，同时结合其他的生态环境工程相（蔽日生态浮岛、水生植物净化带及生物栅）等，进一步促进硝化反硝化反应，使得自然水体的除氮能力加强，水生生态系统的自净能力也得到提高。

组合生物修复技术可以完全消除受污染水体的黑臭、控制水体的富营养化程度、逐渐恢复受破坏的生态。来自增氧机提供的溶解氧以及生物促生液提供的营养给加速组合技术试验区里的好氧微生物及水生植物联合净化污染物创造条件，好氧微生物又把凤眼莲根系当作着生载体产生大量活性生物膜，活性生物膜对污染物净化起到很重要作用。组合生物修复技术的生物修复效果比单一生物技术效果高。

3.4 蚯蚓生物滤池

通过蚯蚓来对生活污水进行处理是近年在法国及智利逐渐发展起来的一项处理技术，此技术主要针对城市生活污水的处理。此项技术的主要依据是蚯蚓有促进有机物的分解转化及提高滤池通气透气性能的作用，通过生物学特性，利用环境工程技术来设计的一项技术。

在蚯蚓生物滤池里，存在着填料，微生物，此微生物附着在填料上的，在滤池内部引种大量的蚯蚓，主要以功能集污泥处理、生物处理、吸附、过滤为一体，这种系统充分体现了生态系统多层次、多结构的一个相互协同的作用。就比如上海曲阳水处理厂的试验结果显示：功能主体为蚯蚓生态滤池的城市污水处理技术中，污水处理过程中COD去除率能够达到83～89%，而BOD的去除率你哥哥达到94～97%，而SS的去除率能够达到96～98%，处理后其出水能够达到国家制定的一级污水排放标准；进行几个月后，基本上没有剩余泥排放；不需要机械充氧设备，系统装置简单，易管理，能耗低而且能够稳定运行，特别适用在小型城市的污水处理厂。

现今人类的活动产生的复杂又新异的环境问题，若要通过单纯的环境工程或生态工程解决已经是不可能。所以，环境工程与生态工程这2门随着生态系统的退化或者自然环境的恶化而出现的这种综合性新兴的技术科学，在实际的项目运作过程中他们已经相互结合、融合甚至让我们难分伯仲。因此，环境工程与生态工程复合体系显得格外重要。