多方位生态修复技术在河道水环境治理工程中的应用

王 键

（中国电建集团城市规划设计研究院有限公司，广东 广州 511466）

现如今，我国综合实力稳步提升，人们生活水平不断提高，工业企业生产规模也在持续扩大，但随之而来的是用水途径大幅度增加和用水量显著提高，导致各种生产污废水造成了严重的水环境污染，尤其是河道水环境的污染。因此，相关部门逐步加强对河道水环境治理修复技术的研究，并开始了大范围的河道水环境治理工程建设。目前，我国的生态修复技术有了一定进展，其中，多方位生态修复技术在河道水环境治理工程中的具体应用，进一步促进了河道水环境治理工作的高效开展[1]。

1 河道水环境治理工程中的生态修复技术

1.1 人工净化技术

当自然界中的水环境受到污染时，为了有效保障环境的生态平衡就需要通过人工净化技术对水环境进行处理。该技术的主要作用原理是通过降低水体中的污染物，以此达到恢复水环境生态平衡的目标。而人工净化技术在实际应用中，主要是以气相和液相作为介质，再通过高压汽水混合技术形成大量的微米级氧化泡，然后再利用这些氧化泡来有效降低水环境中氮磷元素的总体含量，从而使水体内的重金属污染物得到有效控制。同时，利用人工净化技术还能有效降低藻类生物在水体中的生长速度，并通过对水体中的胶类污染物进行有效降解，会使水环境的生态平衡得到有效恢复[2]。此外，人工净化技术所产生的微米级或亚微米级的氧化泡还能够对藻类进行有效消除，从而使水环境的生态平衡以及水体颜色得到有效恢复。而且，因为氧化泡具有携带电荷的能力，所以，这些电荷能有效地吸附污染物，在使得河道颜色得到恢复的同时，还能有效控制河道水体的黑臭现象。

1.2 植物修复技术

植物修复是修复河道水环境的重要技术之一，是通过在河道内栽培植物来恢复河道水环境的生态平衡，通常这些植物能良好实现植物的转换和提取以及根系过滤的相关功能。该技术的具体作用是通过植物自身的新陈代谢能力，对水环境中所存在的各类污染物进行吸收分解或合成与转化，并使这些污染物能够成为植物的砌体结构或生存依赖物质，从而最终实现恢复水体生态平衡的目标。例如，若在水体中检测出含有三硝基甲苯的物质，就可以通过在水中种植特殊的植物实现对三硝基甲苯物质的吸收转化[3]。但当水体中污染物的浓度超过了植物所能承担的吸收转化能力时，植物的修复能力便会出现明显的下降趋势，此时可通过补种植物或引用其他新品种的植物，继续实现对三硝基甲苯物质的吸收，从而使水体恢复生态平衡。

随着生物基因技术的快速发展，具备较强耐受性的植物在通过基因技术转化后，其进化能力得到进一步加强，可进一步促进植物在水体中恢复生态平衡的作用。而植物的根系过滤作用则是通过植物的羽状根系来对水体中所存在的污染物进行吸收，然后将水体中的沉淀污染物进行有效消除。在实际应用中，通过过滤能有效对水体中所含有的各类金属物质以及有机物进行有效清理，从而使植物的水体治理能力得到有效发挥。但考虑到在过滤时需要水体具备一定的流动性，所以在具体的应用过程中，所选择的植物类型通常是水生或半水的生植物，是利用这些植物来达到良好的净化效果。而通过植物萃取技术也能够使植物的根系用于吸收水中所含有的各类污染物，在实际应用中，通过根系的作用可以将污染物从水体中有效地转移到植物的地上部分，从而良好实现了污染物的吸收转移，然后再通过对地上的植物进行去除，就可以完成污染物的清除过程。需要注意的是，通过植物萃取原理，能将水体中的重金属污染物有效去除，但采用该技术时，对于植物的要求比其他类型的植物修复技术更加严格，其选择的植物类型需要具备较强的耐受力等特点，同时，还需要该植物具备较快的生长速度和抗病虫害能力。

1.3 动物修复技术

除植物修复之外，还可以采用动物修复的方法来对污染水体进行生态修复。例如。可通过在水中投入以食用浮游植物以及水草的鱼类，除此之外，还可以投入一些食用浮游动物的鱼类，通过将这些鱼类进行有效组合使用，还能够对河道中的各种藻类进行有效清除。例如，在对某河道水质治理的过程中，通过在河道中投放水生动植物，不仅能有效改善河道的污染水平，还能够使河道具备美观性，这样就会使生态环境的治理角度和手段更加丰富[4]。

2 多方位生态修复技术在河道水环境治理工程中的应用案例分析

以某城市主干河流开展水体治理为案例进行分析，该河流总长度2 Km，河底高程约为7.2～19.3 m，河床宽度为23～26 m。导致该河道出现污染的主要原因是，在市政施工中，错接了污水管，导致生活污水排入了河流中，致使该河流中此河段出现了严重的水体污染。在针对该污染段进行监测时，显示出该河段的三项重要指标TP，CODMn，NH3-N均超出了《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002），致使该河段的水质评级被定为V类水质，因此，为了改善该河流的水质就需要对河流进行水体污染治理。通过对该河段的污染情况以及周边环境的相关调查，在制定的多种修复方案的过程中，最终选择了多方位生态修复技术对该河流展开水体污染治理。

2.1 外源污染拦截

当前，造成城市河流水体出现污染的主要原因是外源污染，特别是在城市化进程中，由于老城区的雨水污水缺乏相应的分流系统，或由此导致的漏接错接问题，使得雨水和污水混合后进入了河道水体中，从而引发了严重的生态污染[5]。通过对该案例的河道进行调查发现，有超过8处排水口属于雨水污水混合排水口，这些排水口附近的水质都出现了严重超标的问题。因此，在应用多方位生态修复技术的过程中，是通过在雨水污水混合排水口的附近设置液位控制拍门，将非汛期状态下的污水排放进行了有效控制，但这种方法在汛期却无法有效控制雨水污水混流进入河道。为此，在符合防洪安全的前提下，通过在污水排放量较高的两处排水口设置相应的生态支流进化区，以此对排放的污水进行预处理。而生态滞留净化区域是在拦水围隔的基础上形成拦截导流区，且通过在净化区内建设安装碳纤维生物绳，并将生物绳进行有效排列使其形成一定的框架结构，从而使排放的污水能够与生物绳上的生物膜产生接触，以此实现净化功能，同时，通过净化区底部存在的纳米曝气装置，也使得污水排放区形成了接触性的氧化环境。

还可以通过在该区域增加生态补偿即种植水生植物，且利用水生植物的根系来对水体中的氮磷物质进行吸收，这样，就使得该排放口形成了以爆气、植物根系和生物膜为主的三种污水处理净化装置的区域，而通过该区域的污水在经过一定程度的净化后再进入河道。通过采用这种方法进行污水净化后，再对三项主要的水质指标进行检测发现，每一项水质的污染指标都有了较大幅度地降低，相比净化前的污染状态，三项数值的对应指标CODMn降低了47%，NH3-N降低了50%，TP数值降低了36%，这说明通过多方位生态修复技术实现了较好的水体净化效果，有效恢复了河道内的生态平衡。

除了多方位生态修复技术之外，还可以通过在河边沿岸种植绿色生态植物，如浮叶植物和挺水植物所组成的水陆交错带，也能够对河岸的雨水径流进行一定的净化功能，这也使岸上河边以及陆地形成了一个完整的生态系统，从而有效促进了河流水体的自我净化能力。

2.2 内源底质改良

通过针对多项河流水体污染治理的案例得出如下结论，当河流中的外源污染得到有效控制后，河流中的内源污染仍然会对河流水体产生持续的影响。而在某些河流治理过程中，可通过机械设备对河流进行清污，以降低河流内的淤泥数量来控制污染水平。但考虑到对污泥的处理运输也需要较高的成本，所以，多方位原位生态修复技术仍然是修复效果较好，经济性较强的修复技术。在该技术的实际应用过程中，是通过将微生物治理以及物理治理相结合的方法，对河道内的淤泥进行原位微生物修复，通过在河中投放具备较强降解能力的营养物质以及微生物，从而使河道内污泥中的污染物数量得到有效地降低，同时，有效控制淤泥中的毒性或迁移性[6]。针对于上述案例河流中污泥污染的情况以及淤泥的厚度，非常适合选择原位微生物治理方法，可以通过加入改良剂使河道内淤泥中的微生物发生变化，通过生物菌来对河道中的水体进行修复，同时，也可以对污泥进行物理化改善，从而最终实现河道污泥的有效净化。

2.3 水生态修复为主

水生态修复技术主要是恢复水体的生态，这也是多方位原位生态修复技术的核心内容，是将河道内污染物的稳定状态进行转换，并通过生物或微生物对污染物进行降解合成等相关消除方式，来解决河道湖泊等水体中存在的污染问题。在实际应用中，通过对多方位原位生态修复技术进行总结，发现该技术主要包含5种系统，分别是鱼类系统，微生物系统，沉水植物系统，浮游动物系统以及底吸动物系统，这些系统能够使水体生态物种实现循环，最终通过互相之间的作用来有效改善水体中的生态系统。依据上述案例中治理河流的各项参数检测情况，包括河道宽度，河底高程以及水源深度等多种因素进行考量，以此对该河道内的水生植物种植进行科学设置，从而使得水生物能够获得最好的生长环境。

该河道中的某段长度约为1.5 Km，水深约为1.6 m，通过在该区域建立原位生态修复区，即种植沉水植物对该段的水体进行污染治理。而另一段河道的水深较深，最深处达到了3 m，因会受到光照因素的影响，所以，该区域不适合种植沉水植物，但可以选择黑枣或盐紫菜等植物进行种植，而在完成相关植物的种植后，便可以在治理的水体中投入微生物，使其与种植的植物进行有效的接触，从而最终实现了微生物与沉水植物相结合对水体进行治理的作用。除此之外，还可以通过在水体中投入各种鱼类和浮游动物，使其与水体中的植物形成良好的生态圈，再通过植物和动物的有效平衡，可以使水体获得较强的自我修复能力。

3 恢复河道水环境的措施

3.1 打造良好的生态岸线

通常，依照城市河道的分布来建设生态岸线，能有效对城市河道水体的臭水现象进行有效治理。在开展河道治理的过程中，特别是在河道护岸施工前，应严格依据施工设计图纸来开展测量工作，还要对各类数据的测量结果进行详细记录，以此为后续施工提供相应的数据支持。同时，还需要将测量过程中所设置的测量标志在施工图纸中进行清晰地反映和标记。此外，具体的施工过程还应当做好复查复核工作，并将复查复核的测量数据与设计施工数据进行对比，在确保没有误差后再开展施工。

3.2 采用先进的治理技术

当前，导致城市河道内出现黑臭水的影响因素较为复杂，且不同城市河道内引发的黑臭水问题也有着较大差异。因此，为了有效解决该问题，应对城市的河道水体进行有效治理，而在选择治理方法时，要先对河道内的污染情况以及污染源进行调查，并在此基础上再制定相应的水体治理方案。同时，通过对城市河道的污染程度进行判断，可建立相应的污水回收以及节流措施，并通过对河道水体的有效治理来降低出现黑臭水的概率。此外，还要对河道污水的排污管道进行有效改造，以此提升城市污水排放的控制手段，这样既可以使污水排放得到有效控制，还可以为实现绿色城市的目标提供全面的污水处理解决方案。

3.3 运用科学的生态修复技术

在完成污水处理之后，还需要通过生态修复技术对水体中的生态平衡进行有效恢复，以此使河道中的水环境得到一定程度的调节。在水体修复过程中，所选择的生态修复技术通常是采用植物调节的方法，以此对水环境中的微生物进行有效控制。需要注意的是，在开展生态修复之前，首先要完成河道黑臭水治理的目标，这样才能有效保证河道内污染物的平衡状态处于合格水平。

3.4 增加政府职能，强化部门协调

水资源是城市发展的重要资源，为了能够保证水资源的安全使用，需要政府部门利用监督管理职能强化对城市水资源的保护和利用。同时，为了避免城市河道出现黑臭水，也需要政府部门的相关机构进行充分的合作和协调，并通过各自的管理监督范围来有效落实黑臭水的治理政策，还要通过积极引入社会资本使水污染治理能够获得基础资金支持，这对于黑臭水的治理具有长期的保障作用。此外，河长制的实行也使得城市水体治理获得了政策上的支持和保障，并实现了良好的责任人制度，因此，在实际工作中，要依托河长制的良好政策对河道生态环境实施长效保护机制，以降低河道受到外部因素的影响。

4 结语

综上所述，本文首先针对人工净化、植被修复、以及动物修复的三项河道水环境治理工程中的生态修复技术进行了比较全面细致地分析论述；然后以实际工程案例为参考，探讨了多方位生态修复技术在河道水环境治理工程中的具体应用；最后提出了关于恢复河道水环境的几点建议，希望能与同业人士相互交流讨论，从而为保护生态环境奠定良好基础。