水体生态系统构建技术在水环境综合治理中的应用

2022-12-31杨海龙陈新峰崔德标

中华建设 2022年4期

杨海龙陈新峰崔德标

随着经济的发展，国家和居民对水环境提出了更高的要求，水环境处理技术也在发展。除常规的物化处理方法外，还建立了完善的水生态系统处理技术，在国内许多水环境治理工程中发挥着重要作用。本文分析了江苏省无锡市胶南浜水系水处理工艺体系，阐述了其主要技术措施，与传统工艺相比的优缺点及应用前景。

湿地河道的重要组成部分是水源，水质状况直接影响到湿地河道的景观生态功能。当前，在湿地河道建设中，为保证湿地河道的水质，往往会采取不同的水质保护措施。目前，水质净化技术主要包括水循环系统、物理净化系统、人工湿地、改水替代等。以建设胶南浜河道为例，对湿地河道水系建设的技术措施进行了分析，探讨了河道生态修复新技术的优缺点，今后为城市生态建设提供技术支持和理论依据。

一、环境生态循环的界定

在水体生态系统中，能量通过不同食物链的代谢过程进行逐渐传递。由于消费者自身的呼吸功能，所以能量在通过第一层时会有部分损耗。随着食物链数量的增加，能量损耗增大，生态效益也因此降低。死了的有机物被细菌分解，再从绿色的植物中提取无机营养素，绿色的植物在太阳和环境中进行光合作用实现能量的连续循环，这一系列过程便是生物和环境之间能量不断循环的结果。能量传递是生物之间的关系，因此水系统的结构和功能只有趋于相对稳定和状态，保才能持自我动态平衡，反馈形成所谓的生态系统。正是多数物种的平衡，总生物量最大，内部稳定性最高的生物在进入后就可以给生态系统带来动力。但是，由于生物自制力是有限的，超过了这个生态界限，自动调节能力甚至消失的能力下降，导致系统生物量减少的生态平衡崩溃。有时还会因为能源和物质循环被破坏，导致系统长期崩溃。水体的生态平衡分为两个方面：首先，湖的富营养化导致水质恶化，藻类过度生长会产生毒素，在大量的氧气消耗过程中，河谷生物被大量的水资源所消耗。由于人为原因，如果在鱼类的移动路线上建设水坝的话，鱼类就无法生存了。委员会建议制定类似法律的理事会条例，研究其生态平衡，采取适当措施确保可持续利用。

二、水生态系统的构成及其功能

该标准规定了生物生存所需的物理因素，例如温度、盐度、水深、水流、光照、无机物(碳、氮、磷等)参与物质循环，以及蛋白质、碳水化合物、脂肪、腐殖质等与生物体相连的有机物质。按生存方式，可分为浮游生物，游动的生物，底栖生物和附生生物。根据生态功能，可分为生产者、消费者、分解者和有机废弃物四类。

自养动物中主要有浮游植物，叶绿素等光合作用色素可以通过光合作用产生初级生产力。那些含有光合细菌和自养菌，利用着光和化学能源。例如，一些动物可以从寄生或共生的硫化物细菌中获得有机物质和能量，从而形成一种独特的生态系统，用太阳能完全取代化学能。

异养动物，指水生动物食用其他生物或有机废弃物的行为，按营养成分可分为一级和二级消费者。经常吃小型浮游动物，以浮游植物和底栖海藻为食。它们通常与海水表层的生产者共存，彼此间的转化效率非常高，且其生物量通常都在同一数量级。这个特征不同于陆地生态系统，指水栖中的初级食肉动物，营养丰富，并且不限于水的上部。优质的鱼有很强的游泳能力，在所有的水位下都能成为鱼。到处都有浮游生物（浮游生物和小型浮游生物），有调节初级生产者和消费者的数量的作用。

它们把来自人体的各种复杂物质分解为有机物质和无机物质，供生产者和消费者吸收使用。因此，海洋有机无机营养物质的增殖具有重要意义，与此同时，它们是很多动物的直接食物。

有机废弃物主要是由食物残渣和食物残渣、浮游生物光合作用产生的小分子有机物、陆地生态系统产生的粒子有机物产生的，也可以用于某些动物的食物。

三、蜀峰湿地河道概况

胶南浜是无锡市锡山区安镇街道一条镇级，是上游山水及安镇老街主要排洪通道。北起团结村胡庄，南至芙蓉塘，全长2419米，水面面积34746平方米，河底高程1.0米，河底宽度4-6米，河口宽度最大为25米，最小为14米，水体两侧为硬质直立式护岸。

胶南浜河道水生系统构造技术原理在此背景下，运用水生态系统学方法，提出了白水净化目标。本文提出了一个由原材料转化成的物质生产体系，不断循环的水动植物吸收营养，与微生物联系，减少无害物质中的污染物。封闭水体中的氮、磷等营养元素被人为所除去，水体逐渐呈现食物不足的状态，从而达到净化水质的目的。

水下植物净化系统的建设是潜水设施的基础，保护全部或大部分生物多样性。水是沉水植物的环境影响是维持生态系统的稳定和水环境质量的重要基础，景观水处理需要满足三个条件：一个需要水处理的效果和景观效果；二是要有效地控制沉水，防止沉水物种的扩散；三是要根据城市河道的总体定位和水系特点，选用棘球藻、马尾藻、黑藻等群落来培育，以降低后期人工养护费用。湖岸景观带是河道水景生态系统的重要组成部分，植物色彩、品种、季节搭配合理，达到层次感、自然感、四季感的景观效果。栽植水植物，将睡莲点缀其中，成为沿海地区重要的景观建设区域。园林植物以乡土或历史树种为主，使的自然生态景观得到最大程度的恢复。

在保持水生植物净水功能的基础上，建立水处理系统，完善人工生态系统的食物链和食品网络结构，合理储备肉鱼和底生生物，提高水生生态系统的稳定性，我们要考虑到物种结构，科学设计水库，合理规划水库的利用。依据生态生物调控原理，构建合理的水体鱼类放牧链，对水体鱼类放牧、下游生物群落进行调控，减少水体藻类生物量，维持水体水质。水杂质的提取是从渔业中产生的，食肉动物的分配是考虑到保护沉水植物以及控制海洋中的蝗虫和杂食鱼类，鲑鱼和鲱鱼被用作肉食鱼群中的繁殖材料。根据这些发现，螺旋桨被选为主要的底生生物群落调节型。有机质中的凋落物、水生植物、水生动物的粪便以及尸体对景观水体的污染。可以使用一定数量的虾和有机废弃物，水中含有大量的原生虫和浮游生物。

利用水体中总氮污染超标的特点，以光合作用、硝化作用和反硝化作用为主的微生物群落的活化，以及在水中建立生物基地，为微生物的附着和生长提供条件。

四、浅谈水生态系统建设的技术优势

河流湖泊水质治理主要有化学法、物理法和生物法，特别的化学添加到水中可以去除黑臭气味和营养物质，例如，在水里加入氯化铁的话，有去除磷的效果。但是，化学制品本身就是污染源，这是废水物理处理通过物质转移和转化来控制水质的过程，现在普遍采用的处理方法是清淤、排洪、过滤、除臭，但是物理处理设备的运行费用很高。水体生物处理是利用水生动植物或微生物对水体进行物质转化的能力，生态处理技术不仅可以在适宜的环境条件下达到净化水质的目的，不会造成二次污染，且成本低。水生态系统建设是一个系统工程，采用沉水植物为主，水生动物、微生物为辅的系统建设方式，低碳环保效果显著。但是，有机体的生长和繁殖需要良好的生存环境。水处理技术有其明显的优缺点和适用条件，适合缓流与生态治理，但是，水生生态系，特别是沉入水中的植物系，常常具有深度、透明度、水生动物的特征。这种深水植物的透明度很低，生物学的研究处理技术是水质改善和氧气溶解的主要措施，是后续生物工程建设的基础。一般而言，单用一种治理方法很难达到目的，综合防治技术措施，一般以截污、清淤、疏浚为前提，依靠生物学手段恢复自净能力，辅以物理化学处理技术，达到治理目的。

五、水生态工程建设技术及其应用前景

当前，国内城市湖、原生态湖、河流等水环境治理工程日益增多，水生态工程技术手段在许多工程项目中或多或少地得到应用。就当前治理效果而言，生态施工技术具有便于推广应用的特点，相对于传统的净化工艺，该工艺投资少，效率高，环保美观。但在城市河道、自然湖泊、缓流河流等环境条件下，与物理水处理技术相比，生态化处理技术的净化速度慢，适于水生态系统的建设，但对开放式水体的净化效果较差。建立水生态系统，不可能替代传统的截污治源、生态疏浚、水资源调控等技术手段，对于一些恶劣的环境，传统的自净能力恢复技术是必不可少的。