多方位生态修复技术在河道水环境治理中的应用

2023-02-21李蕾

中国资源综合利用 2023年1期

李蕾

（贵州省地矿局第二工程勘察院有限公司，贵州遵义 563000）

在经济快速发展的过程中，部分河道水环境受到诸多因素的影响，出现较为严重的污染。只有加强河道水环境治理，才能提高人们的生活质量，促进社会经济的快速发展。而灵活应用多方位生态修复技术可以优化河道水环境治理，因此要深入研究该技术在河道水环境治理中的应用。

1 多方位生态修复技术概述

多方位生态修复技术是指以综合治理为基础，利用多方位集成技术构建长期有效的水环境统筹治理机制与管理制度。该技术将外源污染控制与内源污染控制相结合，通过人工净化措施与水体自净化功能共同达到河道水环境治理目标[1]。总之，多方位生态修复技术具有综合性，不仅可以减少河道水环境的污染物，也可以提高河道的纳污能力。

2 多方位生态修复技术的应用策略

2.1 控制外源污染

从实际情况来看，暴雨初期雨水水质比生活污水水质更差，会对河道水环境造成严重污染，所以只控制点源污染无法从根本上改善河道水环境。在应用多方位生态修复技术时，应做好外源污染控制。多方位生态修复技术在外源污染控制中应用雨水原位自动膜滤设施，可以通过超低压膜过滤工艺进行前处理与膜过滤，继而去除雨水径流中的各种污染物。同时，雨水原位自动膜滤设施采用折叠式滤膜，可有效调整过滤面积，在截污的同时进行过水。该过滤设施含有滤后水体储存池，可以在暴雨过后对滤芯进行自动反冲洗，从而减少滤芯中的污染物，延长滤芯的使用寿命，降低滤芯的维护成本。另外，部分雨水没有排入雨水管网，而是直接进入河道，所以需要通过多方位生态修复技术中的驳岸生态滞留系统增强河岸的可渗透性，从而减少流入受纳水体的径流量与污染负荷。传统驳岸只注重水系水运、防洪等功能，对生态环境造成一定的破坏，而生态驳岸利用自然材料构建可渗透的水陆界面，不仅可以提高水环境的排污能力，也可以稳定水土、涵养水源。因此，要构建自然驳岸滞留系统，从而将水面、驳岸、陆地连接起来，通过各种植物间隙、孔洞促进物质与能量的交换并通过不同流速带将空气中的氧融入水中[2]。

2.2 控制内源污染

外源污染进入河道中会产生沉淀，进而形成底泥污染。底泥属于二次污染源，会对河流水质造成严重影响。在外源污染得到有效控制的情况下，河道底泥中的重金属以及氮磷也会重新释放并进入水体中，造成二次污染。河道水环境治理不仅需要进行外源污染控制，也需要进行内源污染控制。其间应将机械清淤与生物酶底泥修复等手段结合起来，从而提高控制效率。首先，机械清淤效率较高，可以改善河道水体与底泥的理化性质，但成本较高，所以可以将其应用在小面积、高污染负荷的河道底泥修复中。其次，生物酶底泥修复技术可以通过生物酶激活底泥原有微生物的活性，从而降解有毒有害污染物并改善底泥的理化性质。同时，生物酶底泥修复技术的成本较低，所以可以将其应用在大面积、低污染负荷的河道底泥修复中。

2.3 构建人工净化体系

当外界污染物进入河道，河道水环境处于失衡状态时，要利用紧急应对措施净化水体，避免造成严重后果。多方位生态修复技术的人工净化体系可以提升河道的抗干扰能力，继而减少河道水环境污染。这就需要灵活应用超微净化水处理技术。超微净化水处理技术是一种气、液相界面技术，可以通过超高压气水混合的方式产生大量的微米级与亚微米级氧气泡，对河道水环境中的有机物进行氧化处理，且可以去除水体中的黏附胶体、重金属、氮磷等物质[3]。所以，可以根据河道水环境的实际情况采用该技术。若河道水体属于浑浊水体，就可以利用超微气泡所携带的正电荷吸附和分离水体中的泥沙和胶体；若属于发绿水体，就可以利用微米级气泡去除水体中的藻类；若属于黑臭水体，就可以利用超微气泡在破裂与沉降过程中产生的羟基自由基，氧化和分解水体中的有机物。

2.4 构建水体自净体系

生态系统会对河道水环境的性能产生较大影响，而构建生态系统可以强化河道水环境的性能，因此可以构建生态系统，治理和修复河道水环境。多方位生态修复技术主要通过构建水生植物群落与水生动物群落，优化水体自净体系，从而提升河道水环境的抗污能力。首先，要科学制定水体自净体系构建方案。要根据河道水环境需求和当地自然条件选择合适的水生植物与水生动物，之后构建生态链，降解和转移水环境中的污染物，最后达到净化水环境的目的。其次，要科学设置水生植物群落。常用的水生植物有沉水植物、挺水植物和浮叶植物，其中挺水植物与浮叶植物多被设置在河道水环境中，有利于改善水质，优化水环境的景观效果，而沉水植物在生态修复中占据重要地位，可以维持河道水系统稳定并增强生态多样性[4]。此外，要科学设置水生动物群落。常见的水生动物有大型鱼类、浮游动物以及底栖动物等，其中大型鱼类可以完善水生生物链并优化水环境的景观效果；浮游动物可以摄取水环境中的腐败排泄物；底栖动物可以过滤并沉淀水体中的污染物。

3 多方位生态修复技术的应用案例

某城市河道全长为17.2 km，流域面积约为42 km2，水体深度为15～22 m。该河道水体的透明度非常低，污染程度较高，局部水域存在发黑发臭现象。水质检测发现，该河道水体的化学需氧量（COD）浓度为326.6 mg/L，总磷（TP）浓度为13.1 mg/L，氨氮（NH3-N）浓度为1.3 mg/L，各污染物浓度均超过《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）的V类水质要求。因此，为了改善该河道水环境，降低污染物浓度，应灵活应用多方位生态修复技术进行治理。

在治理过程中，将多种生态修复技术相结合，做好外源截留，构建生态系统，有效改善河道水环境。一是对上游河道进行外源截留。其间应用聚酯纤维膜和土工布膜对水体进行隔膜导流处理，并在河岸北部6 m处设置隔膜。通过导流设置将部分污水直接排入河道下游，从而降低上游河道的污染物浓度。该河道上游长期受雨水影响，所以在河道上游投加大量的生物酶，从而增强水环境底部微生物的活性，通过微生物吸收并转化底泥，实现内源污染控制和原位治理。二是构建水体自净体系。培育大量水生植物与水生动物，改善河道水环境，优化水体生态功能。为了保障水生动植物存活，河道上游设置一套超微净化设备，从而对水体进行循环净化。应用超微净化设备前后的河道水质指标如表1所示。