河涌湖泊水體污染主要包括氮、磷等營養(yǎng)物和有機(jī)物污染兩方面，從物理方法和生物_生態(tài)方法的綜合，主要從外源控制+內(nèi)源控制，配合環(huán)保優(yōu)勢微生物治理，眾所周知，水體污染生態(tài)修復(fù)是利用生態(tài)系統(tǒng)原理，采取各種修復(fù)受損傷的水體生態(tài)系統(tǒng)的生物群體及結(jié)構(gòu).重建健康的水生生態(tài)系統(tǒng).修復(fù)和強(qiáng)化水體生態(tài)系統(tǒng)的主要功能.并能使生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整體協(xié)調(diào)，自我維持、自我演替的良性循環(huán)——所以，生物_生態(tài)方法就顯得是河涌湖泊水體污染生態(tài)治理與修復(fù)的關(guān)鍵。
由于水源污染,水中復(fù)雜的污染物質(zhì),成為飲用水衛(wèi)生安全的重要隱患。與水有關(guān)城市安全問題,也是城市水工程領(lǐng)域面臨的重要課題,包括城市防洪排澇工程、城市水消防工程和城市水源安全保障工程。建立維護(hù)生態(tài)安全和水質(zhì)安全的水源保障體系,對城市水源地、包括地下水的污染控制與安全防護(hù)和受污染水體修復(fù)技術(shù)的研究與應(yīng)用應(yīng)受到進(jìn)一步的重視。
目前國際上采用的水體污染治理技術(shù)主要有三類：
一是物理方法.即通過工程措施，進(jìn)行機(jī)械除藻、疏挖底泥、引水稀釋等。但往往治標(biāo)不治本.只能作為對付突發(fā)性水體污染的應(yīng)急措施。
二是化學(xué)方法.如加入化學(xué)藥劑殺藻、加入鐵鹽促進(jìn)磷的沉淀、加入石灰脫氮等。但花費(fèi)大，并易造成二次污染。考慮到使用化學(xué)藥劑會(huì)有二次污染且不持續(xù)性，化學(xué)方法不提倡使用。
三是生物_生態(tài)方法.如放養(yǎng)控藻型生物、構(gòu)建人工濕地和水生植被.這是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。
一般地，主要采用綜合治理，生物_生態(tài)方法+物理方法是最理想的的江河湖庫塘堰渠水體污染生態(tài)治理方案。對自然修復(fù)的分析有三種方法：經(jīng)驗(yàn)性分析.一維沉降分析.二維污染物遷移分析。還可以通過定性的模擬污染物對水體的影響.加深人們對例如光合作用、呼吸作用及物質(zhì)循環(huán)等過程的深刻了解.從而更有助于生態(tài)的自我修復(fù)。水體水質(zhì)惡化主要是外界輸入的大量營養(yǎng)物質(zhì)在水體中富集造成的.切實(shí)控制外源性營養(yǎng)物質(zhì)的輸入.是水體污染生態(tài)修復(fù)的重要前提.同時(shí)內(nèi)源性負(fù)荷也是主要營養(yǎng)源。
一、外源性污染物質(zhì)的控制方法
1.流域內(nèi)污廢水的集中處理實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)污廢水的達(dá)標(biāo)排放.從根本上截?cái)嗤獠枯斎朐?使水體失去營養(yǎng)物質(zhì)富集的可能性。相對于點(diǎn)源來講.非點(diǎn)源污染不僅量大而且較難控制.可以通過控制氮肥施用量.平衡氮、磷、鉀的比例，有機(jī)肥還田，發(fā)展“微生物菌肥”和農(nóng)業(yè)農(nóng)田灌溉節(jié)水等方式加以控制。
2.恢復(fù)和重建濱岸帶生態(tài)系統(tǒng)一是建立環(huán)湖濕地保護(hù)帶。這是從遷移、轉(zhuǎn)化途徑上控制陸域地表徑流營養(yǎng)物入湖的最后一道防線。二是恢復(fù)和重建湖泊濱岸水生植被。通過物理阻滯作用促使污染物沉積并大量吸收營養(yǎng)鹽。三是改造入湖河口生態(tài)與環(huán)境.充分發(fā)揮入湖河自然凈化作用。
二、內(nèi)源性污染物質(zhì)的控制方法
1.工程性措施
(1)稀釋和沖刷
采用外流引水進(jìn)行稀釋和沖刷可以短時(shí)間內(nèi)有效地減少污染物的濃度和負(fù)荷.提高水體自凈能力.還能影響污染物質(zhì)向底泥沉積的速率。但引水稀釋導(dǎo)致交換水體的生態(tài)體系發(fā)生變化.也會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。
(2)底泥疏浚
底泥疏浚是修復(fù)湖泊水庫的一項(xiàng)有效技術(shù).能夠徹底去除積累在其中的有毒有害物質(zhì).但須注意防止底泥泛起以及底泥的合理處置.避免二次污染。
(3)底泥覆蓋通過在底泥表面敷設(shè)滲透性小的塑料膜或卵石
削減波浪擾動(dòng)時(shí)的底泥翻滾.有效抑制底泥營養(yǎng)鹽的釋放.提高湖水透明度.促進(jìn)沉水植物的生長。但存在治標(biāo)不治本。成本高，難以大面積使用等缺點(diǎn).而且影響湖體固有的生態(tài)與環(huán)境。
(4)水力調(diào)度技術(shù)
根據(jù)水體條件不同.生物體在水中可表現(xiàn)為3種狀態(tài)：自由態(tài)、增長增殖狀態(tài)和抑制狀態(tài)。水力調(diào)度技術(shù)是根據(jù)生命體的生態(tài)水力特性.營造出特定的水流環(huán)境和水生生物所需要的環(huán)境.抑制藻類大量繁殖.采取水系連通等方式.遵循“湖程取長.渠程取短”的原則。但應(yīng)注意防洪、防澇、防沙、防螺、防污染遷移和防內(nèi)源釋放。
(5)氣體抽提技術(shù)
利用真空泵和井.在受污染區(qū)域誘導(dǎo)產(chǎn)生氣流.將有機(jī)污染物蒸氣.或者將被吸附的、溶解狀態(tài)的或自由相的污染物轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀?抽提到地面.然后再進(jìn)行收集和處理。在美國.抽提技術(shù)幾乎已經(jīng)成為修復(fù)受加油站污染的地下水和土壤的“法定”技術(shù)。
(6)空氣吹脫技術(shù)
在一定的壓力條件下.將壓縮空氣注入受污染區(qū)域.使溶解在地下水中的揮發(fā)性化合物、吸附在土壤顆粒表面上的化合物以及阻塞在土壤空隙中的化合物驅(qū)趕出來。在實(shí)際應(yīng)用中.它和抽提技術(shù)相結(jié)合可以得到更好的效果。
2.生物_生態(tài)方法
(1)水生植物修復(fù)技術(shù)
在適宜的生長條件下與水中微生物、藻類等生物共同作用的水生植物，根據(jù)其自身特點(diǎn).將水中的富營養(yǎng)化物質(zhì)，如N、P、重金屬污染物等吸收在根、莖、葉等不同部位.從而既提供自身的營養(yǎng)需求.又達(dá)到凈化水質(zhì)的作用.而且通過促進(jìn)根際微生物的活動(dòng)可加速有機(jī)污染物的生物降解.
目前國內(nèi)外研究并廣泛應(yīng)用的技術(shù)有以下幾種：
?、偃斯竦丶夹g(shù)
濕地土壤是固相和液相組成的疏松多孔體系.含有大量的膠體顆粒.它們具有很大的表面積和表面能.對去除有機(jī)物和重金屬具有重要作用。在濕地處理系統(tǒng)中物理作用只要是沉淀、過濾和吸附.可去除固體懸浮顆粒：化學(xué)作用主要是對重金屬與填料反應(yīng)得以去除：生物作用比較復(fù)雜，主要是水生植物和各種微生物的協(xié)同作用。人工濕地技術(shù)的不足在于當(dāng)進(jìn)水懸浮性污染物fss)及有機(jī)物濃度過高時(shí)易產(chǎn)生堵塞和嚴(yán)重厭氧化而造成植物根系腐爛最終死亡。
?、谇爸脦旒夹g(shù)
受保護(hù)的湖泊水體上游支流利用天然或人工庫(塘)攔截暴雨徑流.工藝流程如下：徑流污水——沉砂池——配水系統(tǒng)——植物塘——湖泊。水生植物是前置庫中不可缺少的主要組成部分.從水體和底質(zhì)中吸收大量氮、磷滿足生長需要.成熟后從前置庫中去除被利用。(面水生植被恢復(fù)技術(shù)所謂“水生植被恢復(fù)技術(shù)”并非要再造原有植被.而是根據(jù)現(xiàn)實(shí)的湖泊生態(tài)與環(huán)境需求.并結(jié)合殘存的水生植被基礎(chǔ).在已經(jīng)被破壞的湖泊環(huán)境基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)和構(gòu)造良性湖泊生態(tài)。該技術(shù)必須以削減水體的營養(yǎng)負(fù)荷為前提.否則人工恢復(fù)的水生植被無法維持穩(wěn)定狀態(tài)。
③水培技術(shù)
利用富營養(yǎng)化水在種植槽中無土栽培經(jīng)濟(jì)作物.借助植物發(fā)達(dá)的根系.對流入淺水中的懸浮物進(jìn)行過濾.這些懸浮物中的有機(jī)物和營養(yǎng)鹽類、微生物、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物構(gòu)筑起一個(gè)生物相對豐富的生態(tài)系統(tǒng).該技術(shù)在美國、日本等國家進(jìn)行了大量研究，可以生產(chǎn)出具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的食用植物或觀賞植物.并通過堆肥達(dá)到資源的循環(huán)利用。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是在一定程度上隔絕土壤病原菌和害蟲對作物的侵染.故無連作障礙.同時(shí)節(jié)省勞動(dòng)力。
?、苌鷳B(tài)浮島技術(shù)
植物凈水工程的一種.是綠化技術(shù)與漂浮技術(shù)的結(jié)合體.植物生長的浮體一般是由發(fā)泡聚苯乙烯制成的.質(zhì)輕耐用。島上植物可供鳥類休息.下部植物根系形成魚類和水生昆蟲生息環(huán)境.同時(shí)能吸收引起富營養(yǎng)化的氮和磷。與人工濕地技術(shù)相比生態(tài)浮島技術(shù)最大優(yōu)點(diǎn)在于不另外占地.較適合我國大多數(shù)河流無灘涂空間利用的特點(diǎn)。
綜上所述.植物修復(fù)技術(shù)主要有以下優(yōu)點(diǎn)：低投資、低能耗：處理過程與自然生態(tài)系統(tǒng)有著更大的相融性：無二次污染：能實(shí)現(xiàn)水體營養(yǎng)平衡.改善水體的自凈能力：對水體的各種主要污染物均有良好的處理效果。其中處理有機(jī)污染的最大優(yōu)勢在于植物能同化大多數(shù)的化合物為CO，或作為細(xì)胞骨架.即使一些環(huán)境污染物在植物內(nèi)大量積累也能通過轉(zhuǎn)移植物而清除。局限性在于運(yùn)作條件高、處理時(shí)間長、占地面積大及受氣候影響嚴(yán)重。植物修復(fù)被認(rèn)為是有前途的環(huán)境修復(fù)技術(shù)之一.但有許多問題如如何篩選、培育和合理搭配高效率的植物品種以滿足不同環(huán)境的修復(fù)需要.尤其是低溫季節(jié)提高植物修復(fù)效率等問題有待進(jìn)一步探討。充分發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢.關(guān)鍵在于對不同類型植物對不同污染物最佳去除作用的基礎(chǔ)性研究.以實(shí)現(xiàn)因地制宜的優(yōu)選水生植物，形成一個(gè)良好的修復(fù)系統(tǒng)。
(2)生物調(diào)控技術(shù)
生物調(diào)控技術(shù)修復(fù)水生生態(tài)系統(tǒng)是利用營養(yǎng)級鏈狀效應(yīng).在水庫中投入選擇魚類.吞食另一類小型魚類.借以保護(hù)某些浮游動(dòng)物不被小型魚類吞食.而這些浮游動(dòng)物的食物正是人們所討厭的藻類。該技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：處理效果好，工程造價(jià)低，運(yùn)行成本低。不會(huì)形成二次污染.還可適當(dāng)提高水庫的經(jīng)濟(jì)效益。
(3)生物膜技術(shù)
根據(jù)天然河床上附著生物膜的過濾作用及凈化作用.人工填充濾料和載體.利用濾料和載體比表面積大，附著生物種類多、數(shù)量大的特點(diǎn)，從而使河流的自凈能力成倍增長。生物膜技術(shù)因其降解能力強(qiáng)、接觸時(shí)間短、占地面積小以及投資少等特點(diǎn)而得到了長足的發(fā)展與應(yīng)用。一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)在工程實(shí)踐中運(yùn)用多種生物膜技術(shù)對污染嚴(yán)重的中小河流進(jìn)行凈化并獲良好效果.我國在此方面還只是處于試驗(yàn)階段.沒有真正的工程實(shí)踐。目前可采用的方法主要有人工填料接觸氧化法、薄層流法、浮流凈化法、礫間接觸氧化法、生物活性炭凈化法等.
(4)微生物修復(fù)技術(shù)
微生物可以將受污染水體中的有機(jī)物降解為無機(jī)物.對部分無機(jī)污染物如氨氮進(jìn)行還原從而去除.為了充分發(fā)揮微生物在污染物降解和轉(zhuǎn)化方面的作用，目前有兩種方式：一是補(bǔ)充污染物高效降解微生物：可以使用具有某種特定功能的菌群：也可以從受污染水體和底泥中分離篩選后富集培養(yǎng).再返回受污染水域：還可以利用基因工程菌的接合轉(zhuǎn)移.二是為土著微生物提供合適的營養(yǎng)和環(huán)境條件：合適的營養(yǎng)和環(huán)境條件可以激活生長代謝緩慢或處于停滯狀態(tài)的土著微生物.使其重新具有污染物高速分解的能力。
(5)仿生植物凈化技術(shù)
以重建健康的河流生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，用具有很強(qiáng)彈性、韌性和柔性的材料仿照河流生態(tài)系統(tǒng)中的沉水植物輪藻設(shè)計(jì)而成。仿生植物以河道中原有的天然生物菌群作為種源.在填料絲表面經(jīng)過生物的自然富集形成生物膜.通過微生物的生命活動(dòng)去除水中的污染物質(zhì)。該技術(shù)在有效凈化污染水體的同時(shí)還具有如下特點(diǎn)：不影響河流的航運(yùn)和泄洪等功能：不破壞河流生態(tài)系統(tǒng)：適合河流復(fù)雜多變的水流條件;比表面積大，空隙率高：化學(xué)與生物穩(wěn)定性強(qiáng).不溶出有害物質(zhì)：價(jià)格便宜.便于安裝。
(6)土地處理技術(shù)
污水特別是生活污水中含有大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì).用污水通過慢速滲濾方式進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉可以滿足農(nóng)作物和其他植物生長所必需的營養(yǎng).同時(shí)也去除了污染物質(zhì).能在很大程度上緩解我國水資源的緊缺狀況。工藝流程圖如下：原污水——污水蓄水池——厭氧調(diào)節(jié)池——土地處理系統(tǒng)——排水井。該方法對氮、磷等污染物的去除效果較好，但是水力負(fù)荷一般較低。滲流速度慢。
(7)深水曝氣技術(shù)
通過機(jī)械方式將深層水抽取出來曝氣然后回灌深層.或注入純氧和空氣全部提升至水面再釋放等方式.使水體中溶解氧濃度升高.改善冷水魚類的生長環(huán)境和增加食物供給.又通過改善底泥界面厭氧環(huán)境為好氧條件來降低內(nèi)源性磷的負(fù)荷。該技術(shù)對水體生態(tài)與環(huán)境的修復(fù)有著深遠(yuǎn)的影響。
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