河流生态修复技术

河流生态修复技术

郭雪娥

郭雪娥

上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司广州分公司广东广州510070

摘要：经济的发展、城市化进程的加快及工业的兴起导致了城市河流污染的日益严重，河流治理除了解决污染源，最重要是要恢复河流的生态自净能力。本文主要介绍了河流生态修复的相关技术，河流生态修复技术包括了水体生境改善技术和水体生态修复技术。改善水体生境包括河槽修复技术、环保疏浚技术、曝气增氧技术和加药投菌技术。水体生态修复包括生物膜技术、生态浮床技术、人工湿地技术、水生动植物恢复技术。

关键词：河流；水体生境；复合生态修复技术；生态浮床

1前言

城市河流对城市的形成、发展、壮大，对城市提高其品位、提高其竞争力有着重要的、不可替代的作用。随着经济的快速发展、城市化进程的加快及工业的兴起，河流两岸工厂、农业、居民生活产生大量的污水，由于监管的不足和污水处理设施建设的相对滞后，导致大量水污染物排放到城市水体，很多城市河流的水环境质量出现明显的恶化态势，甚至出现黑臭现象[1]。

河流治理除了解决污染源，最重要还有恢复河流的生态自净能力。随着对河流生态功能的认识，河流生态修复工作的研究广泛开展，生态修复措施又有水体生境改善与水体生态修复之分。水体生境改善包括河槽修复技术、环保疏浚技术、曝气增氧技术、加药投菌技术等。水体生态修复包括生物膜技术、生态浮床技术、人工湿地技术、水生动植物群落恢复与重建技术等。虽然生境改善和生态修复及其采用的技术方法在实施目标和作用核心上有区别，但生境改善与生态修复是相辅相成的，在工程实施中常组合应用[2]。

2水体生境改善修复技术

2.1河槽修复技术

河槽修复技术主要针对“渠道化”河流，“渠道化”河流主要是指两岸和河底被混凝土等刚性衬砌的河道。第一种修复方法是拆除“渠道化”。第二种方法是不拆除已经存在的混凝土护岸，而是在较宽敞的河道内，营造河道内湿地[3]。

2.2环保疏浚技术

底泥是河流湖泊水库的内污染源，有大量的污染物质积累在底泥中，包括营养盐、难降解的有毒有害有机物、重金属离子等[4]。环保疏浚以减少或清除水体内源污染、增加环境承载力为主要目标，兼顾生态重建和恢复的要求，与普通的水利疏浚有较大区别。底泥疏浚能将水体污染底泥永久性去除。

2.3曝气增氧技术

河道曝气技术是根据河流受到污染后缺氧的特点，人工向水体中充入空气（或氧气），加速水体复氧过程，以提高水体的溶解氧水平，恢复和增强水体中好氧微生物的活力，使水体中的污染物质得以净化，从而改善河流的水质。

2.4加药投菌技术

加药投菌技术包括了投加化学药剂技术和投加微生物或微生物酶技术。化学混凝技术是一种通过向河流投加混凝剂以实现改善水质的处理技术，一般用于污染严重的封闭型地表水且由于其除磷效果良好，也适用于富营养化河流的污染治理。生物或微生物酶技术常被用为河流生态修复的辅助手段，联合其他处理技术一起使用。

3水体生态修复技术

3.1生物膜技术

使用天然材料、合成材料为载体，在其表面形成一层特殊的生物膜，可为微生物提供较大的附着表面，有利于加强对污染物的降解作用。一般常选用当地盛产的石材和适合生物附着的合成材料，在施工当中，尽量让其表面粗糙，增大其生物膜表面积，使其分解污染物的能力加强。日本江户川支流坂川古崎净化场是采用生物膜方法对河道水体进行修复的典型工程[5]。

3.2生态浮床技术

人工浮床又称人工浮岛、生态浮床、人工生物浮床、无土壤栽培浮床等。生态浮床的工作原理主要有：（1）植物根系和人工载体及其附着的生物膜对水质的净化作用，通过吸附、沉淀、过滤、吸收和转化等作用，对水体悬浮态和溶解态污染物具有强大的净化功能。（2）植物对水质的净化作用。浮床上的植物可以直接或间接吸收水体中的营养物质。（3）植物与微生物共生对水质的净化作用。（4）抑藻和供氧作用。（5）改变流场的作用。（6）提供栖息地的作用。（7）景观建设作用[2]。

3.3人工湿地技术

人工湿地是近年来迅速发展的生态污染处理技术，它是一种由人工将石、砂、土壤、煤渣等基质按一定比例构成的且底部封闭，并有选择性植人水生植被的废水处理生态系统。基质、水生植物和微生物是其基本构成，更好地发挥湿地生态环境中的物理、化学和生物学作用是人工湿地建设的初衷。人工湿地系统是一个半开放、半封闭的生态系统，它形成了良好的内部循环，可处理多种工业废水和农业污水，在城市河道生态修复中对处理面源污染效果明显，展示了极为广阔的应用空间。

3.4水生动植物恢复技术

构建适合水体特征的水生动物群落，尽量恢复原有水生动植物群落，使河道恢复原有生态系统功能。大部分水生高等植物都有发达的根系，能够吸收利用水体中的营养物质和有害物质，同时，根系也寄居着众多的异养微生物，通过微生物的同化及异化作用去除水中的有机污染物[6]。因此，河岸的水生植被恢复在河流污染治理中越来越受到专家学者的关注。

4多种技术联合的复合生态修复技术

河流修复是一项复杂而又漫长的工作，根据长期国内外经验发现，单一的生态修复技术修复河流难以达到长期修复的作用和理想效果。因此，国内外学者较常采用将多种技术联合的复合生态修复技术修复河流。

苏州河污染支流-绥宁河采用曝气复氧、投加高效微生物菌剂及生物促生液、放养水生植物等构建的组合生物修复技术，对其进行原位污染治理和生态恢复工程试验[7]。深圳市大沙河坪山桥段通过设置水力自控翻板闸蓄水，建设岸边生态滤床和生态护岸，辅以人工复氧和投加微生物制剂等技术措施修复该河段水质[8]。

5展望

城市河流有其重要的各种功能，随着城市河流污染日益严重，确实可行的河流生态修复技术方案的研究颇为重要。但在我国现有的河流生态修复技术存在一些问题：（1）单一的修复技术不能达到长期整治河流，使河流恢复其功能的目的。（2）投加外来微生物或微生物酶、化学药剂等对河流的有一定的风险，没有建立合理系统的风险评估机制。（3）系统的河流生态修复技术的研究还比较少，现有研究多专注于单一的水质改善方面。（4）现有技术没有考虑经济方面，没有建立经济方面的评估，也没有评估河流的价值体系。

单一的河流生态修复技术的研究已经趋于成熟，现阶段应朝着系统的、无风险的、技术经济可行的复合生态修复技术方面进行研究，建立一个完整的河流生态修复方案。

参考文献：

[1]莫灼均，宁寻安与梁建祺，城市河流污染治理技术的研究进展[J].四川环境，2008，02：102-105.

[2]黄民生，陈振楼等.城市内河污染治理与生态修复：理论、方法与实践[M].北京：科学出版社，2010：140，142，164-165，245-261.

[3]崔树彬等.珠江三角洲河流治理与生态修复技术指引.[M].北京：中国水利水电出版社，2012：81.

[4]李明传.水环境生态修复国内外研究进展[J].中国水利，2007（1）：25-27.

[5]董哲仁，刘蒨，曾向辉.受污染水体的生物-生态修复技术[J].水利水电技术，2002，33（2）：1-3.

[6]邓辅唐，孙珮石，李强，等.人工湿地技术处理河道污水[J].环境工程，2006，24（3）：90-92.

[7]黄民生，徐亚同与戚仁海，苏州河污染支流——绥宁河生物修复试验研究.上海环境科学，2003（06）：384-388.

[8]余旭禄等，大沙河坪山桥段水质修复中试研究.水资源保护，2011（02）：54-57.