河道生態(tài)治理及維護(hù)方案

1、河道生態(tài)治理及維護(hù)方案目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)河流富營(yíng)養(yǎng)化治理與維護(hù)的方法大致可以歸類為 物理法、化學(xué)法、生物-生態(tài)法等。一、物理法1、截污截污是河流治理的一條有效的途徑。目前國(guó)內(nèi)受污染河流，無(wú)不 源于外來(lái)污染物遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出湖泊自身的凈化能力而導(dǎo)致水質(zhì)惡化、生態(tài) 破壞，而截污則基本能夠解決河流的污染之源，防止水體進(jìn)一步惡化。 截污作為一項(xiàng)有效的措施被廣泛認(rèn)可。但是，河流截污工程浩大，涉及面廣，包括大量管網(wǎng)鋪設(shè)、污水廠建 設(shè)、人員動(dòng)遷、河流周邊生態(tài)修復(fù)、工廠企業(yè)排污控制等，其巨額的 工程投資、漫長(zhǎng)的工期與復(fù)雜的工程實(shí)施，使眾多的河流主管部門在 一定時(shí)期內(nèi)無(wú)力承擔(dān)，而進(jìn)展緩慢，因而當(dāng)前的截污工作更多的體現(xiàn) 為相

2、關(guān)主管部門量力而行的治河措施之一，通常會(huì)結(jié)合其他的治理方 法實(shí)施。2、清淤由于常年自然沉積，河流底部聚積了大量淤泥，富含可觀的營(yíng)養(yǎng) 鹽類，其釋放也可能形成河流富營(yíng)養(yǎng)化和水華暴發(fā)。將底泥從河體中 移出,可減少積累在表層底泥中的營(yíng)養(yǎng)鹽，減少潛在性內(nèi)部污染源， 是減少內(nèi)源污染的直接有效措施。在工程施工時(shí)，要密閉機(jī)械工作面, 對(duì)淤泥要安全處置，防止二次污染。但是，清淤后水質(zhì)只能暫時(shí)性地 得到改善，隨著污染的輸入，河流很快又淤積回去，而且工程量大，投資費(fèi)用高。河流清淤的成功范例還鮮有報(bào)道,目前日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)是否清 淤及清淤厚度正進(jìn)行細(xì)致而周密的論證。3、曝氣復(fù)氧污染嚴(yán)重的河流水體由于耗氧量大于水體的

3、自然復(fù)氧量，溶解氧 很低，甚至處于缺氧（或厭氧）狀態(tài)。向處于缺氧（或厭氧）狀態(tài)的河道 進(jìn)行人工充氧（此過程稱為河道曝氣復(fù)氧），可以增強(qiáng)河流的自凈能 力、改善水質(zhì)，改善或恢復(fù)河流的生態(tài)環(huán)境。因此，向處于缺氧（或 厭氧）狀態(tài)的河流中進(jìn)行曝氣復(fù)氧可以補(bǔ)充河流中過量消耗的溶解 氧、增強(qiáng)水體的自凈能力，有助于加快黑臭、感官性差等狀態(tài)的河流 恢復(fù)到正常的水生態(tài)系統(tǒng)。由于河流曝氣復(fù)氧工程的良好效果和相對(duì)較低的投資與運(yùn)行成 本費(fèi)用，成為一些發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、葡萄牙、澳大利亞 及中等發(fā)達(dá)國(guó)家與地區(qū)如韓國(guó)、中國(guó)香港在中小型污染水體乃至港灣 和河流水體污染治理中經(jīng)常采用的方法。4、換水沖稀通過工程手段引水

4、稀釋受污染水體,短時(shí)間內(nèi)降低水體的污染負(fù) 荷,改善水生動(dòng)物、水生植物的生存環(huán)境，提高河流的自凈能力。但是 換水沖稀后污染的總量沒有減少，實(shí)際是污染物轉(zhuǎn)嫁，如果外來(lái)污染 持續(xù)存在，很快會(huì)恢復(fù)到原來(lái)的污染水平，且浪費(fèi)了優(yōu)質(zhì)的水資源。 通過引水稀釋，可使得河流中優(yōu)勢(shì)菌種由綠藻轉(zhuǎn)化為大型水生植物，大 大改善了河水的水質(zhì)。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。二、化學(xué)法1、投加混凝劑在河流中直接投加“混凝劑”見效快，但是藥劑量難以掌握，污 染物沉積在河底破壞水底生物環(huán)境，且存在污染二次釋放的可能性。2、施用除藻劑可去除藻類和水中的氮，但是無(wú)法除去水體中的磷；化學(xué)殺藻劑 的生

5、物毒性對(duì)魚類等其它生物的生長(zhǎng)危害很大?；瘜W(xué)方法就是針對(duì)河流的污染特征投加相應(yīng)的化學(xué)藥劑，強(qiáng)制去除污 染物質(zhì)。美國(guó)某河流通過投加鋁鹽，使河中磷由原來(lái)的65 ug/L下降到 30 u g/L,河流水質(zhì)明顯改善。該方法操作簡(jiǎn)單，但費(fèi)用較高，易造成二 次污染。三、生物一生態(tài)修復(fù)技術(shù)當(dāng)前,國(guó)內(nèi)外的自然水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)包括水生植物技術(shù)、生物 增效技術(shù)、微生物制劑技術(shù)、人工浮島技術(shù)等。其中，前兩種主要是 水生植被恢復(fù)技術(shù)和生物增效技術(shù)技術(shù)一般作為河流治理的主要技 術(shù)，應(yīng)用較為成熟，人工浮島技術(shù)一般作為輔助技術(shù)使用。生態(tài)修復(fù)措施具有原位凈化水質(zhì)，同時(shí)也可以恢復(fù)水體中的水生 生態(tài)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行成本低、增加水體自凈能

6、力的特點(diǎn)。在自然未受污染 水體中，生態(tài)系統(tǒng)十分復(fù)雜。在水體底質(zhì)中、顆粒物的表面、駁岸表 面上有大量的細(xì)菌,這些細(xì)菌是水體中有機(jī)物質(zhì)的主要分解者。在水 體中的原生動(dòng)物又以菌類為食。原生動(dòng)物的捕食能夠加速生物膜的更 新。衰老的細(xì)菌被捕食后，為新的細(xì)菌的生長(zhǎng)提供了生長(zhǎng)空間,使細(xì)菌 的整體處于較活躍的狀態(tài)。同時(shí)原生動(dòng)物又是后生動(dòng)物的食物而底棲 生物,如螺螄，和部分魚類又以輪蟲等后生動(dòng)物為食。水體中生長(zhǎng)的植 物在為水體提供氧氣的同時(shí)也為細(xì)菌和微小動(dòng)物的生長(zhǎng)提供了附著 空間水體底質(zhì)和植物組成的復(fù)雜環(huán)境又為各種生物提供了不同的棲 息地。整體的生態(tài)系統(tǒng)本身有著一定方向的物質(zhì)流和能量流，在系統(tǒng) 內(nèi)部,生物之間相

7、互促進(jìn)或約束,保持著整體的功能和活力。自然界水體的自凈功能主要是依靠水體中的生態(tài)系統(tǒng)來(lái)完成的, 這種自凈能力非常巨大，在沒有人類干涉的情況下可以分解天然水體 中的所有的有機(jī)物質(zhì)，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)水體中的養(yǎng)分平衡。在一定程度 范圍內(nèi)，水體中的有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽類的增加可以提高水體中生物的 密度，同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)流和能量流也會(huì)相應(yīng)增加，凈化水體中的污 染物的能力也會(huì)提高。但是一旦超過系統(tǒng)的承載能力，水體生態(tài)系統(tǒng) 的某些環(huán)節(jié)就會(huì)遭到破壞或喪失功能，而生態(tài)系統(tǒng)功能的喪失又會(huì)反 作用于水體的自凈能力。水體的自凈能力的減弱又加速了生態(tài)系統(tǒng)的 崩潰。在惡性的循環(huán)之中，水體逐漸喪失了自凈的能力。恢復(fù)水體本身的生態(tài)

8、結(jié)構(gòu)可以恢復(fù)水體的自凈能力，通過水體的 自凈功能達(dá)到水體的自我凈化，并達(dá)到水體和水體內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)良性協(xié) 調(diào)發(fā)展。在已經(jīng)發(fā)生水質(zhì)惡化的水體中,完全依靠水體自發(fā)的修復(fù)作 用和簡(jiǎn)單的物理修復(fù)方式很難迅速恢復(fù)水體中的生態(tài)結(jié)構(gòu)。而在人工 參與的條件下，系統(tǒng)而全面的恢復(fù)水體的生態(tài)結(jié)構(gòu)可以達(dá)到水體生態(tài) 系統(tǒng)良性協(xié)調(diào)發(fā)展的目的。1、水生植物技術(shù)水生植物是河流生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有顯著的環(huán)境生態(tài) 功能，利用水生生物法種植水生植物，通過植物的生長(zhǎng)轉(zhuǎn)移水體系統(tǒng) 中的污染負(fù)荷，其發(fā)達(dá)的根系為微生物提供生長(zhǎng)繁殖場(chǎng)所，以分解水 中污染物以供植物吸收，具有一定的吸收凈化、澄清水質(zhì)、抑制藻類 的功能。人為創(chuàng)造一定的條件，

9、利用適合相應(yīng)河流水環(huán)境的水生植物及其 共生的微環(huán)境，構(gòu)建適合水體特征的水生植物群落，能有效降低懸浮物 濃度，提高水體透明度及溶解氧，為其他生物提供良好的生存環(huán)境， 改善水生生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性。2、生物增效技術(shù)生物增效技術(shù)將微生物通過一定的技術(shù)手段（如利用載體材料、 包埋物質(zhì)或合理控制水力條件等），使微生物固著生長(zhǎng)，提高生物反 應(yīng)器內(nèi)的微生物數(shù)量，從而利于反應(yīng)后的固液分離，利于除氮和去除 高濃度有機(jī)物，以及難以生物降解的物質(zhì)，提高系統(tǒng)的處理能力和適 應(yīng)性生物增效技術(shù)立足于恢復(fù)、強(qiáng)化微生物群落來(lái)凈化水體。微生物 群落是水生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)生物組分，既是水體的“清道夫”，降解污 染物，給其他的水生生物

10、營(yíng)造健康的水環(huán)境，也是生物鏈的重要環(huán)節(jié)， 維系正常的物質(zhì)循環(huán)。微生物（菌類、藻類、原后生動(dòng)物等）是水體自然凈化的主力軍， 河流受到污染水質(zhì)變壞，也是因污染量過大超出微生物的消化能力。 水質(zhì)的下降導(dǎo)致部分生物種（包括微生物）喪失了生存環(huán)境而逐步消 亡，而水生生物結(jié)構(gòu)的改變反過來(lái)也助長(zhǎng)了水環(huán)境惡化的趨勢(shì)，如此 惡性循環(huán)導(dǎo)致水生態(tài)系統(tǒng)的退化。生物增效技術(shù)正是通過營(yíng)造微生物 的生長(zhǎng)空間，數(shù)百、數(shù)萬(wàn)倍放大微生物量，使水體自然的凈化能力得 到大大加強(qiáng)，放大對(duì)污染的消化能力，切斷惡性循環(huán)。不僅可體現(xiàn)到 水質(zhì)的明顯改善，也是促進(jìn)水生態(tài)系統(tǒng)的良性發(fā)展循環(huán)。生物增效技術(shù)以培育、發(fā)展土著微生物為首要目標(biāo)，這些微生物

11、 因適合于原本的水環(huán)境而具備高度的活力和持續(xù)發(fā)展的能力，既不存 在因投加微生物菌可能產(chǎn)生的生物入侵，或因微生物死亡需反復(fù)投 加，也不存在化學(xué)藥劑的生物危害；因依靠微生物自發(fā)的營(yíng)養(yǎng)消耗凈 化水體，而不需機(jī)械清理而產(chǎn)生的巨大能耗或復(fù)雜運(yùn)營(yíng)管理要求。生 物增效技術(shù)依靠微生物的能力自然凈化水體，并緊密結(jié)合水生態(tài)系統(tǒng) 的改善及相互促進(jìn)發(fā)展，因而是一項(xiàng)長(zhǎng)期、生態(tài)的河流治理措施。目 前，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最成熟的生物增效技術(shù)為生物巢增效技術(shù)，該技術(shù)以 生物巢為核心，同步凈化水質(zhì)與建立水體生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)性水體治理 維護(hù)系統(tǒng)。生物巢是一種新型、高效的生態(tài)載體，它融合了材料學(xué)、 微生物學(xué)及水體生態(tài)學(xué)等學(xué)科，采用食品級(jí)原材

12、料，通過專利編織技 術(shù)，將其制成高比表面積、高負(fù)荷的，是目前國(guó)內(nèi)外最先進(jìn)、最有效 的以生態(tài)修復(fù)的方法從根本上解決水體凈化問題的環(huán)保產(chǎn)品。3、微生物制劑技術(shù)選育高效菌株制成為微生物復(fù)合制劑處理污染水體。其過程以酶 促反應(yīng)為基礎(chǔ)，通過生物體內(nèi)產(chǎn)生的具有催化功能的特殊蛋白質(zhì)作為 催化劑，凈化污水、分解淤泥、消除惡臭。微生物制劑技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn)是能迅速提高污染介質(zhì)中的微生物濃度，并 可望在短期內(nèi)提高污染物的生物降解速率，另外生物反應(yīng)通常條件溫 和，投資省、費(fèi)用少、消耗低，而且效果好、過程穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便。 其缺點(diǎn)是要保持良好的水體改善效果,需根據(jù)水體變化情況，不斷投加, 可作為水體生態(tài)修復(fù)過程中的輔助措施。

13、微生物制劑技術(shù)適合封閉緩 流水體，在藻類大量爆發(fā)前使用，可彌補(bǔ)微生物制劑通常見效時(shí)間較 長(zhǎng)的缺點(diǎn)。4、人工浮島技術(shù)生態(tài)浮床技術(shù)治理水環(huán)境與生態(tài)修復(fù)的原理是通過植物在生長(zhǎng) 過程中對(duì)水體中氮、磷等植物必需元素的吸收利用，及其植物根系和 浮床基質(zhì)等對(duì)水體中懸浮物的吸附作用，富集水體中的有害物質(zhì)，與 此同時(shí)，植物根系釋出大量能降解有機(jī)物的分泌物，從而加速有機(jī)污 染物的分解，隨著部分水質(zhì)指標(biāo)的改善，尤其是溶解氧的大幅度增加， 為好氧微生物的大量繁殖創(chuàng)造了條件，再通過微生物對(duì)有機(jī)污染物、 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的進(jìn)一步分解，使水質(zhì)得到進(jìn)一步改善，最終通過收獲植物 體的形式，將氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及吸附積累在植物體內(nèi)和根系

14、表面 的污染物搬離水體，使水體中的污染物大幅度減少，水質(zhì)得到改善， 從而為高等水生生物的生存、繁衍創(chuàng)造生態(tài)環(huán)境條件，為最終修復(fù)水 生態(tài)系統(tǒng)提供可能。人工浮島中的植物種植方式有漂浮生長(zhǎng)、聚苯乙烯泡沫板固定生 長(zhǎng)、編制袋填充人工基質(zhì)種植、以毛竹作為漂浮物種植等幾種種植方 式。直接漂浮種植的植物植株不能挺立；聚苯乙烯泡沫板固定生長(zhǎng)的 植株可以有較好的分散度，但是泡沫板容易破碎,在改進(jìn)泡沫板機(jī)械性 能以后才可以直接用于工程實(shí)施之中，也能夠在一定程度減少造成景 觀污染的可能；編制袋填充人工基質(zhì)種植可以較好的固定植物，植物 在基質(zhì)中可以直立生長(zhǎng),根系可以在很大程度上在基質(zhì)內(nèi)充分分布，也 可以在水體內(nèi)有一定的分布，但是基質(zhì)的存在限制了植物根系與水體 的有效接觸面積其他的固定方式也具有使植株根系能夠在水體中伸 展的特點(diǎn)，可以為水體中微生物的生長(zhǎng)提供載體。人工浮島中的基質(zhì)填料也可以為微生物的生長(zhǎng)提供載體，增加了 有效載體面積?；|(zhì)填料增加了單位體積內(nèi)填充物的密度，能夠減少 水體在植株根系的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中交換和流通。人工浮島，采取植物 漂浮生長(zhǎng)的方式，可以使該技術(shù)適用于不同深度的水體,水位的變化不 會(huì)對(duì)人工浮島產(chǎn)生影響。