生态修复治理技术在水环境保护工程中的应用分析

武春霞，冀 辉

（淄博市淄川区水资源服务中心，山东 淄博 255000）

我国的社会经济正处于快速增长阶段，工业产业对水资源的需求正在不断飙升，水资源在此过程中也受到了范围更广、程度更深的污染，给水资源生态环境治理工作增加了难度。河道水生态环境的治理情况与群众的生活息息相关，能够对人们的身体健康造成直接影响，因此，河道水污染治理工作应被视为重要的民生工程得到充分的关注与监督。在河道水污染治理工作中合理应用生态修复技术能够有效提升治理成效，使河流水质状况得到更好的保障，所以相关部门应对河道水环境治理的生态修复技术给予足够重视，确保其应用效果[1]。

1 生态修复技术的概念

城市水污染治理工作主要通过对污染水体的修复来达到治理目标，水体修复技术分为物理方法、化学方法及生物方法等。其中物理修复通过底部清淤、人工曝氧、引水稀释等方式体现修复作用；而化学修复则通过加入氧化剂、脱硝剂和除藻剂等化学添加剂来实现修复目的；生物修复法则是通过引进动植物生态系统来分解、吸收污染物以实现水体修复。单一的水体修复技术一般都不能获得较好的修复成效，必须在生态工程原理的基础上结合生态修复技术的优势，辅助水体修复手段，才能在河道水环境污染治理工作中取得良好成效。生态修复技术结合了生态学技术特点，并通过生物代谢及理化技术和工程措施的相互作用联合形成生态系统的内部调节体系，从而有效改善生态退化状况，形成强大的自净化功能，最终修复并优化改善河道水环境生态系统。在开展城市水环境研究与应用的过程中，相关试验成果与科学论证多出自于城市内河的河道生态修复及水质改善和水体建设等方面[2]。

2 水生态环境现状解析

2.1 水环境污染严重

水循环系统是保持水生态环境平衡的关键保障，其通过能源的交换更新来实现水体的清洁。但是结合现阶段城市的工业发展状况，大部分河道的水域污染程度非常深，依靠水生生态系统很难实现水体修复要求，导致水环境出现富营养化现象等常见问题。例如在我国的长江流域水系，多数区域的水体功能已经受到不同程度的损坏，水生生物及浮游生物的生存环境已经受到了严重威胁，食物链的异常导致长江流域的水生生物多样性及水生生态环境遭到了破环，并严重影响了当地社会经济的稳定发展和人民生活环境的健康安全。

2.2 水生生物多样性减少

水生植物是水体环境的重要组成部分，在日趋加深的水体环境污染态势下，水体内的水生生物生存繁殖平衡遭到了严重破坏，导致水体环境的生物多样性无法维持原有状态，丧失应有的净化功能，生态环境的保护需求无法得到有效支持。破坏水体内水生生物的多样性会造成该区域范围内的水生动植物出现灭绝的严重后果，这对水生生态环境会造成不可逆的影响。

2.3 水生态功能下降

在自然生态环境中，水生态环境是重要的组成部分之一，但在社会经济的发展进步过程中，河流等水体的蓄水量不断减少，严重影响了水生态环境在自然生态环境中发挥应有作用，长此以往还会造成河流断流，水体生态环境失衡的严重后果。而人们的用水需求得不到满足，就会将用水需求转嫁到地下水，以致出现恶性循环，加剧淡水资源供应危机，不利于社会的稳定发展与进步[3]。

3 河道污染因素分析

3.1 外源污染

我国的工农业规模化发展日益成熟，所造成的环境污染问题也不断加深，尤其是河道水环境污染。城市在进行污水排放和垃圾处理的过程中仍然存在一定漏洞，仍有少部分企业将未经处理或处理效果不达标的污水排放到河道中，导致河道的水生生态环境遭到严重的污染与破坏。城市垃圾分类执行效果不佳，目前还存在垃圾管理不善，白色垃圾经雨水冲刷通过排水管道流入河道造成污染等现象，破坏了河道的生态平衡。并且这类污染物溶解性差，给河道的水体环境及水生生物生存造成了巨大威胁。

3.2 内源污染

水生植物及动物会在自我分解过程中发生复杂的化学反应，并释放出各种有机物对水环境中的土壤造成一定程度的破坏。河道内的微生物非常丰富，给水环境中的藻类物质提供了完美的生存与繁殖环境，而得不到有效控制的藻类植物会过度繁殖，从而将水面隔绝开来，破坏河道水体的水质及透氧性，同时还会加剧河道内部的污染状况，影响城市的生态环境质量及水生生态环境的稳定发展。

4 生态修复技术在河道水环境修复工程中的应用原则

4.1 自然生态应用原则

在实施生态修复技术进行河道水环境修复工程的过程中，相关人员应对河流生态系统的自我调节能力进行综合考虑，充分保障河流的自然发展状态，并且还能最大化利用河流资源的优势，形成人与自然和谐相处的良好发展环境，通过生态修复技术与水环境自我调节特点的有机结合，形成生态健康、和谐共生的河道水生生态系统修复治理体系。

4.2 可持续性应用原则

可持续性是河道水环境修复工作必须遵循的原则之一，在修复过程中，工作人员应对目标河道进行细致的实地勘察分析工作，使河道水体生态环境的修复方案在经济性、抗风险性、以及长效性和适用性等方面得到更大程度的满足。

4.3 景观和谐性应用原则

在实施河道水环境修复工作的过程中，相关人员还要兼顾考虑河道景观的宏观美学，结合河道水污染的实际情况以及生态修复技术的实际要求，尽量保持河道在生态修复、净化以及治理过程中应有的景观美感，实现生态修复与景观美感的和谐应用。

4.4 多方综合考虑原则

在对河道应用生态修复技术的过程中，相关人员还需要综合考虑河道流域系统的整体情况，确保在修复过程中的短期利益及长期均衡，有效发挥河道生态效益的应有价值；并且还应对生态修复技术的投入及收益情况做出有效评估，确保河道的水环境生态修复效果以及修复方案满足城市发展的根本需求[4]。

5 生态修复技术在水环境保护中的应用

5.1 水生动物修复技术

水生动物的食物来源比较丰富，食物种类涵盖面也较广，常规的藻类以及有机物等都能成为水生动物的良好食物来源。因此在实施水生生态修复技术的过程中，相关人员可以有效应用水生动物修复技术，对水体中的藻类及有机物进行平衡，通过生态环保的处理方式实现水质提升及水体健康的目标。另外，水生动物的引进还能丰富生态环境的多样性，改善生态系统的食物链，促进水生动植物生态环境的健康发展。为了避免盲目选择水生动物来进行水环境修复工作，相关人员应对水体环境进行科学地调研与分析，确保用于生态修复的水生动物满足生态环境修复的要求，杜绝出现由于物种引进而引发过度繁殖问题，危害生态系统的稳定性，为水体生态环境修复质量与效果提供更好的保障。该技术可以很好地清理水体中的有机物和藻类，还能有效改善水生生态系统的稳定性，维持生态系统的正常运行，提高河道水体质量，使其发挥应有的自我净化功能。

5.2 水生植物修复技术

水生植物生态修复技术主要利用水生植物与水中污染物可以形成微环境的特点来营造共生共存的环境，通过生态系统特有的生存竞争特性对污染物进行有效管控，比如利用水生植物与藻类的生存竞争关系，通过种植水生植物与藻类争夺生长养分，从而起到抑制藻类生长的作用。水生植物还能吸附、净化水体中的污染物，从而有效提升水体的净化效果。人工湿地是现阶段水生植物修复技术中的常用类型。

人工湿地的建造需要依托一定的地形条件，通过人造基质填料以及水生植物和微生物来构成相应的生态系统，并发挥出与天然湿地相同的功能。湿地系统的作用机理是通过水生植物有效吸收污水中富余的氮、磷等元素，并利用基质填料来进行吸附过滤以及氧化还原等反应，同时还能发挥微生物对有机物的代谢分解功能，共同实现水生生态环境的修复。人工湿地对生态环境的修复见效非常快，且成本投入较少，建造和管理都非常便捷，性价比优势非常明显，但是人工湿地也存在对场地要求高、占地面积大、设计规划难度大等不可忽视的缺点。人工湿地的主要分类见表1。

表1 人工湿地的主要分类

在湿地行业研究项目中，国外先进技术团队已经取得了较多成功经验，从而总结出吸收效果最佳的环境在暴雨季节的结论。国内的研究方向主要以构建人工湿地系统及如何更好管理保养方面，同时在人工湿地植物多样性研究以及基质寿命优化和生态修复相关技术上也有所涉猎。

5.3 生物膜法处理技术

生物膜法处理技术主要通过天然材料体现微生物的吸附作用，从而实现对水生态环境的保护，天然材料在融合性及环保性上具有十分明显的优势，并且在降低污染物含量以及发挥水体生态环境的修复作用方面也有不俗表现。该技术的优势在于通过对污染物的降解处理来实现修复，能够较好地保证处理速度并且不会对水生态环境造成太大的负荷和承载压力，具有更高的处理效率及更高的性价比。另外，生物膜处理技术的后期管理维护成本也较低，并且能够很好地应对污泥造成的影响，外部防干扰能力较强，可以促进生态环境保护技术更好地实施与发展。

5.4 人工净化技术

现阶段的河道污染主要是外来污染物入侵造成的，河道内的水体环境在这种状态下很难维持良好的平衡性与稳定性，因此相关人员需要结合河道水环境的实际污染情况，科学合理地选用水体净化技术，从而快速高效地减少水体内的污染物，保持河道的生态环境平衡。人工净化技术可以更好、更高效地达成河道污染治理成效，也是目前生态环境保护的主要处理技术和应对措施。在我国科学技术不断发展进步的当下，人工净化技术的应用与发展已经得到了全面提升，特别是超微净化处理技术等更多高新技术的不断涌现，为水体净化技术的发展与进步提供了重要的支持与保障。超微净化处理技术主要是通过混合技术形成微米级与亚微米级气泡，并合理有效地管控水体中的磷元素，从而提高水体的溶氧量，达到提高清洁度与透光度的目的。在水环境保护阶段，有效应用超微净化处理技术可以提高水体内复杂污染物的分解速度，快速提升水质，还能有效解决河道内藻类植物过度繁殖的问题，同时还能通过微米级气泡技术的吸附作用显著提升水质[5]。

6 生态修复技术的应用案例

目标项目为城市河道，长度为20 km，流域面积为42 km，深度范围在15～22 m之间。目标项目河道的水体透明度较差，存在严重的污染情况，并且呈现出发黑发臭状态。经水质检测可以测出河道水体的COD值达到326.6 mg/L，TP值为13.1 mg/L，NH3-N值为1.3 mg/L，已经严重超出《地表水环境质量标准》（GB 3838——2002）[6]的水质要求标准。因此，该市相关部门合理应用生态修复技术对该河道进行综合治理。

在实际进行河道水生态环境修复的过程中，相关部门灵活应用多种生态修复技术进行联合治污，首先是有效隔离外部污染来源，并对河道生态系统进行重新构建与优化，使河道的水生态环境得到巨大改善。其中，在隔离外部污染源的过程中，河上游需要使用聚酯纤维膜和土工布膜进行水体的隔膜导流，并在河岸北部6 m处设置隔膜措施。导流设置可以起到将部分污水直接排入河道下游的作用，从而快速、有效地降低上游河道的污染。由于河道上游受雨水影响较为明显，相关人员可以投入生物酶激活水环境底部的微生物活性，利用微生物的净化作用达到净化内源污染的目的。其次是构建水体自净体系，通过大量培育水生动植物，改善与提升河道水环境以及水体生态功能。为了提高水生动植物的存活率，相关人员需要在河道上游位置配置一套超微净化设备，从而增强水体的循环净化效果。该河道的水质指标在超微净化设备介入后有了明显改善，具体指标见表2。

表2 应用超微净化设备前后的河道水质指标 单位：mg/L

从表2中的水质指标可以得知，超微净化设备的应用取得了良好成效，并且通过人工净化技术与水体自净化相结合可以得到更好的净化效果，为水生动植物的生存提供更加有利的环境。目标项目河道在生态修复技术实施2个月后，河道水体在透明度与呈现颜色上都得到了较大改善，水质显著提升，河道水环境的污染治理通过科学应用生态修复技术获得了良好成效。

7 结语

综上，生态修复技术在河道水生态环境的污染治理工作中展现出了良好成效与广阔的应用前景。河道水质污染类型与污染程度较为复杂多样，相关人员需要结合河道实际污染类型及污染情况灵活应用合理的生态修复技术，并且制定出严格的执行方案，对河道水生生态环境进行规范、及时的治理，全面提升河道水生态环境的治理效果，为自然生态环境的可持续发展，以及城市经济发展的有序进行提供强大保障。