水體生態修復技術精選(九篇)
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第1篇：水體生態修復技術范文
摘要：闡述采用生態修復技術治理污染水體的機理及其運用需應注意事項。
中圖分類號：S718 文獻標識碼：B隨著我國經濟的快速發展，湖泊、河涌及水庫等水體的污染也日益嚴重，大量含氮、磷肥料的生產和使用，食品加工、畜產品加工等造成的工業廢水和大量城市生活廢水，使水中富含氮、磷等植物營養物質。有了充足的養料保證，藻類，特別是藍藻（主要是銅綠微囊藻）泛濫成災，嚴重污染水質。藍藻細胞外面被一層厚厚的多糖類物質所包圍，這些藻膠和多糖類物質幾乎不能被任何高等動物的消化酶所分解，國內外許多工程案例都嘗試采用高等動物包括魚類治理藍藻污染，均未獲得理想的結果，藍藻幾乎成了食物鏈和生物鏈的盲端。由于藍藻的爆發，會造成湖內缺氧，沉水植物不能進行光合作用，導致沉水植物滅種，各種水生物缺氧而無法存活，整個水生態系統失衡，藻類成為水體中的主導物種，最終導致水體變綠變黑。
本文介紹完全采用生態修復技術治理污染的水體
一、采用生態修復技術治理污染的水體機理：
1 采用食藻蟲處理控制藻類
食藻蟲是一種經長期改良馴化的可控制藻類污染的低等甲殼浮游物。
食藻蟲能夠大量攝取藍綠藻、腐屑、懸浮物與有害菌類，同時，其本身又是魚蝦蟹貝等水生物所喜愛的食物。這樣，處于食物鏈盲端的藍綠藻轉化成為水產品的途徑被有效地打通了，從而使水體的藻類污染得以根治。藍藻適宜生長在弱堿性的水環境中，經馴化的食藻蟲所產生的排泄物具備弱酸性，可有效降低水體的PH值，使藍藻的生長受到抑制。食藻蟲消除藻類后，水體透明度大大提高，有益于其它水生物的生長,同時，由于食藻蟲的生物特性，可將微生物等帶動在水體中的分布和生長，為沉水植物生長創造條件。食藻蟲引導的沉水植被生態修復技術對水體凈化效果的穩定性好（見圖1）。
2 建立水生植物群，恢復物種多樣性：
在水體中種植沉水植被、挺水植物、浮葉植物群落，并通過沉水植被的光合作用把大量的溶解氧帶入底泥，使淤泥中的氧化還原電位升高，促進底棲生物及微生物的繁衍，進一步促進水體生態系統恢復多樣化。
（1）挺水植物：主要靠根系吸收部分淤泥中的營養物質，光合所需碳源來自空氣中的二氧化碳，產生氧氣直接排入大氣。
（2）浮葉植物：從根系和浮葉背面吸收水體和淤泥中營養物質，但碳源也主要來自大氣，產生具備凈化力的氧氣通過浮葉大部分進入大氣；對上層水體有 一定凈化力。
（3）沉水植物：根系和整個葉面直接吸收水體和淤泥中營養物質，所需碳源直接從水體中吸收，產生的氧氣直接對自下而上對整個水體產生巨大的凈化力。 綜上所述，恢復沉水植物――“水下森林和水下草皮”，是水域生態恢復自凈能力的最優化模式。
目前使用較多的邊坡駁岸挺水植物、浮葉植物濕地凈化法――這種方法從水域立體造景上意義重大，但從城市景觀水體凈化意義上來分析，有較大偏差。不同水生植物水質凈化作用與自身代謝（二次富營養）百分比：（敞開于屋頂的試驗，包括空氣污染），（見表1）。
在水體中種植沉水植被，如輪藻群落、篦子眼子菜群落、苦草群落、海菜花群落等，使水體產生制氧功能，水體中的有機物被氧化成無機鹽而加速結晶下沉。沉水植物根系將有效吸收底泥養分，使底泥中有機物被礦化，形成表面的礦化層覆蓋下部淤泥層，減少有機物進入水體，沉水植被替代藍綠藻進行水下光合作用，釋放出大量的溶解氧，吸收掉水中過多的氮、磷等富營化物質，能形成水域生態“水下森林”和“水下草皮”自凈功能， 也能進一步抑制藍綠藻。沉水植被恢復后，底泥氧化還原電位升高，有利于水生昆蟲和水生底棲生物的大量滋生，在沉水植被共生作用下，“水下森林”和“水下草皮”形成底泥營養物質的封存和生態鏈自凈（物質能量的逐步吸收轉化）。食藻蟲引導沉水植物進行生態修復有利于水體維持高透明度。
3 建立水生動物群，進一步恢復物種多樣性：
在水體中投放優選、養殖的水生動物：如魚、蝦、本地螺、貝等水生物，促進水體的微循環，為其它水生物的生長創造更佳條件。水體及底泥中的營養被沉水植物吸收，當植物生長過快時，可以適當收割。同時水體中的魚蝦及螺、貝等水生動物能食用部分植物及食藻蟲，當魚類等過度生長時，可以適當捕撈，從而形成水體養分向水生動植物的轉移。通過收獲有機水產品把水體水中的氮、磷等富營養物質從水體中轉移上岸，徹底降低水體水中的富營養化程度。
4 完整建立健康的水生態良性循環系統
（1）從已有的研究結果看，水生植物可以顯著提高富營養水體的水質，對氮、磷污染也有明顯的凈化作用。同時水生植物能抑制浮游植物的生長，從而降低藻類的現存量。因此，恢復以水生植物為主的水域生態系統是凈化水質的合理有效措施和保障生態系統良性循環的重要措施（2）。水體徹底消除水體富營養狀態，能使修復后的水體具備了自凈功能，一般少量污水（每日排入不超過5%修復水體總量）可以通過水體生態系統所具備的凈化功能自凈。沉水植物和水生動物成為水中的主導物種，藻類不再有生存空間，水體可以保持長期清潔（見圖2）。
二、采用生態修復技術治理污染的水體的優點
1 全生態的水質凈化技術體系，不使用任何化學藥劑凈化水質，不使用諸如殺藻制劑、殺草劑等，無任何生物的或者化學的二次污染;水質主要富營養指標在生態系統穩定后達到國家地表水三類標準，潔凈的水體大大減少蚊蠅滋生，提升環境的舒適度。
2 不需要建設水體的凈化設備用房（即不需要水域以外的占地）。
3 符合打造節能低碳社會的建設理念水質能持久保持地表水三類標準，終年不需換水，水體本身具有自凈功能。修復完畢后，日常使用中不需采用任何電力設備來維持，水生植物本身可以吸收二氧化碳并產生氧氣，實現“負碳”。
4 由于水生植被能夠固化水底淤泥，吸收底泥中的養分，將底泥中富營養成分徹底轉化成水生植物纖維素，所以無需清除水底淤泥，也不需排干水體。
5 景觀優美：水底布滿水草，魚蝦嬉戲其中，恢復自然優美水景，透明度可以達到2米，水質清澈，水下景觀充滿生機。
6 效果持久：水體修復后經過合理維護，目前最早完成的項目已長達6年多，仍然保持良好狀態。
7 維護簡便：運用“食藻蟲”治理水體富營養化污染，依靠生態系統食物鏈關系，形成生態系統良性循環。生態系統建立后，景觀得以構建和保持，后期只要加以適當維護，調整物種種類和數量，維持自凈的生態，效果即可長期保持。
三、采用此技術治理污染水體的適用范圍及應注意事項
1 僅適合相對封閉的水體，一般補充水量不宜超過總體水量的5%，且水質為一級排放標準的A類。如果總水體量很大，可以適當的加大補水量。
2 水體面積的適合范圍不宜小于1000平方米，因為水體總容量太小，建立起來的水生態平衡抗沖擊能力較弱，且投資成本較高。
3 對水深的要求，水深宜為為0.8～3米之間，最小水深不得小于0.5米。對于我國的南端如三亞，水深不得小于1米，因三亞的氣溫常年較高，避免水草熱死；我國的北端如長春，水深是冰凍深度加上水草要求的生存水深度。因此各地的氣候條件也決定了水深要求也也不同。
4 由于我國地緣遼闊，南北氣溫相差大，相對應的水草習性也有不同。例如在北方的水沉草就需冬眠，當水結冰后，冰下水溫一般在2～3℃左右，冰層融化后，水草又可從冬眠狀態蘇醒；而南方的水草需選用需耐水草。因此根據不同的氣候及水質條件，應選擇不同的水草種群進行搭配，同時對投放食藻蟲的時間和數量都需根據實際情況進行設計調配。
5 整個水生態系統的生命周期，理論上可達到數十年，有待項目運行驗證，現目前已運行的水域僅為6年（北京圓明園―鳳麟洲64000 水深：0.8-2m 竣工時間：2008年）。
6 比傳統污水處理方法一次性投資高，建立一套完整水生態體系，所需費用約250元/ m2，但其后期維護費用較低。
7 應注重水生態體系的維護及保養，對于連續水域，一般10000平方米需配置一名專業的水域保管員。
廣州麓湖公園（聚芳園）
施工面積：1300完工時間：2011年5月效果保持至今（見圖3-圖5，表2）。
結語
在全球氣候變化的背景下，“低碳經濟”、“低碳技術”日益受到世界各國的關注，所以在條件許可的情況下，應積極廣泛的采用生態修復技術治理污染水體。
參考文獻
第2篇：水體生態修復技術范文
關鍵詞景觀水體；修復；處理方法；
前言
近年來，隨著社會的不斷發展和人們生活條件的不斷改善，景觀水已經融入了人們的生活，日益關注以水景為主題的小區、園林、城鎮等建設。然而，由于污染導致一些景觀水的水質已開始發生變化，湖水正在變黑發臭，某些湖泊還出現了觀賞魚大量死亡的現象，水體的富營養化成為景觀水體亟待解決的問題。
景觀水體的水質維護主要是控制水體中COD、BOD、TN、TP等污染物的含量及藻類等的生長(使其不過度繁殖)，保持水體的清澈、潔凈，而景觀水體的修復是針對已受污染的水體如何恢復正常功能。任何修復技術必須在可行性研究基礎上進行選擇，主要考慮的問題包括：技術的有效性；水環境被修復的程度；投資和成本，以及可能的替代方案的有效性與成本比較等[1]。
當前景觀水體治理技術可歸結為以下幾種類型。
1.控制營養物質來源的技術
主要是控制外源性污染：對于工業廢水和生活污水這樣的點源，應排入城市污水處理系統，嚴禁排入景觀水體；對初期雨水應適當進行處理后，再排入水體；嚴格控制景
觀水體周圍化肥農藥使用量和使用時間；杜絕生活污水、垃圾進入水體，嚴禁在河堤、湖岸傾倒堆放垃圾；定期對水面漂浮的樹枝敗葉及雜物進行清理。只有從根本上控制了外源性污染，才能為內源性污染的治理提供可靠保證。
2.控制藻類的技術
2.1 機械除藻
利用撈藻船、吸藻泵等機械設備捕撈水面上的藻類,間接去除水體氮、磷營養鹽。中科院水生生物研究所于2001~2002 年對滇池水華藍藻進行機械清除,共清除藍藻360.83t( 干重),相當于從水體中去除了氮37.33t、磷2.71t、有機質200.32t, 水體中的重金屬也被部分去除。
2.2 殺菌消毒及除藻技術
為了抑制水中藻類的生長,可加入一定量的硫酸銅 (銅離子含量為1mg/L左右)。當水體滋生了菌類時可向水體中投加氧化劑,如次氯酸鈉、液氯、漂白粉、臭氧、異噻唑啉酮等進行殺菌消毒。
藥劑殺藻是一種快速見效的技術。昆明世博會期間, 為消除滇池草海藍藻水華, 采取了一系列應急措施, 包括投加化學藥劑殺藻, 基本控制了水華和惡臭，改善了水體景觀。
3.生物控制技術
3.1水生生物修復法
水生生物修復法是利用生態系統食物鏈攝取原理和生物相生相克關系, 通過改變水體的生物群落結構來有效地回收和利用資源,取得水質的凈化、資源化和景觀效果等綜合效益。
3.1.1 水生植物修復法
多種高等水生植物能夠有效的吸收水中氮磷等污染物質，抑制藻類的繁殖。水生植物可分為挺水植物、浮葉植物、沉水植物和漂浮植物。南京莫愁湖通過種植蓮藕,年產蓮藕25萬kg ,帶出的氮有60多t ,磷達1t多,浮萍在1個月內能將污水中的磷去除90%。北京動物園水體通過種植荷花、水葫蘆及蘆葦等水生植物，明顯提高了水體的透明度和溶解氧，抑制了藻類的生長繁殖，還能帶來一定經濟效益。利用水生高等植物組建人工復合植被在富營養化水體治理中具有獨特優勢, 但要注意防止大型植物的過量生長,應及時收割，避免其腐爛。
3.1.2 水生動物修復法
水生動物是以游離細菌、浮游藻類、有機碎屑等為食,通過營養鏈進行控制，能夠在一定程度上調控景觀水體的水質。水生動物包括浮游動物、游泳動物和底棲動物。通過定期對游泳動物和底棲動物進行打撈,可以防止其過量繁殖造成的內源污染,同時也將已轉化成生物有機體的有機質和氮磷等營養鹽從水體中徹底輸出。武漢東湖富營養化水體中引入50g/m3的鰱或鳙,使微囊藻水華得到有效抑制。揚州海德公園人工湖、新城河等景觀水體內放養了白鯰、螺螄等能濾食浮游藻類和有機碎屑的水生動物, 用它們攝食水中浮游藻類, 同時還能分泌一些促絮凝物質,使湖水中懸浮物質絮凝,使景觀水體透明度提高, 改善了公園內水體水質。
3.2微生物凈化技術
景觀水體中污染物高效降解菌很少, 補充有益微生物和促進其生長的營養劑可加速水體中污染物的降解,也有助于加快底泥中污染物的分解轉化。
3.2.1 投菌法
采用投加菌種方法進行景觀水體的生物修復近年來成為國內外研究的熱點, 在日本、韓國、澳大利亞等應用較多。人工選育培養出的光合細菌、硝化細菌等復合高效微生物, 能夠有效去除氮、磷營養元素和有機污染物, 抑制藻類生長, 增加水體溶解氧, 改善水質。目前較為成熟的投菌技術有美國CBS公司開發研制的CBS技術和日本琉球大學教授比嘉照夫先生開發EM技術。
3.2.2 生物激活法
生物激活法是通過向水體中投加生物促生劑來刺激土著微生物的迅速繁殖,增強水體的自凈能力。主要有以下幾種投加方式：投加微生物營養鹽、投加電子受體與共代謝基質、投加表面活性劑。通過純天然物質制成的生物激活劑Bio OxidatorTM(Bo)，Nutra Complex TM(Nc)對上海植物園蘭室和牡丹園湖水進行修復，結果表明，Bo和Nc對水體COD、BOD、TP、濁度等均有顯著的去除效果，并可顯著提高水中DO。
5.2.3 水生微生物修復技術
水生微生物修復技術包括生物接觸氧化法、曝氣生物濾池和膜生物反應器等，其中以生物接觸氧化法和曝氣生物濾池運用廣泛。劉書宇[2]等以沸石和煤渣為主要基質，從土著微生物中篩選馴化優勢菌群掛膜于基質內構建復合生態床修復黑龍江省太陽島天鵝湖富營養化景觀水體，結果表明：優勢菌群使系統很好完成對氮的循環去除，且優勢菌群強化系統離子交換去除率及消化去除率延程均顯著提高。陸洪宇[3]采用A/O一體式懸浮曝氣生物濾池處理蘇州園林景觀水, COD、NH3-N、TN和TP的去除率分別為56%左右、90%以上、40%左右和接近30%, 出水濁度低于2NTU。
4 生態控制技術
4.1生態穩定塘
穩定塘是經過人工適當修整，設圍堤和防滲層的污水池塘，主要依靠自然凈化功能使污水得到凈化。何龍[4]采用生態礫石接觸氧化/穩定塘處理微污染景觀水,COD、濁度、TN、TP和藍綠藻的去除率分別為56%～68%、80.6%左右、44.8%～48.3%、24.6%～31.4%和85%左右。穩定塘運行成本低,但占地面積大,處理周期長,適于附近有天然池塘可以利用的景觀水體。此外，穩定塘內也可種植水生植物、放養水生動物以形成多級食物鏈，組成復合的生態系統。
4.2 “生態島”修復法
生態島法就是往景觀水體中投入臨時性的人工設施來改善、創造一個完整的生態系統，利用厭氧微生物、好氧微生物以及微小動物、植物等組成的生態系統將有機物進行強化分解，最終成為簡單的含C、N、P 等無機物，達到凈化水質的目的。目前植物浮島技術已成功應用于滇池草海水域生態修復工程, 建設了植物浮島生態區78畝, 用毛竹或水竹制成框架, 其底部用聚乙烯網兜住的圍欄形成植物載體,其上種植匍匐莖草本植物如鳳眼蓮等，挺水植物主要為狹葉香蒲、蘆葦及風車草等及藤本植物，具有植物根系密實、抗風浪能力強、凈水作用明顯、景觀效果好、維護管理方便等特點。
4.3人工濕地處理系統
人工濕地是利用土壤填料-微生物-水生動植物復合生態系統進行物理、化學和生物的協同凈化,通過過濾、吸附、沉淀、植物吸收和微生物分解實現對營養鹽和有機物的去除。美國佛羅里達州大型淺水湖―Apopka湖，利用人工濕地去除湖中的懸浮物、氮、磷等，取得了很好的效果。經過29 個月的運行，主要污染物的去除率分別是：總懸浮物89%~99%，總磷30%~67%，總氮30%～52%[5-6]。TANNER等[7]在使用表面流人工濕地對新西蘭北部放牧草地潛水徑流處理中發現，占徑流面積1%的人工濕地可有效降低徑流水體的TN和TP。目前,我國的城市濕地已初具規模，有常德市西洞庭湖青山湖國家城市濕地公園等十數處。城市濕地作為城市稀有的自然落資源, 是城市綠地生態系統的重要組成部分,在提供水資源、調節氣候、涵養水源、降低洪水危害、降解污染物、保護生物多樣性等方面,發揮著重要作用。
4.4地下滲濾系統
地下滲濾系統主要由潛水泵、布水系統、滲濾池、收集管與草坪等組成。原水在滲濾池中通過礫石層的再分布,在土壤毛細作用下上升至植物根區,經過土壤的物理、化學作用和微生物的生化作用以及植物吸收利用后得到處理和凈化。在微生物作用下, 有機污染物被吸附、降解,達到凈化除臭的目的,通過表面植草來吸收降解后的營養物質如N、P等, 既滿足了自身生長的需要,又去除了水中的污染物質。王紹春[8]等將該系統運用于蘇州拙政園景觀水，測試表明：出水濁度在4～10NTU之間，高錳酸鹽去除率穩定在10%～35%，氨氮及正磷酸鹽濃度下降，出水水質可達到園林景觀水水質標準的B類。
4.5生物柵技術
生物柵技術是利用植物、微生物、水生動物和底棲動物等生態要素的協同作用來實現生態修復功能，在有限的空問內富集巨大的生物量，以達到快速、高效的處理效果[9]。楊清海[10]等設計的生物柵是一種不需要人工曝氣的原位修復水體裝置，生物柵的水生植物選用根系發達的黃花美人蕉(Canna indica)，其發達的二級、三級根系與填料纖維交織在一起，起到固定植物、提供強大的生物附著載體以及為其他生態要素提供氧氣的重要作用。用該裝置處理上海市蘇州河支流華東師范大學校園內麗娃河河水(富營養化水體)，在HRT=72h時，TOC、COD、TN和TP的去除率分別為52.2%、57.6%、60.9%和82.4%。NH4+-N在HRT=24h時去除率為32.4%。
5.結論
物化方法凈化景觀水是目前常規的處理方法,但其前期投資費用相對較高，后期維護費用也較高，且能源消耗較大，并不能從源頭上進行控制，是一種治標不治本的方式。且隨著耐藥性藻類的出現，需要頻繁地變換化學藥劑，同時藥的投加量也會更大，處理費用也較高，且造成二次污染。生物、生態技術則是以生物學以及生態學理論為基礎，改善水生生物的生存環境，優化水生生物群落，提高水生態系統的自凈能力，維持水生態系統的穩定健康發展，是治理富營養化景觀水體的有效途徑。生態修復的方法作為一種治理景觀水體的新技術，克服了物理、化學方法的不足，因此成為目前景觀水處理的應用熱點。
參考文獻
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第3篇：水體生態修復技術范文
關鍵詞：淡水池塘 養殖 環境問題 解決途徑
目前，淡水養殖業是我國漁業發展中的重點，其產量在水產養殖中逐年呈上升比率，淡水養殖作為水產養殖中的重點，過去傳統的密集型養殖方式暴露了諸多弊端，限制了淡水養殖產業的升級，因此，分析和解決目前淡水池塘養殖中所面臨的環境問題，尋求更好的解決措施嗎，推進淡水池塘養殖業的健康、快速發展是我們需要密切關注的問題。下面我們針對傳統淡水養殖中的環境問題略作分析，并結合最近產業研究成果原位修復技術和異位修復技術來分析下其解決之道。
1.淡水吃糖養殖環境問題分析
從目前淡水養殖的局面來看，傳統養殖的高密集型所造成的弊端與水體富營養化、氮失衡是造成環境問題的三大主兇之一。
傳統淡水養殖采用高密度、高投餌率、高換水率進行養殖，對于環境的危害是巨大的，同時近年因飼料投放問題造成的水體富營養化也是限制淡水池塘養殖行業發展的瓶頸。雖然養殖水平隨著技術研究的突破不斷提升，單位水體的魚載力也在提升，但是魚類代謝與飼料投放的力度也在增加，養殖的高換水率必然會導致污染加重，最終限制行業本身的深入發展。我國以圍網養殖和圍欄養殖為主要方式對于水體環境的污染是很嚴重的，近些年來國家一直在不斷加強對水體環境污染的治理，實施“退魚還湖”等政策，這些必然會繼續加重淡水池塘養殖的比率，按照池塘養殖在我國淡水養殖業中的比重來看，這種潛在的對環境的污染風險是巨大的，因此，做好淡水池塘養殖問題的環境污染治理，保護好水體資源與魚類資源，也是淡水池塘養殖業必須解決的關鍵問題。
作為池塘養殖面臨的嚴峻環境問題之一，氮失衡已經成為了限制池塘養殖發展的瓶頸。目前，淡水池塘水體中的含氮量與含磷量都已經超出了警戒線指標，但是能夠支持初級生物循環的有效磷含量卻極低，以上兩種富營養化的物質無法溶解于水體，只能吸附在淤泥或被重金屬絡合，這將加重水體負擔，加重污染，尤其是現在池塘飼養餌料多使用含氮量較高的有機肥，因此，氮失衡已經成為了必須面對的重要池塘環境問題。氮失衡所帶來的危害是內外兩個層面的。在內部污染方面，會造成魚類體內排泄系統和代謝系統失衡，造成過量活動或失去平衡，極易發生昏迷或死亡現象，這對于依靠產量取勝的淡水池塘養殖來說可謂是致命打擊。在外部污染上，由于高換水率所排放出來的富營養化水體和氮失衡水體，排放到江河湖海中將會加劇大范圍內的水體污染，成為大環境內環境污染的主因，同時對于工農業生產和群眾生活造成長期的惡劣影響。因此面對以上這些淡水池塘養殖環境問題，養殖環境生態修復技術成為了近些年來的研究熱點與重點。
2.淡水池塘養殖問題解決之道
目前，關于淡水池塘生態環境的修復研究主要集中在兩個方面，分別是原位修復技術和異位修復技術。原位修復技術也成成為立體修復，主要是通過在水體環境中營造立體養殖空間實現對超積累物質的吸收和凈化，加強淡水池塘環境內的硝化作用，通過水生植物、蔬菜與細菌的立體分布和作用優化水體內的生物循環，同時還能有實現對多種資源的優化利用，達到產業升級，降低排污系數的目的。異位修復技術的重點主要是對養殖水體的凈化處理，提升水體利用和循環率，降低污染。
第4篇：水體生態修復技術范文
關鍵詞：富營養化；生物修復；生態浮床；微生物強化技術
中圖分類號：X52；X172文獻標識碼：A文章編號：0439－8114（2012）04－0660-04
近年來，我國農業、工業和城鎮化建設加快，大量含有氮、磷元素營養物質的工業、生活和農業廢水以點源和面源形式不斷排入河流、湖泊中，使水體中藻類大量繁殖，形成惡性循環，加劇了水質下降及富營養化進程，水體中化學耗氧量（CODcr）、總氮、總磷、氨氮等主要富營養化污染指標普遍劣于相應標準1～2類［1，2］。
水體富營養化后，首先危害水產養殖業，水體透明度降低，藻類大量繁殖，水中溶解氧降低，導致魚、蝦、貝類大量死亡；再者，水體生態系統嚴重退化產生的過量亞硝酸鹽和硝酸鹽、藻類致病毒素對人體健康產生很大的威脅，水體散發的腥臭味更影響到周邊水環境和人文景觀［3，4］。所以解決城市水體富營養化現象，恢復河流湖泊的生態和社會功能問題，日益成為城市可持續發展的關鍵乃至限制性因素。
1水體富營養化控制的方法
消除富營養化的關鍵在于削減水體中氮、磷的負荷，從而消除水體藻類瘋長的基礎，達到降低水體中藻類生物量、提高水體透明度的目的，實踐中采用多種方法進行綜合防治。
1．1外源性營養物質控制
通過減少或者截斷外部輸入的營養物質，使水體失去營養物質富集的可能性。實踐證明，對工業廢水、農業生產及生活污水的有效控制是控制水體富營養化的關鍵措施之一［4］。
1．2內源性營養物質控制
外源性營養物質減少后，對內源性營養物質的控制是消除富營養化、恢復生態系統的關鍵［5，6］。目前常用的方法有工程性措施、物理化學措施、生物措施等。
工程性措施如底泥疏浚、引水置換和底泥覆蓋等，存在的主要問題是工程量巨大，成本高，因此一般僅適用于小型水體［7］。
物理化學措施如利用湖底深層曝氣、絮凝沉淀、化學藥劑殺藻等達到減氮除磷殺藻的目的，主要的問題是短期內使用易造成二次污染，生態系統不能有效恢復。
相對于傳統的工程、物理化學處理方法，生物措施則成本低廉、綜合效益高、不易造成二次污染，在消除富營養化及生態修復方面優勢明顯，越來越受到人們的重視，主要是利用水生生物通過代謝活動去除水體營養物質、抑制藻類生長，研究應用集中在水生植物修復技術［8，9］、微生物強化技術［10］等方面。
水生植物修復技術機理是植物和根區微生物共存，產生協同效應，經過植物吸收、微生物轉化、物理吸附和沉降作用，一方面對營養元素的吸收凈化可有效削減營養物質負荷，另一方面對浮游植物產生競爭抑制，同時沉水植物能夠促使懸浮或溶解在湖水中的污染物向底泥轉移，澄清和凈化水質，在生態系統恢復中起到了關鍵作用［11］。其中，人工濕地處理技術和生態浮床技術（也稱人工浮島、生物浮島）在工程實踐中應用廣泛。人工濕地利用基質－微生物－植物這個復合的生態系統，實現對廢水中有害物質的去除［12］，國內學者開展了潛流人工濕地系統凈化，總氮、總磷去除等方面的研究［13，14］。而生態浮床技術利用植物在生長過程中對水體中氮、磷等元素的吸收及植物根系微生物和浮床基質對水體中懸浮物的吸附，富集水體中的有害物質，國內外在浮床植物的篩選、浮床的機理、浮床材料應用等方面開展了大量研究。
微生物強化技術主要利用微生物作為生態系統中的分解者，通過氨化、硝化、反硝化作用將氮轉化成氣體，加快水體中氮的循環；參與有機磷的分解作用，促進水生植物的吸收利用，使磷元素從水體中去除。國內學者在脫氮菌、去磷菌、復合光合細菌、有效微生物群（EM）、溶藻菌以及固定化微生物技術、微生物制劑等的應用上做了許多研究。
2生態浮床研究動態
生態浮床是近年來一種新型的水體生物修復方法之一，特點是不需要搬運或輸送污染水體（包括底泥和岸邊受污染的土壤），直接利用水生植物、微生物對水體中氮、磷元素進行有效吸附、轉化和降解，在受污染區域進行原位處理，最具經濟和技術合理性，所以運用的也最為廣泛。
2．1浮床植物的篩選
目前已用于或可用于人工生態浮床凈化水體的植物主要有：美人蕉、蘆葦、荻、多花黑麥草、稗草、水稻、香根草、牛筋草、香蒲、葛蒲、石菖蒲、水浮蓮、鳳眼蓮、水芹菜、水蕹菜、芝麻花、燈心草等［15－22］。在提高浮床植物應用效果的研究上，郭沛涌等［23，24］對冬春季不同植物蓋度的浮床研究發現，在黑麥草覆蓋率為30％時，系統對NH3－N、TN和TP的去除率都達到最高。周曉紅等［25］通過水培試驗發現，重度刈割有利于黑麥草生物量的累積，且能有效提高系統對TN、TP等的去除能力。
2．2浮床的機理
林東教等［26］研究發現，浮床凈化是一個漂浮植物、微生物、水體及植物根區生理生態特性相互作用的結果；周小平等［27］的研究表明，植物組織累積的N、P量分別占各自系統去除量的40．32％、63．87％，其吸收同化作用是其去除的主要途徑；浮床在一定程度上調控了受污染河道中浮游藻類群落種群結構和生物量，明顯改變不同水層中的細菌和真菌的數量，提高了水體的自凈功能［28，29］。
2．3浮床材料
浮床材料的應用大致經歷了幾個階段的發展：第一階段，是植物水上種植的一種方式，材料以泡沫塑料板、竹排、椰殼、漁用網片、玻璃鋼等為材料，無論材料和水生植物都易造成二次污染；第二階段，重視了成本和材料兩個方面，但在耐腐蝕、牢固性及氧的傳輸功能等方面嚴重不足；現階段，浮床制作大多有氣體交換區，提高了水體的表面復氧作用，通過水生動物、根際微生物等來提高植物的水質凈化能力。
2．4生態浮床應用
國外生態浮床在城市暴雨污水、生活污水、工農業廢水的凈化上都有應用。我國生態浮床方面的研究從20世紀90年代初逐漸增多，在工農業廢水以及河道、湖泊污水治理中都有應用，如應用于北京永定河引渠羅道莊河道、杭州南應加河道、上海華漕楊樹灣河道、無錫五里湖工程、上海七寶寶華小區河道、上海青浦區府前河道、巢湖湖水、合肥環城河水、蘇州重污染河道、太湖五里湖示范區等，均取得了良好效果［30－33］。
3微生物強化修復污染水體研究進展
3．1微生物修復污染水體
微生物作為生態系統中的分解者，對污染物的去除和養分的循環起著不可忽視的作用，已有的研究表明，通過對氮的氨化、硝化、反硝化作用，脫氮菌（主要包括硝化菌和反硝化菌）驅動著水體中氮的生物地球化學循環，其中硝化作用是指氨經過硝化細菌氧化為亞硝酸和硝酸的過程，是脫氮中的關鍵環節，但自然界中的硝化細菌是一類好氧化能自養的細菌，特點是自養、好氧和生長速度慢，在高有機物濃度條件下很難形成優勢菌種，嚴重影響其硝化能力，因此高效異養硝化菌、好氧反硝化菌、高效氨氮降解菌等新型脫氮菌群成為最新研究的熱點［34，35］。
磷元素對水體環境富營養化程度改善和惡化的影響往往比氮元素更大，微生物參與著有機磷的分解作用，可以促進水生植物的吸收利用，已有研究主要通過植物過濾、吸附、共沉和各種絮凝微生物絮凝沉淀作用，去除效率低下，有研究利用反硝化聚磷菌在好氧條件下攝取磷合成聚磷酸鹽而儲存于細胞內來達到除磷目的，解決傳統利用物理絮凝作用去除磷效率低下的問題［36］。
光合細菌、復合光合細菌可去除富營養化水體的有機質和氨氮［37］；有效微生物群（EM）由篩選出的優勢乳酸菌、酵母菌、放線菌及光合細菌等功能性菌株組成，具有廣泛的應用價值，研究表明可顯著抑制“水華”藻類生長，去除水體富營養化［38］，采用溶藻菌控制藍藻［39］。
3．2固定化微生物技術
固定化微生物技術是用化學或物理手段將游離微生物定位于限定的空間區域內，并使其保持活性、反復利用的方法，能夠提高微生物密度、穩定性、耐毒害和抗沖擊能力等，被廣泛應用。
在氮循環菌中，硝化菌為自養細菌，其生長緩慢，易受外界環境影響，對低溫異常敏感，固定化硝化菌能夠提高硝化菌群濃度，增加硝化菌對溫度的抵抗力和有毒物質的耐受性，取得較好的硝化效果［40］。如張爽等［41］采用聚乙烯醇－硼酸包埋法固定經常溫富集培養的含耐冷菌的硝化污泥，處理常溫和低溫生活污水，10 ℃以下氨氮去除率可穩定在80.00％左右。應用固定化氮循環細菌技術（NICB）對富營養化水體原位修復，并在鎮江金山湖進行湖泊水體氮污染凈化實踐，結果表明，總氮和氨氮去除效果明顯［42，43］。常會慶等［44］用伊樂藻和固定化細菌共同作用研究表明，對水體中的幾種形式的氮素都有不同程度的降低作用。蔡昌鳳等［45］在傳統的PVA固定化方法中加入麥秸粉末，混合固定硝化細菌和反硝化細菌，對厭氧酸化后的焦化廢水進行脫氮，經過12 h的曝氣處理后，氨氮濃度去除率高達94．30％，COD去除率為63．15％。
固定化技術除磷研究主要是利用固定化聚磷菌除磷，采用固定化技術，可以提供厭氧和好氧交替的環境，使聚磷菌成為優勢菌群，達到除磷的目的［46］。
3．3微生物制劑修復富營養化
近些年興起的微生物制劑作為以改善環境狀況和強化處理系統穩定、高效為目標，通過菌群構建等科學方法得到的具有特殊功能的生物制品［47］，在水體修復領域已得到廣泛應用。如美國Alken－Murry公司開發的系列微生物制劑Clear－Flo，除了用于修復污染河流外，也用于修復富營養化的湖泊，在國內也有應用［48］。美國生態實驗室研發的液可清是一種由32種專性活菌構成的混合微生物制劑，已獲得美國環保局、衛生部和農業部的認證，在我國云南昆明城市西南部西壩河進行的水體修復中有應用，3周后，修復河段內的BOD5、總氮、總磷和濁度分別有不同程度的下降［49］。
在富營養化水體的生物修復中，以植物－微生物為基礎的原位生物修復體系不但可以降低水體中的營養鹽水平；而且還可同步實現生態系統結構的改善與經濟效益的獲得，被越來越多地應用于實踐中。
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第5篇：水體生態修復技術范文
關鍵詞：水環境；內源污染；外源污染；修復技術
Abstract: due to the economic development and environmental protection are not well balanced, degradation of water environment function results, become the important problems in the world today. Therefore for degradation of water environment restoration, reconstruction, has become the focus of the current national attention, is also a hot research in the field of the environment. In this paper, from two aspects of endogenous and exogenous summarized the advance of research on surface water environment remediation, and remediation of water environment are discussed.
Keywords: water environment; pollution; exogenous pollution; remediation technology
中圖分類號：P641.8 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2013）04-0000-00
1 引言
水資源作為最重要的不可再生資源之一，與人類的生存和發展息息相關，也已然成為一個國家綜合國力的重要組成部分。我國水資源的特點是總量大、人均少、分布不均，而且由于社會的經濟發展，大量未經有效處理的工業廢水、生活污水排入城市河道、湖泊等，造成城市水環境的污染，河湖富營養化和河道黑臭是我國城市水環境中存在的普遍現象[1, 2]。隨著經濟的快速發展和城市化進程的不斷推進，我國緊缺的水資源還將面臨著不斷加重的水污染問題。受損水環境不僅能造成巨大的經濟損失，還將嚴重破壞人類的生存環境，成為影響未來城市發展的關鍵因素。我國2011環境公報指出，全國地表水總體為輕度污染，湖泊（水庫）富營養化問題仍突出：其中57.7%的湖泊、49%以上的十大水系河流和55%左右的地下水都受到不同程度的污染[3]。因此修復受損水環境的重要性不言而喻，各國對受損水環境的修復技術研究都十分重視。本文在綜述了水環境修復技術進展的基礎上，對水環境修復技術的研究重點和熱點進行了初步的探討和分析。
2 水環境修復技術進展
水環境修復的目標一般不可能達到完全恢復水環境的原始狀態，而是在保證水環境結構健康的前提下，滿足人類可持續發展對水環境功能的要求，其修復應遵循以下原則：(l)水體的地域性；(2)生態學原則；(3)最小風險和最大效益原則[4]。根際城市水環境的污染物的來源不同，從外源污染和內源污染兩個方面總結水環境修復技術的技術進展。
2.1 外源污染的修復技術
城市水體水質惡化主要是由外界輸入的大量污染物質在水體中富集造成的，切斷外源性污染物質的輸入，是城市水環境生態修復的重要前提[5]。水環境的修復和重建還應涉及到沿岸生態系統的修復，其目標是使水環境受納污染物數量的減少?？刂仆庠葱载摵梢彩歉纳瞥鞘兴h境的根本途徑[4]。
2.1.1 點源污染控制
對于工業廢水和生活污水這樣的點源污染，應排入城市污水處理系統，嚴禁未經處理排入城市水系統內并且對城市污水處理系統進行升級改造。改進城市的排水體制，實現雨污水分流，提高水體的自凈能力[6]。
2.1.2 面源污染控制
對于城市湖泊，農業面源污染造成的危害范圍最大、程度最重，已成為湖泊富營養化的主要污染源[8]。農業面源污染控制的途徑包括：建設生態農業工程，推進農業新技術研究和應用，改進施肥方式、灌溉制度，及合理種植、推廣新型復合肥料等措施。
城市面源污染包括合流制排水系統中因暴雨期間污水溢流以及分流制排水系統中初雨徑流造成的污染，2種排水體制造成的污染強度基本相當[10]。雨水徑流中污染物的含量、形態，除受氣候影響外，還和當地人口密度、社會生產活動等因素有關?？刂拼胧┌ǎ嚎刂乒I污染源，推行清潔生產，削減污染物排放，完善城市垃圾、污水處理工程一系列根據城市面源污染特點所采取的源頭分散控制、中途控制和終端控制等措施[11]。
2.1.3 氣載污染控制
氣載污染物主要來源于工業廢氣、汽車尾氣、煙塵排放后通過降雨或降塵途徑進入水體的污染。此外，農業施肥造成的氨氮逸出也是氣載污染物的一個重要來源。近年來由于各地霧霾籠罩，PM2.5指數持續上升，各地對氣載污染物的治理也是迫在眉睫。氣載污染物的控制要緊密結合大氣污染防治的要求，在提高大氣污染治理技術和產品開發的同時，推廣以節能、降耗、減污為目標的清潔生產工藝，降低區域廢氣、尾氣及煙塵排放量；通過農業生態系統工程建設，減少農業化肥的氨氮逸出；同時應加強雨水收集、凈化技術研究[4]。
2.1.4 人工濕地修復技術
在城市水系沿岸構建人工濕地是城市水環境污染控制的主要技術手段。人工濕地是近年來興起的生態處理技術，具有處理效果良好，建設和運行成本低，環境美學及其生態功能顯著等優點，被認為是未來水處理技術中最具有發展前景的。人工濕地按照水流形態可以分為表流濕地，水平潛流濕地和垂直潛流濕地。被廣泛應用于城市污水，工業廢水以及城市道路雨水的凈化過程中。因此人工濕地修復技術在城市水環境的治理中具有廣闊的應用前景。
3. 結論與展望
水環境具有重要的資源意義和生態功能，對人類的生存和發展起著重要作用。隨著社會的發展，由于自然干擾和人類破壞，造成了水環境的不斷惡化并嚴重制約了社會發展。如何在維持水環境生態結構的前提下滿足人類的可持續發展，是擺在我們面前的迫切課題。在未來的水環境修復中我們應盡量做到：(1)堅持水環境領域的基礎研究，掌握水體污染物產生的原因及來源，采取有效措施阻止外源污染，進而為內源污染的治理提供保證。(2)進行政策引導和立法控制，加強環境保護，強化源頭控制，提倡創新技術，依據成功經驗，制定出符合當地實際情況的水環境修復技術。(3)強化水環境綜合修復的技術理念，水環境修復已從單純的水域治理，擴展到水域及其周邊陸域的綜合治理，并從單一的水體治理擴展到流域的綜合治理。因此在水環境修復的具體實施中必須強調環境生態中各個部分的統一及協調。
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第6篇：水體生態修復技術范文
關鍵詞：生態;修復技術;水環境保護;治理措施
治理水環境污染比較常見的方法是通過有效控制污染源的方法達到的，但是這種方法有很多的弊端，受經濟社會發展的影響比較大并且制約作用很明顯。通常情況下是沒有辦法達到預期目的的，而且治理的效果也不是很好，很多時候還可能出現嚴重的反彈現象。很多研究和實踐的事實表明，水環境的污染問題就是明顯的生態環境問題，所以一定要利用生態學的手段和方法去處理這個問題，這樣才能從根本上解決水環境污染的現狀。
一、生態修復技術原理
生態修復是水環境污染治理比較高的階段和層次，充分利用一些特有生物的特殊功能去吸收相關的污染物質，從而達到凈化水污染，恢復生態平衡的目的。生態修復技術能夠改善生態系統的結構，恢復受損的物種群體，使水生生態系統更加的完善，把原來失去的生態系統功能更加完善的進行修補，從而達到水生生態系統自我完善和修復的最終目的。
生態修復技術主要是使用生態學技術和手段，盡可能的去控制和調節水的流量和狀態，改善水污染的現實。重視相關結構的重建或者改造工作，比如說河岸邊坡的結構類型等，還要重視相關水域的生物多樣性，使水體擁有完善的生態系統結構和功能，并且達到生態平衡。在上世紀80年代，作為一種投資小并且效益高的治理環境污染技術，生物修復技術開始流行起來，其主要是使用那些特殊的微生物在某些特別的情況下去消除那些污染環境的物質，這樣一來環境的污染問題一定能夠處理的妥當。
生態修復技術能夠很自然的實施下去，而且投資比較少，一般花費僅為化學法或者物理法修復一半左右。生態修復技術有很多優點，包括安全性、經濟性、實用性、系統性等，因此成為治理水污染最重要的技術手段和方法。生態修復技術充分把握和利用水生系統的自然規律，利用生態治水的理念，實現自然生態的修復和發展。
二、生態修復主要技術手段
（一）水生植物修復技術
有的水生植物能夠和水中的污染物在微環境下達到共生，還可以利用生態系統的競爭關系控制一方的繁衍，比如說在營養物質和水能的利用上，一些水生植物和浮游藻類就是競爭關系，這樣引進水生植物能夠有效的控制藻類的瘋狂生長。與此同時利用可以將水中營養物質吸附的能力，除去污染物質并且能夠加速有機物的分解。
水生植物修復技術最為常見的就是人工濕地技術。人工濕地技術是生態治理技術，最近幾年來發展迅速。在處理各類工業廢水的污染問題上效果顯著，尤其是在石油化工、重金屬冶煉等方面，在雨水的處理等方面也得到了較大推廣。利用這種方法能夠有效的改善水體的水質，充分利用理化生的共同作用來進行污水的凈化，是人工濕地的基本原理。利用濕地表面積大的功能除去水體中的懸浮物，從而達到過濾的目的，這種方法的顯著優點是利用水生植物和微生物能夠有效的降解有機物。
但是這種技術還是有一些弊端，因為水生植物本身的成長速度比較慢，處理的效果只有長期的時候才能顯現出來，受客觀條件影響比較大;面對那些水質相當差的生存環境來說，有時候連水生植物都沒辦法生長，這樣也就成了另一種污染物，得不償失。
（二）土地處理技術
土地處理技術是一種存在時間比較長效果很好的水處理技術。利用的最基本材料就是土地，充分發揮植物和土壤的凈化作用，進而達到自我調控的目的，在某種程度上實現了水體的凈化。土地處理的類型包括很多種，比如快速和慢速滲濾、地表漫流等。根據具體的經驗表明，在去除有機物方面土地處理的效果比較好。
（三）生物膜法處理技術
生物膜法處理技術說的是利用天然材料巨大的表面積為載體，為微生物提供附著的空間，這樣就能夠更好的降解污染物。這種方法降解污染物的效率高，可以在短時間內高強度負荷的工作，所占用的有效空間比較小，作用周期短，可以有效的節約資金。除此之外，運行管理的成本可以更好降低，像那些治理污泥問題就可以有效的避免，而且受外界的影響也比較小。
（四）水生動物修復技術，
水生動物的食物種類比較多，像水里的藻類、有機物都可以當做水生動物的食物。在提升水體的透明度，減少水中懸浮物等方面作用顯著，水生動物可以把水中的食物鏈進行延長，這樣凈化效果就比較好，再配合比例合理、防止過度的繁殖，除去水體中過度的有機物，調控水生生態系統，增加系統的安定性，改善物質循環，這樣下來就一定能夠達到凈化水體的目標。
三、結束語
把環境生物學原理應用在生物修復上，利用微生物的生命周期活動，把水中的污染物進行有效的降解、消除，進而使水體凈化;利用生態工學進行生態修復，創造生物多樣化的生存環境，為生態修復打造良好的基礎，促進生態系統良性循環，達到水環境保護的最終目的，形成和諧統一的治理體系。
參考文獻：
第7篇：水體生態修復技術范文
關鍵詞：城市水生態；修復技術水
隨著全球科技的進步，人類活動的頻繁和社會經濟增長模式的轉變，水資源的開發利用達到了前所未有的強度，水生態環境遭到了嚴重的破壞，但是城市水環境是城市生態環境的重要組成部分，也是市民休閑娛樂、維護城市生態平衡的重要手段。那么隨著人們生活水平的提高，人們對水環境的質量也越來越高，在這種情況下采取生態修復的方法解決污染不是很嚴重格的水環境是今后城市環境治理的必然，修復受損的水生態環境是恢復水生態環境的有效途徑。
1我國城市水體的水質狀況及其污染成因
目前全國80%以上的城市河流受到污染，許多大江大河的城市段已達不到Ⅲ類水質的標準。據全國2 222個檢測站的統計，在138個城市河道中，符合Ⅱ、Ⅲ類水質標準的僅占23%，超過Ⅴ類水質的占到38%，能飲用的地面水所剩無幾。2003年度全國七大水系407個重點監測斷面中，只有34%適于直接飲用（屬Ⅰ類水質），24.8%適于漁業生產（屬Ⅰ、Ⅱ類水質），38.1%適于游泳（屬Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類水質），另有38.1%是沒有任何用途的臭水（屬Ⅴ類、劣Ⅴ類水質）。
1.1點源污染
隨著改革開放的不斷深入，大量的人口涌向城市，城市內的廠礦企業急速增加，大量生活污水、工業廢水未經處理直接排入河道，河道生態環境遭到破壞。
據統計，長江流域劣于Ⅲ類水河長占總評價河長的22.5%。劣于Ⅲ類的水體主要集中在城市江河段和部分支流。主要超標項目為：氨氮、高錳酸鉀指數、化學需氧量、5日生化需氧量、總磷、石油類等。長江流域的污廢水排放量，2003年達到270×108 t以上（其中不含火電廠直流式冷卻水和礦坑排水230.9×108 t），其中生活污水81.3×108 t，工業廢水192.1×108 t，較5年前增長了35%。2003年黃河流域廢污水排放量為41.46×108 t，其中城鎮居民生活污水排放量為9.46×108t，第二產業為29.33×108 t，第三產業為2.67×108t，火電廠直流式冷卻水排放量和礦坑排水量為2.18×108t。
大量的污廢水排入城市河道，而這些污廢水遠遠超出了河道的自凈能力，河道內部生態系統產生“多米諾”效應，水質急劇惡化。
1.2面源污染
城市河道的面源污染主要是以降雨引起的雨水徑流的形式產生，徑流中的污染物主要來自于雨水對河道周邊道路表面的沉積物、無植被覆蓋的地面、垃圾等的沖刷。污染物的含量取決于城市河道的地形、地貌、植被的覆蓋度和污染物的分布情況。因此，對面源污染的控制也可理解為對城市河道周邊降雨徑流污染的控制。
在諸多城市的市政建設中，雨水排水管道和污水管道是不分的，而且不具備雨水處理工藝。大量的雨水沿著排水管道未經處理直接進入城市河道，給河道帶來了嚴重地污染。
1.3混凝土的“包裝”
在城市河道治理工程中，片面追求河岸的硬化覆蓋，只考慮河道的防洪功能。為保護城市的安全，河堤年年加高，并大量建設鋼筋混凝土、塊石等直立式護岸，河道完全被人工化、渠道化。失去自凈能力的河道反過來又加劇了河道水體的污染。
2城市水生態修復技術
2.1城市水生態修復技術
2.1.1污染源處理技術
城市水體污染的主要來源是生活污水的直接排放，尤其是分散生活污染源的排放，已經成為部分地區城市水體污染的重要原因。因此，研究開發小型的具有脫氮除磷功能的生活污水處理裝置尤為重要。生活污水就地處理凈化槽、土地溝渠凈化系統等成為城市污水處理系統的重要配套設施。固定微生物技術、微生物載體技術、電解技術、厭氧好氧技術、水解技術及磷資源的回收技術成為上述裝置的重要組成部分。尤其是發展新型磷資源回收利用系統技術為恢復有限磷資源奠定了技術基礎。
2.1.2水體生物修復技術
生物修復是利用特定的生物（包括微生物-土著或外源微生物以及植物等）在一定條件下進行消除或富集環境污染物，從而對污染環境進行恢復的生物過程。生物修復技術是新近發展起來的一項清潔環境的低投資、高效益、便于運用、發展潛力較大的新興技術，已經成為一種新的可靠的環保技術，并得到各國環保部門的認可。植物的修復技術主要是使生態系統的退化得到遏止，生態系統的基本功能得到恢復。研究包括河流廊道、河網及岸坡的植物培育及生物群落的構建。
2.2城市水體的維護
2.2.1建立科學的水務管理體制
目前，我國的水資源管理涉及到水利、航運、漁業、礦產、城建、農業、林業和海洋，但沒有一個真正的權力機構來統一管理水資源。長期以來在防洪減災、城市供水、防止污染、保護水生態環境等具體工作上都存在許多矛盾，嚴重妨礙了水資源的統一規劃、統一調配和統籌兼顧。新的城市水務管理應具有對城市防洪、除澇、需水、供水、節水、排水、水資源保護、污水處理及回用、地下水回灌等統一管理的職能。通過建立統一的水資源管理體制實現城市水體規劃、調度和水量水質的統一管理，進一步確保地區社會經濟和環境的可持續發展。
2.2.2加強水生態保護
城市水體是城市的重要組成部分，賦有供水、防洪排澇、旅游娛樂及維護環境生態平衡的重要作用。因此，在城市規劃、區域流域規劃及水利工程規劃、設計、管理、調度中應充分考慮這一特殊水體的作用與功能。通過建設調節水庫、污水庫、引水沖污水道或通過湖泊河道清淤減少水體污染源等，以達到保護和改善城市水體的目的。
通過引水來增加河道流量，是改善城市水體質量的有效方法。目前國內基本上采用生物處理工藝為主，輔之以曝氣氧化的方法。利用天然河道和水工建筑物，按照污水處理要求加以人工曝氣、攔污沉渣等措施，達到處理要求；或通過人工投放生物菌種的方法對河道水體和底泥進行生物降解，以恢復水生態環境。此外，研究適合當地的城市二級污水處理廠尾水排放通道，是防止城市環境水體污染的重要方法。
2.2.3綜合治理暴雨污水
城市雨水一方面是一種可貴的水資源，另一方面會對城市水體造成污染，尤其是初雨中含有大量的污染物。隨著城市化進程的加快，城市雨洪控制與利用顯得尤為重要，我國已開始研究收集利用雨水的技術和方法，上海和北京等城市均在著手研究雨洪水的控制與利用方法，通過對降雨強度、降雨徑流和初雨水質變化規律的研究，建立后續雨水收集、傳輸、調蓄、處理及利用系統。在工程措施上，可以結合生態工程建設，通過管、塘、池配套設施建設，溢流技術的完善，河湖岸邊水生植物合理利用，雨水凈化回用以及減少侵蝕作用等措施減少污染強度，從而達到保護水體的目的。
總之，我國一定要結合我國水資源分布的特點，根據不同區域，不同水質環境，采取適宜的水生態環境修復措施，逐步探索適合我國水生態環境修復之路，逐步改善本區域內水生態環境，使受損的水體得以修復。樹立遵循自然、利用自然、保護自然的理念，使人類與自然和諧相處。
參考文獻：
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[2]胡靜波.城市河道生態修復方法初探[J].南水北調與水利科技，2009，（02）
第8篇：水體生態修復技術范文
關鍵詞：河道；水系；生態修復
1 北沙河概況
北沙河為太子河的支流，其為雙源河流，兩個源頭發源于本溪市的朝仙嶺和撫順市的班貓嶺。主河道全長為117km，流域面積為1534km2。20世紀80年代初的北沙河，河水清澈，魚蝦等水生物豐富，河岸植被繁茂，沿河沒有污染排放的企業，河水沒有污染。后來，由于認識到農田土地的重要性，農民開始開荒耕種，田間地頭，5°～10°以上坡地遭受墾殖，破壞了原有生態，造成水土流失，使河水變色。再加上各種選礦廠的不規范生產，向河內排污，水生物已很少見，水質為Ⅴ類以下。
2 北沙河流域存在的問題
2.1 水質波動較大
由于近年來沈陽市加大了對沈陽市各河道流域的整治力度，各條河流的水質狀況有了明顯提高，城市段可達到Ⅲ類地表水體標準，其余水體達到或優于Ⅳ類水標準。但目前北沙河的水質隨季節以及監測地點的不同變化較大，從水體監測指標變化規律來看，遇有雨雪天氣，地面徑流會將城市或支流水體中的垃圾、污染物帶入水體，由于沒有緩沖或稀釋系統，導致河流水質瞬時波動較大。另外，當河流水體的理化條件、動力學條件、污染物濃度梯度發生變化時，沉積在河流底泥中的污染物可能在河流水體的沖刷下，隨同懸浮物質的再懸浮而重新釋放至河流水體中，并對河流水質造成一定影響，尤其是在影響河流水質的污染源得到有效控制的條件下，這種影響表現的尤為突出。
2.2 河道水生態系統脆弱
為了自身的防洪安全和經濟發展需要，多年來人們對各河道流域進行了大量的人工改造，并進行了大規模的開發利用，興建了防洪、除澇、引水、通航、灌溉、景觀綠化、挖沙等多方面的工程措施，這些工程措施在產生巨大的社會效益、經濟效益的同時，也對河流域的生態系統產生了不同程度的脅迫效應，造成淡水生態系統退化、生物群落多樣性降低、自然河流非連續化、灘地和洪泛區生態功能退化等負面影響。
2.2.1 生物多樣性喪失。河道流域的生物多樣性喪失主要是受到人類活動和自然環境改變所致。主要表現為：
環境污染造成某些水域水生生物銳減，局部河段水生生物絕跡或水體富營養化。大量施用農藥化肥，含磷洗滌劑，使某些水生生物種類滅絕。非法捕撈、挖沙，使水生物種類逐漸減少，使遺傳資源大量消失。綠化及景觀建設過程中大面積單一種植植物品種導致土著植物種群消失，引進植物品種適應性較差，生態系統脆弱，生物鏈斷裂。
2.2.2 生境多樣性破壞嚴重。由于工程措施大量在河道流域上進行應用，導致河道流域的生境多樣性破壞嚴重，自然界的河流大多數都是蜿蜒曲折的，河道也是處在不斷演變之中的，彎曲與自然裁彎取直交替發生。河流的這種蜿蜒性使得河流形成主流、支流、河灣、心灘等豐富多樣的生境，由此形成了豐富的河濱植被、河流植被，可為魚類、鳥類和兩棲動物等提供繁衍棲息的場所，但由于攔河筑壩、削坡建渠、填河挖沙等工程措施導致生境多樣性嚴重破壞，最終造成大量生物遷移或滅絕。
3 北沙河河道生態修復方案
河道水體修復技術是利用現有污水處理技術與生態技術相結合的方式，達到強化水體生態自凈能力的目的。通過我們對北沙河蘇家屯段的濕地調查，確定可在五處公路橋附近河道平緩、植被豐富、面積較大的區域開展河道修復技術的應用。
由于各地塊位置、地形、面積、水深、土壤條件、植被覆蓋等差別很大，所以在設計的過程中應因地制宜，根據不同地塊的基礎條件，盡量用最簡單的工程措施，進行濱河濕地系統的建設，主要建設系統包括穩定塘系統、功能表流濕地系統、生態護岸系統、輔助設施。
3.1 穩定塘系統
穩定塘是一種利用天然凈化能力對水體進行凈化的構筑物的總稱。其凈化過程與自然水體的自凈過程相似。通常是將土地進行適當的人工修整，建成池塘，依靠塘內生長的微生物、植物等來凈化水體。由于渾河、北沙河、金沙河周邊有許多挖沙后遺留的沙坑，有些已經改造成魚塘或閑置，可利用這些沙坑進行適當休整建成穩定塘系統，根據沙坑水深的不同，可設置不同類型的穩定塘。
3.1.1 滯留塘濕地。為使濕地系統的河水水質均勻穩定，并給整個濕地系統的魚類在冬季提供存活的空間，設計滯留塘濕地，平均水深為2.0m，采用自由表面流濕地形式。在滯留塘濕地周邊水深小于1.0m處種植挺水濕地植物菖蒲、蘆葦等。
3.1.2 生態穩定塘濕地。為使濱河濕地生態系統穩定，設計生態穩定塘，平均水深為1.2m，采用自由表面流濕地形式。在穩定塘濕地周邊水深小于0.6m處種植挺水濕地植物菖蒲、蘆葦等，在水深大于1.0m處種植浮水植物荷花、荇菜等。
3.2 功能表流人工濕地系統
對河道地塊中面積比較大的灘地進行一定的工程措施干預，并合理配置種植多種水生植物，形成功能表流人工濕地。
3.2.1 濕地地形修整。功能表流濕地系統的營建其首要任務就是要通過工程措施平整局部地勢、削低過陡地形、規整水面形狀，改善和營造濕地植被和水鳥的生存環境，增加濕地生境的異質性和穩定性，完善河道流域的濕地生態系統結構，恢復濕地生態系統功能。具體包括陡坡整理、淺灘濕地營建、生境島營建以及小型水面規整等方式。
3.2.2 濕地植物選擇。濕地植物是濕地系統的核心，通過濕地植物的生長不但可以增加濕地植物種類和面積，同時還能綠化土地，改善區域氣候，促進生態環境的良性循環，吸引、繁衍多種濕地動植物，增加濕地系統的生物多樣性，本工程針對北方地區濕地的特點，從北方濕地植物的生長狀況，環境適應性，抗病蟲害能力以及群落配置、合理布局與景觀美學等方面選擇適宜的濕地植物種類。
3.2.3 濕地植物的配置。合理優化的物種選擇與群落配置是增強濕地系統穩定性和提高景觀效果的關鍵因素。
根據環境條件和群落特性對先鋒物種與其它本土物種的分布進行調控，配置多種、多層、高效、穩定的植物群落，形成穩定可持續利用的生態系統的目的。
首先根據適應性、本土性、可操作性的原則，可選擇選擇蘆葦、茭白、菖蒲、香蒲等作為先鋒物種。搭配多種其它濕地植物與旱生植物，另外，濕地植物種植密度的確定也是十分重要的，種植密度過低植株易受到其它物種的競爭影響正常生長，而過密容易引起營養供應不足，植株矮小，抗病蟲害能力下降。
第9篇：水體生態修復技術范文
【關鍵詞】人工浮島，主動式人工浮島，治理，污染水體，水體修復
1 人工浮島概述
人工浮島又稱人工浮床、生態浮床、生態浮島，是一種由人工設計建造的漂浮在水面上供植物、動物和微生物生長、棲息、繁衍的生物生態設施[l]。通過植物根系的過濾、吸收、吸附作用和根系生態系統的物質轉化途徑，削減水體中的氮、磷、有機物等營養物質，并以收獲植物體的形式將其搬離水體，從而達到凈化水質的效果，同時又為生物（鳥類、魚類）創造了生息空間從而增加物種多樣性，又可以營造水上景觀。
人工浮島是一種具有凈化污染、修復生境、恢復生態、改善景觀等多種功能的原位生態修復技術，而且還具有施工簡單、工期短、造價低、不耗能、運行管理容易等優勢，在污染水體的綜合治理中具有良好的推廣應用前景。
2 人工浮島技術原理
人工浮島對水體的生態修復技術原理有以下幾點：
（1） 對有機污染物的去除。主要有以下3個途徑：Ⅰ.較大的不溶性有機顆粒團經植物根系截留，可部分被微生物降解；Ⅱ.污水中的可溶性有機物可被植物根系表面的生物膜吸附、吸收和代謝作用降解；Ⅲ.通過對植物收割將新的有機體從水體中去除。系統中有機物的去除主要是微生物的好氧降解作用，即浮島系統的水生植物通過莖和根向其根區輸送氧氣，從而使根區附近變為好氧環境，有利于微生物對水體中有機物的好氧分解，以達到降低水體化學需氧量（COD），生化需氧量（BOD）的目的。
（2） 對氮、磷的去除。氮的去除主要是經過系統中微生物的硝化與反硝化作用后成為氣態化合物進入大氣；也有一部分無機氮作為植物生長過程中不可缺少的物質被植物吸收攝取，并同化為自身的結構組成物質（蛋白質和核酸等）。磷也是植物必需的營養元素，磷的去除主要是植物的吸收和微生物的同化以及聚磷菌的過量攝磷作用。
（3） 對重金屬的去除。環境中的重金屬和一些有機物并非是植物生長所需要的，達到一定程度后具有毒害作用，對于此類化合物，一些植物也演化出了特定的生理機制使其脫毒，并能對重金屬進行吸收、富集，從而具有一定的去除水體重金屬污染功能。通常是通過鰲合和區室化等作用[2]來耐受并吸收富集環境中的重金屬，這種機制也存在于許多水生植物中，使許多水生植物可大量富集水中的重金屬[3]。
（4） 抑制藻類的生長。高等水生植物和藻類在營養物質和光能的利用上是競爭者，前者個體大，生命周期長，吸收貯存營養物質的能力強，因此與藻類競爭吸收水體中的氮磷物質時處于優勢地位，從而使藻類缺少營養而死亡。有些植物通過根部向水體中釋放化感物質，通過化感作用或克藻效應抑制有害水藻的生長，從而凈化水環境，可有效防止水華或者赤潮的發生。
3 主動式人工浮島技術
微生物對有機物的降解主要是好氧降解，可見系統中溶解氧含量與有機物的去除密切相關。另外，系統中氧含量也是影響氮和磷凈化效果的關鍵因素。由于系統中植物根系周圍形成了許多好氧、缺氧、厭氧小區，使得硝化和反硝化作用同時進行。硝化作用是在好氧條件下進行的，反硝化作用則在厭氧條件下進行，而且硝化作用是反硝化作用進行的前提和基礎，增加溶解氧有利于系統對氮的去除。增加植物根系附近介質中的溶解氧，可以有效地增強根系微生物的代謝作用，使嗜磷菌的呼吸代謝活動加強，對磷的降解吸收起到一定的促進作用。所以提高系統中溶解氧含量，能提高系統的凈化效能。
水生植物的根系雖然很多，但在修復較深水體時卻有些不足。水生植物根系僅能達到較淺區域，并對較淺區域進行較好的修復作用，而對深層水體中污染物的凈化效果較慢，所以生態浮床在修復較深水體時可能會出現污染物分區現象。運用水體循環技術，使淺層水體和深層水體形成環流，有利于提高水體深層污染物的凈化效果。
針對人工浮島以上的問題，提出了一個解決方案--主動式人工浮島技術，將人工浮島與水體充氧和水體循環技術相結合，人工營造一個水生植物、水生動物、微生物良好的生長環境，大大提高人工浮島的水質凈化能力，將水質凈化與水面的人工浮島有機結合。
3.1主動式人工浮島技術特點
采用人工曝氣的方式向水體充氧，加速水體復氧過程，以提高水體中溶解氧含量，增強水體中好氧微生物的活力，使水體中的污染物質得到凈化，以改善水質。另一方面直接利用曝氣制造循環流，攪動水流，加快水體傳質，提高水體液面更新速率，提供充氧效率，從而改善微生物生長環境，實現高效的原位生物降解；曝氣形成環流，有利于凈化后水體與污染水體的交換，有利于淺層水體與深層水體的交換，擴大系統有效的凈化面積。
傳統的機械曝氣方法如固定的充氧站、水下設置曝氣充氧機[4]等，能有效控制和延緩水體富營養化。但曝氣設施存在能耗高、充氧效率低、運行費用高等問題。同時，近年太陽能等綠色能源的應用快速發展，大部分自然水體表面水域開闊，陽光照射條件良好，非常適合于利用太陽能光伏發電進行能源供給。通過懸浮載體將太陽能發電系統利用于人工浮島中，直接將太陽能轉化為電能為曝氣系統供電，無需外界能源輸入，無二次污染，節能降耗，提高能源利用效率，在能源自給的同時實現水體修復的目標。
3.2主動式人工浮島的組成
主動式人工浮島由人工浮島降解系統，曝氣充氧循環系統和太陽能發電系統三大部分組成。
3.2.1 人工浮島降解系統
人工浮島降解系統由浮島單元拼接組合而成，浮島單元內部種植水生植物，浮島單元水下部分增加填料，整體環繞于曝氣充氧循環系統，通過植物和微生物的共同作用，實現水體修復目的。
3.2.2 曝氣充氧循環系統
曝氣充氧循環系統由空氣泵、曝氣盤、導流裝置等部分造成。浮島系統為曝氣充氧循環系統提供浮力?？諝獗脡嚎s的空氣通過導氣管進入曝氣盤，然后以微小氣泡的形式釋放到深層水體中，與其混合，增加水體溶氧量，水氣混合后的液體因密度減少而在導流筒內垂直上升到達淺層水體，同時深層水體因導流筒內的壓力減少而被不斷吸入到導流筒內，形成一個以壓力差為動力的循環流，提高供氧效率和水體凈化效果。
3.2.3 太陽能發電系統
太陽能發電系統由太陽能電池板、控制器、蓄電池、支架等部分組成，為曝氣充氧循環系統提供電力支持。浮島系統承載太陽能發電系統，電池板安裝在浮島面上。陽光充足的白天，太陽能電池板通過控制器向蓄電池供電并帶動空氣泵工作，夜間或陰雨天則蓄電池放電帶動空氣泵工作。另外還可以利用時間控制器控制曝氣充氧循環系統的運行狀態。有效維持水體溶解氧水平，促進微生物代謝，強化水體凈化能力效果。
4 結語
主動式人工浮島基于水體原位修復的概念，通過集約化組合的方式構建立體式的生物體系，使污染水體在植物、動物、微生物的協同作用下，實現水體快速修復，利用太陽能供能強化曝氣和水體循環，大大提高人工浮島的水質凈化效率。該設備能直接安置于需要治理的水體上、結構簡潔、安裝簡便、自動運行、造價低、無需外界能源供給，運行成本低、無二次污染，與水體景觀和諧共處，技術經濟優勢明顯。
參考文獻：
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