水体生态修复九篇

水体生态修复 篇1

随着城市居民收入的增加，闲暇时间的增多，加快的生活节奏及日益激烈的竞争，促使越来越多的城市居民到休闲农庄放松身心。在显著带来经济效益的同时，大型休闲农庄内的水生态系统遭到了严重的破坏，特别是以水产品养殖和垂钓为特色的休闲农庄，养殖水体富营养化现象加剧。本研究于2010年10月到2012年5月针对南通世外桃源休闲农庄的养殖水体污染问题，采用多项生态修复工程进行综合治理，通过1年6个月的修复，各项水质指标的监测结果显示，养殖水体的水质得到了改善。这次的综合生态修复工程，可为其它农庄的养殖水体的生态修复提供参考和借鉴。

1 农庄养殖水体概况

试验地选择南通世外桃源休闲农庄养殖水域，该农庄位于南通市南郊、长江边上，集渔业、旅游、观光、休闲为一体，与南通著名的濠河风景区、狼山风景区构成一条具有南方水乡特色的旅游热线。农庄占地58hm2，水产养殖面积为16hm2，其中4hm2用于特种水产养殖，主要是养殖河豚、南美白对虾、七星鲈、湘云鲫等，垂钓水面为12hm2，其中13hm2用于普钓水面，养4万千克鲫鱼；高钓区1.3hm2，养4万千克鲫鱼、彩虹鲷；其中3.3hm2为特色垂钓区，养6万千克的鲈鱼、草鱼、青鱼、鲫鱼等。这样就可以将农庄的养殖、种植与餐饮垂钓、销售形成一个完整的体系。

该农庄紧邻长江，农庄水体和长江水通过闸门相通，水系为淡水湖水系。属北亚热带湿润性气候，季风影响明显，四季分明，气候温和，光照充足，雨水充沛，无霜期长。年平均气温在15℃左右，年平均降水量1000～1100毫米，夏季雨量约占全年雨量的40～50%。

南通位于长江下游，水质比较差。加上该农庄处于南通经济开发区，企业较多，工业废水、农庄的生活污水的长期排入，以及养殖水域养殖产品的高密度导致水体为劣Ⅳ类到Ⅴ类水之间，影响了农庄的景观和水产品的质量。

2 污染源分析

2.1

生活污水农庄现有员工100多人,加上每天的游客,每天几百人的生活污水未经处理直接进入养殖区域,加剧了水体水质恶化。

2.2

面源污染农庄现有大面的果园和蔬菜园,长期使用有机化肥,剩余营养物质经将于地表流入水体中,导致水体富营养化不同氮磷比条件下浮游藻类群落变化。农庄现养殖大量的天鹅,天鹅的排泄物也对水体造成了污染。水体四周种植的一些水生植物到了冬季由于未及时收割,腐烂的植物也对水体形成了污染。

2.3

养殖过程污染养殖过程中,为了增加经济效益,养殖的产品比较密集,加上投饵量难以确定,投入饵料不能被充分利用,形成残留堆积在水体底部。资料表明,即使是管理最好的养殖场,也仍会有多大30%的饵料未被摄食。以饵料和育苗形式输入养殖系统中的N只有27%～28%通过鱼的收获而回收,有23%积累于沉积物中中国海水养殖环境质量及其生态修复技术研究进展。

2.4

水体相对静止农庄现有的养殖池之间是相通的,而且和长江水有闸门相通,但是水域水深平均有2米以上,深水区有4～5米。即使利用长江水来换水,仍会有很多局部区域形成“死角”。而且整个农庄水域面积较大,用长江水来换水,成本太高,每年也就在清底水体的时候和长江相通的闸门是打开的,但是换水的同时对长江水造成了污染。

3 生态修复工程及其综合利用

生态修复是指利用生态工程学或生态平衡、物质循环的原理和技术方法或手段，对受污染或受破坏、受胁迫环境下的生物生存和发展状态的改善、改良或恢复、重现（万金保等，2006）。生态修复工程是一项复杂的人工措施，目的是依靠自然的自我修复能力，并辅以适当的人工措施，加速被破坏的生态系统的功能恢复。

纵观美国、日本等发达国家最近几年养殖水体治理的状况，他们主要是运用生物氧化塘、人工湿地和土地处理系统等进行综合治理。具体来讲，应用的比较普遍的是生态、生物方法，用这种方法进行水生态系统的修复效果是比较好的，它其实是强化了水体自净能力，运用了生态系统自身规律，而在具体实施时，其实是综合运用了多种技术。

本文针对世外桃源休闲农庄的地理位置、水文特点、污染源类型和分布，结合农庄整体规划和景观需求，比较了各种工程方法的利弊和效果，以水体的生态修复治理为主线，同时控制污染源，使水质得到改善的同时将长期试验的研究结果及时地转化为生产力，增产增效。

3.1 预处理工程根据农庄水域环境的特点，将长江水在引入养殖水域之前，对江水进行预处理。

取水：根据紧邻水域的长江水历年水体变化规律，环境状况与分析，以及该水域的发展趋势，与社会经济发展相协调，与国家相关部门计划、规划相协调，将国外先进的输水工程技术与长江水域特点相结合，以技术和经济为基础，依靠科学技术，设计取水工程措施，保证水源持续充足、水质优良、稳定。为保持整体规划的一致性，避免传统的具有大型水泥架上下移动的大闸门，采用新颖美观的设计，进行左右移动和垂直隐蔽型电动闸门和，不影响景区景观。

预处理：由于长江水水质也有一定的污染，并有潮汐变化，必须予以预处理后再引入水域。规划利用现有的水沟和集水池进行水质的预处理，预处理主要工艺流程：江水→潜流小湿地→格栅→集水→过滤→净化池→收集→引入养殖水域。

3.2 水生植物修复工程

水生植物的种殖主要是通过调整水体水生生物群落结构从而抑制水体富营养化的进程。20世纪80年代末至90年代初期南京地理研究所等单位在江苏澄湖放养水花生、水葫芦，使遭受苏州市城市废水污染的澄湖水质有了好转。1998年南京玄武湖通过种植菹草、伊乐藻、狐尾草及轮叶黑藻等大型沉水植物，成功地恢复了沉水植物，使玄武湖从藻型湖泊变为草型湖泊，水生植物净化水质效果显著。

根据国家“八五”科技攻关环境保护项目—湖泊富营养化综合治理技术的研究推荐选用的水生植物物种及其主要特性见表1。

本研究根据农庄的规划和景观特征，在水域周边种植芦苇、菱草和荷花，在水深>0.8米的水域，种植马来眼子菜、苦草、黑藻等沉水植物为主体的水生植物群落。

3.3 微生物净化工程

微生物净化是在有氧或无氧的条件下，利用微生物将有机物或其它污染物吸收、分解和转化，成为无毒害、无机化的本质。

本次采用定期向水中投放光合细菌来净化水质。利用投菌法降解水中污染物的实验结果表明：有机物与叶绿素的去除率分别达到60%和90%，含氮化合物的去除率达到50%以上，而且投入微生物可使水体DO值由1mg/L增加到7mg/L；施用生物激活剂对水体COD、BOD5、TP、浊度等均有显着的去除效果，并可显着提升水体溶解氧。

3.4 增氧和提水工程

为了加强整个农庄养殖水体的循环流动，增加水体的溶氧量，使水体的自净能力增强，使水循环起来，在养殖池和湿地之间架设风力水车来进行提水，提水进入湿地经过净化重新流回养殖池。南通地区紧靠长江和黄海，风力较大，可以选用合适的多叶片风车来进行提水。净化水质的同时也美化了景观、节省了能源消耗。

本研究架设了3台大型风力水车在养殖池和湿地之间，经过风车输送的水在进入养殖池之前要经过1台7.5KW悬浮式曝气增氧机，以增加水体含氧量。另外在每相邻的养殖池之间也架设小型风力水车以增加水体的循环流动。

3.5 人工浮动绿岛工程

浮动绿岛是运用无土栽培技术原理，运用高分子材料，采用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土种植植物技术。在治理和修复污染水体的作用上主要是直接吸收利用植物对N、P等营养物质和促降有机污染物；植物根系、浮床和基质不仅能够吸附悬浮物，使微生物和其它水生生物具备良好的栖息、繁衍场所，还能达到美化水域景观的目的。

本研究根据前期对植物的净化能力强、抗逆性相仿、管理难易、综合利用价值和美化景观等5项方面综合评价比选，确定了鸢尾草、美人蕉、水竹、睡莲、花叶芦苇、梭鱼草、菖蒲等9个品种的水生植物作为浮岛植物。本次研究共建设了50个浮动绿岛，总面积达到了1500m2。

3.6 人工湿地建设工程

在长江和农庄的闸门入口处，设立了一个5500m2的人工湿地，种植了包括美人蕉、荷花、芦苇、菖蒲、梭鱼草等共8个品种12个类型挺水植物。该技术综合了湿地自然生态系统中的物理、化学和生物的协同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、吸收和微生物分解来实现对污水的净化。人工湿地设置及迷宫湿地有机结合，有效的提高利用现有水生植物对水体净化效率。

3.7 生活污水处理工程

据不完全统计，我国城镇居民综合生活污水排放量255L/人·d，农庄的员工加上游客每天排放的生活污水每天接近5吨，这些生活污水如果不经处理直接进入养殖水域会造成严重的水体污染。

本次研究对农庄进行了排污、排水官网的建设，在餐厅等产生产生生活污水比较集中的地方，将可控制的生活污水大部分引入人工湿地进行深度净化处理，部分引入沼气池，这样既发展了新型能源，又节省了开支。其次对养殖池周边的建筑物及一些比较分散的建筑物，其生活污水可通过简便的生活污水装置处理后直接排入水体中，这样可减少管系的布置和规划，节省了成本。

4 结果与分析

2010年12月至2012年5月，对世外桃源休闲农庄的3个养殖池的水质（TN、TP、NH3-N、COD）监测结果见表2。通过1年6个月的综合修复工程，从监测的数据可以看出，主要水质指标TN、TP、NH3-N、COD和PH均接近Ⅴ类水标准，甚至个别的水质指标优于Ⅴ类水。TN和TP下降了超过30%和20%。截止到今年5月份，1年6个月的生态修复工程的运行，农庄养殖水域的水质指标达到甚至优于Ⅳ类水标准，恢复了水体自净功能。

5 结论

通过水质预处理、水生植物修复、微生物净化、增氧和提水、人工浮动绿岛、人工湿地和生活污水等各项生态修复工程对世外桃源休闲农庄的养殖水域进行综合治理，使治理后的TN、TP、NH3-N、COD等各项主要水质指标均达到甚至优于国家地表水Ⅳ类水要求，农庄的水质、水体景观和养殖效益得到了大大的提升。

我国目前休闲农庄旅游业方兴未艾,但是农庄的水环境却存在着不同程度的污染。本次的研究利用多项生态修复工程对养殖水域进行治理，从水域修复的效果来看，改善明显。可以将其综合生态修复工程应用于其它的一些农庄。

摘要：通过水质预处理、水生植物修复、微生物净化、增氧和提水、人工浮动绿岛、人工湿地和生活污水处理等各项生态修复工程对世外桃源休闲农庄的养殖水体进行综合治理,使治理后的TN、TP、NH3-N、COD等各项主要水质指标均达到甚至优于国家地表水Ⅴ类水要求,农庄的水质、水体景观和养殖效益得到了大大的提升。这一套综合的生态修复工程为休闲农庄的养殖水域的生态修复提供了一套可参考借鉴的技术。

关键词：养殖水体,生态修复,综合治理

参考文献

[1]王世岩,周怀东.水污染与环境修复[J].化学工业出版社,2005.

[2]张峰,周维芝,张坤.湿地生态系统的服务功益及可持续利用[J].地理科学,2003,23(6):674-679.

水体生态修复 篇2

随着近年来新校区人口密度和活动频率的增大, 文心湖出现水体水质下降、自净能力差等诸多问题。文心湖的水深较浅 (平均水深为1m) , 阳光穿透性较好, 水体含氧量丰富, 非常适宜藻类的生长繁殖。但是, 文心湖受人为活动影响较大, 生态系统较为脆弱, 易导致富营养化问题。文心湖面积小, 水域较封闭, 不能很好地和外界水源发生水力联系。此外, 还存在文心湖的内源释放问题。文心湖的内源污染主要是未能及时收割的水生植物在湖内腐烂引起的污染和底泥污染物释放引起的污染。有研究表明, 即使将水体外部污染源控制到最低状态, 短时间内由于底泥中营养盐内负荷的存在和释放, 水体仍可发生富营养化。综上所述, 文心湖在生态方面, 主要存在以下问题:1) 文心湖的水生植物严重缺乏, 诸如沉水植物、挺水植物、浮水植物、漂浮植物严重不足, 而投放的又主要是以水生植物为食物的杂食性鱼类, 鱼类食物严重不足。2) 文心湖的整体生态系统并不完整, 底部水生生物严重不足。另外, 文心湖底部为沙土和土固膜, 缺少底泥, 不利于沉水植物的存活和生长, 作为一个较封闭的生态系统, 生物多样性严重缺乏, 不利于生态系统的平衡稳定。3) 目前文心湖的透明度低, 观赏性鱼类可视率低, 达不到观赏的目的。

污染景观水体的治理技术主要可分为物理、化学和生物三大类方法。用物理、化学方法治理污染景观水体, 虽能在一定程度上使景观水体得到净化, 但局限性较大只能在短期内暂时地缓解水体的污染, 且风险较大。若长期使用物理、化学方法, 治理效率会逐级递减, 还可能造成二次污染。目前, 人们逐渐认识到生态治理稳定、长效等优点, 慢慢转向生态修复治理景观水体。生态—生物法以生态学原理为指导, 人工养殖抗污染和强净化功能的水生动、植物, 利用生物间的相互作用在景观水体中恢复或建立平衡的生态系统, 增强水体的自我净化能力, 从而使水体得到净化。其优点是处理效果好、造价低、耗能低、运行成本低等, 并可以从根本上解决景观水体的污染问题。所以, 对文心湖进行治理及生态景观设计旨在改善校园生态环境, 为校园污染景观水体的规划提供依据, 同时可以为其他小型景观水体的生态修复提供借鉴。

1 文心湖生态景观设计

生态设计的基本思路是, 先消除水体争氧物质, 维持一定的溶氧水平, 随后根据水体溶氧和光照的变化特点, 选用不同类型的微生物菌群, 以快速培植优势好氧微生物, 打造生态基础;并通过水生动、植物的定向培植, 建立起人工生态, 通过人工生态向自然生态演替, 恢复水体生物多样性, 并充分利用生态系统的循环再生、自我修复等特点, 实现水生态系统的良性循环。

1.1 水生植物的配置

1.1.1 消除水生植物生长的危及因子

底质改性可以用微生物如一些降解细菌介入工艺实施水体底质生物修复, 原位降解底泥的有机污染, 迅速重建严重受损的底端生物链———腐食食物链, 为上行生物链的梯次恢复奠定基础, 加速底泥的矿化进程。在这个系统中, 有机物逐渐向高一级食物链转移, 但是在每一级的转移过程中, 只有大约10%的有机物转化成为生物体的机体组成部分, 其余大约90%都被转化成为水和二氧化碳等物质, 并释放出能量。一般的食物链都至少有四、五级生物组成, 最终的高级生物体大约只有最初有机物的万分之一或十万分之一。这样就达到了降解有机物, 消除污染的目的。由于微生物将底泥分解转换, 底泥逐渐被分解、转换、传递, 使底泥中有机物含量减少, 比例降低。从而使底泥性质稳定, 不在向上覆水体释放营养盐, 底泥中有机物比例减少, 使得底泥体积、底泥厚度降低和减少。

1.1.2 水生植物的配置

水生植物的配置采用一种挺水植物为主, 其他植物为辅的原则, 要求主次分明。例如选芦苇作为主要的水生植物, 则芦苇须覆盖大部分的除高大乔木以外的河岸空间。其他水生植物可进行灵活配置, 各个空格里布置方法应当有所不同, 切忌千篇一律。每一个空格里植物种类不宜过多, 不可造成杂乱无章的现象。根据植物的形态、花色等进行适当的组合。引进适宜本地生长的浮叶植物、沉水植物等不同水生高等植物, 辅以滤食性动物的增殖、放养等措施, 进一步畅通系统内能量和物质的循环途径, 提高水体的自我修复能力。如挺水植物:荷花、黄菖蒲、水葱、芦苇、水蜡烛 (香蒲) 、花叶芦竹、慈姑、茭白、美人蕉、雨久花;浮水植物:睡莲、荇菜、萍蓬草、芡实、玉莲。

另外, 也可以设计一些生态浮岛。生态浮岛具有附着生物多, 水中直接吸收N、P等特点, 对浮游植物的抑制、提高水的透明度等方面有显效果。生态浮岛以框架控制植物生长区域, 避免漂浮植物在水域内狂长形成二次污染, 失去控制。植物选择营养吸收率高的, 在暖季采用蕹菜、水花生等, 寒季为圆币草、粉绿狐尾藻, 在美化水域景观的同时, 削减水体中富含的氮、磷等, 净化水质。

1.2水生动物的投放

最可行的方法是滤食性鱼类控藻, 即在文心湖放养滤食性鱼类 (鲢、鳙) , 高效滤除蓝藻, 通过下行效应控制水华蓝藻的密度, 并通过渔获物将水体中的N、P去除。当水体中的虑食性鱼类生物量达到50g/L能有效地控制水华的发生, 因此在高温季节来临之前, 在文心湖投放适量的滤食性鱼类, 抑制藻类, 防止水华的发生。还可以投放一些河蚌等滤食性底栖动物, 以消除沉底的有机物。

1.3 系统维护

人工湖建成后的维护管理是使人工湖水生态系统保持良性循环与平衡的重要保证。为了更好地发挥水体生态系统的自净作用, 除了常规的水体养护外, 要注意对湖体输入量和输出量的控制。首先应控制外来污水的大量进入;其次, 湖中种植的水生植物要定期收割。这样, 既可及时带出大量的氮、磷, 又可促进生物的生长。再者, 湖中放养的水生动物应根据生长情况, 适当追加或捞出, 使整个湖中的食物链保持通畅。

3 总结与展望

景观水体修复的过程中, 物理化学方法虽然能够达到一定的治理效果, 但是可能对原有的生态系统造成破坏, 并且效果是短暂的。生态修复的方法作为一种治理景观水体的新技术, 克服了物理、化学方法的不足。近几年人们已经开始研究景观水体修复的数学模型, 从而开始从数学模型的角度对其进行更精确有效的研究, 从而寻找经济有效地控制景观水体污染的方法

摘要：尝试着以浙江海洋学院的文心湖为例, 用生态学的理念和方法对污染景观水体进行整体的生态设计, 为校园小型污染景观水体的治理提供参考。

关键词：小型,污染,景观水体,生态修复

参考文献

[1]卢莉琼.人工湖生态设计方法研究[J].上海环境科学, 2002, 21 (6) :375-377.

[2]于江.浅析人工湖泊治理设计方案[J].辽宁建材, 2008 (1) :49-50.

[3]何淑英, 徐亚同.湖泊富营养化的产生机理及治理技术研究进展[J].上海化工, 2008, 33 (2) :1-4.

月牙湖水体生态修复的几点建议 篇3

【摘 要】目的：治理由于生活污水直排清河林业局月牙湖产生的湖水富营养化问题。方法：采用生物平衡作用恢复生态环境。通过调查湖体水质主要污染物种类选择相应水生植物吸收、稀释该类物质，使得各类元素相对平衡，从而达到治理水质生态环境的预期效果。

【关键词】水污染；富营养化；生态修复

黑龙江省清河林业局位于我省通河县境内。企业经营面积145594公顷，局址城镇在松花江中游北岸，属通河江段。近年来由于调整产业结构停止森林主伐，取消山上采伐作业工段，实施生态移民以及棚户区改造等城镇化政策，促使城镇人口急剧增加，至2012年底，局址城镇人口已达4.6万人。林区生态环境保护成为生态文明建设的首要课题。

1.月牙湖水体污染现状

1.1基本概况

清河林业局辖区内水系、沼泽、湿地发达。小古洞河、大古洞河、西北河均是松花江中游的一级支流，大古洞河与其支流半截河在入江口前形成湿地，经人工修建筑堤，形成月牙湖。湖水的补给源是大古洞河水。

月牙湖位于清河林业局局址北3.6公里，因呈月牙形故得名月牙湖，湖体与松花江平行，与松花江水平距离为40米。月牙湖原为森林采伐时期的贮木场出河口，水域面积24公顷，水深1.5-2.0米，蓄水4.8万立方米。湖中心有小岛，修有亭榭。沿江一侧有出水口，靠近城镇一侧有2处排污口。大古洞河是现清河镇的供水水源，为Ⅲ类水质，其流经清河镇镇郊稻田区后注入月牙湖，由于稻田区水系化肥等原因，使其入湖水体总磷、总氮、生化需氧量严重超标。由于城镇人口的急剧增加，现生活污水及其中中小企业工业污水日排放量估算约为1.2万吨，加之大古洞河农田灌溉水均通过管涵未经处理直排月牙湖，将月牙湖作为氧化塘，经稀释降解后由沿江一侧出水口排出。

1.2湖体水质污染分析

2012年经环境监测部门对月牙湖水体水质监测，其湖体水质已严重污染，呈富营养化状态。各项主要污染项目的检测结果均已大幅度超标，而对于生态保护有益的项目数值则大幅下降。具体结果见表：

2012年清河林业局月牙湖水体主要污染指标及水质状况表 单位：mg/L

依据表中数据主要污染指标，与Ⅲ类水质相比较，溶解氧为劣Ⅴ类，高锰酸盐指数为劣Ⅴ类，五日生化需氧量为Ⅴ类，氨氮为劣Ⅴ类，总氮为劣Ⅴ类，超标12.23倍，总磷为劣Ⅴ类，超标6.4倍。湖体水质为劣Ⅴ类。属严重营养化水质。

原本是一湖清水，经20多年的城镇生活污水无处理措施的直接排放，逐年增加的污染物超载负荷运行，月牙湖依靠自身的生态环境现已无力再继续承担城镇生活污水的稀释、降解，完成达标排放的重担。

2.湖体生态修复建议

清河林业局辖区内月牙湖是松花江中游非常重要的水资源，承担着农田灌溉、渔业生产、环境质量调节等重担，保护月牙湖的生态健康刻不容缓。如何修复月牙湖水体，经调查并征求各方面专家意见，本文提出如下建议：

2.1监督管理

绝对禁止设置新的排污口，在清河林业局局址城镇污水处理厂建成后，绝对禁止任何单位和企业设暗管，偷排污水。对于渔业生产、旅游开发等促进经济建设的项目应本着科学合理、适度开发的原则。具体工作由林业局环保部门监督实施。

2.2工程措施

在我省加快建设县级城镇污水处理厂政策的支持下，2012年省政府批准了清河林业局污水处理厂的建设计划，2013年即将投入建设。并预计年底建设完成。

污水处理厂建成后，应迅速封堵现有两处排污口，尽快清除原两处排污口湖底淤泥。对于有碍于湖体生态恢复的附属工程设施要少建或拆除，恢复湖体本身的自然条件，净化生态环境，做到控源截污。

2.3实施生态修复及治理的技术措施

增加水体中的溶解氧是治理富营养水体的关键技术。种植水草就是修复湖体水质生态的最有力最行之有效的技术措施。水草和藻类是湖泊中的两类主要植物，它们在水体中相生相克。水草生长吸收氮、磷等营养物质多，则藻类吸收的少，使其生长繁殖受到抑制。水草丰盛了，就会吸收水体中大量氮、磷等元素，水草类水生植物的生长有效消减了排入湖中的外源营养盐负荷，同时又大量抑制了淤泥中营养盐分的释放。使湖泊处于负营养或中营养水平，负营养或中营养水平的水质不益于藻类和浮游生物的生长，是健康的水质，则藻类不会大量繁殖，并逐渐消亡。

种植水草类植物要用当地物种，严禁引进外来物种，以免造成意想不到的生态危害。当地可利用物种极为丰富，可选择种植小叶樟、苔草、柳叶鬼针、龙胆草、百合花、香蒲、睡莲等水生植物。经适当种植2～3年后，水草类植物将使湖体水质的氮、磷等物质保持在一个较为合理的水平，将有效改善湖体水质的富营养化水平，湖体水质可恢复至污水排入前的Ⅱ～Ⅲ类水质水平。

2.4科学合理开发利用月牙湖水资源

月牙湖上游是大古洞河，水质为Ⅱ类，下游是松花江，形成河湖江上下连通，水源补给与流动性能好，月牙湖开发利用价值非常高。月牙湖水可作为农业灌溉、工业用水、渔业养殖以及开发旅游业等项目应用。

以适度开发，保护优先的环境政策为前提，待月牙湖水生生态修复后，可开发建设一个中等规模的渔业养殖场，要求湖水水质必须符合渔业水质标准。湖中应禁止商业化养殖珍珠，因为珍珠生长过程中，需要吃大量浮游生物，富营养化的水质是浮游生物生长的最佳环境，水肥则浮游生物多。养殖户必然要向湖中投放大量有机肥，不到3～5年，湖水发臭，又回到富营养化水平，湖体水质的生态环境又将遭到破坏。

现森工国有林区辖区内的多个林业局已经依托自然资源，相继开发了旅游业，生态旅游已经成为热点。在保护环境的前提下创造了可观的经济效益，带动了交通、餐饮、绿色农业以及服务业等多个产业，对于解决林业产业工人转产开辟了新路。月牙湖风景优美、交通便利，旅游开发大有潜力，旅游收入又会循环利用到环保建设上，两方面均有利，适度的开发前景一定十分美好。

3.结论

清河林业局月牙湖水体生态系统的修复是在消除外源污染、控制环境的条件基础上，通过恢复种植原水生草本植物使湖体水质逐渐恢复。而利用生物恢复生态环境是环境保护行业的首选方案，其利用价值、技术推广、资金投入等方面都是可取的。相信一个波光粼粼、清澈透明的美丽月牙湖，在不远的将来即将会呈现清河人民面前，美丽的清河将为美丽龙江做出贡献。

【参考文献】

[1]地表水环境质量标准，GB 3838-2002.

水体生态修复 篇4

河道治理及水体生态修复治理工艺

摘要

本发明涉及河道治理及水体生态修复治理工艺。以水生态物滤装置作为水体中有益微生物生长的良好载体，使水体中的微生物得以聚集，快速挂膜，修复低等生物群腐食食物链；同时对水体曝气增氧，将高效生态修复剂投入污染水体，生态修复剂中活性微生物在充氧的环境中，可去除杂草、水藻；辅以基底修复技术，采用专有填料产品，使水体中土著微生物快速增长繁殖，形成优势种群，可有效地将底泥中内源性污染有机物质分解转化为二氧化碳和水等无机稳定物质，使水体在较短时间内得到修复治理；同时辅以水生动植物（生态浮岛等技术），延长水体环境的食物链，形成完整的生态链，彻底消除恶臭，恢复水体持续自净功能。它在地表水治理尤其是城市河湖的治理具有很大的推广价值。

权利要求书

1、一种地表水的治理工艺，其特征在于：包括由生态坝组成的源头生物生态拦截系统、生物挂膜和曝气充氧及生物多样性生态循环系统为核心的水体生物修复系统。

2、根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的强化处理系统融合生态坝拦截及生物滤池技术。

3、根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的水生态物滤装置是在水域中直接设置微生物载体，大量培养土著微生物形成生物膜，利用生物膜截流和捕食藻类并综合降解污染物。

4、根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的曝气增氧装置可以是雾化曝气软管、或是水处理行业常用的曝气设备如鼓风曝气装置、表面机械曝气装置、射流曝气装置、喷水式曝气装置等中的一种或几种。

5、根据权利要求1或4所述的地表水治理工艺，其特征在于：所述的曝气增氧装置结合了水流营造装置，使水体流动，同时实现水流营造和曝气充氧两种功能。

6、根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的生态修复剂是包含：芽孢杆菌、巨大芽胞杆菌、低温有机矿化菌、硝化菌、反硝化菌光合菌等。

7、根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的地表水内部还可以直接种植水生植物，水生植物可以种在水下、岸边或是无土种植在漂浮于水面的浮岛上。

8、根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的地表水内部还直接放养鱼类、贝类等水生动物。

9、根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，所述的基底修复是指用特殊的生物填料，使水体中土著微生物快速增长繁殖，形成优势种群，可有效地将底泥中内源性污染有机物质分解转化为二氧化碳和水等无机稳定物质，使水体在较短时间内得到修复治理。

10、根据权利要求1所述的地表水治理工艺，其特征在于，经过上述的处理工艺流程，地表水能够形成持续自净功能的生态系统，从而恢复水体水质。

说明书

河道治理及水体生态修复治理工艺

技术领域

本发明涉及环保行业中对河流、湖泊、水库、海洋港湾、人工河流、人工湖、池塘等地表水域的水质进行处理净化的一种方法。

背景技术

河流、湖泊、水库、海洋港湾、人工河流、人工湖、池塘等地表水域存在着较严重的污染。污染源主要来自于工业污水、生活污水、雨水径流所携带的面源污水、风沙扬尘携污等。可以分为两类：一类是外源污染，及污水的汇入、大气沉降等外部因素；另一类是内源污染，即由于污染物在水体内的停留、沉积而形成的底泥，这些底泥还有大量的污染物质，并不断往水体内释放氮、磷以及有机质。

我国目前对天然的河流、湖泊、水库等地表水域的治理措施基本是依靠市政工程手段，即截污、驳岸、清淤加换水，这些方法对地表水域的水质净化很有好处，这是不容置疑的，但是也存在投资极其巨大、建设周期长的致命弱点，一条小河的治理资金往往需要几十亿元，而且配套管网建设、配套污水处理厂建设极其繁杂，需要数年的工期；同时还存在以下不足：

1、驳岸及清淤的工程量大，成本高，清理出的污泥处理不当易引起二次污染；

2、无法做到完全截污，由于河、湖是开放式系统，类似大气沉降这样的污染源无法做到完全截除；

3、治标不治本，清淤后换水的水质无法保持，由于地表水的微生态系统随着底泥的清除被破坏，河道、湖泊的自净能力下降，一旦遇到外源污染水体将再度恶化；

4、很多地表水域属于封闭性半封闭性水域，如湖泊、水库、海港、大湖湖汊、死河汊、城市死水河道等，由于水体封闭、流动缓慢、与外部交换不畅，呈死水状态，水体的自我净化能力极度低下，即便是较少量的污染源进入水体，由于得不到及时分解净化，日积月累也会使水质逐渐富营养化，进而导致发臭，形成恶性循环。

发明内容

本发明的目的是公开一种河道治理及水体生态修复治理工艺，已解决恶化的地表水体水质及生态恢复的问题，改善人居环境。

本发明的技术解决方案是：

一种河道治理及水体生态修复治理工艺，包括以由生态坝、生物滤池组成的源头生物生态拦截强化处理系统、生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统及生物多样性生态循环系统为核心的水体生物修复系统。

源头生物生态拦截强化处理系统由生物滤池及生态坝系统组成。其中生物滤池用于点源污染（污水经排污口进入水体）的控制，在排污口附近设置生物滤池，污水通过生物滤池的作用，可去除大部分邮寄污染物及悬浮物，削减污染负荷。经沉淀后的上清液进入河道旁的生态拦截系统。而生态坝系统用于面源污染（雨污水形成地表径流进入水体）的控制。生物滤池出水及收集的地表径流进入生态坝拦截系统，污水经处理后排入水体，可有效控制进入表面水体的负荷。该系统只需利用河湖的边坡建设，无需额外占地。

生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统通过直接在地表水体内部设置微生物附着载体，即水生态物滤装置，促使水域中原有土著微生物在微生物附着载体上大量繁殖，形成生物膜，最终依靠生物膜上的大量微生物分解净化水体中的污染物，实现水质的直接净化。

并同时直接在地表水体内部设置曝气充氧装置进行曝气充氧，提高水体中溶解氧含量；所述的曝气充氧装置是雾化曝气软管，直接敷设在所述地表水体中，并与设置在岸边的压力气源相连接；所述的微生物附着载体设置在所述的雾化曝气软管的上方或附近。

在所述地表水体内部直接设置水流营造装置，使水体充分流动，并使所述曝气充氧装置所充入的溶解氧随水流流向所述的微生物附着载体。

通过投加筛选的生物复合酶及微生物来改善水体的微生态系统，加快恢复水体低等生物腐食食物生物链的建立。所述的生物修复剂：芽孢杆菌、巨大芽胞杆菌、低温有机矿化菌、硝化菌、反硝化菌光合菌等。

生物多样性生态循环系统通过在地表水体内部还直接种植水生植物，水生植物可以种植在水下、岸边，或是无土种植在漂浮在水面的浮岛上。

在所述地表水体内部还直接放养鱼类、贝类等水生动物。

本所述地表水基底修复技术是指在水体底部投加特殊填料，激活土著微生物迅速繁殖，而被激活的数量庞大的微生物菌群及后期投加的微生物群可逐渐分解底泥，进而恢复河道、湖泊的自净能力，从而使水体水质得以改善。

本发明的有益效果是：源头生物处理与生态拦截强化处理系统不仅可以控制进入水体的污染负荷，而且可以美化河道、湖泊护岸，无需额外占地。而生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统及生物多样性生态循环系统可以改善水体微生物系统，恢复水体生物多样性，提高水体的自净能力，有效改善水体水质。整个工艺不需要清淤，不会引起二次污染。与传统的治理方法相比，可短时间内消除河道、湖泊的黑臭、富营养化等水质恶化现象，恢复河道、湖泊的自净能力。

附图说明

图

1、河道治理及水体生态修复治理工艺流程图 图

2、生物滤池剖面示意图 图

3、生物滤池工作示意图

图

4、生态物滤装置、基底填料安装方式 图

5、曝气充氧装置工作方式示意图

具体实施方式

本发明是一种河道治理及水体生态修复治理工艺，如图所示，具体实施方式如下：

（1）源头生物生态拦截强化处理系统

在河道或湖泊岸边的排污口处设置生物滤池，生物滤池包括高效滤料、曝气系统、反冲洗系统、沉淀系统组成。可根据处理量分为钢筋混凝土式（水量大）和玻璃钢一体式（水量小），高效滤料选择适合用于低氮磷浓度的湖水的处理，吸附处理容量大，运行费用低的“F.F”吸附过滤材料；同时具有物理截留（过滤）的作用，过滤水中藻类及悬浮物，提高水体透明度。由上部进水，采用多孔管布水系统，出水经过沉淀池沉淀后排入生态坝拦截系统。

工艺中生态坝拦截系统，包括布水系统，填料床，排水系统，植被等。布水系统为PVC穿孔管布水。填料可由砾石、粗砂、土壤组成。排水系统为设置在填料床底部的PVC穿孔管收集后排水。表面植被可选用挺水植物等。

该系统从源头上控制进入水体的污染源。（2）生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统

生物挂膜和曝气充氧生物链重建系统通过直接在地表水体内部设置微生物附着载体，即水生态物滤装置，促使水域中原有土著微生物在微生物附着载体上大量繁殖，形成生物膜。

生物膜由生态基等生物填料组成，主要由编织层和泡沫层组成，在水流中保持漂浮状态，根据水体深度决定生态基的安装深度。

曝气充氧装置由水流营造装置与曝气充氧装置相结合的一体式造流曝气机，由造流曝气机同时实现水流营造和曝气充氧两种功能。

连续曝气10天后，水体溶解氧逐步上升至2mg/L以上时，生态基上已经附着部分微生物，水体逐步改善，产生适合微生物生存的环境，随后开始投加微生物，水体会在50天发生明显变化，逐步构建起适合水生动植物生存的环境。

（3）生物多样性生态循环系统

在河道或湖泊岸边种植水生植物，根据水深不同，分为挺水植物区、浮水植物区、沉水植物区；

挺水植物区：在湖岸周围水深0.5米以内的种植挺水植物。主要种植荷花、香蒲、鸢尾、千屈菜、花叶芦竹、芦苇、再力花、水葱、伞草等植物。

浮水植物区：在湖岸周围水深0.5~1.0米以内的种植浮叶植物。主要种植品种为菱角、睡莲、萍蓬草。

沉水植物区：在湖岸周围水深1.0~1.5米以内的种植沉水植物。主要有沉水植物主要有穗状狐尾藻、轮叶黑藻、篦齿眼子菜、马来眼子菜、五刺金鱼藻、苦草。

鱼类种群、大型无脊椎动物构建。适当放养一定密度的鲢、鳙鱼等，抑制藻类生长，控制蓝绿藻水华发生，为水生植被的全面恢复重建创造条件。大型水生动物是水体自净生态系统生物链中重要的“消费者”，它们吞食水中微小生物或其他生物排泄物和有机残屑，从而在水体净化中发挥作用。为减少底泥中的有机碎屑，进一步改善水质，放养能摄食有机碎屑、腐屑的底栖动物铜锈环纹螺、田螺等。

同时投放专有基底填料，是微生物在基底大量繁殖，对基底底泥起到一定的分解作用，去除湖底内源污染物。

经过上述工艺步骤，水体将会恢复为正常的浅绿色，水体的各项水质指标将逐步提高至地表V类水以上标准；而河道、湖泊的底泥会逐步降解、含水率会大大降低、底泥减少，底泥颜色也逐步由黑色恢复为浅黄色，最终，河道、湖泊的生态系统将得到稳定，持续自净能力恢复。

说明书附图 图

1、河道治理及水体生态修复治理工艺流程图

图

2、生物滤池剖面示意图

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3、生物滤池工作示意图

图

4、生态物滤装置、基底填料安装方式

图

水体重金属污染的生物修复技术 篇5

目前,对重金属尚无严格的定义,常把密度大于4.5g/cm3的金属称为重金属。如:金、银、铜、铅、锌、镍、钴、铬、汞、镉等大约45种。从环境污染方面讲,重金属是指:汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的金属。这5种重金属对人体毒害最大,其原因是它们在水体中不能被分解,人饮用后毒性放大,与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物。

重金属污染物进入水体后,主要通过沉淀溶解、氧化还原、配合络合、胶体形成、吸附解析等一系列化学作用进行迁移转化,并参与和干扰各种环境化学过程和物质循环过程,最终以一种或多种形态长期存留在环境中,造成永久性的潜在危害[1]。重金属对水生植物的毒害作用主要表现在影响细胞膜透性、物质代谢、光合作用和呼吸作用。它还会改变运动器官的细微结构,降低光合作用速率和酶的活性,使核酸组成发生变化,细胞体积缩小和生长受到抑制等。重金属含量超过规定的浓度限值,就会引起人的头痛、头晕、失眠、健忘、神精错乱、关节疼痛、结石、癌症等;尤其对消化系统、泌尿系统的细胞、脏器、皮肤、骨骼、神精破坏及为严重。

2 生物对水体重金属污染的修复技术

2.1 近海植物的修复技术

植物修复方法是最为看好的一种方法。它是利用植物吸收污染物的量来判断污染程度,进而评价污染物的生物可利用性。作为一门新兴技术,由于它具有明显的生态效益、经济效益和景观功能已被广泛应用于水体污染、土壤污染和底泥沉积物的治理中,在近海污染修复方面也显现了广阔的应用前景。例如,苏州市利用水生植物治理被污染的湖水,在岸上30~50m的范围内种植芦苇、莲藕或水草,在50m以外栽种香樟树、美人蕉或是柳树,同时投放鲢、鳙鱼等能吃藻类的鱼种。湖边浓密的植物对重金属不仅起到了过滤作用,而且像芦苇、水草、莲藕、美人蕉和柳树等植物的根茎可以很好地吸收并消化水中的污染物。进入湖泊的水变得清洁,使之恢复了自我净化的功能[2]。

海洋植物一般可分为3类,浮游植物、大型海藻、海洋种子植物共一万多种。目前在近海污染的植物修复中,研究应用最多的是大型海藻和红树植物。有研究发现红树植物对Pb、Hg、Ge、Cu、Zn等重金属有很好的吸附和固定作用,对某些放射性物质也具有吸收作用。它还可以有效地净化沉积物中的重金属,所富集的重金属70%~90%都储存在不易被动物消耗的根和树干部分。利用红树植物净化海域重金属污染是一种投资少而可行性高的治理途径[3,4]。此外,近海的一些海藻对Cu、Ge、Pb、Ni、Mn等重金属也有一定的吸收积累作用。如三角褐指藻对Pb、Ni具有较高的耐受力;海篙子对As和Sr具有超富集能力,对Mn、Ni、Cu和Pb也有较强的富集能力;海带对As的富集作用也很强[5]。

2.2 海洋藻类的生物修复技术

海洋赤潮生物原甲藻及其藻壁多糖对重金属离子的吸附作用可在30min内完成。研究表明,pH值是对其吸附作用影响较大的因素之一。适宜的pH值范围在5.0以上。

椭圆小球藻对Cu、Zn、Ni、Cr四种重金属的耐受性及富集作用的研究结果表明,该藻对Zn2+和Cr2+具有很高的耐受性和很好的去除效果[6]。对上述金属离子的吸附选择顺序为:Cu2+>Cr2+>Zn2+。小球藻吸附重金属离子的速度快,吸附容量大,其适宜的p H值为3.0~5.0[7]。

极大螺旋藻对6种重金属离子(Ag1+、Cu2+、Mn2+、Ni2+、Pb2+、Zn2+)的生物吸附作用的研究结果表明,当p H=5.5,重金属离子质量浓度为50mg/L,吸附时间为2h时,极大螺旋藻的吸附作用最强。它的吸附选择顺序依次为:Ag1+>Pb2+>Zn2+>Cu2+>Mn2+>Ni2+[8]。

钝顶螺旋藻对7种重金属离子(Pb2+、Cu2+、Ni2+、Cr2+、Ag1+、Hg2+、Co2+)的富集作用的试验研究发现:在一定浓度下,该藻对Pb2+的耐受力最强,对Ag1+和Hg2+敏感,对上述7种金属离子的吸附选择依次为:Pb2+>Cr2+>Co2+>Ni2+>Cu2+>Hg2+>Ag1+[9]。

另外,通过研究蓝藻对重金属的生物吸附作用,分别从蓝藻吸附重金属的生理生化特征、吸附性能、吸附剂的再生和固定及构建和筛选高吸附性能的蓝藻藻株等几个方面进行详细论述,得出蓝藻作为新型生物吸附剂具有广阔的前景。

2.3 微生物对重金属的修复技术

微生物对重金属产生作用的方式有3种:一是吸附作用。即微生物作为一种特殊的离子交换剂,其菌体细胞表面存在着各种离子基团,这些离子基因能够对重金属进行物理吸附和生物吸附。二是絮凝作用。一些微生物能产生具有絮凝活性的代谢物如多糖类、蛋白类的高分子物质。这些物质含有多种官能团,分泌到细胞外能使水中的胶体悬浮物互相凝聚沉淀。到目前为止,已开发出的对重金属离子有絮凝作用的生物有细菌、霉菌、放线菌、酵母菌和藻类等12个品种[10]。三是生物化学反应。微生物通过氧化-还原、甲基化和去甲基化等生化反应将毒性重金属离子转化为无毒物质或将其沉淀。此过程与代谢和酶密切相关。硫酸盐生物还原法就是一种典型生物化学法。

利用微生物技术修复污染水体是一项极为复杂的系统工程。针对当前严重的污染情况,应当积极开发微生物资源、改良原有物种、寻找发现新物种。针对特定的微生物建立高效的反应器,优化处理工艺和运行条件,进一步扩展微生物修复的范围,将微生物修复技术和各种物理化学方法综合起来利用。

结语

生物修复法具有成本低、效益高、无二次污染、有利于生态环境的改善等诸多优点,成为治理被重金属污染的水体的首选方法。理论与实验室的论证都已经说明了它的可行性,但针对具体水环境,治理起来还存在一定的难度。面对复杂的水体,往往同时需要充分利用自然界中的微生物与动植物的协同净化作用,并辅之以物理、化学方法。从而建立起完整的循环体系,实现重金属的有效治理。

摘要：近年来,我国水体中的重金属含量呈逐年上升趋势,已经严重威胁到人们的健康。生物修复技术作为一种治理方法可有效地解决重金属污染,从而降低因重金属超标而引发的各种疾病及一系列环境问题。其价格低廉、效果显著,越来越受到人们的重视。

关键词：水体,重金属,生物修复

参考文献

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[4]郑逢中,林鹏.红树植物秋茄幼苗对镉耐性的研究[J].生态学报,1994,14(4):408-414.

[5]康士秀,沈显生,黄宇营,等.青岛藻重元素富集特性的SR2XRF分析及对海洋环境监的应用[J].光谱学与光谱分析,2003,23(1):94-97.

[6]浩云涛,李建宏,潘欣,等.椭圆小球藻对四种重金属的耐受性及富集[J].湖泊科学,2001,13(2):158-161.

[7]吴海锁,张洪玲,张爱茜,等.小球藻吸附重金属离子的试验研究[J].环境化学,2004,23(2):173-177.

[8]刘慧君,龚仁敏,张小平,等.极大螺旋藻对六种重金属离子的生物吸附作用[J].安徽师范大学学报,2004,27(1):68-70.

[9]陈必链,吴松刚.钝顶螺旋藻对七种重金属的富集作用[J].福建师范大学学报,1999,51(1):81-85.

水体生态修复 篇6

富营养化引起水生生态系统失衡的机理是:富营养化的体中氮磷含量较高, 高水平的NP因子与光照、水温等环境因素综合作用在一定条件下会引发水华暴发, 进而导致水体溶解氧大量消耗, 水体透明度下降, 有些藻类还会产生影响其它水生生物的生长和繁殖的有毒物质, 破坏生境的平衡引起水质恶化。N、P的升高使得湖泊的类型有草型转变为藻型, 而藻型湖泊由于其N、P的循环速度极快会打破原生态系统的平衡引起水生环境的退化。

水生环境退化的重要表现就是, 其水生植被的退化。水生高等植物在湖泊系统生态系统中有重要的生态功能, 水生植物的消退与过量生长都会导致湖泊生态系统的不稳定。有研究者认为良性的湖泊生态系统要求:水生植物的生物量要大于1000g/m2, 覆盖度要大于30%。同时不同类型水生植物间的合适比例对于维持水生态系统的稳定也有重要意义。

总而言之, 我国水体富营养化问题严重, 由其所引发的各种环境社会问题已经引起人们的关注。同时, 水体富营养化对水生植物的生长而言是灾难性的, 它导致大面积水域的水生植被退化, 特别是沉水植被。

1 富营养化水体N、P含量对沉水植被恢复影响研究进展

我国水体富营养化问题严重, 同时由其所引发的各种环境社会问题已经引起人们的关注。水体富营养化对水生植物的生长而言是灾难性的, 它导致大面积水域的水生植被退化, 特别是沉水植被。对富营养化水体对沉水植物重建的研究主要集中在:沉水植物与富营养化水体中N的关系、沉水植物与富营养水体中P的关系和利用沉水植被修复富营养水体技术等方面。

1.1 水生植物对水体中N的关系

富营养水体中的氮形态包括:硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮和有机氮等。不同的物种对不同形态的氮有不同的响应。总体而言, 在较低浓度范围内, 氮盐的增加可以促进水生植物的生长。但当浓度过高时则会对水生植物的生长产生抑制作用甚至导致其死亡。即对于每个物种而言都有促进其生长的合适的N盐浓度范围。相关的研究进展如下:

叶春等使用NH4NO3作为氮源, 对马莱眼子菜、苦草和黑藻进行了45天的水培实验, 研究不同总氮浓度对三种沉水植物生长的影响, 发现当以NH4NO3作为氮源时, 在2-16mg/L浓度范围内, 三种沉水植物的生物量均显著增加且马来眼子菜生物量增量最大, 苦草次之, 黑藻最小。同时三种植物的株高和鲜重与总氮浓度正相关, 而根长则表现出相反的规律。

金相灿等通过狐尾藻和黑藻研究水体氮的浓度和形态对沉水植物的光合特征影响, 发现黑藻在总氮低于4mg/L、狐尾藻在总氮低于3mg/L时, 其各个光合特征指标随总氮浓度的增加而增大, 即在此范围内总氮的增加有利于植物体光合作用的进行。如果总氮含量超出这个范围会对着两种沉水植物的光合作用产生抑制。结合我国的湖泊氮浓度水平, 研究者认为大部分湖泊中的氮素不会对这两种沉水植物的光合作用产生直接危害, 但由于水生植物对于氮形态的喜好不同, 所以在富营养水体修复过程中, 应根据水质条件选择合适的先锋物种。

水体中的氮盐含量对水生植物的生长有影响, 同时水生植物对水体氮盐的形态转换亦会发生影响。王圣瑞等在室内模拟条件下研究沉水植物黑藻对水-沉积物界面的氮形态影响发现:水体中氮不同形态含量的顺序为:有机氮>氨氮>硝态氮, 其中氨氮为主要的可交换态无机氮。沉水植物黑藻并没有该变这种形态格局, 但降低了硝态氮和氨氮的扩散通量。

1.2 水生植物对水体中P的关系

水体中适量的磷盐可以促进水生植物的生长, 但磷含量过高会使藻类过度繁殖进而引起水质条件的恶化, 影响水生植物特别是沉水植物的生长。磷是影响水体中藻类生长的重要生长因子, 按其来源可分为外源性磷和内源性磷。在富营养湖泊修复过程中, 当控制好外源性磷之后, 内源性磷的治理就成为治理的重点。而内源性磷主要集中在富营养的底泥中, 对于底泥磷释放的研究对湖泊修复就显得尤为有指导意义。

关于水体中磷盐含量与沉水植物生长之间关系的较多, 研究结果显示外源性磷增加会使得磷在上覆水和底质的分配比例趋于平衡, 同时外源性磷形态决定平衡点。同时沉水植物对磷在底质和上覆水中的分配有重要影响, 而底质的吸附作用则对磷分配影响相对较小。

底泥中磷的释放设计物理、化学、生物等多方面的相互作用, 是一个复杂的过程。姜敬龙等分析认为:溶解氧、温度、PH值、扰动是主要的物理环境影响因子。而沉水植物则是影响底泥磷释放的一个重要的生物因子。胡俊等研究苦草和狐尾藻对沉积物中不同磷形态间转化的影响发现:沉水植物能够有效降低沉积物中的磷含量, 但对其形态并不产生影响。吴振斌等在武汉东湖的大型围隔系统中研究沉水植被对水体营养盐水平的影响, 经过一年的实验周期发现:沉水植物苦草、菹草、狐尾藻重建后水体的氮磷含量水平明显降低, 并认为恢复水生植被, 特别是沉水植被可以有效降低营养盐循环速度进而抑制浮游植物的过度生长。

2 利用沉水植被修复富营养水体技术问题

关于沉水植物修复技术的研究涉及的问题较多例如:水体营养盐最优氮磷比的确定、沉水植被修复植物收获问题以及修复先锋物种的选择和不同水生植物的搭配问题。文明章等研究富营养水体中不同的氮磷比对苦草生长的影响发现:当水体营养浓度不对苦草产生胁迫时, 较12.5:1和50:1, TN/TP为25:1时, 苦草的生物量增长速度最快, 生长状态最好。

湖泊底质积累的磷通常远大于水体在的磷含量, 有些湖泊中底质中的磷含量含量可以高达水体中的100倍, 所以即使切断了外源性的磷, 内源性的磷释放控制任务依然艰巨。陈春花分析武汉东湖底子磷释放, 认为东湖底泥磷释放对水体磷水平的贡献达25%, 并预测在无外源性磷输入情况下, 东湖的内源磷释放会使得水体在近20年内保持高的磷含量水平。

校园景观水体与生态驳岸 篇7

关键词：校园,景观水体,生态驳岸

在打造校园景观时,人工湖的布局显得尤为重要:水是生命之源,水给校园带来灵气,校园绿地、园林、建筑小品多以人工湖为中心,人工湖是现代化校园的重要基础设施,往往起画龙点睛作用。在校园水景观建设中,要充分围绕“露水、亲水、净水、活水”进行。通过蓄水净化、清淤理污、砌坎驳岸、栽树植绿达到预期目的。将河道、岸地、植物、园路、灯光、建筑等整体布局,建设与校区整体景观相和谐的滨水公园、戏水平台、亲水广场,营造一个碧水绿岸、亲近自然、天人合一、放飞心境的校园活动空间。但我国是一个干旱缺水严重的国家,这样看来,雨水就是校园景观水体的理想水源。

故校园雨水的积蓄与利用是一个重要课题。校园的雨水利用有兴利除害的双重功能,一些发达国家重视中水利用,以减少自来水的浪费。校园景观用水对雨水资源的利用关键在于如何采取措施就地吸收和利用降雨后产生的水流,减少雨水流失量,同时进行净化与调节。校园雨水利用系统是指对校区降雨进行收集、处理、储蓄、利用的一套系统。

1 景观水体成为人们的热点需求

1)景观水体之所以深受人们喜爱,自然是源于水本身的特性。水是极有灵气的造景元素,往往能起画龙点睛和妙笔生花的作用,同时能充分体现出其秀美而活泼的特性。亲水是人们的天性,水体的开发利用能创造出令人心旷神怡、美不胜收的意境。

2)扬州职业大学是现代大学城水环境设计的成功范例之一。该项目占地面积540 000余平方米,一期10 000余平方米的人工湖贯穿其中。校区内空气清新,创设了一个以水为主角的主题生态校区。水景设计方面注重利用水景、植物等多种造景元素,通过不同的水景处理方式诠释“天人合一”理念,更着力打造生态驳岸水景,做到诸多环境要素和谐共生。水景设计注重美学感受营造,在有限资源条件下建立优美的自然环境和开放空间,营造诗意、画意、情意的情感氛围。校园景观作为文化精神传承的重要载体,对大学生文化素质的培养有着不可忽视的促进作用。优美的校园环境在潜移默化地影响着师生员工的心灵,丰富着学生的情趣和审美能力。校园景观设计要时时处处体现“以人为本”的理念。

3)近年来,随着生活水平的提高,亲水型学习、生活环境成为大学校园的热点需求,水景存在的问题也逐渐显露出来,如补充水源、处理成本、后期管理等方面会存在一些不尽如人意之处。人工湖的治理和管理也越来越受到人们的关注。

2 景观水体设计理念和原则

水景设计的要点一为水质,二为水形。校园景观水体建设应以体现校园特色、反映校园文化及体现时代精神作为规划设计的出发点,立足创造具有时代感的、生态的和文化的景观。在具体的规划设计中应把握四大原则。

2.1 坚持生态化原则

把握人与自然的设计主题,体现人与自然和谐融合。

2.2 坚持自然化原则

要依地就势,突出生态主题。既要考虑到施工的可操作性,又要考虑景观和生态的要求。

2.3 坚持整体性原则

把景观水体作为一个有机整体,各阶段相互衔接并呼应,各具特色,浑然天成。要使景观水体周边空间成为最引人入胜的空间。提倡生态型驳岸设计,推荐种植以池杉、水杉、相思或垂柳、灰柳为代表的湿地树木类,以菖蒲、毛茛、薄荷、慈姑为代表的湿生植物类,以芡实、白睡莲、菱角、金银莲花为代表的浮叶植物类和以穗花狐尾藻、黑藻、大茨藻为代表的沉水植物类,充分利用各类植物稳固土壤。

2.4 设计岸线曲线时要注重满足水流平稳运动的要求,以构建稳定的生态型水体驳岸

1)构建生态水景,模拟自然生态环境,充分利用水体自净作用。

2)做好技术经济分析工作,在水景要求和绿色环保之间寻找最佳平衡点。

3)打造生态驳岸,力求社会效益和生态效益双丰收。

传统的护坡和护岸结构往往采用生硬的护坡结构,隔绝了生物特别是微生物与大地的接触,致使水体天然的自净能力遭到破坏,加之水流不畅,水体不能得到及时的补充和更新。

生态学原理处理水体主要有3条途径:a.打造生态驳岸。b.向水体投放优势菌种和特种水生生物来提高水体的自净容量。c.适时从水体中取出过多的水生动植物,以保持水体中各种群数量均衡。

三条途径相辅相成。第一种途径为先天优势,显得尤为重要。生态水处理的优越性显而易见:无需过滤,降低设备的运行费用和设备的维修保养费;无需专人管理;整个水体自身调节能力增加,水质可通过自身生态作用进行调整。

3 景观水体处理现状

传统硬质驳岸弊端太多,故不要再大量使用现浇混凝土、混凝土板、浆砌石等阻断水和空气交换的硬质护坡材料,改用干砌石、卵石笼、大块石等更为通透的材料来防止水流的冲刷,并可在这些材料之间和表面覆土,促进植物的生长。单一使用物理、化学法处理景观水体,往往治标不治本。过不了多久,则又会出现“死水一潭”,这会让人们惟恐避之不及,哪有景观可言。因此,在打造景观水体的同时,更要注重不断对水的补充、排泄、循环、净化等一系列问题进行综合考虑,未雨绸缪,才能真正做到“绿色”与“生态”。

4 采取多种有效措施,打造绿色生态景观水体

1)在不同的水体环境,布置各种不同的动植物,形成人工湿地。

2)以瀑布、涌泉作为动力,创造水位高差,让水体自然循环流动,产生动态水景观;增加水体与大气、驳岸的接触,提高含氧量。

3)注重缓坡入水,掌握绿化混凝土植被护岸的构造原理、技术要点和植被选择要点,特别重视利用“土工格室”“植物生长砌块”“火山岩植生材料”等新型材料。

a.土工格室伸缩自如,运输时可缩叠起来,使用时张开并可填充土石或混凝土料,构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体。它可铺设在坡面上构成坡面防护结构,施工也很方便。b.土工格室的特性:材质轻、耐磨损,化学性能稳定、耐光、耐氧、抗老化、耐酸碱,适用于不同土质条件;较高的侧向限制和防变形作用;改变土工格室高度、焊距等几何尺寸可满足不同的工程需要;伸缩自如,运输体积小;连接方便、施工速度快;抗拉强度高、抗老化性能好、与土料融合性好。c.土工格室的应用:用于水体治理三面立体方格加强填方的力量,防止水土流失及加载重力,可以减少施工成本并允许过水体的设计符合各种土质条件;用于支撑管路及雨水道可使管道的基础更加坚固,施工简便,减少开挖,不必铺设过量的石块,可长期防止局部塌方。

4)注重控制水流使之不冲不淤,并可掘井促其上下循环。

5)注重采用植物护坡,可采用木桩与植物梢、棍相结合的护岸形式,或在坡面分层栽种柳条等植物,形成以植物为主的护坡法。明代治河名臣刘天和创立的“治河六柳法”,即卧柳、低柳、编柳、深柳、漫柳、高柳方法,就很值得借鉴。可选定合理水面标高,用开挖水渠及缓坡的土方,堆叠地形,分隔空间,改善种植条件。

6)引导雨水沿着起伏地形渗透、流淌,汇集成河,并在出口处设溢水、单向阀门,干旱缺雨季节,以人工办法补充水源。

7)在流域附近的绿地,采用自然水灌溉,形成水的生态良性循环。有效利用雨水是绿色生态的重要标志,更是建筑节能减排的重要课题之一。

8)滨水空间的处理与竖向设计。

滨水绿地空间的设计往往要兼顾周边空间景观和水面景观。竖向设计要考虑带状景观序列的高低起伏变化,利用地形堆叠和植被配置的变化,在景观上构成优美多变的林冠线和天际线;在横向上,需要在不同的高程安排临水、亲水空间,滨水空间的断面处理要综合考虑水位、水流、潮汛、交通、景观和生态等多方面要求。各层空间利用各种手段进行竖向联系,构成立体空间体系。

滨水绿地陆域空间和水域空间通常存在较大高差,由于景观和生态的需要,临水空间可采用以下4种断面形式进行处理:

a.自然缓坡型:适用于较宽阔的滨水空间,水陆之间通过自然缓坡地形,形成自然生态,开阔舒适的滨水空间。b.台地型:对于水陆高差较大,绿地空间又不很开阔的区域,可采用台地式弱化空间的高差感,形成内向型临水空间。c.挑出型:对于开阔的水面,通过设计临水或水上平台、栈道满足人们亲水、远眺观赏的要求。d.引入型:水体引入绿地内部,结合地势高差关系组织动态水景,构建景观节点。

9)校园雨水的调蓄利用是校园节水的方向之一。

校园道路、广场和停车场是良好的雨水收集面,雨后自然产生径流。只要修建一些简单的雨水收集和蓄存工程,就可以将雨水资源化用于维持校园的水体景观,也可以在集蓄水池基础上进行装饰,建设美观的喷泉,可解决喷泉用水和绿地用水的矛盾。

实行雨污分流制分流后的雨水经排水管道流出,排入排泄点,如人工湖、蓄水池等。用于保持和改善校园的生态环境。

5 勇于实践,积极参与节能减排技术普及服务平台课题建设

1)扬州职业大学按照“高起点规划,高强度投入,高标准施工,高质态运作”要求,已建成并投入使用的一期工程有10 000余平方米人工湖。该校师生有多人积极参与现场施工与管理,积累了大量的第一手资料。该校主要考虑将雨水处理后作为景观补给水。课题《校园景观水体水质保持技术研究》为已立项的江苏省扬州市节能减排技术普及服务平台课题的子课题。

2)利用雨水的循环途径打造流动水体景观。在利用雨水打造校园水体景观时,要充分利用水体循环的自然规律,利用雨水循环的自然排水系统,规划场地时首先要考虑不破坏雨水渗流的自然条件,建设项目应与原有的生态环境相融,在新环境条件下尽快达到新的生态平衡,设法解决水景常见问题。围绕“建筑节能减排”,结合生产生活实践,力争发明创新,为了节约能源、资源,为了保护环境、减少污染排放,大力攻关,大力推广应用成熟的发明成果。打造生态驳岸、生物浮岛,广泛采用环境友好型材料,种植水生植物,形成类似自然天成的人工湿地生态环境。

3)该项目的研究,将有利于推进扬州市节能减排技术普及服务平台建设,其社会效益尤其是环境保护与资源利用效益是十分显著的。

参考文献

[1]郭怀成,王金凤,刘永,等.城市水系功能治理方法及应用[J].地理研究,2006,25(4):596-605.

[2]蔡强,宋鸣笛.诗意、画意、情意——现代住区水环境设计[J].城市环境设计,2004(3):10-12.

[3]周建东,黄永高.我国城市滨水绿地生态规划设计的内容与方法[J].城市规划,2007(10):63-68.

[4]张谊.论城市水景的生态驳岸处理[J].中国园林,2003(1):35-36.

[5]程晓山.城市公园水体的生态型驳岸设计——以佛山中央公园为例[J].广东园林,2006(1):20-22.

[6]付军.论中国城市滨河区景观规划设计的生态方法[J].北京农学院学报,2006(4):18-20.

水体生态修复 篇8

关键词 水生植物；水体景观；生态平衡

中图分类号：Q948 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）21--02

水生植物在水体景观的生态设计中起着不可忽视的作用，水生植物可以有效的净化水质，对于水体景观的水质具有极大的保护作用[1]。水体景观的生态设计中对于水质的要求比较严格，要想促进和维持水体景观的长期发展，必须要利用水生植物的净化作用，对于这些水生植物要进行合理的规划应用[2]。

1 水生植物的概况

水生植物（Aquatic Plants）一般是指能够长期在水中或水分饱和土壤中正常生长的植物，如水稻、红树林、莼菜、睡莲、布袋莲、水蕴草及满江红等。以在水中分布状况划分，可再细分为沉水植物、浮水植物、出水植物3类。如荷、莲、石花葵及水草等[3]。广义的水生植物包括所有沼生、沉水或漂浮的植物。依据植物旺盛生长所需要的水的深度，水生植物可以进一步细分为深水植物、浮水植物、水缘植物、沼生植物和喜湿植物。

水生植物是出色的游泳运动员或潜水者。它们常年生活在水中，形成了一套适应水生环境的本领。它们的叶子柔软而透明，有的形成为丝状（如金鱼藻）。丝状叶可以大大增加与水的接触面积，使叶子能最大限度地得到水里很少能得到的光照和吸收水里溶解得很少的二氧化碳，保证光合作用的进行[4]。水生植物另一个突出特点是具有很发达的通气组织，莲藕是最典型的例子，它的叶柄和藕中有很多孔眼，这就是通气道。孔眼与孔眼相连，彼此贯穿形成为一个输送气体的通道网。这样，即使长在不含氧气或氧气缺乏的污泥中，仍可以生存下来。通气组织还可以增加浮力，维持身体平衡，这对水生植物也非常有利[5]。水是生命的摇篮。在水生环境中还有种类众多的藻类及各种水草，它们是牲畜的饲料、鱼类的食料或鱼类繁殖的场所。开发水生植物资源必须坚持科学，不能盲目发展，尤其是对外来水生植物的引进上，必须注重生态平衡，这样才能真正对国民经济起好的效果和作用。

2 水生植物的净化作用

水生植物的净化有自身的净化系统，水生植物净化系统是将污染湖水或河水引入现存的湿地塘或以创建的湿地塘中，通过水生植物对污染物的拦截作用、水生植物根系形成的微生物膜对有机质的降解作用和植物本身对营养盐的吸收作用而去除污染物，挺水植物具良好的遮光作用，可有效抑制藻类的增殖，净化后的水重新排回湖泊或河流[6]。

水生植物净化作用主要是净化塘，净化塘是某一种水生植物在其中占有绝对的优势来组成的一种特殊的水生生态系统，在这个系统中水生植物群体通过沉降、阻滤、吸附等作用来进行污水进化。这些水生生物通过自身的根系、茎进行吸收，把污染成分变成营养物质，或者分解转化有害物质，在那些污染严重的水体中种植大量的具有较强净化能力耐污染的水生植物，使这些水生植物通过自身的生命活动除去水中的污染物质，恢复水体原有的养分。这些水生植物通过自身的光合作用还可以释放出氧气，增加水体中的溶解氧的含量，达到改善水体水质、降低或者消除污染的目的。这些水生植物可以选择浮萍、水葱、凤眼莲等。

3 水体景观生态设计中水生植物的应用

水生植物在水体景观生态设计系统中具有重要的意义，它的存在不仅可以美化环境，具有欣赏价值，还可以改善水质、净化水体、改善生态环境，促进水体景观的可持续发展。

水体景观应该具有一个完整的生态系统，在进行设计、建造时要从全局出发，全面、综合的进行设计建造，设计出具有自身特色的水体景观。在进行水体植物的规划、选择时应该考虑到自身的地域环境、气候条件来进行水生植物的选择，并且要依据和谐统一、均衡发展的原则进行布局，在生态环境承载力的约束下形成一个稳定的生态结构，不断地利用水生植物的净化作用来发挥水体景观的生态作用。

4 水生植物应用时的注意事项

水生植物对于水体景观的影响重大，要想充分的發挥利用这些水生植物的净化作用，在进行景观设计时需要考虑以下几点。

4.1 注意水生植物的季节性变化

自然界的生物都有自己的生命周期，都会随着季节而发生一定的改变，水生植物也不例外。在进行水体生态景观的规划时，一定要根据这些水生植物的季节性进行选择，错开水体植物的生长周期来搭配，这样可以保持水体景观的多样化，充分实现水体植物的美学效果和水体净化功能。

4.2 注重水体植物的养护管理

在水体景观生态设计时要充分的考虑水生植物的选择和利用，这些水生植物不仅可以增加景观的欣赏性，还可以充分的净化水源，防止水资源的恶化。但是，在这些景观规划时还要考虑到水生植物自身的养护和管理，不能只用不养，这会导致生态系统的失衡。因此，一定要注意水生植物的管理工作，避免出现二次污染的情况，保持生态系统的平衡。

水生植物是水体景观设计中不可或缺的一部分，它不仅可以丰富水体景观内容，还可以净化水质，保护生态系统。因此，在进行水体景观的规划设计时，要合理的利用这些水生植物，并且注意水生植物的养护管理，只有这样才能维持生态系统的平衡，实现可持续发展。

参考文献

[1]柳骅.水生植物的净化作用及其在水体景观生态设计中的应用研究[D].杭州：浙江大学，2003.

[2]李妙.水生植物的净化作用及其在长沙市居住区水景中的应用研究[D].长沙：湖南农业大学，2008.

[3]储荣华.水生植物的生态和景观应用[D].苏州：苏州大学，2010.

[4]黄喆.南宁市青秀山玫瑰湾水生植物景观设计[D].长沙：中南林业科技大学，2013.

[5]唐丽红.城市景观水体适宜水生植物筛选与配置研究[D].上海：华东师范大学，2013.

[6]杨立红.水生植物对富营养化水体净化能力的研究[D].哈尔滨：东北林业大学，2006.

水体生态修复 篇9

通过单独与混合培养实验,结果显示在适宜营养水平下,水网藻对氮、磷有较强的富集吸收能力;而来自微藻生长竞争的压力会促使水网藻对营养物的.生态幅变窄,满足其最佳生长所需要的PO43- -P从0.085mg/L降低为0.024mg/L;并且其富集磷的能力也大为降低.在利用水网藻进行富营养化水体修复或净化水质时,这种生物之间的抑制现象必须引起重视.

作 者：刘德启 由文辉 李敏 李刚 牛明改 LIU De-qi YOU Wen-Hui LI Ming LI Gang NIU Ming-gai 作者单位：刘德启,LIU De-qi(苏州大学化学化工学院,苏州,215006;华东师范大学环境科学系,上海,63)

由文辉,YOU Wen-Hui(华东师范大学环境科学系,上海,200063)

李敏,李刚,牛明改,LI Ming,LI Gang,NIU Ming-gai(苏州大学化学化工学院,苏州,215006)