佛山市高明区环境保护科学研究所 广东佛山 528500
摘要：随着社会经济的迅猛增长，城市化进程的不断推进，水污染防范治理基础设施建设严重滞后，经济发展与水资源保护的矛盾越来越突出。为贯彻落实十八大关于大力推进生态文明建设的要求，深入推进水污染防治工作，进一步提升水环境质量，文章针对佛山市高明区三洲大涌水生态修复技术进行了研究，为同类河涌整治工程提供参考借鉴。
关键词：河涌整治；水生态；修复技术
河流污染的综合治理即是借鉴天然水体的自净原理，通过人为方式控制点源污染排放，加强面源污染治理，清除河道内源污染，利用边坡防护和生态修复等手段控制和削减进入水体的污染物，恢复流动水体的自净能力，营造河流生态系统的良性循环。“十一五”期间，农业、环保、水利等相关部门积极推进农村生活污水处理工作，投入了大量专项资金用于建设农村污水处理设施和污水收集系统。广东水环境质量总体保持良好，局部区域水环境质量虽有所改善，但水污染防治形势依然严峻。
1 佛山市高明区三洲大涌现状
三洲大涌是贯穿高明区荷城街道的三洲片区河流，总长约5823米，清淤后最宽处为20m，平均河宽约为15m，深度约为1.0m，水面面积约为90，000m2。上游通过闸门与高明河连接，其中贯穿三洲旧城区部分长约1630米。据现场调查可知，三洲大涌水量少、流速较慢，自净稀释能力弱，而且缺乏有效的排水管道，居民生活用水、工厂（附近有沧江工业园，工业园内入驻佛山市海天调味食品股份有限公司等公司）污水没有经过集中收集处理就排入三洲大涌，对大涌造成较大的污染，发黑发臭相当严重，严重影响了三洲旧区的生活环境。三洲大涌水质监测结果详见表1。
从水质分析的结果可知三洲大涌属于劣V类水。
2 污染源分析
2.1三洲大涌及其周边沿岸点源污染
该河段周边点源污染主要为周边的居民、饮食、娱乐等服务业的生活污水和沧江工业园的工业废水。生活污水和工业废水的主要排向为第Ⅱ区域。
2.2 干湿沉降
大气沉降污染不可避免：随着城市化的快速发展，大气污染日趋严重，根据相关研究表明，降雨对不同粒径的颗粒物都有很高的去除率，普遍达到50%以上。大气中的营养物质会随着降尘和降雨带入湖中，降雨和降尘中含有的氮、磷浓度随地区特性不一样而变化，但其影响对于景观水而言是不能被忽略的。据有关资料，初期雨水中的磷浓度一般为0.038～0.250mg/L左右，氨氮浓度约为0.11～4.90mg/L。因此景观水体不可避免地将面临严峻的大气沉降污染，该污染源以面源污染的形式每年持续将主要富营养元素氮、磷带入水中溶解，从而进一步影响现有水质，这也是为什么户外景观水体在无其它外来污染源的情况下水质依然恶化的主要原因。
2.3交通污染
三洲大涌该河段两岸车流量较大，这给自身净化能力极其有限的湖区带来了不可忽略的污染影响。据有关监测统计，公路桥面初期雨水径流水质SS—105～2200mg/L，COD—106～1486mg/L，BOD5—16～253mg/L，总Pb—0.15～0.77 mg/L，总Zn—0.15～1.34mg/L。
2.4内源污染物污染
三洲大涌正在进行清淤活动，但是，采用机械清淤，清淤不彻底且易产生二次污染。三洲大涌底泥中的氮磷含量显著高于水体中氮磷含量。水体底泥中的氮磷营养盐会持续向水体中释放，是三洲大涌水体的主要污染源之一。
2.5周边面源污染
三洲大涌是一个全开放式的环境，周围存在大量的潜在污染源，如周边农地使用的农药、肥料等都能通过地表径流汇入三洲大涌。
3 河涌生态修复技术
本工程针对第Ⅰ区域及第Ⅱ区域的不同特点选择不同的技术方案，第Ⅰ区域将采用“生态浮岛+食藻虫引导水体生态修复技术+微生物”来进行治理，第Ⅱ区域将采用以“曝气复氧+人工水草+微生物”为主的生态修复技术来进行治理。
3.1 生物浮岛技术
生态浮岛是一种主要运用无土栽培技术原理，以高分子材料为载体和基质，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。
通过浮床植物在生长过程对水体中N、P等植物必需元素的吸收利用，以及植物根系和浮床、基质等对水体中悬浮物的吸附作用，富集水体中的有害物质，与此同时，植物根系通过泌氧和释出大量能降解有机物的分泌物，可加速有机污染物的分解，随着部分水质指标的改善，尤其是溶解氧的大幅度增加，为好氧微生物的大量繁殖创造了条件，通过微生物对有机污染物的进一步分解，使水质得到进一步改善，最终通过收获植物体的形式，将N、P等营养盐以及吸附积累在植物体内和根系表面的污染物搬离水体，使水体中的污染物大幅度减少，水质得到改善，并为水生生物的生存、繁衍创造有利的生态环境条件。详见图1。
根据我公司以往的工程案例及生态浮床设置在具有泄洪排洪功能的河涌上经验考虑，为保证生态浮床在流速在0.2～0.6m/s水力条件下浮床的稳定性，我们设计以2-5个浮床串联为一组，通过固定杆或尼龙绳连接浮床进行安装和固定。
浮岛植物选用净化能力强、观赏度高的水生植物进行搭配，如菖蒲、旱伞草、水生美人蕉、黄花鸢尾、花叶香蒲、千屈菜、水葱、再力花等。
水生态修复技术先进行前期预处理创造适合沉水植物种植的环境；然后进行沉水植物种植恢复水底植被；在水生态系统修复前期，投加微生物和驯化食藻虫，浮游动物吞噬水体中原有的藻类、腐屑等悬浮物，与微生物一道将其分解成无机盐和水，能快速使水体透明度提高，为沉水植物生长创造条件。生态系统构建完成后，鱼类成为食藻虫的捕食者，对其数量进行控制，因此食藻虫不存在任何生物安全隐患。
系统修复中期，种植的沉水植被开始发挥作用，使水体中的营养成份逐渐被植物所吸收，并转化成植物体成分；沉水植物通过光合作用吸收CO2转变成葡萄糖储存在植物体内，同时产生大量氧气直接释放到水中，使水体中的悬浮物被氧化分解（详见图3）。此外，沉水植物通过输导组织把大量的溶解氧通过根部释放进入底泥，使淤泥中的氧化还原电位升高，促进底栖生物及微生物的繁衍，进一步促进水体生态系统恢复多样化，使水体保持稳定清澈状态。
生态治理后期及生态系统建成后，通过沉水植被的根系，吸收淤泥及水体中的养分，同时，其根系还可以固化淤泥和阻隔深层淤泥向水中释放营养物，通过养殖适量的鱼、虾、螺、贝类等水生动物，食用部分水生植物，实现水体中营养向可食用性动物蛋白的转化，最后通过收割沉水植被及捕捞鱼类，使水中的营养物质转移到岸上，使水体中营养物逐渐减少，水质更加清洁，在简单的维护下长期保持良好的状态。
3.3 河涌曝气复氧技术
水体复氧直接影响到水中有机污染物的迁移、扩散、降解直至整个水体的自净过程。河道曝气复氧是城市河涌水体复氧的重要方式，曝气方式和曝气设备的选择对黑臭河涌治理工程具有重要意义。
对于已经污染、黑臭的河流，曝气复氧也可以消除水体中的黑臭，这已被实验室试验和工程实践所证实。其原理是进入水体的溶解氧与黑臭物质（如H2S、FeS等还原性物质）之间发生了氧化还原反应。由于黑臭物质的耗氧量是化学需氧量（CODCr）的一部分，这部分物质的去除亦可降低水体的化学需氧量。至于曝气复氧可以提高水体的溶解氧则是显而易见的。因此，向处于缺氧（或厌氧）状态的水体进行曝气复氧可以补充水体中过量消耗的溶解氧、增强水体的自净能力，改善水质。对于长期处于缺氧（或厌氧）黑臭状态的河流，要使其水生态系统恢复到正常状态一般需要一个长期的过程，水体曝气复氧有助于加快这个恢复过程。
3.4 人工水草
人工水草是对现有的多孔高分子材料进行改性、比选、优化而成。多孔材料除了具有很大的比表面积外，还带有正负表面离子。材料来源丰富，价格低廉，环境安全性好。
人工水草是更加适合微生物生长的载体；具有生物群种丰富、生长挂膜快、不易脱落、耐低温等优点。人工水草具有非常大的比表面积，使厌氧、兼氧、好氧微生物及藻类等生物群集，达到生物多样性之目的。人工水草－藻菌生物膜技术是一种可以应用于富营养水体水质改善的原位净化技术，不需要任何动力和能源，具较好的生态安全性。通过生物对有机污染物的硝化、反硝化降解有机污染物质，立体净化水体。
3.5 水体微生物净化技术
微生物是河道生态系统的重要组成，它们能将自然界中的动、植物的尸体残骸分解，将一些有害的污染物质加以吸收和转化，成为无毒害、无机化的物质。在多种微生物的协同作用下，达到净化河道水质目的。
Bio Plus高效复合菌制剂系列产品，含光合细菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌、硝化菌、沙雷氏菌等多种微生物菌体，主要选择自然环境条件下经人工筛选分离出来的特异性菌株，其核心是充分发挥有益细菌的作用对水中的污染屋进行转移、转化及降解作用，降低水中的污染物浓度；并协同分解水环境中的氨氮、亚硝酸等有害物质，保持水中的营养源不超标，有效抑制水体黑臭现象。一方面，光合细菌能利用光能和水中简单的无机物进行光合作用，固定水中的N和P等元素的同时，产生氧气，增加水中的含氧量，从而使水体得到净化和恢复。另一方面，投加的药剂能够减少水的表面张力，使空气的氧分子更容易进入水体之中，从本质上说，这种技术是对自然界恢复能力和自净的一种强化。
4 结束语
综上所述，治理后的三洲大涌水质改善，景观优美。本工程的建设能够满足相关政策及规划的要求，工程的实施将极大改善紫水河的生态环境，使其环境更加优美，景观功能得到极大的提升。因此工程的建设是十分必要且迫切的。本工程的建成将获得巨大的环境效益及社会、经济效益。
参考文献：
[1] 焦圆圆，黄奕龙，孙翔.广州市番禺区河涌污染成因及综合治理措施[J].中国农村水利水电.2009（10）
[2] 资源再造之——河涌淤泥固化技术应用与推广[J].水利水电技术.2011（02）
论文作者:谭志锋
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/15
标签：水体论文; 自净论文; 微生物论文; 水质论文; 植物论文; 污染物论文; 技术论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;