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摘要：本文从河流黑臭的形成原因出发，就生态治理技术的微生物和水生植物等对降低河道污染物指标的重要作用进行了全面的分析与论述，希望能够为改善河道的生态环境提供一些理论和技术上的参考支持。
关键词：黑臭河道治理；生物修复技术；实施方案；技术运用
一、河流黑臭的形成原因
1.1有机污染物污染
随着我国工业化进程的不断推进，工业废水以及生活污水的排放使得河流中的有机碳污染物以及含磷化合物的含量在不断增大，在有机物的分解阶段，耗氧量会大于复氧量，这就会出现水体缺氧的情况。因为厌氧微生物的繁殖使得有机物会产生大量的硫化氢，这样就会使得恶臭气体逸出水面，进入到大气，使得水体发臭。
1.2氨氮、总磷污染
在生活污水中，有机物在水体中会得到相对比较缓慢的降解作用，这会导致水体的DO降低。因为含氮有机物在实际的降解过程中，其耗氧量是相对比较大的，而氮磷物质以及碳水化合物在参与耗氧的过程中，就会使得水体中的DO大幅降低，进而造成水质恶化。
1.3底泥及底质的再悬浮
河流污染最为主要的特点就是其污染范围相对比较广泛，不仅包括水质，也同样包括河流底泥。因为水体中的污染物累积在河流的底泥内部，从某种意义上而言，底泥会随之排入河流内部，这样就会成为各种污染的主要归属。因为大量的底泥在物力以及化学的作用下，会与孔隙水发生交换，并向水中释放，这就会出现水体二次污染的情况，使得河流的水体出现黑臭的情况发生。另外，底泥为微生物的繁殖提供了良好的条件，蓝藻等物质也是水体出现恶臭的主要原因。沉积在河床底部的污泥，会因为河流的冲刷，引起底泥的悬浮，因为悬浮在河流中的底泥对水体存在着一定的致黑作用，主要的致黑成分为硫化亚铁，其本身的颜色使得河流致黑。另外，河流的扰动速度增加也使得河流的恶臭程度增加。
二、河道生态治理技术分析
2.1生态基
当有机污水与生物基介质流动接触，水中的悬浮物及微生物被吸附于固相表面上，其中的微生物利用有机底物而生长繁殖，逐渐在载体表面形成一层粘液状的生物膜。这层生物膜具有生物化学活性，又进一步吸附、分解污水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物。
生物基附着的好氧微生物以水中的有机物作为自身进行新陈代谢的基质（营养物），从而达到净化水体的目的。
生物基布置在河底不占据空间且不影响美观效果，且生物基材料环保，可持续性使用很多年。
物质的传递过程：
（1）空气中的氧溶解于流动水层中，通过附着水层传递给生物膜；
（2）有机污染物则由流动水层传递给附着水层，然后进入生物膜；
（3）微生物的代谢产物如H2O等则通过附着水层进入流动水层，并随其排走；
（4）CO2及厌氧层分解产物如H2S、NH3、以及CH4等气态代谢产物则从水层逸出进入空气中。
2.2 水生植物系统
1）挺水植物群落
挺水植物：即植物的根、根茎生长在水的底泥之中，茎、叶挺出水面，常分布于0-1.5米的浅水处。常见的挺水植物有美人蕉、梭鱼草、菖蒲、鸢尾等，挺水植物根茎能吸收水底淤泥中的氮、磷等营养元素，从而达到净化水质的作用。
美人蕉：多年生草本植物，高可达1.5米，全株绿色无毛，被蜡质白粉。具块状根茎。地上枝丛生。单叶互生；具鞘状的叶柄；叶片卵状长圆形。总状花序，花单生或对生；萼片3，绿白色，先端带红色；花冠大多红色，外轮退化雄蕊2-3枚，鲜红色；唇瓣披针形，弯曲；蒴果，长卵形，绿色，花、果期3-12月。
梭鱼草：梭鱼草属多年生挺水或湿生草本植物，株高可达150厘米，地茎叶丛生，圆筒形叶柄呈绿色，叶片较大，深绿色，表面光滑，叶形多变，但多为倒卵状披针形。花葶直立，通常高出叶面，穗状花序顶生，每条穗上密密的簇拥着几十至上百朵蓝紫色圆形小花，上方两花瓣各有两个黄绿色斑点，质地半透明，5-10月开花结果。
再力花：竹芋科，再力花属多年生挺水草本植物。叶卵状披针形，浅灰蓝色，边缘紫色，长50厘米，宽25厘米。复总状花序，花小，紫堇色。全株附有白粉。花柄可高达2米以上，细长的花茎可高达3公尺，茎端开出紫色花朵，像系在钓竿上的鱼饵，形状非常特殊。
花菖蒲：是玉蝉花的变种。多年生宿根挺水型水生花卉。根状茎短而粗，须根多并有纤维状枯叶梢，叶基生，线形，叶中脉凸起，两侧脉较平整。花葶直立并伴有退化叶1-3枚。花大直径可达15厘米。外轮三片花瓣呈椭圆形至倒卵形，中部有黄斑和紫纹，立瓣狭倒披针形。花柱分枝三条，花瓣状，顶端二裂。蒴果长圆形，有棱，种皮褐黑色。花期6-7月，果期8-9月。以日本栽培最盛，己育出一百多个品种。
再力花 花菖蒲
2）浮水、浮叶植物群落
浮水、浮叶对于浅水湖泊的净化有着非常好的应用效果，其种植以及收获也同样是相对比较容易的，具备非常好的观赏价值，有着良好的经济效益。在一定的季节内，可以将其作为主要的支持系统。大型浮水植物有着良好的竞争优势，具备非常好的耐污性，是进行水体净化植物的主要选择。通过对浮水植物的配置，可以有效提升其净化效果以及景观效果，可以将其固定在水面上，根据水体的大小进行设计。
3）沉水植物群落
沉水植物：指植物体全部位于水层下面，仅在开花时花柄、花朵才有可能露出水面。它们的根有时不发达或退化，植物体的各部分都可吸收水体中的营养物质，包括氮、磷等，因此沉水植物的净水能力在水生植物中是最好的，这类植物的叶子大多为带状或丝状，如苦草、金鱼藻、狐尾藻、黑藻等。
马来眼子菜 黑藻
金鱼藻：是金鱼藻科金鱼藻属、多年生草本的沉水性水生植物，别名细草、软草、鱼草。全株暗绿色。茎细柔，有分枝。叶轮生，每轮6-8叶；无柄；叶片2歧或细裂，裂片线状，具刺状小齿。花小，单性，雌雄同株或异株，腋生，无花被；总苞片8-12，钻状；雄花具多数雄蕊；雌花具雌蕊1枚，子房长卵形，上位，1室；花柱呈钻形。小坚果，卵圆形，光滑。花柱宿存，基部具刺。花期6-7月，果期8-10月。
狐尾藻：别名：轮叶狐尾藻，小二仙草科、狐尾藻属多年生粗壮沉水草本。根状茎发达，在水底泥中蔓延，节部生根。茎圆柱形，多分枝。水上叶互生，披针形，较强壮，鲜绿色，裂片较宽。秋季于叶腋中生出棍棒状冬芽而越冬。苞片羽状篦齿状分裂。花单性，雌雄同株或杂性、单生于水上叶腋内，花无柄，比叶片短。雌花生于水上茎下部叶腋中：淡黄色，花丝丝状，开花后伸出花冠外。果实广卵形，具4条浅槽，顶端具残存的萼片及花柱。
马来眼子菜：马来眼子菜为多年生沉水草本。根茎发达，白色，节处生有须根。茎圆柱形，直径约2毫米，不分枝或具少数分枝，节间长可达10余厘米。果实倒卵形，长约3毫米，两侧稍扁，背部明显3脊，中脊狭翅状，侧脊锐。花果期6-10月。
黑藻：黑藻俗称温丝草、灯笼薇、转转薇等，属水鳖科、黑藻属单子叶多年生沉水植物。茎直立细长，长50-80厘米，叶带状披针形，4-8片轮生，通常以4-6片为多，长1.5厘米左右，宽约1.5-2cm。叶缘具小锯齿，叶无柄。广布于池塘、湖泊和水沟中。在中国南北各省及欧、亚、非和大洋洲等广大地区均有分布。
2.3 人工浮岛
人工浮岛为顶部种有挺水植物，底部布有生态基的净水措施。通过挺水植物扎在水中的根系吸收营养物质（降解氨氮、磷等）和附着在生物基上的微生物（硝化菌、反硝化菌等）的共同作用情况下对水体进行净化，与此同时还能达到一定的景观效果。
生态浮岛是一种针对富营养化的水质，利用生态工学原理，降解水中的COD、氮、磷的含量的人工浮岛。它能使水体透明度大幅度提高，同时水质指标也得到有效的改善，特别是对藻类有很好的抑制效果。生态浮岛对水质净化最主要的功效是利用植物的根系吸收水中的富营养化物质，例如总磷、氨氮、有机物等，使得水体的营养得到转移，减轻水体由于封闭或自循环不足带来的水体腥臭、富营养化现象。
一方面，表现在利用表面积很大的植物根系在水中形成浓密的网，吸附水体中大量的悬浮物，并逐渐在植物根系表面形成生物膜，膜中微生物吞噬和代谢水中的污染物成为无机物，使其成为植物的营养物质，通过光合作用转化为植物细胞的成分，促进其生长，最后通过收割浮岛植物和捕获鱼虾减少水中营养盐；另一方面，浮岛通过遮挡阳光抑制藻类的光合作用，减少浮游植物生长量，通过接触沉淀作用促使浮游植物沉降，有效防止“水华”发生，提高水体的透明度，其作用相对于前者更为明显，同时浮岛上的植物可供鸟类栖息，下部植物根系形成鱼类和水生昆虫生息环境。
浮岛现场照片
三、实例分析——中扬湖项目
3.1 项目概况
中扬湖水域面积为9648平方米，是市北园区的景观核心，中杨湖河边也建设了星巴克等咖啡吧，成为重要的休憩场所。
在园区的工作人员也往往喜欢在中杨湖河边走一走，看一看。中扬湖也成为了市北的一张生态名片。上海市市区各级政府对市北为中杨湖所做的工作也非常肯定。
市北对中扬湖的水质也非常重视，先后建设了两套河水处理站，一套用于从彭越浦河的补充水净化，另外一套用于河水的循环净化。
中扬湖的水质每年冬春季节，水质很差，藻类大量爆发，能见度不足0.3米，氨氮超标严重。中扬湖的水质严重影响了市北的形象。
治理前水质
中扬湖根据现状特点采用水体生态修复技术对河道进行治理，提高河道自净能力。
基于前期调研，中扬湖水质和底泥不利于水生态系统的快速构建。长期高剂量的投加季铵盐类杀藻剂，水体富含大量化学物质，不利于植物生长；中扬湖底质较硬，基本无泥，不利于植物的扎根、扩繁生长。
因此对中扬湖河道治理采用底部刨松，少量局部区域回填沙土的措施后施以水生植物种植措施对水质进行改善。
3.2 治理效果
水质目标在2016年年底稳定达到四类水，氨氮浓度降到1.5mg/L以下，透明度大于1.2米；在2017年年底稳定达到三类水，透明度达到1.5m。景观上，做到植物覆盖率大于90%，环境优美。
治理效果
四、结束语
综上所述，河流黑臭不但影响城市容貌，还会影响周边居民的生活和健康，因此对河流的水质黑臭进行治理就显得尤为必要。为此，相关从业人员应不断的研究分析，对现阶段的技术经验进行认真的总结，并在此基础上不断的进行河道治理技术的革新，从而全面推进河道的生态治理效果，并为环境的可持续发展提供良好支持。
参考文献
[1]黄鑫宗，骆娴，黄文科，李绍森.水生态修复技术在河道治理中的应用与研究[J].资源节约与环保.2016（02）
[2]李霞.如何进行生态河道治理[J].农业科技与信息.2017（14）
论文作者:汪正霞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/22
标签：水体论文; 植物论文; 水质论文; 河流论文; 河道论文; 水层论文; 多年生论文; 《建筑学研究前沿》2018年第2期论文;