導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：生物 生態(tài) 修復(fù)技術(shù) 內(nèi)涵 外延 應(yīng)用

1 概念、定義及主要特點(diǎn)

何謂“生物-生態(tài)修復(fù)”，它的內(nèi)涵和外延應(yīng)該如何確定，以及不同技術(shù)措施的作用、效果和聯(lián)系如何，等等。回答這些問(wèn)題對(duì)推進(jìn)和實(shí)施河流生物-生態(tài)修復(fù)工作具有重要意義。

1.1 河流生物修復(fù)

生物——系指有生命的物體。一般指動(dòng)物、植物和微生物。有時(shí)專指微生物，如生物制劑、生物制品等等。污水生物處理和河流生物修復(fù)中的“生物”，一般專指“微生物”，不包括“植物”和“動(dòng)物”。廣義的生物修復(fù)也包括“動(dòng)物”和“植物”修復(fù)。

生物修復(fù)——是指利用微生物的生命代謝活動(dòng)減少存于環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無(wú)害化，使污染了的環(huán)境能部分或完全恢復(fù)到原始狀態(tài)的過(guò)程。它包括：①污染土壤的生物修復(fù)；②污染河流的生物修復(fù)；③污染湖泊的生物修復(fù)；④污染地下水的生物修復(fù)；⑤污染海洋的生物修復(fù)；⑥污染大氣的生物修復(fù)；⑦固體廢物污染的生物修復(fù)等。

河流生物修復(fù)——是指用微生物或微生物菌群來(lái)降解河流水體中的有機(jī)物或有毒有害物質(zhì)，如COD、BOD5、有機(jī)氮或氨氮、石油類、揮發(fā)酚等，或使這類物質(zhì)變成無(wú)毒的、無(wú)害的，如二氧化碳、氮?dú)饣蛩?，從而使河流水質(zhì)得到改善，河流生態(tài)得到恢復(fù)或修復(fù)。生物修復(fù)已成功應(yīng)用于土壤、地下水、河道和近海洋面的污染治理。

河流生物修復(fù)工程——是指利用生物修復(fù)技術(shù)在河道內(nèi)或河道傍側(cè)修建或?qū)嵤┑闹荚诟纳坪恿魉|(zhì)、治理河流污染的工程或非工程的技術(shù)手段。它包括：河道或水庫(kù)內(nèi)，以及壩、陂前的增氧曝氣工程，用于改善或處理河流水質(zhì)的河流傍側(cè)工程、河流底部工程，以及直接向河道內(nèi)投放特種、高效菌種或利用特種、高效菌種直接凈化河流水質(zhì)的工程技術(shù)等。

1.2 河流生態(tài)修復(fù)

生態(tài)——指生物在一定自然環(huán)境下生存和發(fā)展的狀態(tài)，也指生物的生理特性和生活習(xí)性。此概念下的“生物”，一般不包含“微生物”。

生態(tài)修復(fù)——是指利用生態(tài)工程學(xué)或生態(tài)平衡、物質(zhì)循環(huán)的原理和技術(shù)方法或手段，對(duì)受污染或受破壞、受脅迫環(huán)境下的生物（包括生物群體，下同）生存和發(fā)展?fàn)顟B(tài)的改善、改良或恢復(fù)、重現(xiàn)。其中包含對(duì)生物生存物理、化學(xué)環(huán)境的改善和對(duì)生物生存“鄰里”、食物鏈環(huán)境的改善等。

河流生態(tài)修復(fù)措施主要包含：①工程措施。如：生態(tài)河道、生態(tài)堤岸、人工濕地和人工產(chǎn)卵場(chǎng)、越冬場(chǎng)、育幼場(chǎng)、回游通道，以及河道內(nèi)增氧曝氣等等；②生物措施。如：植物生態(tài)修復(fù)措施，動(dòng)物生態(tài)修復(fù)措施，生物增殖、放流技術(shù)等；③綜合措施。如：微生物修復(fù)與植物、動(dòng)物修復(fù)的結(jié)合，微生物修復(fù)與生態(tài)河道、生態(tài)堤岸的結(jié)合，生態(tài)、生物修復(fù)與保育、管理措施的結(jié)合，河道內(nèi)生態(tài)修復(fù)與河道外濕地修復(fù)的結(jié)合，陸地水土保持、生態(tài)修復(fù)與河流生態(tài)修復(fù)的結(jié)合，等等。

1.3 河流生物修復(fù)與河流生態(tài)修復(fù)的異同

目標(biāo)和對(duì)象不同：河流生物修復(fù)的對(duì)象是水質(zhì)；目標(biāo)是改善河流水生生物生存、生活和繁衍、發(fā)展的水質(zhì)條件。河流生態(tài)修復(fù)的對(duì)象是水生生物生存和發(fā)展的整個(gè)環(huán)境，包括水量、水質(zhì)、水位、流速、水深、水溫、水面寬度，漲水、落水時(shí)間，以及產(chǎn)卵場(chǎng)、越冬場(chǎng)、育肥場(chǎng)、回游通道的修復(fù)或恢復(fù)等等；目標(biāo)是為水生生物或特有的生物種群提供良好的生和發(fā)展環(huán)境。

所采用的技術(shù)和手段不同：生物修復(fù)的技術(shù)核心是微生物及微生物使用和利用等。生態(tài)修復(fù)的核心技術(shù)是生態(tài)工程學(xué)和生物、生命科學(xué)等。

兩者的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)：生態(tài)修復(fù)可以包含生物修復(fù)，生物修復(fù)可以是生態(tài)修復(fù)的一個(gè)部分或一項(xiàng)主要內(nèi)容；兩者的共同點(diǎn)或共同目標(biāo)都是改善或改良生物的生存和發(fā)展環(huán)境。不同點(diǎn)是：生物修復(fù)是針對(duì)水體污染的修復(fù)，生態(tài)修復(fù)是針對(duì)水生生物及其生存環(huán)境的整體修復(fù)。

對(duì)于污染嚴(yán)重，并有產(chǎn)卵場(chǎng)、育幼場(chǎng)、越冬場(chǎng)或回游通道損傷及破壞的河流，一般應(yīng)首先采取生物修復(fù)技術(shù)恢復(fù)河流水質(zhì)，然后采取生態(tài)修復(fù)措施恢復(fù)河流生物棲息地和回游通道等。

1.4 河流生物修復(fù)工程與城鎮(zhèn)污水處理廠的異同

相同點(diǎn)和不同點(diǎn)：河流生物修復(fù)是利用微生物凈化污水的特點(diǎn)和規(guī)律，對(duì)受污染水體（河流）進(jìn)行凈化處理的技術(shù)；城鎮(zhèn)污水處理廠是利用微生物凈化污水的特點(diǎn)和規(guī)律，對(duì)用管道收集到的社區(qū)污水進(jìn)行凈化處理的技術(shù)。城鎮(zhèn)污水處理廠的出水可排入河流，也可用作市政回用、沖廁、農(nóng)灌等等；河流生物修復(fù)工程處理過(guò)的河水一般必須重新流入河道。兩者的相同點(diǎn)是技術(shù)內(nèi)涵完全一致，不同點(diǎn)是工作對(duì)象的來(lái)源和工作成果的服務(wù)對(duì)象。

由于污水處理廠工程和生物修復(fù)工程所處理或針對(duì)的水源不同和處理后的水量所服務(wù)對(duì)象不同，從而導(dǎo)致了污水處理廠工程與河流生態(tài)修復(fù)工程在建設(shè)地點(diǎn)、規(guī)模、工藝流程、產(chǎn)品形態(tài)、表現(xiàn)形式等諸多方面的差別。一般情況下，城市污水處理廠的進(jìn)水污染物濃度高、變化小，河流生物修復(fù)工程所針對(duì)的河水濃度相對(duì)較低、變幅很大；在水量方面，河流生物修復(fù)工程面臨的變化更大。因而，在工藝設(shè)計(jì)中，一般要求河流生物修復(fù)工程具有更強(qiáng)的耐沖擊能力和防堵塞能力等。

1.5 河流生物修復(fù)與河湖污染直接凈化和“就地生物處理”的異同

除了河流生物-生態(tài)修復(fù)之外，河湖污染直接凈化、“就地生物處理”等詞語(yǔ)也經(jīng)常被有關(guān)專家推崇和一些學(xué)者“炒作”。筆者認(rèn)為：河湖污染生物修復(fù)工程技術(shù)與河湖污染生物直接凈化工程技術(shù)、河湖污染“就地生物處理”工程技術(shù)，在內(nèi)涵和外延方面沒(méi)有明顯的區(qū)別，其實(shí)質(zhì)都是利用生物處理技術(shù)就地治理河湖水質(zhì)污染，其表現(xiàn)形式也是相互包含或完全一致的。

1.6 河流生態(tài)修復(fù)與傳統(tǒng)河流整治工程的異同

河流生態(tài)修復(fù)工程的目標(biāo)是：修復(fù)或恢復(fù)受到污染、破壞或工程脅迫的水生生物的生存和繁衍的物理、化學(xué)和水文環(huán)境，及其“鄰里”依存和食物鏈的關(guān)系。傳統(tǒng)河流整治工程的目標(biāo)是：防治洪水決堤、漫溢和確保人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生命財(cái)產(chǎn)安全；或者是保證河流的航運(yùn)能力等經(jīng)濟(jì)功能。兩者的直接目的和目標(biāo)雖然相差甚遠(yuǎn)，但其工作的對(duì)象卻完全一致，即都是將工程的措施作用于河流或河道。因而兩者的設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程，必然會(huì)存在著諸多的不同、對(duì)立和矛盾。這種對(duì)立和矛盾必須通過(guò)目標(biāo)分析和不同學(xué)科人員之間的溝通、協(xié)調(diào)和共同努力進(jìn)行解決。因?yàn)閮烧叩淖罱K目標(biāo)都是為了人類自己。

為此，從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)國(guó)家科技界和工程界針對(duì)水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響，開(kāi)發(fā)研究了河流生態(tài)恢復(fù)的理論和技術(shù)。從而，確立了解決這種矛盾和對(duì)立的基本方法和規(guī)則。河流生態(tài)工程在德國(guó)稱為“河流生態(tài)自然工程”，日本稱為“多自然型建設(shè)工法”，美國(guó)稱為“自然河道設(shè)計(jì)技術(shù)”。與之相應(yīng)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家在河道整治工程和堤防工程設(shè)計(jì)、施工規(guī)范中增加了河流生態(tài)建設(shè)的內(nèi)容，或者頒布了專門(mén)的河流生態(tài)工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則。依據(jù)這些導(dǎo)則和方法，河道水利工程在滿足防洪、防災(zāi)和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的同時(shí)，可以兼顧河流生態(tài)修復(fù)和恢復(fù)需求。 2 不同技術(shù)措施的適應(yīng)性評(píng)價(jià)及其合理使用

2.1 對(duì)受污染河流的適應(yīng)性

河流污染治理一般應(yīng)從源頭做起。但源頭治理能力也是有限的。以深圳河（含深圳灣，下同）的污染治理為例，截止2003年底，該流域已建污水處理廠四座，設(shè)計(jì)污水處理能力為142萬(wàn)m3/d，比當(dāng)年實(shí)際污水排放量125萬(wàn)m3/d高 16.6%。然而，深圳河水質(zhì)依然黑臭，常年處于劣Ⅴ類的狀態(tài)。通過(guò)分析認(rèn)為：污水截流不徹底和深圳河納污能力過(guò)小是主要原因，除此之外，還有城市面源和部分城區(qū)尚未截流等原因。一般認(rèn)為，對(duì)于類似深圳市自然環(huán)境和社區(qū)經(jīng)濟(jì)布局的城市，污水截流管網(wǎng)健全，城市污水截流率可以達(dá)到90%，最高很難超過(guò)95%。深圳市河流枯水期的污水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于徑流水量，有10%的未截流污水，加上面源污染等因素，河流依然黑臭，應(yīng)該是在情理之中的。除此之外，還有城市污水管網(wǎng)收集不到的邊緣村鎮(zhèn)污水，以及城市污水處理廠對(duì)氨氮、總氮、總磷的去處能力十分有限等，也是需要實(shí)施河流污染生物-生態(tài)修復(fù)的主要原因。

河流污染生物-生態(tài)修復(fù)與城市污水處理廠相比，主要優(yōu)點(diǎn)在于：①不需要占用城區(qū)土地或優(yōu)質(zhì)耕地；②不需要高于城市污水廠投資數(shù)倍的管道網(wǎng)絡(luò)及其維護(hù)；③距城市居民區(qū)一般相對(duì)較遠(yuǎn)，不擾民或者較少擾民等。然而，河流污染生物-生態(tài)修復(fù)在治理污染方面，僅僅是對(duì)城市污水處理廠的補(bǔ)充，而不能代替城市污水處理廠。因?yàn)榇罅?、高濃度城市污水采用污水處理廠治理比采用河流生物-生態(tài)修復(fù)治理經(jīng)濟(jì)的多。

在河流生物-生態(tài)修復(fù)措施中，對(duì)于污染相對(duì)嚴(yán)重的河流，使用生物（微生物）修復(fù)比生態(tài)修復(fù)工程措施要優(yōu)越得多。在生物修復(fù)工程中，河底工程和河道傍側(cè)工程一般有微生物固定化的措施，比采用沒(méi)有微生物固定化措施的河中曝氣或直接投加微生物的效果好得多。在使用的微生物菌種方面，使用有針對(duì)性的高科技微生物菌種，比使用自然微生物菌種的效果好得多。

2.2 對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的適應(yīng)性

湖泊、水庫(kù)和河口、海灣、近海的富營(yíng)養(yǎng)化，是人類社會(huì)的一個(gè)難題。城市污水處理廠和河流生物修復(fù)的辦法，對(duì)有機(jī)污染物的治理效果十分顯著，但當(dāng)有機(jī)物被氧化、分解和揮發(fā)、無(wú)害化之后，總是仍有相當(dāng)部分已經(jīng)無(wú)機(jī)化的氮、磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能得到去除。對(duì)于無(wú)機(jī)磷污染物，采用化學(xué)的辦法基本可以得到有效；對(duì)于無(wú)機(jī)氮污染物，目前還沒(méi)有比較好的處理方法。這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入湖泊、水庫(kù)、河口、海灣、近海等緩流水體后，在適宜的環(huán)境條件下，會(huì)使水體中某些藻類或植物瘋長(zhǎng)，產(chǎn)生水華、赤潮和富營(yíng)養(yǎng)化，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難和水生生物死亡，以及造成湖泊水面萎縮、甚至消失等。

氮、磷元素是植物生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。因而，治理氮、磷最好辦法是植物生態(tài)處理或植物生態(tài)修復(fù)。對(duì)于城市而言，土地是制約植物生態(tài)處理和修復(fù)的重要因素。充分利用河灘、湖灘、海灘、海灣及其它濕地，以及荒地、林地、草地等治理氮、磷污染是重要的。對(duì)專門(mén)用于治理氮、磷污染的濕地而言，在海灘、海灣、河口和淺海，以紅樹(shù)林和海帶植物比較好；對(duì)陸域濕地，以蘆葦、茭草、蒲草、茭白等植物比較好。對(duì)河、湖、水庫(kù)、海灣、海岸進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，必須滿足防洪、防潮和景觀等要求。

2.3 對(duì)水利工程脅迫的適應(yīng)性

水利工程對(duì)河流生態(tài)的脅迫主要表現(xiàn)在兩方面：一是河道、航道整治使自然河流渠道化，從而破壞水生生物的產(chǎn)卵場(chǎng)、棲息地和河流形態(tài)的多樣化，以及減弱河流的自然凈化能力和破壞岸邊生態(tài)系統(tǒng)；二是水壩建設(shè)使自然河流非連續(xù)化，從而淹沒(méi)生物產(chǎn)卵場(chǎng)、棲息地和阻斷魚(yú)類的回游通道，以及降低河流的自然凈化能力和破壞河流形態(tài)的多樣性等等。對(duì)此，可采用河道、河型多樣化的生態(tài)修復(fù)措施，設(shè)置人工產(chǎn)卵床，建設(shè)人工產(chǎn)卵場(chǎng)、棲息地和回游通道，以及人工放流等措施緩解。水利工程對(duì)河流生態(tài)的脅迫主要是生物生境和生態(tài)條件的改變，因而，修復(fù)的措施以河流生態(tài)水工學(xué)和水生生物增殖、放流措施為主。

3 河流生物修復(fù)的技術(shù)類型及其應(yīng)用

3.1 河道底部生物處理修復(fù)工程

以深圳市大沙河河底式生物處理工程為例。該工程坐落在深圳市南山區(qū)大沙河大學(xué)城河段，設(shè)計(jì)污水處理能為4000m3/d，設(shè)計(jì)水流停留時(shí)間4.8h。采用的處理技術(shù)為日本 “自然循環(huán)方式水處理系統(tǒng)技術(shù)”。該技術(shù)的創(chuàng)新特點(diǎn)是利用自然土壤和水田對(duì)污水凈化的原理，不使用任何化學(xué)藥品，通過(guò)使用石頭、木炭、塑料球以及經(jīng)過(guò)特殊加工的木炭（生物炭），作為凈化過(guò)濾材料達(dá)到綜合凈化污水的目的。

該工程的主要設(shè)施由6個(gè)單元組成，分別為污泥儲(chǔ)存單元、水量分流單元、接觸沉淀單元、接觸曝氣單元1、接觸曝氣單元2和出水整理脫色脫臭單元等。通過(guò)這幾個(gè)單元的組合，可以高度去除污水中的BOD、COD、SS和LAS（陰離子界面活性物質(zhì)），同時(shí)，也能有效去除氨態(tài)氮。處理效果見(jiàn)表1。 3.2 河道傍側(cè)生物處理修復(fù)工程

北京二道河傍側(cè)生物處理與修復(fù)工程。該工程坐落在北京市順義區(qū)首都機(jī)場(chǎng)附近，設(shè)計(jì)日處理污水量1.7萬(wàn)m3/d，采用的處理技術(shù)為固定化高效微生物—曝氣生物濾池（簡(jiǎn)稱I-BAF）。該工程屬實(shí)驗(yàn)工程，僅有一個(gè)長(zhǎng)100m、寬6m、有效水深5.5m的長(zhǎng)條形曝氣生物濾池，有效池容3300m3，停留時(shí)間4.7h。濾池內(nèi)填裝網(wǎng)狀懸浮大孔載體，載體高度3.2m。工程的前處理部分僅有一個(gè)格柵和一個(gè)用堆石壩攔截污水形成的回水區(qū)，依次起到穩(wěn)定取水和沉淀泥沙的目的。處理效果見(jiàn)表2。

另外，日本江戶川支流坂川古崎凈化場(chǎng)，韓國(guó)漢江支流良才川水質(zhì)凈化廠等河道傍側(cè)工程的處理效果也很好。

3.3 河道內(nèi)曝氣和高效微生物處理修復(fù)工程

河道水體人工曝氣復(fù)氧是一種有效的河流生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)。20世紀(jì)60年代起，國(guó)外已有不少國(guó)家應(yīng)用人工曝氣復(fù)氧改善河流水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境。如，德國(guó)的魯爾河、萊茵河，英國(guó)的泰晤士河、特倫物河，美國(guó)的福克斯河、佛博河及威斯康星河等，均有成功的工程范例。在國(guó)內(nèi)，上海環(huán)境科學(xué)研究院對(duì)蘇州河水體進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室研究，結(jié)果表明，即使黑臭程度高的河水，在有氧條件下20小時(shí)后臭味也可基本去除，水體顏色明顯改觀，COD、BOD濃度大幅下降。

微生物作為河流生物修復(fù)技術(shù)的核心，國(guó)外的開(kāi)發(fā)研究很多。美國(guó)、英國(guó)、加拿大、日本、巴西等國(guó)家，已有上百種商品化的微生物制劑可供選用。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在處理特種廢水方面，高效微生物比普通微生物高幾倍到十幾倍，而且還能夠處理普通生物法不能處理的廢水。在城市污水方面，使用高效微生物除具有良好的COD、BOD5去除效果外，還具有良好的脫氮除鱗效果。將高效微生物直接用于河流水質(zhì)修復(fù)，成本較高，容易造成流失和浪費(fèi)，目前國(guó)內(nèi)使用的不多。但通過(guò)微生物固定化技術(shù)或生物濾池技術(shù)，使用高效為生物的實(shí)例國(guó)內(nèi)已有許多。

4 河流生態(tài)修復(fù)的技術(shù)類型及其應(yīng)用

4.1 山區(qū)河流的生態(tài)修復(fù)

山區(qū)河流比降大、水流急，寬深比小，來(lái)沙量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于挾沙量，河床往往有大石塊和不均勻的麻砂組成。經(jīng)過(guò)自然發(fā)育后，往往形成階梯—深潭結(jié)構(gòu)的河道形態(tài)。階梯－深潭結(jié)構(gòu)穩(wěn)定了河床，從而穩(wěn)定了岸坡，在一定的溫度和降雨條件下兩岸有發(fā)育良好的植被，河流底棲動(dòng)物密度比鄰近的具有同樣氣候水文條件但不發(fā)育階梯-深潭結(jié)構(gòu)的河流高出1000多倍，生物多樣性指數(shù)也大得多。這是由于階梯-深潭創(chuàng)造了多樣性的生物棲息地的緣故。

目前，德國(guó)、日本和我國(guó)的臺(tái)灣等，都在模擬使用階梯-深潭結(jié)構(gòu)治理山區(qū)河流和修復(fù)河流生態(tài)。 4.2 生態(tài)護(hù)岸工程

生態(tài)護(hù)岸的目的在于為野生動(dòng)物提供棲息地和隱蔽場(chǎng)所，保障自然環(huán)境和人居環(huán)境的和諧統(tǒng)一，對(duì)河岸進(jìn)行加固，防治河道淤積、侵蝕和下切等。生態(tài)護(hù)岸材料主要有：石頭、木材、多孔混凝土構(gòu)件和自然材質(zhì)制成的柔性結(jié)構(gòu)等等。在設(shè)計(jì)新材料護(hù)岸時(shí)，應(yīng)確保水流作用下的結(jié)構(gòu)安全，選擇能夠適應(yīng)河流長(zhǎng)期演變的結(jié)構(gòu)形式，與河灘地和丁壩組合在一起保護(hù)護(hù)岸穩(wěn)定。

我國(guó)深圳市已建人工濕地生態(tài)修復(fù)與處理工程數(shù)座，對(duì)COD的去除率一般可達(dá)70%~80%，對(duì)氨氮的去除率一般可達(dá)50%~60%。每1m3/d處理能力的占地面積大約為3m2。

4.4 人工產(chǎn)卵場(chǎng)、棲息地和回游通道工程

過(guò)魚(yú)設(shè)施的基本原理是利用魚(yú)類的向流（逆流）行為，人工創(chuàng)造更大的流速，將魚(yú)誘入進(jìn)口，讓魚(yú)類自行溯游過(guò)壩，或運(yùn)用各種手段運(yùn)送過(guò)壩，主要有魚(yú)道、魚(yú)閘、升魚(yú)機(jī)、集運(yùn)魚(yú)船等。

人工模擬產(chǎn)卵場(chǎng)、棲息地是指在壩下附近的支流或人工渠道內(nèi)，模擬產(chǎn)卵場(chǎng)、棲息地要求的環(huán)境，讓魚(yú)類自行進(jìn)入產(chǎn)卵場(chǎng)或棲息地（下圖為某河流上的魚(yú)類洄游通道）。

4.5 人工增殖站和生物放流工程

人工繁殖放流是指建立人工產(chǎn)卵場(chǎng)，收集和培育親魚(yú)，人工催青，人工孵化育苗，培育魚(yú)種，將一定規(guī)格的幼魚(yú)放入壩下河流，讓其下海生長(zhǎng)。目前國(guó)內(nèi)外都十分重視設(shè)置人工增殖站，開(kāi)展人工增殖、放流工作，用于解決水壩對(duì)水生生物的阻隔。

水庫(kù)修建后，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在庫(kù)內(nèi)富集，浮游生物迅速生長(zhǎng)，如果不能很好利用，將會(huì)自然死亡，惡性循環(huán)，從而造成富營(yíng)養(yǎng)化和水質(zhì)污染等。按照生態(tài)平衡原理，合理投放食用不同浮游生物的魚(yú)種進(jìn)庫(kù)，進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，用產(chǎn)品的形式讓富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)出庫(kù)，既能清潔水庫(kù)，又能收獲魚(yú)產(chǎn)，可以做到一舉兩得。所有這些，都需要有生命科學(xué)和生物、生態(tài)技術(shù)作為支撐。

主要參考文獻(xiàn)：

1 上海辭書(shū)編輯委員會(huì)，辭海，上海辭書(shū)出版社，1979年；

2 中國(guó)大百科全書(shū)編輯部，中國(guó)大百科全書(shū)（環(huán)境卷），1980年；

3 董哲仁等，受污染水體的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，水利水電技術(shù)，2002，(2)；

4 董哲仁，生態(tài)水工學(xué)的理論框架．水利學(xué)報(bào)．2003，(1)；

5 Loftin KA，Toth LA．Kissimmee River Restoration：Alternative Plan Evaluation andPreliminary Design Report[R]. South Florida Watermanagement District，West Palm Beach，F(xiàn)la．1990；

6 National Research Council，

篇2

【關(guān)鍵詞】生態(tài)護(hù)坡；跌水；減（防）滲；沖刷

水是一切生命的源泉，是人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)中必不可少的物質(zhì)。在人類社會(huì)的生存和發(fā)展中，需要不斷地適應(yīng)、利用、改造和保護(hù)水環(huán)境。水利事業(yè)隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展而不斷發(fā)展，并成為人類社會(huì)文明和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱。但由于傳統(tǒng)水利由于更注重功能性的一面，而忽視了對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的影響。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城鎮(zhèn)化及工業(yè)化的不斷推進(jìn)，對(duì)河流的索取增加，使河流中生物生長(zhǎng)環(huán)境及自然生態(tài)遭到破壞。

上世紀(jì)80年代以來(lái)，北京一直水資源緊缺，為了滿足城市用水，三家店以上永定河水幾乎全部引入市區(qū)，使三家店以下70多公里的河道長(zhǎng)年斷流，河道兩邊土地沙化，近些年永定河沙石采盜，致使河道內(nèi)溝壑遍布，河床，每到冬春季節(jié)，西北風(fēng)順河道而下，京城頓時(shí)風(fēng)沙彌漫。由于根本無(wú)水補(bǔ)給永定河，加上人口劇增及工業(yè)用水等，嚴(yán)重超采地下水，北京西部地區(qū)第四紀(jì)地下水已經(jīng)全部枯干，永定河的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)受到嚴(yán)重破壞。因此，采取生態(tài)技術(shù)措施對(duì)河道生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)迫在眉睫。

本文以北京市永定河山區(qū)河道生態(tài)修復(fù)工程為例，通過(guò)采取先進(jìn)的生態(tài)技術(shù)及材料，如生態(tài)護(hù)坡、生態(tài)型跌水、生態(tài)減防（滲）等，達(dá)到恢復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)的目的。

1、永定河山區(qū)河道生態(tài)修復(fù)工程概況

永定河古稱渾河、無(wú)定河，是北京地區(qū)最大河流，海河五大支流之一。永定河發(fā)源于山西省寧武縣管涔山，流經(jīng)內(nèi)蒙古、河北，經(jīng)北京轉(zhuǎn)入河北，在天津匯于海河至塘沽注入渤海。上游黃土高原森林覆蓋率低，水土流失嚴(yán)重，河水混濁，泥沙淤積，日久形成地上河。河床經(jīng)常變動(dòng)。善淤、善決、善徙的特征與黃河相似，故有「小黃河和「渾河之稱。因遷徙無(wú)常，又稱無(wú)定河。直到清康熙三十七年（1698），進(jìn)一步疏浚河道，加固岸堤，將無(wú)定河改名為永定河。1954年建成蓄水22億多立方米的官?gòu)d水庫(kù)，才基本控制了上游洪水。二十世紀(jì)七十年代以來(lái)，隨著全球氣候變化，永定河流域持續(xù)多年干旱少雨，下游常年處于斷流狀態(tài)。1985 年永定河被國(guó)務(wù)院列入全國(guó)四大防汛重點(diǎn)江河之一。

永定河流域山區(qū)河道生態(tài)修復(fù)工程由干流生態(tài)修復(fù)工程、支流清水河生態(tài)修復(fù)工程和北部新城（軍莊）生態(tài)修復(fù)工程三部分組成。妙峰山段是永定河干流河道生態(tài)修復(fù)工程的重點(diǎn)河段之一，位于北京市門(mén)頭溝區(qū)下葦?shù)殡娬镜杰娗f之間（樁號(hào)Y70+610～Y83+200），總長(zhǎng)12.59km。妙峰山段的主要來(lái)水為下葦?shù)殡娬镜奈菜?，每?0天左右來(lái)水一次，流量為38m3/s。由于該段河道來(lái)水較少且滲漏嚴(yán)重，大部分時(shí)間處于斷流狀態(tài)，水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重。

為了解決永定河妙峰山段長(zhǎng)年斷流引起的河床、兩岸土地沙化、生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重破壞等問(wèn)題，擬采用生態(tài)技術(shù)措施對(duì)河道進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，恢復(fù)永定河生態(tài)系統(tǒng)，使之達(dá)到有水則清，無(wú)水則綠的治理效果。為了實(shí)現(xiàn)永定河生態(tài)恢復(fù)的目的，工程中主要采用了多孔植物生長(zhǎng)磚、生態(tài)墻壁磚、生態(tài)魚(yú)巢磚和生態(tài)石籠網(wǎng)等新型生態(tài)材料對(duì)河岸進(jìn)行了護(hù)砌，為了解決生態(tài)恢復(fù)所必須的水資源問(wèn)題，在河道內(nèi)新建了多處生態(tài)石籠網(wǎng)緩坡跌水蓄積來(lái)水，另由于永定河河底基本為卵礫石層，透水性較強(qiáng)，對(duì)蓄水區(qū)采取了壓實(shí)壤土和復(fù)合土工膜相結(jié)合的減（防）滲措施。

2、生態(tài)護(hù)坡

本工程采用生態(tài)魚(yú)巢磚+生態(tài)墻壁磚+植物生長(zhǎng)磚組合的方式對(duì)妙峰山段河道進(jìn)行生態(tài)護(hù)坡，通過(guò)建立河岸生態(tài)防護(hù)結(jié)構(gòu)，以穩(wěn)定河岸，并進(jìn)一步改善永定河水質(zhì)。

2.1材料特性

植物生長(zhǎng)磚：使用一定粒徑（5～31.5mm）的擊碎骨料和高強(qiáng)度水泥為主要材料與混凝土外加劑攪拌，經(jīng)二次振動(dòng)加壓成型工藝制成的無(wú)砂混凝土制品，植物根系可透過(guò)磚體植生于土壤。主要用于水利工程護(hù)坡。

生態(tài)魚(yú)巢磚：使用一定粒徑（5～10mm）的擊碎骨料和高強(qiáng)度水泥為主要材料與混凝土外加劑攪拌經(jīng)二次震動(dòng)加壓成型工藝制成的無(wú)砂混凝土制品，具有一般魚(yú)類棲息的空間，為不規(guī)則六邊形。主要用于水利工程護(hù)坡、護(hù)腳。

生態(tài)墻壁磚：使用一定粒徑（5～10mm）的擊碎骨料和高強(qiáng)水泥為主要材料與混凝土外加劑攪拌經(jīng)二次震動(dòng)加壓成型工藝制成的無(wú)砂混凝土制品，種植孔內(nèi)可種植花草等，砌筑后形成擋墻，為不規(guī)則六邊形?？捎糜诠?、市政園林、水利工程等護(hù)坡和護(hù)腳。

2.2設(shè)計(jì)方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況邊坡護(hù)砌由現(xiàn)狀河底高程開(kāi)始，護(hù)砌坡度基本維持現(xiàn)狀邊坡的坡度。常水位以下采用生態(tài)魚(yú)巢磚和墻壁磚，常水位以上采用多孔植物生長(zhǎng)磚，對(duì)護(hù)坡基礎(chǔ)開(kāi)挖后，砌筑漿砌石基礎(chǔ)，斷面尺寸為600×500mm，其上碼放兩層生態(tài)魚(yú)巢磚（500×500×200mm），坡度為1：1，之上再碼放兩至四層（視地形及常水位而定）生態(tài)墻壁磚（500×500×200mm），坡度為1：1，最后在頂層墻壁磚后邊坡上鋪設(shè)多孔植物生長(zhǎng)磚（500×500×100mm），坡度不陡于1：2。生態(tài)磚與土坡之間設(shè)置200g/m2的土工無(wú)紡布一層，坡頂設(shè)500×100mm混凝土壓頂一道。墻壁磚內(nèi)和多孔植物磚上覆種植土，魚(yú)巢磚給魚(yú)類產(chǎn)卵提供所需場(chǎng)所，墻壁磚內(nèi)種植水生植物，凈化水質(zhì)和美化環(huán)境，植物生長(zhǎng)磚坡面播撒草籽使邊坡自然綠化，岸頂根據(jù)景觀需要栽種行道樹(shù)。護(hù)坡斷面設(shè)計(jì)見(jiàn)圖1-1。

圖1-1 生態(tài)護(hù)坡斷面示意圖

通過(guò)生態(tài)魚(yú)巢磚、墻壁磚和植物生長(zhǎng)磚等不同組合進(jìn)行岸坡護(hù)砌，有效形成了河川生態(tài)鏈和陸地生態(tài)鏈，為自然生態(tài)復(fù)原提供了通道，同時(shí)也形成治水和親環(huán)境能力的新概念型河川護(hù)岸。

3、生態(tài)石籠網(wǎng)跌水設(shè)計(jì)

妙峰山生態(tài)修復(fù)工程位于下葦?shù)殡娬镜杰娗f之間，沿途經(jīng)過(guò)下葦?shù)榇濉⒍〖覟┐搴完惣仪f等，河道沿線有G109國(guó)道和S209省道，也是人類活動(dòng)相對(duì)頻繁地區(qū)。該區(qū)間主要來(lái)水為下葦?shù)殡娬镜奈菜?。由于該段河道只有脈沖來(lái)水，其余時(shí)間基本斷流，為增強(qiáng)該河段的生態(tài)特性，改善河道的整體生態(tài)環(huán)境，只有采取措施，蓄積現(xiàn)有的電站尾水，才能給生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)提供保障。

本工程在河道內(nèi)設(shè)置連續(xù)跌水，形成梯級(jí)連續(xù)水面，為了不影響河道行洪，經(jīng)防洪演算，確定每級(jí)跌水高為1m，總蓄水容量為26.2萬(wàn)m3。為滿足河道生態(tài)建設(shè)需要，跌水采用生態(tài)石籠網(wǎng)結(jié)構(gòu)，復(fù)合土工膜防滲心墻，下游坡面設(shè)計(jì)為臺(tái)階式緩坡型式。

生態(tài)石籠網(wǎng)結(jié)構(gòu)作為新工藝、新技術(shù)、新材料的新型生態(tài)格網(wǎng)結(jié)構(gòu)，成功地應(yīng)用于水利工程、公路、鐵路工程、堤防的保護(hù)工程中。較好地實(shí)現(xiàn)了工程結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境的有機(jī)結(jié)合。同時(shí)與一些傳統(tǒng)剛性結(jié)構(gòu)比較起來(lái)有其自身的優(yōu)點(diǎn)，因此在世界范圍內(nèi)已經(jīng)成為保護(hù)河床、治理滑坡、防治泥石流、防止落石、兼顧環(huán)境保護(hù)的首選結(jié)構(gòu)型式。

生態(tài)石籠網(wǎng)是將抗腐耐磨高強(qiáng)的低碳高鍍鋅鋼絲或5%～10%鋁鋅稀合金鍍層鋼絲（或同質(zhì)包覆聚合物鋼絲）由機(jī)械雙線絞合編織成多絞狀、六邊形網(wǎng)目的新技術(shù)網(wǎng)片。石籠網(wǎng)可根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求組裝成箱籠，并裝入塊石等填充料后連接成一體，其適用于高流速、沖蝕嚴(yán)重，岸坡滲水多之河岸。石籠屬柔性結(jié)構(gòu)，對(duì)于不均勻沉陷自我調(diào)整性佳。岸面多孔性，石材間之縫隙利于動(dòng)物棲息，植物生長(zhǎng)，水面線以上石籠面可利用客土袋植生綠化，符合生態(tài)并滿足安全要求。生態(tài)石籠網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有經(jīng)濟(jì)、施工便捷、可就地取材，填放土壤、碎石及天然級(jí)配砂石等優(yōu)點(diǎn)，可迅速構(gòu)成擋土或擋水結(jié)構(gòu)體。

為了形成連續(xù)水面，根據(jù)河道縱坡本工程設(shè)計(jì)了29道跌水。跌水采用生態(tài)石籠緩坡結(jié)構(gòu)，上游邊坡為1：1，下游為階梯狀，跌水高出河底1m，上游設(shè)1.4m深齒墻。跌水內(nèi)部設(shè)置復(fù)合土工膜防滲心墻，心墻上下游堆砌鉛絲石籠，石籠內(nèi)部填充卵礫石。跌水下游護(hù)底長(zhǎng)10～15m，起消能和防沖作用。跌水結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖1-2。

圖1-2 生態(tài)石籠網(wǎng)跌水?dāng)嗝媸疽鈭D

為此，中國(guó)水利水電科學(xué)研究院對(duì)本工程跌水處河道抗沖能力進(jìn)行了研究分析，建立垂向二維數(shù)學(xué)模型，計(jì)算流量為38m3/s時(shí)，典型河段上1m高跌水前后不同斷面處的流速分布，判斷河底卵礫石覆蓋層沖刷的可能性。利用垂向二維數(shù)學(xué)模型，中國(guó)水利水電科學(xué)研究院研究了跌水附近水流沿水流方向和水深方向的流速分布規(guī)律。結(jié)果表明，跌水上游水流流速沿程降低，底層流速低于表層流速，流速沿水深變化平緩。跌水下游存在一個(gè)10～15m左右的高速區(qū)，高速區(qū)內(nèi)底層流速仍低于表層，但底部低流速區(qū)較小，中表層高速區(qū)較大。下游距離跌水較遠(yuǎn)處，流速分布受跌水影響較小，流速基本恢復(fù)為明渠流速分布，表層流速大于底層流速。

從沖刷破壞的角度，跌水前水流較為均勻，且流速較低，選擇2.5～4cm粒徑范圍的卵礫石作為覆蓋層即可滿足抗沖要求；跌水后10～15m范圍內(nèi)水流底部流速較高，易于發(fā)生沖刷破壞，設(shè)計(jì)中在該區(qū)域加設(shè)鉛絲石籠護(hù)底；高速區(qū)后流速逐漸降低，根據(jù)河道的坡度與地形特點(diǎn)鋪設(shè)粒徑為4～6cm的卵礫石。

4、河道減（防）滲及沖刷設(shè)計(jì)

蓄水區(qū)雖然有電站尾水補(bǔ)給，但現(xiàn)狀河道河底基本為卵礫石層，透水性較強(qiáng)，滲漏嚴(yán)重，電站放水時(shí)間間隔較長(zhǎng)，所以每次電站放水，尾水均從該段河道匆匆而過(guò)，入滲、蒸發(fā)后流失，徹底改變了河道生態(tài)系統(tǒng)的平衡，再加上人為的偷砂取土，造成河道長(zhǎng)年砂石，植被稀少，該段河道內(nèi)存在7處廢棄采砂坑，與門(mén)頭溝生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的定位很不相稱。

為達(dá)到形成連續(xù)水面的目的，通過(guò)跌水蓄積現(xiàn)有電站尾水的同時(shí)，要克服滲漏和蒸發(fā)等問(wèn)題，逐漸修復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)，減少河道內(nèi)水土流失，形成自然和諧的山水風(fēng)景。因此，采取有效的減（防）滲措施是十分必要的。本工程水面面積為34.2萬(wàn)m2，減（防）滲面積為37.6萬(wàn)m2，采用“土/膜”減（防）滲方案解決河道滲漏問(wèn)題。

“土/膜”即為1/2壓實(shí)壤土減滲+1/2復(fù)合土工膜防滲相結(jié)合的減（防）滲方式。具體方案為：在每?jī)傻赖g以中心線為界，上游段采用壓實(shí)壤土減滲，下游段采用復(fù)合土工膜防滲，并做好兩種減（防）滲方式的搭接處理。壓實(shí)壤土減滲層自各段上游跌水至中點(diǎn)位置，經(jīng)滲流計(jì)算，確定減滲層厚度由40cm至60cm漸變；復(fù)合土工膜防滲層自各段中點(diǎn)至下游跌水位置，采用二布一膜形式。河床表層鋪設(shè)30cm厚的天然卵礫石防沖。河道減（防）滲設(shè)計(jì)見(jiàn)圖1-3。

此方案充分結(jié)合了壓實(shí)壤土減滲和復(fù)合土工膜防滲各自的優(yōu)勢(shì)，在蓄水區(qū)水位較高時(shí)，通過(guò)壓實(shí)壤土減滲，既可滿足滲漏要求又補(bǔ)充了地下水，并改善了生態(tài)環(huán)境，當(dāng)蓄水區(qū)水位較低時(shí)，通過(guò)復(fù)合土工膜防滲，保證了必要的景觀水面和生態(tài)用水。

為了達(dá)到生態(tài)修復(fù)的目的，恢復(fù)河道的自然景觀，需保護(hù)土/膜減（防）滲設(shè)施不被沖刷破壞，設(shè)計(jì)時(shí)考慮在河床表層即土/膜減（防）滲層上鋪設(shè)30cm厚的天然卵礫石，同時(shí)需保證當(dāng)下葦?shù)殡娬拘沽鲿r(shí)，30cm厚卵礫石覆蓋層不被水流沖刷，這也是永定河流域山區(qū)河道生態(tài)修復(fù)工程減（防）滲方案成敗的關(guān)鍵問(wèn)題。為此中國(guó)水利水電科學(xué)研究院對(duì)永定河山區(qū)河段生態(tài)治理工程河道抗沖刷能力進(jìn)行了分析，主要研究?jī)?nèi)容為：①選取平均粒徑為25mm、50mm、75mm的卵礫石進(jìn)行起動(dòng)流速試驗(yàn)，提出不同粒徑卵礫石的起動(dòng)流速。②建立平面二維數(shù)學(xué)模型，計(jì)算流量為38m3/s時(shí)，設(shè)計(jì)河段內(nèi)水流的流速分布。根據(jù)流速分布，判斷不同河段上卵礫石沖刷的可能性。

研究結(jié)論如下：在河床的緩坡段、跌水壩前等大部分區(qū)域，回填最小粒徑為2.5～4cm的卵礫石作為覆蓋層可以滿足河道抗沖要求。在河底縱坡較大的陡坡段（縱坡超過(guò)0.6%的河段），如2#跌水至4#跌水下游、8#跌水上游至9#跌水、10#跌水至11#跌水下游、14#跌水至16#跌水間，以及23#跌水上游至26#跌水（右支流）等區(qū)域，建議采用較大粒徑的卵礫石作為覆蓋層，粒徑應(yīng)不低于6cm。

同時(shí)計(jì)算結(jié)果表明，設(shè)置跌水后，河道內(nèi)水深明顯增加，流速普遍降低。跌水的設(shè)置既有效地提升了河道的蓄水能力，又減小了河床覆蓋層受到?jīng)_刷破壞的可能性，是提高河道抗沖刷能力的有效措施。

5、結(jié)論

本工程于2010年完成妙峰山段生態(tài)護(hù)坡、跌水、減（防）滲工程的施工并成功蓄水，2010年10月底河道兩岸邊坡草皮及水生植物生長(zhǎng)良好，蓄水區(qū)水位正常，12月底蓄水區(qū)已經(jīng)結(jié)冰，冰層厚度大于0.5m，冰層附近生態(tài)墻壁磚及魚(yú)巢磚結(jié)構(gòu)良好。

篇3

【關(guān)鍵詞】環(huán)境生物技術(shù)；生物修復(fù)技術(shù)；水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水

1 生物修復(fù)技術(shù)的基本概念及其原理

生物修復(fù)又稱生物改良，是指利用生物的生命代謝活動(dòng)，來(lái)減少污染環(huán)境中的有毒有害物的濃度或使其無(wú)害化，從而使污染了的環(huán)境能夠部分或完全地恢復(fù)到原初狀態(tài)的過(guò)程。

生物修復(fù)根據(jù)所利用的生物，可以分為植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)、生態(tài)修復(fù)、微生物修復(fù)四類。根據(jù)被修復(fù)的污染環(huán)境，可以分為土壤生物修復(fù)、水體生物修復(fù)和大氣生物修復(fù)。而由于生物修復(fù)的實(shí)施方法不同，又分為原位生物修復(fù)和異位生物修復(fù)。

1.1 生物修復(fù)的基本原理

生物修復(fù)技術(shù)是通過(guò)生物的降解和轉(zhuǎn)化，將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害的小分子化合物和二氧化碳與水。利用生物對(duì)環(huán)境污染物的吸收、代謝及降解等功能，對(duì)環(huán)境中污染物的降解起催化作用，加速去除環(huán)境中的污染物。

1.2 生物修復(fù)技術(shù)的特點(diǎn)

生物修復(fù)技術(shù)具有投資費(fèi)用低，對(duì)環(huán)境影響小，使用效果好，使用區(qū)域范圍廣，使用面積大等特點(diǎn)，而且能同時(shí)處理受污染的土壤和地下水。在土壤修復(fù)中還可以去除環(huán)境中的重金屬和放射性核素。但其也存在局限性，生物不能降解進(jìn)入環(huán)境中的所有污染物，并且受外部環(huán)境的影響較大。

2 生物修復(fù)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中的應(yīng)用

氨氮是水產(chǎn)養(yǎng)殖的最主要危害，但傳統(tǒng)的加注新水、曝氣、漂白粉或臭氧氧化、使用斜發(fā)沸石進(jìn)行離子交換等方法脫氮效果并不理想[2]。而活性污泥法、生物膜法和穩(wěn)定塘法等生物處理法存在或伴有污泥產(chǎn)生、反應(yīng)啟動(dòng)慢、出水水質(zhì)不穩(wěn)定等問(wèn)題。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，生物修復(fù)技術(shù)在水體氨氮污染的處理上被廣泛應(yīng)用。微生物修復(fù)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中主要應(yīng)用于養(yǎng)殖環(huán)境的原位修復(fù)中，主要處理底泥的有機(jī)污染和水體的富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。

2.1 生物在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境生物修復(fù)中的作用機(jī)制

水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境中的有益微生物（凈水微生物）在池塘連續(xù)養(yǎng)殖情況下，能清除因池塘長(zhǎng)時(shí)間養(yǎng)殖水域底部積累的大量殘余飼料、排泄物、動(dòng)植物殘?bào)w以及有害氣體（氨、 硫化氫等），使之最終分解為CO2、碳酸鹽、硫酸鹽等物質(zhì)，起到凈化水質(zhì)的作用。并且能為環(huán)境中的單細(xì)胞藻類為主的浮游植物提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)藻類等浮游植物的繁殖。這些藻類為主的浮游植物的光合作用，又為池塘內(nèi)底棲動(dòng)物、水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的呼吸和有機(jī)物的分解提供氧氣，從而形成一個(gè)良性的生態(tài)循環(huán)，有利于水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的迅速生長(zhǎng)。同時(shí)有益微生物的大量繁殖，在池內(nèi)形成優(yōu)勢(shì)種，可抑制病原微生物的繁殖，減少養(yǎng)殖動(dòng)物的疾病發(fā)生。

2.2 生物對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境的生物修復(fù)

2.2.1 微生物對(duì)養(yǎng)殖水體氨氮污染的修復(fù)

在一般污水處理系統(tǒng)中，硝化細(xì)菌的含量很低。因此，研究開(kāi)發(fā)硝化細(xì)菌的快速富集培養(yǎng)技術(shù)，提高硝化細(xì)菌的產(chǎn)率，對(duì)氨氮污染水體處理具有重要作用。

現(xiàn)實(shí)中，硝化過(guò)程主要由自養(yǎng)菌完成，但異養(yǎng)菌也可以參與硝化；氨氧化在有氧條件下可以進(jìn)行，在厭氧條件下也可以發(fā)生。胡寶蘭、鄭平在Anammox （厭氧氨氧化Anaerobic Ammonia Oxidafion）反應(yīng)器中分離了6株好氧氨氧化菌，它們不僅具有好氧氨氧化菌的典型特征，而且將其置于厭氧條件下培養(yǎng)也有厭氧氨氧化能力。Robertson和Van Neil分離的Psendomonasspp1、Alcaligenes faecalis和Thiosphaerapantotropha菌株，既表現(xiàn)為好氧反硝化，同時(shí)也具有異養(yǎng)硝化能力，因此，Robertson提出了好氧反硝化和異養(yǎng)硝化的工作模型，直接把氨轉(zhuǎn)化為最終的氣態(tài)產(chǎn)物。光合細(xì)菌在養(yǎng)殖水體氨氮污染生物修復(fù)中的應(yīng)用非常廣泛[5]。此外，應(yīng)用屬于放線菌的諾卡氏菌屬、浮游植物的大型綠藻、席藻、螺旋藻和小球藻以及大型水生植物的伊樂(lè)藻、輪葉黑藻去除養(yǎng)殖水體氨氮的研究也有不少報(bào)道。

2.2.2 水生植物對(duì)養(yǎng)殖水體氨氮污染的修復(fù)

水生植物修復(fù)是生物方法和生態(tài)方法中的通用技術(shù)。水生植物按生態(tài)類型，可分為沉水植物、飄浮植物、浮葉植物、挺水植物。利用特定技術(shù)，還可以將浮游藻類、陸生植物應(yīng)用于養(yǎng)殖水體修復(fù)中。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)植物修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體進(jìn)行了諸多研究，并取得了一定的成就，篩選出了一些優(yōu)勢(shì)種。植物系統(tǒng)對(duì)養(yǎng)殖水體的凈化作用，主要是通過(guò)植物的吸收作用，根區(qū)微生物的降解作用，植物的吸附、過(guò)濾和沉淀作用，植物抑制藻類生長(zhǎng)的作用以及作為生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者來(lái)調(diào)節(jié)其他生物種類和數(shù)量的作用來(lái)完成的。其具有以下優(yōu)勢(shì)：凈化所需的能源由光合作用提供；許多植物具有美學(xué)價(jià)值，能改善景觀生態(tài)環(huán)境；植物可被收割和利用，創(chuàng)造新的價(jià)值；能固定土壤或底泥中的水分，防止污染源進(jìn)一步擴(kuò)散；為降解微生物提供了良好的棲息場(chǎng)所，有利于微生物的生存。水生植物龐大的根系為細(xì)菌提供多樣性的生境，植物可輸送氧氣至根區(qū)，有利于微生物的好氧呼吸。目前，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的水生植物修復(fù)技術(shù)主要有人工濕地處理技術(shù)、生態(tài)浮床技術(shù)等。

2.2.3 水生動(dòng)物修復(fù)技術(shù)

國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者和研究人員作了大量的研究工作，探討水生動(dòng)物對(duì)水體中有機(jī)污染物和無(wú)機(jī)污染物的吸收和利用。研究認(rèn)為，在水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治過(guò)程中，除了考慮對(duì)藻類等浮游植物進(jìn)行防治，對(duì)浮游動(dòng)物的防治也不能忽視。防治浮游動(dòng)物繁盛最有效的方法是放養(yǎng)鳙魚(yú)，而鰱魚(yú)的放養(yǎng)通常是為了消除浮游植物。鰱鳙的放養(yǎng)量以及如何搭配亦值得研究。鰱鳙混養(yǎng)時(shí)，鰱魚(yú)大量攝取浮游植物，從而抑制了以浮游植物為食的浮游動(dòng)物的生長(zhǎng)和繁殖；如果鳙魚(yú)的數(shù)量放養(yǎng)過(guò)多，鳙魚(yú)就得不到足夠的食物，生物量受到抑制，放養(yǎng)太少，不能充分利用餌料而影響其產(chǎn)量。合理搭配鰱鳙的放養(yǎng)數(shù)量，可充分利用天然餌料，從而減少浮游植物和浮游動(dòng)物的數(shù)量，這樣既可治理水體的富營(yíng)養(yǎng)化，又可提高經(jīng)濟(jì)效益，是一項(xiàng)非常值得研究的生物修復(fù)技術(shù)。武漢東湖的圍隔試驗(yàn)證明了鏈魚(yú)和鳙魚(yú)能有效控制藍(lán)藻水華，并指出當(dāng)放養(yǎng)的鰱魚(yú)和鳙魚(yú)的有效生物量達(dá)到46～50 g/m2時(shí)，可有效地抑制水華的發(fā)生。

3 生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用前景

生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中已獲得廣泛的應(yīng)用，并取得了顯著成效。隨著經(jīng)濟(jì)的騰飛、人口的膨脹、資源的短缺、環(huán)境狀況的惡化以及人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，生物技術(shù)的環(huán)境保護(hù)功能顯得越來(lái)越重要，其明顯的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益引起科技界和企業(yè)界的極大關(guān)注，呈現(xiàn)良好的發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李谷等.硝化細(xì)菌富集方法的研究[J]. 淡水漁業(yè)，2000（9）.

篇4

關(guān)鍵詞:土壤污染、生物修復(fù)、研究進(jìn)展

前言

土壤重金屬污染是指由于人類活動(dòng)將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。加之重金屬離子難移動(dòng)性，長(zhǎng)期滯留性和不可分解性的特點(diǎn)，對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境造成了極大破壞，同時(shí)食物通過(guò)食物鏈最終進(jìn)入人體，嚴(yán)重危害人體健康，已成為不可忽視的環(huán)境問(wèn)題。隨著我國(guó)人民生活水平的提高，生態(tài)環(huán)境保護(hù)日趨受到重視，國(guó)家對(duì)污染土壤治理和修復(fù)的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修復(fù)問(wèn)題，已成為土壤環(huán)境研究領(lǐng)域的重要課題。而生物修復(fù)技術(shù)是近20年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)用于污染土壤治理的新技術(shù)，同傳統(tǒng)處理技術(shù)相比具有明顯優(yōu)勢(shì)，例如其處理成本低，只為焚燒法的1/2-1/3，處理效果好，生化處理后污染物殘留量可達(dá)到很低水平;對(duì)環(huán)境影響小，無(wú)二次污染，最終產(chǎn)物CO2、H2O和脂肪酸對(duì)人體無(wú)害，可以就地處理，避免了集輸過(guò)程的二次污染，節(jié)省了處理費(fèi)用，因而該技術(shù)成為最有發(fā)展?jié)摿褪袌?chǎng)前景的修復(fù)技術(shù)。

1.污染土壤生物修復(fù)的基本原理和特點(diǎn)

土壤生物修復(fù)的基本原理是利用土壤中天然的微生物資源或人為投加目的菌株，甚至用構(gòu)建的特異降解功能菌投加到各污染土壤中，將滯留的污染物快速降解和轉(zhuǎn)化成無(wú)害的物質(zhì)，使土壤恢復(fù)其天然功能。由于自然的生物修復(fù)過(guò)程一般較慢，難于實(shí)際應(yīng)用，因而生物修復(fù)技術(shù)是工程化在人為促進(jìn)條件下的生物修復(fù)，利用微生物的降解作用，去除土壤中石油烴類及各種有毒有害的有機(jī)污染物，降解過(guò)程可以通過(guò)改變土壤理化條件(溫度、濕度、pH值、通氣及營(yíng)養(yǎng)添加等)來(lái)完成，也可接種經(jīng)特殊馴化與構(gòu)建的工程微生物提高降解速率。

2.污染土壤生物修復(fù)技術(shù)的種類

目前，微生物修復(fù)技術(shù)方法主要有3種:原位修復(fù)技術(shù)、異位修復(fù)技術(shù)和原位-異位修復(fù)技術(shù)。

2.1 原位修復(fù)技術(shù)：

原位修復(fù)技術(shù)是在不破壞土壤基本結(jié)構(gòu)的情況下的微生物修復(fù)技術(shù)。有投菌法、生物培養(yǎng)法和生物通氣法等，主要用于被有機(jī)污染物污染的土壤修復(fù)。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌，同時(shí)投加微生物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通過(guò)微生物對(duì)污染物的降解和代謝達(dá)到去除污染物的目的。生物培養(yǎng)法是定期向土壤中投加過(guò)氧化氫和營(yíng)養(yǎng)物，過(guò)氧化氫則在代謝過(guò)程中作為電子受體，以滿足土壤微生物代謝，將污染物徹底分解為CO2和H2O。生物通氣法是一種加壓氧化的生物降解方法，它是在污染的土壤上打上幾眼深井，安裝鼓風(fēng)機(jī)和抽真空機(jī)，將空氣強(qiáng)行排入土壤中，然后抽出，土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物也隨之去除。在通入空氣時(shí)，加入一定量的氨氣，可為土壤中的降解菌提供所需要的氮源，提高微生物的活性，增加去除效率。

2.2 異位修復(fù)技術(shù)：

異位修復(fù)處理污染土壤時(shí)，需要對(duì)污染的土壤進(jìn)行大范圍的擾動(dòng)，主要技術(shù)包括預(yù)制床技術(shù)、生物反應(yīng)器技術(shù)、厭氧處理和常規(guī)的堆肥法。預(yù)制床技術(shù)是在平臺(tái)上鋪上砂子和石子，再鋪上15-30cm厚的污染土壤，加入營(yíng)養(yǎng)液和水，必要時(shí)加入表面活性劑，定期翻動(dòng)充氧，以滿足土壤微生物對(duì)氧的需要，處理過(guò)程中流出的滲濾液，即時(shí)回灌于土層，以徹底清除污染物。生物反應(yīng)器技術(shù)是把污染的土壤移到生物反應(yīng)器，加水混合成泥漿，調(diào)節(jié)適宣的pH值，同時(shí)加入一定量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和表面活性劑，底部鼓入空氣充氧，滿足微生物所需氧氣的同時(shí)，使微生物與污染物充分接觸，加速污染物的降解，降解完成后，過(guò)濾脫水這種方法處理效果好、速度快，但僅僅適宜于小范圍的污染治理。厭氧處理技術(shù)適于高濃度有機(jī)污染的土壤處理，但處理?xiàng)l件難于控制。常規(guī)堆肥法是傳統(tǒng)堆肥和生物治理技術(shù)的結(jié)合，向土壤中摻入枯枝落葉或糞肥，加入石灰調(diào)節(jié)pH值，人工充氧，依靠其自然存在的微生物使有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化，是一種有機(jī)物高溫降解的固相過(guò)程。上述方法要想獲得高的污染去除效率，關(guān)鍵是菌種的馴化和篩選。由于幾乎每一種有機(jī)污染物或重金屬都能找到多種有益的降解微生物。因此，尋找高效污染物降解菌是生物修復(fù)技術(shù)研究的熱點(diǎn)。

3.影響污染土壤生物修復(fù)的主要因子

3.1 污染物的性質(zhì)：

重金屬污染物在土壤中常以多種形態(tài)貯存，不同的化學(xué)形態(tài)對(duì)植物的有效性不同。某種生物可能對(duì)某種單一重金屬具有較強(qiáng)的修復(fù)作用。此外，重金屬污染的方式(單一污染或復(fù)合污染)，污染物濃度的高低也是影響修復(fù)效果的重要因素。有機(jī)污染物的結(jié)構(gòu)不同，其在土壤中的降解差異也較大。

3.2 環(huán)境因子：

了解和掌握土壤的水分、營(yíng)養(yǎng)等供給狀況，擬訂合適的施肥、灌水、通氣等管理方案，補(bǔ)充微生物和植物在對(duì)污染物修復(fù)過(guò)程中的養(yǎng)分和水分消耗，可提高生物修復(fù)的效率。一般來(lái)說(shuō)土壤鹽度、酸堿度和氧化還原條件與重金屬化學(xué)形態(tài)、生物可利用性及生物活性有密切關(guān)系，也是影響生物對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)效率的重要環(huán)境條件。

3.3 生物體本身：

微生物的種類和活性直接影響修復(fù)的效果。由于微生物的生物體很小，吸收的金屬量較少，難以后續(xù)處理，限制了利用微生物進(jìn)行大面積現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)的應(yīng)用，

植物體由于生物量大且易于后續(xù)處理，利用植物對(duì)金屬污染位點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)成為解決環(huán)境中重金屬污染問(wèn)題的一個(gè)很有前景的選擇。但由于超積累重金屬植物一般生長(zhǎng)緩慢，且對(duì)重金屬存在選擇作用，不適于多種重金屬?gòu)?fù)合污染土壤的修復(fù)。因此，在選擇修復(fù)技術(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)污染物性質(zhì)、土壤條件、污染程度、預(yù)期修復(fù)目標(biāo)、時(shí)間限制、成本及修復(fù)技術(shù)的適用范圍等因素加以綜合考慮。

4.發(fā)展中存在的問(wèn)題：

生物修復(fù)技術(shù)作為近20年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)用于污染土壤治理的新技術(shù)，雖取得很大進(jìn)步和成功，但處于實(shí)驗(yàn)室或模擬實(shí)驗(yàn)階段的研究結(jié)果較多，商業(yè)性應(yīng)用還待開(kāi)發(fā)。此外，由于生物修復(fù)效果受到如共存的有毒物質(zhì)(Co-toxicants)(如重金屬)對(duì)生物降解作用的抑制；電子受體(營(yíng)養(yǎng)物)釋放的物理性障礙;物理因子(如低溫)引起的低反應(yīng)速率;污染物的生物不可利用性;污染物被轉(zhuǎn)化成有毒的代謝產(chǎn)物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化學(xué)能力的微生物等因素制約。因此，目前經(jīng)生物修復(fù)處理的污染土壤，其污染物含量還不能完全達(dá)到指標(biāo)的濃度要求。

5.應(yīng)用前景及建議：

隨著生物技術(shù)和基因工程技術(shù)的發(fā)展，土壤生物修復(fù)技術(shù)研究與應(yīng)用將不斷深入并走向成熟，特別是微生物修復(fù)技術(shù)、植物生物修復(fù)技術(shù)和菌根技術(shù)的綜合運(yùn)用將為有毒、難降解、有機(jī)物污染土壤的修復(fù)帶來(lái)希望。為此，建議今后在生物修復(fù)技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)方面加強(qiáng)做好以下幾項(xiàng)工作:

(1)進(jìn)一步深入研究植物超積累重金屬的機(jī)理，超積累效率與土壤中重金屬元素的價(jià)態(tài)、形態(tài)及環(huán)境因素的關(guān)系。

(2)加強(qiáng)微生物分解污染物的代謝過(guò)程、植物-微生物共存體系的研究以及植物-微生物聯(lián)合修復(fù)對(duì)污染物的修復(fù)作用與植物種類具有密切關(guān)系。

(3)應(yīng)用現(xiàn)代分子生物學(xué)與基因工程技術(shù)，使超積累植物的生物學(xué)性狀(個(gè)體大小、生物量、生長(zhǎng)速率、生長(zhǎng)周期等)進(jìn)一步改善與提高，培養(yǎng)篩選專一或廣譜性的微生物種群(類)，并構(gòu)建高效降解污染物的微生物基因工程菌，提高植物與微生物對(duì)污染土壤生物修復(fù)的效率。

(4)創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境，協(xié)調(diào)土著微生物和外來(lái)微生物的關(guān)系，使微生物的修復(fù)效果達(dá)到最佳，并充分發(fā)揮生物修復(fù)與其他修復(fù)技術(shù)(如化學(xué)修復(fù))的聯(lián)合修復(fù)作用。

(5)盡快建立生物修復(fù)過(guò)程中污染物的生態(tài)化學(xué)過(guò)程量化數(shù)學(xué)模型、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)及安全評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)和管理指標(biāo)體系。

結(jié)論

綜上所述，我們不難發(fā)現(xiàn)由于土壤重金屬來(lái)源復(fù)雜，土壤中重金屬不同形態(tài)、不同重金屬之間及與其它污染物的相互作用產(chǎn)生各種復(fù)合污染物的復(fù)雜性增加了對(duì)土壤重金屬治理和修復(fù)難度，且重金屬對(duì)動(dòng)植物和人體的危害具有長(zhǎng)期性、潛在性和不可逆性，同時(shí)進(jìn)一步惡化了土壤條件，嚴(yán)重制約了我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的加速發(fā)展，所以要更好的防治土壤重金屬污染還需要廣大科研工作者不懈的努力，研發(fā)出更好的效率更高的修復(fù)治理技術(shù)，同時(shí)我們還不應(yīng)該忘記必須加強(qiáng)企業(yè)自身的環(huán)保意識(shí)，提高企業(yè)自我約束能力，始終將防治污染積極治理作為企業(yè)工作的頭等大事來(lái)抓，把企業(yè)對(duì)環(huán)境的污染程度降到最低限度，形成全社會(huì)都來(lái)重視土壤污染問(wèn)題的良好環(huán)保氛圍，逐步改善我們的土壤生態(tài)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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篇5

關(guān)鍵詞：生態(tài)消淤、水生生態(tài)、綜合治理、修復(fù)

一、前言

隨著珠三角地區(qū)人口不斷增長(zhǎng)，大量富含有機(jī)物的生活污水和部分工業(yè)廢水排入河涌，導(dǎo)致水體含氧量大幅下降，造成了河涌普遍呈現(xiàn)有機(jī)污染嚴(yán)重的特征。且由于長(zhǎng)期不加治理，大量的污染物沉積在河涌底部，導(dǎo)致河涌底泥淤積，珠三角地區(qū)河涌的淤泥厚度可達(dá)0.5～2m，平均為0.36m。底泥中的還原性物質(zhì)產(chǎn)生大量的化學(xué)耗氧使河涌底泥形成厭氧環(huán)境，在厭氧微生物作用下逐步腐化，變黑、發(fā)臭。

目前的城市河涌整治中，注重清淤，堤岸，綠化和截污等工程，而不重視底泥和水體生物原位修復(fù)，更不重視河涌生態(tài)體系建立，這樣導(dǎo)致城市河涌整治中邊治邊黑，邊黑邊治，不能從根本上改善河涌水質(zhì)和提高水體自凈能力?，F(xiàn)正積極探索城鎮(zhèn)河涌污染治理新路子，提高河涌整治的效果和水平。原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)曾經(jīng)在國(guó)內(nèi)外許多工業(yè)污水處理廠、湖泊、池塘、湖塘、海灘等多個(gè)污染控制工程項(xiàng)目中得到應(yīng)用，都是對(duì)水體及其淤泥進(jìn)行污染物的消減處理，效果皆良好，從事實(shí)上說(shuō)明了該技術(shù)運(yùn)用的可行性與成熟性。

二、常規(guī)河道清淤和水生生態(tài)技術(shù)修復(fù)存在的問(wèn)題

傳統(tǒng)整治河道的手段是截污與污水處理，清淤，水生態(tài)修復(fù)，補(bǔ)水，堤岸景觀建設(shè)等。其中，常規(guī)清淤和水生生態(tài)技術(shù)修復(fù)存在很多問(wèn)題：淤泥清挖工藝落后，工程投資大，操作麻煩，清淤效率低；清淤挖上來(lái)的淤泥含水率高，數(shù)量巨大，黑臭，運(yùn)輸和處置難；傳統(tǒng)的清淤方法，最重要清除的上層不穩(wěn)定淤泥殘留多，加上發(fā)黑的河水，污染負(fù)荷仍然很大，黑臭難解決；生態(tài)修復(fù)未找到快速修復(fù)水生食物鏈并且易于維護(hù)的簡(jiǎn)單方法；需要使用曝氣等其它設(shè)施，管理麻煩，維持費(fèi)用大；普通的投放微生物治河技術(shù)，投放液態(tài)的微生物易被河水沖走，要長(zhǎng)期不斷投放，維持費(fèi)用大，一年只能消化淤泥少于10cm，不能替代清淤。

綜上所述，黑臭的河道，清淤后不穩(wěn)定淤泥的殘留量多，就算做到完全截污，河道內(nèi)的污染負(fù)荷仍然很大，單純依靠調(diào)水、補(bǔ)水難以徹底消除這些污染，難以短期內(nèi)消除河道黑臭。不少投入了很多資金治理過(guò)的河道，雖然有一些效果，但不能令人滿意，尤其是退潮時(shí)、枯水時(shí)仍然黑臭。

河道治理重在水環(huán)境生態(tài)修復(fù)與重建，重建生態(tài)系統(tǒng)有很多方法，最重要的是能使水體的自凈能力保持穩(wěn)定，且易于控制和管理，維護(hù)費(fèi)用低。所以，尋求高效而且符合上述要求的技術(shù)方法，是河道水體生態(tài)修復(fù)最大的難點(diǎn)，是水體修復(fù)難易的關(guān)鍵，也是各種治理方法和治理效果的差異所在。施放底泥凈化劑消解淤泥，同時(shí)能夠快速修復(fù)水生生態(tài)，真正消除黑臭，是一種更有效的河道快速治理方法，生態(tài)修復(fù)不需要15年，幾個(gè)月至1年就可以做到。

三、原位生態(tài)修復(fù)治理關(guān)鍵技術(shù)

1、關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介

水環(huán)境生物修復(fù)是在可控條件下，利用微生物和水生生物生命代謝活動(dòng)，修復(fù)被污染的環(huán)境或消除環(huán)境中的污染物的過(guò)程。而原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)的核心為生態(tài)修復(fù)劑技術(shù)，即在無(wú)固定設(shè)備且完全自然的狀態(tài)下，因地制宜，充分利用天然水體的自凈功能，采用直接向污染河道投入高效的本源微生物菌群和微生物促進(jìn)劑，激活水體中原本存在的利于水體自凈的微生物，并通過(guò)它們的迅速繁殖，從而消除水體中的有機(jī)污染，同時(shí)對(duì)河道有機(jī)底泥起到一定的消化作用。具體的流程主要為：微生物馴化，微生物菌劑在河涌底泥中接種繁殖，根植河床，微生物對(duì)河道污水和底泥中的污染物進(jìn)行分解去除，凈化水質(zhì)和減少污泥量，再通過(guò)人工培育河道生態(tài)鏈最終恢復(fù)水體的原生態(tài)，實(shí)現(xiàn)水體穩(wěn)定的自凈功能。生態(tài)修復(fù)劑是一種充分利用自然界生物降解原理，提高水體的生命力和自凈能力，并重建其生態(tài)平衡、迅速地改善水質(zhì)的技術(shù)與產(chǎn)品。

2、底泥凈化生物修復(fù)治理黑臭河涌

針對(duì)底泥富含大量有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，好氧速率高，處于強(qiáng)還原狀態(tài)的厭氧環(huán)境，投放生態(tài)修復(fù)劑的方法，進(jìn)行生物修復(fù)，以控制和消除底泥污染。底泥凈化劑，由增氧劑、有效微生物菌劑和生物載體組成。增氧劑在水中逐漸釋放出氧，改變河道底層厭氧生態(tài)環(huán)境為好氧生態(tài)環(huán)境，激活微生物菌群，同時(shí)為有機(jī)污染物的降解提供電子受體；有效微生物菌劑是采用本土化的好氧型和兼性微生物組成的復(fù)合微生物菌劑。作為載體的多孔礦物，可為微生物菌落提供巨大的附著表面，減少微生物的流失和更好發(fā)揮微生物降解有機(jī)污染物的作用。

在底泥凈化劑的作用下，能有效地對(duì)污泥和污水中的有機(jī)污染物、細(xì)菌等進(jìn)行生物降解，污泥有較大幅度的減少，河水不黑不臭，沒(méi)有黑色底泥上浮，淤泥層減薄，礦化度增加，從而最終凈化水質(zhì)。

3、治理效果

河道第一次施放底泥凈化劑，10天～20天臭味消失，河道從厭氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楹醚鯛顟B(tài)，出現(xiàn)許多微型動(dòng)物；約一個(gè)月，河道水質(zhì)變清，水里的微型動(dòng)物繼續(xù)增多；30天～50天，水底有很多水絲蚓（俗稱“紅蟲(chóng)”，是棲息在水底污泥中的底棲動(dòng)物，以污水和污泥中的有機(jī)物為食物），大量的紅蟲(chóng)對(duì)水生食物鏈的修復(fù)很有好處，繼而水里可看到一些小魚(yú)，表明水質(zhì)好轉(zhuǎn)，水生食物鏈初步修復(fù)，已適宜魚(yú)類生長(zhǎng)；兩個(gè)半月，小魚(yú)群增多，淤泥泥面從原來(lái)的黑色開(kāi)始呈現(xiàn)灰白色；3個(gè)月～4個(gè)月，河底淤泥削減15～20厘米，當(dāng)河底淤泥中的有機(jī)物被吸收分解之后，底泥表面就是一層不被吸收分解的沙、石，底泥泥面呈現(xiàn)灰白色，紅蟲(chóng)逐漸減少；4個(gè)月～6個(gè)月，河底淤泥削減25～30厘米，河道已不黑不臭，水質(zhì)明顯變好。

4、淤泥消解和水生生態(tài)快速修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

4.1 這種生態(tài)修復(fù)劑具有沉淀的功能，其本身及其固著的微生物不易流失，不易被水力沖跨，即使在水流動(dòng)的河或者很深的水域里，都能沉入到底部，把淤泥里的有機(jī)物吸收分解掉，并達(dá)到凈水、增氧、消除惡臭等效果。只要在被污染的水體投放了生態(tài)修復(fù)劑，就可以分解去除底質(zhì)的淤泥和凈化水質(zhì)。

4.2 施放這種生態(tài)修復(fù)劑，不用機(jī)械清淤，不必解決淤泥出路，沒(méi)有散發(fā)臭氣的清淤場(chǎng)面。由于污染情況和淤泥情況不同，根據(jù)應(yīng)用實(shí)例，施放一次生態(tài)修復(fù)劑，河道的淤泥4--6個(gè)月可以減少20--30厘米。

4.3 施放生態(tài)修復(fù)劑后，不需要曝氣充氧設(shè)備，不需后期管理費(fèi)，同時(shí)消除臭味，促進(jìn)了水生生物的食物鏈修復(fù)，很適合凈化底質(zhì)污染和水體生態(tài)修復(fù)。

4.4 用生態(tài)修復(fù)劑消解淤泥，替代了清淤，同時(shí)快速修復(fù)水生生態(tài)，是一種可以與原有河道綜合治理任務(wù)對(duì)接，大大降低治理難度，提高治理效果，而且無(wú)二次污染的先進(jìn)技術(shù)。

四、結(jié)論

原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)與截污補(bǔ)水相結(jié)合，對(duì)河涌段進(jìn)行治污處理，有效地控制河道有機(jī)污染，減少河道底部淤泥量，從根本上起到凈化河涌水質(zhì)，達(dá)到消除黑臭、消除河道底泥的目的。生物修復(fù)劑應(yīng)用性能優(yōu)異的微生物增效技術(shù)，通過(guò)提高水體的生命力和自凈能力，可以替代清淤，快速消除底泥，同時(shí)快速修復(fù)水生食物鏈，重建水體生態(tài)系統(tǒng)，提高河道自凈能力，改善河道感觀和水質(zhì)，成為治水的一種非常有效的方法。底泥生物修復(fù)劑具有沉淀的功能，其本身及其固著的微生物不易流失，有效的把淤泥里的有機(jī)物分解掉，達(dá)到凈水、增氧、消除惡臭等效果，生態(tài)修復(fù)后不需任何管理費(fèi)，是一種最經(jīng)濟(jì)凈化，無(wú)二次污染的先進(jìn)技術(shù)。

在我國(guó)還不能做到完全控制河道面源污染和完全截污治污的情況下，實(shí)踐證明，應(yīng)用生態(tài)消淤、快速修復(fù)水生態(tài)、分段截污與水生態(tài)污水處理等生物增效技術(shù)的集成，是一種疏浚、消除河道累積污染、從根本上解決河道發(fā)黑發(fā)臭的問(wèn)題，是恢復(fù)河道良好生態(tài)環(huán)境的簡(jiǎn)單、實(shí)用的方法。

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篇6

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代生物技術(shù)廢水生物處理生物修復(fù)

隨著工業(yè)的高速發(fā)展，水環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重地威脅著人類的生存環(huán)境，制約著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。因此，水污染控制成為全世界共同關(guān)注的問(wèn)題。目前的水處理技術(shù)中，生物處理法已成為世界各國(guó)控制水污染的主要手段，尤其是現(xiàn)代生物技術(shù)將成為水污染控制領(lǐng)域重點(diǎn)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)手段，主要應(yīng)用于廢水處理、生物修復(fù)以及微生物水處理劑等方面。

1、現(xiàn)代生物技術(shù)的內(nèi)容與特點(diǎn)

現(xiàn)代生物技術(shù)是指以DNA技術(shù)為先導(dǎo)，包括微生物工程、細(xì)胞工程、酶工程、基因工程、蛋白質(zhì)工程和生物修復(fù)技術(shù)在內(nèi)的一系列生物高新技術(shù)的統(tǒng)稱。其中每個(gè)方面都有其特定的理論基礎(chǔ)和不同的應(yīng)用領(lǐng)域，但它們之間又相互補(bǔ)充和銜接，形成一個(gè)完整的體系。

生物技術(shù)的特點(diǎn)大致有：①以生物為對(duì)象，不依賴地球上的有限資源，而是著眼于再生資源的利用；②在常溫、常壓下進(jìn)行，過(guò)程簡(jiǎn)單，可連續(xù)化操作，并可節(jié)約能源，減少環(huán)境污染；③開(kāi)辟了生產(chǎn)高純度、優(yōu)質(zhì)、安全可靠的生物制品的新途徑；④可解決常規(guī)技術(shù)和傳統(tǒng)方法不能解決的問(wèn)題；⑤可定向地按人們的需要?jiǎng)?chuàng)造新物種、新品種和其他有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生命類型。

2、現(xiàn)代生物技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

廢水生物處理是利用微生物的生命活動(dòng)過(guò)程對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，從而使廢水得到凈化的處理方法。廢水生物處理技術(shù)發(fā)展迅速，好氧法、厭氧生物法以及生物發(fā)酵法已趨于成熟，所以，這里只介紹固定化等新興技術(shù)。

2.1固定化微生物技術(shù)固定化微生物技術(shù)是生物工程領(lǐng)域中的一項(xiàng)新技術(shù)。進(jìn)Jk80年代后國(guó)內(nèi)外開(kāi)始應(yīng)用這種具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的新技術(shù)來(lái)處理工業(yè)廢水和分解難生物降解的有機(jī)物質(zhì)，一些具有特異性的優(yōu)勢(shì)菌種不斷得到改造或創(chuàng)造，將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進(jìn)行固定化后，菌體密度提高，大大提高了處理效率，尤其是對(duì)難降解有毒物質(zhì)有明顯優(yōu)勢(shì)。王增長(zhǎng)等人利用新研制的聚集一交聯(lián)固定化細(xì)胞技術(shù)，將篩選的高效優(yōu)勢(shì)脫色菌種固定在活性污泥上，投加于“厭氧一好氧一生物濾池”工藝流程中，處理印染廢水，結(jié)果表明：出水色度極低，處理后的水可回用。

2.2生物強(qiáng)化處理技術(shù)為了提高廢水處理的效果，而向廢水中投加從自然界中篩選的優(yōu)勢(shì)菌種或通過(guò)基因組合技術(shù)產(chǎn)生的高效菌種，以去除某一種或某一類有害物質(zhì)。主要強(qiáng)化方法有：①高濃度活性污泥法，以高污泥濃度和長(zhǎng)泥齡來(lái)促進(jìn)對(duì)難分解物質(zhì)的處理，加快反應(yīng)速度。日本用該法處理難分解的聚乙烯醇和糞便污水取得顯著效果。②生物一鐵法，是在普通活性污泥中加入無(wú)機(jī)鹽，多用鐵鹽（氫氧化鐵或氧化鐵粉），形成生物鐵絮凝體活性污泥，具有高濃度活性污泥法的特點(diǎn)，主要用來(lái)提高除磷效果。③生物一活性炭法，綜合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力，使二者產(chǎn)生協(xié)同增效作用。在該系統(tǒng)中，每g活性炭去除1～3gCOD，分解廢水毒性能力明顯增強(qiáng)，同時(shí)提高脫氮水平。

2.3生物反應(yīng)器技術(shù)生物反應(yīng)器技術(shù)，是現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要方向?，F(xiàn)代化的新型生物膜反應(yīng)器，其共同特點(diǎn)是反應(yīng)器內(nèi)裝有比表面大的載體，有利于微生物附著生長(zhǎng)形成生物膜，供氣或供給的其他反應(yīng)條件優(yōu)越，污染物具有充分的時(shí)間與微生物接觸，有利于增強(qiáng)微生物的分解代謝能力。目前，2000m3的反應(yīng)器已經(jīng)問(wèn)世。雖然其處理能力較低，造價(jià)較高，但其管理方便，運(yùn)行費(fèi)用低，所以歐美地區(qū)約有7%的污水處理廠采用該技術(shù)。

3、生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)是利用生物，特別是微生物將土壤、地下水或海洋中污染物現(xiàn)場(chǎng)降解為C02和H20或轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)的工程技術(shù)系統(tǒng)。這項(xiàng)技術(shù)正被用于清除地下水、廢水中的污染物。金屬雖然不能被生物降解，但微生物可將其轉(zhuǎn)移或降低其毒性。為了加快去除污染物的進(jìn)程，常常采用許多強(qiáng)化措施，使自然生態(tài)系統(tǒng)維持原狀的前提下，使受污染的環(huán)境得以修復(fù)。研究表明，生物修復(fù)與傳統(tǒng)的物化法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：①經(jīng)濟(jì)，僅為物化法30%-50%；②對(duì)環(huán)境影響小，不產(chǎn)生二次污染，遺留問(wèn)題少；③最大限度地降低污染物的濃度；④修復(fù)時(shí)間較短，就地修復(fù)，操作方便。

生物修復(fù)中主要涉及兩大問(wèn)題，即有效性和安全性評(píng)價(jià)。為提高有效性今后將應(yīng)用分子微生物學(xué)分離、鑒別、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。為提高生物修復(fù)的安全性評(píng)價(jià)水平，需發(fā)展鑒定微生物的分子生物技術(shù)，以確定微生物在環(huán)境中的去留和基因。

4、微生物水處理劑

篇7

【關(guān)鍵詞】：生態(tài)修復(fù)；水土保持；生態(tài)建設(shè)

1、水土保持在生態(tài)環(huán)境優(yōu)化中的作用

1.1減少自然災(zāi)害的發(fā)生

水土流失嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致各地區(qū)的生態(tài)環(huán)境遭受破壞，自然災(zāi)害的發(fā)生頻率也會(huì)相繼提高，而通過(guò)水土保持工作的開(kāi)展，能夠有效減少地表徑流及泥沙的流失量，防止江河洪水或是淤泥淤積的災(zāi)害發(fā)生。水土保持工作中開(kāi)展的植樹(shù)造林工程也在一定程度上維持了生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的平衡性，而這種平穩(wěn)、平衡對(duì)于遏制自然災(zāi)害的發(fā)生起著十分重要的作用，更是生態(tài)環(huán)境建設(shè)工作的開(kāi)展主旨。

1.2有利于改善土壤理化性質(zhì)

作為動(dòng)植物生長(zhǎng)繁殖的基礎(chǔ)，土壤質(zhì)量也是生態(tài)建設(shè)中的一個(gè)重要方面。水土保持工作的開(kāi)展，能夠在一定程度上改善土壤孔隙的狀況、有效加強(qiáng)土壤通氣度、排水能力。此外，水土保持還能夠有效提升土壤的肥力、土壤中所蘊(yùn)含的有機(jī)質(zhì)含量，且根據(jù)實(shí)踐表明，采用不同水土治理土壤的措施，所含有的有機(jī)質(zhì)含量、全磷、氮含量等皆大于對(duì)照組，也能夠較快的為植物補(bǔ)充養(yǎng)分，具有良好的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，同時(shí)還能使土壤中的微生物數(shù)量得以恢復(fù)。所以說(shuō)，科學(xué)的水土保持舉措對(duì)于土壤的理化性質(zhì)起著改善作用，使動(dòng)植物的生長(zhǎng)繁殖得以有效保障，并促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的快速恢復(fù)。

1.3氣候條件有所改善，生物多樣性有所提高

水土保持工作的開(kāi)展，能夠有效改善局部氣候條件，尤其是幫助近地層地區(qū)的小氣候轉(zhuǎn)向良性氣候發(fā)展，降低近地層的溫度、增加濕度、減小晝夜溫差。同時(shí)，氣候條件有所改善在一定程度上還能夠提高植被的覆蓋率，使生物多樣性有所提升。在水土保持工作中，所開(kāi)展的挖條溝工作還能夠改善板結(jié)土壤和母質(zhì)層地表，并起到蓄水?dāng)r沙作用。這些工作的開(kāi)展皆有利于林木治理區(qū)植被的生長(zhǎng)恢復(fù)，豐富物種的多樣性，使得生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及自我調(diào)節(jié)能力提高。

2、水土流失的危害性

2.1破壞生態(tài)環(huán)境，降低生活質(zhì)量

水土流失加劇導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化，糧草植被、草場(chǎng)畜牧業(yè)等皆會(huì)遭受嚴(yán)重的破壞、森林的蓄e量也會(huì)急劇驟減，降低地面的覆蓋率，改變徑流方向，致使生態(tài)環(huán)境動(dòng)態(tài)平衡失調(diào)。此外，若是遭受暴風(fēng)雨，洪水肆虐淤積，山體滑坡及泥石流等現(xiàn)象也會(huì)頻繁發(fā)生，容易造成山洪水澇自然災(zāi)害，使得下游江河地區(qū)的泥沙順勢(shì)形成淤積現(xiàn)象，進(jìn)一步加深洪澇災(zāi)害，嚴(yán)重破壞當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)的生產(chǎn)條件，致使我國(guó)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)環(huán)境、健康發(fā)展皆受其影響，人民群眾的生活質(zhì)量大打折扣，苦不堪言。

2.2土地資源遭受破壞，土壤肥力下降

水土流失加劇直接影響著土地資源及其地面的完整性，導(dǎo)致土地資源支離破碎、溝壑縱橫，也不能充分利用自然降水，土地退化嚴(yán)重，土壤肥力、水源涵養(yǎng)能力也有所下降，破壞土壤理化性質(zhì)，土地資源愈發(fā)貧瘠稀薄，土壤沒(méi)有吸收足夠的養(yǎng)分，質(zhì)地逐漸粗糙化，通氣性、排水蓄水能力逐漸刷若，農(nóng)村糧食產(chǎn)量不斷下降且尤為不穩(wěn)，部分農(nóng)村甚至出現(xiàn)絕產(chǎn)現(xiàn)象。長(zhǎng)期以往，隨著水土侵蝕程度的不斷加深，土地生產(chǎn)力只會(huì)加快降低，水源也會(huì)不斷減少，人類甚至?xí)媾R水源短缺的危機(jī)。

2.3山體滑坡頻發(fā)

土壤表層，導(dǎo)致泥沙大量下泄，地表徑流也隨之流入江河水庫(kù)，致使下游地區(qū)淤積加重，溝渠江河的河床不斷抬高，水位上漲、水庫(kù)防洪能力逐漸削減，洪水排水不暢，水利工程難以發(fā)揮作用，導(dǎo)致水庫(kù)使用壽命嚴(yán)重降低。在此形勢(shì)下，水污染加劇，江河湖海多淤積，江河泛濫威脅增大，若是暴雨時(shí)節(jié)頻發(fā)，雨水不能及時(shí)下滲，時(shí)漲時(shí)落，下游地區(qū)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全皆會(huì)受到影響，甚至是發(fā)生不可估量的損失。

2.4水資源平衡遭受破壞

水土流失不僅會(huì)導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)遭受破壞，且隨著土壤的不斷退化、草場(chǎng)的沙化，生態(tài)環(huán)境也與之失調(diào)，植被生長(zhǎng)難以得到恢復(fù)，這也直接影響到水資源的分配利用。而地表植被破壞程度加深，降水截留、滯緩徑流及水源涵畜等功能也會(huì)逐漸失去，導(dǎo)致地表徑流大幅度增加，而地下徑流卻隨之減少。兩者間平衡的水量關(guān)系被徹底打破，致使土壤的儲(chǔ)水庫(kù)容量不斷縮小，破壞農(nóng)作物需水量與土壤水分供給間的關(guān)系，許多地區(qū)的旱災(zāi)次數(shù)不斷增多，年作物產(chǎn)量急驟下降，影響著我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展，人們糧食供給嚴(yán)重不足。

3、生態(tài)修復(fù)與水土保持技術(shù)

在生態(tài)修復(fù)與水土保持過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員必須要重點(diǎn)關(guān)注生態(tài)環(huán)境惡化特點(diǎn)，采取有效措施抑制生態(tài)環(huán)境惡化問(wèn)題，迅速恢復(fù)地表層的植被覆蓋。具體措施包括以下幾點(diǎn)：

3.1自然退化生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生態(tài)環(huán)境問(wèn)題逐漸增加，水土流失面積逐漸增大，近幾年，水土流失與生態(tài)環(huán)境退化問(wèn)題難以應(yīng)用人工方式對(duì)其進(jìn)行控制。這就需要相關(guān)部門(mén)應(yīng)用先進(jìn)的生態(tài)環(huán)境修復(fù)技術(shù)開(kāi)展相關(guān)工作，提高水土保持工作效率。技術(shù)人員可以應(yīng)用自然退化生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)，并提升技術(shù)的應(yīng)用效率與應(yīng)用質(zhì)量。

3.2不科學(xué)采伐與開(kāi)墾修復(fù)生態(tài)技術(shù)

在生態(tài)環(huán)境修復(fù)期間，相關(guān)技術(shù)人員可以應(yīng)用退耕還林與人工種草等技術(shù)開(kāi)展相關(guān)工作。在此期間，相關(guān)技術(shù)人員可以將生態(tài)環(huán)境分為幾個(gè)單元，將各個(gè)單元有效聯(lián)系在一起，然后根據(jù)各個(gè)單元物種適應(yīng)能力與進(jìn)化能力的分析，對(duì)其進(jìn)行有效的調(diào)整。同時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員可以將各類物種組合成為一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，維護(hù)物種多樣性秩序，維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的安全性，提升技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量。

3.3人工防護(hù)林

在生態(tài)環(huán)境保護(hù)部門(mén)實(shí)際發(fā)展期間，技術(shù)人員可以利用人工防護(hù)林與人工操場(chǎng)種植技術(shù)開(kāi)展相關(guān)工作，制定針對(duì)性的技術(shù)方案，例如：在某縣土壤退化較為嚴(yán)重的區(qū)域，技術(shù)人員可以選擇當(dāng)?shù)赝寥老噙m應(yīng)的樹(shù)木品種，同時(shí)，還要積極應(yīng)用病蟲(chóng)害防治技術(shù)，保證人工防護(hù)林的生長(zhǎng)效率的提高，避免相關(guān)問(wèn)題的產(chǎn)生。

4、生態(tài)修復(fù)與水土保持生態(tài)建設(shè)需要注意的問(wèn)題

在某縣水務(wù)局生態(tài)修復(fù)過(guò)程中，雖然生態(tài)修復(fù)技術(shù)逐漸增加，水土保持效果較為良好，但是，還有較多問(wèn)題需要解決。具體包括以下幾點(diǎn)：

4.1生態(tài)修復(fù)水土保持監(jiān)測(cè)問(wèn)題

在生態(tài)修復(fù)與水土保持生態(tài)建設(shè)過(guò)程中，相關(guān)部門(mén)還不能對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，難以提高生態(tài)修復(fù)與水土保持工作效率，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問(wèn)題。這就需要相關(guān)管理部門(mén)制定完善的管理制度，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生態(tài)修復(fù)c水土保持工作，保證生態(tài)修復(fù)與水土保持工作效率的提高。同時(shí)，還要?dú)w納總結(jié)各類相關(guān)資料，提高生態(tài)修復(fù)技術(shù)與水土保持技術(shù)的應(yīng)用效率，增強(qiáng)某縣水務(wù)局生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)效果。

4.2生態(tài)修復(fù)水土保持問(wèn)題的原因分析

在某縣水務(wù)局生態(tài)修復(fù)與水土保持過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員還不能全面分析其中存在的問(wèn)題，也無(wú)法歸納生態(tài)退化與水土保持問(wèn)題產(chǎn)生的原因，難以提升生態(tài)建設(shè)工作效率。因此，在生態(tài)修復(fù)與水土保持技術(shù)實(shí)際應(yīng)用期間，相關(guān)管理人員必須要全面分析某縣生態(tài)退化與水土保持問(wèn)題產(chǎn)生的原因，針對(duì)生態(tài)系統(tǒng)承載壓力情況制定管理制度，保證可以緩解生態(tài)系統(tǒng)的各類壓力，全面理解生態(tài)修復(fù)技術(shù)，進(jìn)而提高我某縣態(tài)修復(fù)與水土保持工作效率。

4.3不同區(qū)域生態(tài)修復(fù)與水土流失問(wèn)題

在生態(tài)修復(fù)與水土流失生態(tài)建設(shè)過(guò)程中，不同區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)都具有自身固有的特點(diǎn)，如果相關(guān)部門(mén)不能根據(jù)某縣實(shí)際情況合理選擇生態(tài)建設(shè)技術(shù)，將會(huì)出現(xiàn)一些難以解決的問(wèn)題。因此，在某縣區(qū)域生態(tài)修復(fù)與水土流失生態(tài)建設(shè)期間，相關(guān)技術(shù)人員都要全面分析當(dāng)?shù)亟邓?、土壤類型與人口密度等情況，確定當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)修復(fù)潛力，科學(xué)選擇各類生態(tài)修復(fù)技術(shù)與水土保持技術(shù)，進(jìn)而提升生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)效率。

結(jié)論

綜上，針對(duì)目前水土保持生態(tài)建設(shè)工程建設(shè)管理中存在的問(wèn)題，在今后項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中應(yīng)注意扎實(shí)做好前期工作、嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)劃、完善設(shè)計(jì)、重視招投標(biāo)、加強(qiáng)施工管理、全面落實(shí)監(jiān)理制，全面提升項(xiàng)目建設(shè)管理水平，保證水土保持生態(tài)建設(shè)工程建成后發(fā)揮其預(yù)期的綜合效益，改善區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，促進(jìn)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)建設(shè)和諧發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】：

[1]張宏斌.試論生態(tài)修復(fù)與水土保持生態(tài)建設(shè)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，20：164.

[2]蒲浪超.簡(jiǎn)論生態(tài)修復(fù)與水土保持生態(tài)建設(shè)[J].建材與裝飾，2016，24：277-278.

篇8

關(guān)鍵詞：植物修復(fù)技術(shù)；污水處理；應(yīng)用

1 植物修復(fù)技術(shù)的概述

1.1 植物修復(fù)技術(shù)的概念

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，植物修復(fù)技術(shù)即是相關(guān)技術(shù)人員在對(duì)某些植物特性進(jìn)行了解的基礎(chǔ)上，通過(guò)這些植物特性對(duì)水體中存在的污染物進(jìn)行合理吸收和分解，從而達(dá)到治理污水的效果。和物理法、化學(xué)法相比，植物修復(fù)技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、投資少和不易造成二次污染的特點(diǎn)，主要適用于處理大面積低濃度的污染物。

1.2 植物修復(fù)技術(shù)的主要類型

植物修復(fù)一般包括萃取、固定、過(guò)濾、揮發(fā)等過(guò)程中，針對(duì)不同類型的植物和污染物有不同的修復(fù)類型。（1）植物萃?。和ㄟ^(guò)超積累植物可將污染土壤中的金屬去除干凈，并將其集中于植物方便收割的部位；（2）植物固定。利用植物降低或避免環(huán)境中金屬發(fā)生移動(dòng)，有利于減少污染物的生物有效性；（3）根際過(guò)濾。利用植物根系具有的吸附作用，來(lái)吸收水體中的污染物，并將其去除干凈；（4）植物蒸發(fā)。利用植物某些金屬或類金屬的化學(xué)成分來(lái)進(jìn)行揮發(fā)的過(guò)程。

2 植物修復(fù)技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用

2.1 植物提取

植物提取主要是通過(guò)植物根系來(lái)吸收污染物，并在植物體內(nèi)實(shí)現(xiàn)根部到地上部分的有效轉(zhuǎn)移，主要用于污水中無(wú)機(jī)物和重金屬等污染物的修復(fù)，該技術(shù)的主要應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于經(jīng)濟(jì)投入成本低。該技術(shù)主要利用一些對(duì)重金屬具有較強(qiáng)富集能力的特殊植物，由于這類特殊植物中具有高生物學(xué)產(chǎn)量、高經(jīng)濟(jì)價(jià)值等優(yōu)勢(shì)，可有效去除污水中的污染物，而植物提取可在原位進(jìn)行修復(fù)，但只能處理含有中低濃度重金屬及其它污染物的污水。相關(guān)試驗(yàn)表明，浮萍在低濃度Pb、Zn污染的環(huán)境中，在保持自身正常生長(zhǎng)的同時(shí)且具有較高的去污效果，在15d的周期內(nèi)，Pb、Zn的去除率分別為80%、55%。

2.2 植物揮發(fā)

植物揮發(fā)主要是利用植物特有的生理活動(dòng)，通過(guò)植物吸收來(lái)促使重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓳]發(fā)的形態(tài)，使其從土壤和植物表面揮發(fā)出，以此來(lái)達(dá)到凈化大氣污染的目的。該技術(shù)主要適用于揮發(fā)性較強(qiáng)的污染物，且要求植物揮發(fā)被轉(zhuǎn)化后的物質(zhì)毒性要小于轉(zhuǎn)化前的污染物質(zhì)，有利于減少環(huán)境污染，在這種情況下，該技術(shù)的應(yīng)用范圍受到一定限制，且將污染物轉(zhuǎn)移到大氣或異地土壤中會(huì)對(duì)人們健康和生物生長(zhǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響。

2.3 植物轉(zhuǎn)化

植物轉(zhuǎn)化主要是通過(guò)植物體內(nèi)的新陳代謝作用將吸收的污染物進(jìn)行分析，該技術(shù)主要適用于重金屬、苯系物等疏水性適中的污染物中，而對(duì)于疏水性較強(qiáng)的污染物，由于其會(huì)緊密結(jié)合在根系表面和土壤中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)運(yùn)移，因此，對(duì)于該類污染物，可使其和植物揮發(fā)技術(shù)相結(jié)合，從而達(dá)到治理污染的目的。相關(guān)試驗(yàn)表明，利用浮萍進(jìn)行植物修復(fù)，在7d時(shí)間內(nèi)核污染水中的鈾物質(zhì)已呈現(xiàn)大量減少的趨勢(shì)。植物除了自身可吸收和凈化放射物，還具有固定放射物的作用，避免放射物進(jìn)入地下水或食物鏈，從而降低放射物的污染范圍。

2.4 人工濕地

人工濕地主要是將石、砂、土壤和煤渣等一種或幾種介質(zhì)按照一定比例構(gòu)成基質(zhì)，并在基質(zhì)中有針對(duì)性的植入植物，通過(guò)植物降解吸收、基質(zhì)吸附固定和微生物等共同作用下，進(jìn)行污水治理的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，隨著人工濕地技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于污水治理中。人工濕地技術(shù)處理污水的投入資本較小，但其出水水質(zhì)較好，通常人工濕地類型、濕地基質(zhì)、濕地植物、氣候條件和污水的污染程度不同，污染物的去除率也會(huì)存在一定差異。一般情況下，氣候?qū)竦靥幚硇Ч挠绊戄^大，在冬季氣候寒冷、氣溫較低的地區(qū)，種植美人蕉、菖蒲等植物的濕地由于植物無(wú)法正常生長(zhǎng)而難以發(fā)揮其正常功能，且在冬季氣溫較低的環(huán)境下，地表水會(huì)結(jié)冰，抑制水體流動(dòng)，在植物逐漸衰敗的過(guò)程中，可通過(guò)人工方法將其從濕地中移出來(lái)，避免枯萎的植物殘留在濕地中，造成二次污染或?qū)е禄|(zhì)發(fā)生堵塞。

2.5 人工浮床

該技術(shù)主要是以浮床作為基本載體，將高等水生植物或改良的陸生植物種植到污染水體中，通過(guò)植物根部的吸收及吸附作用，消除水體中的磷、有機(jī)物質(zhì)或重金屬，從而達(dá)到良好的凈化水質(zhì)效果。人工浮床在污水治理中的有效應(yīng)用，可獲得顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，此外浮床還可以作為一種觀賞景觀，對(duì)污染水體起到一定的凈化作用。但在夏季氣溫較高時(shí)，由于植物在夜間的呼吸作用，植物覆蓋面積較大的池塘?xí)霈F(xiàn)一定的缺氧現(xiàn)象，因此應(yīng)適當(dāng)提高浮床的覆蓋率，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其作出調(diào)整。

2.6 植物塘

植物塘是一種相對(duì)復(fù)雜的污水生態(tài)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)中主要以水生植物為主，微生物、浮游動(dòng)物和底棲生物通過(guò)相互依存，可在廢水處理中起到良好的凈化效果。通過(guò)植物塘來(lái)凈化工業(yè)或生活污水，有利于降低能耗，提高水體中污染物的降解效率，和物理方法、化學(xué)方法相比，在污水治理過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生有毒有害的副產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)植物塘的處理，污水中的絕大部分有機(jī)物都可轉(zhuǎn)化為植物或微生物的生物量，并通過(guò)收獲植物將其徹底從水體中去除干凈。

3 植物修復(fù)技術(shù)的展望

植物修復(fù)技術(shù)在污水治理中和植被修復(fù)中具有重要作用，具有廣闊的應(yīng)用前景，未來(lái)的植物修復(fù)技術(shù)可重點(diǎn)對(duì)以下方面進(jìn)行研究：（1）加大對(duì)植物修復(fù)機(jī)理的研究力度，特別是對(duì)植物根系微生物共存體系的研究；（2）尋找生物量大、適應(yīng)性強(qiáng)和具有累積效應(yīng)的植物，使其能在水淹和干旱這兩種環(huán)境中存活；（3）積極引進(jìn)新技術(shù)和新工藝對(duì)植物修復(fù)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，將園藝學(xué)、土壤學(xué)和植物生理學(xué)等結(jié)合起來(lái)；（4）加強(qiáng)多種修復(fù)技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用研究，植物修陀和物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、微生物修復(fù)等其它修復(fù)技術(shù)結(jié)合起來(lái)；（5）尋找合適的植物處理技術(shù)，用木本植物代替草本植物或使用經(jīng)濟(jì)性作物，在治理污水的同時(shí)，還能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，或者是利用植物體制造肥料、飼料，并將其用于產(chǎn)生能源，避免植物隨季節(jié)變化而發(fā)生凋謝或死亡，成為新的污染源；（6）實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的共同發(fā)展。一方面，針對(duì)以營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為主要污染物的水體，可建立兼顧經(jīng)濟(jì)效益為主的污水治理體系，實(shí)心營(yíng)養(yǎng)元素生物轉(zhuǎn)化和生物的經(jīng)濟(jì)化；另一方面，針對(duì)以有害物質(zhì)為主的污染水體，應(yīng)建立生態(tài)效益為主的治理體系，將水體中的污染物質(zhì)清除干凈，對(duì)富集生物進(jìn)行無(wú)害化處理；（7）避免生物入侵。我國(guó)由于引進(jìn)外來(lái)生物物種進(jìn)行水體及土壤方面的污染治理，導(dǎo)致一系列生物入侵問(wèn)題出現(xiàn)。因此，在對(duì)物種進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)首先選擇本土物種，對(duì)所引進(jìn)的外來(lái)物種進(jìn)行全面研究和分析，并將其在應(yīng)用中對(duì)本土生物所造成的影響進(jìn)行有效控制。同時(shí)，應(yīng)慎重使用現(xiàn)代生物技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因植物，若控制不到位的話，轉(zhuǎn)基因植物在進(jìn)入自然或人工水體后，極有可能會(huì)成為入侵物種，從而對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞；⑧地域適應(yīng)性。植物生長(zhǎng)會(huì)受到溫度、光照、營(yíng)養(yǎng)元素等影響，因此，在建立污水植物修復(fù)體系時(shí)，應(yīng)對(duì)植物修復(fù)體系中植物的氣候適應(yīng)性、營(yíng)養(yǎng)元素的耐受性等因素進(jìn)行綜合考慮。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，植物作為大自然的重要組成部分，對(duì)保護(hù)環(huán)境具有重要作用，可有效去除環(huán)境中的污染物。植物修復(fù)技術(shù)對(duì)于水環(huán)境污染具有重要作用，是一種綠色修復(fù)技術(shù)，利用自身特有的功能可幫助人類清除污水中的有毒有害物質(zhì)、凈化水質(zhì)，從而為人類生存提供優(yōu)質(zhì)的生活水源。

參考文獻(xiàn)

篇9

關(guān)鍵詞：土壤污染；重金屬污染；修復(fù)技術(shù)；植物修復(fù)

中圖分類號(hào)：X53

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2016）20-0077-02

1 引言

近年來(lái)，土地污染損毀已成為阻礙我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大難題。2014年至今連續(xù)三年，國(guó)家了《土地整治藍(lán)皮書(shū)》，從2016年5月的《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》均可以看出，我國(guó)土地污染損毀情況嚴(yán)重，其中工礦業(yè)造成的重金屬土壤污染問(wèn)題尤為突出，土壤污染修復(fù)治理已是刻不容緩。重金屬污染物進(jìn)入土壤后難以被降解，其具有隱蔽性、不可逆性、累積性等特點(diǎn)，繼而通過(guò)食物鏈富集，對(duì)動(dòng)植物的生存、人類健康及社會(huì)發(fā)展存在極大危害 [1]。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，一些國(guó)家開(kāi)展了污染土壤修復(fù)，起初以物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)為主，但是在修復(fù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，物理和化學(xué)修復(fù)都存在一定的缺點(diǎn)，而生物修復(fù)技術(shù)以環(huán)境友好型的修復(fù)方式，逐漸得到青睞。通過(guò)對(duì)植物修復(fù)技術(shù)在土地污染治理應(yīng)用方面相關(guān)文獻(xiàn)的閱讀，發(fā)現(xiàn)其有廣闊的發(fā)展空間。

2 污染土壤修復(fù)技術(shù)

污染土壤修復(fù)是指利用一定的技術(shù)措施、工程手段，轉(zhuǎn)移、吸收、降解和轉(zhuǎn)化土壤中的污染物，使其濃度降低到可接受的水平，或?qū)⒂卸居泻ξ廴疚镛D(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)的過(guò)程，最終使污染土地恢復(fù)到未污染的水平[2，3]。土壤污染的修復(fù)方法包括物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)以及上述方式組合形成的復(fù)合修復(fù)。

2.1 物理修復(fù)技術(shù)

物理修復(fù)技術(shù)是指通過(guò)物理過(guò)程的控制或調(diào)節(jié)，改變土壤的物理性狀，使污染物得到有效的控制，將污染物與土壤分離或轉(zhuǎn)化為低毒或無(wú)毒物的技術(shù)。主要的物理修復(fù)技術(shù)包括客土和換土技術(shù)、蒸氣浸提取技術(shù)、玻璃化技術(shù)、固化/穩(wěn)定技術(shù)、電動(dòng)力技術(shù)、熱處理技術(shù)等[2]。雖然其中部分工程措施具有見(jiàn)效快，徹底、穩(wěn)定修復(fù)污染土壤的優(yōu)點(diǎn)；但也存在工程量大、費(fèi)用昂貴、實(shí)施復(fù)雜、易破壞土體結(jié)構(gòu)、易引起土壤肥力降低、不適用于大規(guī)模污染土壤修復(fù)的缺點(diǎn)。

2.2 化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)技術(shù)是指在污染物土壤中加入化學(xué)試劑，使其與土壤中的污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如氧化、還原、酸堿、中和、聚合、沉淀等反應(yīng)，從而使污染物從土壤中分離、轉(zhuǎn)化、降解成低毒或無(wú)毒性物質(zhì)。典型的化學(xué)修復(fù)技術(shù)有化學(xué)淋洗技術(shù)、氧化/還原技術(shù)、溶劑浸提技術(shù)、施入改良劑或抑制劑等[4]?；瘜W(xué)修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要在于簡(jiǎn)單易行，短時(shí)間內(nèi)能夠降低土壤中的污染物的毒性；但也存在明顯的缺點(diǎn)，例如施加化學(xué)藥劑造成土壤結(jié)構(gòu)的破壞，造成二次污染以及被穩(wěn)定污染物再度活化的危險(xiǎn)。

2.3 生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)主要是指依靠某些生物的代謝活動(dòng)和具有某些特的微生物，使土壤中的污染物得以降解或清除，使其轉(zhuǎn)化為低毒或無(wú)毒物質(zhì)進(jìn)而恢復(fù)土壤系統(tǒng)正常生態(tài)功能的過(guò)程。它主要是利用土壤定的微生物、根系分泌物、菌根和超積累植物等降解、吸收或固定土壤中的污染物，從而實(shí)現(xiàn)污染土壤修復(fù)的目的[2]。生物修復(fù)技術(shù)有許多方面的優(yōu)點(diǎn)： 成本低廉、操作簡(jiǎn)單、處理污染物效果良好、無(wú)二次污染、能夠大規(guī)模推廣應(yīng)用等。更為重要的是生物修復(fù)技術(shù)是污染土壤的環(huán)境友好型治理技術(shù)，是土地整治達(dá)到生態(tài)文明目標(biāo)的最佳方法，符合生態(tài)發(fā)展規(guī)律，集中體現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)的基本理念。因此生物修復(fù)技術(shù)已成為土壤污染修復(fù)技術(shù)中最活躍的領(lǐng)域，同時(shí)具有廣闊的發(fā)展前景。

生物修復(fù)技術(shù)主要包括植物修復(fù)、微生物修復(fù)技術(shù)、動(dòng)物修復(fù)技術(shù)以及聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。其中植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，治理效果顯著。

2.4 植物修復(fù)技術(shù)

污染土壤植物修復(fù)技術(shù)是利用植物具有積累和超積累某種或某些化學(xué)元素的特性，或利用植物及其根際微生物體系將污染物降解轉(zhuǎn)化為低毒或無(wú)毒物質(zhì)的過(guò)程[2]。該技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于砷、鎘、銅、鋅、鎳、鉛等重金屬污染土壤的修復(fù)與研究。植物修復(fù)機(jī)理包括以下幾方面。

（1）植物提取機(jī)理。通過(guò)在受重金屬污染的土壤中種植重金屬積累或超積累植物，植物吸取土壤中一種或幾種重金屬，富集并輸送到植物根部的可收割部分，隨后收割并集中處理，使土壤中重金屬濃度降低到可接受水平或無(wú)污染。提取修復(fù)包括兩個(gè)階段，首先是將土壤中束縛態(tài)重金屬轉(zhuǎn)化為非束縛態(tài)，其次是將重金屬向植物可收獲的部位運(yùn)輸轉(zhuǎn)移[5]。超積累植物是植物提取的關(guān)鍵之一。目前，已發(fā)現(xiàn)超積累植物有700種以上，且廣泛分布于約50科中[1]。但是，超積累植物長(zhǎng)期在重金屬脅迫環(huán)境下，通常生長(zhǎng)緩慢、植株矮小、生物量低，使得修復(fù)效率變低、修復(fù)周期延長(zhǎng)[1]。生長(zhǎng)的土壤與環(huán)境條件將影響植物對(duì)重金屬污染的修復(fù)[5]。因此需要掌握植物對(duì)土壤條件和生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性，遵循因地制宜的原則。

（2）植物吸收和揮發(fā)機(jī)理。植物在吸收營(yíng)養(yǎng)的過(guò)程中，由于某些重金屬元素與營(yíng)養(yǎng)元素具有相同或相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)而被植物吸收，代謝成植物的成分之一，或是利用植物根系分泌的一些特殊物質(zhì)使土壤中重金屬轉(zhuǎn)化為可揮發(fā)態(tài)，繼而修復(fù)土壤。該機(jī)理主要是針對(duì)Hg和Se的研究，能夠有效去除土壤中的重金屬，但同時(shí)使重金屬揮發(fā)到大氣中，可能造成二次污染。因此如何避免大氣的二次污染是植物吸收和揮發(fā)機(jī)理的研究重點(diǎn)。

（3）植物固定機(jī)理（又稱植物鈍化）。植物通過(guò)吸收、分解、氧化還原和沉淀固定等生化過(guò)程與重金屬離子結(jié)合，使污染基質(zhì)中金屬流動(dòng)性降低，生物可利用性降低，從而減輕有毒金屬對(duì)土壤的污染。

（4）植物根系活動(dòng)及根際微生物的作用機(jī)理。根系活動(dòng)能活化土壤中的重金屬，提高其生物有效性，植物根系對(duì)重金屬的吸收主要與重金屬的形態(tài)有關(guān)。

植物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：①植物的提取、揮發(fā)、降解作用可有效地解決土壤污染。②植物的穩(wěn)定作用可防止污染物因風(fēng)蝕或水土流失而帶來(lái)污染擴(kuò)散問(wèn)題，同時(shí)還具有防風(fēng)固沙，減少水土流失和土地荒漠化。④對(duì)環(huán)境擾動(dòng)小，減少由于土壤清理造成的場(chǎng)地破壞。⑤經(jīng)植物改良改造的土壤，土壤肥力有機(jī)質(zhì)含量增加，適于農(nóng)作物種植。⑥可回收植物累計(jì)的重金屬，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值[2]。

2.5 復(fù)合污染修復(fù)技術(shù)及綜合修復(fù)技術(shù)

由于土壤復(fù)合污染的普遍性、復(fù)雜性和特殊性，表明污染土壤的修復(fù)治理是一個(gè)綜合過(guò)程，復(fù)合污染土壤的修復(fù)依靠單一修復(fù)措施必然受到制約，影響修復(fù)效果，所以需要多途徑、多方式的修復(fù)手段，將兩種或兩種以上修復(fù)技術(shù)相結(jié)合構(gòu)成一個(gè)復(fù)合污染修復(fù)技術(shù)體系，相互作用，互惠互利，以發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，摒棄各自缺點(diǎn)，構(gòu)造了一個(gè)完整的修復(fù)系統(tǒng)，修復(fù)效率更高[3]。復(fù)合污染修復(fù)技術(shù)能夠建立起穩(wěn)定的土壤生態(tài)系統(tǒng)，最終做到真正徹底、高效、綠色地修復(fù)重金屬污染土壤。

3 植物修復(fù)技術(shù)在重金屬土壤污染治理方面的研究發(fā)展方向

隨著人類對(duì)土壤重金屬污染認(rèn)識(shí)的深入，以及對(duì)環(huán)境保護(hù)和人類健康要求的提高，對(duì)土壤修復(fù)也提出了更高的要求。同時(shí)基于植物修復(fù)技術(shù)的研究現(xiàn)狀，污染土壤的植物修復(fù)的前景廣闊，可從以下幾個(gè)方面開(kāi)展研究。

（1）盡管目前已發(fā)現(xiàn)700多種重金屬超積累植物，當(dāng)前的研究也已取得了一定的成果，但仍不能應(yīng)對(duì)復(fù)雜的重金屬土壤污染環(huán)境。我國(guó)野生植物種類豐富，因此從植物的生理和遺傳的角度進(jìn)行探索，超積累植物的尋找和培育工作仍然非常有潛力。同時(shí)繼續(xù)深入開(kāi)展植物修復(fù)的機(jī)理研究。

（2）運(yùn)用分子生物學(xué)與基因工程技術(shù)，鑒定和克隆出影響重金屬積累的基因，將其復(fù)制到生物量大、生長(zhǎng)速率快、季節(jié)適應(yīng)性強(qiáng)的植物體內(nèi)，培育轉(zhuǎn)基因植物，提高生物修復(fù)的實(shí)用性，構(gòu)建高效降解去除污染物的植物。

（3）增加實(shí)踐與檢驗(yàn)。當(dāng)前的植物修復(fù)研究主要集中在實(shí)驗(yàn)室條件，而實(shí)際的自然環(huán)境條件則十分復(fù)雜，因而研究成果還需實(shí)際的污染土壤中實(shí)踐與檢驗(yàn)[6]。

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篇10

關(guān)鍵詞 鎘污染；土壤修復(fù)；生物修復(fù)；研究進(jìn)展

中圖分類號(hào) X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2014）09-0251-03

鎘是環(huán)境中毒性最強(qiáng)的重金屬元素之一，位于元素周期表中第二副族，也是《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》重點(diǎn)監(jiān)控與污染物排放量控制的5種重金屬之一；具有生物遷移性強(qiáng)、極易被植物吸收和積累的特點(diǎn)，對(duì)動(dòng)植物和人體均可產(chǎn)生毒害作用[1]，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐晒峭床?、高血壓、腎功能紊亂、肝損害、肺水腫等疾病[2]；據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年生產(chǎn)的鎘含量超標(biāo)農(nóng)產(chǎn)品和動(dòng)物造成累積性毒害品達(dá)146萬(wàn)t[3]，鎘污染的農(nóng)田面積已超過(guò)28萬(wàn)hm2，年產(chǎn)鎘超標(biāo)農(nóng)產(chǎn)品達(dá)150萬(wàn)t[4]，我國(guó)市場(chǎng)上常見(jiàn)的市售大米約10%存在鎘超標(biāo)[5]，對(duì)環(huán)境經(jīng)濟(jì)和人類的身體健康造成了極大的隱患。近年來(lái)湖南瀏陽(yáng)、云南曲靖以及廣西河池地區(qū)先后發(fā)生的鎘污染事件[6]造成了極大的影響，因此控制鎘污染，加大對(duì)鎘污染土壤修復(fù)力度已經(jīng)勢(shì)在必行，筆者對(duì)目前最新鎘污染土壤修復(fù)的方法予以全面概述，著重于鎘污染土壤的生物修復(fù)，旨在為后續(xù)的研究提供參考。

1 農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)

農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)措施是指因地制宜選擇耕作管理制度來(lái)減輕重金屬危害，主要包括農(nóng)藝修復(fù)措施和生態(tài)修復(fù)措施。農(nóng)藝修復(fù)措施一般是通過(guò)耕作制度的改變，輔以多種植物組合間作、輪作以及套作或者通過(guò)向鎘污染土壤中加入能結(jié)合游離態(tài)的鎘形成有機(jī)絡(luò)合物的有機(jī)肥，從而達(dá)到有效減少土壤中鎘的含量、降低植物對(duì)鎘的吸收的目的，實(shí)現(xiàn)土壤中鎘的遷移、吸收和降解[7-8]。我國(guó)在生態(tài)修復(fù)措施方面研究較多，一般通過(guò)調(diào)節(jié)包括土壤水分等在內(nèi)的生態(tài)因子來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物所處環(huán)境介質(zhì)的調(diào)控[9]。農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)措施既能保持土壤的肥力，又能促進(jìn)自然生態(tài)循環(huán)和系統(tǒng)協(xié)調(diào)的運(yùn)作，但存在著修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)、見(jiàn)效慢等不利因素。

2 物理修復(fù)

鎘污染土壤修復(fù)常用的物理方法有客土法、換土法、翻土法、電動(dòng)力修復(fù)法等；客土法、換土法、翻土法是常用的物理修復(fù)措施，通過(guò)對(duì)污染地土壤采取加入凈土、移除舊土和深埋污土等方式來(lái)減少土壤中鎘污染。汪雅各等[10]進(jìn)行客土深度改良試驗(yàn)，使青菜體內(nèi)鎘等濃度平均下降50%～80%；目前英、美、荷、日等國(guó)家先后實(shí)現(xiàn)了此法的應(yīng)用，但由于其投資成本大、易發(fā)生二次污染和降低土壤肥力而難以廣泛推廣[11]。電動(dòng)力修復(fù)主要是通過(guò)在污染土壤兩側(cè)施加直流電壓，使土壤中的污染物質(zhì)在電場(chǎng)作用下富集到電極兩端，從而去除污染土壤中的重金屬，目前該技術(shù)己應(yīng)用于Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Ni等重金屬污染土壤的修復(fù)。Karim et al[12]采用電動(dòng)和水動(dòng)相結(jié)合的方法對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)100 h后，土壤中約97%污染物被成功去除。物理法修復(fù)鎘污染土壤簡(jiǎn)單、快速，但并沒(méi)有真正將鎘污染從土壤中去除，具有潛在的危害性，加上此法需要大量的財(cái)力、人力和物力，不適宜于大面積的鎘污染土壤治理。

3 化學(xué)修復(fù)

化學(xué)修復(fù)是指通過(guò)向污染土壤中投入化學(xué)改良劑，對(duì)重金屬進(jìn)行固定轉(zhuǎn)換、溶解抽提和提取分離，從而減少污染土壤中的重金屬含量，改變土壤環(huán)境條件；化學(xué)固定、淋洗和提取是鎘污染土壤化學(xué)修復(fù)較常見(jiàn)的方法。周國(guó)華研究發(fā)現(xiàn)土壤中活動(dòng)態(tài)鎘與穩(wěn)定態(tài)鎘可以相互轉(zhuǎn)化[13]。堿性改良劑[14-15]（石灰、鈣鎂磷肥等）、黏土礦物[16]（沸石、海泡石等）、拮抗物質(zhì)[17-18]（硫酸鋅、稀土鑭等）和有機(jī)質(zhì)[19-20]（泥炭、有機(jī)堆肥等）是較為常用的鎘污染修復(fù)化學(xué)材料；除此之外，一些金屬螯合劑和表面活性清洗劑目前也逐漸應(yīng)用于鎘污染土壤修復(fù)[21]?；瘜W(xué)修復(fù)是在污染土壤基礎(chǔ)上進(jìn)行的，簡(jiǎn)單易行。但它只是改變了鎘在土壤中存在的形態(tài)，并沒(méi)有真正意義上去除鎘污染，存在再度活化危害的可能性，不是一種永久性的修復(fù)措施。

4 生物修復(fù)

生物修復(fù)是指利用生物的某些習(xí)性來(lái)適應(yīng)、抑制和改良重金屬污染。鎘污染土壤修復(fù)一般有動(dòng)物修復(fù)、植物修復(fù)和微生物修復(fù)。

4.1 動(dòng)物修復(fù)

土壤中的某些低等動(dòng)物如蚯蚓、鼠類能吸收土壤中的重金屬，從而在一定程度上降低土壤中重金屬含量[22]；目前該技術(shù)對(duì)重金屬鎘污染修復(fù)的研究仍局限在實(shí)驗(yàn)室階段[23]，敬 佩等[24]通過(guò)在重金屬污染土壤中接種蚯蚓發(fā)現(xiàn)：蚯蚓對(duì)鎘具有較強(qiáng)的富集能力，富集量隨著蚯蚓培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加。但受低等動(dòng)物生長(zhǎng)環(huán)境等因素制約，其修復(fù)效率一般，并不是一種理想的修復(fù)技術(shù)。

4.2 微生物修復(fù)

土壤中的某些微生物對(duì)重金屬有吸收、沉淀、氧化還原作用，可以減輕土壤中重金屬的毒性；主要是通過(guò)改變土壤中重金屬離子的活性，微生物細(xì)胞吸附富集重金屬以及促進(jìn)超富集植物對(duì)重金屬的吸收來(lái)實(shí)現(xiàn)污染土壤的修復(fù)；江春玉等[25]從土壤樣品中篩選出一株對(duì)鎘鉛有極強(qiáng)抗性的拮抗細(xì)菌WS34，可極大提高印度芥菜和油菜富集鎘鉛能力，并對(duì)其生理生化特性進(jìn)行了相關(guān)研究；有報(bào)道稱AM真菌可以增加植物對(duì)鎘的耐性，促進(jìn)鎘等重金屬由植株地下部分轉(zhuǎn)移至地上部分[26]；目前用于鎘污染土壤修復(fù)的微生物涵蓋了細(xì)菌（檸檬酸桿菌、芽孢桿菌、假單胞菌等）、真菌（根霉菌、青霉菌、木霉菌等）和某些小型藻類（小球藻、馬尾藻等）[27-28]。微生物鎘污染土壤修復(fù)法作為一種綠色環(huán)保的修復(fù)技術(shù)，引起國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的極大重視，具有廣闊的應(yīng)用前景，但修復(fù)見(jiàn)效速度慢、修復(fù)效果不穩(wěn)定使得大部分微生物修復(fù)技術(shù)還局限在科研和實(shí)驗(yàn)室水平，實(shí)例研究少。

4.3 植物修復(fù)

植物修復(fù)是指利用植物吸收、吸取、分解、轉(zhuǎn)化或固定土壤、沉積物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物的技術(shù)的總稱[29]，包括了植物提取、植物揮發(fā)、植物降解、植物根濾和根際微生物降解，其中植物提取修復(fù)即利用超積累植物的特性來(lái)修復(fù)重金屬污染土壤應(yīng)用最為廣泛。超積累植物的概念由Brooks et al[30]在1977年首先提出，目前文獻(xiàn)報(bào)道的超積累植物近20科、500種，其中十字花科較多，主要集中于蕓苔屬、庭芥屬及遏藍(lán)菜屬，對(duì)鎘污染土壤修復(fù)效果較好的的超積累植物包括了十字花科、禾本科在內(nèi)的10余科植物（表1）[27，31-36]；除此之外，一些觀賞性植物[37]、農(nóng)田雜草[37-38]、木本植物[39-41]也是鎘污染土壤修復(fù)超積累植物來(lái)源。

近年來(lái)超積累植物的發(fā)現(xiàn)及研究工作取得了巨大進(jìn)展，但限于此類植物大都矮小、根系短、生物量較低，修復(fù)周期長(zhǎng)而難以廣泛應(yīng)用；單一依靠超積累植物修復(fù)鎘污染土壤已經(jīng)不能滿足現(xiàn)實(shí)需求，因此開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的鎘污染土壤聯(lián)合植物修復(fù)技術(shù)，保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全逐漸成為研究熱點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外已開(kāi)展了通過(guò)向土壤環(huán)境中引入有益微生物、施用化學(xué)物質(zhì)和肥料、合理耕作等生物、化學(xué)和農(nóng)藝強(qiáng)化措施來(lái)改善土壤環(huán)境，促進(jìn)超積累植物對(duì)養(yǎng)分的吸收，從而提高超積累植物修復(fù)鎘污染土壤的效率的一系列研究。有研究表明玉米與東南景天套種，同時(shí)施加混合添加劑；玉米與羽扇豆和鷹嘴豆在不同分隔/間作方式下都能大大提高對(duì)污染土壤中鎘的吸收效率[42-43]；鄧金川等[44]研制了包括味精廢液在內(nèi)多種有機(jī)試劑混合而成的添加劑，提高了植物對(duì)鋅、鎘的吸收效率，明顯降低地下水的中金屬污染。

5 問(wèn)題與展望

鎘污染土壤修復(fù)的復(fù)雜性和高難度使得目前尚無(wú)一種真正穩(wěn)定高效的修復(fù)技術(shù)能滿足現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的需求；物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)能較快實(shí)現(xiàn)土壤中鎘含量的降低，但其僅改變了土壤中鎘的存在形式而沒(méi)有將其徹底清除，往往還存在成本昂貴、工程量巨大、二次環(huán)境污染的問(wèn)題；動(dòng)物修復(fù)和微生物修復(fù)作為一種綠色修復(fù)技術(shù)相比于其他修復(fù)方式具有經(jīng)濟(jì)、方便、不改變土壤固有理化性質(zhì)的特點(diǎn)，但其修復(fù)速度慢、見(jiàn)效時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)土壤環(huán)境要求高的問(wèn)題限制了其大面積的推廣應(yīng)用。利用植物修復(fù)被鎘污染的環(huán)境，不僅成本低廉，而且有良好的綜合生態(tài)效益，尤其適合大面積推廣。尋求更多的鎘污染超積累植物資源，研究鎘超積累植物與根際微生物共存體系，利用分子生物學(xué)和基因工程克服鎘污染超積累植物自身的生物學(xué)缺陷，從而徹底實(shí)現(xiàn)鎘污染土壤修復(fù)的高效、穩(wěn)定、綠色是研究的主要方向。

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