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水环境生态系统恢复技术现状及趋势分析

北极星环境修复网  来源:中国节能环保服务中心    2016/10/5 9:48:01  我要投稿  

北极星环境修复网讯:水是基础性的自然资源和战略性的经济资源。在人均水资源拥有量日益减少的同时,因水环境恶化所造成的水质性和功能性缺水现象亦日益突出,已成为突出的、全球性的共同的问题。早在上世纪初,欧美有些国家就关注水环境的污染,并且开始研究与防治。近几十年来,各国为控制水环境污染进行了大量研究,并且耗巨资对有些主要湖泊和城市河道进行了大范围治理。大量实践证明,水环境的污染是可以治理的,但这种治理常常费时长及费钱多:国际上治理最成功的美国华盛顿湖,耗资1.3亿美元,前后经过17年治理才达到目标;而面积仅1km2的瑞典的Frumman湖,费时22年,耗资90万美元才治理完毕,等等。据于此,从上世纪七十年代起,尤其是近十余年来,日本、美国、德国、瑞士等发达国家纷纷对以往的水环境生态治理思路进行反思,提出了生态治水的新理念,尊重河湖系统的自然规律,注重对其自然生态和自然环境的恢复和保护,使河湖的综合服务功能能展现很好。

农业面源污水由于量大面广,其治理难度不亚于点源,就美国、日本等发达国家对农业面源污染治理尤其是近年治理发展趋势来看,主要采用生物氧化塘、人工湿地和土地处理系统等来进行治理农业面源污染。

就具体的技术发展趋势来看,生态/生物方法是修复水生态系统中最为推崇的举措之一。这种技术实际上是对水体自净能力的强化,是人们遵循生态系统自身规律的尝试。而在具体的实施时,更趋向于多种技术的集成。具体由哪几种技术集成,则需要根据目的水域的污染性质、程度、生态环境条件和阶段性或最终的目标而定,亦即在实施前要对目的水域作系统周密的论证,而后制定实施方案,才能达到预期的目标。

大量实践证明,以相应的实验示范基地为平台,开展相应的应用基础研究与新技术开发,同时引进异地实用高新技术进行本地化研究与示范,是条有利于快出成果并且直接将其转化为生产力的可行途径。如日本在琵琶湖和霞浦湖等建立了针对流域水环境生态治理与生态修复的实验示范基地,取得了环境教育、新方法和新技术研究开发与技术成果展示效果,为提高市民的环境意识和科技成果的推广应用起到了积极的促进作用。

水环境生态治理与水生态系统恢复技术现状

大量研究表明,对水域的水环境污染进行有效治理的前提是控制污染源,只有外源得到了有效控制,作为末端治理技术的水环境污染治理才能见效,不然只能起到事倍功半的效果,甚至徒劳。通过大量研究与实践,已明确水环境污染实际上是典型的生态问题,因此,在对污染水域进行治理时,用生态学方法使生态问题得到最终解决。近年,强调治理与生态修复相结合,甚至更加强调生态修复的作用。

从广义上讲,所有的生物处理都是生态修复。目前,国际上据原理已在使用的或已进入中试阶段的污染水域治理与生态修复技术可分为物理法、化学法和生物/生态法三大类。其中的技术名称包括底泥疏浚、人工增氧、生态调水、化学除藻、絮凝沉淀、重金属化学固定、微生物强化、植物净化、生物膜。(见表)

1、底泥疏浚

底泥疏浚是在水域污染治理过程中普遍采用的措施之一。这是因为底泥是水生态系统中物质交换和能流循环的中枢,也是水域营养物质的储积库和特殊的缓冲载体,在水环境发生变化时,底泥中的营养盐和污染物会通过泥-水界面向上覆水体扩散,尤其是城市湖泊和河道,长期以来累积于沉积物中的氮磷和污染物的量往往很大,在外来污染源存在时,这些物质只是在某个季节或时期内会对水环境发挥作用,然而在其外来源全部切断后,则逐渐释放出来对水环境发生作用,包括增加上覆水体中的污染物含量和因表层底泥中有机物的好氧生物降解及厌氧消化产生的还原物质消耗水体溶解氧等,并且在很长一段时期内维持对水环境的影响。因此,一般而言,疏浚污染底泥意味着将污染物从水域系统中清除出去,可以较大程度地削减底泥对上覆水体的污染贡献率,从而起到改善水环境质量的作用。

底泥疏浚技术据原理属物理法分类技术。外移内源污染物,这是底泥疏浚技术主要作用所含有的内容。就疏浚技术现状来看,主要包括工程疏浚技术、环保疏浚技术和生态疏浚技术等。就技术的成熟度和采用率而言,其中的工程疏浚技术居首,环保疏浚技术是近年开发并且已进入大规模采用阶段的成熟技术,生态疏浚技术则是最近提出并且在局部实施的新技术。

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