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摘 要：随着经济的快速发展，大量污染物排入河涌导致河涌水体污染问题日趋严重。采取有效的技术措施治理河涌污染势在必行。结合近年来国内外河涌治理的研究成果，综述了河涌治理中生态恢复技术的原理和特点，并指出今后研究方向。
关键词：河涌治理 生态恢复技术
一、前言
随着经济的快速发展、城市化进程的加快及工业的兴起，河涌两岸工厂、农业、生活污水不加处理直接排入河流导致河涌的水体污染问题日趋严重，并呈现出以好氧有机物为主要污染物、以水体黑臭为主要特征的污染现象。
河涌污染后的共同特点为：大量超过水体容量和自净能力的污染物存在于水体中，溶解氧浓度降低甚至为零。水体出现黑臭、富营养化现象。鱼虾等水生物种类锐减甚至绝迹。水体原有的功能衰退甚至丧失。水体的生态平衡被严重破坏。水域附近的居民身体健康受到威胁。正因为河涌污染的巨大危害性，因此日益引起人们的关注，并积极采取有效的技术及措施对污染进行控制和治理。
二、河涌治理概述
河涌治理是一项难度很大的系统工程，需要综合运用生态学、环境工程学、微生物学、景观学、土木工程学等多个学科的最新成果。目前，国内外关于内河涌污染防治技术及治理措施主要有物理技术，化学技术、生物修复技术和生态恢复技术。近年来，研究学者提出“生态治河”的理念，只有实现河涌生态系统的恢复，才能彻底的修复污染河涌的水环境。河涌的生态修复技术是河涌治理技术的热点研究领域。本文综述了目前国内外在河涌生态恢复技术治理方面的原理及应用实例，并分析了目前的研究重点。
三、国内外河涌生态恢复技术的研究现状
1.水生植物恢复技术
水生植物生长过程需要吸收大量氮、磷作为营养物质合成自身物质，利用植物的这一生理生化特性，在污染水体中有选择地种植一些植物，能够有效地吸收水体中的氮、磷元素，减轻水体的富营养化程度，根系也寄居着众多的异养微生物，通过微生物的同化及异化作用去除水中有机污染物，实现对水体的原位修复。
20世纪60年代，欧洲和北美的学者就开始研究植物的生物降解污染物的研究，开发投资少，治理效果好的水生植物人工湿地污水处理系统[1]。研究表明，在水体中种植合适的水生植物，可以大量吸收去除水体中的N、P等营养物，降低水体的营养物负荷，大大提高水质。因此，河岸的水生植被恢复在河流污染治理中越来越受到专家学者的关注。李睿华[2]等利用2种混合植物带（香根草+沉水植物、湿生植物+香蒲+芦苇）对受污染河水进行中试研究，结果表明，混合植物带对污染物的降解效果优于无植物空白带，其中香根草+沉水植物带效果最好，它在整个运行期间对CODCr、氨氮和总磷的去除率分别为43.5%、71.1%和69.3%。
2.人工湿地技术
人工湿地是一种新兴的污水处理工艺，具体讲，人工湿地是人为地将石、砂、土壤、煤渣等介质按一定的比例构成，并有选择性地植入水生植物的污水处理生态系统，介质、水生植物和微生物是其基本组成。人工湿地的净化过程涉及物理、化学、生物等多方面综合作用，对污染水体的净化主要通过以下几个途径：过滤和截留去除颗粒物；湿地介质的吸附、络合、离子交换等作用去除磷和重金属离子；湿地微生物降解有机污染物、去除水体中的氮；植物吸收去除水体中的氮、磷，富集重金属。
欧洲许多国家建立了芦苇床污水处理系统，应用于小城镇的污水处理，例如，Kern[3]等用芦苇床处理生活污水试验中，COD、TN、TP等的净化去除率变化在80%～99%之间。
在我国，人工湿地的研究起步较晚，1988年北京昌平人工湿地试验是首例对人工湿地进行的系统性研究[4]。张平远[5]利用满江红处理生活污水中的氮、磷等物质，也取得较好的效果。吴振斌等[6]报道芦苇一水葱一菱白一营蒲一麓草一苔草等植物组合的垂直流人土湿地系统除磷效率及稳定性均高于无植物对照，去除率为40～60%，其中菱白一曹蒲组合的总磷平均去除率达65%，且对藻毒素有一定的去除作用，芦苇一水葱一菱白一营蒲组对藻毒素的去除率分别为68.5%和34.6%。
3.植物浮床技术
植物浮床技术是一种水环境治理与水生态修复相兼顾的实用技术，其内涵是运用无土栽培技术原理，以可漂浮材料为基质或载体，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。采用该技术可将原来只能在陆地种植的高等陆生植物种植到自然水域水面，并能取得与陆地种植相仿甚至更高的收获量与景观效果。该技术生态修复的原理是：通过植物在生长过程中对水体中N、P等植物必需元素的吸收利用，及其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，与此同時，植物根系释出大量能降解有机物的分泌物，从而加速有机污染物的分解，随着部分水质指标的改善，尤其是D0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、营养物的进一步分解，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等营养物质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，从而为高等水生生物的生存、繁衍创造生态环境条件，为最终修复水生态系统提供可能。
操家顺[7]等人利用水雍菜净化重污染河道水体（苗家河），试验结果表明，在气温35℃、水温30℃以上的条件下，水蕹菜对重污染水体中的CODMn、TN、NH3-N和TP的去除率分别为37.0%、92.9%、93.9%和93.8%，对藻类的抑制率为88.8%。示范工程水域中水质得到明显改善，透明度迭90～130cm。由此证明水蕹菜是对重污染河道净化处理的优良生物材料之一。
井艳文[8]等人利用旱伞草、矮秆美人蕉、高秆美人蕉和紫叶美人蕉净化河涌水体，美人蕉和旱伞草对氮、磷均有较高含有率，表明对水质净化能力很强。浮床植物从该试验/示范水体中所提取的氮、磷总量分别为86.0kg、10.8kg。 4.组合技术
生态浮床与生物接触氧化组合技术是一种新的城市景观水体净化技术，它集合了生态浮床和生物接触氧化的优点，使水质得到改善。同时，对水面景观还有美化作用，产生良好的立体景观效果。
生物接触氧化与植物浮床组合技术利用生物填料形成的生物膜和植物的根部和综合作用对水体进行净化，最终收获植物去除污染物，改善水质状况。同时创造适宜多种生物生息繁衍的水环境，在有限区域重建并恢复水生态系统，大大促进了城市景观水体的生态修复，增加了水生态系统的抗冲击弹性，对于生态城市的创建提供了良好的条件。不但能确保对人体的健康和对水生生物有安全保障，更重要的是它能在治理过程中同时起到美化水域景观的作用，郁郁葱葱开满鲜花的浮床成为城市中一道亮丽的风景。同时，该技术的实施成本远低于其它物理生态工程，投资少、风险小、不产生二次污染。
黄廷林等进行的人工浮床试验[9]表明，以聚乙烯发泡板为人工浮床栽培绿萝、美人蕉和龟背竹，在生物填料表面生物膜的综合作用下，3种植物在实验水质条件下生长状况良好，可有效去除水中的氮磷及有机污染物，基本消除水体的富营养化，同时对城市景观水体具有美化作用。采用组合技术对水体中TN、NH3-N、TP、CODMn 的去除率分别达到65.8 %～84.4% 、89.2%～97 %、721%～92.9% 和24%～50% ，其中以龟背竹与生物接触氧化组合技术净化效果最好。
梁建祺进行的生物接触氧化—植物浮床技术对河涌水体净化效果的试验 [10]结果显示，该技术对CODCr的平均去除率可达80%以上，整个运行过程中一直保持较稳定的CODCr去除效果。系统稳定运行后，对NH3-N、TN和TP去除情况较好，对NH3-N去除率平均在97.5%以上，出水能够低于1mg/L达到Ⅴ类水体标准。对TN去除率平均在57.5%以上，对TP平均去除率达到64.2%。
四、展望
上述各项生态恢复技术是国内外研究学者在多年的实验探索和工程实践中取得的成果，在河流治理中也取得了很多的成功案例。由于城市河流是一个复杂的生态系统，污染内河涌的生态平衡受到严重的破坏，治理内河涌污染是一个综合治理工程，需要针对不同河涌的实际情况，综合采用多种工程技术措施，多管齐下，才能保证治理工程的可达性。因此，多种技术结合，互补不足，提高治理效果是以后一个主要的研究方向。
参考文献
[1] Carl.Christian Hoffmann， Annette. Baattrup-Pedersen. Re-establishinfreshwater. wetlands in Denmark[J]. Ecological Engineering， 2003， ECONENG-1123.
[2] 李睿华， 管运涛， 何苗. 河岸混合植物带处理受污染河水中试研究[J]. 环境科学， 2006， 27（4）： 651～654.
[3] Kern.Jürgen， Idler. Christine.Treatment of domestic and agricultural waste water by reed bed systems. Ecological Engineering， 1999， 12（1-2） ： 13～25.
[4] 王慶安， 任勇， 钱骏等. 成都市活水公园人工湿地塘床系统的生物群落[J]. 重庆环境科学， 2001， 23（2）： 52～55.
[5] 张平远. 水生植物满江红处理污水效果[J]. 农业环境保护， 1990， 8（6）： 25～27.
[6] 吴振斌， 陈辉蓉， 成水平等. 人工湿地磷的去除研究.水生生物学报[J]. 2001， 25（l）： 28～35.
[7] 操家顺，李欲如，陈娟 水蕹菜对重污染河道净化及克藻功能[J]. 水 资 源 保 护，2007，22（2） ： 37～38.
[8] 井艳文，胡秀琳，许志兰，刘虎城 利用生物浮床技术进行水体修复研究与示范[J]. 水利科学研究，2003，（6） ： 21～22.
[9] 黄廷林，宋李桐，钟建红，解岳，王晓昌 人工浮床净化城市景观水体的试验研究[J]. 西 安 建 筑 科技 大 学 学 报（自然科学版），2007，39（1） ： 32～33.
[10] 梁建祺. 生物接触氧化—植物浮床技术对河涌水体净化效果的研究[D]. 广东工业大学， 2009.
作者简介：梁建祺，（ 1982 - ） ，男，广东佛山人，硕士研究生。
关键词：河涌治理 生态恢复技术
一、前言
随着经济的快速发展、城市化进程的加快及工业的兴起，河涌两岸工厂、农业、生活污水不加处理直接排入河流导致河涌的水体污染问题日趋严重，并呈现出以好氧有机物为主要污染物、以水体黑臭为主要特征的污染现象。
河涌污染后的共同特点为：大量超过水体容量和自净能力的污染物存在于水体中，溶解氧浓度降低甚至为零。水体出现黑臭、富营养化现象。鱼虾等水生物种类锐减甚至绝迹。水体原有的功能衰退甚至丧失。水体的生态平衡被严重破坏。水域附近的居民身体健康受到威胁。正因为河涌污染的巨大危害性，因此日益引起人们的关注，并积极采取有效的技术及措施对污染进行控制和治理。
二、河涌治理概述
河涌治理是一项难度很大的系统工程，需要综合运用生态学、环境工程学、微生物学、景观学、土木工程学等多个学科的最新成果。目前，国内外关于内河涌污染防治技术及治理措施主要有物理技术，化学技术、生物修复技术和生态恢复技术。近年来，研究学者提出“生态治河”的理念，只有实现河涌生态系统的恢复，才能彻底的修复污染河涌的水环境。河涌的生态修复技术是河涌治理技术的热点研究领域。本文综述了目前国内外在河涌生态恢复技术治理方面的原理及应用实例，并分析了目前的研究重点。
三、国内外河涌生态恢复技术的研究现状
1.水生植物恢复技术
水生植物生长过程需要吸收大量氮、磷作为营养物质合成自身物质，利用植物的这一生理生化特性，在污染水体中有选择地种植一些植物，能够有效地吸收水体中的氮、磷元素，减轻水体的富营养化程度，根系也寄居着众多的异养微生物，通过微生物的同化及异化作用去除水中有机污染物，实现对水体的原位修复。
20世纪60年代，欧洲和北美的学者就开始研究植物的生物降解污染物的研究，开发投资少，治理效果好的水生植物人工湿地污水处理系统[1]。研究表明，在水体中种植合适的水生植物，可以大量吸收去除水体中的N、P等营养物，降低水体的营养物负荷，大大提高水质。因此，河岸的水生植被恢复在河流污染治理中越来越受到专家学者的关注。李睿华[2]等利用2种混合植物带（香根草+沉水植物、湿生植物+香蒲+芦苇）对受污染河水进行中试研究，结果表明，混合植物带对污染物的降解效果优于无植物空白带，其中香根草+沉水植物带效果最好，它在整个运行期间对CODCr、氨氮和总磷的去除率分别为43.5%、71.1%和69.3%。
2.人工湿地技术
人工湿地是一种新兴的污水处理工艺，具体讲，人工湿地是人为地将石、砂、土壤、煤渣等介质按一定的比例构成，并有选择性地植入水生植物的污水处理生态系统，介质、水生植物和微生物是其基本组成。人工湿地的净化过程涉及物理、化学、生物等多方面综合作用，对污染水体的净化主要通过以下几个途径：过滤和截留去除颗粒物；湿地介质的吸附、络合、离子交换等作用去除磷和重金属离子；湿地微生物降解有机污染物、去除水体中的氮；植物吸收去除水体中的氮、磷，富集重金属。
欧洲许多国家建立了芦苇床污水处理系统，应用于小城镇的污水处理，例如，Kern[3]等用芦苇床处理生活污水试验中，COD、TN、TP等的净化去除率变化在80%～99%之间。
在我国，人工湿地的研究起步较晚，1988年北京昌平人工湿地试验是首例对人工湿地进行的系统性研究[4]。张平远[5]利用满江红处理生活污水中的氮、磷等物质，也取得较好的效果。吴振斌等[6]报道芦苇一水葱一菱白一营蒲一麓草一苔草等植物组合的垂直流人土湿地系统除磷效率及稳定性均高于无植物对照，去除率为40～60%，其中菱白一曹蒲组合的总磷平均去除率达65%，且对藻毒素有一定的去除作用，芦苇一水葱一菱白一营蒲组对藻毒素的去除率分别为68.5%和34.6%。
3.植物浮床技术
植物浮床技术是一种水环境治理与水生态修复相兼顾的实用技术，其内涵是运用无土栽培技术原理，以可漂浮材料为基质或载体，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。采用该技术可将原来只能在陆地种植的高等陆生植物种植到自然水域水面，并能取得与陆地种植相仿甚至更高的收获量与景观效果。该技术生态修复的原理是：通过植物在生长过程中对水体中N、P等植物必需元素的吸收利用，及其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，与此同時，植物根系释出大量能降解有机物的分泌物，从而加速有机污染物的分解，随着部分水质指标的改善，尤其是D0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、营养物的进一步分解，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等营养物质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，从而为高等水生生物的生存、繁衍创造生态环境条件，为最终修复水生态系统提供可能。
操家顺[7]等人利用水雍菜净化重污染河道水体（苗家河），试验结果表明，在气温35℃、水温30℃以上的条件下，水蕹菜对重污染水体中的CODMn、TN、NH3-N和TP的去除率分别为37.0%、92.9%、93.9%和93.8%，对藻类的抑制率为88.8%。示范工程水域中水质得到明显改善，透明度迭90～130cm。由此证明水蕹菜是对重污染河道净化处理的优良生物材料之一。
井艳文[8]等人利用旱伞草、矮秆美人蕉、高秆美人蕉和紫叶美人蕉净化河涌水体，美人蕉和旱伞草对氮、磷均有较高含有率，表明对水质净化能力很强。浮床植物从该试验/示范水体中所提取的氮、磷总量分别为86.0kg、10.8kg。 4.组合技术
生态浮床与生物接触氧化组合技术是一种新的城市景观水体净化技术，它集合了生态浮床和生物接触氧化的优点，使水质得到改善。同时，对水面景观还有美化作用，产生良好的立体景观效果。
生物接触氧化与植物浮床组合技术利用生物填料形成的生物膜和植物的根部和综合作用对水体进行净化，最终收获植物去除污染物，改善水质状况。同时创造适宜多种生物生息繁衍的水环境，在有限区域重建并恢复水生态系统，大大促进了城市景观水体的生态修复，增加了水生态系统的抗冲击弹性，对于生态城市的创建提供了良好的条件。不但能确保对人体的健康和对水生生物有安全保障，更重要的是它能在治理过程中同时起到美化水域景观的作用，郁郁葱葱开满鲜花的浮床成为城市中一道亮丽的风景。同时，该技术的实施成本远低于其它物理生态工程，投资少、风险小、不产生二次污染。
黄廷林等进行的人工浮床试验[9]表明，以聚乙烯发泡板为人工浮床栽培绿萝、美人蕉和龟背竹，在生物填料表面生物膜的综合作用下，3种植物在实验水质条件下生长状况良好，可有效去除水中的氮磷及有机污染物，基本消除水体的富营养化，同时对城市景观水体具有美化作用。采用组合技术对水体中TN、NH3-N、TP、CODMn 的去除率分别达到65.8 %～84.4% 、89.2%～97 %、721%～92.9% 和24%～50% ，其中以龟背竹与生物接触氧化组合技术净化效果最好。
梁建祺进行的生物接触氧化—植物浮床技术对河涌水体净化效果的试验 [10]结果显示，该技术对CODCr的平均去除率可达80%以上，整个运行过程中一直保持较稳定的CODCr去除效果。系统稳定运行后，对NH3-N、TN和TP去除情况较好，对NH3-N去除率平均在97.5%以上，出水能够低于1mg/L达到Ⅴ类水体标准。对TN去除率平均在57.5%以上，对TP平均去除率达到64.2%。
四、展望
上述各项生态恢复技术是国内外研究学者在多年的实验探索和工程实践中取得的成果，在河流治理中也取得了很多的成功案例。由于城市河流是一个复杂的生态系统，污染内河涌的生态平衡受到严重的破坏，治理内河涌污染是一个综合治理工程，需要针对不同河涌的实际情况，综合采用多种工程技术措施，多管齐下，才能保证治理工程的可达性。因此，多种技术结合，互补不足，提高治理效果是以后一个主要的研究方向。
参考文献
[1] Carl.Christian Hoffmann， Annette. Baattrup-Pedersen. Re-establishinfreshwater. wetlands in Denmark[J]. Ecological Engineering， 2003， ECONENG-1123.
[2] 李睿华， 管运涛， 何苗. 河岸混合植物带处理受污染河水中试研究[J]. 环境科学， 2006， 27（4）： 651～654.
[3] Kern.Jürgen， Idler. Christine.Treatment of domestic and agricultural waste water by reed bed systems. Ecological Engineering， 1999， 12（1-2） ： 13～25.
[4] 王慶安， 任勇， 钱骏等. 成都市活水公园人工湿地塘床系统的生物群落[J]. 重庆环境科学， 2001， 23（2）： 52～55.
[5] 张平远. 水生植物满江红处理污水效果[J]. 农业环境保护， 1990， 8（6）： 25～27.
[6] 吴振斌， 陈辉蓉， 成水平等. 人工湿地磷的去除研究.水生生物学报[J]. 2001， 25（l）： 28～35.
[7] 操家顺，李欲如，陈娟 水蕹菜对重污染河道净化及克藻功能[J]. 水 资 源 保 护，2007，22（2） ： 37～38.
[8] 井艳文，胡秀琳，许志兰，刘虎城 利用生物浮床技术进行水体修复研究与示范[J]. 水利科学研究，2003，（6） ： 21～22.
[9] 黄廷林，宋李桐，钟建红，解岳，王晓昌 人工浮床净化城市景观水体的试验研究[J]. 西 安 建 筑 科技 大 学 学 报（自然科学版），2007，39（1） ： 32～33.
[10] 梁建祺. 生物接触氧化—植物浮床技术对河涌水体净化效果的研究[D]. 广东工业大学， 2009.
作者简介：梁建祺，（ 1982 - ） ，男，广东佛山人，硕士研究生。