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流域水环境修复技术综述

   日期:2019-07-13     来源:华夏地理中文版    浏览:0    

  近些年来,随着国民经济的进一步发展,我国流域水环境逐渐恶化,且有加重趋势,一时之间,流域水环境修复成了人们关注的焦点,我国修复技术也有了很大进步。应该说,在流域水环境中,河流、湖泊水库、湿地和地下水直接关系到人们的正常生产生活,因此,在文中,笔者专就4种水环境类型中较为有效并且较为常用的几种修复技术进行了简要分析,旨在能够为我国水环境修复技术的研究和管理提供一些参考。

  一、河流修复技术

  (一)河道引水技术

  简单的说,河道引水技术的主要思想就是利用外部清洁水源的引进来达到改善河道水质的目的,只要水源允许,向河道内引入外部清洁的水源,会使河水水量急剧增加,这样可以明显缩短河道中水的停留时间。同时,由于河道水量的增加,使得河道中浮游植物数量会急剧增多,不仅能够不易使污染河水发黑甚至发臭,而且能够增加水体复氧量,对河道自净能力的提高是大有帮助的。应该说,调用外部清洁水源,来改善河道水质的这种修复技术,不仅投资少、成本低,而且见效很快。就目前来说,应用河道引水技术进行河道水体水质改善的实例有很多,如福州内河的引水冲污工程,上海苏州河的综合调水工程,都是河道引水技术的应用实例。

  (二)水生植物修复技术

  对于水生植物而言,他们能够在河流中对污染的水环境进行修复,作用方式不外乎以下几种,即物理作用、吸收作用以及协同作用。实际上,水生植物修复技术的主要原理就是利用水生植物生长形成的微环境对水体污染物进行自然清除,进而达到恢复水域生态环境的目的。这种技术的核心在于通过将水生植物漂浮种植到水面上,进而植物在生长过程中不断从水体中吸收污染物,将污染物转化成为促进植物生长的肥料,既促进了植物生长,又有效修复了水体环境。但是考虑到河流中的水是流动的,因此为了更好的适用水生植物修复技术,可以在河流的某个符合一定条件的段面,通过设立旁道或截流一段段面的方式建立一个人工缓冲区,进而就可以在缓冲区内种植芦苇、席子草等有根水生植物,吸附水中的氮氧物质,达到净化水体的目的。

  二、湖泊水库修复技术

  (一)底泥疏浚技术

  就湖泊水库,底泥是其最重要的内污染源,一般情况下在湖泊水库底泥中会有大量污染物积累,这些污染物质主要有营养盐、难降解物质、有毒有害有机物等。这些底泥中积累的污染物,一旦施放到水体中,将会促使水质急剧下降。而利用底泥疏浚技术,就可以达到彻底去除污染物的目的。一般而言,底泥疏浚技术的疏挖方式有两种:一种就是直接将湖泊水库中的水抽干,然后动用推土设备或者刮泥机对底泥进行疏挖,另一种就是在有水的前提开展疏挖带水作业。带水疏挖的方式又存在两种,即机械式疏挖和水力式疏挖。值得注意的是,在疏浚时一定要防止底泥泛起,尽可能地避免引起二次污染。比如说,瑞典的Trummen湖就是底泥疏浚技术应用的实例,在清除了湖底表层1米厚的底泥后,湖水深度将近增加了1.5米,经检验,湖水中所含的TP浓度出现了很明显的下降,这种有利状态持续了近20年,不得不说,底泥疏浚技术对于湖泊水库的修复作用还是十分明显的。

  (二)清洁生产技术

  清洁生产技术是一种通过对原材料和能源进行调整替代、对工艺技术和设备装备进行改进,对废弃物进行回收利用等措施,对污染源进行削减,努力提高资源的利用效率,进而达到降低污染物的产生和排放的技术。就清洁生产技术而言,可以细分为三类,即源头控制、过程减排以及末端循环。笔者认为,源头控制最重要,很明显,因为只有从源头上对污染物进行看控制,避免污染物排入湖泊水库中,这样湖泊水库修复工作也就完成了大半,正是通过源头控制,就可以使湖泊水库中的污染物浓度有所下降,进而通过过程减排和末端循环,就可以对湖泊水库中有利用价值的资源进行回收利用。可以看到,通过清洁生产技术,不仅可以有效修复湖泊水库的水环境,还能产生一定的经济效益和环境效益。

  除了可以使用清洁生产技术和底泥疏浚技术外,在湖泊水库修复中,也可以应用水生植物修复技术,通过在湖泊水库中漂浮种植凤眼莲、浮莲以及浮萍等无根植物,吸附水中的氨氮、总氮、总磷等营养物质,从而达到修复的目的。

  三、湿地修复技术

  (一)土壤渗滤法

  我们知道,湿地植物生长发育需要的基质就是湿地土壤,在湿地土壤中,能够发生各种物理化学反应,如氧化反应、还原反应以及络合反应等。实际上,土壤渗滤法的作用原理就是湿地土壤对水环境污染物有一种过滤的特性,利用这一特性,使得水环境状况得到明显改善。有资料显示,在垂直方向上,湿地土壤能够对氮和磷产生较强的滤过截留作用。从应用实际看,土壤渗滤法不仅简单易行,而且经济实用,值得推广应用。

  (二)生物膜吸附法

  将生物膜置于一定的酸碱条件下,能够有效吸附湿地水环境中所含的重金属。具体应用方法是根据湿地的自身特点设计生化池,并采用动态自然挂膜培养的方式,让微生物在填料上进行生长和繁殖,使得生物膜会不断增长变厚。对生物膜而言,富含藻类和原生动物,能够对水中的有机物、氨氮化物等有很强的吸附作用,进而由膜上微生物对吸附的物质进行分解、吸收,达到修复湿地的目的。

  具体做法可以事先将需要修复的湿地划分成若干单元,遵循分块治理的思想,进而在每个单元采用生物膜吸附法进行治理,这样能够取得更好的修复效果。

  同样地,除了可以采用土壤渗透法和生物膜吸附法外,仍然可以采用水生植物修复技术进行治理,选择的治理载体可以是水芋、茨菰、荸荠等须根水生植物,这些作物不仅能够达到净化水体的目的,还可以带来一定的经济效益。

  四、地下水修复技术

  这里只具体介绍一种最常规的污染地下水治理方法,即抽出处理技术。这种技术的主要原理是通过水泵对地下水进行抽取的方式将水中的污染物质带回地表,进而就可以在地面对其进行净化处理,处理完毕后又将地下水重新注入地下,这样可以防止地面发生沉降,也可以有效防止海水的人侵,对地下水的循环流动能够起加速作用。由于液体的物理和化学性质存在很大差异,也就意味着抽出处理技术并不是适合于所有地下水的修复,通常来说,运用抽出处理技术,处理轻非水相液体时,往往能够取得显著的去除效果,而在处理重非水相液体时,不仅耗费时间长,去除效果也不是很理想。

  五、结语

  综上所述,流域水环境的修复技术有很多,文章所介绍的河流修复技术、湖泊水库修复技术、湿地修复技术以及地下水修复技术是流域水环境修复的四大方面。其中河流修复技术主要包括河道引水技术和水生植物修复技术两种常用的有效技术;湖泊水库修复技术主要包括底泥疏浚技术和清洁生产技术两种,应用比较广泛;而湿地修复技术中常见的主要有两种技术,即土壤渗滤法和生物膜吸附法;对于地下水修复技术而言,文章中只介绍了地下水修复最为有效的一种技术—抽出处理技术。因此,在对流域水环境进行修复处理以前,一定要对水环境的类型以及具体状况进行综合分析,针对性地选择合适的修复技术,尽可能地在最短的时间内以最小的成本使得流域水环境得到修复。

 
 
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