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湖泊生态修复技术精选(九篇)

湖泊生态修复技术

第1篇:湖泊生态修复技术范文

1.化学法[2](1)化学絮凝处理。利用化学药剂去除水体污染物以达到改善水质,但易对生态系统造成二次污染,一般作为临时应急措施使用。(2)化学灭藻处理。开营养盐的积累会使水中的藻类大量繁殖,致使许多水下的植物无法进行光合作用,释放氧气,使水变成黑臭,投加化学灭藻剂杀死藻类。但长期使用藻类易产生抗药性,易对环境造成二次污染。

2.微生物法利用微生物降解水体中的有机物,吸收和转化污染物质成为无污染或微污染的物质,起到水质净化的作用。但微生物的繁殖快,每一次繁殖都可能一些变异品种,导致微生物净化作用下降,而且很难控制其净化效果,同时微生物的分解物可能带来二次污染。

3.水生态修复法主要是恢复动植物等生物的多样性,利用其生命活动,对水体中污染物进行吸收、转化及降解,从而净化水体,重建并恢复水体中的生态系统。由于该技术效果好、成本相对较低、运行维护方便等优点。同时不易形成二次污染,还可以与景观改善相结合,因此已成为湖泊环境的主要发展方向。运用物理法、化学法以及微生物法来改善湖泊水体,在技术方法都有其局限性,或存在不可持续性,易造成二次污染,或成本高等问题,不能从根本上解决水体富营养化带来的一系列环境问题。因此,水生态修复法是湖泊环境治理领域最有价值和最具生命力的技术。

二、基于生态修复的湖泊环境治理技术

在调研分析湖泊生态系统退化、结构不合理等原因的基础上,通过实施包括基础条件建设工程(水位调控、湖盆物理形状改造和底质改善)、高等水生植被构建工程、食物网构建工程与清水态生态系统优化与稳定工程等水生态修复工程措施,调整和优化生态系统结构,修复水生态系统,有效提升水质,构建“清水态”生态系统。

1.水位调控为了改善底质,需排干湖水。生态修复初期,若降雨不能满足工程需要,需启用自来水作为备用水源,按生态修复初期平均水深控制在0.6~0.8m,后根据植物的生长状况和降雨量控制湖泊的水位在适宜的范围内。

2.湖盆物理形状改造通过实施湖盆物理形状改造,将现有平坦的湖盆表面改造为若干个直径不一、深浅不同的锅底状表面,同时布设多条纵横交错深浅不一的沟道,构造与自然沉积环境相似的湖盆形状,以满足不同生态位的水生动植物生长需要,通过构造多种生境,为高等植物群落组成多样性乃至生态系统生物多样性的恢复打下基础。

3.底质改善运用“高效抑氮磷复合基质配比技术”,将湖泊重污染底泥进行质地改良,经机械处理使底泥具有良好的通气保水性能;然后投加微生物降解底质中过量的有机物成分,同时配以适量的铁、铝、钙盐,既能使底质具有较高的养分有效性,以保证植物生长,又能通过上述几种金属盐固定底泥中的营养物质,抑制底泥中营养过量释放造成水体富营养化;并结合现场环境状况制作成几种人工基质,并在上面种上植物,筛选出适合本地使用的高效抑氮磷释放的复合基质配比方案,为湖泊大型水生植物生态系统的构建提供良好的底质保证。

4.高等水生植被构建以沉水植被恢复为主,沉水植物生长在水面以下,对抑制湖泊沉积物再悬浮、降低水体营养盐浓度、提高水体透明度、改善湖泊水质和景观效果意义重大,是维持湖泊清水态的主要调控因素。

5.食物链构建工程食物链构建是决定水生态修复成功与否的关键,不合理的食物链结构可能导致水生态系统不稳定,水环境重新变得恶劣。清水态食物链结构构建主要包括鱼类、浮游动物、浮游植物、细菌等构件的重建与优化。在湖泊生态修复初期,通过放养鳜鱼、乌鳢和大口鲶等肉食性鱼类,通过捕食其它鱼类调节湖泊生态系统中鱼类多样性和种群密度,降低草食性、杂食性和掘食性鱼类对沉水植被恢复的影响。底栖动物主要放养蚌和螺等,蚌等放养在水较深、底质软的区域,螺接近岸带浅水处。

6.清水态生态系统优化与稳定对水生态系统进行持续监测,据此在优化水生高等植物种类、食物链结构的同时,建立鱼类平衡、鱼类-沉水植物平衡、鱼类-底栖生物平衡、滤食功能群-浮游植物平衡等,最终建立稳定的良性湖泊生态系统。

三、案例分析

1.工程概况内沙湖(东经114°18′30″-114°18′39″,北纬30°33′51″-30°34′01″)位于武汉市中心城区,因粤汉铁路(今武昌到黄石线路)的修建由沙湖分割而成,面积约5.67万m2,最大水深近3m。目前实现截污,水源靠降雨补给,湖泊水环境恶化程度严重,常年水质为Ⅴ类,间或Ⅳ类,呈黄浊态,透明度不到30cm,远远不能满足该湖功能区划的要求。对内沙湖开展了生态调查。调查结果表明,内沙湖主要生态问题是外来污染对生态系统破坏严重,是典型的恶性生态系统:缺乏沉水植物、底栖动物群落退化严重,大型浮游动物密度低、食物链短,生态系统结构简单,营养盐循环速率高,沉积物-水耦合作用剧烈,整个水生态系统自净能力低[3]。

第2篇:湖泊生态修复技术范文

关键词:水环境修复;河流;湖泊水库;地下水

水环境是流域内储存、传输和提供水资源的水体,是水生生物生存与繁衍的空间,也是各种污染物的最终归宿。根据水的地理位置,将流域中的水环境分为地表水环境和地下水环境。地表水环境指河流、湖泊、水库、海洋、沼泽、冰川等以暴露在地面的水为主的水域;地下水环境指泉水、浅层地下水、深层地下水等存在于包气带以下底层空隙的水域[1]。

人类不合理的生产和生活方式对水环境造成了不同程度的损害,世界水资源委员会指出,全世界有50%以上的水域已被污染,水域生态系统遭到严重破坏。我国水环境受损也比较严重,超过60% 的河流、湖泊和湿地生态系统的结构与功能遭到不同程度的破坏[2]。

水环境修复,就是利用生态系统原理,采取各种技术手段,提高水体质量,修复生态系统结构,使流域生态系统实现整体协调、自我维持和自我演替的良性循环[3-5]。

随着水环境恢复理论地不断完善和深入,近年来水环境恢复研究发展较快。美国有关受损水环境的修复研究,自1970 年起由clean lake program(clp)组织实施,投入经费逐年增加[6]。欧洲一些国家也从20 世纪70 年代开始水环境治理和修复工作。如荷兰在1990 年对aldefeane 地区水环境进行修复,成效显著[7]。20 世纪80 年代,我国开始了对水环境恢复的研究工作,并在巢湖、太湖等不同地区开展了水环境恢复的研究与实践[8-10],取得了许多成功的经验。

为了保证人类的可持续发展,开发切实可行的技术对受损水环境进行修复,成为了环境科学与技术领域的研究热点之一。水环境修复的对象不仅包括水体,还有水体相关的生物地理环境。而不同的水域形式,因其物理环境、化学环境以及生物环境的不同,需要不同的修复技术体系。河流、湖泊水库和地下水是与人类生产生活密切相关的水环境,本文将从这3个方面,综述其最新的水环境修复技术,为水环境修复技术的研究提供基础。

1 河流修复技术

河流修复是指使河流生态系统恢复到未被破坏前的近似状态,且能够自我维持动态均衡的复杂过程[11]。河流修复技术多种多样,①物理技术:河道引水技术、生态防渗技术、底泥疏浚与物理覆盖技术、人工增氧技术等[12-15];②化学技术:投加絮凝剂促进污染物沉淀、加石灰脱氮、投加化学药剂除藻、调节ph值对重金属进行化学固定、原位化学反应技术等[16];③生物-生态技术:微生物修复技术、水生动植物修复技术[17-19]、人工湿地技术以及多自然型河流构建技术等。

本文将重点介绍以下方法:河道引水技术、原位化学反应技术和水生植物修复技术。

1.1 河道引水技术

河道引水技术是指引进外部清洁水源来改善河道水质[20],在水源允许的情况下,引进外部清洁的水源,增加河水水量,不仅可以人为地缩短水在河道中的停留时间,增加浮游植物的生物量[21],使污染河水不易黑臭,同时水体复氧量也会增加,提高河道自净能力。利用调水改善河道水质是一种投资少、成本低、见效快的处理工程。

1.2 水生植物修复技术

水生植物在水环境修复中的作用方式主要包括物理过程、吸收作用、协同作用和化感作用[22]。水生植物修复技术利用水生植物及其共生的微环境去除水体中的污染物质并恢复永生生态系统[16]。水生物修复技术的核心是将植物漂浮种植到水面上,利用植物生长从水体中吸收利用大量污染物[23]。生物浮床是其典型的技术应用之一。

1.3 原位化学反应技术

原位化学反应技术是指通过化学反应和生物反应(氧化、还原、吸附、沉淀、有机金属络合等),在受污染的地点,原地使重金属离子固定下来的方法。常用的物质包括石灰[ca(oh)2]、灰烬(koh)硫化钠na2s)等。此外,化学氧化可以将有机物转化为无毒或者毒性比较小的化合物,常用的氧化剂为二氧化氯、次氯酸钠或者次氯酸钙和臭氧等[3]。

2 湖泊水库修复技术

湖泊水库水质恶化主要有2 个原因:一是外界输人的大量营养物质在水体中富集,二是内

源性负荷。因此湖泊水库修复可从外源性污染物质的控制和内源性污染物质的控制2方面展开。外源性污染物的控制技术主要有:清洁生产、退耕还林、改变消费模式[4]、废水集中处理技术[3]等;内源性污染物的控制技术主要有稀释和冲刷、底泥疏浚和覆盖、水力调度技术、气体抽提技术、空气吹脱技术、投加石灰法、水生植物修复技术、生物调控技术、生物膜技术、微生物修复技术、仿生植物净化技术、土地处理技术、深水曝气技术等[3]。外源性污染物控制技术中清洁生产是一项有效技术,内源性污染物控制技术中底泥疏浚是修复湖泊水库的一项有效技术,这不同于河流的修复。

2.1 清洁生产

清洁生产是指通过原材料和能源的调整替代、工艺技术的改进、设备装备的改进、过程控制的改进、废弃物的回收利用、产品的调整变更等措施,达到污染物的源头削减、过程控制、提高资源利用效率的目的,减少或者避免生产和产品使用过程中污染物的产生和排放,以减轻或者消除对人类健康和环境危害的技术[24]。清洁生产技术主要包括源头控制、过程减排和末端循环3类技术。源头削减应尽量采用无污染、少污染的能源和原材料;过程减量应尽量采用消耗少、效率高、无污染、少污染的工艺和设备;末端循环时对必须排放的污染物,采用回收、循环利用技术,回收其中有利用价值的资源。清洁生产可以产生环境和经济双重效益,使得汇入湖泊水库中的外源性污染物浓度大大减少,达到修复的目的。  2.2 底泥疏浚

底泥是湖泊水库中的内污染源,有大量的污染物质积累在底泥中,包括营养盐、难降解的有毒有害有机物、重金属离子等[3]。底泥中的有害物质释放到水体中会使水质急剧恶化。底泥疏浚可以彻底去除其中的有害物质。一般有2 种形式的疏挖,一种是把水抽干,然后用推土机和刮泥机进行疏挖,另一种是采用带水作业。第1 种方法存在一定的技术限制,第2 种方法应用性更强。带水疏挖可以采用机械式疏挖,也可以采用水力式疏挖。疏浚技术主要包括确定疏挖底泥体积、选择挖泥机、计算压头和功率、设计底泥堆放场以及底泥利用几个部分。疏浚时应注意防止底泥泛起以及底泥的合理处置,避免二次污染。欧洲多国均采用过该技术对湖泊水库进行修复,并且效果显著。例如瑞典的trummen 湖,清除表层1 m 厚的底泥后,水深增加1.1~1.7 m,tp 浓度迅速下降,这种状态维持了18 年[25]。

3 地下水修复技术

地下水具有多种功能,与人类生活密切相关。随着工农业的快速发展和人民生活水平的提高,地下水受到了严重污染。因此,对受污染的地下水环境修复变得越来越重要,其修复技术的研究已引起国外学者的广泛关注[26]。

根据其主要工作原理地下水修复技术可大致归并为4 类,即物理技术、化学技术、生物技术和复合技术[27]。物理技术包括水动力控制法、流线控制法、屏蔽法、被动收集法、水力破裂处理法等[27];化学技术包括有机粘土法[28]和电化学动力修复技术[29];生物技术包括原位生物修复技术例如bs 技术,和异位生物修复技术例如堆肥式处理法、预制床法、厌氧处理法、生物反应器法等;复合技术包括渗透性反应屏法、抽出处理法、注气~土壤气相抽提(sev)法[27]。复合法修复技术兼有以上2 种或多种技术属性,例如抽出处理法同时使用了物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术,综合各种技术有点,在修复地下水时更加有效。抽出处理技术,简称b&t 技术,是最常规的污染地下水治理方法。该方法采用水泵将含水层中地下水面附近的地下水抽取出来,把水中的有机污染物质带回地表,然后在地面用地面污水处理技术对其进行净化处理,最后将处理好的水重新注入地下或排入地表水体,以防止地面沉降,或海水人侵,并且可以加速地下水的循环流动。地面污水处理技术方法很多,最常用的包括以下7 种:沉淀、膜分离、交换树脂、活性炭吸附、空气吹脱、化学氧化和生物降解[30]。由于液体的物理化学性质各异,p&t 技术只对有机污染物中的轻非水相液体去除效果很明显,而对于重非水相液体来说,治理耗时长而且效果不明显[27]。

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第3篇:湖泊生态修复技术范文

关键词:城市;水文化;建设

中图分类号:TU984文献标识码: A 文章编号:

一座城市的文明很大程度上取决于这座城市的文化发展与繁荣。城市自古以来在人类社会的发展历史中起着重要的作用,水文化是人类与水不断打交道的历史,因此城市水文化是一座城市优秀历史文化宝库中的重要组成部分。

一、水文化建设定义

所谓水文化的定义就是指人类社会历史发展过程中积累起来的关于如何认识水、治理水、开发利用水、保护爱护水、珍惜节约水、欣赏水的物质和精神的总和。所谓城市水文化就是指反映城市地区中人与水打交道过程中所产生的各种文化现象的总和。换句话说城市水文化是一种体现水与城市关系的文化,这种文化的实质是人们对水务活动一种理性思考和社会意识,即以水为载体的文化想象的总和。

二、目前城市河流、湖泊资源存在的主要问题

传统的河湖治理工程造价相对较高,且仅注重河道的行洪、排涝、供水等经济利益方面的基本功能,对环境、生态的影响几乎考虑甚少,更谈不上水文化建设的内容。而且很多城市市区内的河流、湖泊资源自成体系,互不相通,淤积、污染、断流等现象严重,水生态日益恶化,危及周边的生态环境和人民的幸福和健康。主要问题表现在:

①对生态环境的影响

传统的河、湖治理工程缺乏生态工程的理念、河道全断面硬质护坡、护底结构隔绝了生物和微生物与大地的接触,阻断了地表水与地下水的联系,破坏了河流生态系统的整体平衡,导致河道天然自净能力严重下降,加之河网内多处建闸、建坝,使得水动力极差,致使河流生态系统趋向恶化。由于治理的渠式化、使河流失去自然流态、河流弯道多半消失、深浅统一,使河流湿地消失、生物群落随之消失,至使生态失衡。

②对人类生存环境的影响

传统的城市河流护岸工程为了满足一定的防洪标准,一般是修筑高大的堤防,而且大堤内坡一般是浆砌石或混凝土的硬质护坡,因此阻断了河流与两岸水土连接过渡带的联系,破坏了人们赖以生存的自然环境,其结果一是对天然河道的水质和水环境产生了负面影响,其二是对人们在生活中与自然和水域接触与亲近带来很大的障碍,人们失去了娱乐、休闲和亲水的绝佳场所,城市也因之失去了灵气和精神。

③对景观环境的影响

传统的治理河流或湖泊目的单一、过多的追求防洪标准、供水输水的能力,忽略了河、湖本身的生态功能的修复、忽略以水环境为载体的水文化建设与发展、忽略了与周边环境的统筹规划和综合治理、更忽略与整个城市的发展规划相融合,所以治理工程追求河道断面整齐划一的梯形或矩形、河底为一定的纵坡深浅统一,河道走向追求笔直,内坡护砌追求硬质坚固性和防渗性。这种模式虽然有整洁美,但使整个河流完全与大自然隔绝,与人类疏远,随之河流湿地、浅滩消失、河道两岸水陆连接过渡带被破坏,水生动植物、生物随之减少或消失,也违背了现代人回归自然、反璞归真的生活追求,与周边生态环境极不协调。

三、城市水文化建设必然性

近些年来,人们在屡受大自然的威胁之后,开始了痛定思痛,也开始相信大自然和人类的因果和报应关系。人类的地球只有一个,保护和爱护地球就是珍爱自己的生命。发展低碳循环经济、保护生态环境就是人类保护地球有效而具体的行动,它符合科学发展观的要求,符合人与自然和谐共处、天人合一共生共灭的法则。在城市化发展进程中,我市结合本市的实际,积极落实省委提出的“三年大变样”的要求,都开始重新对城市科学规划,结合扩容、拆迁和改造升级,对本市的水生态环境也开始修复,对穿市而过的河流进行提高防洪排涝标准和河流生态修复的综合治理,对现有河、湖、坑塘通过清淤、扩挖、新开、延伸来构建环城河湖相连的水网体系,随之,水文化建设也就成为了城市建设的必要组成部分。

四、城市水文化建设的途径

①采取新的现代治水工程设计理念

针对唐山市城市河流、湖泊资源存在的主要问题,我们可以采取现代治水工程设计新理念,与传统的治水工程设计迥然不同,现代治水工程设计不仅仅从防洪、排涝的角度考虑,更要强调与流域规划及城市总体发展规划相一致,与城市河流、湖泊周围环境、景观相协调,与城市文明、城市文化的协调,充分体现出河道的防洪、排涝、景观、生态、休闲、文化娱乐等方面多功能,使一河两岸、一湖四周成为城市中一条亮丽风景线或一个带有丰富内涵文化的节点景观。在实际规划设计中,可通过对每一项子工程的协同设计、优化,最终获得整个工程的最佳设计效果;通过营造富于自然特色的亲水环境,并融入底蕴深厚的文化元素节点景观,提高空间感和环境舒适性,实现河流、湖泊水文化健康发展和全流域社会经济的可持续发展。使一座城市因水的清澈而美丽、因水环境优美而宜居、因水的流动和水文化丰富多彩而富有生机和灵气。

②采取先进的水生态修复技术

城市水生态修复技术是水文化建设的重要基石。修复技术主要是对现有流经市区河流、湖泊、经过综合治理,而不是单纯的采取原始护岸工程,只保障河道的行洪、排涝等基本功能,通过河道清淤工程、改变堤防结构形式、改变河流过水断面形式与大小、改变治导线轨迹恢复河流自然流向、加大河道宽度、拓宽两岸绿化带面积和文化建设、居民区建设的空间、梯级修建节制、蓄水建筑物、修建亲水平台、修建水文化景观等措施实现城区水生态修复。

③采取生态与效益双赢策略

第4篇:湖泊生态修复技术范文

据了解,长江中下游湿地是长江及其支流形成的河流、湖泊湿地区,这里既有湖沼演替形成的自然湿地生态景观,也有人类活动造就的壮观湿地农业景观,组成了一个巨大的自然-人工复合湿地生态系统。截至2002年12月31日,已建立了由各级政府和不同部门管理的湿地类型保护区60个。不同保护区的特点不同,保护措施不同,取得的成果也不尽相同。近日,在重庆市开县举办的长江流域湿地保护与恢复培训班上,9位来自相关领域的专家、学者以及湿地保护部门和企业的代表进行了精彩发言,为进一步推动长江流域湿地保护与恢复工作提供了新的启示和借鉴。

重庆市开县汉丰湖国家湿地管理局局长熊森介绍了在开县实践的湿地修复协同共生模式,通过建立四级管理体系,开展景观基塘工程、林泽工程、鸟类生境工程建设,有效地保护和恢复了湿地生态。

国家高原湿地研究中心常务副主任田昆对长江源头湿地保护的现状和问题及产生的原因进行了分析,并对如何开展有效保护提出了新的观点和措施。

以湖泊生态系统修复技术与实践为主题,中国科学研究院南京地理与湖泊研究所副研究员关保华分析了水体富营养化产生的原因、水生态系统修复相关技术,并介绍了广东、江苏、湖北等地的湖泊修复成功案例。

华东师范大学教授张利权对长江河口湿地保护的现状、分布生物多样性特点进行了分析,并着重对长江河口湿地保护的主要经验进行介绍,特别是互花米草治理的新模式,已成为多地防治互花米草灾害的良方。

重庆大学教授袁兴中以生态智慧在三峡水库消落带湿地工程中的应用为主题,展开了精彩演讲。通过案例分析,介绍了以湿地基塘为主的生态智慧手段是优化生态服务功能、减缓不利生态影响的最佳途径。

南京大学教授刘茂松就如何挖掘自身特色开展湿地科普宣教进行了演讲。介绍了如何结合自身特色通过应用现代新技术、科学监测、科学管理来拓展宣教深度。

四川农业大学副教授罗鸿兵分享了水回馈的测算方法在湿地恢复中的应用技术,解释了水回馈是指“向自然界新增或补充的水量和改善的水质”的基本含义,并着重介绍了如何量化水回馈效益、计算水回馈量,以及水回馈计算在湿地恢复中的案例和启示。

第5篇:湖泊生态修复技术范文

关键词:水生植物 水环境 污染物 清除 净化作用

中图分类号:S4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0147-01水是生命之源。随着水污染的加剧,高效低耗的水污染处理技术日益受到人们的重视,水生植物以其特有的组织和生态功能及易于人工操纵等原因而在净化水体污染、防治富营养化方面发挥了重要的作用。水生植物是植物类的一种,是指生理上依附于水环境,或者至少部分生殖周期发生在水中或水表面的一种植物。水生植物可以检测水的质量和对污染物生态毒理学方面进行评定,尤其能有效评价污染物进入生物链以后的一系列反应,如生物积累、修饰和转运等方面,对其进行研究能保护动植物生态环境,进而保护人畜健康,对构建资源节约型环境友好型社会具有重要的现实意义。

1 水生植物对污染物的清除

1.1?水生植物对氮磷的清除

湖泊富营养化是严重的环境问题之一,因地球七成是水,因此是全球性的环境问题。一般水生植物通过调节浅水湖中水体的营养浓度使湖泊温度适中,进而调节湖泊富营养化的现象,最终达到治理的目的。大型沉水植物环境容量大,自身有着强大的自净能力,因具有巨大的生物量可以持续不断的和环境进行能量和物质的交换,达到净化的目的。

1.2?水生植物对重金属的清除

水生植物能有效吸收重金属Zn、Cr、Pb、Cd、Co、Ni、Cu等,根据研究显示,环境中的重金属含量和植物中的重金属含量有一定的关系,两者成正相关,所以对植物体内的重金属含量进行分析可以有效监测环境中的重金属含量。水生植物生长速度快,环境容量大,能吸收大量的营养物,降低水中重金属的含量,进而对环境具有优化作用。

1.3?水生植物对有毒有机污染物的清除

植物的存在可以有效降解有机污染物质,对环境起保护作用。水生植物除了可以吸收某些小分子有机污染物之外,还可以分解微生物的组成,通过促使有机物质的沉淀达到对水环境优化的目的。一般低等植物可以矿化莠去津,如一些浮游植物、水生植物等,他们比其他高等植物敏感度更高,其他高等植物也可以通过其他方式途径达到净化的作用。

1.4?水生植物的其他净水(改善水质)功能

水生植物能有效维持水体清洁,通过保持其在不同营养级别水平达到稳定自身优势的作用,其作用原理是:水生植物能通过自身强大的生物量大量吸收过量的营养物质,以此使水中营养物质保持在低水平;通过摄食底栖生物的鱼类等方式降低水环境中的沉积物,达到水质净化的目的;此外,水生植物还能有效稳定底泥,同时抑制藻菌的生长,对降低环境污染具有巨大的作用。在生态系统中,沉水植物与沉积物、水体流动间具有重要的关系,通过对沉水植物进行研究可以有效降低水中沉积物,进而达到改善水质的目的。

2 水生植物在污染治理中的应用

2.1?人工湿地

人工湿地是20世纪70年展起来的一种净化环境的方法,人工湿地建造和运转费用低,使用维护简便,并且可以为众多野生动物提供栖息地,保护动植物的生存环境,实施效果好,成为水生植物在污染治理中的重要应用,很多专家对其进行分析研究,也受到了广大的关注。人工湿地和水生大型植物可以创立丰富的生态系统,同时对环境影响小,最终达到保护生态环境的作用,此外因其建设成本低,效果好,是目前主要的研究发展方向之一。

2.2?生物修复

生物修复(Bioremediation)是近几年发展迅速的一项清洁环境的低投资、高收益、简便易行的新兴技术。它利用特定的生物(植物,微生物或原生动物)吸收,转化,清除或降解环境污染物,实现环境净化,生态效应恢复的生物措施。生物修复作为一种新型的净化水质的技术,有着极大的发展潜力,如果此种技术被广泛应用于清洁环境,将有利改善我国水污染现状,为人们的生活健康和社会经济的可持续发展提供有利的条件和保障。

2.3?稳定塘

稳定塘法主要是通过人工控制生物氧化过程进行污水处理,这种污水处理的方法简单易行、资金投入少,特别是在中小型常规污水处理领域前景广阔,可推广使用。它主要是通过菌藻的共同作用净化水质,可以明显改善污染水质,对生活污水、农业废水、工业废水等的处理具有重要作用。

2.4?水质净化

水质净化技术为养鱼工业的发展提供了科学的技术手段。大型植物可以有效净化水质、节省能源、提供养鱼饵料。高等水生植物对水环境中的污染物具有较强的吸收作用,其效能因植物种类及处理组合方式不同而有所差别。

2.5?湖泊治理与植被修复

沉水植物可改善水体的理化性质,有效降低颗粒性物质的含量,改善水下光照条件,使透明度保持在较高水平,水体电导率也相对较低。水生植物还可以增强底质的稳定和固着。

对于浅水湖泊而言,重建水生植被是富营养化治理和湖泊生态恢复的重要措施。我国的湖泊约有一半以上已呈富营养化,而且很多湖泊也在不断演化为富营养状态,因此,对治疗迫在眉睫。水生植物可以大力改善富营养水体的水质,净化有毒水体,对环境的保护起着重要的作用。

3 结语

众多研究表明,利用水生植物处理系统进行水污染控制投入资金少,便于管理,对于生态环境的保护,资源的可持续使用、污水处理和水体净化具有重要的作用。目前利用水生植物净化污水还有明显的不足,还需要进一步的研究和探索。但随着科学技术的不断进步和发展,水生植物必将在水污染控制和治理方面中发挥更大的作用,为社会经济的可持续发展创造更为有利的条件。

参考文献

[1] 饶利华,陆开宏.两种水生植物在污水治理中的应用[J].宁波大学学报(理工版),2006,19(3):325~329.

[2] 吴振斌,邱东茹,贺锋,等.水生植物对富营养水体水质净化作用研究[J].武汉植物学研究,2001,19(4):299~303.

[3] 李正魁,濮培民,胡维平,等.固定化细菌技术及其在物理生态工程中的应用——固定化氮循环细菌对水生生态系统的修复[J].江苏农业学报,2001,17(4):248~252.

[4] 吴振斌,詹发萃,邓家齐,等.综合生物塘处理城镇污水研究[J].环境科学学报,1994,14(2):223~228.

第6篇:湖泊生态修复技术范文

【关键词】安庆市;市区湖泊;污染;富营养化

城市湖泊一般融合了当地人文和自然景观,同时也是市区渔产养殖以及休闲的场所。近年来,尽管多数城市已严格控制向城市湖泊的点源污染排放,但是城市化造成的非点源污染入湖仍很严重。另外,城市湖泊多为静止或缓流的浅水水体,具有水域面积和水环境容量小,水体自净能力低的特点[1]。以上几种因素导致了我国众多的城市湖泊已达富营养化和重富营养化程度,如杭州西湖、武汉墨水湖、南京玄武湖和广州流花湖等[2,3]。因此,对城市湖泊开展深入系统的研究工作显得日益迫切。

安庆市位于长江中游,是重要的化工城市,市区内有菱湖、莲湖、东大湖、西小湖等众多湖泊,属于安庆沿江湿地的一部分,具有城市生活污水的容纳功能。近年来,由于大规模城市建设和人口膨胀,入湖污染物猛增,致使湖泊水质逐渐下降,湖内植物基本上只剩下覆盖度很低的荷叶与莲叶,以往数以千计的水鸟类几近消失,原始生物群落消失,城市景观水体的生态调节功能日趋恶化[4]。本次研究主要针对的是安庆市城区内大湖、菱湖、莲湖、湖咀上、西小湖、水上公园七大湖泊,对这些水体中的总氮、氨氮、高锰酸盐指数的含量进行了测定,并用综合营养状态指数法进行了定性定量的评价,以期对安庆市水系的水质修复方案制定和水质改善有所帮助,并探讨一些生态修复相关的建议,为地区的节能减排工作提供参考和依据。

1 采样过程

采样时间:2013年3月5-7日。

调查对象:安庆市区的湖泊作为重要人文景观湖泊,且在处理生活污水方面的作用起着不可忽视的作用,挑选安庆市区具有代表性的东大湖、菱湖、莲湖、西小湖、水上公园、神灵潭。

样品采集:根据各个湖泊的实际情况,围绕各大湖泊进水区、岸边区、浅水区、深水区及湖心区共设置19个具有代表性的采样点(如图1)。每个采样点用洗干净的500ml聚乙烯塑料瓶装取各湖泊的水,立即带回实验室。所有样品需冷藏或冷冻。将样品进行预处理以后,分别取适量对各个湖泊的不同种类污染物进行测定分析。

图1 湖泊采样点分布图

2 样品分析

本次分析的富营养化的指标为总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(CODMn)。分析结果见本实验室发表的相关论文[5]。

TN和TP的测定分别参照GB 11894-89中规定的碱性过硫酸钾紫外分光光度法和GB 11893-89中规定的钼酸铵分光光度法;las采用亚甲蓝分光光度法分析;COD采用酸性高锰酸钾法测定。

3 湖泊的富营养化评价

本文主要选取了与水体富营养化密切相关的监测项目:CODMn、TP、TN。

目前我国湖泊富营养化评价的基本方法主要有营养状态指数法(卡尔森营养状态指数(TSI)、修正的营养状态指数、综合营养状态指数(TLI))、营养度指数法和评分法。以上几种方法在实际工作中都被采用,其中营养度指数法计算步骤繁琐、耗时长,不如综合营养指数法简便易行;评分法在实际应用过程中,受人为因素的干扰较多,影响结果的准确性。因此,本文选取综合营养状态指数法评价湖泊富营养化程度[6,7]。

评价项目选取了反映水体营养程度的主要指标:TP、TN、CODMn 3项。综合营养状态指数为:

TLI(∑)=■wj×TLI(j)

式中: TLI(∑)为综合营养状态指数;Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重;TLI(j)为第j种参数的营养状态指数。

以 Chla 作为基准参数,则第j种参数的归一化的相关权重计算公式为:

Wj=■

式中:rij为第j 种参数与基准参数 Chla 的相关系数(见表1);m为评价参数的个数。

表1 中国湖泊(水库)的Chla与其他参数之间的相关关系

各项目营养状态指数计算公式为:

TLI(TP)=10(9.436+1.624lnTP);

TLI(TN)=10(5.453+1.694lnTN);

TLI(CODMn)=10(0.109+2.661lnCOD)。

其中各湖泊的lnTP、lnTN、 lnCOD取的是平均值。计算结果见表2。

表2 各湖泊TLI(TN)、TLI(CODMn)、TLI(TP)

TLI(∑)50为富营养,其中50

表3 安庆市湖泊富营养化评价结果

通过算出状态指数,得出各湖泊富营养化评价结果见表3。由表中可知,大湖处于轻度富营养(Ⅲ),而西小湖、菱湖、莲湖、神灵潭分别是中营养(Ⅱ),水上公园处于贫营养(Ⅰ)。总体来看,富营养化综合污染污染指数较接近,大湖、菱湖总体污染较为严重。这两个湖泊分属于安庆市区重点景区菱湖公园和市民广场的景观湖泊,生态补水不足,建议对湖泊水体实施生态修复工程的同时,加大向这两个湖泊供应清洁水,保证其最小生态需水量[8]。

依据各个单项指标的湖泊营养类别评价标准[9],对照表3中的数据,大体上TN和CODMn污染情况较为突出,TP较轻。各景观湖的TP和TN浓度,不属于最适宜于藻类增殖的N、P浓度(最适宜浓度TN为3.5mg/L、TP为0.3mg/L ),且藻类的生产量主要取决于水体中磷的供应量,由此也为进一步控制景观湖区的富营养化问题提出了解决思路之一。

其中,CODMn除水上公园处于中营养以外,其余均达到了富营养水平,大湖、菱湖甚至达到极富营养,这表明了安庆湖泊CODMn严重超标;各个湖泊的TN浓度也较高,6个湖泊中有4个达到了富营养标准。

安庆市湖泊污染防治的工作中,效果并不显著,对于湖泊富营养化防治措施中出现单一性和盲目性。据市民反映,夏天,湖水散发恶臭且有大量死鱼漂浮在湖面,影响周边市民出行,污染居住环境,使景观湖泊丧失美学价值。这说明对湖泊富营养化仍应该提起高度重视。管理部门应该清醒的认识到湖泊富营养化的特殊性和复杂性,针对实际的污染情况计划施行有效的分析方法,控制湖泊富营养化将是一项长期的系统工程。

【参考文献】

[1]孔繁翔,高光,等.大型浅水富营养化湖泊中蓝藻水华形成机理的思考[J].生态学报,2005,25(3):589-595.

[2]韩伟明.底泥释磷及其对杭州西湖富营养化的影响[J].湖泊科学,1993,5(1):71-77.

[3]屠清瑛,顾丁锡,尹澄清,等.巢湖富营养化研究[M].合肥:中国科学技术大学出版社,1990:33-55.

[4]魏巍.安庆市区主城区河湖水质控制方法和改善措施分析研究[J].安徽农学通报,2008.

[5]李法松,路杨,等.安徽省安庆市区湖泊主要污染分布、来源分析及水质综合评价[J].安庆师范学院,2013,已接收.

[6]姜永军,丁敏,丁磊.水体富营养化控制因子及其污染途径研究[J].甘肃科技,2003,19(10):91-92.

[7]F. Stuart Chapin Ⅲ,Pamela A. Matson, Harold A. Mooney[M].New York Berlin Heidelberg Springer-Verlag, 2002.

第7篇:湖泊生态修复技术范文

关键词:凤眼莲;天然浮岛;自动一体化;生态修复

中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:16749944(2016)18005403

1引言

《2015年中国环境状况公报》显示全国共有423条主要河流以及太湖、滇池和巢湖等62座重点湖泊(水库),其中Ⅰ类水占2.8%,Ⅱ类水占31.4%,由上述数据可知国内大部分水域都已受到不同程度的污染。凤眼莲(Eichhorniacrassipes),又称水葫芦,因去污能力强、能同时超积累多种重金属,且具有生长迅速、生物量大、生态适应能力较强等特点,通常被作为修复污染湖泊的先锋植物。但由于凤眼莲的生长繁殖速度过快,且对其的监控和管理工作上存在着相应的难题,基于此,从环境生态工程的设计理念和原理出发,针对凤眼莲在治理湖泊污染中繁殖速度快、不易打捞的难题,设计了“动态一体化天然浮岛”模型,利用凤眼莲治理湖泊富营养化和减轻重金属污染并及时收集打捞凤眼莲,达到生态效益、经济效益和景观效益的有机结合和统一,为低成本治理湖泊污染提供新思路。

2动态一体化天然浮岛装置介绍

将凤眼莲治理湖泊水体富营养化技术与生态工程理念进行有机结合。本着节能减排、绿色无污染的前提,动态一体化天然浮岛以凤眼莲的水质净化机理为原理治理水体富营养化,以清洁能源太阳能进行供能,并巧妙地运用自动伸缩杆、压力传感器等现代科技,同时也可以达到一定的景观效应。该装置主要分为3个结构区域:中间凤眼莲种植区、太阳能储能供能区和上方凤眼莲自动采摘区种植区的周围安装有4个自动伸缩杆,一端固定在安放处,另一端带有钩子与水下的网兜相连。压力传感器在每一个自动伸缩杆上都有安装,并由的太阳能电池板对其供电。

如图1和图2,中间的部分是凤眼莲种植区,装置中间的水面地下铺了一张很结实的网兜,上面种植着凤眼莲。外面的圆环即为太阳能储能供能区,内部安装了主板和确保该装置可以正常运行的各种程序(比如自启动螺旋桨、一键返回等),并配备了电能储能供能装置,以确保该装置能够正常运行而不受天气影响。由于在设计的同时考虑到了装置本身的景观效应,将装置的设计成类似于花朵的形状,并且将太阳能电池板安装

在类似于“花瓣”的上面,同时将其倾斜一定的角度,使其可以充分接收来自各个方向的太阳光。

运行时,首先将凤眼莲投放入中间的圆形种植区,利用凤眼莲的生长繁殖吸收水体中的N、P等富营养物质和重金属离子。当凤眼莲生长密度达到一定程度时,会压迫安置在边上的压力传感器,之后便会根据主板上写好的程序,启动自动伸缩杆向内向上伸长。等自动伸缩杆到达最大伸长长度和最高抬升高度时,原先设置在种植区水下的网兜便会被提升到水面以上,同时将种植区内所有的凤眼莲全部截留在里面。最后,启动装置下面的螺旋桨,将整个装置开到岸边,对打捞上来的凤眼莲进行回收处理,同时换上新的网兜,如此循环往复。

3天然浮岛与人工浮岛的对比

吕f均,等:动态一体化天然浮岛治理湖泊污染的设计环境与安全

天然浮岛与人工浮岛差异显著,主要体现在以下几个方面。一是所种植的植物的不同,人工浮岛一般种植的是景观类植物,如芦苇、美人蕉、香蒲、菖蒲、水麦冬、风车草、灯芯草等湿地植物[2],这些植物的单株价格都较贵,且不易存活;而天然浮岛选用的植物为凤眼莲,不仅能够有效去除氮磷还具有较强去污能力[3]。二是所选用的固定材料不同,构建人工浮岛需对每一株植物进行固定,一般通过塑料模型来固定填充土壤以供其生长;而天然浮岛模型采用的是耐摩擦耐腐蚀的网兜结构,相比于人工浮岛,简单方便很多。三是运费,人工浮岛通常选用湿地植物,其生长所需土壤或基质、以及塑料模型往往在运费中占据很大的比重;相比之下,天然浮岛采用的是悬浮生长在水面的浮水植物凤眼莲,无需运输土壤及模型,能大大降低物流投资。四是管理的人工费用,在构建初期,人工浮岛的种植需要投入大量的人力物力以及管理,在植物生长成熟之后,还需要回收利用,此方面又需人力,人力的投入很大程度上增加了运行和维护成本;而动态一体化天然浮岛在种植时,只需将少量的凤眼莲放置在网中即可,因其生长繁殖力强,短时间内就会长满模型内部,触发压力传感器,使得模型开始运转,开启原位去水模式,在一键返回系统与螺旋桨的配合下返回岸边。

4动态一体化天然浮岛优越性

该一体化天然浮岛采用的是一体式自动化的收集技术,目的是对凤眼莲生长过程进行有效的控制与管理,它解决了凤眼莲治理湖泊污染中最突出的问题――及时采收的困难性,对凤眼莲应用于治理水体富营养化和重金属污染的技术进行了改进,既能克服采收困难,又能提高水质净化能力。

此外,动态一体化天然浮岛模型应用了压力传感器、自动伸缩杆、太阳能电池等现代化科学技术,利用太阳能为机械自动化提供能源,利用压力传感器控制采摘时间并利用自动伸缩杆实现凤眼莲的自动打捞。并且为了更好的服务环境,不造成二次污染和能源浪费,其所有的动力设备能源均来自太阳能供能。而且该装置可移动性强,安装拆卸方便,可循环使用,能够节约成本跟资源。

该动态一体化天然浮岛治理湖泊污染模型是一项直接应用凤眼莲治理湖泊污染和修复水生生态的全新技术,不仅人工运行费用低,而且后期管理方便,实用性很强。采用这种一体式自动化收集技术不但操作简单还不会产生二次污染问题,能够给社会带来巨大的生态、经济、社会和景观效益。

5后续利用

凤眼莲做为天然浮岛的纳污植物在经回收返回岸边后,可以参考生物质的后续利用,分别是“药用化、材料化、能源化、饲料化”;以下将从各点分别进行说明:一是可以利用沼气工程产业化技术、生物质气化及发电技术、生物质成型燃料技术、生物质非粮燃料乙醇技术、生物质生物柴油技术等技术对其进行能源化利用[4];二是从养殖业出发,做成饲料用来喂养各种经济动物;三是与生活相关角度出发,硬化后用做家具的材料;四是从堆肥角度出发,可以将凤眼莲残渣做堆肥处理,既可以用作肥料,又可以用来饲养蚯蚓,后续可以用作循环农业等。

6讨论与展望

动态一体化天然浮岛模型结合了协调与平衡原理、太阳能充分利用原理、无污染工艺原理、生态经济效益原理等生态工程理念,对凤眼莲治理水体富营养化和重金属污染的技术进行了改进和完善[5]。该模型实现了自动采收一体化,同时很好的解决了生态系统内的污染物处理,实现了污染零排放的治理模式,达到了生态效益、经济效益和景观效益的高度协调统一。另外,该全自动一体化收集打捞模式还打破了以往凤眼莲疯长难以控制和人工打捞困难的僵局,推动了现代化科学技术的研究和推广应用。

动态一体化天然浮岛是环境生态工程技术的推广应用,是借助生态系统,利用太阳能作为辅助能源对湖泊污染进行控制的技术,达到防止环境污染与提高经济效益和生态效益的一致性发展。此外,该动态一体化天然浮岛模型也为实现低成本高成效治理湖泊污染提供了一个很好的选择,为应用凤眼莲治理污染湖泊技术的优化改进指引了方向,有利于促进环境生态工程技术的进一步推广应用。

参考文献:

[1]传胜,吴智弘,朱敏,等.凤眼莲动态模块化治理湖泊污染的设计[J].绿色科技,2014(8):227~228.

[2]陈德强,吴振斌,成水平,等.不同湿地组合工艺净化污水效果的比较[J].中国给水排水,2003(19):12~15.

第8篇:湖泊生态修复技术范文

蓝藻之祸

被太湖滋养了千百年的江苏无锡,遭遇了一场严重的用水危机。

2007年5月29日上午,在高温的条件下,太湖无锡流域突然大面积蓝藻爆发,供给全市市民的饮水源也迅速被蓝藻污染。现场虽然进行了打捞,无奈蓝藻爆发太严重而无法控制。遭到蓝藻污染的、散发浓浓腥臭味的水进入了自来水厂,然后通过管道流进了千家万户。

蓝藻又称蓝绿藻,是一种最原始、最古老的藻类植物。在一些营养丰富的水体中,蓝藻常于夏季大量繁殖,并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫(称为“水华”),加剧了水质恶化,对鱼类等水生动物,以及人、畜均有较大危害,严重时会造成鱼类的死亡。江苏省委书记李源潮2007年5月31日下午专程到无锡实地了解情况,并召开现场办公会,强调要以对人民负责的态度,齐心协力,全力以赴,确保无锡的饮水安全和清洁用水,确保人民群众的健康和正常生活,确保社会秩序特别是学校教学的稳定。近年来,太湖几乎成为我国江河湖海污染水处理难的负面标本,太湖蓝藻更是年年爆发。江浙沪三地政府多年来重视对太湖环境治理,但目前尚未收到标本兼治的效果,太湖的水污染依然严重,太湖生态系统结构持续恶化。如果再不痛下决心综合治理太湖,其带给人们的将会是灾难性的生态恶果。太湖蓝藻每年都要集中爆发

住在太湖附近的居民说,近年来,蓝藻水华就像“牛皮癣”,越治越多,一到夏天就爆发,很多鱼虾、螺蛳等水生物因缺氧死亡,湖水散发阵阵恶臭。

事实上,2007年4月下旬以来,太湖梅梁湾100多平方公里水域爆发大规模蓝藻水华,沉水植物大量消亡,再次敲响了太湖生态环境恶化的警钟。本刊记者采访时看到,太湖梅梁湾水域大部分水面被厚厚的蓝藻覆盖,水体浑浊。

江苏太湖湖泊生态系统研究站的数据显示,2005年以来,太湖夏季出现严重蓝藻水华的面积大幅南扩和东扩,目前已基本覆盖整个太湖。以前太湖蓝藻爆发的时间是每年的5月至11月,但去年12月,部分水域仍漂浮着大量的藻体颗粒。今年蓝藻爆发更是比往年提前了近3个月。蓝藻爆发的严重性也在增加,据太湖沿岸的村民描述,去年太湖首次出现超厚蓝藻水华,沿岸带几百米水面上的蓝藻厚度达10厘米左右,湖面上如同盖了个厚厚的绿色泡沫棉被。由于污染不断加重,太湖沉水植物的分布面积大幅度萎缩。中科院南京地理与湖泊研究所的报告显示,近3年来,随着蓝藻大面积入侵,在贡湖湾、西山岛南至七都的东英嘴一带、西山与东山之间,清水型水草大量减少,水体透明度显著下降。

监测结果还显示,太湖的营养盐浓度持续增高,富营养化加重趋势明显。每年5~10月份太湖湖心区8号监测点的数据显示,1998年以来水体总磷的浓度和叶绿素含量的平均值均呈现不断增加趋势。

由于水体严重富营养化,太湖流域的饮用水日益受到威胁。监测数据显示,目前,太湖流域的饮用水源地水质以二类、三类为主,有32%的水体水质不能达到饮用水要求。其中,浙江嘉兴市的情况较为严重,其饮用水源地水质全部劣于四类水体。

三大类污染围攻太湖

中科院南京地理与湖泊研究所研究员秦伯强在接受记者采访时说,太湖水质不断恶化的趋势虽然和近年来异常的高温、少雨天气,以及太湖水位的降低有关,但最根本的原因还是排入太湖的污染物远远大于太湖的环境容量。与“十五”计划水质目标相比,21条主要环太湖河流出入湖断面水质达标率为61.9%,45条主要河流交界断面水质达标率仅为53.3%。中科院南京地理与湖泊研究所的研究表明,按照污染物来源,目前太湖的外部污染源主要有工业污染、农业面源污染和城市生活污染三大类。其中,工业污染主要集中在纺织印染业、化工原料及化学制品制造业、食品制造业等领域。虽然近年来太湖流域实施达标排放,但由于经济高速发展,污染排放量迅速增加。随着产业转移加快,一些技术含量低、污染严重的工业企业转移到了监管相对薄弱的农村,大量工业污染沿着河网进入太湖,使太湖工业污染控制更加困难。现有农业生产方式也加重了农业面源污染。据统计,太湖流域每年每公顷耕地平均化肥施用量(折纯量)从1979年的24.4公斤增加到目前的66.7公斤。而一些发达国家规定每年每公顷耕地平均化肥施用量不得超过22.5公斤。

据秦伯强介绍,太湖地区人口密度已达每平方公里1000人左右,是世界上人口高密度地区之一。城市化进程加快、外来人口增多使得城市生活污水排入量迅速增大。随着城市化率的提高,很多农村地区改旱厕为水厕,这些分散排放的生活污染源,成为太湖河网地区氮指标的重要来源。虽然近年来有关部门加大了城市污水处理厂的建设步伐,但由于投资大、运行费用高,总体建设相对滞后。同时,过度围网养殖使太湖走向沼泽化。中科院南京地理与湖泊研究所的专家通过卫星遥测图测算,东太湖面积131平方公里,围网养殖面积达54平方公里,约占东太湖总面积的41%。据测算,目前东太湖湖底平均沉积速率为每年1.24厘米左右,照此发展,50年后湖底沉积将达3米,东太湖将因严重沼泽化而逐渐消亡。河海大学水资源环境学院博士生导师崔广柏教授指出,除了直接污染太湖,过度围网养殖还严重阻隔、减缓了湖区水流,致使水流不畅,湖泊淤积加剧,大大削弱了太湖的泄洪调蓄功能。

秦伯强认为,太湖的富营养化已呈积重难返之势,单个的、短期的、片面的措施根本无力回天。如果按照太湖流域现有的经济社会发展水平以及太湖治理模式,未来10~20年内,太湖生态系统结构很难有根本好转。他希望国家有关部门和江苏、浙江、安徽、上海沿太湖地区政府采取有力措施,遏制太湖生态系统结构迅速恶化的势头。

太湖污染治理需要“先诊断”

秦伯强认为,目前太湖治理仍然有两个基本问题“不清”:太湖污染源情况不清,太湖目前状况的成因不清。

秦伯强说,现在太湖控源截污主要以防控工业污染为主,主要依据的还是上个世纪80年代调查所得出的数据。但是近年来,在太湖总氮和总磷的来源中,工业污染比例显著下降,而农业面源污染和城市生活污染比例显著增加。因此,就目前而言,以工业污染控制排放为主要对象的治理措施,对于太湖目前最突出的富营养化问题,已很难起到预期效果。秦伯强忧心地说,迄今为止,还没有一个有关太湖污染来源和组成比例的权威估算,这与太湖地区复杂的河网及其水力联系有关。目前对太湖污染源的调查,主要是通过对连接太湖的172条河流进行监测,这种方法只能对污染物排放总量进行估算,对各类污染源的具体组成没有办法厘清。中科院南京地理与湖泊研究所的一份研究报告显示,除了污染源的控制,四周河道建闸和湖岸浆砌使得太湖水文发生了很大改变,极大降低了湖泊换水周期和湖泊自净能力。位于东太湖的渔业养殖规模的扩大以及渔业用草收割等问题,既影响湖泊的水质,又影响湖泊的生态系统结构,但由于目前缺乏这些方面的资料,还不能对太湖目前状况的成因作出细致分析。近年来,国家投入巨资加大太湖治理科研力度,希望通过生物、物理、水利、化学、生态等方法彻底遏制太湖生态系统恶化趋势。但一些太湖治理方面的专家认为,目前采取的措施,孤立来看,似乎都具备科学性和合理性,但放到太湖环境治理的大背景下,有些措施则值得商榷。秦伯强认为,恢复水生植物是目前生物治理太湖富营养化的一个重要措施,但在当前的治理过程中,存在把水生植物恢复等同于生态修复的认识误区;在实际措施中,把工作重点放在水生植物种植本身上,忽视其外部生长条件(营养盐浓度、风浪、光照、沉积物类型等)的改善,有一定盲目性。秦伯强认为,生态修复和生物净化的作用是有限的,不能过分夸大。近年来,“引江济太”(将长江水引进太湖)工程成为太湖治理的重要措施。崔广柏教授认为,“引江济太”最大的优势是能够增加太湖的水资源量,扩大太湖的环境容量。但随着长江水质逐渐恶化,部分水质指标已经与太湖非常接近,少数指标(如磷)已超过太湖,长江作为“引江济太”清洁水的来源将难以为继。因此从根本上说,“引江济太”治标不治本。只能作为临时应急措施,不能作为一种常态方法使用。

专家认为,湖泊治理与生态修复有许多方法和途径,采用什么样的方法和技术,需要“先诊断,后下药”。一味堆砌各种技术,轮番使用,并非明智之举。要改善太湖水质,防治蓝藻水华发生,需要标本兼治,长期目标与短期成效相结合。在现阶段全流域无法遏制污染发展的情况下,应重点解决四周老百姓的饮用水安全保障问题。长期而言,需要把控源截污和生态修复相结合,应针对太湖流域河湖密布的特点,建立河网污染控制与生态修复综合示范区,体现区域污染源头控制、河网截污、河口与湖湾净化以及湖泊生态修复的“防、控、治一体化”指导思想。

“多头治水”亟待统筹行动

受访的相关专家告诉记者,太湖治理涉及多个区域和部门,条块分割造成“多头治水”的体制性问题。环保部门主要职责是监督水环境,却由于城市污水和江河不在其管理范围,大量城市污水被直接排入江河而无法进行管理;河道虽属水行政管理部门管理,但河道水政部门对于水污染管理缺乏法律依据;渔业养殖对水环境有重大影响,但是却属于其他行业主管部门。在治理太湖的具体措施上,相关部门之间的步调有时候不一致,甚至出现扯皮现象。崔广柏坦言,目前太湖流域的管理组织有太湖流域管理局、太湖渔业管理委员会等,但都无法打通区域隔阂,协调好太湖流域各行政区域的湖泊治理资源。流域管不了区域,造成区域规划与太湖流域综合规划不接轨,“规划打架”现象时有发生。

崔广柏认为,一直以来,治理太湖的思路更多的是强调流域治理,希望通过对太湖水域的科学治理,解决太湖富营养化问题。事实证明,“就水论水”治不好太湖。治理太湖必须把流域治理和区域治理结合起来,打破行政区划,进行区域统筹。

专家们建议,应尽快建立跨部门、跨地区的负责太湖综合治理的行政管理部门,统一协调治理步骤,全面、科学、长期地对太湖生态环境进行综合治理。

第9篇:湖泊生态修复技术范文

在这本书中备受推崇的一首民歌名为“我来了”,全文不长,照录如下:“天上没有玉皇,地上没有龙王,我就是玉皇,我就是龙王,喝令三山五岭开道,我来了!”这首诗的写作背景是全国轰轰烈烈的水利化运动。当年中央掌管宣传工作、时任副部长周扬撰文对这首诗大加赞扬,他在引用了这首诗后写道:“工农群众一经挣脱了阶级剥削的锁链,在政治上和思想上获得解放,他们就敢于起来甩掉压在他们头脑上的一切旧东西,抬起头来蔑视一切因袭势力,不再迷信鬼神,相信自己有力量克服任何困难,他们不再盲目的在自然力面前屈居奴隶的地位,而要做自然界的主人,向自然发号施令了。”由于高层的充分肯定,这首诗在诸多主流报刊上广为转载,1961年后还被选入全国小学通用教材。我们从这样一个不大的案例中可以看到,在经济建设极“左”路线指导下,当时“主旋律”倡导的理念是:鼓足干劲,力争上游,改造大自然,战胜大自然。那时,全国各地铺天盖地的口号都是:“让高山低头,让河水让路”;“战天斗地,改造山河”;“愚公移山”和“人定胜天”。

众所周知,1958年开始的“”和运动,使我国社会主义建设遭受严重挫折,造成了重大损失,在水利建设方面也产生了严重的后果。当时号召群众大办水利,千军万马齐上阵,“小土群”遍地开花。诸多中小型水利工程“边勘探、边设计、边施工”,盲目追求进度,忽视工程质量,不按照科学规律办事,致使数以万计的水库出现安全隐患成为病险水库,虽经多年修补加固,至今不少工程还是各地水利部门的沉重包袱。另据《中国共产党历史(第二卷)》记载,在全民大炼钢铁运动中,1958年全国投入劳动力达9000万人,小高炉、土高炉遍布工厂、公社、机关、学校。炼钢用的焦炭缺乏,就用普通煤炭,煤炭不够,就砍伐树木烧成木炭代替。四川省境内长江上游林区被毁森林达几十万亩,河南省大别山区的一些县林木被砍伐殆尽。大规模毁林进一步加剧了水土流失,造成严重生态问题。

在“”时代掀起了围湖造田的高潮,“向湖泊要粮”成了革命的口号。对长江中游湖泊进行的大规模围垦,导致湖泊面积急剧萎缩。据《长江保护与发展报告 2011》统计,大通水文站以上长江中游地区的湖泊面积由20世纪50年代初的17198平方千米减少到现在不足6600平方千米。其中洞庭湖从4350平方千米缩小到2625平方千米,鄱阳湖从5200平方千米缩小到2933平方千米。有2/3以上湖泊因围垦而消失,湖泊总容量减少54000立方米,相当于淮河多年平均径流量的1.1倍。这不仅直接导致湖泊洪水调蓄功能下降,江湖洪水位升高,更使湖泊生态系统功能严重退化。长江中下游湿地是众多鸟类、鱼类和湿生植物的重要栖息地。在“”时代,为防洪和围垦的需要,建设了大量闸坝和围堤造成江湖阻隔。长江中下游洄游性和半洄游性鱼类失去产卵繁殖的条件,水生植物底栖动物的种类大幅度减少,一些珍稀濒危物种趋于消失。

“”时生在黄河的事情更加令人震惊。1954年10月,新组建的水利部黄河规划委员会完成《黄河综合利用规划技术经济报告》,这个报告是在前苏联专家指导下完成的,编写报告仅用了8个月。报告选定三门峡水利枢纽为黄河综合利用的第一期重点工程。其后,又委托前苏联列宁格勒水电设计院进行设计。1955年7月18日,在全国人大一届二次会议上,邓子恢副总理代表中央人民政府向全国人大正式提出《关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合规划的报告》,他的讲话充满了豪言壮语:“只要6年,在三门峡水库完成之后,就可以看到黄河下游的河水基本变清。我们在座的各位代表和全国人民,不要多久就可以在黄河下游看到几千年来人民梦想的这一天――看到‘黄河清’……‘圣人出,黄河清’,此乃千古之梦想,今天就要实现了!”深受报告鼓舞的人大代表一致通过了《关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合规划的决议》,要求国务院迅速成立三门峡水库水电站建筑工程机构,保证工程及时施工。1958年12月在“”高潮中,三门峡工程实现了黄河截流,1960年9月水库蓄水拦沙,中央报刊纷纷欢呼驯服黄河的伟大壮举。不幸的是,仅过了一年半,1963年3月库区淤积沙量15亿吨,泥沙不仅淤积在三门峡至潼关的峡谷,而且潼关以上的渭河和北洛河的入黄口门也淤积了拦门沙,渭河潼关河床高程抬高4.5米,使渭河宣泄不畅,诱发了洪水风险,严重危机直指西安,震惊全国。自此以后的几十年,三门峡工程费尽周折,经历了两次工程改建,采取降低蓄水高程、改变电站运行方式等措施勉强维持,至今这项工程的存留仍然备受争议。现在我们回顾这段历史可以看到,造成三门峡工程重大失误的根本原因是:在“”极左思想影响下,在既缺乏黄河泥沙基本规律的科学理论,也缺乏多沙河流水利枢纽设计经验的不利条件下,违背黄河自然演变和泥沙输移规律,仓促决策上马,最终酿成大祸。正如马克思引用比・特雷莫的那句名言所说:“不以伟大的自然规律为依据的人类计划,只会带来灾难。”

20世纪80年代,我国进入经济高速发展时期。工业和城镇对于淡水的需求猛增,导致从江河湖库超量取水或严重超采地下水。在1999年黄河实行水量统一调度前的1972-1996年的25年间,有19年黄河出现断流,1995年断流河长达683千米,占黄河下游河道长度的80%以上,滔滔黄河竟然演变成季节性河流。黄河断流不但直接影响下游的工农业生产和生活供水,也导致黄河三角洲湿地严重退化,生物多样性明显下降。在向大自然实行掠夺式索取以后,人们本应怀着感恩的心情善待江河。恰恰相反,作为回报,人们却把每年产生的大量工业污染物倾倒在江河湖泊之中,导致全国河湖水质急剧下降,水体污染突发事件频发。凡此种种对待大自然的行为,岂非以怨报德?

在水电开发方面,本世纪初在西南地区“跑马圈水”的水电无序开发导致的生态危机,引起了社会广泛关注。此外,由地方建设的众多引水式水电站,河水被引进隧洞或压力管道,造成取水口以下数十公里河道干涸脱流,鱼类和水生生物损失殆尽。例如岷江干流和支流杂谷脑河和黑水河已建30余座引水式电站,造成300多千米河道季节性断流干涸,导致水生态系统严重退化,一些鱼类如虎嘉鱼和重口裂腹鱼等绝迹。在防洪减灾、江河治理工程中,把自然河流渠道化,蜿蜒河流被裁弯取直,在岸坡上覆盖混凝土衬砌,把深潭-浅滩交错,急流-缓流相间的丰富多样的河流栖息地,硬是改造成单调的人工渠道。另外,在市场暴利驱动下,大规模无序采砂生产使千百年形成的河流栖息地结构遭到严重破坏。

综上所述,60多年来对于水生态系统的种种大规模破坏,究其原因,教训集中在一点上,就是如何处理好人与自然、人与江河的关系。

2012年11月,中共十报告指出:“必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念。”这是对60多年来我国建设和发展的科学总结。从“战胜自然”到“尊重自然”,从“改造自然”到“顺应自然”,从“开发自然”到“保护自然”,说明我党指导思想有了质的飞跃。为了这短短的一句话,我们国家曾经付出了沉痛的代价,交了高昂的学费。

十报告倡导的生态文明理念,是指导我国走可持续发展道路的战略思想。十报告还要求:“把生态文明建设放在突出地位,融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程。”理所当然,也应融入水资源管理和保护及水利工程建设的全过程。

尊重自然就是善待江河。经过千百年形成的自然河流生态系统,其结构、功能和过程都遵循着一定的自然规律,要承认自然河流有其天然的合理性。我们要尊重河流的自然水文情势、自然地貌形态和水体物理化学特征,尊重自然形成的生物群落结构和土著物种,尊重自然河流的演变规律。我们不能把主观愿望强加在河湖头上,更不能按照主观意志轻易改造河流。处理好工程建设中开发与保护的关系,在尊重和保护自然河流的大前提下,谋求经济社会利益最大化。对于已建工程,探索兼顾生态保护的水库调度措施和生态补水措施,在技术上实施生态补偿。

为什么要顺应自然?理由很简单,在强大的自然力面前人类是渺小的。试图与自然力正面抗衡,其结果往往以失败告终。面对全球气候变化和异常气候频发,合理的路线是采用适应性管理策略。面对特大洪水,如果采取“严防死守”,正面对抗洪水,无疑加大了洪水风险。需要转变防洪减灾策略,从洪水控制转变为风险管理,给洪水以更大的空间,通过预报预警,降低和规避风险,从而达到防灾减灾的目的。从全国的水资源配置格局看,人口密集的大型城市和城市群格局要适应水资源分布不均的自然格局,以水定规模,以水定发展。人要随水走,而不能强求水随人走。