农村生活污水及河道湖泊生态治理(下)

（接上期）

五、河道、湖泊生态治理技术与方法

河道、湖泊的生态治理主要是靠营造水域全生态系统，使水体产生自净的效果。当河道、湖泊的水质已经被严重污染时，还必须采取一些辅助手段，先将水体的透明度提高到水生植物能够生长的要求，再进行水生植物的种植或修复，进而完善全生态系统。辅助的方法有：设置生态浮床、构建多功能净水生态漂浮湿地、生物灭藻等。

（一）全生态系统去水体富营养化技术

目前，我国的大部分河道、湖泊的生态系统都遭到不同程度的破坏，生物链变短，缺乏生物多样性，我们必须根据生物链的破坏程度，完善生态系统所需的生物环境及营养级联关系，需要人工构建配合水系景观的生态系统，运用生态操纵技术有效进行水质净化，并通过调整使生态系统长期保持稳定状态。

构建全水生生态系统是根据水生生物食物链的数量金字塔和能量金字塔模型，人为地建立各个营养环节，应包含种类及数量恰当的生产者、消费者和分解者。各种群之间相互依存、相互制约、环环相扣，种群的类型和数量相对稳定，处于生态平衡状态。全生态系统根据功能不同又被分成微生态系统、沉水植物系统、景观湿地系统、浮游动物系统、水生动物系统。

1. 微生态系统

水中微生物群体之间的相互关系以及微生物与有机碎屑之间的相互作用而形成的微生态系统，水质的变化与其直接相关。水质净化过程中，主要根据水中有机质的变化来选择不同的微生物来进行调节。常用的有光合细菌、芽孢杆菌群、嗜酸乳杆菌群、双歧杆菌、乳酸菌群、酵母菌群、硝化与反硝化细菌、粪链球菌等。根据水质的情况，使用不同的微生物群体搭配，能迅速改善水质，消除水体中的有机质，使水质鲜活、嫩爽。

2. 沉水植物系统

沉水植物是指植株全部或大部分沉没于水下的植物，是水体生物多样性赖以维持的基础。它的恢复是水生态修复的关键，其所产生的环境效应是生态系统稳定和水环境质量改善的重要依据。沉水植物在水质净化方面的四个作用机理：①直接吸收水体中的氮、磷、重金属，降低水体污染物含量；②附着于植物体表的微生物形成生物膜系统，净化水质；③同生态位的竞争，释放生物因子，抑制藻类的生长；④强光合作用，能使水中有机质絮凝，并形成气浮效应，使其快速氧化分解，降低BOD5（五日化学需氧量）、COD（化学需氧量）。

3. 景观湿地系统

景观湿地系统由挺水植物、浮叶植物和漂浮植物构成。

挺水植物是指茎、叶挺出水面的植物，沿湖岸带的挺水植物形成的湿地系统不但对水质净化有良好的作用，还是多种生物的栖息地，同时搭配周边景观，配合各种驳岸类型，能极大程度地提升水域景观品质。而且对暴雨冲刷还具有拦截作用，阻截外源污染。根据实验及工程经验得出：挺水植物对污水中TN（总氮含量）的净化效果比较，按净化率排序为：菖蒲>水葱>花叶水葱>野慈姑>慈姑>芦苇>菰>千屈菜>黄菖蒲>泽泻>花叶菖蒲>小香蒲。挺水植物对污水中TP（总磷含量）的净化效果比较，按净化速率排序为：千屈菜>野慈姑>慈姑>黄菖蒲>芦苇>菰>菖蒲>花叶菖蒲>泽泻>水葱>花叶水葱>小香蒲。

浮叶植物是指根长在水底土壤中，茎在水中，而叶片浮在水面的水生植物。如睡莲、芡实、菱、萍蓬草、荇菜、莼菜等。适量配植浮叶植物不但能增添水体景观效果，很多浮叶植物还具有很高的经济价值。

漂浮植物是指根生长在水中，植株漂浮在水上的植物。如水葫芦、浮萍、满江红、槐叶萍等。浮叶植物对水质改善有良好的作用，也有一些景观效果。但由于它们可随风向和水的流动四处漂移，在无法控制的污染水域慎重使用。

4. 浮游动物系统

浮游动物是指生活在水中的各种原生动物、轮虫类、蚤类、枝角类。有一些肉眼可见，而更多的只有在显微镜下才能看到。浮游动物能够直接摄食藻类和有机碎屑，同时一些大型浮游动物又摄食小型浮游动物形成食物链。它们能够直接改善水质，抑制蓝藻水华的爆发。它们在一般的自然水体中都存在，但如果水中蓝藻大量爆发时，可通过培养专食蓝藻的大型蚤，进行人工投放，从而控制水体蓝藻的生物量。

5. 水生动物系统

水生动物包括水生昆虫、底栖动物及各种鱼虾。水生动物依据大小、食性形成了水体食物链，构成生态网，其多样性更有利于水体的生态系统稳定。适时适量合理地向水域中投放和养殖各种水生动物，使其与水体中的原生动物、浮游生物、底栖动物、细菌、藻类之间建立相互协调，相互控制的“食物链”，构成复杂的生态系统，既能强化水质，又能使水体中的氮磷向大型的水生动物体上转移。

水域全生态系统中，各种不同生物都占据着自己的生态位，尤其是各种不同习性的植物，它们对水深都有各自的要求，因此，要构建不同水深的驳岸环境为各种生物创造有利的生境。针对河道与湖泊的结构和功能不同，可以采取不同的驳岸形式，既保证了各自的功能需要，又为各种生物的生长繁殖提供了良好的生活环境，同时起到了很好的景观效果和水质净化作用。

（二）生态浮床与漂浮湿地技术

1. 生态浮床

生态浮床的结构为一个能提供浮力的漂浮载体，在载体中设植物种植篮，在种植篮中种植水生植物或水生蔬菜。浮床具有造价低廉、运行简便、改善景观环境等优点，可作为改善富营养化水体水质的有效方法之一。通过植物的吸收作用直接吸收水中的氮、磷，而降低污染。同时浮床的遮蔽光照的作用及分泌克藻化学物质，可抑制藻类的生长繁殖。生态浮床除净化污染水体之外，还可为水生动物、植物和鸟类提供良好的栖息场所，有利于增加生物多样性，促进水域生态系统的稳定。

对于污染较为严重的河道，为了提高水质净化能力，可利用组合式生态浮床，即在传统的浮床下面悬挂兼具软性及半软性填料特征的高效人工介质，以富集微生物，形成生物膜净化区，该区域有着极强的有机质吸附能力，起到很好的水质净化效果。

最初生态浮床是利用泡沫板作为漂浮载体。现今则多用PVC等塑料制成中空的模块来提供浮力，并可以拼成各种图案。

2. 多功能净水生态漂浮湿地

多功能净水生态漂浮湿地是将生态浮床和潜流湿地两者功能结合在一起的装置。潜流湿地中用的滤料都是比重大于1的各种石材或矿材。而漂浮湿地利用了比重小于1的由天然材料加工的可漂浮颗粒。它既为漂浮湿地提供了浮力，又为种植在上面的植物提供了根系附着点，同时从流水中截获有机质，分解成无机物，并供其上的植物吸收。上面不但能栽种水生植物，还可以栽种部分陆生植物，很多农作物也能在其上种植。所以能够解决冬季浮床上苍凉的景象。

（三）河道、湖泊水质净化的步骤

河道湖泊的水质净化步骤，要根据水域及水质的实际情况进行深化设计。对于新开挖的或是能够降水的水体，可以直接采取构建全生态系统的方式。对于污染非常严重的河道、小型湖泊，可先利用生态浮床或漂浮湿地将水质净化到具备一定的透明度，再进行植物栽种、构建全生态系统。对于大型的湖泊主要采取生态逐步修复的方式。

对于可控的、有大量蓝藻爆发的水体可采取以下步骤进行：

1. 灭藻处理

当水体中有大量藻类生长时，水体透明度较低，沉水植物无法生长，必须要先进行灭藻处理。为了不带来二次污染，所用的灭藻剂不能用化学试剂，而是利用生物酶来破坏藻体细胞，使藻类快速死亡。当大量的藻类死亡后，自然界的微生物大量的繁殖并分解死亡藻体，形成很多的有机絮凝体，有的沉淀下去，有的会浮到水面。此时，水质看上去有恶化的感觉。

2. 微生物的投放

自然界的微生物种类繁殖是无序的，为了让水质更快地净化，迅速地消除有机质，需要人为地投放有益微生物菌种，引导水质向净化的方向发展。此时各种芽孢杆菌、光合细菌、硝化与反硝化细菌都是良好的选择。当微生物将死亡藻体形成的有机质分解殆尽时，要投放噬菌体来消灭细菌，使水质进一步澄清。

3. 沉水植物的种植

当消灭了蓝绿藻类，水体达到一定的透明度后，便可以进行沉水植物的种植。沉水植物的种植一般可不修剪，但对于根系比较发达的沉水植物也可剪去三分之二的茎叶后种植。而轮叶黑藻、金鱼藻等折断后，不需带根就可以分段种植。种植的品种和水深视具体情况而定。对于水深不超过50厘米的区域可以种植低矮的苦草品种，形成水下草坪的景观。

4. 浮叶、挺水植物的种植

挺水植物移植时，为提高种植的成活率，应进行适度修剪。修剪时应在保证苗木成活的前提下，尽量照顾不同品种植株自然生长规律。修剪的剪口必须平滑，不得劈裂并注意留芽的位置。对于爆芽期的挺水植物不必修剪。

挺水植物种植前，对种植土壤进行搂平、耙细后，用工具先掏出种植穴，种植穴的大小根据所种植的挺水植物根系的大小和形状来定，标准为植物放下去后不窝根。

5. 水生动物的放养

针对底栖动物螺蚌类的投放比较简单，只要均匀投放即可，不能堆积在某一区域。而对于鱼虾类的放养在挑选时要严格把关，不能带入有病及伤残个体；选择活泼健康的鱼虾有利于提高成活率。运输时应在低温晴好天气，如在夏季要避开高温时段，选择早晚进行。运输过程中应不间断充氧。

放养前在充气运输车箱内或池塘集鱼网箱内，用0.5%的食盐水对即将投放的水生动物进行消毒处理30分钟。投放时，先进行小规模试养，以确定该种类能在本水体成活。放养时要随暂养水体一起进入水中，做到轻拿轻放，不要损伤个体。

6. 生态系统维护

水体生态系统建立后，每年都要做适当维护，维护的程度和成本根据水体的实际功能而有所区别。如对于景观类的河道湖泊，为了保持景观效果和水质的清澈，必须花大力气维护，日常的垃圾收捞必不可少，挺水景观植物要适时修剪。而对于一些大型湖泊或农村生态河道，可采取粗放型的维护管理模式。其维护的目的主要是保持已建立好的水生态平衡，并进入良性循环。水域生态系统的维护主要工作是对水生植物的收割和补种，对水生动物的捕捞与放养。

（1）水生植物维护

对水生植物的维护包括景观维护和生态维护两个方面。景观维护主要是对挺水植物的修剪、浮叶植物的控制和对长到水面的沉水植物收割。生态维护主要是从水体功能和生物量方面来考虑。如果是景观水体，在构建生态系统的时候，就考虑到要保持水的清澈，水生植物的种植量都较大，因此在夏秋季必须进行收割。当收割植物的氮磷含量大于每年流入水体的氮磷含量，水质就会越来越好。如果收割量达不到流入量，而让其腐烂在水里，第二年水质就会恶化或造成沉水植物的疯长。景观水体是靠沉水植物来调节水体的透明度，它甚至可以让水的透明度达到2米以上。对于非景观水体，如大中型的湖泊，只要能够保证沉水植物的量，并不需要精心维护，就能保持水体生态平衡。

（2）水生动物维护

对于中小型的景观水体来说，要保证水质清亮，在配备水域生态系统时就要考虑到，重点是放在水生植物上。水生动物主要是体现生物的多样性和景观性。所以对于这样的水体，水生动物的维护相对简单，只要抓大放小，保持一定量就可以了。而对于大中型水体，当建立一个完整的全生态系统以后，是靠食物链的最高端水生动物来控制它的平衡。这主要是考虑到对水生植物的维护成本较高，而且缺乏经济价值。对于水生动物的放养和捕捞，不但能够降低水中的污染物，同时可带来经济效益。但对其品种和数量的控制是相当重要的，尤其是对草食性鱼类和肉食性鱼类的数量控制。对于能够自然繁殖的水生动物，在构建系统时一次放养，后期通过捕捞来控制它的数量。而对于条件限制繁殖的青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼等，每年则需要轮捕轮放，并根据它们的生长状况、水生植物生物量或覆盖面的变化，进行适当的数量调节。旨在保持食物链的延续，生态系统的完整，既不会使水体富营养化，产生蓝藻水华，又可以得到一定的经济效益。