水生态修复技术导则范文

时间:2023-12-29 17:08:49

水生态修复技术导则

水生态修复技术导则篇1

关键词:滦平县;潮河;生态治理

随着城市经济的蓬勃发展,城市人口数量不断增加。为了满足生产和生活的用水需求,人们积极进行河道治理。在实际操作的过程中,由于治理方式不符合自然规律,导致河流生态系统遭到破坏,因此需对河流进行生态修复。文章主要以滦平县域内潮河为例,探讨河流生态治理修复的问题和具体方法,保证城市居民安全用水。

1河道现状与问题

潮河发源于丰宁县上黄旗哈拉海沟,在古北口入北京市密云区后注入密云水库。滦平县域内河长64.1km,是北京的重要水源地。目前,潮河水域内并没有颇具规模的水利工程。现存的干砌石河堤由当地百姓自发修筑,缺乏一定的稳定性,而且面临年久失修的问题,一旦发生洪水,就会对本地村庄、耕地造成较大的威胁,还会影响水库的水质,导致水库中的泥沙增加[1]。目前,我国河道水体整体呈现出日益恶化的局面,许多城镇的河道水体质量较低。由于河道的水体流动性比较差,导致面临污染的河道无法得到有效的循环,部分中小河流也缺乏有效监管。随着城镇建设规模的不断扩大,城市居民越来越多,但是并未设置更加完善的排水管网,导致污水无法得到及时有效的收集,许多污水在未经处理的情况下就直接排入河道中,影响河流的水质。此外,许多河流与农田的距离比较近,如果河流面临污染,就会对农业生产造成威胁,甚至会影响周边居民的正常生活。由于人们长期从事各种生产活动,许多行为已经对自然河道造成了严重的影响,从而影响了河流景观的多样性。在河流中包含多种水生动植物,其对温度、有机物浓度的要求不同,若一味地设置硬质护岸,不仅会影响水生动植物的正常生长,还会导致水流速度下降,使得环境日益恶化[2]。尽管自然河道具有一定的自我净化能力,但若长期面临污染,水体就会处于缺氧或者厌氧状态,影响好氧微生物的生存,从而降低河道的自我净化能力。此外,人们大量地修建护坡工程已对河道周边的天然湿地造成破坏,会进一步降低河流的自我净化能力。由于城镇化进程不断加速,人们积极在城市土地中兴建各种建筑,导致城市用地愈发紧张,也使得许多中小河流面积不断缩小,数量急剧下滑。由于河流日益萎缩,生物多样性面临破坏,天然河道景观不复存在,生态系统遭到严重的破坏。此外,正是由于行洪断面不断下降,才会导致洪涝灾害频繁发生[3]。

2河道治理与生态修复原则

2.1生态治理

在进行河道治理与生态修复时,需遵循生态治理这一原则。由于人们长期从事各种生产和经营活动,对自然资源过度开发,导致自然环境日益恶化,河道生态系统面临严重的破坏,因此,在进行河道治理时,要最大限度地保留原有的生态系统,避免对其造成破坏。此外,要及时对生态系统进行修复,如在河岸种植合适的植物[4]。

2.2远近结合

要积极学习发达国家的经验,将河道治理视作长期的事业。制订合理的规划方案,分阶段展开治理。结合地形特征与城市的实际情况,选择恰当的治理措施,明确治理时间,使治理工作更有针对性。

2.3与区域规划保持一致

进行河道治理时,要认真分析城市的情况,重视细节,了解生态环境现状,充分做到以人为本。一旦人与自然发生冲突,需仔细权衡,将生态环境保护放在重要位置,避免环境继续恶化。要将河道治理与城市规划相结合,明确治理目标和治理计划,这样才能为人们创造良好的环境。

3河流生态修复的意义

3.1改善河流生态

进行河道治理时,技术人员会利用河流与河道的规律,结合实际情况对水流的位置进行调整,使河流的条件得到改善。为了进一步满足灌溉与航运的需求,技术人员会采用相应的措施,使河道得到有效治理。但在实际操作的过程中,虽然能够实现对河道的治理,但忽视了对生态环境的保护,导致河流生态面临不同程度的破坏[5]。一旦发生这种情况,就会影响河流内部水生动植物的正常生长,不利于生物多样性的构建;频繁发生洪涝灾害,也会影响人们的正常用水;同时,河流沿岸的气候发生变化,当地植被被破坏,水土流失,会影响河道景观的完善,甚至导致景观消失。因此,进行河道治理时,技术人员应采用恰当的生态恢复措施,以保证河流恢复活力,改善河流生态,实现人与自然和谐共生。近些年,人们愈发重视河流生态保护,认真分析人与自然之间的关系,采取了有效的修复措施。对潮河生态进行治理时,要严格遵循国家的要求,积极开展生态文明建设,重视生态修复。通过改善河流生态,可以推动区域经济发展,优化人们的生活环境,提高人们的生活质量,使社会更加稳定,更好地对当地民俗文化进行保护,实现对潮河生态文化的弘扬。

3.2进一步发挥河流功能

滦平县位于北京市和河北省承德市的交界处,是国家重点生态功能区,因此要高度重视滦平县潮河生态保护与修复。潮河是首都重要的饮用水源地,其生态功能定位是京冀地区的生态屏障与水源涵养区。滦平县区域内的植被、地质、水文条件将直接影响京津地区的生态安全。因此,对滦平潮河的生态环境进行治理符合生态环境保护的需求,同时对促进京津冀协调发展具有重要的作用。通过开展河道治理与生态修复,可以进一步发挥出河流的作用。河流的功能主要有航运、防洪、灌溉、供水等,制订合理的治理方案,可以使河流实现上述功能。但若要保证其功能维持较长的时间,就要开展生态修复工作。比如,修复河流生态,有利于灌溉。从防洪角度来看,河流生态得到了进一步保障,则会进一步提高植被的覆盖率,使植被能够发挥出自身的调节作用,降低洪涝灾害发生的可能性。

4河道治理与生态修复技术

4.1水质调整

要对水库进行合理调度,改变水质,及时恢复河流的生态功能,保证生态平衡,保护自然径流。此外,也可对水利设施进行调控,在下游污染比较严重的区域引入上流水体,改善水质。我国著名的南水北调工程就是通过这种方式达到改善水质的目的。在改善水质时,人们经常会将生态和生物相结合,也会使用化学法、物理法。其中,生态与生物相结合这一方法比较常见,应用范围最为广泛,常见的技术有以下三种。第一,生物膜技术。生物膜技术主要是对河床中的生物进行过滤。通过载体填充或者填料,确保细菌生长,由此形成生物膜[6]。由于载体和滤料的表面积较大,微生物数量繁多,因此可确保河流拥有良好的自我净化能力。第二,生物浮岛技术。该技术主要采用生态工学原理,对水中的磷和氮等物质进行降解处理,从而有效改善水质,还起到抑制藻类生长的效果。该技术能够发挥出植物根系的功效,可吸收大量的富营养化物质,将水中的营养转移,提高河流水体的自循环能力。第三,人工湿地建设。进行湿地培育时,主要是通过人工培育湿地的方式达到修复的目的。在具体操作中,需发挥出微生物、水生植物的作用,及时对河流中的污染物质进行降解与吸附,确保河流生态尽快得到恢复[7]。利用这一技术可对污水进行有效的处理。在特定的洼池中,将填料和土壤进行混合处理,形成填料床,保证污水在床体表面自由流动,可在床体表面种植寿命长、适应能力强的水生植物。

4.2河道曝气

一旦河道产生突发性污染,就可采用河道曝气这一手段。如果河水水质下降或者遭到严重的污染,将会消耗水质中的有机物,导致有机物出现分解现象,呈现无氧状态,还会产生许多有害物质,这些物质味道较重,会对水质造成严重的影响。采用河道曝气这一手段,向河水中注入空气,能够加速水体中有机物的分解,有效改善水质,提高河流的自我调节能力。

4.3植物维护

进行河流生态修复时,要发挥出水生植物的维护作用。植物维护成本较低,不会造成较大的能源消耗,而且具有广阔的发展前景。在许多河流污染区域,人们使用这种方式进行生态修复,可达到事半功倍的效果。采用水生植物进行维护时,可及时吸附水体中的重金属等污染物质。同时,在光合作用下,植物产生的氧气能够提高溶解氧的含量。

4.4堤防建设

加强堤防建设,建设生态护岸,可减少水土流失的现象发生。在堤岸建设中,主要是通过种植植被及设置木材、石材等方式达到护岸的目的。开展堤防建设时,需将其与生态环境保护相结合,以此实现生态平衡,预防水土流失,提高当地经济效益。

5生态修复技术的主要应用方向

5.1在抗洪方面的应用

在抗洪方面,河流生态修复技术主要用于洪水后退工程。在尚未实施该项技术之前,河流流向均遵循自然规律,一旦发生暴雨,就会造成河流中的水溢出,从而形成洪涝灾害。实施洪水后退生态修复技术可确保溢出的河水得到有效治理,使河流恢复到原有的状态。进行河道设计时,要避免河床有淤泥堆积,这样才能确保河流得到真正的恢复。洪水后退技术具有一定的使用要求,需确保河流区域尚未进行河堤建设。

5.2在堤防建设中的应用

在堤防建设中使用河流生态修复技术,要维持河道的多样化形态,这样才能达到控制自然灾害的目的。需将恢复工程放在重要的位置,重视绿化植被种植,使植物可以正常生长,提高河流的自我净化能力。

5.3两级河道建设

将河流生态修复技术与两级河道相结合,主要是将两级河道作为主要的河道形式。上部分河道可发挥出泄洪功能,另一个河道可用来预防淤泥堆积,使河流的生态环境得到有效保护。为了进一步提高两级河道的社会效益,可将上部分河道设置成娱乐休闲场所,满足人们的休憩需求。在设置另一个枯流河道时,要保证其拥有自然流向[8]。

6生态治理修复在潮河治理中的应用措施

6.1对河床断面与护岸进行修复

要重视河床表面的清淤疏浚与整治,确保清理工作具有针对性。在具体操作中,需对营盘村和后湾村的潮河干流进行清理。选择开阔的河段,在河道两侧种植睡莲、荷花等植物,建造完善的景观河道,提高河道景观的美观性。进行护坡建设时,要种植比较低矮的灌木,选择合适的花草,提高河道的绿化效果。同时,要重视对年久失修的护岸的修复,对其进行加固处理;还可采用干砌石等材料设置透水坝,避免使用混凝土等不透水的材料,完善护岸的性能,实现对生态环境的有效修复。

6.2对河道形态进行修复

在河道治理与生态修复工作中,要将河道形态的修复放在重要位置,可在河流中设置辅助水道,确保河道连续。为了不影响河道的行洪功能,提高生态环境的安全性,需根据河段防洪的标准建设河道护岸,及时对各类淤积物进行清理。为了确保水体正常流动,要将石头放入河堤中,或者修建生态石笼跌水坝。

6.3重视河岸绿化与湿地建设

要重新构建灌草植被过滤带,结合河流的水位情况保留常水位以上的区域,保证植被完整,还要补充种植灌木与花草,凸显出植物的层次感,营造良好的植物空间环境。可选择迎春、景天、金叶女贞等灌木,还可选择芦苇、水生鸢尾等水生植物,适当扩大绿化规模,增强河岸的绿化效果。在河岸两侧种植植物时,主要选择连翘、丁香等灌木,撒播合适的草籽,如白三叶、无芒雀麦。要考虑到河边公路的绿化,在沿岸公路栽植国槐、旱柳等比较高大的乔木。通过合理增加植被,加强人工湿地建设,不仅可以起到有效的缓冲作用,还能提高河流的自我净化能力,避免出现水土流失,及时修复生态环境。

6.4护岸生态修复

进行河道护岸修复时,要加强对叠石护岸的改造,或者新建生态坝结构式护岸,确保河道形态得到有效的恢复。对护岸进行加宽处理,使河道具有良好的排涝与泄洪功效。

6.5河道生态生物膜处理

对潮河支流的河道进行治理时,可选择生物膜处理技术,确保河流中的污染物及时降解,提高水质,使河道生态环境得到有效修复。如果河道面临的污染比较严重或者河流水体中包含的有机物较多,可采用生物膜技术进行处理,确保水体中的污染物在第一时间内得到处理。

7河道生态修复技术展望

7.1制定完善的技术规范

为了进一步发挥出河流生态修复技术的作用,要制定完善的技术体系和相应的规章制度。现阶段,该项工作缺乏明确的参考标准和依据,这样会增加河流的修复难度。因此,要考虑到每一个修复环节,重视细节,对各项制度和标准进行调整和改进,从而确保河流生态系统得到进一步发展,维持生态平衡。

7.2制定明确的评价标准

河流生态修复是一项持久、复杂的工程,在较短的时间内并不能看到成效。部分河流面临的污染比较严重,需经过一段时间方可看到治理成效。为了进一步验证最终的修复效果,需制定完善的评价标准,定期对修复情况进行监测。

7.3重视综合性修复

随着河流的迅速发展与生态环境的改变,河道治理工作愈发复杂。若采用某种单一的生态修复技术,则很难保证治理与修复达到预期效果。因此,要进一步完善修复技术,综合多个学科知识,采用完善的河流生态修复理论,确保河流生态得到有效的修复。7.4对水生植物进行合理配置为了进一步提高河流的自我净化能力,要选择恰当的水生植物。首先,需对水生植物的抗性进行分析。然后,对水生植物进行合理分类,进一步发挥出植物的功效,降低治理成本,提高净化效果。

8结束语

河流的情况比较复杂,在进行河道治理与生态修复时,需考虑生态系统的实际情况,采取有效的治理与恢复技术,确保河流生态环境得到进一步改善。

参考文献

[1]任涵璐,李永庆.基于满足度分析的永定河生态水量及修复策略[J].吉林水利,2021(7):30-36.

[2]刘丹.中小河流生态修复与治理策略研究[J].黑龙江水利科技,2020,48(1):57-59.

[3]尹铭.河湖生态治理理念与措施研究[C]//辽宁省水利学会.辽宁省水利学会2020年学术年会论文集.沈阳:辽宁省水利学会,2020:265-268.

[4]生农,辛琨,廖宝文,等.海口市美舍河生态修复工程[J].湿地科学与管理,2021,17(2):47-49.

[5]郭锋,张舰.山西实施十大工程修复汾河生态[J].华北自然资源,2020(5):137.

[6]马军.城市河道生态修复及景观设计研究[D].西安:西安理工大学,2020.

[7]吴一帆,张璇,李冲,等.生态修复措施对流域生态系统服务功能的提升:以潮河流域为例[J].生态学报,2020,40(15):5168-5178.

[8]张莉.政府视角下的S市滹沱河生态修复工程PPP模式研究[D].石家庄:河北经贸大学,2019.

水生态修复技术导则篇2

关键词:山体,恢复生态学理论,生态护坡,生态修复

1 前言

传统的治理方法主要注重于边坡的稳定和安全,以工程措施为主,有的虽也考虑了植物措施,但是没有系统地、综合地以恢复生态学理论为基础进行全面整体规划。传统方法如浆砌石护坡、三合土灰浆抹面护坡、喷射混凝土等工程护坡方式不能恢复自然植被,且存在施工成本高等弊端,不仅缺乏对资源的保护和可持续利用,而且大面积的砌石和混凝土对生态环境和生态景观不仅没有改善,反而影响了自然环境的物质能量流通,形成了一种视觉垃圾。

我们把岩土工程技术和生物技术有机地结合在一起,立足于既保证山体的稳定性、安全性,又逐步建立起一个健康、稳定、可持续的生态系统,遵循恢复生态学基本原理,研究山体的生态修复新模式。以边坡、水土流失严重、土壤贫乏等为特征。

2 物种方面的处理

将植被恢复至“原生态”,以石岩山废弃石英矿的边坡生态环境治理为例,通过植物配置来做到项目与周围环境相协调。选择生长迅速,根系发达,固土效果显著的品种。后期的景观就需要靠植物的配置来推进可持续发展,同时植物配置的选择又反作用于边坡的稳定性,植物遮盖的坡面,可以抵御暴风雨的溅蚀和面蚀。植物的深根深入坡体内部,一定程度上起到锚固坡体的作用,起到了弥补工程地质手段不足的作用。

岩质边坡具有以下特点:缺少植被生长所必需的土壤条件及养分条件;边坡坡度大;坡面自然生态条件恶劣。

山体对植被生长影响最大的就是土壤贫瘠和缺乏水分。因此,用于山体生态修复的物种一般具备以下特点:①耐干旱贫瘠,适应性强;②根系发达,能够固持土壤,涵养水分;③生命力强,管理简单;④生长迅速,分枝稠密;⑤树冠浓密,落叶丰富,易于分解。

在具体选择时,遵循植物学及生态恢复的理论,提出以下物种选择原则:

(1)乡土化和地带性原则

(2)物种多样性原则

(3)根系发达原则

(4)遵照生态位原理

(5)具有较好的改良土壤能力和互利共生原则

3 边坡生态复绿的设计要点

生态复绿设计的主旨是建立见效快、持续效果好,最大限度地达到近自然的原生态植被状态,实现边坡可持续生态保护,提升自然景观。

(1)营建目标植物群落

以草本为先导,以灌木为主导,通过马道、挡墙后缘种植和局部筑坑种植,最终形成乔、灌、草复层混交植物稳定群落。

坚持“原始野生植物是真正主人”的原则,以乡土植物为主,实现植被可持续性。在植被调查的基础上选择抗性强、景观表现好、繁殖容易的植物,这样能和周围环境融合一起,使边坡人工痕迹降到最低程度,为后期少养护和免养护、节省成本打好基础。

(2)调节草本、灌木之间的竞争

草本生长过旺会影响灌木出苗、成苗和建成。但先期需要草本快速成坪以“削弱溅蚀、控制径流、保护基质”。因此要减少草本、增加灌木用量,后期控制肥水,做好草本刈割等措施以抑草助木。

(3)植物组合及搭配模式

将草灌生长时空分隔,错开其竞争时段,选择不同生长特性的灌草组合模式,如慢生型草本+速生灌木+慢生灌木混播,实现多种植物良好共生。常绿植物:落叶植物=4∶6;木本与草本喷播种子重量比为1∶1,在种子搭配上加入适量木本花卉和草本花卉。在生态功能中凸显景观效果,随着时间延续,形成疏林―草地―灌木―山花的自然生态景观

4 植物品种选择

栽植灌木――连翘、山杏、山桃、扶芳藤、金银花、紫穗槐;

栽植小乔木――臭椿、刺槐;

栽植针叶树――油松、侧柏;

栽植地被花卉――鸢尾、大花萱草、马蔺、大花秋葵、福禄考;

播种草种草花――二月蓝、波斯菊、羊茅、紫花苜蓿、沙打旺;

5 边坡植物选择的原则

边坡植物的选择要根据边坡的特殊的立地条件,以水土保持学、生态学、草坪学、岩土力学等为指导依据,根据树木的生物学、生态学特性,结合当地气候、土壤条件加以选择。遵循适地适植物的原则,合理配置,才能很好的恢复边坡的植被。

(1)选择适合于当地气候条件的植物。选择适合于当地生长的植物是关键环节。在选择绿化材料时首要考虑的是气温。最高气温决定植物是否能安全越夏,而最低气温决定能否安全越冬。因此,在北方应选择冷季型植物,如高羊茅、多年生黑麦草等都是适宜的草种。而在南方应选择暖季型植物,如狗牙根、假俭草等都是适宜的草种。

(2)选择根系发达、分生能力强的植物:植物根系的好坏直接关系到固土能力。选择具有根状茎的植物,如狗牙根。

(3)选择抗性强、耐瘠薄的植物:边坡土壤一般较为贫瘠,因此,应选择较耐瘠薄的植物。同时由于养护强度低,还要求植物具有较好的抗病性。在温带和寒带,可选用草地早熟禾、黑麦草;在半干旱地区可选择野牛草、冰草。

采用混播技术:一种草往往不能满足各方面的要求,单一植被易退化,且难以恢复。而多种植物混合可以增加群体的生物多样性和稳定性,因此可将不同的草种按一定的比例混合起来,使其在不同的阶段发挥作用。

6 结论

山体的生态修复是一个系统、综合、复杂的过程。结合山体的生态修复特点,深入分析目前山体生态修复中的不足,并以恢复生态学理论为基础,提出了山体生态恢复的规划设计方法以及要遵循的原则,以岩质边坡和废渣堆积体的生态修复为主要设计对象,提出了综合应用植被混凝土生态防护技术和防冲刷基材(PEB)生态护坡技术的山体生态修复模式。

参考文献:

[1]丰瞻, 许文年, 李少丽等. 基于恢复生态学理论的山体生态修复模式研究[J]. 中国水土保持, 2008, (4):23-26.

[2] 张怀生. 山体生态修复技术研究[J]. 山西水土保持科技, 2012, (3):21-23.

[3] 许文年, 夏振尧, 戴方喜等. 恢复生态学理论在岩质边坡绿化工程中的应用[J]. 中国水土保持, 2005, (4):31-33.

水生态修复技术导则篇3

(1)对河道生态建设认识不足。近年来,各级水利部门在河道整治中坚持生态优先的原则虽然已得到足够重视,但在实际河道整治中缺乏相应的措施,主要还是以截污纳管、疏浚、护岸改建等为主,人们还未从过去只重视防洪排涝的河道建设转向有丰富景观环境、地域文化特色的河道生态建设上来,对河道生态修复建设的重要性认识不足,相关技术研究与应用未取得新进展。(2)对河道生态建设理解片面。河道生态修复建设是近几年才发展起来的河道治理的新理念,是一个系统工程,集合了水利工程学、生态学、景观生态学、生物学等多学科理论基础上的科学治水理念,不能简单地理解为通过岸边多种绿化,水中多种水生植物,河道里多养水生动物、微生物就可以达到水生态系统修复了,纯粹从景观美学的角度出发,没有全面考虑河道的基本情况及其功能定位。(3)对生态河道的管理措施不到位。通过仔细调研各设计单位设计的河道生态整治方案及河道景观设计方案,发现在所有方案中都提及整治中要坚持生态优先的原则,即要通过修复河道的水生态系统来提高水体的自净能力,但在具体实施上缺乏详细的可操作性实施方案。另外,在以往的河道整治中对垂钓考虑不足,市民随意垂钓,存在践踏绿化、随地丢垃圾现象;有的植物景观效果好,但是养护难度较大;有的水生植物容易疯长,增加了收割难度;有的浮水植物容易积聚漂浮垃圾,增加了河道保洁难度。

2城市河道生态修复建设的探索

2.1河道生态修复实例徐汇区西上澳塘,河道总长度1975m,北接蒲汇塘,南连漕河泾港,整体河道呈直线型,河道宽度13~17m,从河道水质监测指标来看,属于地表V类水,河道水体富营养化,两岸绿化单一,品相不佳。2008年在西上澳塘开展了河道生态修复课题研究,通过采取人工增氧、光电反应、生物膜、水生植物、底泥生物氧化等河道生态修复技术,考察它们对河道水体的治理效果。图1为西上澳塘生态修复工程示意图。

2.2河道生态修复技术

2.2.1人工增氧技术(1)技术简介。人工增氧是城市河道生态修复的重要措施,通过一定的增氧设备来增加水体溶解氧,加速河道水体和底泥微生物对污染物的分解。一般采用固定式充氧设备(如水车增氧机、提升增氧机、微孔曝气等)和移动式充氧设备(如增氧曝气船),可以充空气,也可以进行纯氧曝气。(2)技术效果。西上澳塘布置了3处喷泉、2台提升增氧机和2台微孔曝气器等三种充氧设备。通过2008~2010年水质监测分析,溶解氧平均值基本维持在2mg/L以上,最高达10mg/L左右,为好氧微生物及以藻类为食的一些原生动物提供了良好的生长条件,有助于好氧生物区系的出现并不断发展,增加了河道生物多样性。

2.2.2复合生态滤床技术(1)技术简介。复合生态滤床是一种特殊人工湿地,是20世纪70年代兴起的污水生态治理技术。由于其建设和运行费用低,能耗少,维护方便,而且具有一定的景观作用等优点,越来越引起人们的重视。复合生态滤床是由集水管、布水管、动力设备、生物填料、水生植物及复合微生物等共同组成。(2)技术效果。西上澳塘布置了复合生态滤床5套,依据2008~2010年西上澳塘水质监测数据,复合生态滤床对CODcr去除率10%~17%,SS去除率12.5%~30%。由于河道水位的影响及滤床上植物的生长有一定周期,滤床功能尚未充分发挥作用,对氨氮、总磷去除效果不是很明显,详见表1。

2.2.3光电反应技术(1)技术简介。光电反应器是结合光催化强氧化微絮凝工艺,利用光催化反应处理污水的设备,由紫外灯、石英套管、变压器、钛网等组成。该反应器不用添加任何化学药剂,具有结构紧凑,占地面积小,能耗少,运行费用低、处理量大的特点,能够杀灭细菌和藻类,改变水体中有机污染物的分子特性,使得有机污染物变得更加容易分解,且无二次污染。(2)技术效果。西上澳塘设置了光电反应装置5套,依据2008~2010年西上澳塘水质监测数据,光电反应器对CODcr去除率10%左右;在叶绿素a浓度较高时(但未超65ug/L),去除效果明显,去除率达61.8%,对于富营养化水体的除藻有较好的效果,详见表2。

2.2.4生物膜净化技术(1)技术简介。生物膜净化技术是利用一种全新的织物型生物膜载体,使用经培养驯化的高效微生物和微型生物附着在填料或载体上繁殖。由于填料具有很大的比表面积,不需借助任何外加的机械设施便可在水中不断摆动和波动,多余的生物量会自然脱落更新表面。其使用合成纤维制成,可以抗污水和化学物的侵蚀,能防止由于微生物膜的生长而引起的填料断裂和粘结,可以保证微生物的繁殖力并提高其代谢率。水体与载体接触时,其中的有机污染物、藻类、氮磷等营养物被微生物吸附、分解氧化,使河道水体得到净化。适用于各种类型的污水处理厂、河道、湖泊、生物反应器。(2)技术效果。西上澳塘布设生物膜2处各3组,依据2008~2010年西上澳塘水质监测数据,生物膜对氨氮、总磷有一定的去除率;CODcr去除率达17.8%,BOD5去除率达27.6%,详见表3。

2.2.5水生植物修复技术(1)技术简介。水生植物修复技术不仅是城市河道生态修复的标志,也是一种有效的生态修复技术。通过种植水生植物,利用其对污染物的吸收、降解作用,达到水质净化的效果。水生植物生长过程中,需要吸收大量的氮、磷等营养元素,以及水中的营养物质,通过富集作用去除水中的营养盐。另外,水生植物通过光合作用和呼吸作用会影响水体的pH值,当pH值增大到一定数值时,氨氮会以气体的形式从水中逸出,从而促进氮的去除。(2)技术效果。西上澳塘种植水生植物浮床6处共计800m2,依据2008~2010年西上澳塘水质监测数据,从监测数据平均值分析,对氨氮、总磷去除率达3.0%,对化学需氧量去除不明显,详见表4。

2.2.6底泥生物氧化技术(1)技术简介。城市水环境是一个开放的系统,其水体或流动、或受潮汐影响、或间歇性换水,而底泥是河道多年污染的积累,通过物理化学和生物作用进行迁移和转化影响水体,是河道黑臭和富营养化的重要原因。底泥生物氧化是将含有氨基酸、微量营养元素和生长因子等组成的底泥生物氧化配方,利用靶向给药技术直接将药物注射到河道底泥表面进行生物氧化,通过硝化和反硝化原理,河道中形成强烈的硝化环境,底泥中形成强烈的反硝化环境,通过相互耦合,除去底泥和水体中的氨氮和耗氧有机物,同时在河道泥水界面形成一层棕色氧化层。底泥好氧层一方面分解底泥厌氧层渗出的有机质和其它污染物,一方面分解来自河道污染物、浮游动植物残体,提高河道自净能力。(2)技术效果。依据2008~2010年西上澳塘水质监测数据,从监测数据平均值分析,对氨氮去除率达35.1%、总磷去除率达36.9%,去除效果较好,而对化学需氧量去除率为7%,效果不明显,详见表5。

2.2.7生物多样性调控技术(1)技术简介。生物多样性是建立生态系统很重要的一项技术,通过人工调控受损水体环境生物群落结构和数量来摄取游离细菌、浮游藻类、有机碎屑等,来控制藻类的过量生长,提高水体透明度,完善和恢复生态平衡。(2)技术效果。依据2008~2010年西上澳塘水质监测数据,该河道水体中藻类和原生动物种类也均有所增加,从数量而言,从原先的103提升至108,初步说明经过生态修复,水体生多样性有所提升和改善。另外,河道中各种鱼类较多,垂钓者增多,这也说明西上澳塘在生物多样性方面已有较大提高。

3城市河道生态修复建设的体会

(1)专项研究,探索河道生态修复模式。通过借鉴现有的水生态修复理论,2008年徐汇区河道管理部门会同专业单位开展了“感潮河网地区水生态修复技术应用”课题研究,先后在西上澳塘、三友河进行试点,采取恢复重建河道生物多样性,设置人工湿地,利用水生植物浮岛、微生物挂膜等不同生态修复技术的组合应用,从而促进河道水体生态平衡系统的建立,提高河道水体的自净能力,积累了一定河道水质修复经验,编制了“河道水生态治理管理手册”,为后续区域河道生态治理提供了指导和依据,探索建立了河道生态修复的基本管理模式。(2)积极实践,提高成果的转化和应用。河道生态修复建设在我国是一个比较新的研究领域,还没有十分完善的理论,因此,河道管理部门要加强与科研单位的合作,在需要整治的河道上因地制宜开展河道生态修复的研究与示范。如目前徐汇区正在开展的“徐汇区河道污染底泥清除技术运用课题研究”,采用改良的设备及新型吸泥脱水相结合的工艺在漕河泾港进行试验,探索在非断流情况下河道污染底泥清除的应用成效,探索科技成果在应用中的深化提高,寻求改善河道水质的新思路[5]。(3)因地制宜,推进河道生态修复建设。河流生态修复建设工程要遵循因地制宜的原则,依据河道的护岸和绿化现状,综合考虑植物对本地环境的适应性、净化功能、养护成本和观赏价值等,在水生景观植物的选择上应突出水质净化功能。这样既可以与河道周边环境相协调,又可以有效降低投资和成本。同时,在建设中应充分考虑沿河居民亲水、享水、乐水的愿望,合理设置亲水平台、休闲椅、垂钓点,布置宣传警示标牌,开展文明志愿服务活动,更好地让河道服务于社会、服务于民。(4)加大投入,引入河道生态修复新技术。做好河道生态修复建设是一件“功在当代,利在千秋”的工作。近几年在河道生态修复工作中,徐汇区引入了喷泉装置、太阳能曝气、水生植物浮床等生态修复技术,达到了既改善河道水质,又美化河道景观的效果。今后,各级财政要加大投入力度,大力推进生态修复建设,积极引入河道生态修复建设的新技术、新方法,在科研立项、资金投入等方面为河道生态修复建设创造良好的环境。

4结语

水,是生命之源,是城市之灵气,更是一座城市文化的载体。随着人们对城市河道认识的日趋深化、理性,其不仅拉动了城市地区的开发建设,而且也促进了城市旅游和城市经济发展。近年来西方发达国家也纷纷对以往的河道治理思路进行反思,提出了生态治水的新理念,要求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。这是一种战略性的转变,不仅要关注河道的资源功能,更要关注河道的生态功能,坚持可持续发展的生态原则,通过采取不同生态修复技术及其组合应用,努力营造城市河道良好的水安全、水资源、水生态,探索推进人水和谐相处的河道生态修复建设的新思路,从而为城市河道生态修复建设提供借鉴和参考,建设生态型的城市河道,保持城市河道生态系统的健康。

水生态修复技术导则篇4

引言

面对一件古代书画,它所保存的状况如何,承载着哪些信息量,是否需要修复,是否复原,是否恢复原貌,是否去除本体以外的附着物,是否需要补强或加固,这是我们修复首先需要面临的问题。而更深层次的问题是:如果复原,复原的依据是什么?复原部分与原物部分是协调还是对比?复原的可识别程度怎样?如果要恢复原貌,那么什么是原貌?如何理解原貌?如果决定要清除书画本体以外的附着物,那么哪些是应该去除的,哪些是有害的附着物和无害的附着物?如何去清除?如果对书画本体要进行补强或加固,那么如何去补修或加固?是用传统的方法还是借用现代科学的技术等等一系列的问题都是在对书画修复的具体工作前必须要进行的原则论证,是至关重要的。

“修旧如旧”作为文物修复界的一句行话,这一未见于任何官方或法律文件记述的习惯性提法,在目前我国的文物修复中具有着极为广泛的传播与应用。可恰恰是传播、运用得越广,其争论越大,所有的修复工作开始之前都提出以“修旧如旧”为目标和原则,但实际的修复结果却常常是不尽人意:要么是修复主观性过强,所谓复原的“旧”仅仅是修复者个人对“旧”的理解,丢失了修复对象所保存的信息;要么变“旧”为“新”,而修复出来的“新”完全没有道理,成为“假古董”;更有甚者,完全不是修复文物,而是严重的破坏。这样令人痛心的修复不仅屡见不鲜,而且还在不断地发生着。原因何在?“修旧如旧”到底提出于何时?其本意是指什么?为什么在同一个原则下会出现不同的修复效果?它是否适合作为文物修复的指导原则呢?“修旧如旧”面临着十分尴尬的境遇,盲目地以“修旧如旧”为原则指导修复实践,势必会造成更多的争论。

而源起于装裱技艺的传统书画修复,是一门历史悠久和技艺精湛的手工技艺,直至今天,这一整套完善而细微的技术手法,仍是我们修复古代书画的主要方法,足见其生命力的强盛。那么,古代书画修复的目的及原则是什么呢?《装潢志》“古迹重装如病延医”中这样写道:“前代书画,传历至今,未有不残脱者。苟欲改装,如病笃延医。医善,则随手而起,医不善,则随剂而弊。”古人将残破古书画比作病人,将装裱师比作医生,将“改装”或“重装”当成一次手术操作。整个修复活动被提升为对“生命体”的关注,无怪乎文中发出这样的呼吁“窃谓装潢者,书画之司命也”。“司命”的目的是使书画“沉疴既脱,元气复完”、“复还旧观”。可以说,这样的目的本质上是一种“复原性修复”,是一个有着高超医术与良好职业道德的医生所努力追求的理想结果,正是带着这种敬业态度和完美理想,古书画修复中大大小小的“手术”一直在进行着。在其发展过程中,“手术”的材料不断演进,技术不断提高,但时至今日,由于“复原性修复”这一目的或相关因素引发的问题与“修旧如旧”造成的争论一样大量存在。

可以说,古代书画的修复在受到前所未有重视的同时,其修复活动也从来没有像今天这样引起如此巨大的争论,因为“任何修复活动都有可能构成一种对艺术品原状或原意的把握与干预,有可能纠正或复原相关的感知与理悟,但是,也有可能因为热情过头的修复而形成‘破坏性的保护’的事实,或者酿成千古遗恨,使得艺术品面目全非,或者是严重地偏离原作的气象,貌合而神离。显然,艺术品修复的具体效应绝对不能小蚬。它所吸引的注意力以及相关的争议往往有可能构成种种文化事件的焦点。”而关于这样的争论,在我国目前所进行的各种门类的文物修复中都有所体现。当然,这样的争论是可喜而必需的,因为一直以来,修复往往被看做—种纯技术性的行为,悄然地进行着,从中我们看不到修复者自觉的职业理念,也看不到研究者和公众对重要文化遗产的觉悟水平。就如美国哥伦比亚大学的艺术史家詹姆斯-贝克(James Beck)尖锐地指出的那样:“尽管在过去的几十年间国际上有过雪崩似的艺术修复方面的研究,但是,却并未出现一定数量的可以致用的观念,以此能为修复活动提供坚实而又可靠的理性。同时,也没有就一种可以指导艺术品修复的整全理念达成任何共识。我们从一开始就得承认,彻头彻尾的无政府状态笼罩在如此巨大的目的上。即便是基本性的问题,诸如完全没有弄清修复一词的所指是什么,而修复活动的要素是什么也有待于解决。”事实上,文物的修复不仅仅涉及到修复者和所修复对象的材料、技法(包括作品创作的技术以及相应的修复所需的技术),而且渗透着修复者对修复对象的美学观念、历史观念等的了解以及其自身的伦理品质,不仅如此,修复还是与考古学、历史学、哲学、美学、物理、化学等多学科知识的综合与学习。

随着“遗产”概念的引入,随着我国文博工作与国际交流的更趋密切,我们今天一方面仍然在沿用着传统的书画修复技术,一方面也在借鉴西方的现代修复理念,传统修复技术所呈现的理念与“修旧如旧”的多义理解使我们的修复呈现比较混乱的局面,各种修复行为仍在继续,争论也在继续,站在“文化遗产”保护的角度,我们完全有必要对这一原则及传统的古代书画修复技术进行反思,厘清真相,分析利弊,探寻更为科学、规范、明确的修复指导原则,并在传统修复技术与现念中寻找合适的切入点。

一、“修旧如旧”的理论考辨

“善本古籍的修复工作自始自终要恪守‘整旧如旧’的原则,即最大限度地保留善本古籍的原始面貌和风格。”“在修复古旧书画的过程中,一定要本着修旧如旧的原则,尽可能地保留原来的装潢形制,切不可画蛇添足,改变原貌。”这里的“整旧如旧”或“修旧如旧”均是作为一个总体价值标准评判原则出现的,是尽可能保持现状的含义。从一些传统修复技术环节中我们还看到这样的“修旧如旧”,即以“做旧”或“随旧”的方式,巧补残缺,使之完整如初,让人看不出补痕破绽。这样的“修旧如旧”则是一种具体技术措施的原则,也是一个观察和评判事实的原则。文物修复的概念在我国文物界—直是比较模糊的,长期以来它被赋予了多种不同的理解。有人认为修复是维修、保护,有人说修复是恢复、复原,还有人定义为替换、更新,正是这种理解上的差异,导致了“修旧如旧”理解与实践的多样性,因而,多样性的修复效果也随之出现。“修旧如旧”到底源于何时?其本意是指什么?在理论解读中会出现哪些问题?将其落实在具体的传统书画修复中,它又体现出怎样的理念追求?解决这些问题,我们也许才能明白那些不同修复效果的出现及

(一)补字

1.准备砚、墨、狼毫小楷笔、勾字小笔、有机玻璃尺等。

2.找一部与缺字书叶相同版本的书,把要补字的书叶放在同版本的书叶上(最好中间夹一张透明的玻璃纸,以防墨汁渗透),再对准框栏。

3.仿照原书字体影描补全。这样描出来的字体,可以接近原书字样。如果没有同样的版本,可请善于缮写的人临摹补字。如嫌新补的宇过于鲜明,还可以用棉花蔫着尘土或用烟丝在新补的宇上擦抹几下,这样新补的字就与原书的字色调基本一致。争论的原因所在。

1.提出及原意的厘定

“修旧如旧”也多称之为“整旧如旧”,大多流行的说法称其来自于北魏贾思勰的《齐民要术》,《齐民要术(杂说第三十)》中有这样一段记录:“书有毁裂,郦方纸而补者,率皆挛拳,瘢疮硬厚。瘢痕于书有损。裂薄纸如薤(音械)叶以补织,微相入,殆无际会,自非向明举之,略不觉补。裂若屈曲者,还须于正纸上,逐屈曲形势取而补之。若不先正元理,随宜裂斜纸者,则令书拳缩。”“略不觉补”,即古籍修补之后,不细看是看不出补过的,传统的古籍修复技术环节中就有“补字”、“划栏”这样的具体操作高超的技艺让人看不出修补的痕迹。此段文字并未出现“整旧如旧”的字眼,“整旧如旧”也许是人们针对“略不觉补”提出的一种概括性说法。

“整旧如旧”这一命题以文字方式明确地提出是在20世纪50年代。据罗哲文先生回忆,“整旧如旧”在现代修复中的首次提出,大约是在1952年梁思成先生谈古建筑修复的意见时所说“古建筑维修要有古意,要‘整旧如旧’(罗哲文《难忘的记忆深切的怀念》)。”“而且,梁思成还以自己的假牙为例,做了形象的说明:一次,梁思成应扬州政协之请作报告,谈的是古建筑维修问题。年逾花甲的梁氏语出惊人:“我是(齿)之徒。”举座为之愕然。他接下来说:“我的牙齿没有了,在美国装上了这副义齿(假牙齿),因为上了年纪,所以色泽不是纯白,略带点黄色,因而看不出来是假牙,这就叫做‘整旧如旧’。我们修理古建筑也应该这样,不能焕然一新。”在《闲话文物建筑的重修与维护》中,他详细论述了整旧如旧命题。“我还是认为把一座古文物建筑修得焕然一新,犹如把一些周鼎汉镜用擦桐油擦得油光晶亮一样,将严重损害到它的历史、艺术价值。”“我认为在重修具有历史、艺术价值的文物建筑中,一般应以‘整旧如旧’为我们的原则。”围绕“整旧如旧”出现了两个关键词汇和两个例子。“古意”是要保持的,“焕然一新”是要反对的,“旧”与“新”相对立,更多的侧重追求外表效果上的“古旧”(即时间感、历史感)保留古迹或古物在历史中形成的外表痕迹;“装牙”和“擦洗”的例子都强调了保持“古旧”,“装牙”的逻辑关系是:掉牙—装假牙——有时间感的色泽——整体上看不出区别。梁思成当时所提出的“修旧如旧”更多是着眼于反对将古迹或历史建筑修整为“焕然一新”的倾向,提倡尊重“古旧”这种特殊的审美感觉。从1978年起,祁英涛在梁思成的提法上又多次论述,认为整旧如旧不仅是古建筑修理后对外表效果的一种目标,也是外表处理的一种技术措施。“在维修古建筑的工作中,实际不论是恢复原状或是保存现状,最后达到的实际效果,除了坚固以外,还应要求它有明显的时代特征,对它的高龄有一个比较准确的感觉。这种感觉的来源,除了结构特征分析取得以外,其色彩、光泽更是不可忽视的来源。…要达到上述修理的效果,是综合多方面的因素所形成的,这种技术措施,被称为‘整旧如旧’。祁英涛的著述《中国古代木结构建筑的保养与维修》、《中国古代建筑的维修原则和实例》、《古建筑维修的原则、程序及技术》对此亦有阐述。

结合传统古籍修复中的“补字”、“补栏”技术以及梁思成所列举的例子,可以看出,这里的“整旧如旧”更多是指对“残缺”部分进行修补,并在色泽上“随旧”,让人看不出修补的破绽与痕迹,“整旧如旧”不仅成为古建筑修复中的重要原则(即以“随旧”的处理方式让人看不出与原来面貌的区别),而且逐渐成为其他文物门类修复的共同原则。传统陶瓷修复的“六步修复法”:清洁、核拼、粘接、补配、仿色、作旧也体现出这样的原则要求;再看传统书画修复通过洗、揭、补、全四个技术环节,最终达到“补处莫分”、“沉疴既托、元气复完”、“复还旧观”的目的,可以说,这里的“整旧如旧”在本质上是一种“复原性修复”,其最初的提出并非一个总体价值评判原则,而是一个技术性的原则。这种技术性原则所体现的目的是对于完满、对于理想境界的追求和恢复。正如李军先生所总结:这种以“象征”的方式看待文化遗产的态度,所追求的是与理想价值之间的对应关系,当所象征的东西破旧的话,就应该把它完全修补好,使它和理想的状态更接近。作为一个佛教徒来说,他所想修复的不仅仅是泥胎木雕,更是一种理想,是希望与理想世界形成一种完满无缺的关系。这种修复态度反映在传统书画的修复中,是虔诚地希望与古人在艺术精神上达到一致,通过补缺、色泽及气息的相似来恢复古书画本体及画意的完整。

2.扩展后的多义解读

如上所述,“随旧”处理为天衣无缝的“修旧如旧”方式,是传统的古董修复中最为习惯性使用的技术方法,但如果我们将其作为修复的总体价值原则,进行较为深入的理论探讨时,会发现其可能存在或引起不同的解读与实践。

“旧”不仅是梁思成所谓的“古旧”的色泽与气息,它还可以拓展为对一种整体面貌的描述,“旧”字一般有两个意义:以前的、过去的、古老的;与“新”相对,因经过长时间或经过使用而变色或变形的。即是说,“旧”包括了两层含义:即一件器物的最初原貌和在经时间冲刷遗留至今的面貌。当“旧”(旧的面貌)成为修复所欲恢复的理想境界时,这个“旧”就存在到底是哪个时期的旧的问题,是“原初的旧”还是“现在的旧”?

如果是“原初的旧”,那么,在修复中就应该是“修旧如初”,使文物恢复到最初的原貌或者“当年在造型、装饰最有价值时的面貌”,“也就是文物本身最辉煌时期的样式”,而最初的原貌到底为何?则可能为“新”,也可能无从寻觅,在具体的修复中,修复者总是根据各自的不同理解去想象,“修旧如新”、“金碧辉煌”以及各种不同想象的原状恢复均可能出现。正如19世纪法国著名的哥特式建筑专家维欧莱一勒一杜克,他认为建筑的修复是一种风格的修复,就是恢复建筑原有风格的纯一性和完整性,为此必须去掉所有后来附加的任何东西,可以添加按照原功能、意图和理想应该有的东西。这样的理念如果运用到中国古建筑的修复中,那么势必会产生这样的问题:一座唐代的寺庙,历经了宋、元、明、清不同朝代的翻修,在风格、式样或材料上已经完全不是唐代的状貌,在今天修缮时却提出恢复唐代风格,这就等于再造一座唐代寺庙。试问,这样的“恢复原初”的修复依据何在?意义何在?一件古书画也是如此,如果一张有着无数明清题跋、钤印的宋画要求恢复到原初,那总不会去掉这些所有的题跋或钤印吧?

如果是“现状的旧”,那么,在修复中就应该是“修旧如现”,尊重在历史长河中由于各种自然或非自然力量所形成的一切。19世纪英国著名文学理论家、诗人罗斯金就曾提出这样的修复观念:“无论是公众,还是那些照料公共建筑古迹者,都没能理解修复一词的真正含义。它意味着一座建筑物能够遭受到的最彻底的破坏:在这场破坏中,任何东西都荡然无存…一就像无法让死人复活一样,建筑中曾经伟大或美丽的东西都不可能被修复。”罗斯金尊重历经时代演变而生成的痕迹效果,并将其称之为“入画”的趣味,因而,他反对使用现代技术去修复古建筑,任其自然的发展甚至走向死亡。从本质上来说,这样的观念是典型的“反修复”,完全是消极的思想。面对着日益消亡的文化遗产,试问,作为每一个有着文化生命感的现代人,孰能听之任之,置之不理呢?

对“修旧如旧”作如此理解的两种态度,全然是非黑即白的逻辑:只要是进行“修旧如初”的修复,就可能出现“修旧如新”或是“金碧辉煌”;只要是“修旧如现”,就是喜欢“破破烂烂”,毫无责任感。在现实的修复实践中,大多数修复者所提倡的“修旧如旧”原则,是从现状出发进行修复,同时要求尽量地恢复原貌,这样的理解固然没有太大的问题,但哪些现状应该保持、哪些原貌应该恢复?由于不同文物种类的特殊性及修复者个人理解的差异,没有一个对于修复及可能产生效应的明确定位,问题还是难免再次出现。而在同一个“修旧如旧”的观念下,就出现了三种截然不同的修复观念:“修旧如初”“修旧如现”及“随旧”或“做旧”的处理,如此的含混模糊,自相矛盾,致使许多人扛着这面大旗却做出不少“破坏性”的修复。因而,不管是作为总体评价原则或是技术措施原则,我们都难免对这一概念所产生的功能表示质疑。

我们再通过分析作为技术措施原则的“随旧”方式在传统书画修复实践中的体现,看其是如何具体体现出来的?又会产生哪些问题?也许会更加明白这一概念的模糊性、可能存在的问题及价值所在。二、“修旧如旧”在古代书画修复实践中的体现及相关问题

古代书画的修复与书画的装裱有着极为紧密的关系。从广义的修复来说,书画装裱也可谓是其中的一部分,因为装裱的产生就有保护、加固书画本体的功能,但当装裱与书画组合为共同体时,书画的装裱部分又成为修复所应关注的对象(古书画大多带有原装,且装裱形制的很多部位也承载着大量信息);从狭义来说,修复技术又多来源于装裱技艺。这两者息息相关,在发展中相伴而生,一般所称的装裱技艺实际上就包括了书画的修复,不论是明清之际所著的《装潢志》,还是今人冯鹏生所著的《中国书画装裱技法》,都将古书画修复作为文中的一部分。经过总结、提炼而出的修复技艺与程序主要包括洗、揭、补、全,每一道工序都是以装裱技艺为基础的,而对书画作品采取托、拉、镶、扶、砑光、上杆等一系列加固、美化的装裱工艺,不仅起到美化装饰作用,更是衬托和加固。正因为装裱与修复之间不可分割的密切关系,古代书画的修复又多是由装裱师来完成,可以说,在装裱与修复中的每一种材料的选择及技术的运用上,都体现出装裱师保存书画、延年益寿、复完旧观的良苦用心。“修旧如旧”作为技术措施原则,与传统书画修复的技术环节所体现的目的是一致的,即一种“复原性”的修复,有着对于书画作品完满、理想境界的追求和恢复。这里,侧重于从传统书画修复的技术环节中探寻这一目的的体现。

3.技术环节的展开与追求

一般意义而言的书画修复,是必须在揭裱的基础上进行的,因为古旧书画大多带有原装裱,对于这些残损的作品,必须揭除其装裱材料,揭去背纸及托纸,并进行洗涤去污、修补残缺,再按照要求装成适宜的品式。早在明人周嘉胄所著的《装潢志》中,已经总结出一套完整的修复技术,主要技术环节为洗、揭、补、全,至今仍然使用,下面逐一论述:

洗:包括洗淋、去污,主要针对书画物质层进行清洗,去除有害物质

相关文献记载:

《装潢志》言:“洗时,先视纸质松紧,绢素历年远近及画之颜色,霉损受病处,一一加意调护。损,则连托纸洗,不损,则揭净,只将画之本身副油纸置案上,将案两足垫高,一边泻水,用糊刷洒水,淋去尘污,至水净而止。”

《历代名画记》(论装背裱轴):“古画必有积年尘埃,须用皂荚清水数宿渍之,平案扦去其尘垢,画复鲜明,色亦不落。”

清洗技术操作简叙:

(1)干洗:使用毛刷、棉花、橡皮擦、海绵或专用吸尘器等机械方式清除画心污染物。

(2)水洗:积尘的画心色暗气沉,或遭水浸形成水渍痕,使用40~C-50~C温热水闷浸或漂洗去污,可除去大部分水渍痕,水温愈高洗涤效果愈好,但超过80~C的水温会破坏纸纤维并损及颜料。水洗之前备两张素净保护纸覆盖于画心上下,若能以网架夹紧可增加漂洗的安全性与方便性。成功的淋洗方法可参考冯鹏生等人所修复的辽代经卷。

目的要求:

“画复鲜明,色亦不落”为淋洗要旨。去除非书画表层及形象层之外的各种有害物质(其中画面的石青、石绿、花青、洋红等重彩不宜直接接触化学药品,清洗去污时尤要注意),尽可能不损害纸张绢素的机体、质地及应有的古旧气色,尽可能保留书画表面由于多年形成的“包浆”。基本原则:先水后剂,先土后洋。

揭:就是揭去画心背面的背纸与托纸。这道工序是整个揭裱工作中最重要的环节。“揭”的水平如何,将会给书画寿命带来决定性的影响。这一点早已成为人们共识,“书画不遇名手装池,虽破烂不堪,宁包好藏之匣中…一性急而付拙工是灭其迹也。拙工谓之杀画刽子。”这样的告诫屡见不鲜,不少古书画作品正是因为“揭”之不当而断送了性命。

相关文献记载:

《装潢志》言:“书画性命,全关于揭。绢尚可为,纸有易揭者,有纸质薄,糊厚难揭者,糊有白芨者尤难。恃在良工苦心施迎刃之能,逐渐耐烦,致力于毫芒微渺间,有临渊覆冰之危。一得奏功,便胜淝水之捷。”

米芾曾说:“古画若得之不脱,不须褙裱。若不佳,换裱一次,褙一次,坏屡更矣,深可惜”。《绍兴御府书画式》中也曾明确规定:“应古厚纸,不许揭薄。若纸去其半,则损字精神,一如摹本矣。”

技术操作简叙:揭、搓。

两种衬垫方式:

对于残损以及质地糟朽、松散的纸本画心,一般是将其正面飞茬及颜色固定后,以清水闷润,还需贴附上略大于画心的新闻纸,刷平排实,然后反置于裱案上待揭。

对于绢本及丝、绵质地画心,现在还运用另一种衬垫方式,即张彦远所描述的“水油纸衬垫法”,“补缀抬策,油绢衬之,直其边际,密其隙缝,端其经纬,就其形制,拾其遗脱,厚薄均调,润洁平稳。”现在对张氏所描绘的方法是这样操作的:在水油纸上刷稠糊,并将浆面水油纸与画心紧密刷合、排牢在一起,以此来固定经纬线的正直。而采用此方式只能用于修复色彩稳定又不甚残破的绢本书画,如以此法用来修复那些质地糟朽、破损严重、颜色易脱的绢本书画,就必然出现得不偿失的后果。因而,对于传统修复手段必须根据实际情况作严格的判断与选择,上述两种方法即是如此,而精湛的排、刷等装裱技艺则是这些方法得以实现的关键。

目的要求:

“揭”的基本原则是在不损伤原作形象、画意的基础上,干净地揭去旧纸。其中,对于托纸的揭去尤要当心,一些破损严重的古书画,则尽量不要揭掉原托心纸,正如米芾所言“若古纸去其半,损字精神,一如摹书。”在“揭”之前,对画心的质地、色彩及破损程度一定要作充分的研究,分析是否是必须“揭”才能进一步修复,不是破损非常严重的作品最好不要揭裱,虽然传统书画材料及黏合剂使修复具备了可逆性,但揭一次便损伤一次作品,一定要慎之又慎。

补:即选择适当的材料巧补破损及残缺的书画物质层。

相关文献记载:

这一技术环节在《装潢志》则有两段相应的描述。对于“补”,文中提出了对于补料及补缀技术的要求,“补缀,须得书画本身纸绢质料一同者。色不相当,尚可染配。绢之粗细,纸之厚薄,稍不相侔,视则两异。故虽有补天之神,必先炼五色之石。绢须丝缕相对,纸必补处莫分。”

技术操作简叙及比较:

配备补料:根据画心质地来选配粘补材料,“帘纹宁窄勿宽,绢纹宁细勿粗,质地宁薄勿厚”,这是选配的准则。质地相同,从大范围来说,是指纸配纸,绢配绢,光绫配光绫,再具体说,即宣纸不配皮纸,皮纸不配笺纸,单丝绢不配双丝绢,细丝不配粗丝,而且尽量求得补料在质(质地)、纹(帘纹、丝纹)、光(包浆)、色(颜色)四个方面的一致。对补料提出如此高的要求,不仅仅是为了使所修补书画完美无缺,更为重要的是要着眼于补料与原材质的相互兼容性,更加利于所修补书画的保存与延寿。

配备补料绝不能将画心自身的空余处裁切下来当做补料,这种“挖肉补疮”的做法,实则是对画心的严重破坏,绝对不可取。

补残缺:一般有三种方法,即刮磨口细补法(亦称“零补”,“贴补”)、整托补心法、斩补法(亦称“镶补”),采用哪种粘补方法,主要是根据画心的残破程度,以及不同的质地来决定,并立足于不伤绢素,有益延存的角度。

刮磨口细补法曾被认为是最为理想的粘补方式,补接细致,较为薄软、平整,利于舒卷,但实际上也埋藏着难以防范的隐患,如在破洞周围涂抹糨糊、粘合补料,不仅增加了一层糨糊的厚度,还叠压了一层补料,虽然经过“刮口子”等减薄处理,但总会留下痕迹,在舒卷过程中,补洞埂凸处受压较大,日久天长,便会造成破洞沿边的残裂,此情形在绢本古书画中情况尤甚。另稠糊于画心正面,势必对糟朽的绢素有损,有些浓重色彩也会丢失。正如米芾所说:“盖人物精神发彩,花之秘艳、蜂蝶,只在约略浓淡之间,一经褙多,或失之也。”此法尤宜造成有损画神,冯鹏生先生概括出此法其弊有三:第一,伤褒光、易脱色;第二,易断裂,多折痕;第三,伤绢素,损画神。所言极是。对于整托补心法,也同时会出现一些弊端,如两张绢素托合在一起,必然要用厚糊,画心可能会出现厚拙感,另绢托画心日久浆性脱失,托绢与画心易产生脱壳、崩翘现象等,但两种方式比较,后者不直接伤及画面色彩和神气,通过托料选择、糊的加工、高超的托刷技术等,也能避免或减少自身的弊端。如冯鹏生先生谈到“整托绢本”中应特别注意的几点:选择的整托绢料要求质地柔软,有的甚至薄如绵纸,对新绢要进行煮锤、磨砑或用药物使之适当老化,这样梗性已失、绵软如纸的绢料则是整托画心的最好材料;整托用糊特别讲究,既不用致使画件梗硬的新糊,也不用不易黏合的陈糊,多取三日后的糊块,用木棒捣出黏性,再加清水调兑,并适量加入萝卜汁或蜂蜜等,利于画心绵软平整;再加之适当的刷糊时机、高超的排刷技艺,整托补心法就能很好地扬长避短。

目的要求:

画心经过淋洗揭托之后,断裂破洞缺损之处都暴露无遗,补上相似材质、相似光泽色泽的材料,不仅能够使书画材质层厚薄一致,利于长期保存,不致断裂,也为下一步在残缺处“全补”形象层提供基础。好的补料和技术要求达到肉眼不能辨别的程度(在刮磨口时一定不能损害原画意,尽量减少对原物质层的破坏)。

全:包括“全色”与“补笔”

相关文献记载:

《装潢志》中将这道工序总称为“全”,“古画有残缺处,用旧墨,不妨以笔全之,须乞高手施灵。友人郑千里,向为余全赵千里《芳林春晓图》,即天水复生,亦不能自辨。全非其人,为患不浅,慎之!慎之!”古旧书画经过以上工序后,可以说已经基本上恢复了健康的机体,而“全补”则是想进一步恢复画面的完整性,在神采与气息上与古人共呼吸。传统修复中,对于“全补”有着极高的要求,正如《装潢志》所言“施灵”,在古人看来,未进行“全补”的作品不是一件完整、有气韵的可宝之物,但同时,对于此项技术的要求,古人的态度又是谨慎的,从长期积累所形成的一整套全补技法可窥“慎之”的态度。

技术操作简叙:

上胶矾:

经过托补、贴折条后的古书画,须先以清水或淡胶矾水将画心闷平,挣于壁上,干后方能全补。对于胶矾水多少为度,既能承托住颜色,利于行笔,不会“漏矾”,又能不伤书画底子,则是因画、因时、因人而异,很难有固定模式,只有以积累的丰富经验来应付各种变幻的情况。

全补:

这是技艺难度极高的一道工序,它除了对自身质量有具体的要求外,也是对所配补料、染色、刮磨口子、粘补等各道工序的综合检验,是修复人员综合素质的体现,并且要求修复者具备一定的书画基本功。但设色、运笔与画家那种纵横挥毫、随意发挥的情况又不同,“全色”要掌握好点、勾、染等几种方法,“补笔”则根据原书画之意灵活添补。

目的要求:

一般先全色,后补笔,全色最高水平为“四面光”,补笔是将失去的画意重新添接上,总的要求则是达到“天衣无缝”,让人看不出丝毫破绽,甚至即使原作者“亦不能自辨”。

洗、揭、补、全四个技术环节环环相扣,在每一个细小的处理中都体现出对于复原的追求:洗淋去污主要是针对书画物质层作辨证的处理,去掉有害物质,保留书画形象层应有的面貌(包括部分色彩由于化学反应产生变化的复原,尘埃掩盖的清除),保留由于时间在书画物质层形成的自然古旧色泽、光泽及气息;“揭裱”是书画载体由于装裱中的粘托需要、在修复中就相应产生的中间技术环节,是补全前的必备工序,在具体的操作中绝对不能损害原书画物质体及书画之意;补是针对书画物质层的残缺及破裂,寻找相似的材料进行补缀,力求完整,看不出破绽,既是出于长期保存、防止再次破裂或扩大残缺的必要措施,也是为潜在的完整书画形象层提供基础;全色与接笔则是在已有的完整物质层基础上,求得形象层的完整及与原书画气韵的和谐一致。整个“复原性修复”的精髓可以归纳为“自然”二字,体现为形象的完整和气韵的和谐,更具体到色泽、光泽、气息之上,如物质层原汁原味的古色、古味及包浆,如补残缺所用的纸绢,在材料的质地、组织结构、老化程度、颜色层次等与原画心的相似上都有严格要求,补缀之后,残缺处内外形同一体,显得自然,其好比“织补”衣服上的破洞,要求修残补缺使之无痕,在接笔补色上顺从原作,所有一系列活动都围绕着“补处莫分”、“天衣无缝”这个理想目标而进行。这样的传统书画修复,则要求修复人员不仅在技术上要立足于装裱技艺,更必须对传统装裱全面了解,包括装裱设备的配置、工具的认识、材料的选择与处理、浆糊的使用、形制及品式的理解等,唯有经过传统中国古书画修复理念教过的修复人员才能够达到。

我们在惊叹这种修复效果的同时,反思不少修复后的争论原因,就会明白全是“全补”惹的祸。那么,对于古代书画的修复,是否应该“全补”?如果全补,应该到什么程度?以“随旧”方式追求“天衣无缝”的“复原性修复”到底应该复原到哪里?“天衣无缝”的修复效果会引发哪些问题呢?

4.复原到哪里?

“修旧如旧”的复原方式,所需要的修复技术是高超的,所呈现的效果是看似理想的。当被修作品是已经经过多次修整的状貌时,对于原修复痕迹应该怎么处理呢?一张待修的古代书画作品又应该在这种“修旧如旧”中复原到哪里呢?

在传世书画作品中,几乎没有一件作品是保持着刚刚创作之初的面貌,这与书画作品的功能及传统的鉴藏方式相关。书画作品既被认为是“成教化,助人伦,穷神变,测幽微,与六籍同功,四时并运”的可“鉴古”之宝物,可以据以考古,增广见闻;同时,它们也是一种,要在生活中为人所“玩”,与人的触感相接洽,甚至可能被“古为今用”,成为生活的用品。这种古物新用的做法,将古物自其自身既有脉络中得到解脱,不再只是作为古代的“标本”,而重新融入当前的生活范畴。明清之际兴起的“古玩赏鉴方式尤为明显地体现了这样的“鉴古”与“玩古”趣味。而对于传统书画的这种态度又由于不同的鉴藏群体呈现出各有侧重。不同历史时期的皇家内府都可以据其自身的权利与独特趣味对收藏之物任意添加、修整,早在南朝宋时,中书侍郎虞和便主持了书画的大整理,对手卷形式进行改革和创新,“旧以封书纸次相随、草正相糅、善恶一贯,今各随其品不从本封条目纸行。…凡书虽杂同在一卷,要有优劣,今此一卷之中,以好者在首,下者次之,中者最后。所以然者,人之看书,必锐于开卷,懈怠于将半,既而略进,次过中品,赏悦流连,不觉终卷。”这种重新编排体现出强烈的审美态度,对于字迹已遭损毁的作品,则“补接败字,体势不失,墨色更明”,在一方面保持原来面貌的基础上,整理与复原工作已经开始,但这种保持原貌是以强烈的个体或群体审美趣味为前提的。从唐宋之时整理内府书画的情况也可见一斑:贞观、开元期间,传统书画受到大规模的整修,《历代名画记》和《法书要录》中均有较为详细的记载,其中,对于首尾完整的图书手卷则不再重新排次,以保持其完整性,这较之于南北朝来说,可谓一种进步,但装裱的改制及零散作品的重新编排依旧进行;两宋之间的修整更是巨大,“凡经前辈品题者,尽皆拆去,姑今御府所藏,多无题识,其源委、授受、岁月、考订,邈不可求,为可恨耳”,在周密的《绍兴御府书画式》中,既详细介绍了绍兴御府的合理整理方式(包括“应古厚纸,不能揭薄”“亦不许剪裁过多,既失古意,又恐将来不可再背”“应古画装褫,不许重洗”等),也对出现的随意整改发出这样的痛切感慨。其后的元明清三朝均有不同程度的整修,尤以清乾隆年间的的整修最为庞大,几乎所有的古书画作品都钤盖乾隆玉玺、题上乾隆诗句,并换上乾隆朝的装裱“新装”。时至今日,我们几乎看不到一张宋代“宣和裱”的真正面目,每张作品都或多或少地缺失或添加了其它的东西。在私人收藏家那里,根据自己对于作品的理解添加一段题跋或去掉某些钤印、题跋,也是随意的事。对于大多数作品,我们只能通过文献的勾稽及现存的状貌遥想它在历史长河中可能出现的各种状况。

可以看出,由于传统鉴藏群体的差异以及鉴藏的个人私密性,书画修复的效果更多反映出不同群体及个人的审美观念,又由于传统书画在鉴藏中作为文化“沿承”的载体,每个收藏者都可以根据自己的理解在书画本体上实现这样愿望,“文化共同体”的目标由此实现。这种遥接古人,明理得道,借古为新,成就自己艺术的赏玩情趣,在强调玩赏的互动中激发观者的主观性,并将“古物”的意义与功能提升到形而上的精神层面。检阅现今仍存的传统书画作品:由于历次改装,作品题跋、钤印有所增减,前期的骑缝印大多残缺不全,有的出于完整考虑,补上半印,有的甚至刮掉画心的鉴藏印;对于残缺部分,有的补纸全画,有的留白空缺,有的甚至多次修补添笔,真实面貌无从寻觅,有的出于作伪目的,真假混糅,种种情况不甚枚举。

对于这些大都经过修整、已经并非初始原貌的书画作品来说,我们现在的修复应该复原到哪里呢?首先,我们不可能删掉不同历史时期所增添的题跋、钤印,恢复到作品刚刚创作出来时的无任何钤题的状貌及原装样式;其次,对于后来的补缀材料与全色补笔来说,如果补料与原画心纸绢相差甚多,甚至在舒卷中影响到作品的健康保存,可以考虑去掉,但一般说来,前代补料在与原画心的材质相似、老化程度及兼容性上都好于现在的补料,传统修复中对补料要求甚高,且多着眼于“补处莫分”,因而,对于原补材料最好应该保存。对于补笔来说,则是一个相对复杂的问题,大多作品由于时间久远,并在舒卷中略有磨损,笔墨、色彩都不如新作时精神,不能为了“提神”在作品形象层上添加任何笔墨已是形成共识,但对于修补残缺后的全补来说,存在着审美完整和信息是否真实的辨证考虑:审美会随着时间流动而发生改变,并存在着个体的多样性,反复添补后所形成的面貌全非或“天衣无缝”都会使后人离原作原意越来越远,难以真正解读。如何在修复中使审美理解与历史信息的真实达到平衡,则是古代书画修复中“全补”所致“天衣无缝”效果留下的难题。

5.特殊的审美——“古旧感”

“修旧如旧”方式的古代书画修复在追求形象的完整及气韵的和谐上,更是着重强调了书画物质本体所呈现出的气、色、味等“古旧感”;梁思成在阐述“修旧如旧”时,也着重强调了“古意”,并以“泛黄的假牙”举例说明。在西方,19世纪的文学理论家、诗人罗斯金也发现了这种美,并笼统地将其称之为一种“入画”的趣味,而20世纪初的著名艺术史家李格尔在他的《对文物的现代崇拜:其特点与起源》中将这种趣味概括为“年代价值”。这种“古旧感”并不是物体本来就有的,而是穿越时间所留下的东西,在本质上是由时间创造的美。中国人是如何欣赏“古旧”的?“古旧感”和“年代价值”两个概念下的修复又有什么差异呢?

“古旧感”其实是对一种感官印象的解释和归纳,这样的审美方式和趣味由来已久,无论是鉴藏家还是经营书画、古物的商人,都对这种“古旧感”有特别的关注,在明代中晚期的“好古”与“玩古”的生活方式中体现得尤为淋漓尽致。在“玩古”的过程中,物完全纳入个人的感官世界里,以感官来接触、渗透物体,触觉之感受乃“把玩”之要点,“沈云鸿字维时,石田之子也。性特好古器物书画,遇名品,摩抚谛玩,喜见颜色。”高濂《遵生八笺》(燕闲清赏笺·论宣铜倭铜炉瓶器皿)中也大量记载了以“摩弄”之功赏玩铜器,其他味觉、嗅觉等都各有所用。《长物志》一书可谓是这种“赏玩”生活的典型代表,其中“绢素”一段,则是对古书画材质体的审美,“古画绢色墨气,自有一种古香可爱,惟佛像有香烟熏黑,多是上下二色,伪作者,其色黄而不精彩。古绢,自然破者,必有鲫鱼口,须连三四丝,伪作则直裂。唐绢丝粗而厚,或有捣熟者,有独棱绢,阔四尺余者。五代绢极粗如布。宋有院绢,匀净厚密,亦有独棱绢,阔五尺余者,细密如纸者。元绢及国朝内府绢俱与宋绢同。胜国时有宓机绢,松雪、子昭画多用此,盖出嘉兴府宓家,以绢得名,今此地尚有佳者。近董太史笔,多用砑光白绫,未免有进贤气。”作为古书画商人的吴其贞,在他的《书画记》中对关乎古书画“品相”的“古旧感”格外注意,几乎每一条都注明“气色尚新”、“纸墨略疲”、“气色沉黯”等品相特征。古人这种强调感官切入的赏玩方式一方面满足了感官的需要,同时,也期望通过这样能够给真伪之辩提供参考,但这样的赏玩态度也可能从根本上忽略真伪的考证,精致到位的仿古、作旧作品,只要能够让人“想见上古风神”,就足以为鉴赏家所“共赏之”了。

李格尔所提出的“年代价值”是指时间对文物所造成的残破分化状态,来自于时间流逝在文物上留下的痕迹,正是由于这种残破和磨损痕迹形成了一种往昔的特殊氛围,导致人们对文物及其文物所经历的岁月产生无限的想象。李格尔将文物的“年代价值”与“历史价值”(体现在文物所代表的人类活动的一个特殊阶段)相对立,认为“历史价值”体现了人们客观看待文物所呈现的特定历史状貌的态度,这种态度反映在修复中,则是力图清除文物表面的残破状态,使它恢复到原先的面貌,但随着时间的推移,“往昔的一切人工制品都是不可挽回的,都必然走向死亡。文物本身不仅承载了“历史价值”,还留下了“年代的痕迹”,而正是后者激起了人们对文物的兴趣,“因此,过去的东西获得了现今的价值”,现代人对文物的欣赏(崇拜)正是建立于这种时间留下的残缺符号之上的,这种对待文物的态度,则是要求尊重自然法则,反对对文物实施任何人为的修复与复原。因而,为了消除这两种价值之间的矛盾,李格尔主张:所有修复或复原工作都应该在复制品上完成。

比较“古旧感”和“年代价值”这两个概念,两者同而不同,都肯定了时间的作用,在修复中却是两种不同境遇。按照李格尔根据“年代价值”所提出的修复办法,不在文物本体进行任何的人为修复,则会让流传至今的文物自然死亡,实际上则是“反修复”的。对于“古旧感”所采取的修复办法,则体现出中国传统书画修复的特点与灵活性。早在米芾的《画史》中,就盛赞“古纸素有一般古香也”、“真绢色淡,虽百破而色明白,精神彩色如新”,在淋洗之时要求格外小心,而在周密所写《绍兴御府书画式》中,就明确规定“应古画装褫,不许重洗。”《装潢志》“审视气色”一节,则辩证地对待“气色”,“如色暗气沉,或烟蒸尘积,须浣淋令净。然浣淋伤水,亦妨神彩,如稍明净,仍之为妙。”对于古书画这种独具特色的审美趣味——“古旧感”,的确应该采取谨慎而合理的修复方式,因为它更多地体现出一种专属于中国人对于中国艺术品的一种微妙的、独特的审美感觉。

三、残缺与“全补”之间的辩证处理

应该说,作为技术措施原则的“修旧如旧”为我们展现了它的“两面性”,—方面它所主张的“古旧感”彰现了传统书画给予人们的独特审美感受,但同时它所力求的“天衣无缝”却又使修复后的作品陷入有意“作假”的困境。当我们将追求“天衣无缝”的“修旧如旧”原则放在“文化遗产”保护的概念中,与现代修复理念参照比较,就会发现这一原则中所体现出的中国传统文化对于文物修复独特的美学理解,而这种理解导致了修复对象所承载的某些信息的相对缺失。

这种对修复的美学理解的差异,体现在具体的修复实践中,则是“物质层”和“形象层”的补全问题。传统书画修复对物质层的补缀有着严格的要求,好的补料加上高超的技艺,用肉眼几乎很难辨别,这为形象层在审美上“潜在的完整”提供了条件,经过“高手施灵”,形象层达到了完整,但真实性却很难言说。现代修复理念既要求物质层添补具有可识别性,形象层也要求与原作形象相区别。两者比较,对于物质层来说,传统书画由于材质的特殊性及保存的特点,利用相近材质补缀,并加“全色”,使之与原物质体浑融,既保留了“古旧”的历史感,又不致在舒卷中再次破裂,加之其具有的可逆性,这样的操作是合理而有效的;对于形象层来说,“天衣无缝”的追求理想则有与原艺术性混淆的嫌疑,艺术信息的真实则会打上折扣,如博物院所藏的李唐《胡笳十八拍))册就因为明人大量地在形象层进行全补,而导致今天的研究出现困扰,一些学者在此册到底为南宋本还是明人摹本之间展开争论。因而,对于形象层是否全补、全补到何种程度都需要根据具体作品情况辩证地处理。

结合文中谈到的具体的修复实践,形象层的“残缺”与“全补”成为最核心的问题:‘全补”是否必要?“全补”是着眼于哪些群体的需要?如果“全补”,其依据何在?“全补”后应该达到怎样的效果?

从维护艺术的真实性而言,其弊端为:残缺内容的接补依据,主要是通过从画面的其他部位搬借、从书画作者的同类作品中寻觅,对原件进行研究等几个方面得来的。这种间接作画(字)的结果,难免会产生一些偏差;不仅在笔墨上容易失真,甚至在内容上也会出现有悖于作品原貌的“标新立异”。当一件绘画作品所描绘的人物形象完全缺失,或一株树木只剩树干,怎么能够准确无误地补全人物、判定树木有几个树枝几个分权呢?就是原创作者本人同一内容的多幅作品,也还会受到时间、地点、材料、工具以及作画思想、情绪等诸多因素的影响,而产生不同的效果,更何况我们相距古人几百上千年,经历和所处时代大相径庭。如果一味追求画面完整,并遵此原则,揭裱一次接补一次笔,那么,一张作品将会出现什么样的状况呢?从许多传世古书画作品可以看出问题所在,‘‘全补”到“天衣无缝”的效果使当前的修复混迹于过去艺术品具有的永恒性中,使历史的真实面貌与今人所作含混不清,即不利于今天的文物研究,也完全可能让我们今天的修复成为后人的考古对象。更何况,当大多数“不明真相”的人们,从展览或画册中领略先贤的妙笔佳墨时,分辨不清哪些地方是后人接添的,顺理成章地误将整个画面都认定为原作。这对传承古书画艺术的真正精神恰恰是一种误导,堂堂的珍品佳作,或许还会被烙上虚伪的印痕。可以预料,长此以往,凡是屡经揭裱的残缺作品,都将打上问号,残缺得愈重,疑点就越多。

对于研究者来说,书画本体所有信息的真实性可能是他们最为关注的;对于一般观者来说,则是“众口难调”,既需要看到书画本体真实的状貌,也许还有着完整的审美诉求。那么,面对那些“永恒”的“遗产”,修复者及修复工作存在的时间显得如此短暂,修复者不能为了展现自己的审美理解和高超技艺,而凭借一己之私主宰或改变它们的命运,并把这种理解强加给他人。修复者的主要使命只应该是延长“遗产”物质体的生命,无权对它们的本体作主观臆想的修改,但参照“文化遗产”的三种价值(历史价值、艺术价值、科学价值)来说,艺术价值是传统书画承载最多的,因而,审美的诉求需要得以满足,同时,书画物质层的补缀也为这种满足提供了可能性,但书画形象层缺失的情况是多样的,可以分为“有据可依”和“无据可查”两类。

“有据可依”:可作“全补”,在工作之前一定要对所修复作品的历史文献资料及艺术风格进行研究,绝不能凭主观想象去臆造或创造。“全补”时,尤其要注意与原形象层相接处不可覆笔于其上,‘‘全补”的痕迹与原形象层略有区别,根据修复对象的使用功能,灵活掌握区别的程度。如目前传统书画的展览一般以玻璃隔开距观者约50厘米,“全补”痕迹与原形象层的区别度就可以考虑这个距离。

“无据可查”:则绝对不能“全补”,可以考虑在临本上进行‘‘全补”尝试或利用电脑等科学设施进行模拟复原。

在这种历史信息真实性及审美要求完整性的平衡中,修复后的展观也可以提供一些措施,比如展览的书画作品经过了“全补”,则可以用图片或电子信息的方式向观者展示“全补”前后的状貌,一方面可以满足这些多种诉求,另外也让修复工作具有了更多的公开性,促使修复工作的进一步推进。

不论是从传统书画修复的具体技术环节还是从传世至今的古书画面貌来看,“修旧如旧”的修复方式更多地限于画心材料及画面形象的艺术信息、历史信息的复原,这也是更多地为了艺术史研究及观者的欣赏,但当从文物或遗产的角度来看,“装裱”可谓是缺失了。传世古书画作品大都有原装,从装裱品式的部位来说,许多都承载着各种艺术信息;从书画作品保留下来的轴、卷、册等形式及所保留各种装裱面相,扩及到工艺美术的范畴,如造纸业、染纤品业、金工、木工等,再加之装裱修复后本身的形式、尺寸的改变,这些都应该视为传统书画文物的一部分,可称之为“资料性文物”,这些从古书画装裱与修复而开展出来的各式“资料性文物”却是长久以来最被忽略的部分,其实,这些也应该成为当今书画修复中最有待开拓的地方。有关人士提出去掉原装裱样式,改用现代装框式,但这样的改变—方面丧失了传统书画固有的审美特色,也丢失了这些“资料性文物”,而且两种样式各有利弊,需根据具体作品慎重选用。

以“修旧如旧”为技术措施原则的古代书画修复是一套相当成熟和精湛的手工技艺,它从长期的实践中总结发展而来,积累了很多解决实际问题的有效方法,但这一原则不仅容易引起多样的理解,错误的指导修复实践,而且其追求的“天衣无缝”理想本身也容易造成修复中历史陛和审美性的不平衡。因而,反观传统古书画修复工作及理念,我们则需要辩证地一分为二地深入剖析:一方面,以“自然”、“气韵”为尚的传统修复理念“意在尊古”,在重视精神性及内在气韵之美的传承的同时,也将修复工作提升为艺术性传承的理想追求,但另一方面,由于过多重视和倾向保留作品内在气韵之美及恢复作品形体上的无欠缺性,相对忽视了作品物质层面上的不可再造性,同时可能或干扰、或掩盖其他各种信息,并且误导后世的再认识。对此,结合中国古书画本身的艺术特质,在尊重、研究传统古书画修复技艺及理念的同时,我们的修复行为不仅仅只是为了恢复作品的美学欣赏的意义,更多的是为了延续作品的生命和保存作品历史信息的客观真实,放弃历史真实性的行为是片面的,仅仅追求作品历史信息的真实性保存而不顾社会的审美需要的行为又是无甚意义的。因而,如何在修复过程中同时兼顾“历史价值”和“审美价值”的平衡,如何达到更全面地认识作品的价值,如何形成系统而科学的修复理念则应该是所有关心与从事文物修复的人员所努力的方向。

水生态修复技术导则篇5

关键词: 水土保持 生态修复 特点 原则

中图分类号:C35文献标识码: A

前言

我国水土流失面广量大, 根据全国第二次土壤侵蚀遥感调查, 现有水土流失面积356万km2, 占国土面积的37%。水土流失引发了一系列生态和环境问题, 已经成为我国的头号环境问题, 因此水土保持生态建设是我国必须长期坚持的基本国策,也是一项艰巨的任务。当前的突出问题是治理速度慢, 目前全国累计治理水土流失面积不到90万km2, 仅占水土流失总面积的1 /4, 尚有200多万km2 需要治理。20 世纪末我国将生态恢复的理论引入到水土保持生态建设之中, 依靠自然的力量, 进行了大面积植被恢复的尝试, 取得了良好的效果。水土保持生态修复作为新时期治理水土流失的新理念, 已经成为加快水土流失治理速度的有效手段。

一、生态修复与水土保持生态修复特点

1、生态修复定义

生态修复已广泛应用到环境、水利、林业、农业等诸多领域, 统一生态修复概念的界定是十分必要的, 这须遵循以下原则:

(1)应统一“生态” 的内涵。生态可以说是生态系统的简称, 是指人类种群周围空间中直接或间接影响人类生存、生活和发展的各种自然因素的总体, 亦称自然环境系统, 包括阳光、温度、气候、地磁、空气、水、岩石、土壤、地壳的稳定性等无机组分和动物、植物、微生物等有机组分。

(2)应与国际上相应概念的内涵保持相似性。为了加强与发达国家的科技合作与交流, 我国所界定的生态修复的内涵应与国际接轨。

(3)应具有通用性。所界定的概念应适用于环境、水利、林业、农业等不同领域, 不应因研究领域不同而产生歧义。基于以上原则, 可以把生态修复概念界定为: 在特定的区域、流域内, 依靠生态系统本身的自组织和自调控能力的单独作用, 或依靠生态系统本身的自组织和自调控能力与人工调控能力的复合作用, 使部分或完全受损的生态系统恢复到相对健康的状态。

2、水土保持生态修复特点

水土保持生态修复一词是2000 年以后在我国出现的, 并且逐渐被人们广泛认识。该名词是独具中国特色的概念, 国外并没有这样的提法。水土保持生态修复一词的出现标志着中国治理水土流失的理念有了重大突破。水土保持生态修复是具有普遍意义的生态修复的一种类型, 但也具有其独特的特征, 即水土保持生态修复概念的界定应符合中国的土壤侵蚀面积广、强度大, 经济落后, 人口众多等国情。据此, 对水土保持生态修复作如下界定:

水土保持生态修复有广义和狭义之分。广义水土保持生态修复是指, 在特定的土壤侵蚀地区, 通过解除生态系统所承受的超负荷压力, 根据生态学原理, 依靠生态系统本身的自组织和自调控能力的单独作用, 或依靠生态系统本身的自组织和自调控能力与人工调控能力的复合作用, 使部分或完全受损的生态系统恢复到相对健康的状态; 狭义水土保持生态修复是指, 在特定的土壤侵蚀地区, 通过解除生态系统所承受的超负荷压力, 根据生态学原理, 依靠生态系统本身的自组织和自调控能力的单独作用, 或辅以人工调控能力的作用, 使部分受损的生态系统恢复到相对健康的状态。广义水土保持生态修复和狭义水土保持生态修复的区别在于前者不强调恢复作用力的主次, 并且恢复的生态系统既可以是部分受损的, 也可以是完全受损的; 而后者则强调必须以生态系统本身的自组织和自调控能力为主, 以人工调控能力为辅, 恢复的生态系统只能是部分受损的。目前, 通常所说的水土保持生态修复指的是狭义的概念。

二、水土保持生态修复的原则

1、以生态学为主导的原则

恢复生态学的理论和原理是水土保持生态修复的基础依据, 水土保持生态修复必须以生态学作为主导, 遵循生态学的规律和原则。生物与生态因子间的相互关系, 生态系统的组成以及结构, 生态系统的演替规律,物种的共生、互惠、竞争、对抗关系等, 都必须在充分理解和掌握的基础上去正确和全面应用, 即依靠自然之力恢复自然。

2、流域整体修复的原则

由于水土保持生态修复是在小流域综合治理中融入生态恢复的理论和技术, 通过提高生态系统的自我恢复能力来加快水土流失治理步伐, 因此在小流域治理中的生态修复, 就要以流域为单元, 整体设计和考虑水土保持生态修复的布局。同时, 流域作为一个独立的生态单元和系统, 它的上下游有着非常密切的联系, 只有以流域为单元进行规划设计, 才能使生态修复取得更好的效果。

3、因地制宜原则

我国幅员辽阔, 自然条件千差万别, 降雨量、水土流失强度、林草覆盖率、人口以及社会经济条件等都有相当大的不同, 生态修复的适宜程度和适宜方法也自然不同, 不能将某一地方的成功实例, 机械、教条地应用在另一个地方。应该根据当地的自然条件和具体情况, 认真分析和研究植被恢复的特点, 选择适应当地自然条件的生态修复技术和方法。

4、生态修复措施和工程措施相结合的原则

水土保持生态修复不是一项万能的措施, 不能完全替代传统、成功的水土保持措施, 比如坡改梯工程、坡面水系工程、经果林建设工程等等, 成熟的水土保持工程技术在水土流失治理中仍然具有十分重要的作用。水土保持生态修复是水土流失治理的新技术、新手段, 是对传统治理方式的补充和完善, 在规划和设计生态修复规划时, 应该坚持生态修复措施和工程措施相结合的原则,采取生态修复手段和工程手段相结合的方式, 以达到最快、最佳的治理效果。

5、生态修复措施和非工程措施相结合的原则

水土保持生态修复措施需要相应的政策保障和公众的支持。封禁措施、退耕还林、生态移民和产业结构调整等措施的实施, 一方面需要当地公众的积极支持和参与, 这就要求加强对公众的宣传和教育, 以此来保障修复措施的落实; 另一方面, 采取这些措施也需要一系列政策和机制来保证, 比如封的居民生活如何保证、产业结构调整如何进行、生态移民的权益如何保障、退耕还林的农民土地如何补偿等, 均应依靠相应的非工程措施的配合, 可以说这些措施应该被认为是生态修复的一部分。

6、经济可行性原则

尽管水土保持生态修复具有费省效宏的优点, 但在规划和设计中仍然要坚持经济可行性原则。既要考虑修复措施的投入符合当前的经济发展水平, 使资金的投入有可靠的保证, 又要分析封禁、退耕还林等水土保持生态修复手段对当地经济发展的影响, 在条件允许的地区可以实行严格的封禁, 在条件不允许的地区可以从经济可行的原则出发,采取保护和利用相结合的方式, 做到发展和保护的双赢。

结束语

总之,随着自然环境与人类发展矛盾的日益突出,我们必须掌握自然规律,一方面要本着可持续发展的原则,着眼于长远利益,最大程度地协调矛盾,另一方面要加强对环境问题的整治,还我们一个干净的地球,不能任期恶化。水土保持工作是我国解决水土流失问题的最重要的举措,我们必须长期地坚持落实。

参考文献

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水生态修复技术导则篇6

关键词:生物 生态 修复技术 内涵 外延 应用

1 概念、定义及主要特点

何谓“生物-生态修复”,它的内涵和外延应该如何确定,以及不同技术措施的作用、效果和联系如何,等等。回答这些问题对推进和实施河流生物-生态修复工作具有重要意义。

1.1 河流生物修复

生物——系指有生命的物体。一般指动物、植物和微生物。有时专指微生物,如生物制剂、生物制品等等。污水生物处理和河流生物修复中的“生物”,一般专指“微生物”,不包括“植物”和“动物”。广义的生物修复也包括“动物”和“植物”修复。

生物修复——是指利用微生物的生命代谢活动减少存于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化,使污染了的环境能部分或完全恢复到原始状态的过程。它包括:①污染土壤的生物修复;②污染河流的生物修复;③污染湖泊的生物修复;④污染地下水的生物修复;⑤污染海洋的生物修复;⑥污染大气的生物修复;⑦固体废物污染的生物修复等。

河流生物修复——是指用微生物或微生物菌群来降解河流水体中的有机物或有毒有害物质,如COD、BOD5、有机氮或氨氮、石油类、挥发酚等,或使这类物质变成无毒的、无害的,如二氧化碳、氮气或水等,从而使河流水质得到改善,河流生态得到恢复或修复。生物修复已成功应用于土壤、地下水、河道和近海洋面的污染治理。

河流生物修复工程——是指利用生物修复技术在河道内或河道傍侧修建或实施的旨在改善河流水质、治理河流污染的工程或非工程的技术手段。它包括:河道或水库内,以及坝、陂前的增氧曝气工程,用于改善或处理河流水质的河流傍侧工程、河流底部工程,以及直接向河道内投放特种、高效菌种或利用特种、高效菌种直接净化河流水质的工程技术等。

1.2 河流生态修复

生态——指生物在一定自然环境下生存和发展的状态,也指生物的生理特性和生活习性。此概念下的“生物”,一般不包含“微生物”。

生态修复——是指利用生态工程学或生态平衡、物质循环的原理和技术方法或手段,对受污染或受破坏、受胁迫环境下的生物(包括生物群体,下同)生存和发展状态的改善、改良或恢复、重现。其中包含对生物生存物理、化学环境的改善和对生物生存“邻里”、食物链环境的改善等。

河流生态修复措施主要包含:①工程措施。如:生态河道、生态堤岸、人工湿地和人工产卵场、越冬场、育幼场、回游通道,以及河道内增氧曝气等等;②生物措施。如:植物生态修复措施,动物生态修复措施,生物增殖、放流技术等;③综合措施。如:微生物修复与植物、动物修复的结合,微生物修复与生态河道、生态堤岸的结合,生态、生物修复与保育、管理措施的结合,河道内生态修复与河道外湿地修复的结合,陆地水土保持、生态修复与河流生态修复的结合,等等。

1.3 河流生物修复与河流生态修复的异同

目标和对象不同:河流生物修复的对象是水质;目标是改善河流水生生物生存、生活和繁衍、发展的水质条件。河流生态修复的对象是水生生物生存和发展的整个环境,包括水量、水质、水位、流速、水深、水温、水面宽度,涨水、落水时间,以及产卵场、越冬场、育肥场、回游通道的修复或恢复等等;目标是为水生生物或特有的生物种群提供良好的生和发展环境。

所采用的技术和手段不同:生物修复的技术核心是微生物及微生物使用和利用等。生态修复的核心技术是生态工程学和生物、生命科学等。

两者的共同点和不同点:生态修复可以包含生物修复,生物修复可以是生态修复的一个部分或一项主要内容;两者的共同点或共同目标都是改善或改良生物的生存和发展环境。不同点是:生物修复是针对水体污染的修复,生态修复是针对水生生物及其生存环境的整体修复。

对于污染严重,并有产卵场、育幼场、越冬场或回游通道损伤及破坏的河流,一般应首先采取生物修复技术恢复河流水质,然后采取生态修复措施恢复河流生物栖息地和回游通道等。

1.4 河流生物修复工程与城镇污水处理厂的异同

相同点和不同点:河流生物修复是利用微生物净化污水的特点和规律,对受污染水体(河流)进行净化处理的技术;城镇污水处理厂是利用微生物净化污水的特点和规律,对用管道收集到的社区污水进行净化处理的技术。城镇污水处理厂的出水可排入河流,也可用作市政回用、冲厕、农灌等等;河流生物修复工程处理过的河水一般必须重新流入河道。两者的相同点是技术内涵完全一致,不同点是工作对象的来源和工作成果的服务对象。

由于污水处理厂工程和生物修复工程所处理或针对的水源不同和处理后的水量所服务对象不同,从而导致了污水处理厂工程与河流生态修复工程在建设地点、规模、工艺流程、产品形态、表现形式等诸多方面的差别。一般情况下,城市污水处理厂的进水污染物浓度高、变化小,河流生物修复工程所针对的河水浓度相对较低、变幅很大;在水量方面,河流生物修复工程面临的变化更大。因而,在工艺设计中,一般要求河流生物修复工程具有更强的耐冲击能力和防堵塞能力等。

1.5 河流生物修复与河湖污染直接净化和“就地生物处理”的异同

除了河流生物-生态修复之外,河湖污染直接净化、“就地生物处理”等词语也经常被有关专家推崇和一些学者“炒作”。笔者认为:河湖污染生物修复工程技术与河湖污染生物直接净化工程技术、河湖污染“就地生物处理”工程技术,在内涵和外延方面没有明显的区别,其实质都是利用生物处理技术就地治理河湖水质污染,其表现形式也是相互包含或完全一致的。

1.6 河流生态修复与传统河流整治工程的异同

河流生态修复工程的目标是:修复或恢复受到污染、破坏或工程胁迫的水生生物的生存和繁衍的物理、化学和水文环境,及其“邻里”依存和食物链的关系。传统河流整治工程的目标是:防治洪水决堤、漫溢和确保人类社会、经济和生命财产安全;或者是保证河流的航运能力等经济功能。两者的直接目的和目标虽然相差甚远,但其工作的对象却完全一致,即都是将工程的措施作用于河流或河道。因而两者的设计和实施过程,必然会存在着诸多的不同、对立和矛盾。这种对立和矛盾必须通过目标分析和不同学科人员之间的沟通、协调和共同努力进行解决。因为两者的最终目标都是为了人类自己。

为此,从20世纪70年代开始,发达国家科技界和工程界针对水利工程对河流生态系统的负面影响,开发研究了河流生态恢复的理论和技术。从而,确立了解决这种矛盾和对立的基本方法和规则。河流生态工程在德国称为“河流生态自然工程”,日本称为“多自然型建设工法”,美国称为“自然河道设计技术”。与之相应,一些发达国家在河道整治工程和堤防工程设计、施工规范中增加了河流生态建设的内容,或者颁布了专门的河流生态工程设计导则。依据这些导则和方法,河道水利工程在满足防洪、防灾和经济目标的同时,可以兼顾河流生态修复和恢复需求。 2 不同技术措施的适应性评价及其合理使用

2.1 对受污染河流的适应性

河流污染治理一般应从源头做起。但源头治理能力也是有限的。以深圳河(含深圳湾,下同)的污染治理为例,截止2003年底,该流域已建污水处理厂四座,设计污水处理能力为142万m3/d,比当年实际污水排放量125万m3/d高 16.6%。然而,深圳河水质依然黑臭,常年处于劣Ⅴ类的状态。通过分析认为:污水截流不彻底和深圳河纳污能力过小是主要原因,除此之外,还有城市面源和部分城区尚未截流等原因。一般认为,对于类似深圳市自然环境和社区经济布局的城市,污水截流管网健全,城市污水截流率可以达到90%,最高很难超过95%。深圳市河流枯水期的污水量远远大于径流水量,有10%的未截流污水,加上面源污染等因素,河流依然黑臭,应该是在情理之中的。除此之外,还有城市污水管网收集不到的边缘村镇污水,以及城市污水处理厂对氨氮、总氮、总磷的去处能力十分有限等,也是需要实施河流污染生物-生态修复的主要原因。

河流污染生物-生态修复与城市污水处理厂相比,主要优点在于:①不需要占用城区土地或优质耕地;②不需要高于城市污水厂投资数倍的管道网络及其维护;③距城市居民区一般相对较远,不扰民或者较少扰民等。然而,河流污染生物-生态修复在治理污染方面,仅仅是对城市污水处理厂的补充,而不能代替城市污水处理厂。因为大量、高浓度城市污水采用污水处理厂治理比采用河流生物-生态修复治理经济的多。

在河流生物-生态修复措施中,对于污染相对严重的河流,使用生物(微生物)修复比生态修复工程措施要优越得多。在生物修复工程中,河底工程和河道傍侧工程一般有微生物固定化的措施,比采用没有微生物固定化措施的河中曝气或直接投加微生物的效果好得多。在使用的微生物菌种方面,使用有针对性的高科技微生物菌种,比使用自然微生物菌种的效果好得多。

2.2 对富营养化水体的适应性

湖泊、水库和河口、海湾、近海的富营养化,是人类社会的一个难题。城市污水处理厂和河流生物修复的办法,对有机污染物的治理效果十分显著,但当有机物被氧化、分解和挥发、无害化之后,总是仍有相当部分已经无机化的氮、磷营养物质不能得到去除。对于无机磷污染物,采用化学的办法基本可以得到有效;对于无机氮污染物,目前还没有比较好的处理方法。这些营养物质进入湖泊、水库、河口、海湾、近海等缓流水体后,在适宜的环境条件下,会使水体中某些藻类或植物疯长,产生水华、赤潮和富营养化,从而导致严重的生态灾难和水生生物死亡,以及造成湖泊水面萎缩、甚至消失等。

氮、磷元素是植物生长必需的营养物质。因而,治理氮、磷最好办法是植物生态处理或植物生态修复。对于城市而言,土地是制约植物生态处理和修复的重要因素。充分利用河滩、湖滩、海滩、海湾及其它湿地,以及荒地、林地、草地等治理氮、磷污染是重要的。对专门用于治理氮、磷污染的湿地而言,在海滩、海湾、河口和浅海,以红树林和海带植物比较好;对陆域湿地,以芦苇、茭草、蒲草、茭白等植物比较好。对河、湖、水库、海湾、海岸进行生态修复,必须满足防洪、防潮和景观等要求。

2.3 对水利工程胁迫的适应性

水利工程对河流生态的胁迫主要表现在两方面:一是河道、航道整治使自然河流渠道化,从而破坏水生生物的产卵场、栖息地和河流形态的多样化,以及减弱河流的自然净化能力和破坏岸边生态系统;二是水坝建设使自然河流非连续化,从而淹没生物产卵场、栖息地和阻断鱼类的回游通道,以及降低河流的自然净化能力和破坏河流形态的多样性等等。对此,可采用河道、河型多样化的生态修复措施,设置人工产卵床,建设人工产卵场、栖息地和回游通道,以及人工放流等措施缓解。水利工程对河流生态的胁迫主要是生物生境和生态条件的改变,因而,修复的措施以河流生态水工学和水生生物增殖、放流措施为主。

3 河流生物修复的技术类型及其应用

3.1 河道底部生物处理修复工程

以深圳市大沙河河底式生物处理工程为例。该工程坐落在深圳市南山区大沙河大学城河段,设计污水处理能为4000m3/d,设计水流停留时间4.8h。采用的处理技术为日本 “自然循环方式水处理系统技术”。该技术的创新特点是利用自然土壤和水田对污水净化的原理,不使用任何化学药品,通过使用石头、木炭、塑料球以及经过特殊加工的木炭(生物炭),作为净化过滤材料达到综合净化污水的目的。

该工程的主要设施由6个单元组成,分别为污泥储存单元、水量分流单元、接触沉淀单元、接触曝气单元1、接触曝气单元2和出水整理脱色脱臭单元等。通过这几个单元的组合,可以高度去除污水中的BOD、COD、SS和LAS(阴离子界面活性物质),同时,也能有效去除氨态氮。处理效果见表1。 3.2 河道傍侧生物处理修复工程

北京二道河傍侧生物处理与修复工程。该工程坐落在北京市顺义区首都机场附近,设计日处理污水量1.7万m3/d,采用的处理技术为固定化高效微生物—曝气生物滤池(简称I-BAF)。该工程属实验工程,仅有一个长100m、宽6m、有效水深5.5m的长条形曝气生物滤池,有效池容3300m3,停留时间4.7h。滤池内填装网状悬浮大孔载体,载体高度3.2m。工程的前处理部分仅有一个格栅和一个用堆石坝拦截污水形成的回水区,依次起到稳定取水和沉淀泥沙的目的。处理效果见表2。

另外,日本江户川支流坂川古崎净化场,韩国汉江支流良才川水质净化厂等河道傍侧工程的处理效果也很好。

3.3 河道内曝气和高效微生物处理修复工程

河道水体人工曝气复氧是一种有效的河流生物-生态修复技术。20世纪60年代起,国外已有不少国家应用人工曝气复氧改善河流水质和生态环境。如,德国的鲁尔河、莱茵河,英国的泰晤士河、特伦物河,美国的福克斯河、佛博河及威斯康星河等,均有成功的工程范例。在国内,上海环境科学研究院对苏州河水体进行了实验室研究,结果表明,即使黑臭程度高的河水,在有氧条件下20小时后臭味也可基本去除,水体颜色明显改观,COD、BOD浓度大幅下降。

微生物作为河流生物修复技术的核心,国外的开发研究很多。美国、英国、加拿大、日本、巴西等国家,已有上百种商品化的微生物制剂可供选用。根据实验结果,在处理特种废水方面,高效微生物比普通微生物高几倍到十几倍,而且还能够处理普通生物法不能处理的废水。在城市污水方面,使用高效微生物除具有良好的COD、BOD5去除效果外,还具有良好的脱氮除鳞效果。将高效微生物直接用于河流水质修复,成本较高,容易造成流失和浪费,目前国内使用的不多。但通过微生物固定化技术或生物滤池技术,使用高效为生物的实例国内已有许多。

4 河流生态修复的技术类型及其应用

4.1 山区河流的生态修复

山区河流比降大、水流急,宽深比小,来沙量远远小于挟沙量,河床往往有大石块和不均匀的麻砂组成。经过自然发育后,往往形成阶梯—深潭结构的河道形态。阶梯-深潭结构稳定了河床,从而稳定了岸坡,在一定的温度和降雨条件下两岸有发育良好的植被,河流底栖动物密度比邻近的具有同样气候水文条件但不发育阶梯-深潭结构的河流高出1000多倍,生物多样性指数也大得多。这是由于阶梯-深潭创造了多样性的生物栖息地的缘故。

目前,德国、日本和我国的台湾等,都在模拟使用阶梯-深潭结构治理山区河流和修复河流生态。 4.2 生态护岸工程

生态护岸的目的在于为野生动物提供栖息地和隐蔽场所,保障自然环境和人居环境的和谐统一,对河岸进行加固,防治河道淤积、侵蚀和下切等。生态护岸材料主要有:石头、木材、多孔混凝土构件和自然材质制成的柔性结构等等。在设计新材料护岸时,应确保水流作用下的结构安全,选择能够适应河流长期演变的结构形式,与河滩地和丁坝组合在一起保护护岸稳定。

我国深圳市已建人工湿地生态修复与处理工程数座,对COD的去除率一般可达70%~80%,对氨氮的去除率一般可达50%~60%。每1m3/d处理能力的占地面积大约为3m2。

4.4 人工产卵场、栖息地和回游通道工程

过鱼设施的基本原理是利用鱼类的向流(逆流)行为,人工创造更大的流速,将鱼诱入进口,让鱼类自行溯游过坝,或运用各种手段运送过坝,主要有鱼道、鱼闸、升鱼机、集运鱼船等。

人工模拟产卵场、栖息地是指在坝下附近的支流或人工渠道内,模拟产卵场、栖息地要求的环境,让鱼类自行进入产卵场或栖息地(下图为某河流上的鱼类洄游通道)。

4.5 人工增殖站和生物放流工程

人工繁殖放流是指建立人工产卵场,收集和培育亲鱼,人工催青,人工孵化育苗,培育鱼种,将一定规格的幼鱼放入坝下河流,让其下海生长。目前国内外都十分重视设置人工增殖站,开展人工增殖、放流工作,用于解决水坝对水生生物的阻隔。

水库修建后,营养物质在库内富集,浮游生物迅速生长,如果不能很好利用,将会自然死亡,恶性循环,从而造成富营养化和水质污染等。按照生态平衡原理,合理投放食用不同浮游生物的鱼种进库,进行生态修复,用产品的形式让富营养物质出库,既能清洁水库,又能收获鱼产,可以做到一举两得。所有这些,都需要有生命科学和生物、生态技术作为支撑。

主要参考文献:

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水生态修复技术导则篇7

在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用,同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性,使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面,似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统的健康和可持续性。

2生态水利工程

从学科发展角度看,现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学,水利工程规划设计主要对象是水文系统,往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法,促进水利工程学与生态学的交叉融合,用以改进和完善水利工程的规划及设计理论,形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支,是研究水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是:对于新建工程,是指进行传统水利建设的同时(如治河、防洪工程),兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程,则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产(生态产业)及环境立法和资源管理一起,成为河流生态建设的主要手段之一。

3生态水利工程的规划设计原则

3.1工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一项综合性工程,在河流综合治理中既要满足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求,也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理,也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律,以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内,能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时,必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征,动态地研究河势变化规律,保证河流修复工程的耐久性。

对于生态水利工程的经济合理性分析,应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握,生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选,更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外,充分利用河流生态系统自我恢复规律,是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

3.2提高河流形态的空间异质性原则

一个地区的生境空间异质性越高,就意味着创造了多样的小生境,能够允许更多的物种共存。反之,如果非生物环境变得单调,生物群落多样性必然会下降,生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化,造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动,特别是大规模治河工程的建设,造成自然河流的渠道化及河流非连续化,使河流生境在不同程度上单一化,引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性,但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种,生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性,使其符合自然河流的地貌学原理,为生物群落多样性的恢复创造条件。

在确定河流生态修复目标以后,就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估,建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统(GIS)是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上,确定环境因子与生物因子的相关关系,必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括:调查单个生物因子的基本需求,评估各种生物因子的相互关系和制约条件,对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中,识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子,在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。

3.3生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择,也就是说某些与生态系统友好的物种,能够经受自然选择的考验,寻找到相应的能源和合适的环境条件。

将自组织原理应用于生态水利工程时,生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计,建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中,建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同,生态工程设计是一种“指导性”的设计,或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能,可以由自然界选择合适的物种,形成合理的结构,从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明,人工与自然力的贡献各占一半。

传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时,要求工程师必须放弃控制自然界的动机,树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富,实现人与自然的和谐。需要强调的是,地球上没有两条相同的河流,每一条河流的特点都是各不相同的。因此,每一项生态水利工程必须因地制宜,充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值,寻求最佳的生态工程方案。

自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子,也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时,需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度,防止生物入侵。

3.4景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行,而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低,而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发,掌握生态系统各个要素间的交互作用,提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法,而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题,也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。

景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划?首先,水域生态系统是一个大系统,其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起,形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分,形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时,需要对于各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体研究。其次,必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点,这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者,河流生态系统是一个开放的系统,与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环,一条河流的生态修复活动不可能是孤立的,还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后,河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出,湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备,同时进行长期的监测和管理。

3.5反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程,河流修复工程需要时间。从长时间尺度看,自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高,同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看,生态系统的演替,即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间,期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构,力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后,就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展,可能出现多种可能性。

意识到生态系统和社会系统都不是静止的,在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外,人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法,而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行(包括管理)—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中,监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法,一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较,一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。

在反馈调整式设计过程中,提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与,通过对话、协商,以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合,提高设计的科学性。

论文关键词:生态水利工程设计原则

论文摘要:阐述水利工程与水域生态的关系,介绍了生态水利规划的基本原则:工程安全性与经济性原则;提高河流形态的空间异质性原则;生态系统自设计与自我恢复原则;景观尺度与整体修复原则;反馈和调整设计原则。

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[5]董哲仁.荷兰围垦区生态重建的启示[J].中国水利,2003,(11A):45~47.

[6]O’NeillR.V.,D.L.DeAngelis,J.B.Waide,etal.AHierarchicalCon-ceptofEcosystems[M].PrincetonUniversityPress,Princeton,NJ.1986:153.

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[8]董哲仁.河流生态恢复的目标[J].中国水利,2004,(10):1~5.

水生态修复技术导则篇8

关键词:煤矿;土壤污染;政策措施;保护修复

中图分类号: X752 文献标识码: A

0引言

近年来,煤矿造成的环境问题日益突出。其中,土壤问题表现为整个煤矿区对土壤的生态破坏和污染,成为社会关注的焦点。煤矿造成的土壤污染主要是由于开发和利用过程中,输入矿区土壤环境污染物的速度和量超过了土壤环境对该物质的承载和容纳能力,使土壤原有的功能发生变化。

1煤矿污染土壤的两种情况[2]

1.1矿区水污染土壤

矿区水污染土壤主要包括开采抽出的矿井水、洗选煤废水及矿区生活污水污染土壤的几种情况。矿井水含有大量的煤粉等高浓度悬浮物质、石油类污染物质、重金属以及放射性物质;洗选煤废水中含有大量煤泥粉、悬浮油和絮凝剂化学品;矿区生活污水中含有大量的有机物、细菌、病毒等。这几种矿区水通过灌溉、溢流或渗漏等不同途径进入土壤,使土壤受到污染[1]。

1.2有害元素污染土壤

煤矿区土壤中的有害元素主要来源于煤矸石风化自燃、淋溶、矿区大量粉尘、废气的沉降以及矿井水。通过风化和空气氧化作用,煤矸石堆中的硫份及重金属元素随雨水冲刷进入土壤,再通过各种水力联系(导水砂层、地层裂隙、河流等)发生污染转移,造成土壤的酸碱污染(主要是酸性)与重金属污染。土壤的纳污和自净能力有限,当污染物超过其临界值时将向外界环境输出污染物。尤其是当土壤受到重金属污染(重金属元素主要包括As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb、Zn等,或为几种元素的复合)污染时,土壤酶的活性受重金属抑制,造成土壤中营养元素循环速率和能量流动减弱,最终导致土壤资源的枯竭。

2国内外针对煤矿污染土壤的保护政策措施及做法

国内外,预防煤矿造成的土壤污染主要以制定相关法律法规为主,相关的研究和技术主要以污染后治理为主。不过,近年来澳大利亚、欧盟等越来越重视环境问题,在污染的预防和治理方面也进行了深入的研究。

2.1国外主要政策法规及做法

2.1.1 德国

1999年以来,德国颁布了《土壤保护法》、《土壤保护和工业废地处理条例》等法律,对土地使用者预防风险的措施及强制性义务、施加于土地上的各种材料的性质及其风险的预防与控制、土壤监测以及土壤保护的具体要求、风险的评估等作了规定。各州政府则依据联邦法律制定了本州的法律。德国开展了全面的土壤监测、排查和筛选可能污染地块、建立了污染场地数据库。污染场地治理费用绝大部分是由企业自己承担的,实行“谁污染谁付费”原则。如果企业不履行清除土壤污染的义务,监管部门将根据法律开出罚单,由法院执行。

2.1.2 美国

20世纪30年代,美国颁布《土壤保护法》,1960年颁布《联邦危险物质法》和《固体废物处理法》(又称《资源保护回收法》)。1977年8月,颁布第一部全国性的土地复垦法规《露天采矿管理与土地复垦法》。1980年颁布的《综合环境污染响应、赔偿和责任认定法案》(CERCLA)是美国污染防治体系的一部基本法律,又被称为“超级基金法”,其主要意图在于修复全国范围内的“棕色地块”。依据CERCLA,政府建立了 “超级基金(Superfund)”,明确了清洁费用的承担者,对土壤污染采取“谁污染谁治理”的原则,而无法使责任方支付费用的情况下,由“超级基金”承担[3]。

随后,美国又陆续公布了一些修正和补充法案,主要是1986年的《超级基金增补和再授权法案》(SARA)和1997年通过的《纳税人减税法》(TRA)。SARA就政府所有的土地或设施的环境污染治理适用CERCLA的问题作了说明,对CERCLA 作了重要补充。TRA主要目的是以税收方面的优惠措施,刺激私人资本投资于棕色地块清洁和治理,进一步阐明了污染的责任人和非责任人的界限,并制定了适用于该法的区域的评估标准。2002年,美国颁布《棕色地块法》,对有兴趣从事“棕色地块”治理的主体提供责任限制保护,参与州属“棕色地块”治理工程的主体可以免于联邦环保局的责任追究[4]。

2.1.3 日本

1970年,日本颁布《农业用地土壤污染防治法》,2002年颁布《土壤污染对策法》,1999年颁布《二恶英对策特别措施法》和《矿山保全法》。几部法律项目高度统一、相互配合补充,形成了有效的矿山土壤污染防治法律体系。日本以《农业用地土壤污染防治法》和《土壤污染对策法》等专门立法为中心, 确立了治理土壤污染的基本制度和责任原则, 以《矿山保全法》等关联立法为补充,对矿山土壤污染问题进行了系统的规制。

2.2中国主要政策法规

近年来,我国政府越来越重视土壤保护。1989年颁布《环境保护法》,2004 年修订了1995年颁布的《固体废物污染环境防治法》,2005年《矿山生态环境保护与污染防治技术政策》,2006年《关于逐步建立矿山环境治理和生态恢复责任机制的指导意见》,2008年《关于加强土壤污染防治工作的意见》,2011年《国家环境保护“十二五”规划》和《土地复垦条例》,2012年《国家环境保护“十二五”规划重点工作部门分工方案的通知》[7]。

目前,《全国土壤环境保护“十二五”规划》正在报请国务院审批。《土壤污染防治法》已进入立法阶段,《污染场地污染防治技术政策》正在制定中。

3国内外土壤保护修复的前沿技术

目前,污染土壤的修复主要采用物理化学修复技术、植物修复技术以及微生物措施。物理化学修复技术主要包括客土、换土法和化学固化、土壤淋洗、动电修复;植物修复技术主要包括植物稳定、植物挥发和植物萃取,微生物措施包括生物啜食法等。这些修复方法和技术的基本原理主要有两方面:(1)固化作用(immobilization),增加土壤对重金属的吸持能力,减少土壤中重金属的质量迁移率;(2)活化作用(mobilization),把重金属从土壤基质中排除出去。

3.1 物理化学修复技术

3.1.1 客土换土法

客土法是用非污染土壤覆盖被污染的土壤。换土法是部分或全部挖除污染土壤而换上非污染土壤。这是治理严重重金属污染农田切实有效的方法。在一般情况下,换土厚度愈大,降低作物中重金属含量的效果愈显著[6]。在有些情况下也可不挖除污染土壤,而将其深翻至耕层以下,这对于防止作物受害也有一定效果。客土法和换土法的缺点是需要花费大量的人力与财力,因此适用小面积严重污染土壤的治理。

3.1.2 化学固化

固化技术是将重金属污染的土壤按一定比例与固化剂混合,经熟化最终形成渗透性很低的固体混合物,降低重金属在环境中的迁移能力和生物有效性。固化技术的处理效果与固化剂的组成、比例、土壤重金属的总浓度以及土壤中一些干扰固化的物质的存在有关。

3.1.3 土壤淋洗/化学提取

土壤淋洗是把土壤固相的污染元素转移到土壤液相,将挖掘出的地表土经过初期筛选去除表面残渣,分散土壤大块后,与一种提取剂充分混合,经过第二步筛选分离,用水淋洗除去残留的提取剂,处理后“干净”的土壤可归原位被再利用,富含重金属的废水可进一步处理回收重金和提取剂。土壤淋洗技术的关键是寻找一种提取剂,既能提取各种形态的重金属,又不破坏土壤结构。

3.1.4 动电修复

动电修复法是在土壤中插入电极,把低强度直流电导入土壤,电流接通后,阳极附近的酸就会向土壤毛细孔移动,把污染物释放在毛细孔的液体中,大量的水以电渗透方式开始在土中流动,这样,土壤毛细孔中流体就可移至阳极附近,被吸收到土壤表层而得以去除。电流能打破所有的金属-土壤键,当电压固定时,去除效率与通电时间成正比。但对于渗透性较高、传导性较差的土壤,动电修复法所能起的作用较弱,不适于对砂性土壤污染的治理。

3.2 植物修复技术

植物修复技术主要针对重金属污染的土壤。

3.2.1 植物稳定

植物稳定技术是利用耐重金属植物降低土壤中有毒金属的移动性,从而减少金属被淋滤到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性,适合土壤质地粘重,有机质含量高的污染土壤。植物稳定并没有清除土壤中的重金属,只是暂时将其固定,使其不产生毒害作用,并没有彻底解决环境中的重金属污染问题。

3.2.2 植物挥发

植物挥发是利用植物的吸收、积累和挥发而减少土壤中一些挥发性污染物,即植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质,释放到大气中,不须收获和处理含污染物的植物体。但这种方法将污染物转移到大气中,对人类和生物具有一定的风险。

3.2.3 植物提取

植物提取法利用重金属超积累植物根系从土壤中吸收一种或几种重金属,并将其转移、贮存到植物内,随后收割植物地上部分并集中适当处理。连续种植这种植物,即可使土壤中重金属含量降低到安全水平。植物提取法分为连续植物提取和螯合剂辅助的植物提取(或称为诱导性植物提取)。比如大规模种植蜈蚣草对砷(As)元素污染的土壤有较好的提取效果。

此外,植物修复技术应用较多的还有植物阻隔技术和间作修复技术。(1)植物阻隔技术是筛选并种植重金属低积累作物品种,如桑树、甘蔗等,在获得经济价值的同时降低农产品的重金属超标风险,阻隔重金属进入食物链。(2)间作修复技术是将重金属元素超富集植物与桑树等重金属低积累农作物间作,通过超富集植物去除土壤重金属,获得符合食品卫生标准的农产品。

3.3 微生物修复技术

微生物修复技术是利用特定微生物的沉积、氧化和还原等作用,较快的吸收或降解土壤中的污染物,改变金属存在的氧化还原状态,从而达到净化土壤的目的。在发达国家,为了降低污染土壤修复的成本并提高修复的效率,对原位微生物修复更为重视。这是目前环境科学研究中比较活跃的领域之一。

目前,主要的技术包括:(1)生物啜食法,采用微生物或具有特殊功能的菌株降解污染物。把已污染的地下水抽出加入营养物质和氧气后再回灌入污染土壤中,或经垂直井的慢速渗漏至污染土壤中,可以加入表面活性物质等一些化学物质,以提高污染物的生物降解能力。

(2)生物通气法,结合了蒸汽浸取技术的优点,采用真空梯度井等方法把空气注入污染土壤中,以达到氧气的再补给,可溶性营养物质和水则经垂直井或表面渗入的方法予以补充。这两种方法结合了微生物修复和化学修复的方法和特点,更确切地说,这两种方法更趋近于生态化学修复领域[5]。

4我国土壤修复现状及发展方向

我国煤矿造成的土壤问题日益严重,由于立法和监管体系不完善,造成很多污染问题无法追责。有时即使确定了责任主体,修复土壤也面临着资金等各种各样的困难。但是,这种局面将随着政府越来越重视环境问题而得到改变。

在修复技术方面,国内土壤修复水平大部分仍处在“换土”阶段,包括异地填埋和异地水泥窑焚烧等。由于见效快,大多是3-6个月,对原址的开发建设进度影响小,目前在国内较多采用。在发达国家,这并不是修复的主流,发达国家较多采用固化、热脱附、植物微生物修复、化学氧化还原等效率高、风险低、系统预测性高的异位修复方法。推进我国土壤修复技术的发展,还需要进一步完善立法、政策引导和加强监管以及对修复技术的深入研究。此外,煤炭的利用,特别是煤化工行业会产生大量的有机废物。有机废物污染的防治更加的复杂和困难,这也是煤炭产业对环境影响的新的研究方向和重点。

参考文献(References):

[1] 白中科 付梅臣 赵中秋. 论 矿 区 土 壤 环 境 问 题[J]. 生态环境,2006, 15(5): 1122-1125

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[3] 王世进 许珍. 美、英两国土壤污染防治立法及其对我国的借鉴[J]. 农业考古,2007,6:81-85.

[4] 叶 露 董丽娴 郑晓云.美国的土壤污染防治体系分析与思考[J]. 江苏环境科技,2007,20(1):59-61

[5] 贾建业 汤艳杰. 土壤污染的发生因素与治理方法[J]. 热带地理,2003,23(2):115-118

[6] 杨海琳. 土壤重金属污染修复的研究[J]. 环境科学与管理,2009,34(6):130-135

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