生態(tài)修復是利用生態(tài)系統(tǒng)原理,采取各種修復受損傷的水體生態(tài)系統(tǒng)的生物群體及結(jié)構(gòu).重建健康的水生生態(tài)系統(tǒng).修復和強化水體生態(tài)系統(tǒng)的主要功能.并能使生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)整體協(xié)調(diào),自我維持、自我演替的良性循環(huán)。
我國的江河湖庫水體污染主要包括氮、磷等營養(yǎng)物和有機物污染兩方面。目前國際上采用的技術(shù)主要有三類:一是物理方法.即通過工程措施。進行機械除藻、疏挖底泥、引水稀釋等,但往往治標不治本.只能作為對付突發(fā)性水體污染的應急措施。二是化學方法.如加入化學藥劑殺藻、加入鐵鹽促進磷的沉淀、加入石灰脫氮等。但花費大,并易造成二次污染。三是生物一生態(tài)方法,如放養(yǎng)控藻型生物、構(gòu)建人工濕地和水生植被.這是當前的研究熱點。
對自然修復的分析有三種方法:經(jīng)驗性分析.一維沉降分析.二維污染物遷移分析。還可以通過定性的模擬污染物對水體的影響.加深人們對例如光合作用、呼吸作用及物質(zhì)循環(huán)等過程的深刻了解.從而更有助于生態(tài)的自我修復。
湖泊水質(zhì)惡化主要是外界輸入的大量營養(yǎng)物質(zhì)在水體中富集造成的.切實控制外源性營養(yǎng)物質(zhì)的輸入.是湖泊水體生態(tài)修復的重要前提.同時內(nèi)源性負荷也是主要營養(yǎng)源。
一、外源性污染物質(zhì)的控制方法
1.流域內(nèi)污廢水的集中處理
實現(xiàn)流域內(nèi)污廢水的達標排放.從根本上截斷外部輸入源.使水體失去營養(yǎng)物質(zhì)富集的可能性。相對于點源來講.非點源污染不僅量大而且較難控制.可以通過控制氮肥施用量.平衡氮、磷、鉀的比例,有機肥還田,發(fā)展“微生物菌肥”和農(nóng)業(yè)農(nóng)田灌溉節(jié)水等方式加以控制。
2.恢復和重建濱岸帶生態(tài)系統(tǒng)
一是建立環(huán)湖濕地保護帶。這是從遷移、轉(zhuǎn)化途徑上控制陸域地表徑流營養(yǎng)物入湖的最后一道防線。二是恢復和重建湖泊濱岸水生植被。通過物理阻滯作用促使污染物沉積并大量吸收營養(yǎng)鹽。三是改造入湖河口生態(tài)與環(huán)境.充分發(fā)揮入湖河3自然凈化作用。
二、內(nèi)源性污染物質(zhì)的控制方法
1.工程性措施
(1)稀釋和沖刷
采用外流引水進行稀釋和沖刷.可以短時間內(nèi)有效地減少污染物的濃度和負荷.提高水體自凈能力.還能影響污染物質(zhì)向底泥沉積的速率。但引水稀釋導致交換水體的生態(tài)體系發(fā)生變化.也會產(chǎn)生一定的負面影響。
(2)底泥疏浚
底泥疏浚是修復湖泊水庫的一項有效技術(shù).能夠徹底去除積累在其中的有毒有害物質(zhì).但須注意防止底泥泛起以及底泥的合理處置.避免二次污染。
(3)底泥覆蓋
通過在底泥表面敷設滲透性小的塑料膜或卵石.削減波浪擾動時的底泥翻滾.有效抑制底泥營養(yǎng)鹽的釋放.提高湖水透明度.促進沉水植物的生長。但存在治標不治本。成本高,難以大面積使用等缺點.而且影響湖體固有的生態(tài)與環(huán)境。
(4)水力調(diào)度技術(shù) 根據(jù)水體條件不同.生物體在水中可表現(xiàn)為3種狀態(tài):自由態(tài)、增長增殖狀態(tài)和抑制狀態(tài)。水力調(diào)度技術(shù)是根據(jù)生命體的生態(tài)水力特性.營造出特定的水流環(huán)境和水生生物所需要的環(huán)境.抑制藻類大量繁殖.采取水系連通等方式.遵循“湖程取長.渠程取短”的原則。但應注意防洪、防澇、防沙、防螺、防污染遷移和防內(nèi)源釋放。
(5)氣體抽提技術(shù) 利用真空泵和井.在受污染區(qū)域誘導產(chǎn)生氣流.將有機污染物蒸氣.或者將被吸附的、溶解狀態(tài)的或自由相的污染物轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀啵樘岬降孛妫缓笤龠M行收集和處理。在美國.抽提技術(shù)幾乎已經(jīng)成為修復受加油站污染的地下水和土壤的“法定”技術(shù)。
(6)空氣吹脫技術(shù) 在一定的壓力條件下.將壓縮空氣注入受污染區(qū)域.使溶解在地下水中的揮發(fā)性化合物、吸附在土壤顆粒表面上的化合物以及阻塞在土壤空隙中的化合物驅(qū)趕出來。在實際應用中.它和抽提技術(shù)相結(jié)合可以得到更好的效果。
2.化學方法
(1)磷的沉淀和鈍化 該技術(shù)屬于改善湖泊水庫的技術(shù),向水體中投加硫酸鋁『A12(so4)3·18H20],形成磷酸鋁[AlP04]沉淀,吸附在A1(OH)3絮體表面.以及含磷顆粒的網(wǎng)捕過程等去除磷。如果將大量氫氧化鋁投加覆蓋在底泥表面.可以隨時吸附任何從底泥中釋放的磷或者形成鋁酸鹽,起著鈍化的作用。
(2)投加石灰法 水體酸化主要是由于化石燃料燃燒造成的.投加石灰是快速修復酸化湖泊水庫的簡便方法.并得到廣泛 的認可,在美國、加拿大和歐洲(如瑞典、挪威等國家)得到成功的應用。
(3)原位化學反應技術(shù) 通過化學反應和生物反應例如氧化、還原、吸附、沉淀、有機金屬絡合等,使重金屬離子在受污染地點就地固定下來。常用的物質(zhì)包括石灰[Ca(OH)2]、灰燼(KOH)和硫化鈉(Na2S)等。此外,化學氧化可以將有機物轉(zhuǎn)化為無毒或者毒性比較小的化合物。常用的氧化劑為二氧化氯、次氯酸鈉或者次氯酸鈣、過氧化氫、高錳酸鉀和臭氧。
3.生物一生態(tài)強化法
(1)水生植物修復技術(shù) 在適宜的生長條件下與水中微生物、藻類等生物共同作用的水生植物,根據(jù)其自身特點.將水中的富營養(yǎng)化物質(zhì),如N、P、重金屬污染物等吸收在根、莖、葉等不同部位.從而既提供自身的營養(yǎng)需求.又達到凈化水質(zhì)的作用.而且通過促進根際微生物的活動可加速有機污染物的生物降解。