城市水环境治理生物修复技术探析
摘要
关键词
城市水环境治理;生物修复技术;应用
正文
引言
城市的发展一定程度加快了周边水环境的污染,工业企业的不合理排放和居民用水的不合理利用等问题导致城市水环境急剧恶化。因此如何利用以生物修复技术为主的治理手段加强城市水环境治理工作,确保水环境局部气候调节、减轻热岛效应等作用的发挥,已成为环境从业者共同重视的课题之一。
1生物修复技术概述
1.1内涵
生态修复是一种通过生物、化学、物理等手段恢复、重建或改善受损环境的技术。其原理在于通过自然方式和人工干预,使被污染、破坏或退化的环境逐渐恢复到自然生态系统的稳定状态。生态修复主要通过模仿自然生态系统的结构和功能,在不破坏原有生态环境和生物多样性的基础上,通过适当的人工干预措施,引导生态系统的自我恢复能力,达到保持和提高生态系统的稳定性、完整性和可持续性的目的。由于其具有明显的多样化、环境友好以及成本低廉且效果好等特点,现已被广泛应用于我国环境治理工作中。若从城市水环境治理的角度出发,生物修复相对便宜,而且修复方法具有多样性,涉及对污染物进行原位修复以及将污染物移出污染水域并进行修复和处理。
1.2生物修复技术的作用机理
1.2.1微生物修复
生物修复技术通过向自然菌群中添加具有特定功能的菌群,进一步增加菌群的种群数量,在污水处理时强化微生物与特殊污染物的指向作用,增强微生物的降解成效。在现实生活中,微生物与污水中的物质之间的相互作用涉及直接相互作用与协同代谢。
1.2.2动物修复
在城市水环境治理中,根据水体的具体特征,利用鱼类、水蚤、蜗牛和贻贝等多种生物进行生态修复,如通过水田进行放生,科学有效地控制水体中的蓝藻繁殖,降低水体中的氮、磷污染,在实践中,以白鲢、银鲫等以浮游生物为主的鱼类,是相对稳妥的选择。
1.2.3植被恢复
通过植物的生长来固定土壤、减少水土流失,形成生态屏障,增加生态系统的多样性和稳定性。
1.2.4生态工程
利用生态系统的自组织性和复杂性,构建具有特定功能的生态环境,包括生态堤防、人工湿地等。
1.3生态修复与城市水环境治理关系
城市水环境综合治理主要针对城市水环境展开全面管理和调控,实现保护、改善和恢复水生态系统,进一步提升水环境质量。而生态修复作为一种可持续性的技术手段,能够在城市水环境综合治理中发挥重要的作用。二者关系主要在于:生态修复能有效减缓城市水环境压力。城市化进程中,大量土地被覆盖,原有湿地等自然水文地貌遭受破坏,导致城市水环境异常。通过采用生态修复技术,如构建人工湿地、增加绿化覆盖率等措施,可以减轻水环境的压力,缓解人类活动对生态环境造成的影响;有效改善城市水环境质量。同时,生态修复能提供一系列生态系统服务,如水文调节、生物群落调节和美学服务等。
2城市水环境的修复技术应用
2.1湖泊和河道人工增氧技术
河湖富营养化具有低氧、高氧的特点,有些河流出现了黑臭现象,其根源在于水中氧气不足,为此,人工增氧技术就是在相关设施设备的支撑下,适当提升目标水环境中的含氧量,利用特制的富氧装置,以此来助推水体氧元素的溶解,加速河流湖泊沉积物及水中微生物降解有机污染物,确保其水环境系统的稳定循环。现阶段,在城市水环境的处理中,多数使用更实用、更高效的纯氧曝气池。人工增氧技术是生物修复技术的一个重要分支,当前臭水河湖中应用人工增氧技术的效果相对明显。此外,需要科学建立湖水循环系统,使水体中的溶解氧进一步增多,促进河湖表层水和深层水的循环及置换,加快污染物的氧化,调节水体生物的生存环境。
2.2水生植物和生态恢复技术
运用在城市水环境治理之中的水生植物修复技术主要借助于各种生命力顽强且繁殖速度较快的水生植物,如各种沉水植物、漂浮植物等。治理人员若能在日常水环境治理过程中明确每种水生植物的共性与个性特征,并根据不同水环境情况选择相对应的水生植物进行修复,尽可能短的时间内取得不多的生物修复与治理效果。采用水生植物修复技术,既可维持城市水环境的正常生态功能,又可降低海风、海浪等扰动,还可加速悬浮颗粒物沉降,使沉积物氧化,降低沉积物中氮、磷营养物质的排放,保持洁净、整洁的水环境。
2.3生物强化和促生技术
在城市水环境治理工作中应用生物强化技术,主要是向水环境生态系统投放其他微生物,利用一些外来的生物处理水环境生态系统,充分利用监控技术,对新生物在水系统中的情况进行监控,避免原本的生态系统受到破坏。但在对各种污染物进行处置时,也要注意其处置方式的区别。在微生物饲喂方式中,一般都会依据各种污染物的特性,选用效率较高的微生物处理,将其投入到水体中,能有效地改善水体的水质,使水体得到净化,从水中的微生物群落结构而言,主要有光合细菌,硝化菌,放线菌等。但是我们也需要注意到外来的菌群常会对本地的环境产生一些影响,同时,作为“外来物种”的外源微生物也可能对当地生态环境产生影响,并产生相关的环境安全问题。
2.4人工湿地技术
湿地修复技术主要是通过恢复、建设和管理湿地生态系统有效改善城市水环境的技术之一。在城市水环境治理中,通过人工湿地的建设和恢复,科学降低污染物质的排放和水土流失,提高水体自净能力,改善城市水环境质量。如:合理通过人工湿地技术在厂区周边构建人工水体,用于造纸、金属冶炼、印染等行业化工污水的集中或无害化处理。或者利用该技术,有效地降低水体中的颗粒物浓度,在湿地表层栽种如芦苇等水草,由其吸收与沉积作用,去除某些化工污水,对含氮磷等化学废水具有良好成效。
3结语
综上所述,城市水环境污染是一个长期积累的过程,需在科技时代发展过程中积极寻找合适的方法逐步恢复水环境。生物修复技术在我国城市水环境治理工作中具有重要地位和现实意义,因此相关治理人员需要尽快转变自身传统治理观念,在全社会的参与和科技创新的支持下,通过生态修复技术,进一步改善城市水环境质量,有效冲破城市水环境治理难点,为城市发展带来更好的经济与生态效益。
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