湖泊水環(huán)境修復(fù)

1、湖泊水環(huán)境修復(fù)湖泊水環(huán)境修復(fù) 費(fèi)磊 2014年5月水體因某種物質(zhì)介入，而導(dǎo)致其化學(xué)、物理、生物或者放射性等方面特征的改變，從而影響水的有效利用的現(xiàn)象地表水污染地表水污染地下水污染地下水污染河流污染河流污染湖泊污染湖泊污染水庫(kù)污染水庫(kù)污染海洋污染海洋污染汞污染汞污染酚污染酚污染有機(jī)污染有機(jī)污染熱污染熱污染物理性污染物理性污染化學(xué)性污染化學(xué)性污染生物性污染生物性污染黑龍江重大水污染事故黑龍江重大水污染事故黃河流域水污染黃河流域水污染利用物理的、化學(xué)的、生物等方法減少水環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無(wú)害化，使污染了的水環(huán)境能部分或完全恢復(fù)到原始狀態(tài)的過(guò)程成都市府南河綜合整治工程成都市府南河綜合整

2、治工程在保證水環(huán)境結(jié)構(gòu)健康的前提下，滿足人類可持續(xù)發(fā)展對(duì)水體功能的要求水環(huán)境修復(fù)目標(biāo)示意圖水環(huán)境修復(fù)目標(biāo)示意圖1)1) 水體的地域性水體的地域性 根據(jù)地理位置，氣候特點(diǎn)，湖泊類型，功能要求，根據(jù)地理位置，氣候特點(diǎn)，湖泊類型，功能要求，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)等因素，制定適當(dāng)?shù)乃h(huán)境修復(fù)計(jì)劃，指標(biāo)體系和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)等因素，制定適當(dāng)?shù)乃h(huán)境修復(fù)計(jì)劃，指標(biāo)體系和技術(shù)途徑。技術(shù)途徑。2 2）生態(tài)學(xué)原則）生態(tài)學(xué)原則 根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)自身的演替規(guī)律分步驟分階段進(jìn)行根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)自身的演替規(guī)律分步驟分階段進(jìn)行修復(fù)，并根據(jù)生態(tài)位和生物多樣性原則構(gòu)建健康的水環(huán)境生修復(fù)，并根據(jù)生態(tài)位和生物多樣性原則構(gòu)建健康的水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)。態(tài)系統(tǒng)。3 3

3、）最小風(fēng)險(xiǎn)和最大效益原則）最小風(fēng)險(xiǎn)和最大效益原則 水環(huán)境修復(fù)是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜，耗資巨大的工程，水環(huán)境修復(fù)是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜，耗資巨大的工程，對(duì)水環(huán)境的變化規(guī)律和機(jī)理的認(rèn)識(shí)還有待提高，往往不能準(zhǔn)對(duì)水環(huán)境的變化規(guī)律和機(jī)理的認(rèn)識(shí)還有待提高，往往不能準(zhǔn)確預(yù)計(jì)修復(fù)工程帶來(lái)的全面影響，因此需要對(duì)工程仔細(xì)論證，確預(yù)計(jì)修復(fù)工程帶來(lái)的全面影響，因此需要對(duì)工程仔細(xì)論證，降低風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)獲得環(huán)境效益，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的統(tǒng)一。降低風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)獲得環(huán)境效益，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的統(tǒng)一。滇池藍(lán)藻水華治理工藝流程圖滇池藍(lán)藻水華治理工藝流程圖見(jiàn)效快，易造成見(jiàn)效快，易造成“二次污染二次污染”，適合突發(fā)性或小范圍水污染的修復(fù)，適合突發(fā)性或

4、小范圍水污染的修復(fù)利用培育的植物或培養(yǎng)、接種的微生物的生命活動(dòng)，對(duì)水中污染物轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解，從而使水體得到凈化的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可原位修復(fù)可原位修復(fù)不產(chǎn)生二次污染不產(chǎn)生二次污染工程遺留問(wèn)題少工程遺留問(wèn)題少操作簡(jiǎn)便操作簡(jiǎn)便類型：類型：物種調(diào)整物種調(diào)整植被群落恢復(fù)植被群落恢復(fù)生物除藻生物除藻大量吸收水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、提高水大量吸收水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、提高水體溶解氧體溶解氧攝食浮游藻類，控制藻類密度攝食浮游藻類，控制藻類密度大量增加雜食性地棲動(dòng)物、魚(yú)類大量增加雜食性地棲動(dòng)物、魚(yú)類或減少食浮游動(dòng)物及食底棲動(dòng)物或減少食浮游動(dòng)物及食底棲動(dòng)物魚(yú)類魚(yú)類有效分配水體營(yíng)養(yǎng)鹽，避免單一優(yōu)勢(shì)有效分配水體營(yíng)養(yǎng)鹽，避免單

5、一優(yōu)勢(shì)種種群爆發(fā)，保持水體凈化能力；對(duì)種種群爆發(fā)，保持水體凈化能力；對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化的水體，水生植物與藻類于富營(yíng)養(yǎng)化的水體，水生植物與藻類競(jìng)爭(zhēng)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物，從而抑制藻類競(jìng)爭(zhēng)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物，從而抑制藻類的生長(zhǎng)的生長(zhǎng)逐步恢復(fù)受損水體的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，逐步恢復(fù)受損水體的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者等之間建在生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者等之間建立合理的食物鏈，促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)，恢立合理的食物鏈，促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)，恢復(fù)水體的功能。復(fù)水體的功能。水生植物，包括沉水植物、挺水植物、水生植物，包括沉水植物、挺水植物、浮游植物浮游植物圍隔消浪、促淤、底質(zhì)改善、降低水位圍隔消浪、促淤、底質(zhì)改善、降低水位通過(guò)增加水體透

6、明度、水下補(bǔ)光等措施通過(guò)增加水體透明度、水下補(bǔ)光等措施人為補(bǔ)充植物種類與數(shù)量，恢復(fù)喪失自動(dòng)恢人為補(bǔ)充植物種類與數(shù)量，恢復(fù)喪失自動(dòng)恢復(fù)能力水體復(fù)能力水體攝外源菌與具有凈化功能的土著微生物則會(huì)攝外源菌與具有凈化功能的土著微生物則會(huì)與藻類競(jìng)爭(zhēng)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與藻類競(jìng)爭(zhēng)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括酵母菌、放線菌、乳酸菌、光合菌等微生包括酵母菌、放線菌、乳酸菌、光合菌等微生物分解污水中的有機(jī)物，并代謝出抗氧化物質(zhì)物分解污水中的有機(jī)物，并代謝出抗氧化物質(zhì)在一定長(zhǎng)寬比及底面有坡度的洼地中，由土壤和填料（如卵石等）混合組成填料床，廢水可在床體的填料縫隙中流動(dòng)，或在床體的表面流動(dòng)，在床的表面種植處理性能好、成活率高的水

7、生植物（如蘆葦?shù)龋?，形成人工水生生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)化流經(jīng)的水體工業(yè)廢水和生活污工業(yè)廢水和生活污水中重金屬、有機(jī)水中重金屬、有機(jī)化合物等有毒有害化合物等有毒有害物質(zhì)物質(zhì)COD、TP、NH3-N、揮發(fā)酚、揮發(fā)酚、汞汞排入湖泊水庫(kù)等水體過(guò)多的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)，使生產(chǎn)力水平異常提高，破壞了水生生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過(guò)程藻類爆發(fā)，水體缺氧，水生動(dòng)物等水生生物大量死亡；湖泊水庫(kù)沼澤化；藻類在代謝死亡過(guò)程中釋放毒理強(qiáng)的藻毒素使用化石燃料產(chǎn)生的SO2、NOx被氧化后產(chǎn)生硫酸和硝酸，通過(guò)干/濕沉降進(jìn)入水體湖泊水庫(kù)生態(tài)結(jié)構(gòu)受損，岸邊帶濕地破壞，使湖泊水庫(kù)湖泊水庫(kù)生態(tài)結(jié)構(gòu)受損，岸邊帶濕地破壞，使湖泊水庫(kù)失去滯留流域非點(diǎn)源污染物

8、的天然屏障，造成湖泊水庫(kù)失去滯留流域非點(diǎn)源污染物的天然屏障，造成湖泊水庫(kù)的自凈能力降低的自凈能力降低指通過(guò)調(diào)控，使受污染損害的湖泊生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到受干擾前的自然狀態(tài)，恢復(fù)其合理的結(jié)構(gòu)和功能整體性整體性遵守自然法則遵守自然法則湖泊水庫(kù)外源污染控制技術(shù)湖泊水庫(kù)外源污染控制技術(shù)湖泊水庫(kù)內(nèi)源污染控制技術(shù)湖泊水庫(kù)內(nèi)源污染控制技術(shù)水動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)水動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)藻類控制和去除技術(shù)藻類控制和去除技術(shù)污染湖泊水庫(kù)生態(tài)恢復(fù)技術(shù)污染湖泊水庫(kù)生態(tài)恢復(fù)技術(shù) 絕大多數(shù)水體富營(yíng)養(yǎng)化主要是外界輸入的營(yíng)養(yǎng)物絕大多數(shù)水體富營(yíng)養(yǎng)化主要是外界輸入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在水體中富集造成的。如果減少或截?cái)嗤獠枯斎氲馁|(zhì)在水體中富集造成的。如果減少或截

9、斷外部輸入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，就使水體失去了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)富集的可能性。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，就使水體失去了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)富集的可能性。從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)來(lái)看，要想從根本上控制湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)來(lái)看，要想從根本上控制湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化，首先應(yīng)該著重減少或者截?cái)嗤獠繝I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入?；?，首先應(yīng)該著重減少或者截?cái)嗤獠繝I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入。 （1 1）實(shí)施截污工程）實(shí)施截污工程 截?cái)嘞蚝雍w排放營(yíng)養(yǎng)物的污染源，是控制水截?cái)嘞蚝雍w排放營(yíng)養(yǎng)物的污染源，是控制水體富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵措施。一次性投資較高，但此后可體富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵措施。一次性投資較高，但此后可從根本上消除水體富營(yíng)化的主要人為外源性污染源，從根本上消除水體富營(yíng)化的主要人為外源性污染源，

10、為水質(zhì)改善提供基本條件。在長(zhǎng)遠(yuǎn)看來(lái)，這種投資是為水質(zhì)改善提供基本條件。在長(zhǎng)遠(yuǎn)看來(lái)，這種投資是必須的。必須的。 （2 2）根據(jù)水環(huán)境功能制訂排放濃度標(biāo)準(zhǔn)）根據(jù)水環(huán)境功能制訂排放濃度標(biāo)準(zhǔn) 確定某一湖泊水體的主要功能后，應(yīng)根據(jù)此功能的確定某一湖泊水體的主要功能后，應(yīng)根據(jù)此功能的要求制訂要求制訂N N和和P P的允許排放濃度標(biāo)準(zhǔn)，限制可能排入水體的的允許排放濃度標(biāo)準(zhǔn)，限制可能排入水體的物質(zhì)種類和數(shù)量。物質(zhì)種類和數(shù)量。 （3 3）去除污水中的營(yíng)養(yǎng)物）去除污水中的營(yíng)養(yǎng)物 生活污水及某些工業(yè)廢水中含有較高濃度的生活污水及某些工業(yè)廢水中含有較高濃度的 N N 和和 P P，這些廢水經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)二級(jí)處理工藝處理后尚

11、含有一定，這些廢水經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)二級(jí)處理工藝處理后尚含有一定濃度的濃度的 N N 和和 P P。 已有的二級(jí)處理廠的出水需要采取深度已有的二級(jí)處理廠的出水需要采取深度處理，處理， 也可采用生物處理方法也可采用生物處理方法( (高效的脫高效的脫N N除除P P工藝工藝) )和物和物化處理方法化處理方法( (鐵鹽凝聚沉降法、鐵鹽凝聚沉降法、 鋁離子交換法和石灰凝聚鋁離子交換法和石灰凝聚與氨氣提法與氨氣提法) )對(duì)二級(jí)處理工藝加以改進(jìn)。對(duì)二級(jí)處理工藝加以改進(jìn)。 （4 4）合理使用土地，最大限制地減少土壤侵蝕、水土流）合理使用土地，最大限制地減少土壤侵蝕、水土流失與肥料流失。失與肥料流失。 只要合理規(guī)劃利用

12、土地，最大限度地防止土壤只要合理規(guī)劃利用土地，最大限度地防止土壤侵蝕和地表徑流過(guò)份漫流，如在建筑物、農(nóng)田安排自然排侵蝕和地表徑流過(guò)份漫流，如在建筑物、農(nóng)田安排自然排泄系統(tǒng)，就可以減少被暴雨或融雪沖走的氮和磷。泄系統(tǒng)，就可以減少被暴雨或融雪沖走的氮和磷。湖泊內(nèi)污染底泥中污染物重新排入水體的過(guò)程1：底泥疏浚 湖泊底泥疏浚技術(shù)是近湖泊底泥疏浚技術(shù)是近3030年來(lái)發(fā)展起來(lái)的湖泊內(nèi)源年來(lái)發(fā)展起來(lái)的湖泊內(nèi)源污染治理技術(shù)。其通過(guò)挖除表層污染底泥并對(duì)底泥進(jìn)行合污染治理技術(shù)。其通過(guò)挖除表層污染底泥并對(duì)底泥進(jìn)行合理處置來(lái)去除湖泊中污染物，控制底泥中污染物的釋放以理處置來(lái)去除湖泊中污染物，控制底泥中污染物的釋放以及

13、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生物可利用效力及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生物可利用效力。增強(qiáng)底泥對(duì)水體的凈化能增強(qiáng)底泥對(duì)水體的凈化能力從而對(duì)湖泊進(jìn)行有效治理。力從而對(duì)湖泊進(jìn)行有效治理。 美國(guó)于美國(guó)于19781978年對(duì)年對(duì)lillylilly湖進(jìn)行了底泥疏浚湖進(jìn)行了底泥疏浚, ,共疏浚底共疏浚底泥泥686810104 4m m, , 最高水深由最高水深由1.81.8提高到提高到6 6。總磷的消減?？偭椎南麥p率達(dá)率達(dá)5555。 瑞典在瑞典在Trummen Trummen 湖進(jìn)行了局部和大規(guī)模的底泥疏浚，湖進(jìn)行了局部和大規(guī)模的底泥疏浚，經(jīng)疏浚后經(jīng)疏浚后TrummenTrummen湖平均深度從湖平均深度從1.1m1.1m增加到增加到1

14、.75m1.75m，總磷的，總磷的消減率達(dá)到消減率達(dá)到90%90%，總氮消減率達(dá)，總氮消減率達(dá)80%80%。有效降低湖泊水庫(kù)的重金屬、持久性有毒有機(jī)有效降低湖泊水庫(kù)的重金屬、持久性有毒有機(jī)物等難降解污染物的濃度物等難降解污染物的濃度沉積物疏浚過(guò)程中的擾動(dòng)，造成短時(shí)期內(nèi)水體沉積物疏浚過(guò)程中的擾動(dòng)，造成短時(shí)期內(nèi)水體中污染物濃度升高；對(duì)底棲生態(tài)環(huán)境造成影響，中污染物濃度升高；對(duì)底棲生態(tài)環(huán)境造成影響，疏浚后新生表層界面暴露，可能出現(xiàn)污染內(nèi)源回疏浚后新生表層界面暴露，可能出現(xiàn)污染內(nèi)源回復(fù)現(xiàn)象；投入高復(fù)現(xiàn)象；投入高原位覆蓋原位覆蓋原位封閉原位封閉原位鈍化原位鈍化原位化學(xué)原位化學(xué)原位生物原位生物在污染沉積物

15、表面覆蓋一層固體物質(zhì)，如沙子、卵石和粘土等，依次隔離污染沉積物和水體，將污染封閉在沉積物中，達(dá)到控制沉積污染內(nèi)源的目的通過(guò)人工措施，防止水體分層或者破壞已經(jīng)形成的分層，提高湖泊水庫(kù)水體溶解氧的濃度、控制內(nèi)源性污染，降低湖泊水庫(kù)水體污染物的濃度，進(jìn)而改善水體質(zhì)量加快水體的交換頻率，縮短污染物在湖泊水庫(kù)中的滯留加快水體的交換頻率，縮短污染物在湖泊水庫(kù)中的滯留時(shí)間，從而降低污染物濃度水平，水體流動(dòng)性的加強(qiáng)，時(shí)間，從而降低污染物濃度水平，水體流動(dòng)性的加強(qiáng)，增加湖泊水庫(kù)下層水體的溶解氧含量，從而抑制沉積物增加湖泊水庫(kù)下層水體的溶解氧含量，從而抑制沉積物中污染物的活化釋放中污染物的活化釋放操作簡(jiǎn)便，一次性

16、使用成本低操作簡(jiǎn)便，一次性使用成本低不能長(zhǎng)期投用一種藥；可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染不能長(zhǎng)期投用一種藥；可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染 利用殺藻劑殺死藻類，從而消除湖面水華利用殺藻劑殺死藻類，從而消除湖面水華, ,常用化學(xué)試劑主要有常用化學(xué)試劑主要有CuSOCuSO4 4，O O3 3，ClOClO2 2 。利用水生動(dòng)、植物、藻類病原菌、病毒來(lái)抑制和殺利用水生動(dòng)、植物、藻類病原菌、病毒來(lái)抑制和殺死藻類死藻類利用藻類病原菌控制藻類生長(zhǎng)利用藻類病原菌控制藻類生長(zhǎng)通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)作用抑制藻類生長(zhǎng)通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)作用抑制藻類生長(zhǎng)酶處理技術(shù)酶處理技術(shù)參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1：Zhong J C,You B S,fan,C X,et al.influence of sediment dredging on chemical forms and release of phosphorusJ.pedosphere,2008,18(1)2：孫傅,曾思育,陳吉寧富營(yíng)養(yǎng)化湖泊底泥污染控制技術(shù)評(píng)估環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2003,4(8):61-643：Dunst R C. Sediment problems and lake restoration in WiscosinJ. Environment International,1982,7(2):87-92.