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生态环境工程中水体修复技术的应用与效果评估

马骏
  
富网媒体号
2024年322期
苏州金瑞环保资源综合利用有限公司

摘要:本文综述了生态环境工程中水体修复技术的应用现状与效果评估方法。重点介绍了人工湿地技术、水生植物修复技术和微生物修复技术的原理、应用策略及综合效益。通过水质指标监测、生物多样性调查、生态系统服务功能评估和社会经济效益分析等方法,全面评估了水体修复技术的应用效果,为水体修复工程的实践提供了理论指导和科学依据。

关键词:水体修复、人工湿地、水生植物、微生物修复、效果评估

引言:

随着工业化和城市化的快速发展,水体污染问题日益严重,对生态环境和人类健康构成了巨大威胁。水体修复技术作为解决这一问题的有效手段,近年来得到了广泛关注和深入研究。本文旨在综述当前水体修复技术的主要类型、应用现状及其效果评估方法,为水体修复工程的科学规划与实施提供有力支持。通过探讨不同技术的原理、优势及局限性,并结合实际案例,分析水体修复技术的综合效益,以期为推动水体生态环境的持续改善提供有益参考。

一、水体修复技术的应用现状

1.1 人工湿地技术

人工湿地技术作为一种环境友好型水体修复手段,近年来在生态环境工程中得到广泛应用。该技术模拟自然湿地的水处理机制,通过植物、土壤和微生物的共同作用,高效去除水体中的污染物,同时促进生态系统的恢复与重建。人工湿地能够有效降低水体中的有机物、氮、磷等营养物质,以及重金属和某些有机污染物的浓度,从而改善水质,提升水体的自净能力。人工湿地依据水流类型可分为自由水面流人工湿地、潜流人工湿地和垂直流人工湿地。自由水面流湿地模拟自然河流湿地环境,水体在表面自由流动,利用植物根系和微生物的吸附分解作用净化水质。潜流和垂直流湿地则通过地下水流,利用土壤和填充材料的过滤作用,以及根系和微生物的生物处理功能,实现污染物的高效去除。人工湿地技术不仅能够净化水质,还能提供生物多样性,为水生和陆生生物提供栖息地,增强生态系统的稳定性。其在水体修复中的应用,展现了高效性、生态恢复、生物多样性保护以及美观景观营造等多方面的综合效益。然而,人工湿地的维护和管理也需得到重视,以确保其长期稳定运行。未来,该技术的发展方向应注重优化升级,提高污染物去除效率,并探索与其它水体修复技术的结合应用。

1.2 水生植物修复技术

水生植物修复技术,作为水体修复领域的一项重要手段,凭借其生态友好、成本效益高和多功能性,在水体修复中展现出独特优势。生态浮床技术是水生植物修复技术的典型代表,通过在水面上构建浮床,种植特定的水生植物,利用植物的根系吸收和转化水体中的污染物,同时促进微生物的生物降解作用,有效改善水质,恢复水生生态系统。生态浮床技术不仅能有效去除水体中的氮、磷等营养物质,减轻富营养化现象,还能吸附重金属和有机污染物,提升水体的自净能力。生态浮床技术的应用策略包括对浮床结构、植物种类和布局的优化选择。浮床结构需考虑水流条件、光照强度和氧气供应,以确保植物生长的适宜环境。植物种类的选择需基于其对污染物的吸收能力、生长速度和对环境条件的适应性。布局设计则需考虑水体的流速、深度和污染物分布,以实现最大化的污染物去除效果。生态浮床技术的应用不仅限于湖泊和河流,还可扩展至城市雨水收集系统和工业废水处理领域,展现其在不同环境下的适应性和多功能性。生态浮床技术的优点在于,它是一种低能耗、低维护的水体修复方法,相比于传统化学或物理处理技术,生态浮床技术具有更高的生态效益和经济效益。同时,生态浮床还能为水生和陆生生物提供栖息地,促进生物多样性的恢复,增强生态系统的稳定性和美观性。然而,生态浮床技术的有效性也受到一些因素的影响,如季节变化、光照条件、植物生长周期和水体中污染物的类型与浓度。因此,优化生态浮床技术的应用条件,是确保其长期稳定运行和高效污染物去除的关键。未来,生态浮床技术的发展应注重技术的创新,如通过遗传改良培育更适应特定环境条件、更高效吸收污染物的植物品种,以及探索与其它水体修复技术的结合应用,以实现更高效、更可持续的水体修复目标。

1.3 微生物修复技术

微生物修复技术,作为水体修复领域的一股重要力量,利用微生物的自然代谢能力,有效转化和降解水体中的有机和无机污染物,实现水体净化和生态恢复。微生物修复技术基于生物降解原理,通过人工添加特定的微生物或优化水体环境以促进本土微生物的活性,加速污染物的转化和去除过程。这一技术在水体修复中展现出高效、环保和成本效益高的特点,尤其适用于处理有机污染物和某些重金属污染,是实现水体生态恢复和水质改善的有效手段。微生物修复技术的应用策略包括微生物菌种的选择、接种量的确定以及环境条件的优化。微生物菌种的选择需基于对污染物类型的精准识别,选择具有高效降解能力的菌种,如硝化细菌、反硝化细菌、硫氧化细菌等,以针对水体中的氮、磷、硫等营养物质和某些有机污染物。接种量的确定则需考虑水体体积、污染物浓度和微生物活性,以达到最佳的污染物去除效果。环境条件的优化,如pH值、溶解氧和温度的调控,对促进微生物活性至关重要,确保微生物在适宜的条件下高效工作。微生物修复技术的优点在于其能够针对特定污染物进行精准降解,具有较高的污染物去除效率和生态安全性。此外,微生物修复技术还能促进水体中自然微生物群落的平衡,增强水体的自净能力,为水生生物提供更健康的生存环境。在实际应用中,微生物修复技术常与水生植物修复技术、人工湿地技术等联合使用,形成综合修复策略,以实现更全面、更高效的水体修复效果。然而,微生物修复技术的效果受多种因素影响,如水体环境的稳定性、污染物的类型和浓度,以及外界环境条件的变化。因此,微生物修复技术的应用需进行细致的环境条件监测和微生物活性调控,以确保技术的稳定性和有效性。未来,微生物修复技术的发展方向应注重微生物菌种的创新,如通过基因工程手段培育出更高效能、更适应特定环境条件的微生物菌种,以实现更高效、更可持续、更智能的水体修复目标。

我公司也应用了一些水体修复技术,例如,(1)建造废水处理工程系统,编制废水处理设计方案,建造集水池、污泥浓缩池、清水池、氧化池、生化沉淀池、调节池、工程造价110多万。主要处理废水中COD、氨氮、色度、BOD、重金属铜、达到预期排放浓度,减轻了对周围水体的污染。(2)建造造价300多万的三效蒸发系统,主要除去废水中大量的铵离子,达到排污许可要求的排放浓度,改善废水中有害成分对环境的影响。

二、水体修复技术的应用效果评估方法

水质指标监测:水质指标监测是评估水体修复技术应用效果的重要手段。通过监测水体中的氨氮、总磷、溶解氧等关键水质指标,可以直观反映水体修复前后的水质变化情况。水质指标监测应遵循国家相关标准和规范,采用科学的采样和分析方法,确保监测结果的准确性和可靠性。生物多样性调查:生物多样性是生态系统健康稳定的重要指标之一。通过调查水体修复前后的生物种类、数量、分布等变化情况,可以评估水体修复技术对生物多样性的恢复效果。生物多样性调查应包括水生植物、水生动物、微生物等多个方面,采用样方法、标志重捕法、DNA条形码技术等多种方法进行。生态系统服务功能评估:生态系统服务功能评估是从生态系统整体角度出发,评估水体修复技术对生态系统服务功能的影响。生态系统服务功能包括水源涵养、水质净化、气候调节、生物多样性维持等多个方面。通过构建生态系统服务功能评估指标体系,采用定量和定性相结合的方法,可以全面评估水体修复技术的生态效果。社会经济效益分析:社会经济效益分析是评估水体修复技术应用效果的重要补充。通过分析水体修复技术对周边地区经济发展、居民生活、生态环境改善等方面的贡献,可以评估水体修复技术的综合效益。社会经济效益分析应包括经济效益、社会效益、环境效益等多个方面,采用成本效益分析、问卷调查、专家评估等多种方法进行。

结束语:

本文综述了水体修复技术的应用现状与效果评估方法,重点探讨了人工湿地、水生植物及微生物修复技术。通过科学评估水质、生物多样性、生态系统服务和社会经济效益,强调了综合应用与效果监测的重要性。未来,技术创新与多学科融合将是推动水体修复领域持续发展的关键。

参考文献:

[1]王键.多方位生态修复技术在河道水环境治理工程中的应用[J].皮革制作与环保科技,2022,3(08):116-118.

[2]张松露,仲凯.河道水环境治理工程中多方位生态修复技术分析[J].长江技术经济,2022,6(S1):26-28.

[3]李惠娟.生态修复在水土保持生态建设中的应用研究[J].低碳世界,2022,12(08):40-42.

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