導語：如何才能寫好一篇生態修復的方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】土壤污染；生態修復

一、引言

科學技術是一把雙刃劍，它一方面給人們帶來了高質量的生活，另一方面，不合理的利用方式，也給環境造成了巨大的破壞。目前，我國土壤污染的現象十分嚴重。據相關資料顯示，我國受有機物以及重金屬污染的土壤面積約占耕地總面積的五分之一，這也間接導致了每年生產有一千多萬噸的糧食受到了重金屬污染，糧食的有機農藥含量超標的概率達到了百分之十五，糧食生態安全問題的治理，即土壤污染的修復刻不容緩。

二、土壤污染修復的相關介紹

土壤污染修復是指為了轉移或者消除土壤中的有害污染物，而采取一定的措施降低或者消除土壤中污染物的毒性，幫助土壤恢復其生態功能。土壤污染主要從三方面進行修復，分別為物理、化學以及生物修復，其中，物理修復是指從物理角度出發，依據土壤與土壤污染物以及土壤污染物之間的物理性質，在土壤中加入其它物質將污染物分離，促使污染物的轉移或者消除；化學修復是指通過一些化學方法，將土壤中的有毒以及有害的物質進行轉化，從而實現土壤的毒性的降低或者消除；生物修復是指根據生態系統循環的原理，利用生物圈中的植物、動物以及微生物，通過其吸收或者轉化土壤中的污染物，從而將污染物的含量降低到能夠接受的范圍內或者徹底消除。本文將從生物修復的角度出發，探討污染土壤修復技術。

生物修復與其它兩種方法相比，其具有極為明顯的優勢，例如：首先，生物修復不會改變土壤原有的物理、化學性質，能夠最大限度的保護農作物生長的所必需的土壤；其次，它通過特定的方法能夠實現有機污染物的礦化；同時，其處理成本低，操作方式簡單；最后，生物修復方法應用范圍很廣，能夠修復不同污染類型、污染程度的土壤。但與此同時，生物修復技術也具有一定的局限性。例如：通常情況下，微生物與有害污染物之間的降解關系呈現一一對應關系，對于一些混合的污染物，其降解微生物的選取比較困難；而且有的污染物還可能對微生物產生危害，致使微生物難以發揮作用；同時，對于一些長久性的有機物很難被消除等。

三、土壤污染的生態修復的原理與原則

（一）生態修復三原理

1.物理、化學、生物修復三種方法相結合。

一般情況下，土壤污染為混合污染型，一種修復方法很難對土壤進行全面的修復，因此，多種方法相結合符合土壤修復的實際需要。在傳統的土壤修復中，通常是以生物修復手段為主，而將物理以及化學修復當作生物修復的輔助手段。在修復過程中，生物修復發揮了極大的作用，但由于其自身的局限性，仍需要物理以及化學修復手段的配合。化學與生物相結合的修復方法是最有效率的組合方式。例如，有機物污染嚴重超標的土壤，使用表面活性劑能夠加快生物對有機物的吸收速度點，提高生物修復的效率。

2.激活土壤生態系統自身的凈化能力。

一定條件下，土壤生態系統對于污染土壤有一定的凈化作用，當該系統的生物越多時，其過濾作用越明顯，凈化能力就越強。土壤生態系統利用其自身種類豐富的微生物，能夠降解或者消除污染物，達到自凈的目的。但是，當土壤中的有機物與重金屬含量超過土壤所能包含的容量時，其自凈能力的作用就會削弱甚至消失。人為的激活、強化土壤的凈化作用，將其與物理、化學等外部凈化作用相結合，能夠大大提高生態修復的速度。激活土壤生態系統的凈化能力的手段有：首先，能夠在土壤中添加營養物質，改善微生物生存條件；其次，調節周邊環境，創造良好的修復條件；最后，采用一定的辦法將污染物的毒性去掉，減輕其對微生物的危害。

3.合理運用生態因子進行調節控制

對生態因子進行調節控制是進行生態修復的前提條件，它能夠強化鞏固生態修復的效果，所以，在進行生態修復之前，必須考察土壤污染的具體情況，結合實際數據對生態因子進行調控。通常情況下，將生態因子分為生物因子以及非生物因子。其中，非生物因子是指微生物以及植物等生長所需的營養物質以及生態系統中所包含的各種有害無害物質，例如，水分、營養物質、有害物質濃度、pH值等等。每種生物對于周圍的環境都有一定的耐受性，如果生態系統中的某類物質超過了這一限度，就會影響到生物的降解作用。生物因子則指生物之間的合作。許多污染物的降解都需要多種生物進行合作，該合作包括：一種或者多種生物向其他生物提供生長所需物質；分解不能夠完全降解的物質，改善其他生物的生存凈化條件等等。

（二）生態修復三原則

1.遵循整體協調統一的原則。

在土壤污染的修復過程中，將物理、化學、生物三種方法相結合，激活土壤自身的凈化能力與外界的凈化相結合，這充分體現了生態修復的整體協調統一的原則。該原則具有較高的效率以及穩定性，便于污染土壤的修復。

2.遵循循環再生的原則。

經濟飛速發展的背后是資源的消耗速度的增加，這對一些不可再生資源或者自身更新速度慢的資源來說，并不是一件值得開心的事情。為了保持生態系統的可持續發展，循環再生是其發展的必要且唯一的路徑。所以，在對土壤污染進行修復的過程中，降低土壤的有機物以及重金屬污染物已經不僅僅是其主要修復目標，還包括對生態系統自我更新功能的恢復。

3.遵循因地制宜的原則。

不同區域的土壤有機物以及重金屬污染的種類以及含量不同，其所需的生物修復費生物方法也不盡相同。時間、地點、空間以及環境的變化，需要不同的修復方法，具體表現為：修復的各項參數以及調控方法不同，修復的目標不同。合理的修復方法必須充分結合當地的地質、水文與氣候條件，以環境、經濟、社會利益相結合為前提，制定多級修復標準。

四、土壤污染生態修復的方法

目前，土壤污染生態修復的方法多以多種方式相組合的形式出現，具體包括：

1.動物與物理或者化學相結合的方法。據研究發現，蚯蚓與混合肥相結合用于污染土壤后，經過八十四天的降解作用后，土壤的微生物代謝作用有了顯著提高，而土壤的部分有機物以及重金屬含量大大降低，同時，土壤的生態系統的自凈能力也有所恢復。

2.植物與動物相組合的方式。例如，接種環毛蚯蚓與黑麥草的結合能夠有效的降低Zn含量，且有助于增加土壤的活性，為農作物的生長提供一個良好的環境。

3.植物與動物、微生物的組合方式。例如，將植物與微生物修復為修復的主要手段，并以施肥以及石灰、噴灌系統為輔助手段。該方法首先對土壤污染進行基本的調查，然后通過施肥、石灰等改善土壤環境，最后通過朝陽花等植物進行土壤修復。這一方法有效提高了土壤的服務功能。

五、小結

土壤是人類發展的重要基礎，然而，城市化以及工業化的快速發展，每天都會有大量的廢水、廢渣被排入土壤之中，導致了土壤的有機物以及重金屬含量增加，其所生產的糧食也不可避免的重金屬含量超標，這間接影響了人們的身體健康。為了降低土壤中的有機物以及重金屬含量，必須對污染土壤進行生態修復。在修復過程中，必須遵循整體性、循環再生以及因地制宜的原則，將生物、化學、物理三種方法相結合，積極采用一定的措施激活土壤生態系統自身的凈化能力，合理調控生態因子，最終實現污染土壤的生態修復。

參考文獻：

[1]劉有哲；淺談污染土壤的生物修復[J]；黑龍江環境通報； 2015， 39（3）：79-81.

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關鍵詞：河流生態修復評價；經濟可行性；指標體系；層次分析法；賈魯河

中圖分類號：X522 文獻標識碼：A 文章編號：1672-1683（2013）04-0056-06

河流生態系統是生物圈物質循環的重要通道，具有調節氣候、改善生態環境以及維護生物多樣性等眾多功能[1]。近百年來，人們利用現代工程技術手段，對河流進行了大規模的開發利用，興建了大量工程設施，改變了河流的地貌學特征和水文特征，從而極大地改變了河流自然演進的方向，對河流生態系統造成脅迫。同時日益增多的工業廢水和生活污水未經完善處理便排入河流，致使河流生態環境惡化、生態系統穩定性降低[2]，主要表現為水體中的養分、水體的化學性質、水文特性和河流生態系統動力學特性發生改變，因此對原水生生態系統和原物種造成的巨大壓力[3]。從20世紀50年代開始，西方發達國家逐步把重點從對河流開發利用轉向對河流的保護。到了80年代，對河流生態系統進行綜合修復已經成為發達國家公認的先進治河理念，諸如河流類型評估（RS）[4]、美國快速生物監測協議（RBPs）[5]、澳大利亞溪流狀況指數（ISC）[6]、英國河流棲息地調查方法（RHS）[7]等多種研究方法的出現。

就我國現階段而言，研究河流生態修復評價關鍵技術對于指導和推動河湖生態系統保護與修復規劃工作意義重大[8]。例如在河南省 ，近年來河流生態系統的惡化嚴重制約了社會經濟的可持續發展，甚至危及人類自身的安全。本文結合河南省社會經濟實際狀況對河流生態修復評價方法進行研究，為河流生態修復評價研究提供科學的依據

1 河流生態修復評價研究思路

對國內外河流生態修復評價研究成果[9-10]進行深入分析后發現，目前人們側重于河流生態修復基礎理論的研究和對河流生態系統自然環境因素的分析，而缺乏考慮河流周邊社會因素和對生態修復經濟可行性的探討。

河流生態修復需要與經濟發展相適應，使經濟發展與環境改善能夠并行可持續發展。因此，河流生態修復評價的應用不僅應該著眼于當地河流生態系統的退化以及河流水質、水文狀況的惡化，還應該綜合社會經濟發展現狀的分析。基于現有研究存在的問題，本文重點分析社會經濟因素對河流生態修復評價的影響，構建兼顧河流經濟可行性和生態修復必要性的河流生態修復評價指標體系，采用專家評判法和層次分析法（AHP法）對所選指標進行權重賦值，并運用模糊綜合評判方法將不同尺度的復雜信息進行綜合分析，確定河流生態修復指數，討論河流生態修復評價數值等級的劃分，完成多因素多目標的河流生態修復評價。河流生態修復評價的基本流程見圖1。

2 河流生態修復評價方法

20世紀80年代初，我國著名學者馬世駿、王如松（1981）提出了“社會-經濟-自然復合生態系統”的理論，與自然生態系統理論的區別在于充分重視人類活動對于自然生態系統的能動性。“社會-經濟-自然復合生態系統理論”中指出不應孤立地研究自然資源環境退化的問題，而是應該把人類社會的進步和經濟的發展與自然環境的退化統一聯系起來，在確定社會經濟發展的速度和規模的同時必須考慮自然生態系統的承載力。在研究河流生態系統退化和河流生態修復時，應首先對河流自然環境狀況進行評價，以判斷河流生態系統是否退化，是否退化到不得不修復的程度；然后對河流周邊城市社會發展狀況進行評價，以判斷其是否具有足夠的經濟能力去支撐河流生態修復的過程。若河流生態系統狀況未惡化到一定程度，就沒有必要對其進行生態修復；若河流生態系統退化程度嚴重，但河流周邊社會經濟發展狀況較差，沒有能力支撐修復費用，也無法對河流進行生態修復。因此，應在河流生態系統退化嚴重且社會經濟發展程度較高的區域開展生態修復，即進行河流生態修復需要滿足修復必要性和經濟可行性兩個先決條件。

本文針對受損河流生態系統缺乏基礎資料的現狀，提出以河流生態系統退化狀況為參照系統，構建定量的修復標準作為河流生態修復的期望目標，并選擇層次分析法（AHP法）作為河流生態修復的評估方法。層次分析法具有所需定量數據少，易于計算，可解決多目標、多層次、多準則的決策問題等特性，其本質在于對復雜系統進行分析和綜合評價，對評價的元素進行數學化分析[11]。運用AHP法對河流生態修復進行評估時，首先分析表征河流生態系統主要特征的因素以及經濟可行性評價分析因素，建立遞級層次結構；其次通過兩兩比較因素的相對重要性，構造上層對下層相關因素的判斷矩陣；在滿足一致性檢驗的基礎上，進行總體因素的排序，確定每個因子的權重系數；最后確定評價標準，采用綜合指數法或模糊綜合評判方法進行相關計算，從而構成基于修復必要性評價和經濟可行性評價分析的河流生態修復評價指標體系。

2.1 指標因子的篩選

參考國內外關于河流生態環境的評估指標[12-15]和現有關于經濟可行性評價的研究成果[16-17]，結合河南省河流現有特征，從生態修復必要性評價和社會經濟可行性評價兩方面選取共12個指標來構建河流生態修復的指標體系，分為目標層、因素層、指標層3個層次結構。

河流生態系統受人類活動的干擾而功能受損，修復必要性評價實質上是分析河流生態系統的退化程度。由于河流生態系統囊括的范圍較廣，在分析河流生態系統退化的時候，需要綜合考慮河流的生境因素、水文水質因素，且不能僅僅局限于河流水質的惡化，需要更進一步的分析水質惡化造成的河流生態結構的變化、河流基本功能的喪失等等。選用河流生境狀況和環境評價指標作為河流生態系統修復必要性的兩類評價指標。

經濟可行性評價主要表征經濟因素對于河流生態的驅動作用，反映生態脆弱地區存在的“越污染越貧困，越貧困越污染”的河流利用困局。研究經濟可行性評價的目的在于了解河流生態修復的綜合效益和合理程度。分析研究區域內經濟發展與河流生態的關系時，既不能一味地追求經濟發展而忽略河流生態的惡化，又不能一味地追求河流生態恢復而弱化經濟利益的滿足。因此，在經濟可行性評價中選用社會狀況指標和經濟狀況指標來進行相關的評價。

河流生態修復評價的具體指標及其釋義見表1。

由表2可得，在所有評價指標中，絕對權重值最大的5個指標依次為單位GDP用水量、水質平均污染指數、水資源開發利用率、水功能區水質達標率、污水處理率，是河流生態修復評價指標體系中的關鍵指標。既包括修復必要性評價指標，又包括經濟可行性評價指標，表明修復必要性評價與經濟可行性評價的同等重要。對比因素層與目標層之間的相對權重值，可以分析出社會經濟狀況指標的重要性。

2.3 指標評價基準

評價基準以河流生態系統功能以及完善程度作為原型來確定，并參考國際標準及水質監測數據，部分指標參照國內相關研究文獻。評價基準分為優、良、中、差4個級別。

為了避免不同物理意義和不同量綱的輸入變量不能平等使用，采用了模糊綜合評判模型，將指標數值由有量綱的表達式變換為無量綱的表達式。在模糊綜合評判時，需要建立隸屬函數，使模糊評價因子明晰化，不同質的數據歸一化。根據河流生態修復評價指標的篩選，隸屬函數分2類：

鄭州段和賈魯河周口段作為評價對象開展實例應用分析。賈魯河是淮河流域的一條重要支流，發源于新密市，流經鄭州市、開封市，最終在周口市匯入沙潁河，全長2558 km，至今已有2000多年歷史。河流周邊城鎮居民眾多，是眾多城市賴以生計的河流。賈魯河流經鄭州市和周口市的市區，對當地的經濟發展起到重要作用。賈魯河鄭州段從賈魯河源頭處到中牟陳橋斷面，有金水河、熊耳河等鄭州市內重要河流匯入，接納鄭州、滎陽、新密、中牟等縣市的污水，水質均為Ⅴ類或Ⅳ類水水質標準；賈魯河周口段是從扶溝擺渡口斷面到賈魯河匯入沙潁河處，接納尉氏、扶溝、西華等縣市的污水，橫穿眾多居民聚集區，水質均為劣Ⅴ類。賈魯河是沙潁河的主要污染源之一，河流生態系統退化程度較為嚴重，被列為“十二五”重點治理河流，因此，急需對賈魯河沿境的生態退化狀況的修復必要性以及周邊城市進行生態修復的經濟可行性進行評價研究。

3.2 數據收集

結合實地調查、專家咨詢等方法，同時參考水利、規劃等部門對于河流的定位，確定各指標的數值，見表5。

由表6可以得出，按照本文擬定的生態修復評價指標體系和評價模型，計算出賈魯河鄭州段與周口段的生態修復綜合評價等級都是“中”，即河流水質一般，能夠在一定程度上保障河流生態系統的基本功能；河流周邊社會經濟發展在一定程度上可以維持部分河流生態系統的修復。但分別分析修復必要性評價和經濟可行性評價的評價值，賈魯河鄭州段河流生態修復綜合評價數值較低，是因為河流生態系統退化嚴重、沿河水質惡化，但鄭州市社會經濟發展程度較高，能夠負擔一定程度的河流生態修復措施；而賈魯河周口段生態修復綜合評價數值較低，卻是由于生態系統退化和經濟發展滯后兩方面共同造成的，即在河流生態系統退化程度嚴重的同時，城市社會經濟發展也較為滯后。以修復必要性評價而言，賈魯河鄭州段與周口段重要性相當；但以經濟可行性而言，賈魯河周口段明顯距鄭州段有一定的差距。因此，在進行河流生態修復時，賈魯河鄭州段要比賈魯河周口段更有優勢。

4 結語

河流是人類賴以生存的水環境，河流生態修復的目的是使河流生態系統恢復健康狀態。本文在考慮河流生境因素、環境因素、社會因素以及經濟因素的基礎上，從修復必要性評價與經濟可行性評價兩方面出發構建河流生態修復評價指標體系，并運用一定的數學方法計算出河流生態修復綜合評價指數。不過，基于基礎數據缺乏的現狀，從可操作性的角度考慮，本文選取的指標未詳細涉及河流生態系統中動植物及微生物等因素，導致指標體系仍不夠詳盡，有待進一步深入與完善。

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【關鍵詞】水土保持；生態修復；特點；原則

引言

近年來，由于人們迫于追求經濟效益，忽略了生態環境的平衡和穩定，使生態環境受到不同程度的破壞，水土流失生態問題頻發，在一些水土流失區域進行的水土保持生態修復工作雖然取得了一定的進展，但生態環境惡化的趨勢依然未得到有效遏制，全國仍有200多萬km2的水土流失面積需要治理。在此情況下，只能在施加人工輔助的條件下，充分發揮生態系統的自我修復能力，逐漸恢復生態系統的平衡和健康，促進人類的可持續發展。

一、研究水土保持生態修復的相關背景

對于生態修復的具體概念，在不同的國家有不同的定義，到目前為止，仍舊存在很大的爭議。有些學者認為，生態修復只是靠大自然所具有的自愈能力，而并不涉及任何的人工干預，而現在人們需要做的是將正在進行的各種破壞干擾停下來。還有些學者則認為僅僅靠大自然所具有的自愈能力是不夠的，還需要人工進行輔助修復生態系統。爭議雖然不斷，但是有一點是可以肯定的，人類的一些活動對大自然確實構成了一定的生態破壞，所以，在對大自然進行生態修復時，人們應該以不對自然環境繼續造成傷害為前提，為保護大自然貢獻自己的微薄之力。我國在世界上是水土流失最為嚴重的國家，水土流失問題也已成為我國最嚴重的環境問題。水土流失主要包括土壤的侵蝕以及水分的流失。水土流失能夠將土壤表層的很多養分帶走，對于人們當前的生存空間構成嚴重的威脅，并且會造成巨大的經濟損失。各種生物的生存環境因此受到破壞，大自然不能進行和諧發展，各種野生動植物瀕臨滅絕，這些對于大自然來說都是不能進行彌補的。可見水土流失造成的后果是相當嚴重的，水土保持生態修復是亟需實施的。

二、水土保持生態修復的特點

1、必須重視封育保護

我國研究人員在研究過程中發現，水土保持生態修復主要是通過釋放甚至消除生態系統的超載量，只有當生態系統的壓力減小甚至消失以后，它才能有能力通過自身的調節與控制提高植被的覆蓋率，從而達到治理水土流失的目標。

《全國水土保持生態修復類型區治理措施研究》中提出，如果要減少生態系統的承載力最有效最直接的方法就是采取封育保護，杜絕人為的對生態的干擾與破壞，使生態系統能夠有喘息的機會，通過不斷的實踐證明，沒有了人為的干擾后，生態系統就能以較快的速度增加植被覆蓋率，改善生態環境，實現可持續發展。

2、難度差異情況不同

國內研究人員發現，水土保持生態修復隨著不同條件的變化會出現不同程度的難度與差異。《水土保持生態補償機制建立的理論基礎分析》中得出結論，由于我國地廣人多，隨著人口數量、區域降水量、植被類型等不同條件的變化，水土保持生態修復的難度與差異也隨之變化。統計發現，西北荒漠區域的水土流失最為嚴重且難以修復。

3、人為的輔助與相關政策必不可少

《全國水土保持生態修復研討會論文匯編》中有記錄：在水土保持生態修復的過程中，除了生態系統自身的調節與恢復能力外，人為的輔助與相關政策的支持也是必不可少的。在水土保持生態修復的過程中，政府出臺相關政策積極引導封育保護，以及根據當地地理實際情況，因地制宜出臺一些政策與方法加快植被的覆蓋速度、保證生態用水等也是至關重要的。

三、水土保持生態修復的原則

經過長時間的研究與探索，國內相關研究人員從我國國情出發，得出了在水土保持生態修復過程中必須要堅守的幾點原則，這些相關研究成果使我國的水土保持生態修復得以順利、科學地進行，同時，這些研究成果也進一步加快了我國水土保持生態修復的進程。

1、我國研究人員的研究成果現實，要實行因地制宜原則，我國的自然條件與地理條件差別很大，不同的地方有著不同的降水量、植被類型、地質類型等，只有結合當地的實際情況制定出具體措施才能真正實現水土保持生態修復這一目標。

2、還有整體修復的原則，也就是說，在水土保持生態修復的過程中要有發展的眼光。《水土保持生態修復的概念、分類與技術方法》指出，要做好整體修復工作需要從整體上對生態修復進行布局，并密切聯系各流域，以流域為主進行規劃設計。

3、還要實行經濟可行性原則，也就是要實現既能保護生態環境、恢復生態健康，又能促進經濟的發展這樣雙贏的局面，在制定治理生態保護手段的時候，要兼顧退耕還林、封山育林等措施對當地經濟發展的影響，這樣才能兼顧各方，實現可持續發展。

四、水土保持生態修復的措施建議

1、充分發揮自然的自我修復能力

恢復生態學的理論和原理是水土保持生態修復的基礎依據，水土保持生態修復必須以自然為主導，遵循自然規律。必須充分理解和掌握生物與生態因子之間的聯系、自然界的演替規律和物種的共生、互惠、競爭、對抗關系等自然界的基本屬性，并將其全面運用，依靠自然之力恢復自然，使其處于一個盡量自然的狀態。另外，要想充分發揮生態系統的自我修復能力，恢復健康狀態，必須根據各地區自身的自然條件進行劃分，并依據其各自的自然地理環境和氣候植被條件選定生態修復措施。

2、要因地制宜

我國地域廣闊，不同地區自然條件不盡相同，降雨量、水土流失程度和森林的覆蓋率、人口等方面都存在著很多不同，這些因素間接地導致了生態修復的方法存在差異，因此，不能夠把某一地方的成功先例推而廣之，效仿性的學習，而應該根據當地的自然條件和具體情況，具體問題具體分析，選擇適合當地生態修復的技術。

3、科學配置人工輔助措施

水土保持生態修復采用的人工輔助措施主要有：劃定生態修復區域范圍、建立管理保護制度和方法、設置護欄和標志、在生態修復區域內提倡使用沼氣池等類似的清潔能源、實現封山育林、退耕還林（還草）、退牧還林（還草）等，減少人為破壞，為自然生態的自我恢復提供必要的封閉環境，加快其恢復速度。

4、重視新農村建設中的生態修復工作，引入生態經濟理念

不能因農村地廣人稀、經濟發達程度欠缺就忽略農村的水土流失問題。面對農村的水土流失問題，需要以水土流失區域的社會經濟發展規劃和新農村建設規劃為基礎，制定生態移民和生態修復方案，在科學合理劃分生產生活用地和生態用地的前提之下，將大面積的荒山荒地用于植被恢復。面對該問題還需要進一步研究如何在實現該目標的同時，在水土流失區域建立在生態系統承載范圍內的可持續發展經濟模式，防止修復工作完成出現再破壞和當期居民經濟生活無保障的情況。

結束語

由于水土保持生態修復工作在我國發展的時間并不長，期間出現了若干問題，對于我國來說，水土保持生態修復任重而道遠，仍需繼續努力。相關人員應積極尋找有效的方法對當前的問題進行研究解決，以期能夠更好的發展水土保持生態修復。

參考文獻

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關鍵詞：生態;修復技術;水環境保護;治理措施

治理水環境污染比較常見的方法是通過有效控制污染源的方法達到的，但是這種方法有很多的弊端，受經濟社會發展的影響比較大并且制約作用很明顯。通常情況下是沒有辦法達到預期目的的，而且治理的效果也不是很好，很多時候還可能出現嚴重的反彈現象。很多研究和實踐的事實表明，水環境的污染問題就是明顯的生態環境問題，所以一定要利用生態學的手段和方法去處理這個問題，這樣才能從根本上解決水環境污染的現狀。

一、生態修復技術原理

生態修復是水環境污染治理比較高的階段和層次，充分利用一些特有生物的特殊功能去吸收相關的污染物質，從而達到凈化水污染，恢復生態平衡的目的。生態修復技術能夠改善生態系統的結構，恢復受損的物種群體，使水生生態系統更加的完善，把原來失去的生態系統功能更加完善的進行修補，從而達到水生生態系統自我完善和修復的最終目的。

生態修復技術主要是使用生態學技術和手段，盡可能的去控制和調節水的流量和狀態，改善水污染的現實。重視相關結構的重建或者改造工作，比如說河岸邊坡的結構類型等，還要重視相關水域的生物多樣性，使水體擁有完善的生態系統結構和功能，并且達到生態平衡。在上世紀80年代，作為一種投資小并且效益高的治理環境污染技術，生物修復技術開始流行起來，其主要是使用那些特殊的微生物在某些特別的情況下去消除那些污染環境的物質，這樣一來環境的污染問題一定能夠處理的妥當。

生態修復技術能夠很自然的實施下去，而且投資比較少，一般花費僅為化學法或者物理法修復一半左右。生態修復技術有很多優點，包括安全性、經濟性、實用性、系統性等，因此成為治理水污染最重要的技術手段和方法。生態修復技術充分把握和利用水生系統的自然規律，利用生態治水的理念，實現自然生態的修復和發展。

二、生態修復主要技術手段

（一）水生植物修復技術

有的水生植物能夠和水中的污染物在微環境下達到共生，還可以利用生態系統的競爭關系控制一方的繁衍，比如說在營養物質和水能的利用上，一些水生植物和浮游藻類就是競爭關系，這樣引進水生植物能夠有效的控制藻類的瘋狂生長。與此同時利用可以將水中營養物質吸附的能力，除去污染物質并且能夠加速有機物的分解。

水生植物修復技術最為常見的就是人工濕地技術。人工濕地技術是生態治理技術，最近幾年來發展迅速。在處理各類工業廢水的污染問題上效果顯著，尤其是在石油化工、重金屬冶煉等方面，在雨水的處理等方面也得到了較大推廣。利用這種方法能夠有效的改善水體的水質，充分利用理化生的共同作用來進行污水的凈化，是人工濕地的基本原理。利用濕地表面積大的功能除去水體中的懸浮物，從而達到過濾的目的，這種方法的顯著優點是利用水生植物和微生物能夠有效的降解有機物。

但是這種技術還是有一些弊端，因為水生植物本身的成長速度比較慢，處理的效果只有長期的時候才能顯現出來，受客觀條件影響比較大;面對那些水質相當差的生存環境來說，有時候連水生植物都沒辦法生長，這樣也就成了另一種污染物，得不償失。

（二）土地處理技術

土地處理技術是一種存在時間比較長效果很好的水處理技術。利用的最基本材料就是土地，充分發揮植物和土壤的凈化作用，進而達到自我調控的目的，在某種程度上實現了水體的凈化。土地處理的類型包括很多種，比如快速和慢速滲濾、地表漫流等。根據具體的經驗表明，在去除有機物方面土地處理的效果比較好。

（三）生物膜法處理技術

生物膜法處理技術說的是利用天然材料巨大的表面積為載體，為微生物提供附著的空間，這樣就能夠更好的降解污染物。這種方法降解污染物的效率高，可以在短時間內高強度負荷的工作，所占用的有效空間比較小，作用周期短，可以有效的節約資金。除此之外，運行管理的成本可以更好降低，像那些治理污泥問題就可以有效的避免，而且受外界的影響也比較小。

（四）水生動物修復技術，

水生動物的食物種類比較多，像水里的藻類、有機物都可以當做水生動物的食物。在提升水體的透明度，減少水中懸浮物等方面作用顯著，水生動物可以把水中的食物鏈進行延長，這樣凈化效果就比較好，再配合比例合理、防止過度的繁殖，除去水體中過度的有機物，調控水生生態系統，增加系統的安定性，改善物質循環，這樣下來就一定能夠達到凈化水體的目標。

三、結束語

把環境生物學原理應用在生物修復上，利用微生物的生命周期活動，把水中的污染物進行有效的降解、消除，進而使水體凈化;利用生態工學進行生態修復，創造生物多樣化的生存環境，為生態修復打造良好的基礎，促進生態系統良性循環，達到水環境保護的最終目的，形成和諧統一的治理體系。

參考文獻：

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關鍵詞：水土保持；生態修復

1 關于“生態恢復、生態修復”的理解

生態修復是指對生態系統停止人為干擾，以減輕負荷壓力，依靠生態系統的自我調節能力與自我組織能力使其向有序的方向進行演化，或者利用生態系統的這種自我恢復能力，輔以人工措施，使遭到破壞的生態系統逐步恢復或使生態系統向良性循環方向發展；主要指致力于那些在自然環境突變和人類活動影響下受到破壞的自然生態系統的恢復與重建工作。

目前學術上用的比較多的是“生態恢復”和“生態修復”，生態恢復的稱謂主要應用在歐美國家，在我國也有應用。而生態修復的叫法主要應用在日本和我國。關于“生態修復”一詞，近年來也不時見諸文獻報道，它和“生態恢復”一詞十分相近，有時互相通用也不會有什么問題，但“修復”一詞，帶有修理、整治、補償使之回歸原來狀態的意思，帶有更強的人為措施促進的含義。為加快水土流失治理，水利部提出治水新思路，把“生態修復”概念引進水土流失治理領域，表明了人們對水土流失的治理的認識逐漸從保水保土的層次提高到了生態學層次。

在生態修復的研究和實踐中，涉及的相關概念有生態恢復（Ecological Restoration）、生態修復（Ecological Rehabilitation）、生態重建（Ecological Reconstruction）、生態改建（Ecological Renewal）、生態改良（Ecological Reclamation）等。雖然在涵義上有所區別，但是都具有“恢復和發展”的內涵，即使原來受到干擾或者損害的系統恢復后使其可持續發展，并為人類持續利用。

2 水土保持生態修復是以生態恢復為目標的水土流失綜合治理

水土保持生態修復：指在特定的土壤侵蝕地區，通過解除生態系統所承受的超負荷壓力，根據生態學原理，依靠生態系統本身的自組織和自調控能力的單獨作用，或輔以人工調控能力的作用，使部分受損的生態系統恢復到相對健康的狀態。

水土保持生態修復是獨具中國特色的概念，標志著中國治理水土流失的理念有了重大突破。水土保持生態修復概念的界定應符合中國的土壤侵蝕面積廣、類型多、強度大，經濟落后，人口眾多等國情。

我國是世界上自然生態系統退化和喪失很嚴重的地區，土地荒漠化、沙塵暴、洪水災害、水資源短缺等，已嚴重威脅我國的社會經濟發展和國民福利。為此我國采取了一系列工程措施，如植樹造林、自然保護區建設、退耕還林等，但總體上我國的生態環境還是相當嚴峻。水土流失治理的對象是水土流失區，也就是生態系統的退化區。依據恢復生態學原理，應該從滿足系統的功能、結構的恢復和改善并使之能自我維持的三方面要求上來采取綜合治理措施。通過水土保持生態修復，促進土壤肥力的提高、結構的改善、土地可持續利用；創造條件促進群落進展演替；采取措施加快系統物質和能量的轉化等，才能使部分受損的生態系統恢復到相對健康的狀態。

3 水土保持生態修復的技術方法

3.1 退化坡面生態系統生態修復

我國是一個多山的國家，山區丘陵區約占國土面積的2/3，耕地面積1.33 億hm2，其中有坡耕地4667 萬hm2，占總耕地面積的35%。在山區丘陵區，坡耕地是主要的農業生產場所。

退化坡耕地生態系統的生態修復：少施化肥，增施農家肥料；種植綠肥植物，增加固氮作物品種；輪作、套作，間種、混種；減少化學防治，增加生物防治；植等高植物籬等。退化林地、草地、荒地生態系統的生態修復：在封禁的基礎上，補種鄉土樹種、草種。封禁時間的長短因生態系統類型、受損程度、氣候等因素的不同而不同，一般來說，喬木林、灌木林、草地生態系統可分別為8a 以上、5～8a、3～5a。一般坡度小于20°的坡地可修建成水平梯田；坡度小于10°的也可通過水土保持耕作措施，達到控制土壤侵蝕的目的。另外，對于坡度更大的坡地（＞20°），就需建立水土保持林業生態工程。

水土保持林業生態工程就是在同一地塊上相間種植農作物和林木（含經濟林木和草），包括配置在緩坡耕地上的水流調節林帶、生物地埂（生物壩、生物籬），配置在梯田地埂的梯田地坎防護林及坡地農林（草）復合工程。水流調節林帶能夠分散、減緩地表徑流速度，增加滲透，變地表徑流為土內徑流，阻截從坡地上部帶來的降雨徑流。多條林帶可以做到層層攔蓄徑流，達到減流沉沙，控制水土流失的目的。

3.2 退化河流生態系統生態修復

在土壤侵蝕地區，導致河流退化的驅動力主要有修路、開礦、河岸放牧、化肥與農藥的面源污染、工業廢水與生活污水的點源污染、過度捕魚等，對由于這些驅動力所導致的退化河流生態系統進行生態修復，最重要的是要減輕或解除導致河流生態系統退化的驅動力，讓河流休養生息。此外，還可采取如下兩種方法：①減少河流人工直線化的程度，增加河流彎曲度，以增加河流生境的多樣性，進而增加水生生物多樣性；②在河流兩岸種植生物隔離帶（種類和寬度應因地制宜），一方面防治面源污染，另一方面為河流水生生物增加營養源。

同時，合理開發利用水資源，實施生態應急補水工程，至少要滿足天然綠洲生態系統最小生態需水量；合理調整土地利用結構，適當減少人工綠洲面積，使人工綠洲和天然綠洲面積比例調整到1：1 左右。

3.3 退化礦山生態系統生態修復

該生態系統的土壤、植物等組分完全受損，缺乏植物生長所需要的營養元素，對這種嚴重退化的生態進行生態修復，可采取的方法有：覆蓋土壤，對土壤進行物理處理，添加營養物質，去除有害物質，種植適應性強的先鋒樹種或草種、間種鄉土樹種或草種。植被恢復對于礦山生態恢復效果是十分顯著的。但這種生物措施必須與工程措施相結合，才能早日見效。開采前嚴格規劃棄土場、尾礦壩。根據礦場范圍內地形特點以及礦種、蘊藏量、開采方式等規劃棄土場。棄土場必須先設置攔沙壩（擋土墻），以控制植被恢復前水土流失。攔砂壩應根據棄土場地形以及每年棄土量而逐年加固加高。同時棄土場周圍要修防洪溝。尾礦壩必須納入整個工程預算之內，與主體工程同時施工，同時驗收投產，以減少對下游農業生產和群眾生活的危害。護坡護岸工程。礦區采場臺階、邊坡以及公路等附屬工程的邊坡，應全部規劃護坡工程，以防止采場及公路等出現滑坡、崩塌。同時礦區下游河道也要對河壩、河堤等加固、加高，經常清理河床淤積的泥沙石，以防洪水沖毀堤壩、農田、公路、橋梁、房屋等。

4 水土保持生態修復的途徑

4.1 “封禁”法―――生態自然修復該方法適用于受損程度較輕的生態系統。如封山禁牧、舍飼養畜、退耕還林還草、調整用地結構，以電代燃料、發展沼氣、生態移民等，這是生態系統恢復的最基本也是最重要的措施。

4.2 “封禁+補種”法―――自然和人工共同修復

通常選擇植物群落演替中的先鋒物種，它有較強的抗逆性、較強的生命力和再生能力，如南方的馬尾松、楊梅、沿海風沙區的木麻黃等，以此迅速形成利于植被進展演替的小氣候和生物環境。該方法適用于受損程度較重的生態系統。

4.3 “果―牧―沼、草―牧―沼”法―――人工強化促進

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礦區生態修復亟待開展

礦產開發使生態系統變得更加脆弱，生物多樣性減少、生態逆向演替嚴重。在礦區進行生態修復，是經濟發展到一定階段后的必然趨勢

6月中旬，廣東一個礦山修復項目的簽約儀式吸引了媒體和土壤修復領域專家的關注。韶關市環保局、科學技術局聯合環境保護部華南環境科學研究所、中山大學，與廣東省大寶山礦業有限公司簽約成立了“廣東省大寶山及周邊地區土壤環境污染修復聯合平臺”。

“這一項目的亮點是要對危害當地生態環境和居民健康的大寶山礦區實行生態修復。將礦山開采過程中對土地造成的破壞，通過覆蓋土壤、添加營養物質、去除有害物質等技術手段進行修復，還要恢復礦區周邊的植被和濕地系統，調整地區產業結構，實現整個區域的生態恢復。”中國科學院生態環境研究中心副研究員黃錦樓表示。

對于礦區來說，開采會對生態、環境、土地利用等造成多方面的負面影響，引發一系列生態環境問題，如地表植被退化、沙塵暴、土地荒漠化、水源地污染等。

據不完全統計，我國因采礦損毀土地累計4萬平方公里，而且正以每年330公里～470公里的速度遞增。因采空或超采地下水引起地面沉降、塌陷、滑坡、地裂縫及泥石流等地質災害達千余處。這些都嚴重破壞了土地生態系統，造成土地資源的損失，加劇了人地矛盾。

“但是，選擇什么樣的修復方式，不能憑空而定。礦山修復的模式、方法及手段，因修復后的土地利用方向及服務功能有所不同。”中國礦業大學（北京）土地復墾與生態重建研究所肖武表示。

比如，在山區林場或者荒山進行的采礦活動，由于人類活動較少，往往更注重生態修復；在東部平原地區進行的開采，由于對土地（特別是耕地）的迫切需求，修復的方向以復墾出來土地為主。

“礦產開發使生態系統變得更加脆弱，生物多樣性減少、生態逆向演替嚴重。”黃錦樓說：“但是總體來看，我國的生態修復工作還遠未展開，礦山修復還存在很多問題。”

目前，我國進行的礦區生態環境修復工作，多注重修復數量，缺乏對修復質量的重視；修復示范及探索性工作做得比較多，單項技術應用較多，從系統尺度修復較少。

“提倡在礦區進行生態修復，是經濟發展到一定階段后的必然趨勢。我們必須改變以往重開發輕保護、重建設輕恢復的狀況，改變不合理的資源開發利用方式，加快立法速度，避免對生態環境造成更大的破壞。”肖武說。

礦區需要多渠道籌集修復資金

應參照國外相關法律經驗，明確礦區生態環境問題的“舊賬”和“新賬”，使責權利進一步明晰

據了解，礦山修復的資金目前主要來源包括礦山企業自籌資金以及國家投資修復資金。其中國家投資修復資金來源包括各類保證金、綠色礦山建設、國家礦山公園等。

“礦區的土地開發價值不高，所以商業模式跟城市中具有開發價值的工業污染場地不一樣。礦區修復資金需要更多渠道來籌集。”黃錦樓表示。

“礦區修復應基本秉持‘誰污染誰治理’的原則。”與農村耕地污染、城市工業污染場地不同的是，礦區污染場地由于有礦區業主，往往能找到相關責任方出資進行治理。黃錦樓說：“開采企業必須承擔所開采區域的一部分修復費用。但是若涉及糧食安全及飲用水安全的區域，政府部門要配套相關資金，制定一系列寬松的政策以調動企業進行礦區修復的積極性。如允許企業申請相關低息貸款，引入有開發價值的新產業等。”

但是由于歷史原因，我國曾處于很長一段的計劃經濟時期，在那段時期開發的礦產，現在已經無法找到相關責任方。更重要的是，原來的礦區從利潤到礦產都交給了國家，責任方到底是誰難以厘清。

中國地質調查局副局長王學龍說：“應參照國外相關法律經驗，明確礦區生態環境問題的‘舊賬’和‘新賬’，使責權利進一步明晰。新破壞的生態環境必須由礦山企業進行100%修復，已破壞的‘舊賬’由國家通過適當方式予以解決。”

王學龍表示，每年中央都會安排一部分資金給地方政府，由地方政府推薦哪些企業來接受這筆資金。接受資金的企業進行部分資金的配套，以礦山地質工業項目、農田復墾等形式進行修復。修復的過程由國土資源部委托相關部門監督實施，并進行驗收。

在德國，聯邦政府針對新老礦區分別采取相應的解決方法。《聯邦礦山法》規定，對于歷史遺留下來的老礦區，聯邦政府專門成立礦山復墾公司從事礦區的生態補償與恢復，所需資金由政府全額撥款，并按聯邦政府占75%、州政府占25%的比例分擔。對于新開發礦區，礦區業主必須對礦區開發造成的生態損害進行補償與復墾提出具體措施，這也是礦區開展項目審批的先決條件。具體措施包括預留企業年利潤3%的生態補償與復墾專項資金，對因開礦占用的森林、草地實行等面積異地恢復等。

綠色開采體現以防為主理念

生態系統在破壞后，很難恢復到原來的狀態。綠色開采體現從源頭制止破壞的理念，是目前業界興起的一種生態保護的創新

生態保護，必須從源頭抓起。邊破壞邊治理，甚至破壞后再治理的方式，并不是解決礦山環境問題一勞永逸的方法。但是，礦產是經濟賴以生存的重要資源，不能不開采。那么，如何減少礦產開發引發的環境問題？礦產生態修復難度幾何？

黃錦樓強調：“修復最好以防為主。因為一般的生態系統在破壞后，很難恢復到原來的狀態。生態系統有個閾值原理，當外界對系統的干擾超過了閾值后，就很難恢復。”

從源頭制止破壞，就是目前業界興起的一種生態保護的創新理念，即綠色開采。

所謂綠色開采，就是綜合考慮資源效率與環境影響的現代開采模式，遵循循環經濟中綠色工業的原則，形成一種與環境協調一致的，努力去實現低開采、高利用、低排放的開采技術。

這是由中國礦業大學教授高鳴在2003年提出的，其目標是使礦山開采過程中資源開發效率最高，對生態環境影響最小，并使企業經濟效益與社會效益協調優化。

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一、森林生態修復的理論依據

（一）森林生態修復在國內外均取得了寶貴經驗和成效，在理論上、實踐中均認為是切實可行的。國家把實施可持續發展戰略、保護資源環境和加強生態建設作為一項基本國策，為長白山森林生態修復提供了強有力的政策保證。黨的十明確提出大力推進生態文明建設，這是長白山森林生態修復最重要的思想和理論保障。

（二）廣大人民群眾生態意識和環保意識不斷加強，為森林生態修復增添了群眾基礎和新的動力。

（三）以抗聯遺跡為代表的紅色旅游線路開通，和以吉林通化石湖自然保護區和三棚萬畝紅松木樹林基地為主線的森林綠色旅游的深度開發，將不斷推進通化縣森林生態恢復和景觀改造。

（四）近年來國內有關森林生態恢復、公益林建設的基礎理論已得到重視和發展，林業科技成果和先進適用技術不斷推出和應用，為通化縣南長白山森林生態修復建設提供了強有力的理論和技術支撐。

二、森林生態修復的內容、途徑和方法

（一）修復內容主要有3個方面：一是物種多樣性修復，二是植被結構和功能修復，三是生態學過程修復。

（二）修復途徑根據實際林情，確定森林生態修復走“政策為主導，科技做支撐，保護是根本，恢復為目標”的途徑，多措并舉，推動森林生態修復工作走上健康發展的軌道。

（三）修復方法1.深入推進植樹造林。吸引社會投資，豐富造林形式；選用適生優質樹種，加強重點生態功能區人工造林。通化縣今年將把被侵占林地全部清收還林，繼續抓實退耕還林工程；推進江河防護林體系建設，廣泛開展義務植樹；提高造林質量，確保造一片、活一片、成林一片。2.強化森林資源保護。教育群眾植綠、愛綠、護綠，落實管護責任，加強未成林地封育管護；嚴格執行天然林限伐政策，抓好公益林建設，擴大公益林管護面積，落實集體公益林補償，大力實施封山育林工程；加大各類破壞森林資源案件的查處力度，依法懲治濫砍盜伐、濫捕亂獵、非法侵占林地、小片亂開荒等違法行為，為森林生態修復創造良好環境。3.推進城鄉綠化美化。繼續實施城鄉集中連片整治，抓實“綠色城鎮、綠色新村、綠色通道”建設，鞏固“全國綠化模范縣”、“全國綠色小康縣”、“吉林省森林城市”創建成果，構建以森林為主體、城鄉綠化美化一體的城鎮生態系統。4.扎實開展森林經營。森林經營是加快培育森林生態系統的有效措施，要結合實際做好森林經營規劃和實施方案，鼓勵經營主體自覺開展森林經營。以科學的森林撫育理念，采用先進的技術手段，實施森林撫育及低產低效商品林改造，提高森林質量和生態功能。5.加強生物多樣性保護。通化縣申報的吉林通化蝲蛄河國家濕地公園，面積2055公頃，2013年已通過國家專家組評審，并開始建設；吉林通化石湖自然保護區，面積15200公頃，正在申報中。這兩個高層次保護項目將對全縣森林生態修復發揮重要的示范和帶動作用。同時進一步探索森林和濕地生態保護修復新途徑、新方法，加強森林和濕地保護監測和試點示范，使生物多樣性得到有效保護。

三、近期和遠期森林生態建設（修復）目標

（一）確立森林生態修復目標的思路。森林生態修復是一個緩慢、長期、漸進的過程。森林生態修復堅持“自然恢復與人工促進相結合，加大投入與應用新科技相結合，增加綠量與強化保護相結合”的思路，牢固樹立抓生態就是惠民生的意識，把森林生態修復作為改善生態環境、造福人民的重點工程來實施；牢固樹立打持久戰思想，不懈努力，大力培育，增加森林資源；牢固樹立抓保護就是抓發展的理念，保護自然，修復生態空間，爭取實現縣委、縣政府確立的在近期創建國家級生態縣、在遠期建成生態文明示范縣的目標。

（二）近期目標（2014-2020年）：繼續推進生態縣建設，通過生態工程的實施，力爭完成營造林15.7萬畝，其中清收還林7.3萬畝，增加森林覆蓋率一個百分點，達到77.9%。營造紅松材果林7萬畝，累計達40萬畝；營造紅松闊葉混交林5萬畝。大力實施封山育林工程，森林火災得到有效控制；森林病蟲害危害明顯減輕，生態環境質量得到不斷改善，生態安全保障體系逐步形成。加大創建國家級生態縣和國家級生態鄉鎮力度，在2013年通過省級生態縣考核的基礎上，力爭2015年建成國家級生態縣。

（三）遠期目標（2021—2050年）：以營造、改造紅松材果林和紅松闊葉混交林為重點，逐漸豐富森林樹種和森林植被類型多樣性，逐步培育和演替成長白山生物頂級群落，森林生態功能得到明顯加強，構建自然復合生態系統，生態環境質量繼續保持優良水平。建成經濟繁榮、資源豐富、環境優美、生態宜居，經濟、社會與自然環境協調發展，富有長白山區特色的生態文明示范縣。

四、對森林生態修復的建議

（一）進一步加大造林補貼力度，解決植樹造林資金緊缺的問題，激發農民造林護林的積極性。

（二）提高國家、省級生態林補償標準，使生態恢復工程和森林管護得到資金支持。

（三）上級應出臺實施森林生態修復的相應政策和法規，使這項工作得到法律層面的保障。

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關鍵詞：水環境修復；河流；湖泊水庫；地下水

水環境是流域內儲存、傳輸和提供水資源的水體，是水生生物生存與繁衍的空間，也是各種污染物的最終歸宿。根據水的地理位置，將流域中的水環境分為地表水環境和地下水環境。地表水環境指河流、湖泊、水庫、海洋、沼澤、冰川等以暴露在地面的水為主的水域；地下水環境指泉水、淺層地下水、深層地下水等存在于包氣帶以下底層空隙的水域[1]。

人類不合理的生產和生活方式對水環境造成了不同程度的損害，世界水資源委員會指出，全世界有50%以上的水域已被污染，水域生態系統遭到嚴重破壞。我國水環境受損也比較嚴重，超過60% 的河流、湖泊和濕地生態系統的結構與功能遭到不同程度的破壞[2]。

水環境修復，就是利用生態系統原理，采取各種技術手段，提高水體質量，修復生態系統結構，使流域生態系統實現整體協調、自我維持和自我演替的良性循環[3-5]。

隨著水環境恢復理論地不斷完善和深入，近年來水環境恢復研究發展較快。美國有關受損水環境的修復研究，自1970 年起由clean lake program（clp）組織實施，投入經費逐年增加[6]。歐洲一些國家也從20 世紀70 年代開始水環境治理和修復工作。如荷蘭在1990 年對aldefeane 地區水環境進行修復，成效顯著[7]。20 世紀80 年代，我國開始了對水環境恢復的研究工作，并在巢湖、太湖等不同地區開展了水環境恢復的研究與實踐[8-10]，取得了許多成功的經驗。

為了保證人類的可持續發展，開發切實可行的技術對受損水環境進行修復，成為了環境科學與技術領域的研究熱點之一。水環境修復的對象不僅包括水體，還有水體相關的生物地理環境。而不同的水域形式，因其物理環境、化學環境以及生物環境的不同，需要不同的修復技術體系。河流、湖泊水庫和地下水是與人類生產生活密切相關的水環境，本文將從這3個方面，綜述其最新的水環境修復技術，為水環境修復技術的研究提供基礎。

1 河流修復技術

河流修復是指使河流生態系統恢復到未被破壞前的近似狀態，且能夠自我維持動態均衡的復雜過程[11]。河流修復技術多種多樣，①物理技術：河道引水技術、生態防滲技術、底泥疏浚與物理覆蓋技術、人工增氧技術等[12-15]；②化學技術：投加絮凝劑促進污染物沉淀、加石灰脫氮、投加化學藥劑除藻、調節ph值對重金屬進行化學固定、原位化學反應技術等[16]；③生物-生態技術：微生物修復技術、水生動植物修復技術[17-19]、人工濕地技術以及多自然型河流構建技術等。

本文將重點介紹以下方法：河道引水技術、原位化學反應技術和水生植物修復技術。

1.1 河道引水技術

河道引水技術是指引進外部清潔水源來改善河道水質[20]，在水源允許的情況下，引進外部清潔的水源，增加河水水量，不僅可以人為地縮短水在河道中的停留時間，增加浮游植物的生物量[21]，使污染河水不易黑臭，同時水體復氧量也會增加，提高河道自凈能力。利用調水改善河道水質是一種投資少、成本低、見效快的處理工程。

1.2 水生植物修復技術

水生植物在水環境修復中的作用方式主要包括物理過程、吸收作用、協同作用和化感作用[22]。水生植物修復技術利用水生植物及其共生的微環境去除水體中的污染物質并恢復永生生態系統[16]。水生物修復技術的核心是將植物漂浮種植到水面上，利用植物生長從水體中吸收利用大量污染物[23]。生物浮床是其典型的技術應用之一。

1.3 原位化學反應技術

原位化學反應技術是指通過化學反應和生物反應（氧化、還原、吸附、沉淀、有機金屬絡合等），在受污染的地點，原地使重金屬離子固定下來的方法。常用的物質包括石灰[ca（oh）2]、灰燼（koh）硫化鈉na2s）等。此外，化學氧化可以將有機物轉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和臭氧等[3]。

2 湖泊水庫修復技術

湖泊水庫水質惡化主要有2 個原因：一是外界輸人的大量營養物質在水體中富集，二是內

源性負荷。因此湖泊水庫修復可從外源性污染物質的控制和內源性污染物質的控制2方面展開。外源性污染物的控制技術主要有：清潔生產、退耕還林、改變消費模式[4]、廢水集中處理技術[3]等；內源性污染物的控制技術主要有稀釋和沖刷、底泥疏浚和覆蓋、水力調度技術、氣體抽提技術、空氣吹脫技術、投加石灰法、水生植物修復技術、生物調控技術、生物膜技術、微生物修復技術、仿生植物凈化技術、土地處理技術、深水曝氣技術等[3]。外源性污染物控制技術中清潔生產是一項有效技術，內源性污染物控制技術中底泥疏浚是修復湖泊水庫的一項有效技術，這不同于河流的修復。

2.1 清潔生產

清潔生產是指通過原材料和能源的調整替代、工藝技術的改進、設備裝備的改進、過程控制的改進、廢棄物的回收利用、產品的調整變更等措施，達到污染物的源頭削減、過程控制、提高資源利用效率的目的，減少或者避免生產和產品使用過程中污染物的產生和排放，以減輕或者消除對人類健康和環境危害的技術[24]。清潔生產技術主要包括源頭控制、過程減排和末端循環3類技術。源頭削減應盡量采用無污染、少污染的能源和原材料；過程減量應盡量采用消耗少、效率高、無污染、少污染的工藝和設備；末端循環時對必須排放的污染物，采用回收、循環利用技術，回收其中有利用價值的資源。清潔生產可以產生環境和經濟雙重效益，使得匯入湖泊水庫中的外源性污染物濃度大大減少，達到修復的目的。 　2.2 底泥疏浚

底泥是湖泊水庫中的內污染源，有大量的污染物質積累在底泥中，包括營養鹽、難降解的有毒有害有機物、重金屬離子等[3]。底泥中的有害物質釋放到水體中會使水質急劇惡化。底泥疏浚可以徹底去除其中的有害物質。一般有2 種形式的疏挖，一種是把水抽干，然后用推土機和刮泥機進行疏挖，另一種是采用帶水作業。第1 種方法存在一定的技術限制，第2 種方法應用性更強。帶水疏挖可以采用機械式疏挖，也可以采用水力式疏挖。疏浚技術主要包括確定疏挖底泥體積、選擇挖泥機、計算壓頭和功率、設計底泥堆放場以及底泥利用幾個部分。疏浚時應注意防止底泥泛起以及底泥的合理處置，避免二次污染。歐洲多國均采用過該技術對湖泊水庫進行修復，并且效果顯著。例如瑞典的trummen 湖，清除表層1 m 厚的底泥后，水深增加1.1～1.7 m，tp 濃度迅速下降，這種狀態維持了18 年[25]。

3 地下水修復技術

地下水具有多種功能，與人類生活密切相關。隨著工農業的快速發展和人民生活水平的提高，地下水受到了嚴重污染。因此，對受污染的地下水環境修復變得越來越重要，其修復技術的研究已引起國外學者的廣泛關注[26]。

根據其主要工作原理地下水修復技術可大致歸并為4 類，即物理技術、化學技術、生物技術和復合技術[27]。物理技術包括水動力控制法、流線控制法、屏蔽法、被動收集法、水力破裂處理法等[27]；化學技術包括有機粘土法[28]和電化學動力修復技術[29]；生物技術包括原位生物修復技術例如bs 技術，和異位生物修復技術例如堆肥式處理法、預制床法、厭氧處理法、生物反應器法等；復合技術包括滲透性反應屏法、抽出處理法、注氣～土壤氣相抽提（sev）法[27]。復合法修復技術兼有以上2 種或多種技術屬性，例如抽出處理法同時使用了物理修復技術、化學修復技術和生物修復技術，綜合各種技術有點，在修復地下水時更加有效。抽出處理技術，簡稱b&t 技術，是最常規的污染地下水治理方法。該方法采用水泵將含水層中地下水面附近的地下水抽取出來，把水中的有機污染物質帶回地表，然后在地面用地面污水處理技術對其進行凈化處理，最后將處理好的水重新注入地下或排入地表水體，以防止地面沉降，或海水人侵，并且可以加速地下水的循環流動。地面污水處理技術方法很多，最常用的包括以下7 種：沉淀、膜分離、交換樹脂、活性炭吸附、空氣吹脫、化學氧化和生物降解[30]。由于液體的物理化學性質各異，p&t 技術只對有機污染物中的輕非水相液體去除效果很明顯，而對于重非水相液體來說，治理耗時長而且效果不明顯[27]。

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篇9

論文摘要：闡述水利工程與水域生態的關系，介紹了生態水利規劃的基本原則：工程安全性與經濟性原則；提高河流形態的空間異質性原則；生態系統自設計與自我恢復原則；景觀尺度與整體修復原則；反饋和調整設計原則。

1水利工程對河流生態系統的影響

在社會生產過程中水利工程對經濟與社會有著巨大的作用，同時也要看到水利工程對河流生態系統造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續性和流動性，使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規律等自然條件發生重大改變。這些改變對河流生態系統造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權衡社會經濟需求與生態系統健康需求這二者關系方面，似應強調水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態系統的健康和可持續性。

2生態水利工程

從學科發展角度看，現在的水利工程學的學科基礎主要是工程力學和水文學，水利工程規劃設計主要對象是水文系統，往往忽視生命系統的現狀和未來風險等問題。學科的進一步發展應吸收生態學理論及方法，促進水利工程學與生態學的交叉融合，用以改進和完善水利工程的規劃及設計理論，形成水利工程學新的學科分支——生態水利工程學。生態水利工程學作為水利工程學的一個新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態系統健康與可持續性需求的原理與技術方法的工程學。生態水利工程的內涵是：對于新建工程，是指進行傳統水利建設的同時（如治河、防洪工程），兼顧河流生態修復的目標。對于已建工程，則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態修復。生態水利工程將與傳統治污技術、清潔生產（生態產業）及環境立法和資源管理一起，成為河流生態建設的主要手段之一。

3生態水利工程的規劃設計原則

3.1工程安全性和經濟性原則

生態水利工程是一項綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發電、航運等需求，也要兼顧生態系統的可持續性。生態水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態學原理。生態水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規律，以確保工程設施的安全、穩定和耐久性。工程設施必須在設計標準規定的范圍內，能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時，必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征，動態地研究河勢變化規律，保證河流修復工程的耐久性。

對于生態水利工程的經濟合理性分析，應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態演替的過程和結果事先難以把握，生態水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規劃設計中進行方案比選，更要重視生態系統的長期定點監測和評估。另外，充分利用河流生態系統自我恢復規律，是力爭以最小的投入獲得最大產出的合理技術路線。

3.2提高河流形態的空間異質性原則

一個地區的生境空間異質性越高，就意味著創造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環境變得單調，生物群落多樣性必然會下降，生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化，造成生態系統某種程度的退化。由于人類活動，特別是大規模治河工程的建設，造成自然河流的渠道化及河流非連續化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態系統的不同程度退化。生態水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種，生態水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態的異質性，使其符合自然河流的地貌學原理，為生物群落多樣性的恢復創造條件。

在確定河流生態修復目標以后，就應該對于河流進行生物調查、地貌歷史和現狀進行勘查和評估，建立河流地貌數據庫和生物資源數據庫。遙感技術和地理信息系統（GIS）是水文、河流地貌和生物調查的有力工具。關鍵的工作步驟是在以上兩種調查工作的基礎上，確定環境因子與生物因子的相關關系，必要時建立某種數學模型。河流環境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質、水溫、泥沙、營養鹽的遷移轉化、水文周期變化等。研究的內容包括：調查單個生物因子的基本需求，評估各種生物因子的相互關系和制約條件，對于“關鍵種”或標志性生物的環境因子進行分類和評估。在眾多的環境因子中，識別那些對于系統的結構和功能具有重要意義的環境因子，在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地的設計。

3.3生態系統自設計、自我恢復原則

生態系統的自組織功能表現為生態系統的可持續性。自組織的機理是物種的自然選擇，也就是說某些與生態系統友好的物種，能夠經受自然選擇的考驗，尋找到相應的能源和合適的環境條件。

將自組織原理應用于生態水利工程時，生態工程設計與傳統水工設計有本質的區別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計，建筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中，建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復工程設計與此不同，生態工程設計是一種“指導性”的設計，或者說是輔設計。依靠生態系統自設計、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結構，從而完成設計和實現設計。成功的生態工程經驗表明，人工與自然力的貢獻各占一半。

傳統的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態水利工程時，要求工程師必須放棄控制自然界的動機，樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態系統自組織、自設計這個寶貴財富，實現人與自然的和諧。需要強調的是，地球上沒有兩條相同的河流，每一條河流的特點都是各不相同的。因此，每一項生態水利工程必須因地制宜，充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值，尋求最佳的生態工程方案。

自設計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質、土壤、地貌、水文特征等生態因子，也取決于生物的種類、密度、生物生產力、群落穩定性等多種因素。在利用自設計理論時，需要注意充分利用鄉土種。引進外來物種時要持慎重態度，防止生物入侵。

3.4景觀尺度及整體性原則

河流生態修復規劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續性的基礎上進行，而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內進行。在大景觀尺度上開展的河流生態修復效率要高。小范圍的生態修復不但效率低，而且成功率也低。整體性是指從生態系統的結構和功能出發，掌握生態系統各個要素間的交互作用，提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法，而不是僅僅考慮河道水文系統的修復問題，也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。

景觀則是指生態學中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。為什么在景觀的大尺度上進行河流修復規劃？首先，水域生態系統是一個大系統，其子系統包括生物系統、廣義水文系統和人造工程設施系統。廣義水文系統又與生物系統交織在一起，形成自然河流生態系統。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分，形成對于水域生態系統的正負影響。水域生態系統受到脅迫時，需要對于各種脅迫因素之間的相互關系進行綜合、整體研究。其次，必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點，這些特點決定了生物種群的基本生存條件。水域生態系統是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態系統。再者，河流生態系統是一個開放的系統，與周圍生態系統隨時進行能量傳遞和物質循環，一條河流的生態修復活動不可能是孤立的，還需要與相鄰的流域的生態修復活動進行協調。最后，河流生態修復的時間尺度也十分重要。河流系統的演進是一個動態過程。每一個河流生態系統都有它自己的歷史。河流生態修復是靠時間做工作的。有研究指出，濕地重建或修復需要大約15~20a的時間。因此對于河流生態修復項目要有長期準備，同時進行長期的監測和管理。

3.5反饋調整式設計原則

生態系統的成長是一個過程，河流修復工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態系統的進化需要數百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統有序性及內部穩定性都有所增加和提高，同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看，生態系統的演替，即一種類型的生態系統被另一種生態系統所代替也需要若干年的時間，期望河流修復能夠短期奏效往往是不現實的。

生態水利工程規劃設計主要是模仿成熟的河流生態系統的結構，力求最終形成一個健康、可持續的河流生態系統。在河流工程項目執行以后，就開始了一個自然生態演替的動態過程。這個過程并不一定按照設計預期的目標發展，可能出現多種可能性。

意識到生態系統和社會系統都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統的演替以外，人類系統的變化及干擾也導致了生態系統的調整。這種不確定性使生態水利工程設計不同于傳統工程的確定性設計方法，而是一種反饋調整式的設計方法。是按照“設計—執行（包括管理）—監測—評估—調整”這樣一種流程以反復循環的方式進行的。在這個流程中，監測工作是基礎。監測工作包括生物監測和水文觀測。評估的內容是河流生態系統的結構與功能的狀況及發展趨勢。常用的方法是參照比較方法，一種是與自身河流系統的歷史及項目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進行生態修復的河流比較。

在反饋調整式設計過程中，提倡科學家、管理者和當地居民及社會各界的廣泛參與，通過對話、協商，以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合，提高設計的科學性。

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關鍵詞：污染物 生物修復 生態塘 人工濕地

1．概述

對受污染的江河湖庫水體進行修復，已是社會經濟發展及生態環境建設的迫切需要，特別是南水北調東線沿線的治污工程，量大面廣，尋找先進實用、造價低廉的技術迫在眉睫。我國的江河湖庫水體污染主要包括氮磷等營養物和有機物污染兩方面。另外，湖泊水庫藍藻及赤潮給水域生態、人體健康也造成了嚴重的危害。對于富營養化的控制，發達國家以控制營養鹽為主，大多采取“高強度治污，自然生態恢復”的技術路線，即控制外源磷污染負荷并配合生態恢復措施。

去除藻類與控制其生長是湖泊水庫水體恢復與保護的難題。目前國際上采用的技術主要有三類：（1）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，但是易造成二次污染；（2）物理方法，疏挖底泥、機械除藻、引水沖淤等，但往往治標不治本；（3）生物方法，如放養控藻型生物、構建人工濕地和水生植被，開發水體生物修復技術，是當前水環境技術的研究開發熱點。

生物修復，可以解釋為：生物特別是微生物催化降解有機污染物，從而去處或消除環境污染的一個受控的過程，即利用培育的植物或培養、接種的微生物的生命活動，對水中污染物進行轉移、轉化及降解，從而使水體得到凈化的技術。

與傳統的化學、物理處理方法相比，生物修復技術有以下優點：①污染物在原地被降解；②修復時間較短；③就地處理操作簡便，對周圍環境干擾少；④較少的修復金費，僅為傳統化學、物理修復金費的30%—50%；⑤人類直接暴露在這些污染物下的機會減少；⑥不產生二次污染，遺留問題少。

2．生物修復的原理

2．1 生物修復的分類

目前，生物修復技術被劃分原位微生物修復和異位生物修復兩種。所謂元微生物修復是指對受污染的介質（土壤、水體）不作搬運或輸送而在原位污染地進行的生物修復處理，其修復過程主要依賴于被污染地自身微生物的自然降解能力和人為創造的合適降解條件。異位生物修復是植被污染介質（土壤、水體）搬動或輸送到它處進行測生物修復處理。但這里的搬動和輸送是低限底的，而且更強調人為控制和創造更加優化的降解環境。在處理位置上，前者強調污染物存在的初始空間分布，后者則稍作遷移；處理過程中，后者有更多的人為調控和優化處理。現在所說的生物修復主要是原位修復。

2．2 水體生物修復過程中生物的作用

挺水植物通過對水流的阻尼和減小風浪擾動使懸移質沉降，并通過與其共生的生物群落有凈化水質的作用。但它主要吸取深部底泥中的營養鹽，通常不或很少直接吸收水中的營養鹽，而其部分殘體又往往滯留湖底，礦化分解后又會污染水體。所以挺水植物的功能中，有把下層底泥中的營養轉移到表層的一面，不利于直接凈化水質。加上收割、水位變化對其生長的影響等問題，限制了它們在凈化水質中的作用。必須注意管理、收割利用和防止種群退化。

浮葉植物在一般淺水湖泊中有良好的凈化水質效果，種植和收獲較容易，有經濟效益，和觀賞效益，在一定季節可以作為重要的支撐系統。需要及時收獲。

大型飄浮植物在光照和營養鹽競爭上比浮游植物有優勢，有些種群的耐污性很強（如鳳眼蓮，喜旱蓮子草等），已經發展了在大水面大風浪條件下種植的技術，是良好的凈化水質選擇。浮萍生長快，許多種群能在空氣中固氮，覆蓋水面后與沉水植物在光照等方面有競爭，一般不宜采用。有些飄浮植物和浮體陸生植物（加上浮力支撐后可水培的植物）是很好的觀賞和食用植物，可在一定條件下組合應用，既有凈化水質作用，又有經濟效益、環境效益和觀賞效益。

著生藻類和浮游藻類生長過程中都有凈化水質作用。著生藻類的收集也不難，浮游藻類的收集也已發展了捕獲技術，在一定條件下也可因勢利導予以利用，一方面凈化水質，另一方面作為資源取出。

各種沉水植物是健康水生態系統的重要組成，其耐污程度和對水溫、水位、水流、水質、底質等條件各有差異，要根據當地具體自然條件因地制宜、因時制宜在時間空間上予以鑲嵌優化組合，使各種種群在整體上互補共生適應季節變化和環境災變。沉水植物和湖底水生植被的存在可吸附儲存生物碎屑于植物根部，增加底泥表層溶氧，遏制磷的釋放，阻止上層水體動力擾動向湖底的傳輸，減少湖底水動力交換系數，從而有效地遏制底泥營養鹽向水體的釋放。

螺、蚌等底棲動物可過濾懸移質，攝食生物碎屑，其分泌物有絮凝作用，螺有刮食著生藻類功能，蝦和若干種類魚類可攝食藻類、碎屑、浮游動物等。這些動物，作為健康水生態系統的補充組成，也有重要作用。

微生物，特別是氮循環細菌在水體自凈能力中具有不可忽視的作用。有機物的礦化分解，氮素的氣化，磷鹽的沉降和固定在湖底等都與細菌的作用分不開。自然界的水生植物附近共生有多種遠比自由水體中豐富的細菌群落。飄浮植物容易種植，采用耐污性強，生長快的飄浮植物作為先鋒植物，不僅有植物直接吸收營養鹽的作用，而且更重要的是有與其共生的細菌的作用。可以很快增加水的透明度，改善水質。飄浮植物作為細菌的載體極為重要。但飄浮植物受氣候條件影響，在有些季節難以發揮作用。因此研制人工載體和優選高效細菌種群極為重要。利用優化的人工載體培養優化的氮循環細菌，釋放到自然水體，以自然生物載體、其它人工載體和底泥為二級載體，水中懸浮物為三級載體，將原來荒漠化水域中以水土界面為主的好氧-厭氧，硝化-反硝化條件擴大到水面和水體并加強細菌濃度，從而增加系統凈化能力。 　3．水體修復的主要處理方法

水體修復技術包括以微生物為處理功能核心的生物處理技術、具有復合生態系統的生態塘處理技術、以植物和微生物為主要處理功能體的濕地處理技術、土壤處理技術和河湖等自然凈化能力的處理等。

3．1生物處理技術

生物處理技術包括好氧處理、厭氧處理、厭氧—好氧組合處理。其主要原理是人工馴化、培養適合于降解某種污染物的微生物，通過控制室和微生物生長的環境以穩定和加速污染物的降解。

由于生物處理技術起步較早，現在已有很多成熟的工藝，比如SBR、UASB、氧化溝等。這些工藝一般要輔助結合其他一些處理方法，例如物理處理法（如吸附法、重力法、離心法和引力法等）、化學處理法（如凝絮法、提取法、氧化法、離子交換法和沉淀法等）。

3．2 生態塘處理法

生態塘是以太陽能為初始能源，通過在塘中種植水生作物，進行水產和水禽養殖，形成人工生態系統。在太陽能（日光輻射提供能量）的推動下，通過生態塘中多條食物鏈的物質遷移、轉化和能量的逐級傳遞、轉化，將進入塘中污水中的有機污染物進行降解和轉化，最后不僅去除了污染物，而且以水生作物、水產的形式作為資源回收，凈化的污水也作為再生水資源予以回收再用，使污水處理與利用結合起來，實現了污水處理資源化。

人工生態系統利用種植水生植物、養魚、養鴨、養鵝等形成多條食物鏈。其中不僅有分解者生物、生產者生物，還有消費者生物，三者分工協作，對污水中的污染物進行更有效的處理與利用，并由此可形成許多條食物鏈，構成縱橫交錯的食物網生態系統。如果在各營養級之間保持適宜的數量比和能量比，就可建立良好的生態平衡系統。污水進入這種生態塘中，其中的有機污染物不僅被細菌和真菌降解凈化，而其降解的最終產物，一些無機化合物作為碳源、氮源和磷源，以太陽能為初始能源，參與食物網中的新陳代謝過程，并從低營養級到高營養級逐級遷移轉化，最后轉變成水生作物、魚、蝦、蚌、鵝、鴨等產物，從而獲得可觀的經濟效益。

3．3 人工濕地處理技術

人工濕地是近年來迅速發展的水體生物—生態修復技術，可處理多種工業廢水，包括化工、石油化工、紙漿、紡織印染、重金屬冶煉等各類廢水，后又推廣應用為雨水處理。這種技術已經成為提高大型水體水質的有效方法。人工濕地的原理是利用自然生態系統中物理、化學和生物的三重共同作用來實現對污水的凈化。這種濕地系統是在一定長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，污染水可以在床體的填料縫隙中曲折地流動，或在床體表面流動。在床體的表面種植具有處理性能好、成活率高的水生植物（如蘆葦等），形成一個獨特的動植物生態環境，對污染水進行處理!

人工濕地的顯著特點之一是其對有機污染物有較強的降解能力。廢水中的不溶性有機物通過濕地的沉淀、過濾作用，可以很快地被截留進而被微生物利用；廢水中可溶性有機物則可通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過程而被分解去除。隨著處理過程的不斷進行，濕地床中的微生物也繁殖生長，通過對濕地床填料的定期更換及對濕地植物的收割而將新生的有機體從系統中去除。濕地對氮、磷的去除是將廢水中的無機氮和磷作為植物生長過程中不可缺少的營養元素，可以直接被濕地中的植物吸收，用于植物蛋白質等有機體的合成，同樣通過對植物的收割而將它們從廢水和濕地中去除。

由于這種處理系統的出水質量好，適合于處理飲用水源，或結合景觀設計，種植觀賞植物改善風景區的水質狀況。其造價及運行費遠低于常規處理技術。英、美、日、韓等國都已建成一批規模不等的人工濕地。

3．4 土地處理技術

土地處理技術是一種古老、但行之有效的水處理技術。它是以土地為處理設施，利用土壤—植物系統的吸附、過濾及凈化作用和自我調控功能，達到某種程度對水的凈化的目的。土地處理系統可分為快速滲濾、慢速滲濾、地表漫流、濕地處理和地下滲濾生態處理等幾種形式。國外的實踐經驗表明，土地處理系統對于有機化合物尤其是有機氯和氨氮等有較好的去除效果。德、法、荷等國均有成功的經驗。

4．具體工藝的應用

在具體運用這些工藝是通常要做一些組合。例如采用：污水沉淀人工濕低生態塘。

目前國內外有很多水體修復的成功工程。例如日本渡良瀨蓄水池的人工濕地，這是一座設有人工設施的蘆葦蕩，將蓄水池的水引到蘆葦蕩，通過吸附、沉淀及吸收作用，去除水中的氮、磷及浮游植物，達到對水體進行自然凈化的目的。這種凈化過程循環進行，確保蓄水池水質潔凈。渡良瀨人工濕地的人工植被從陸地到水面依次為：杞柳（水邊林）—蘆葦、荻、蓑衣草（濕地植物）—茭白、寬葉香蒲（吸水植物）—荇菜、菱（浮葉植物），形成了一體的生態空間。渡良瀨人工濕地已經成為日本最大的蘆葦蕩，也成為對居民、兒童進行環保及愛水教育的場所，組織學生進行自然觀察。

在我國也有很多水體生態修復的研究和工程實例。例如李正魁研究了固定化氮循環細菌技術（INCB）在貴陽紅楓湖物理生態工程（PEEN）實驗區的除氮、抑菌效果，結果表明，應用PEEN—INCB技術使紅楓湖試驗區總氮、非離子氨和亞硝酸鹽氮分別平均降低0.568mg/L，0.015mg/L和0.019mg/L。工程后排入紅楓湖的非離子氨均

5．總結

傳統的生物處理工藝控制相對復雜，而且投資較大。而生態修復技術投資少，運行方便，能耗低。因此，生態處理技術在以后會得到更大的應用。

此外，生態修復工程可以結合其他技術，使其處理效果更加好。例如：利用基因工程和生物技術篩選超積累、高耐性修復植物和具有特異降解功能的微生物進入處理系統，能更有效的達到處理效果。

參考文獻

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