化学净化水质的方法范文

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关键词 生物净化水质；大浪淀水库；机理；应用

中图分类号 X524；X171 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）03-0303-02

河北省沧州市是全国严重缺水的地区之一，全市水资源总量12.64亿m3，人均水资源占有量192 m3，仅相当于全国平均水平的8%，全省平均水平的61%。为了解决该地区人们的生存与发展问题，1996年底修建了大浪淀水库，并投入运行蓄水。6年来，已累计引水入库3亿m3，有效缓解了沧州水资源严重短缺的现状，每年向市城区提供1.53亿m3的生活用水，结束了城区人民长期饮用高氟水的历史。该水库担负着沧州市55万人民的生活用水和近2.67万hm2农田的灌溉任务。自1996年投入运营后，库内水生浮游动、植物大量滋生，水体富营养化严重，水质败坏，超出国标《地表水环境质量标准》Ⅲ类水标准。1997年11月7日，水库停止向外供水，严重影响了人民的正常生活和沧州市经济发展，沧州市政府只能紧急启用备用水源向市区供水。为此，笔者针对水库水环境恶化问题利用生物措施对水库水质进行净化，使水质得到了明显改善。

1 大浪淀水库基本概况

大浪淀水库位于南皮、沧县、孟村3个县交界处，距沧州市以南22 km，中心位置坐标为东经116°55′，北纬38°6′。该水库设计库容1.003亿m3，蓄水面积16.89 km2，属大Ⅱ型平原水库。水库主体工程于1996年底建成，从1997年1月19日开始，每年的11月至翌年2月，通过明渠从黄河调水，1997年2月开始对外供水。大浪淀水库是以解决沧州市城区生活用水为主，兼顾工农业生产用水的重要地表水源地。由于该水库系农田和天然洼地改建而成，水中营养物质含量丰富，此外引黄河水途中又带入了较多有机质。

2 生物净化水质机理及技术

2.1 生物净化水质机理

生物在水体富营养后的自净过程中起主要作用。水体的自净，是由于水体自身物理、化学及生物等过程的作用使水体得到净化。生物净化就是生物在其生命进程中，经过氧化还原、吸收、分解等生命活动，使水体得到净化，在消耗水中营养物质的同时满足了生物自身生命活动的需要。生物净化水质是以生物链中各因子之间的相互依存、相互利用为基础，以水生态环境为条件，以水生生物学和水化学等理论为依据；利用生物调控的方法来净化水体水质，从而提高水的利用功效，改善淡水生态环境。笔者针对大浪淀水库存在的水质污染和富营养问题，通过对大浪淀水库的水质和水生生物进行定性、定量监测与分析，依据生态系统中物质循环、能量转换的法则和水体中主要水生动物食性的特点，找出影响水质主要因子的变化规律，确定消耗水体营养物质、净化水质的最佳生物配比，从而达到改善水质、促进水体生态系统良性循环的目的。

2.2 生物净化水质技术

自1998年开始，笔者对大浪淀水库的水质、生物、初级生产力以及鱼类资源等进行了定性、定量监测和调查，并取得了大量的基础资料。对比分析结果表明，有多个因子影响水库水质，主要包括高锰酸盐指数、pH值、溶解氧、透明度、总磷、总氮、硝酸盐氮、氨氮、水生生物等。根据生物净化水质机理，通过研究和对比水库营养成分以及浮游生物的种类和数量，分析得出2条食物链对水库水质起主导作用。

（1）水体中的有机碎屑、腐尸等，经过菌类分解后，一部分被小杂鱼、虾、鲤鱼、鲫鱼、幼鱼所摄食，从而又为肉食性鱼类提供了食物，其他被底栖动物、浮游动物所摄取，完成能量相互转换的循环过程；一部分返回水体中进行下一次的能量转换。

（2）在二氧化碳、阳光、温度等环境条件下，水体中的磷、氮等营养物质，经光合作用为浮游植物提供了营养，使其生长繁衍；这些浮游植物又为浮游动物、底栖动物等提供了食物，浮游动物、底栖动物又为鳙鱼、幼鱼、虾、小杂鱼及鲤鱼、鲫鱼提供了食物，其中小杂鱼、虾、幼鱼又为肉食性鱼类提供食物。各种水生生物的粪便和残体等有机物质，包括浮游动物、底栖动物、鱼类、水生维管束植物、浮游植物等经真菌、细菌等菌类分解后，营养物质又返回到水体中，从而使水体得到净化，完成初次能量转换的循环过程。

根据上述原理，建立了大浪淀水库生物净化水质模型，具体见图1。

3 生物净化水质技术在大浪淀水库中的应用

生物净化水质调控技术通过合理调控和配置生物种群数量和组成结构的方法净化水质[1-3]。该技术能够有效抑制浮游植物过量的繁衍，主要是调控鱼类规格、品种、种群及组成结构等，使其在满足牧食性鱼类生长、发育对水生植物的需要的同时，有利于浮游动物适量发展，并且能调整水生维管束植物生产量，降低水体中的营养物质含量，从而达到净化水质的目的[4-10]。

3.1 鱼类投放

鱼类投放的品种、规格、密度和数量是生物调控技术“调”的主要方式。根据大浪淀水库浮游动物生产力大于浮游植物生产力的现状，经对比分析研究决定：投放品种主要以鳙鱼、鲢鱼为主，少量搭配鲤鱼、鲫鱼、草鱼、银鱼等；投放规格以鳙鱼50~100 g/尾、鲢鱼50~100 g/尾、草鱼100~200 g/尾、鲫鱼30~50 g/尾、鲤鱼50~150 g/尾为宜；投放密度以鳙鱼84尾/hm2为宜、鲢鱼117尾/hm2、草鱼82.5尾/hm2，鲤鱼和鲫鱼靠自生繁殖，以捕捞的方式适当调控；投放数量以鳙鱼15万~18万尾、鲢鱼20万~25万尾为宜。

3.2 鱼类捕捞

鱼类的捕捞规格、数量和时间是生物调控技术“控”的主要方式。根据大浪淀水库浮游动物和浮游植物生产力的现状，经对比分析研究决定确定如下：捕捞规格应以鳙鱼3.0~4.0 kg/尾、鲢鱼1.5~2.0 kg/尾、鲤鱼1.0~5.0 kg/尾、鲫鱼0.15~1.50 kg/尾，草鱼2.5 kg/尾以上，银鱼4~6 g/尾为宜。捕捞时间以鲢鱼3~5龄后，鳙鱼2~3龄后，草鱼2龄后，即在其度过生活史中生长最快的发育阶段以后为最佳捕捞时机。鲤鱼、鲫鱼、银鱼等产卵孵化后即可捕捞。水库年捕捞量应以鳙鱼70~80 t、鲢鱼50~60 t，鲤鱼、鲫鱼、杂鱼、虾类等120 t，银鱼10 t为宜。

4 大浪淀水库水质净化结果评价

通过利用水质指数法对水库水质进行计算及评价，自利用生物净化水质技术对水库的水质进行净化后，水体的营养化程度由1997年的严重富营养净化至现在的中度营养，大浪淀水库的水质指数（WQI）由1997年的100调节为目前的18.6~30.7，即由Ⅴ类水净化为现在的Ⅱ类或Ⅰ类水。因此，大浪淀水库通过利用生物净化水质技术进行水质调控处理，已成为水质优良的饮用水水源地。

5 结语

几年来，为了使水库运行管理得到有效技术保证，大浪淀水库通过利用生物净化水质技术处理，其水质净化效果明显。为使水库水质长期保持最佳状态，并保持良好的生态环境，让水库发挥更大的经济、社会和生态效益，特提出如下建议：一是植树种草，改善库区生态环境。因地制宜，合理规划，有目的的在坝外肩及坝坡、滩地上种植花草树木，既能增加库区景观，美化环境，又可防冲固坡，保护堤坎，还能利用花草树木吸尘、吸毒，改善水体环境，对水质起到良好的净化作用。二是适当增加滤食性、杂食性鱼类的投放数量，增大草食性鱼类、小杂鱼的捕捞数量，用以控制浮游生物过量繁衍，并促进水生维管束植物对磷、氮等元素的吸收利用，降低水中营养物质含量，保护有益鱼类尽快形成优势种群。三是应进一步加大科研力度，对水库进行长期的水质、生物等方面的监测和应用研究。使用一些高科技及自动化的技术手段对现有库存鱼类进行准确监测。四是建设水质远程在线式实时监测系统，便于水库水质的准确控制[11-12]。同时，建立、健全水库水质的定期实验室化验机制。

6 参考文献

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关键词：生态水处理技术；园林景观；水质量

中图分类号：TU986 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）28-0090-02

1 概述

近年来，人们的居住条件逐步得到了改善，在房地产项目中还增加了园林绿化和景观水体的设计。但是因专业的不同，很多设计师只考虑水景的外在表现，却忽视了水景内在的水质。目前，对园林景观水体设计主要所采取的是生态水处理技术，这也是今后的一个发展趋势。

2 景观水污染的主要原因

城市园林景观用水出现水体污染有四方面原因：一是景观水是封闭状态，属于死水。这样的水体缺乏流动性、复氧能力差、生物氧化有机物能力较弱，这些因素都导致了水体自净能力差；二是景观水中缺少净化水质的生物链。在净化水体方面，生物链起到了重要作用，但是很多园林景观水都没有完整的生物链系统；三是因外界影响因素造成的一系列污染。如：碎屑、垃圾、扬尘、树叶、雨水等，这些物质在水中经过溶解、沉淀、腐烂这一过程，就必将导致水体质量出现恶化；四是园林景观水内源污染。内源污染指的是融入到水中的物质本来不具有污染水环境的能力，但是经过了一段时间后，在水中很可能会发生化学反应，最终形成破坏水体质量的水污染物质。

3 对园林景观水处理技术分析比较

景观水的质量，一般应达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的三类标准，但是对技术指标并没有严格的限制，但是对于水景都有视觉效果要求，如：常年保持水质清澈见底、无臭味、水色自然、能养鱼和植物。因此，设计者们在选择园林景观水处理技术时必须要充分考虑到正常的水质维护及受到暴雨冲刷后景观水能够迅速恢复水质，在系统运行中要具有强大的抗冲击能力，这样既不会影响到水处理效果，同时水质也达到了设定的要求。

目前，园林景观水处理技术主要有物理技术、化学技术、生物技术及组合技术等。在物理技术中，过滤技术是最为常见的，此技术是利用特殊的滤料对池中的污染物进行隔离过滤，随后清水再返回景观水池。随着时间的积累，滤料上的污染物逐渐积多，阻碍了水流，在一定程度上减弱了过滤效果。在处理景观水时，由于物理技术无法解决蓝绿藻的爆发问题，因此还不能单独应用。

化学技术可以分为直接处理与间接处理，通过干扰细胞物质的合成、光合作用及酶的活性对藻类及细菌进行处理就属于直接处理；为控制藻类及细菌的生长而改变它们的生长环境，这就是间接处理的表现。化学技术成本低、操作简单、易对水环境及水生态系统造成一些负面影响，因此，不能在景观水处理中单独使用，只是在特殊时期作为临时措施可以采用而已。

生物技术是利用微生物、高等动物、高等植物或生物制品来调节水生态系统的结构，转移、降解水中的污染物，恢复水体的技术。此项技术也有一些缺点：受外界环境因素影响大，无法稳定发挥出作用。尽管如此，这类技术能充分利用自然来净化与各类生物在功能上相辅相成的协同作用来净化水质也成了当前的一个研究热点。

组合技术是将以上技术进行组合，将各种技术自身的优势发挥出来。如：微生物-生态强化修复技术、生物浮岛+曝气技术、人工湿地技术、加药气浮技术、水生植

物+改性黏土技术都是利用了组合技术。通过深入研究景观水体变质的原因，我们已经发现主要污染源分为外源污染物（补充水、化肥、农药、雨水）和内源污染（动植物残体、植物、动物的新陈代谢过程的产物），而引起富营养化的源头就是水体（尤其是封闭水体）中的氮磷。

园林景观水的水质问题始终是一个难题，目前还没有一个有效的方法能将其彻底解决，所以就要运用组合技术来对景观水体进行标本兼治，通过短期治理和长期治理的结合将藻类去除，从而降低了水体中的氮、磷含量，保持了水体系统的生态平衡。

4 生态水处理技术在城市园林景观中的应用

以下我们以某城市建设面积为1000平方米的人工湖为例，湖心内设有花园，还带有喷泉设施。由于人工湖中的藻类物质迅速成长，且带有恶臭，已经出现鱼类死亡的情况，到广场散步的居民也越来越少。鉴于这种情况，就要采取有效措施改善人工湖的水环境，使湖内的水体重新恢复原有的状态——清澈、洁净、净化污染。

人工湖多建于人群密集的地方，在水处理过程中，还要保证不影响居民的正常生活，选择无噪音的处理方式。综合考虑这些因素，就可以采用微生物处理方式来修复水体质量。在应用此方法的过程中，还应该注意一些问题：

4.1 选用符合标准的微生物

微生物能加速水体中污染物降解，加快底泥中污染物的分解转化，应尽量采用人工选育培养出的生物修复菌种，主要有：光合细菌、硝化细菌、高效微生物光合细菌等。以上这些菌种在消除水中的氮、磷等营养元素及有机污染物的同时还可以抑制藻类生长，从而增加了水体溶解氧污染物的能力，净化了水质。

4.2 注意用无机营养盐来处理问题

采取水生植物处理方式，分解景观水体中有机污染物，之后有机碳会转化为CO2从水体中排出，最后有机氮、磷等物质转化为无机营养盐类，并滞留在水体中。如果长期将这些营养盐滞留在水体中，经过很长一段时间的积累，必然会出现水体富营养化的情况，进一步导致了藻类泛滥。因此，如果要利用水生植物处理的方式，就应注意分解后营养盐物质的消除问题，以免再次产生藻类生长过快的问题。另外，为了使有机氮、磷等物质转化的无机营养盐问题得到很好的处理，高等水生植物是较好的选择。高等水生植物与藻类一样，都是初级生产者。高等水生植物的根系能分泌化感物质，此类物质既能抑制藻细胞生长，也能使无机盐类的转化和积累逐步减少，推进实现了净化水质、抑制藻类生长的目的。

5 结语

在人们追求高品质生活的今天，城市园林景观成了一道重要的风景线，其中景观水是一个重要因素。文章对生态水处理技术做了简要的分析，将该技术应用到城市园林景观中去，可从根本上改善水体环境，发挥出自然资源的潜在能力。总之，生态水处理技术已经是水污染处理的主要技术手段，以较低的成本为人们创造出了和谐的生活环境，未来将有更广阔的发展空间。

参考文献

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关键词：河流；生态修复；生物——生态修复技术；综述

中图分类号：X52 文献标识码：A

1 概述

河流是人类赖以生存的水环境，是人类社会生存和发展的起源地。河流系统是自然界最重要的生态系统之一。目前由于人类活动排放的各种污染物进入河流，使河流水质和河流底泥的物理、化学性质或生物组成发生变化，从而降低了河流的使用价值，使河流失去了原有的意义。为了恢复河流的使用价值，人们应当对水体中的污染物进行处理，从而使水体得到净化，使人类对河流环境的干扰降到最小，与自然共生存，为生物栖息和繁殖创造良好的生态环境，造福于子孙后代。近年来，对河流生态修复的研究不断深化，河流水生态修复有多种方法，这些方法通过强化自然界自身的净化能力和物质循环规律去治理受损河流，是实现人与自然和谐相处的治理途径。

2 河流生态修复概述

随着人们对传统水利工程给河流生态系统带来胁迫的反思，人们开始认识到恢复河流生态活力的必要性和重要性，于是出现了河流生态修复的概念和相应的工程技术。河流生态修复的概念最早是在德国提出的，它强调水利工程在具有防洪、供水、水土保持等基本功能的同时，还应该达到接近自然的目的，特别强调河溪治理工程中的自然美学成分。

生态修复措施主要利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动，对河流水体中的污染物进行转移、转化及降解作用，从而使水体得到净化，具有可持续性好、保持力强、工程造价低、耗能少等优点。

3 河流生态修复技术

河流生态修复的主要技术方法包括缓冲区恢复、植被恢复、河道补水、生物——生态修复、生境修复等技术。

3.1 缓冲区修复

缓冲区是河流与陆地的交界区域，如河边湿地、河谷或洪泛平原，具有水域与陆地双重属性。缓冲区是河流生态系统与陆地生态系统进行物质、能量、信息交换的一个重要过渡带，成为两者相互作用的重要纽带和桥梁。它受到地表水以及地下水的影响，是一种生态交错带，具有明显的边缘效应。

3.2 植被恢复

植被恢复是最普遍的河流修复方法。植被可以通过影响河流的流动、河岸抗冲刷强度、泥沙沉积、河床稳定性和河道形态而对河流产生很大影响。同时，合理分布的植被还有助于减轻洪水灾害、净化水体、截留来自农田的氮和磷以达到保护水质的目的，并可提供景观休闲场所和多种生态服务功能。

3.3 生物强化人工河道、生态沟渠及生态护岸

生物强化人工河道是指结合水系疏通工程和结构现状，构建的以生物处理为主体的人工河道，水质净化设施主体设于河道内或河流一侧，形成多级串联式的生物净化系统，从而改善水环境条件。自然河道生态塘则是以太阳能为初始能源，在塘中种植水生植物，进行水产和水禽养殖，形成人工生态系统。通过多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化，可净化河水中的有机污染物。

生态沟渠是指根据水生植物的耐污能力及生理特征，充分利用现有沟渠条件，在不同渠段选择利用砾间接触氧化、强化生物接触氧化等措施，逐级净化水质，在达到分级净化水质功能的同时，将净化设施与地表景观融为一体，美化河流景观。

生态护岸是利用石头、木材、多孔环保混凝土和自然材质制成的柔性结构等构建，对河岸进行加固，防止河道淤积、侵蚀和下切，同时多孔护岸材料，为植物的生长提供了有利条件，为野生动物提供栖息地，保障自然环境和人居环境的和谐统一。透水的护岸也保证了地表径流与地下水之间的物质、能量的交换。

3.4 生态修复耦合技术

生态修复耦合系统是综合人工湿地、微生物及水生动物协同净化等原理设计的生态修复系统，可去除河流水体中的营养盐和有机物，从而达到修复河流水环境的目的。其在利用湿地植物的同时，构建新的水生植物系统；在美化景观的同时，合理配置生态系统营养级结构；利用多种微生物净化水体的同时，构建具有完整营养级结构的水生动植物生态系统；并利用动植物、微生物的协同作用改善河流水质。

4 河流生态修复技术发展的展望

随着对河流的认识加深，人们已认识到河流生态修复的重要性，河流生态修复技术不断得到改进。生态河流与利用传统水利工程方法治理的河流不同，它是一个完整的生态系统，因此，在不断探索河流生态修复技术的同时，还应加强对修复后生态河流的维护和管理，从而实现河流生态系统长期的健康和稳定。

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关键词：废水处理工艺；废水检测方法；关系

人类对环境资源、能源的过度开采，致使我国的自然环境遭受到重要的破坏和污染，环境保护逐渐得到广泛的重视，推动可持续发展战略得到社会各界的一致认可。其中，针对废水污染水资源、土资源的问题，需要我们加强对废水的处理和检测，不同的废水需要选择不同的处理工艺，对于成分较为复杂的生活废水，要想充分检测其中的污染成分，则应该选取合理的处理工艺，有效降低废水中的污染成分含量。

1废水处理工艺的选择

对废水进行处理，目的在于采用某种方法，或将废水中的污染物从中分离出来，或将废水中的污染成分分解、转化，从而达到防止病菌传染、避免异味、净化污水的结果。根据废水的不同种用途，采用不同废水处理效果标准。在选择废水处理工艺时，需要考虑以下因素。第一，需要考虑到废水处理规模、水质特性，考虑当地的实际情况和要求，对照技术经济各项指标，同时，还要考虑废水处理过程中残渣利用和二次污染问题等；第二，应切合实际地确定污水进水水质，必须对污水的现状水质特性、污染物构成进行详细调查或测定，作出合理的分析预测。废物处理有物理、化学、生物等方法。其中，上述三种方法或单独或配合使用，来去除废水中的有害物质，废水处理过程十分复杂，常用的废水处理基本方法可以分为以下几种：（1）物理法。主要利用物理作用处理、分离和回收废水中的污染物。例如利用物质密度的沉淀法和浮选法，沉淀法能够除去水中相对密度大于1的悬浮颗粒，与此同时还能回收这些颗粒物，浮选法能够除去乳状油滴或相对密度近于1的悬浮物。（2）化学法。利用化学反应或物理化学作用回收可溶性废物或胶体物质，例如，利用酸碱中和反应的中和法能够中和酸性或碱性废水，从而减轻废水污染，利用物质可溶性的萃取法，能够处理可溶性废物，回收酚类、重金属等。（3）生物法。利用微生物的生化作用处理废水中的有机物。例如，生物过滤法和活性污泥法用来处理生活污水或有机生产废水，使有机物转化降解成无机盐而得到净化。

2废水常见检测方法

不同的废水有不同的检测方法，其实质还是立足于水质特征以及废水处理工艺的结果。本文主要以工业废水为对象，介绍两种工业废水的常见检测方法，以下两种检测，都是测定废水中有机物含量，主要利用水中有机物容易被氧化的特点，从而将水中组成复杂的有机物逐渐分辨，定量。（1）BOD检测，即生化耗氧量检测。生化耗氧量是对衡量水中有机物等需氧污染物质含量的指标，它的指标越高，这说明水中的有机污染物质越多，污染越严重。制糖、食品、造纸、纤维等工业废水中有机污染物，可经好气菌的生物化学作用而分解，由于在分解过程中消耗氧气，故亦称需氧污染物质。若这类污染物质排人水体过多，将造成水中溶解氧缺乏，同时，有机物又通过水中厌氧菌的分解引起腐败现象，产生甲烷、硫化氢、硫醇和氨等恶臭气体，使水体变质发臭。（2）COD检测，即化学耗氧量检测，它利用化学氧化剂通过化学反应，将水中可氧化的物质进行氧化分解，然后通过残留氧化剂量来计算耗氧量，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。它的数值越大，这说明水质污染程度越重。化学需氧量（COD）的测定，随着测定水样中还原性物质以及测定方法的不同，其测定值也有不同。目前应用最普遍的是酸性高锰酸钾氧化法与重铬酸钾氧化法。两者相互补充，存在不同。COD检测更能精确地把握废水中的有机物含量，测定时，花费的时间也较少，测定只需要几个小时，不受水质限制，但是和BOD检测相比，却很难反映微生物氧化的有机物，从卫生学的角度直接阐释污染程度，另外，废水中还含有一些还原性无机物，它们在氧化时也需要消耗氧气，所以COD还是会存在误差。两者之间存在联系。BOD5的数值小于COD，两者的差值大致等于难生物降解有机物量。相差越大，说明难生物降解的有机物含量越多，这种情况下，便不应当生物处理法。因此，可以将BOD5/COD的比值来判别该废水是否适合采用生物处理法。一般BOD5/COD的比值，被称为可生化指标，比值越小，越不适合采用生物处理；适合采用生物处理法的废水，其BOD5/COD的比值一般认为大于0.3。

3废水处理工艺和废水检测方法的关系

废水处理工艺和废水检测方法之间存在紧密的联系，废水处理工艺和废水检测方法有着共同的基础，废水处理工艺和废水检测都关系到废水处理的最终效果，两者的关系具体表现在以下几个方面;一方面，两者都需要对废水中的污染物质的成分进行判定，根据水质特征来选择合适的废水处理工艺和废水检测方法，分析废水中的污染物质的物理特征、化学特性及生物特性等在废水处理工艺和检测上都十分重要，从上面的两个部分可以知道，废水处理的基本方法基本是按照废水水质特征来进行划分和进行，而在进行废水检测时，也需要弄清并消除其中物理、化学等干扰因素，在分析水质的基础上，再结合其他相关要素，进行废水的处理和检测，从而达到净化水质的目的。另一方面，废水检测需要选择合适的处理工艺，废水的处理工艺关系到废水检测结果，与此同时，废水的检测结果也影响到选择的废水处理工艺，例如，BOD5/COD的比值可以用来判别废水是否适用于生物处理法。合理正确的废水处理工艺能够有效地降低废水中的污染成分，废水的处理质量得到保证，废水检测的结果也更容易达标，两者之间的有效结合最终达到净化水质，减轻环境污染的效果。

作者:李超 单位:谱尼测试集团江苏有限公司

参考文献：

[1]周新.废水处理工艺对废水检测影响的探讨[J].山东工业技术,2016(10).

[2]李青.白酒生产废水处理工艺方案的选择[J].酿酒科技,2014(09).

篇5

父亲用最后的脸面借来了一笔钱，去养殖场买了鱼苗在水库里养鱼，这是最后的一点希望了。别的渔民都有只小木船，父亲买不起，他把木板架在四个空油桶上面，一根绳子连接到对岸，一路摸着绳子划过去喂鱼，这种交通工具叫“耙子”。

6月份的天气非常热，看得出父亲脸色比平常沉重了，听他跟妈妈说：“最近这几天每天都有几条大鱼死掉，这可怎么办！”

第二天早上父亲喂鱼回来，脸色比前一天更沉重了。他瞥了我一眼，说：“最近所有~户都在收鱼尸，我们家的也不知道能不能撑到下星期收购的来了。反正要死，今晚上就吃条活鱼吧。你初中读完就别读书了，去广州厂里打工吧。”

我看着父亲被晒得黝黑的皮肤，鼻子一阵酸，眼泪都快掉下来了。自从父亲生意失败后，他很少跟我单独讲话了。我真的很想为家里帮帮忙，但我只是一个初中生，能做什么呢？我没法安慰他，场面有点尴尬。我问：“鱼为什么会死掉呢？”父亲说：“今年夏天太闷热，水里缺氧气，现在水质也不好。”我绞尽脑汁后想起了化学老师做的一个实验――用高锰酸钾制造氧气的实验。

第二天我逃学了。我进城先在药店问有没有高锰酸钾卖，得知药店有。我问是不是可以制氧气？售货员说：“这个用途一般是净化水质的。”我狂喜，我的逻辑是――既然高锰酸钾能制造氧气，又能净化水质，那就是说没有毒喽，至少不会中毒吧。问好价格和使用方法后，我就去县城的姨奶奶家蹭了顿饭，撒谎说父亲让我来城里买药，但是钱丢了我怕挨打。姨奶奶大方地给了我钱，还有零花的。

回家后，趁着夕阳，我做了个火把，然后就坐着空油桶去了湖里的网箱。傍晚除了湖面上的网箱和守夜的狗，没有一个人，吓死我了。狗一直叫，要是渔民以为是偷鱼的，跑过来崩我一枪怎么办？但我更害怕这些高锰酸钾倒进去明天鱼死光了。不管那么多了，最后我一股脑全都倒进去了。很晚我才回到家，晚上翻来覆去睡不着，脑子里一片白花花的死鱼浮在水面上……

早上父亲带了一条鱼回来，跟我妈说：“XX家鱼差不多都死了，我们家的鱼才死了十几条。”然后，我就去上学了。放学回家，我又问了我爸鱼怎么样，我爸说今天死的不多。我这才偷偷地跟我妈说了这个事儿。

晚上父亲问我原委，虽然我也解释不清楚，但结果还是好的。那晚，我爸点了煤油灯陪我做作业。虽然没有一句表扬的话，但我懂。

篇6

人类进行边坡防护已有很长的历史，但在防护与绿化美化两方面一直没有统一，与传统防护材料相比，生态混凝土既有较高的强度能有效地进行边坡防护、加强边坡的稳定性，提高防护年限，又具有很大的孔隙率便于植物在其中生长，具有改善环境的功能，是一种被广泛认可的生态修复材料，因此，开展生态混凝土的研究具有重要意义。

本文主要针对具有生态环保功能的生态混凝土的配合比设计、强度、干湿交替作用下的耐久性、护坡构建和综合生态效应等方面进行了探讨和研究。在基本性能方面，本论文研究了生态混凝土在掺加矿物掺合料时，其强度随着掺合料掺量的变化规律。除此以外，还研究了掺加矿渣的生态混凝土处在干湿交替作用下的耐久性特点，进行了生态混凝土抗干湿交替性能的试验。在护坡构建中，还研究了植物必要的生长环境、生态护坡植物的选择以及生态护坡基质的选择。此外，本文最后研究了不同粗骨料的生态混凝土水质净化性能和污水处理的标准。

关键词：生态混凝土，干湿交替，生态护坡，强度，水质净化

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

第一章 绪论

1.1 研究背景

近年来，在水利工程建设中，人们逐渐意识到河堤护坡是河流生态系统的一个重要组成部分，它是河道水流生态系统向陆地生态系统过渡的一个通道。河道不仅仅具有防洪、航运等基本功能，还应具有生物栖息地和人文景观等功能。传统的浆砌石或混凝土河堤护坡虽然结构稳定，具有防止水流和波浪对岸坡基土的冲蚀和淘刷作用，但水体封闭在河道中，切断了水体和近岸陆地土壤之间各生态要素间的物质、能量及信息系统的有机联系，破坏了原有水陆交错带的生物群落。水生植物、水生动物不能正常生长而消失，生物多样性急剧下降，从而影响整个河流的生态环境。

此时就需要考虑发展能与自然协和共生的建筑材料来建造护坡。此护坡可保持水土，加固堤岸，又可维持甚至增加生物多样性并净化水质。这样，生态混凝土的概念就被引进了。生态混凝土又称环境友好型混凝土，又名亲环境混凝土，可以减轻环境负荷同时也与有机物相适应，它实质上是一种有着连续孔隙的多孔混凝土，水与空气能够很容易通过或存在于其连续通道内,能与生态环境相适应，可使水质得到净化。虽然与普通混凝土相比，它的强度和耐久性都有所不及，但是其有着极为广泛的应用前景，对人类社会的可持续发展有着深远的意义。

生态混凝土的净水功能主要由于它存在大量的孔隙，所以具有良好的透水与透气性。就目前国内外的研究现状来看，它的净水机理主要是物理作用、化学作用以及生态综合效应三个方面：

1．物理作用

多孔混凝土的孔隙率在5%～35%之间，并且连通孔占15%～30%，平均孔径为4～5 mm，并且孔隙弯弯曲曲，这就形成了很好的过滤材料，但是它的比表面积是远远小于如沸石、活性炭等良好的吸附净水材料。而且在实际应用中，我们可以想像到，它的孔隙会慢慢堵塞，从而丧失了过滤的功能。因此它通过物理作用来净水的效果是不会太明显的。

2．化学作用

大家都知道,我们经常使用石灰来净化水质,因为它不但可以调节pH,而且作为无机混凝剂可使污水中的悬浮物质絮凝沉淀,在澄清的同时也降低了水中污染物质的含量。混凝土组成材料中的水泥在水化过程中,以及混凝土浸泡在水中都会不断地溶蚀出Ca（OH）2, 从而起到净化作用。但是这会影响混凝土的耐久性，其碱性也会对生态植物产生影响。

3．生态综合效应

由于生态混凝土是多孔结构的，所以它就提供了适合微生物生长的生存环境。在其表面和内部有大量的细菌栖息繁衍,包括硝化菌、甲烷菌、脱氮菌等喜氧性和厌氧性细菌。而且多孔混凝土上形成的生物膜中生物种群较多,可以充分发挥生物膜的作用,降解水中的污染物质。另外水草等植物附着生长在生态混凝土上时，可以吸收水中的N、P等污染物质。

总之，生态混凝土在水中富集的微生物、动植物形成了一个综合的生态效应从而取得良好的水质净化效果，因此是我们研究的重点。

1.2 国内外研究现状

由于环境保护的需要，水土保持、水质净化和退化生态环境的修复和重建得到了世界各国的重视。人们试图通过多种途径解决保水、排水、保护水资源、保护生物的多样性等一系列包含复杂技术的生态环境保护问题。多孔混凝土是一种采用特殊工艺制备的含有连续空隙的混凝土，它既有一定的强度同时又具有透水性和透气性；多孔混凝土在水中富集的微生物、动植物形成了一个综合的生态效应从而取得良好的水质净化效果，在美国、日本、欧洲等国家得到了较为广泛的应用。

直到20世纪90年代美国、日本、欧洲等国家才开发使用生态混凝土这种新型的材料，尤其是日本在这方面做了深入细致的研究。日本大成建设技术研究所进行了连续四年的探索性研究，在1993年提出生态材料(environment conscious materials)概念的基础上, 日本混凝土工学协会在1994－1995年设立了“生态混凝土研究委员会”，1995年日本混凝土工学协会提出了生态混凝土(environmentally friendly concrete / eco-concrete )的概念。[1]

在生态混凝土的水质净化方面，文献报道日本近畿大学的玉井元治教授从90年初就开始进行多孔混凝土（POC）在自然水环境中生物附着和水质净化的可能性的研究。表明POC在自然水环境中会有大量不同的生物附着生长在其上面并具有水质净化的效果。[2]文献报道日本长崎大学于1994年起进行海水现场试验,将直径1m高0.5m的有孔试块10个一组地投入海中,并于1995年2月至1996年2月每月实测一次水质变化,发现生态混凝土有富集营养物质的功能. 另有文献报道,使用生态混凝土在公园内小河上建造净水渠(15m×2m×0.4m),水在其中停留1～3h可去除水中的BOD40%～50%,长时间停留可去除80%～90%。[3]日本德岛大学的水口裕之教授1997年在实验室建立了POC水质净化装置并开始研究多孔混凝土的空隙率，粗骨料粒径，孔隙直径对混凝土的强度，生物膜附着和水质净化效果的影响。发现空隙率20%～30%，粗骨料粒径5～20mm的混凝土（28天强度7.5～23MPa）在实验装置中浸泡30天，T-P除去率达60%，T-N去除率达50％。[4]林正浩和水口裕之教授通过在生态混凝土中添加高炉矿渣和沸石粉方法，研究其对多孔混凝土强度和水质净化的影响，取得了较好的成果。[5]日本宫崎大学中泽隆雄博士等也通过室内实验装置对POC的水质净化效果进行了研究，表明POC对废水的TOC、T-P、T-N的去除有明显的效果。[6]

我国在生态混凝土的研究在20世纪90年代后期才开始，与国外水平还存在较大的差距。清华大学、吉林水利科学研究所、吉林水土保持科学研究所对植生型多孔混凝土进行了一些研究。近年来，东南大学高建明教授、吕锡武教授和河海大学的吉伯海教授共同对生态混凝土进行了较为系统研究，取得一定的成果，并将其成功应用于镇江的江滨治理上。[7]同济大学陈志山副教授利用生态混凝土为材料设置了一套装置并研究其污水处理的效果。[3]除此之外，国内对其研究还是空白。

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关键词：高效生物生态一过滤复合技术景观水处理：现代园林：高尚住宅区

中图分类号：TU986.4

文献标识码：B

文章编号：1008-0422(2010)06-0212-02

1　引言

随着我国经济的持续发展，带来了城乡人居环境的不断改善和生活质量的不断提高，城市绿地、公园建设不断增多。在大型标志性建筑中，人工湖泊、人工河道及景观水池不断涌现：在现代高尚住宅区，水景住宅已成为一大热点。而景观水体中氮、磷等营养物质的富集使藻类大量繁殖生长，产生“水华”或“湖靛”，加上观赏鱼投加饵料的沉积、鱼排泄物聚积等，使水体出现恶化现象，水体透明度变差、颜色变暗，甚至有异味，水中溶解氧降低。这种情况下靠水体原有的生态系统是难以完成自净的。由于很多景观水在设计上忽视了水的富营养化问题，没有考虑对水体进行必要的处理，致使景观水水质逐渐变差。为防止景观水水体变坏，需要科学合理地对水质进行净化处理，以及对原有的生态系统进行加强和修复。

2　工程概况

湖南某高尚住宅小区占地面积达15万m2，小区内建有别墅、花园式高档住宅区、现代园林休闲区及大型人工湖泊、水景雕塑、人工瀑布等等。其中园林景观中人工湖处理的水域面积达10000多m2，平均水深1.8m左右。

3　园林景观水处理方法分析比较与选择

一般而言，现代园林景观水的处理可分为以下几种方法：

3.1　物理方法：

a)引水换水方式：当水体中的悬浮物(如泥、沙)增多，水体的透明度下降，水质发浑。可以通过引水、换水的方式，稀释水中的杂质浓度，以此来降低杂质的浓度。但是需要更换大量的水。而水资源在我国是相当的匮乏，势必要浪费宝贵的水资源。

b)循环过滤方式：在水景设计的初期，根据水体的大小，设计配套的砂滤装置和循环用的水泵，并且埋设循环用的管路，用于以后水质保养的加强净化。使水质能达到预期的效果。

3.2　化学方法(投加杀菌灭藻剂)

敞开式的水体，在阳光的照射下，会使水中的藻类大量繁殖，布满整个水面，不仅影响了水体的美观，而且挡住了阳光，致使许多水下的植物无法进行光合作用，释放氧气，使水中的污染物质发生化学变化，导致水质恶化，发出难闻的恶臭，水也变成了黑色。

所以投加化学灭藻剂，杀死藻类。久而久之，水体中会出现耐药的藻类，灭藻剂的效能会逐渐下降，投药的间隔会越来越短，投加的量会越来越多，灭藻剂的品种也要频繁的更换，对环境的污染也在不断地增加，久而久之将形成恶性循环，所以说用化学的方式处理水质，虽然是立竿见影的，但它的危害也是显而易见的

3.3　生态处理技术

景观水周围的绿地因新陈代谢会脱落大量的残花败叶，这些污染物会经过风吹雨淋逐步汇集到景观水。同时绿地由于施肥、喷洒农药也会把一些氮、磷等营养盐排入湖中。所有这些都会或大或小地影响湖中业已存在的生物圈。

当水体中的污染物达到一定程度的量超过生物链的“自净容量”时，正常的生物循环或生态平衡将被破坏，造成生物圈中某些种群的数量剧增，常见的如藻类的大量繁殖。大量繁殖的藻类不但会在水面形成密集的“水华”，影响水体观赏价值，同时藻类的老化、死亡又为腐生细菌提供了丰富的食物，大量的细菌在分解藻类尸体时会耗尽水中的溶解氧，使水质恶化、鱼类死亡。

生态处理技术的原理是利用培育的生物或培养、接种的微生物的生命活动，对水中污染物进行转移、转化及降解作用，被生物或微生物分解后的无机物又被水生植物通过光合作用转化成植物细胞：水生植物又可成为鱼虾贝等浮游动物的食物：浮游动物又被一部分鱼类捕食：鱼、虾的排泄物及死亡的水生生物的尸体又可被细菌分解成无机物，然后再继续循环下去，构成一条食物链。景观水体经过生态系统营养成份的循环后得到净化。从而使水体得到恢复。本质上说，这种技术是对自然界恢复能力和自净能力的一种强化。也是当前水环境技术的研究开发热点。实质上是按照仿生学的理论对于自然界恢复能力与自净能力的强化。可以说，按照自然界自身规律去恢复自然界的本来面貌：强化自然界自身的自净能力去治理被污染水体，这是人与自然和谐相处的合乎规律的治污思路，也是一条创新的技术路线。

各种处理方法优缺点的比较见表1。

从表1中显而易见，采用生态处理方式较其它方式具有成本低廉，效果显著，持续时间长等优点。

综合以上分析，并结合本工程的特点，决定采用高效生物生态+过滤复合处理技术，最大限度满足本工程对景观水质高质量的要求。

4　高效生物生态+过滤复合处理技术要点

4.1　工艺原理

本处理系统主要由生态处理系统、砂过滤系统组成。系统正常运行后，出水水质可达到景观环境用水标准(GB-T18921-2002)。砂过滤系统处理规模为30-40m3小时，每7～10d可循环一次，湖水经2台潜水泵提升到砂过滤罐，主要截留水体中的悬浮物、藻类、以及其他污染物，过滤后的澄清出水回流到水体上游，截留下的悬浮物等排出水体，工艺流程图见图1。

4.2　技术方案设计要点

本工程项目采用高效生物生态+过滤复合处理技术，具体设计方案平面布置见图2。

图2中A区种植水生植物。在A1、A2分别设置砼网格，其中A1区网格离瀑布要求5m。在网格上布植水生植物吊架按每平方米1个布置。植物吊架可根据季节的变化更换植物。通过水生植物吸收、富集水体中的营养物质及其他元素，增加水体中的氧气含量，抑制有害藻类繁殖，遏止底泥营养盐向水中的再释放，利于水体的生物平衡。水生植物能有效地净化富营养化湖水，提高水体的自净能力。同时为丰富景观效果，营造园林意境，增强观赏性，达到与周边环境及建筑风格相迎合的目的。

网格的下方挂置高效生物软性填料，培养微生物菌种，形成生物膜。利用瀑布的作用，通过水在空中飞行的过程中，与空气充分接触，完成复氧过程，提供给微生物，利用微生物摄取水体中的有机物质，从而使水体得到进一步净化。同时在图中4个位置增设充氧设备，增加水体中的溶解氧，利于水中鱼类的生长，并可根据季节、温度的变化适时开启充氧设备。

在水体下游水位最低的位置C区设置循环过滤系统。通过对水体的深度处理，去除悬浮物和其它污染物，使出水澄清后回用至水体中。

4.3　高效生物一生态处理技术

根据景观环境用水标准《GB-T18921-2002》，确定本工程出水的水质标准如下表l

4.3.1　培育高效的微生物

微生物是整个生态系统最主要的组成之一，在水生生态中，作为分解者的微生物，能将水中的污染物(包括有机物，某些重金属等等)加以分解、吸收，变成能够为其他生物所利用的物质，同时还要让它能够降低或消除某些有毒物质的毒性，成为真正意义上的地球环境的美容师。

本设计根据人工湖的水源水质情况，利用微生物菌剂，进行驯化，培养出适应当地情况的微生物，接着进一步对培养出来的微生物进行筛选，筛选出生理活性强的菌种，然后大量繁殖，投放水体。为了保证筛选出的微生物能保持良好的活性，一直处在高效的工作状态，在日常的工作中，须定期对微生物进行筛选、保存、复壮，将变异对微生物带来的影响降至最低，保持微生物物种的稳定性，这是生态水处理中水质稳定的关键因素之一。微生物菌种在水体中，不仅要完成它基本的分解有机物，降低或消除有害物质毒性的作用，还要毹将水生植物的残枝败叶转换成有机肥，增加土壤的有机质，并且对土壤进行改良，改善土壤的团粒结构和物理性状，提高水体的环境容量，增强水体的自净能力，同时也减少了水土流失，抑制了植物病原菌的生长。

4.3.2　生态处理中的水生植物种类选择

4.3.2.1　水生植物的选择

水生植物在生态处理技术中是一种重要载体，它的作用是：

①降低了水流速度，为SS(悬浮物)的沉淀创造了良好的条件。

②有效阻挡光线，减少藻类的生产。

③在冬季起到保护膜作用，防止土壤冻结。

④植物的地上和地下组织都可以形成生物膜。

⑤植物根部释放氧及其他的物质，如，抗生素、有机复合物等。

根据本工程实际情况，我们选择的挺水植物是荷花、昌蒲、水葱等；以起到对地表径流流入湖中的水起过滤作用，形成净化带，阻栏，吸收转化可能进入水体的有机质及营养盐，防止水体的富营养化，保持水体自净。

浮叶植物的选择了睡莲、凤眼莲、芡实、菱等。这些植物在浅水湖泊中有着良好的净化水质的作用，种植，收获较容易，兼具经济效益和观赏效果，在一定季节可作为重要的支撑系统。

沉水植物生长在湖底。能防止底泥的再悬浮而影响水体的透明度，保持湖水清澈。同时能吸收、转化沉积的底泥及湖水中有机质和营养盐，降低水中营养盐的浓度，抑制浮游藻类的生产。选择种植菹草、金鱼藻、轮叶黑藻等。

4.3.2.2　水生植物的布置原则

1)根据水面的大小不同布置植物种植槽，以控制水生植物的生长范围。

2)水面景观低于人的视线，综合岸线景观和湖面倒影、水面植物进行适当的景观组织，形成一幅幅优美的水面画卷。

3)植物以防污抗污、净化水质功能的水生植物为主，并具有较高的观赏价值。

4)水面上布置漂浮植物或漂浮载体，以水培法在载体内种植陆生花卉，减少湖水的光通量，抑制藻类的生产，增加水的透明度。水生植物的布置示意图见图3。

4.3.3　水生动物的选择

水生动物的生活性不同，有底栖、有生活在中层水域等等：并且食性也不同，必须配合水生植物的种类和数量，选择能起到水质净化作用的水生动物。

a)水生动物的作用

水体中放置适当的水生动物可以有效的去除水体中富余营养物质。如蚌类可以将水中悬浮的藻类及有机碎屑滤食，提高湖水的透明度。螺蛳主要摄食固着藻类，同时分泌促絮凝物质，使湖水中悬浮物质絮凝，促使水变清。滤食性鱼类，如鲢、鳙鱼等可以有效的去除水体中绿藻类物质使水体的透明度增加。因为人工湖水域面积大，会成为许多有害昆虫如蚊、蝇的滋生场所，在水中投放鲫鱼，它可摄食蚊子的幼虫及其他昆虫的幼虫，避免了水域对周围环境造成的危害。鲫鱼对环境的适应能力很强，并且能耐低氧耐寒。

b)水生动物的选择原则

1)不会大量的繁殖，甚至失控。

2)不会对水体形成强烈的搅动，甚至影响其他水体景观。

3)水生动物与水生植物能形成合理的生物链。

4)水生动物初始放养密度不宜过高。

5)底栖动物的放养在人工湖注水15d后进行，如开动增氧机在注水5d后进行。

6)鱼类的放养在人工湖注水并种植水生植物60天后进行。

通过以上对上、中、下各水层面水生植物合理配置与科学的布置，收到了显著改善水质的效果。

4.4　活性砂过滤处理技术

生态处理景观用水的另一套配套技术措施是采用活性砂过滤技术进行水质净化处理，在本工程中引进了瑞典先进的流体技术――活性砂过滤技术，它是一种集混凝、澄清、过滤为一体的高效过滤装置，与国内现行的过滤技术相比，具有高效连续性，24h连续工作，它不需停机反冲洗，工艺原理见图4。

根据本工程的规模，结合设备的特点，系统设计处理规模选定为45m3/h。处理设备用于对景观水体进行处理后循环利用。利用石英砂在过滤中自上而下的运动，搅动原水，通过原水过滤来降低水中的污染物含量，达到了处理和净化水质的作用。通过对水体的深度处理，去除SS和其它污染物，使出水澄清后回用至瀑布的上游。

本工程项目活性砂过滤系统、射流曝气机的运行根据季节、温度以及湖水水质的变化调节运行时间，保证鱼类的正常生长。按鱼类生长所须溶解氧大于5mg/l的要求，和我们在冬季12.5°时测得的湖水中溶解氧为8.4mg/l。冬季水温较低、湖水水质较好，溶解氧较高时，射流曝气机可不开或每隔1d在白天时间段(8：00-19：00)开启2台，且每隔一天轮换开启。夏季，水温较高、湖水水质较差、鱼类比较活跃，对氧的需求要大，湖水中溶解氧偏低，按白天时间段(07:00-19:00)4台全部打开。晚上(19:00-07:00)只运行2台：水质较差时可按24h不间断运行，冬季可按8～12h运行，活性砂过滤系统按24h运行。

4.5　处理效果

本工程景观水处理工程历经6个月的施工，完工后，水处理系统经一个多月的调试运行，处理后的出水透明、清澈，砂过滤系统的外排滤出液混浊偏黄，对悬浮物、藻类的去除取得了良好的效果。经对湖水水质连续二天的采样化验分析，湖水水质可满足景观环境用水(《GB-T18921-2002》)和渔业水质(《GB-11607-89》)综合标准。现已成功运行1年多，其水处理效果得到了业主广泛好评。

篇8

关键词：水体富营养化；治理措施；展望

中图分类号： Q178.5 文献标识码： A 文章编号：

近20年来，随着经济和社会的发展，江河湖海的富营养化也日益严重。据调查，我国有大小湖泊24800多个，而处于富营养化的占湖泊总量的65%，处于中营养化转化富营养化的湖泊占湖泊总量的20% [1]。水体富营养化不仅使当地饮用水源地受到威胁，水质普遍恶化，而且也制约了当地的社会经济的可持续发展和人民的生活，因此，如何防治水体富营养化具有非常重要意义[2]。

1、水体富营养化的含义

水体富营养化（eutrophication）是指水体中含有过多的氮、磷等可溶性营养物质，导致水体中的藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶氧量下降，水质恶化，鱼虾等生物大量死亡的现象。严重的整个水面被藻类覆盖而形成水华（海洋中出现称为赤潮）。水体富营养化可分为天然富营养化和人为富营养化。自然条件下，水体可接收由降水、地表土壤侵蚀和淋溶等途径带来的氮、磷等营养物质，使水体发生自发的富营养化过程，但过程很缓慢。人为富营养化则是在人类活动的参与下，使水体富营养化快速发生，藻类等浮游植物短时间内种群数量大爆发，水质恶化较迅速的现象。

水体富营养化是一个十分复杂的过程，受很多因素影响，其中氮、磷等营养物质增多是一个重要的因素，那么为什么氮、磷等营养物质充足易导致藻类大量繁殖？藻类大量繁殖为何会影响水质呢？

首先从藻类生长繁殖所需的外界条件说起。温度、光照、无机盐、CO2等都是藻类繁殖必需的，藻类利用光能，通过光合作用制造有机物，以满足自身生长繁殖所需。光合作用中所需要的叶绿素、藻蓝素等光合色素及许多酶需要氮、磷等元素，氮、磷等含量增多时会提高这些物质的含量，进而提高光合效率，制造较多有机物，繁殖也更快一些。对于藻类等浮游生物大量繁殖影响水质的大致过程可用下图表示：

图1 水体富营养化产生机理

从图1中，我们可以看到，水体富营养化后，会发生恶性循环，干扰了水体正常的溶氧平衡、降低了供水质量、影响渔业等生物资源的利用、破坏了水体生态平衡。所以防止氮磷污染，防止水体富营养化对经济的可持续发展、人类的和谐生存至关重要。

2、水体富营养化的防治

富营养化的防治可分别根据外源性营养物质和内源性营养物质来控制：

2.1、外源性营养物质输入的控制

大部分水体富营养化是由于外界输入的营养物质在水体中富集造成的，从长远的观点看，水体富营养化的防治应着重减少或者截断外源性营养物质的输入。控制外源性营养物质的措施有：制定营养物质的排放标准和水质标准，监测排入水体的氮、磷等污染物质的含量；根据水体的氮磷含量，实施总量控制；实施截污工程或者引排污染源，去除、降低污水中氮磷含量，以控制电源污染与面源污染；制定或出台禁止或限制含磷洗涤剂的政策，大力提倡不含磷的洗涤剂，从而减少外源性物质向内源性物质转变的可能性。

2.2、内源性营养物质的控制

进入诸如湖泊，河流等水体的营养物质，在水体分布中是十分复杂的。营养物质在进入水体以后，大致被分为三种状态：被水中的藻类吸收，成为水生植物的一部分；也可能被湖泊河流等的底泥积聚，被水生植物的根部固定，或由不溶性铁盐的保护层固定，在缺氧的条件下又被重新释放至水中；或者氮磷营养物质直接进入水体溶解与水中。由上述可知，减少内源性营养物负荷，有效地控制湖泊内部磷富集，应视以上三种不同情况，采用不同的方法。大致分为物理方法，化学方法和生物修复三种：

2.2.1物理方法

物理方法主要包括挖掘底泥、深层曝气、注水冲稀以及底泥表面敷设塑料等。挖掘底泥，可减少以至消除潜在性内部污染源；可定期或不定期采取人为湖底深层曝气而补充氧，使水与底泥界面之间不出现厌氧层，经常保持有氧状态，有利于抑制底泥磷释放。此外，在有条件的地方，用含磷和氮浓度低的水注入湖泊，可起到稀释营养物质浓度的作用。[3]物理方法的缺点是成本高、不经济，不能从根本上排除营养成分对藻类的刺激作用。

2.2.2化学方法

该方法主要包括凝聚沉降和使用除藻剂。一般用于絮凝的化学物质包括各种铝盐和铁盐，它能与磷酸盐生成不溶性沉淀物，从而减少了水体中磷的含量。而近年来人们采用较多的是合成有机聚合物，Leuschner(1984)称加入阳离子聚合物后浮游生物的絮凝性能明显提高。使用除藻剂能及时有效地对藻类的生长进行短期控制，这种方法适合于水华盈湖的水体，常有的除藻剂有硫酸铜。但是使用化学制剂除藻，向水中引入新的化学成分，有些不仅对藻类有抑制性，对其他生物也存在毒性。[4]有实验表明，硫酸铜的毒性与很多环境因子有关，其毒性随水温的提高而增加，在35℃以上时很容易导致鱼类死亡，使用上存在一定的安全隐患。另外，对大型和具有流动性的水体来说，使用杀藻剂的工作量大，费用较高，效果难以保证；一旦杀藻剂被分解或被稀释，藻类很快会大量繁殖，形成恶性循环。[5]

2.2.3生态治理

国内外对富营养化进行生态恢复的研究与实践，形成结论:(1)恢复或重建湖泊水生植被是富营养化浅水湖泊生态恢复的重要环节。(2)多稳态理论、生物操纵理论以及上行控制和下行控制理论是恢复或重建水生植被、实现由藻型到草型转变的重要理论基础。(3)生态恢复的前提是控制外源营养负荷，然后再在实施综合措施的基础上如疏浚或钝化底泥控制内源负荷，通过生物操纵或理化手段控制藻类等恢复或重建水生植被。

(1)沉水植物的修复

水体富营养化生态治理最常用的是水生植物修复技术。水生植物净化水体的特点是以大型水生植物为主体，植物和根区微生物共生，产生协同效应，净化污水。经过植物直接吸收、微生物转化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和悬浮颗粒，同时对重金属分子也有降解效果。目前，有些国家开始试验用大型水生植物污水处理系统净化富营养化的水体。大型水生植物包括凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲、加拿大海罗地、多穗尾藻、丽藻、破铜钱等许多种类，可根据不同的气候条件和污染物的性质进行适宜的选栽。

（2）人工浮岛修复

生态浮岛技术就是人工把水生植物或改良驯化的陆生植物移栽到水面浮岛上，植物在浮岛上生长，通过根系吸收水体中的氮磷等营养物质，从而达到净化水质的目的。

（3）微生物修复

微生物生态技术主要是通过调节污染物场所微生物的生存状况，从而提高土著微生物降解有机污染物的能力。①固定化光合细菌:是将游离的光合细菌利用固定化材料将其固定，用于处理污染水体的一种方法。②固定化氮循环细菌修复:固定化氮循环菌在参与水体的氮素循环中起着重要的作用，研究表明，接种固定化氮循环菌可去除富营养化水体中过量氮素。③深水曝气修复:通过向湖底曝气来补充氧气，使水与底泥界面之间经常保持有氧状态，有利于抑制底泥磷的释放。④EM制剂修复:有效微生物群是从自然筛选出各种有益微生物，用特定的方法混合培养所形成的微生物复合体系，其微生物组合以光合细菌、放线菌、酵母菌和乳酸菌为主。该微生物制剂对去除水体中的有机物、叶绿素a,氨氮和提高溶解氧等均有显著效果。⑤C1ear2Flo系列菌剂修复:专门用于湖泊和池塘生物清淤、养殖水体净化流修复及污泥去除，效果很好，可阻止藻类生长，污染因子大幅下降[7]。

3、展望

在利用生物治理水体富营养化过程中遇到了一些问题。如利用动物中得到的产品没有质量保证，植物可能在部分富营养化水体中不能生长，有些微生物去除N、P能力低或不能大量在广阔的水面上接种等，相信这些都会在今后的研究工作中得到解决。

生物防治水体的富营养化有重大的发展空间。建立生物治理富营养化水体系统，可以利用水生动物、植物及微生物，综合建立水体生物链，重复利用不同生物之间的腾点，取长补短，发挥各自的优势和互相配置优势，多种类、复合型生物治理体系是最有效、最有前景的途径[8]。

4、结束语

水体富营养化已严重制约我国的经济发展，影响了人们的日常生活和生产，水体富营养是亟待解决的问题，它的治理具有重要的社会意义和经济意义。在处理水体富营养化问题时，应因地制宜、从点源到面源、结合国内外先进技术手段，制定出科学合理的整治方案，为水生动植物创造更为优化的水体环境，重建生态平衡，恢复水体自净[9]。

参考文献：

刘光钊．水体富营养化及其藻害．中国环境科学出版社

刘慧，王春丽．水体富营养化及其防治．应用能源技术2006年5期

田永杰，唐志坚．我国湖泊富营养化的现状和治理对策．环境科学与管理2006年4期

庄一廷.湖泊、水库富营养化的监测．环境监测管理与技术[J]，2005，17 (8)：26

林泽新. 太湖流域水环境变化及缘由分析[J]. 湖泊科学. 2002(02)

张国华,曹文宣,陈宜瑜. 湖泊放养渔业对我国湖泊生态系统的影响[J]. 水生生物学报. 1997(03)

范成新. 太湖水体生态环境历史演变[J]. 湖泊科学. 1996(04)

篇9

关键词：河道 生态砼 生态袋 机理 施工方法

1 概述

在河道整治中，向来采用浆砌块石、钢筋砼等结构，河床被硬化、渠化严重，许多对生态起重要作用的自然要素消失，随着可持续发展的理念深入人心，建设环保型、生态型的河流日益成为河道整治工程的发展方向，生态砼、生态袋护坡就是近年来在河道整治工程中成功运用的典范。生态砼、生态袋护坡都能够有效预防水土流失，同时其上的草皮能够过滤河岸地表径流、净化水质，提高河岸生物的多样性。但生态砼、生态袋的作用机理不同，也各有优缺点。生态砼主要是施工过程中配合比的控制，特别是添加剂的选择、使用，施工不当，在生态砼内部不能形成足够、有效的空隙通道，就达不到生态效果。生态袋在完工后，生态袋本身的氧化及火灾（小孩点火）导致使用期缩短。

2 生态砼作用机理

生态砼简尔言之就是利用高强度黏结剂（水泥、SR-4等添加剂）将粒径较大的骨料稳定成型，利用粗骨料之间的空隙，完成土体与生态砼表层客土之间的水分、养分的传递与运输，促进植物的生长，从而对生态环境进行恢复。

骨料层能保证强度达到C5-C12之间，一般采用C10，保持抗冲刷强度在5m/秒以上，由于生态砼本身强度低于一般砼，为保证其整体性和稳定性，一般用高强度普通砼（C25）作为框格将生态砼分隔，框格一般2*2m为宜。

2.1 生态砼水质净化机理

生态砼浇筑即为多孔混凝土，具有净化水质的作用，机理如下:

2.1.1 物理作用。多孔混凝土孔隙率一般在25%左右，连续孔隙的孔径为直径为4～5mm是集料平均粒径的25%～27%。内部微孔结构因缓释性材料的不断溶出也会增加的。多孔混凝土能净化水质具有良好的过滤和吸附功能，原因是比表面积较大而孔径较小。

2.1.2 化学作用。多孔混凝土中溶出的Ca(OH)2是一种无机混凝剂，可以使水中的胶体物质脱稳后絮凝后沉淀下来。往多孔混凝土中增加Mg2+、Al3+可以阻碍Ca2+的溶出。缓慢溶出的Mg2+可以与水中的离子发生交换，生成磷酸氢镁沉淀。因此，Mg2+可以去除水体中部分N、P营养物质。溶出的Al3+形成Al(OH)3后是一种典型的无机混凝剂，可以去除水中的部分胶体物质。

2.1.3 生化作用。多孔混凝土的多孔结构提供了包括甲烷菌、硝化菌、脱氮菌等好氧性和厌氧性细菌的生存环境。在其表面和内部栖息繁衍着大量的细菌及其适于微生物的生长。多孔混凝土可以充分发挥利用较多的生物种群形成的生物膜来降解水中的污染物质。

3 生态砼施工方法

推荐配合比：水泥：砂：碎石：水：添加剂（SR-4）=250kg：150kg：1500kg：70-85L：5L

碎石规格：5-20mm。

砂：严格控制砂量，以保证孔隙率。

放料顺序：石子-砂-水泥-添加剂-水。

拌合时间：3分钟以上。

成品料：搅拌均匀，无沉淀，粗细骨料表面发亮、浆体粘裹均匀。

水灰比：控制不可出现流态浆体。

注意事项：①生态砼大都用在粉质砂土上，浇筑砼前2-3小时，洒水湿润坡面并拍实，以避免浇筑砼时，砼滚动沾上泥土，从而造成砼强度下降现象。②压实：用铁锹将表面拍打整平，使其表面颗粒呈均匀状态，用金属抹刀压实、抹平即可，无需振捣。③施工时间：搅拌至抹平在60分钟内完成。④其他参照普通砼。

4 植草

①在种植草之前，应在保持中性化的多孔混凝土表面填入保水性好的土质(约3cm厚)。②基层（营养层），有机肥、谷壳、原土（筛土）。③喷撒种子。④覆盖层：原土（筛土）、木纤维、少量有机肥、复合肥。⑤无纺土工布覆盖，防水分挥发、雨水冲刷。

5 生态袋使用机理

生态袋护坡具有永久性边坡结构，不用钢筋、水泥、石头等硬质的材料.它通过生态袋、土工格栅、三维排水联结扣相互联结，形成稳定的紧锁结构，它具有透水不透土的过滤功能，而且对植物根系友好，从而能为植被提供理想的播种和生长平台。

抗紫外生态袋：生态袋为边坡结构提供主要的组件单元，它具有透水不透土的过滤功能，而且对植物根系友好。生态效果主要由它来体现。

三维排水联结扣：三维排水联结扣相互联结同一力学数学模型下设计的抗紫外生态袋，从而形成稳定的三角内摩擦紧锁结构。

抗紫外扎口带：扎口带在施工中起到将已装满填充物的生态袋扎紧袋口的作用，从而保证每个填充袋体的完整性和有效性。

高强度加筋格栅：由高分子聚合物经挤压成型，然后拉伸而成。具有相当高的拉伸强度和拉伸模量。它主要是将生态袋与土体更紧密的结合成一个整体，从而具有更高的强度，以防止生态袋倾复。

6 生态袋护坡施工方法

6.1 填充材料

6.1.1 水上边坡工程的填充料。能自由排水的土壤和颗粒，清除根系、碎片、树枝、及超过50mm直径的石子和钙氯化物、毒性物质，石油产品等其它有毒物质。

土壤成分应含：（体积）有机物质（大约）：10-15%

粘土和淤泥：0—5%

大于2mm小于50mm的颗粒约：60—70%

大于0.05mm小于2mm的颗粒约：10—15%

过滤方面：在经历10分钟以上的中到大雨或水冲刷60分钟后不能有任何驻水；当地可用的商用肥料产品作为有机添加剂；混合均匀的所有的有机物质。

6.1.2 水浸边坡（或常水位以下）工程的填充料。清洁的颗粒材料，20mm的砂砾（最小颗粒2mm）。流水冲刷部位、防冻胀破坏的部位等要采用中粗砂填充。

6.2 基础施工

开挖深度要按图纸上要求，在坡度下的夯实基层或夯实土矿层上铺设一定数量层的袋子。

基础土体不要发生明显的变形和沉降。一般夯实到95%的密实度。

要挂线施工使基础的线条保持规整或合乎设计要求。

垒砌摆放生态袋时要达到整齐美观的效果。要挂水平线施工，上下层的竖缝要错开，标准扣要骑缝放置，人工压板踩踏压实，保证互锁结构的稳定性，袋子扎扣处和线缝结合处靠内摆放或尽量隐蔽。

在硬质基础界面上垒砌生态袋时，用锚钉固定或用不锈钢钉将标准扣（单面有钉）将第一排的生态袋钉在硬质界面上。也可用水泥砂浆配合固定。

6.3 生态袋填充施工

工程一般采用现场装料施工。先清除建筑垃圾、尖锐物、树皮树根、草屑等。填充黏土时，要将土敲碎，且尽量选含水率最佳的填料（握紧成团，松手掉落后，散碎）。

填料一定要尽量满实的装。袋较长时，每装1/3时，要抖紧袋内填料。

牢固结实扎扣，并试拉感觉良好即可。

先装好一个袋子，用磅秤秤量并记录重量做为其后装袋的标准样板。

切勿将装好的袋在户外或淋雨长时间的暴露，装好的袋尽量当日施工完毕。

袋装好搬运时，要离地搬运，不要在地面拖行或滚动搬运，放置时要轻放要放倒在地面上。

装袋时遇到上下变形大的，要及时调匀。

6.4 垒砌施工

层层错缝摆砌，由低到高。

基础和上层形成的结构：将三维排水联结扣在靠近袋子边缘的地方水平放置在两个袋子之间，使每一个三维排水联结扣在两个袋子间跨度，扎实袋子摇晃使每一个三维排水联结扣刺穿袋子的中腹正下面。每层袋子铺设完成后由人在放置的木板上面行走踩踏，目的是用来确保三维排水联结扣和袋子之间良好的联结。铺设袋子时，为修建一个平整漂亮的墙体，注意把袋子的缝线结合一侧向内摆放。

铺设上一层：后续铺层要在前一铺层的基础上进行，以便每个上层袋子用一个三维排水联结扣固定在二个下层袋子上，就像馅饼的馅一样夹在上下层之间，形成一个联结的表面粘连模式。继续铺设沙土袋，加固回填土。上层的重量会牢牢的把标准扣压入袋子中，形成袋与袋之间的坚实联结。在袋子上踩踏或在顶层夯实有助于确保袋子之间的互锁结构紧密联结。

生态袋摆放水平面向坡内方向倾斜5%（如M、S袋外侧分别高1.6厘米、1.2厘米），便于增进草本植物的生长。

篇10

关键词：生态型居住区；水生植物

目前国内生态居住区内的水体保持水质的方法多采用机械循环或使用化学药剂，这样不仅会消耗很多能源，还会造成一定程度的污染。另外，大面积的水体因缺乏植物的映衬，在景观上也显得单调、不生动，因此，加强水体植物在生态居住区水体中的应用很有必要。

1.水生植物的种类

凡生长在水中或湿土壤中的植物通称为水生植物，包括草本植物和木本植物。在园林中，对水生植物的分类按其生活习性、生态环境，可分为浮叶植物（浮叶花卉）、挺水植物（挺水花卉）、沉水植物（观赏水草）、海生植物（红树林）以及沿岸耐湿的乔灌木等滨水植物。

2.水生植物在居住区景观中的意义

2.1观赏意义

“浮香绕曲岸，圆影覆华池”；“波明荇叶颤，风热萍花香”。诗中的水生植物景致给人一种清新、舒畅之感。水生植物不仅可以观叶、赏花，还能欣赏映照在水中的倒影。同时水生植物在居住区水景中的应用可以丰富水面，软化僵硬的驳岸，而现在人们越来越追求居住区的生态野趣化，野趣最宜以水生植物配置来体现。通过种植些野生的水生植物，如芦苇、香蒲、慈菇、荇菜、浮萍、槐叶萍；水底种植一些眼子菜、黑藻、苦草等，则此水景定能野趣横生，给人们居住环境带来大自然的气息。

2.2水生植物的生态学意义

水生高等植物能有效净化富营养化湖水，提高水体的自净能力，也是人工湿地系统发挥净化作用必不可少的因素之一。以往国内生态居住区内水体保持水质的方法多采用机械循环或使用化学药剂，这样不仅会消耗很多能源，还会造成一定程度的污染。利用水生植物提高水体自净功能既降低了物业成本，还能美化环境，同时让居民能够认识湿地，增强环境保护意识。

3.居住区水生植物选择的原则

①荷花。睡莲科睡莲属，多年生挺水植物，分株或播种繁殖。荷花花叶清秀、花香四溢，是良好的美化水面、点缀亭榭或盆栽观赏的植物材料。②芦苇。禾本科芦苇属，播种或分株繁殖。其净化水质的效果较好，如将芦苇布置在自然式水岸边，别有一番野趣。③水葱。莎草科多年生宿根挺水草本，茎杆高大通直，青翠碧绿。其变种花叶水葱，在茎秆上有黄色环斑，具有一定观赏价值。水葱多于初春分株繁殖，栽种初期宜浅水。水葱茎秆挺拔翠绿，常用于水面绿化或作岸边点缀。④黄菖蒲。鸢尾科鸢尾属，是多年生湿生或挺水宿根草本植物，花色黄艳、花姿秀美、观赏价值极高。植物品种需与小区景观设计风貌相协调。规整现代风格的驳岸多采用浮叶植物，如睡莲、萍蓬草等。而山石的自然驳岸多在岸边石缝中栽植挺水植物或湿生植物，如黄菖蒲、水烛、再力花等。

4.水生植物布置的一般原则和要求

第一，水面种植不能过满。小水面最多30%-40%的水面浮满叶子或花，大水面在10%-20%。1株睡莲种下去，占地0.33-0.67m2，但发出的枝叶足够33.3m2的池塘享用，也就是用1%-2%的地方种植物，像睡莲、萍蓬草、荇菜等，将是满池浮叶，不断发展。直立的植物，如香蒲、灯心草、菖蒲、芦苇等，丛生而挺拔。有的植物喜欢浅水，以其屏障作用为背景是好的，但是遮挡视线，小水面安排1株或几株，点缀角隅，大池可以成片种植由它蔓延。

第二，水生湿生植物有强烈的无性繁殖能力。无性繁殖方式有集群式的和游击式2种模式。特别是游击式无性繁殖要注意控制其生长繁殖范围。将植物材料放入容器中固定其繁殖速度和范围。

第三，自然形成的或人工建造的水池，大多中间深，四周浅，种植之前要清楚植物生长需要的水深。

第四，水域视线的来源一方，如临窗一面或接近道路的一面，请少种或不种。植物要隔水相望才有倒影，所以，要在离视线来源稍远的一方，高低有序的种下去才好。视线如果来自四面八方，植物在岸边的种植要断断续续地留出大小不同的缺口，免得封闭。

第五，自然式土岸切忌等距种植或规则修剪，以免失去其自然本色。

第六，景观水域基质在放水或种植前必须清除其杂草或其它种子。对此，不能掉以轻心，否则会使水景杂乱无章。

第七，水域种植的基本格调要事先依四周景物决定下来，并与使用目的相结合。是野趣、淡雅，还是华丽、喧闹、多彩。然后再选择植物种类，这样才能达到理想的效果。

第八，水质的处理要合格，并注意换水周期。