生态修复基本原理范文

导语：如何才能写好一篇生态修复基本原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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开拓创新，首推生态毒理学五大原理

在人类几百万年的历史进程中，环境对开创人类文明和进步发挥着巨大作用。大气、水、土壤，江河、湖泊、湿地、农田、草原，都是人类得以生存的物质基础；而森林、矿藏等资源又为人类的不断发展提供物质，最终创造了地球上的人类文明。但是，人类在开发利用环境资源的同时，也对自己的生存环境造成了很大的破坏，产生了一系列的生态环境问题。近年来，随着经济和社会的迅猛发展，环境污染问题日益严重。

生态毒理学是环境生物学的一个分支。它研究有毒物质进入环境对组成生态系统的生物种群和生物群落所产生的生态毒理效应及其机理。环境污染问题出现后，促使传统的毒理学从研究毒物对生物个体所产生的效应扩大到研究毒物对生物群体所产生的效应。在此基础上，法国学者R.特吕豪特于1969年提出了生态毒理学的概念。

周启星教授对生态毒理学理论的最大贡献，是总结、归纳并提出了生态毒理学的五大基本原理：（一）环境毒物的剂量-效应关系原理；（二）环境毒物的结构-活性相关原理；（三）毒理作用的多层次效应原理；（四）毒理生态动力学原理；（五）环境毒物的生态适应性原理。以上五大基本原理的提出，对于深化生态毒理学研究以及在环境保护领域的多层次应用，产生了积极而广泛的影响。

在生态毒理学领域，尤其是近年来周启星教授等在石墨烯的健康与生态系统风险理论研究方面取得了重大突破，其研究结果被国际著名刊物《Chemical Reviews》刊出，此研究结果堪称为国际环境界的一项重大进展。

周启星教授通过对金属-金属、金属-有机、有机-有机等污染物之间复合生态毒理效应及其微观机理系统而深入的实验研究，不仅阐明了复合污染生态效应与污染物之间的复杂定量关系，还创造性地提出了联合效应广义理论：复合污染生态效应决定于污染物暴露的浓度组合关系而非其本身的理化性质；它不仅与生物种和生态系统类型有关，还与其作用的生物部位有关；复合污染生态效应是矢量而不是标量，它不仅存在“毒性倍增”机制，还会发生“危害延时”和“危害增时”风险。在此理论指导下，他还进一步归纳出“互作态”的新概念并赋予定量化内涵与定义，并通过实验修

正了教科书中一直沿用的“协同作用”和“拮抗作用”原有定义中不完整甚至错误的提法，并得到有关方面认可。

周启星教授还首次从理论上提出未污染区也有存在超积累植物的可能性，并以沈阳未污染区40科160种农田杂草为筛选对象进行系统的室外盆栽试验，首次发现并报道了龙葵（Solanum nigrum）、球果蔊菜（Rorippa gobosa Turcz. Thell.）和紫茉莉（Mirabilis jalapa L）为镉超积累植物，从而证实了这一理论的正确性和方法的先进性，这在重金属污染土壤植物修复以及生态修复理论上是一个较大的突破；在此基础上，周启星教授还成功地进行了污染土壤植物修复的实际应用，并对其超积累机理进行了深入研究，取得了重要进展。

在实践上，周启星教授以重金属污染土壤植物修复为重点目标，兼顾农药、石油烃和多环芳烃等有机污染土壤的修复，对镉超积累杂草进行其技术性能的多方挖掘和强化。为了解决生物量处理这一世界性难题，周启星教授率先开展了超积累花卉的系统筛选，首次发现紫茉莉（Mirabilis jalapa L.）为镉超积累植物。以根际圈理论为指导，较为系统地开展污染排异型杂草植物筛选研究，首次发现月见草（Oenothera biennis L.）为镉和铜污染排异型植物。这些重要工作和重大科学发现，为形成具有我国自主知识产权的基于植物修复的生态修复技术体系和开展环境调控实践奠定了基础，而且对于污染生态修复这一新的学科生长点的形成与发展具有巨大的科学价值。尤其是他领衔所著的《污染土壤修复原理与方法》，作为国际上迄今为止系统论述污染土壤修复基本原理并全面介绍相关方法及其进展的学术著作，已对该领域的科研和教学产生了广泛影响。

亲力亲为，为生态环保鼓与呼

在从事科学研究的同时，周启星教授还积极投身到生态环境的保护中去，为生态环境保护鼓与呼。他成功组织了三届污染生态学国际会议、五届全国污染生态学学术研讨会等学术会议；还成功地组织了“污染土壤修复与生态安全”第212次香山科学会议。此外，他还提出了“东北老工业基地环境污染形成机理与生态修复”和“环渤海地区复合污染、生态退化及其控制原理”的973项目建议，并得到了业界的广泛认可和有关方面的批准。

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环境科学专业核心知识单元，代表环境科学各个知识领域的不同方向，知识点分核心和选修两种，核心知识单元是所有环境科学专业学生要求具有的基础知识内容。

 

其中，专业基础类核心知识单元包括：①环境问题，核心知识点包括水环境问题、大气环境问题、固体废物污染、全球环境问题，选修知识点包括土壤污染、物理性污染和污染物生物效应。②环境科学基本原理，核心知识点包括环境/生态基本规律、环境科学学科体系和可持续发展理念。③环境科学研究方法，核心知识点包括环境科学方法论体系、生态学方法论、环境体系解析方法论，选修知识点包括环境质量调控方法论、综合/系统分析方法论。

 

专业原理类核心知识单元包括：①生态过程与效应，核心知识点包括生物对环境的适应、种群及其基本特征、生态系统特征及过程分析、生态学原理的应用。②环境生物过程与效应，核心知识点包括环境污染物在生态系统中的行为、污染物的生物学效应、生物监测原理与方法、环境污染的生物净化、退化环境的生物修复。③环境化学过程与效应，核心知识点包括环境中典型化学污染物、污染物迁移、污染物转化、大气环境化学、水环境化学。④环境地学过程与效应，核心知识点包括地球环境系统的基本组成运动规律及演化过程、地球环境系统有机圈层的组成结构及其功能、各圈层的演变规律及在全球环境变化中的作用、地球环境系统中物质和能量的迁移转化及循环过程。

 

专业技术类核心知识单元包括：①水污染控制，核心知识点包括废污水的物理处理技术、废污水化学和物理化学处理技术、废污水生物处理技术、废污水的自然处理技术、污泥处理处置。②大气污染控制，核心知识点包括颗粒污染物控制技术原理、颗粒污染物的控制技术、气态污染物控制技术原理、典型气态污染物控制技术。③土壤污染控制，核心知识点包括土壤污染源与污染特征分析、土壤污染控制技术原理、典型土壤污染物控制技术。④固体废物污染控制，核心知识点包括固体废物分类与特征、固体废弃物无害化技术与方法、固体废弃物综合利用。⑤环境监测，核心知识点包括环境标准、水环境监测、环境空气监测、固体废物监测、土壤污染监测、物理性污染监测、环境监测质量保证。⑥环境影响评价，核心知识点包括项目环境影响评价、规划环境影响评价、战略环境影响评价。⑦环境规划，核心知识点包括环境规划的技术方法、水环境规划、大气环境规划、噪声污染控制规划、固体废物污染防治规划。

 

专业管理类核心知识单元包括：①环境管理，核心知识点包括环境管理学的理论基础、环境管理的制度和政策手段，选修知识点包括企业/产业环境管理实践、区域一全球环境管理实践。②环境法律，核心知识点包括环境法基本概念原则、环境法律制度及法律效力、环境污染防治法、自然资源保护法、国际环境法。

 

专业实践类核心知识单元包括：①专业实习，核心知识点包括认识实习、生产实习、综合实习。②科研实践，核心知识点包括观察性实验、验证性实验、设计性实验、研究性实验。③毕业论文/毕业设计，核心知识点包括文献查阅、论文开题、论文研究、论文撰写、论文答辩。

 

二、建立核心课程体系

 

围绕环境科学专业各专业类别的核心知识单元，建立核心课程体系，承载核心知识点。各门核心课程围绕核心知识点组织基本理论、研究前沿、基本方法、实践案例等内容，形成系统。同时，设置先导课，为核心课程和核心知识点学习提供必要的基础知识储备。例如，“环境化学”课程，就需要无机化学、分析化学、有机及物理化学、环境科学概论、环境监测等课程作为先导课，提供环境化学课程各知识点学习所要求的基础知识储备。

 

专业基础类核心知识由“环境学基础”和“生态学基础”课程为基本载体。“环境学基础”课程坚持“起点高、容量大和观点新”的教学宗旨，系统介绍环境科学的产生与发展、人口、各环境要素污染与防治、可持续发展等内容，注重学生基本知识、基本技术、基本能力的培养，课程已经建设为国家精品课程，并积极探索慕课教学形式;“生态学基础”全面介绍生态学的基本概念、基本原理和基本应用方法，以及现代生态学的最新进展，该课程已经建设成为南开大学精品课程。

 

专业原理类核心知识由“环境生物学”“环境化学”“地学基础”课程为基本载体。“环境生物学”介绍环境生物学领域的基本理论和基本概念，结合现实环境中污染物与生物之间的相互作用，培养学生运用环境生物学技术解决实际问题的能力;“环境化学”介绍大气、土壤、水及生物相诸介质中环境物质迁移转化的基本原理，环境中主要污染物的来源及其在环境中的归趋，环境污染控制与修复过程及绿色化学中污染减量及消除的化学原理，“环境化学”课程已经被评为国家精品课程;“地学基础”课程介绍地壳的基本物质组成特征，气象要素的基本概念和表征方法、大气稳定度和逆温等与环境有关的基本知识，城市气候的基本特征，地球上水的循环过程，各种水体的基本特征，土壤的组成特征、形态特征、形成因素和成土过程，地图的基本概念、特征、组成要素、我国基本比例尺地形图的分幅和编号的基本方法，地形图的应用，遥感的基本概念、原理、遥感解释标志和方法，要求学生掌握地学的基本概念、基本规律和形成原因，以及地学基本手段的应用，该课程被评为南开大学精品课程。 专业技术类核心知识由“环境工程学”“环境监测”“环境影响评价与环境规划”课程为基本载体。“环境工程学”介绍水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废弃物处理与处置工程以及噪声防治与控制等的基本原理和方法，该课程被评为南开大学精品课程;“环境监测”课程全面介绍根据监测的目的进行调查研究、设计监测方案、选择监测方法、进行数据处理以及测试结果的分析评价，掌握环境样品的采集、保存、制备、预处理、测定及质量控制等方法，培养学生实际环境监测问题的分析和解决能力，该课程被评为天津市精品课程;“环境影响评价与环境规划”全面介绍环境评价和环境规划的基础知识、基础理论、基本方法以及评价与规划知识的实际应用。

 

专业管理类核心知识由“环境管理与环境法学”课程为基本载体，“环境管理与环境法学”课程介绍管理学基础知识和主要原理、中国环境管理的原则与政策、中国环境管理的体制与制度、中国环境法体系及内涵、中国环境法的基本原则和基本制度以及部门环境管理、区域环境管理、工业企业环境管理等。

 

三、围绕三条主线推动环境科学专业课程教学

 

1.环境问题识别和分析主线

 

环境科学是研究环境问题及其解决途径的综合性科学体系，其核心任务是揭示人与环境相互作用规律。环境问题的产生和解决促进了环境科学的产生、形成和发展。围绕着环境问题的识别和分析，形成环境科学基本原理、技术方法、管理工具以及具体实践科学体系。围绕具体环境问题识别和分析，组织核心知识单元、核心知识点和核心课程，课程之间科学逻辑关系紧密，便于学生认知和学习。

 

另一方面，在我国当前发展阶段，资源环境限制与社会经济发展矛盾空前突出，迫切需要环境科学培养专业人才，应对污染控制、生态修复与环境建设挑战。围绕我国面对的实际环境问题，针对性培养专业人才，建立起环境问题与人才培养之间的直接联系，建立以环境问题识别和分析为主线的人才培养模式，搭建对应的知识结构和课程体系，有利于为国家培养具备解决实际环境问题能力的急需人才。

 

2.实验与实践教学主线

 

坚持“注重基础训练、强化教学实习、突出创新能力、提高综合素质”实验教学理念，围绕核心知识单元和核心知识点，搭建专业基础实验教学平台，建立实践教学基地群，严格毕业论文环节，充分发挥实践教学对理论教学的有效补充作用。

 

(1)专业课程实验。课程实验和课堂理论教学相辅相成。围绕核心知识单元和核心课程，开设专业实验课程，包括环境监测实验、无机及分析化学实验、环境化学实验、生态学基础实验、环境生物学实验、环境微生物学实验。着重训练实验步骤、实验操作、实验安全、药品管理等基础实验技能，培养环境科学分析基本方法和技术。

 

(2)专业教学实习。合理安排专业教学实习时间，既能促进核心知识的理解和认知，又能为后续毕业论文/设计提供经验。围绕核心知识点搭建专业教学实习平台，建立教学实习基地体系，配合大气污染防治、水污染防治、固体废弃物污染防治、环境管理等核心知识点和核心课程，建立环境监测中心、环保卫生管理中心、科学院、环保科技公司、垃圾处理厂等实践教学基地，形成实践教学基地群，提供直观认识环境科学专业知识在实践中具体应用的机会，培养知识运用和理论联系实际的能力。

 

(3)毕业论文。设置毕业论文环节，通过学生参与论文选题、查阅文献、开展实验或设计、结果模拟与分析等毕业论文过程，系统锻炼学生运用理论知识、实验技能的综合能力。

 

3.科研创新训练主线

 

营造制度、平台、师资环境，建立稳定的科研创新体系。通过国家级、省市级、校级、院级各级别科研立项机会，搭建“国家大学生创新计划”“省市大学生创新立项”“学校大学本科创新立项”“学院创新立项”多层次立体化环境科学专业学生创新平台，为不同水平学生提供创新立项机会，逐步提高项目研究质量，严格过程管理，保障创新立项覆盖面。通过团队协作、教师交流、项目答辩等环节，锻炼学生创新思维和创新能力，提高团队合作与交流能力，鼓励学生科研成果报奖。

 

四、核心课程质量保障

 

(1)国家级特色专业建设。2010年，南开大学环境科学专业获批为国家第六批高等学校特色专业建设点。特色专业结合南开大学环境科学多年来的本科教学特色以及相关教育、教学理念，面向国际社会发展及现实中国社会大背景下的特征需求，同时考虑到学科本身的实践特征、时代特征和应用特征，推动与现阶段校内学习相补益的数个社会实践与互动教学平台建设。

 

(2)精品课程群建设。提出并实践“精品课程群”建设的教改思路，逐步推动各门课程精品建设，形成“精品课程群”体系，有效保障环境科学专业课程教学的高质量。

 

(3)国家级教学团队建设。2010年，南开大学环境科学专业基础课程教学团队被评为国家级教学团队。

 

(4)优质教材保证。作为知识的载体，教材是本科生质量的重要保障。为了提高环境科学专业人才培养的效果，自编出版环境科学专业系列优秀教材。包括1本国家级精品教材《环境化学》，4本“十一五”国家级规划教材《环境学基础》《生态学基础》《环境化学》《地理信息系统及其在环境科学中的应用》等。

 

(5)推动天津市实验教学示范中心建设。积极推动实验教学改革和实验室建设，建设天津市环境科学与工程实验教学示范中心，为专业人才培养提供实践和创新平台。提出“培养具有创新精神的环境科学与工程现代化复合型高素质人才”的实验教学理念，搭建“专业基础实验、教学实践、创新教育”的高素质人才培养实验教学平台，探索“坚守教学神圣，转变师生角色，强化开放综合，学科建设与实验教学相融合”的实验教学模式，取得了丰硕的教学改革与建设成果，学生教学效果突出。

 

(6)推行精细化教学管理。探索精细化教学管理模式并付诸实践，制订“教学效果的双评议制度”“主讲教师竞聘上岗制度”“教学效果的双评议制度(教学督导组评议和学生评议)”等规章机制，有效实现对教师“教”的目标导向和过程管理。

 

实行环境科学专业本科教学的课程小组负责制，实现了本科教学的优质师资资源配备，有效地促进了全体教师对本科教学的关注和重视。保证教授、副教授百分之百地参与本科教学，优化教师队伍年龄结构和学缘结构，提高教学效果。

 

实行“本科生课程主讲教师竞聘上岗”。对列入核心课程群建设的课程实行主讲教师竞聘上岗办法，结合学生评教结果，根据教学能力与教学效果优选课程主讲教师。

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[2] 骆永明，腾应.我国土壤污染退化状况及防治对策[J].土壤，2006,38(5)：505 - 508.

[3] 魏树和,周启星. 重金属污染土壤植物修复基本原理及强化措施探讨[J]. 生态学杂志,2004 ,23 (1) :65～72.

[4]Yao Z T, Li J H, Xie H H et al.Review on remediation technologies of soil contaminated by heavy metals Procedia Environmental Sciences.2012;16:722-729.

[5]Aresta M, Dibenedetto A, Fragale C, et al. Thermal desorption of polychlorobiphenyls from contaminated soils and their hydrodechlorination using Pd- and Rh-supported catalysts. Chemosphere, 2008; 70(6): 1052-1058.

[6]Tokunaga S, Hakuta T. Acid washing and stabilization of an artificial arsenic-contaminated soil. Chemosphere,2002;46(1)31-38.

[7]Li G D, Zhang Z W, Jing P, et al. Leaching remediation of heavy metal contaminated fluvio-aquatic soil with tea-saponin. [J]Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2009;25(10)231-235.

[8]周启星，吴燕玉，熊先哲.重金属Cd-Zn对水稻的复合污染和生态效应[J].应用生态学报，1994,5(4):438-441.

[9]黄益宗，郝晓伟，雷鸣,等.重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J].农业环境科学学报, 2013,32(3):409-417.

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关键词：铁道工程；边坡生态；防护技术

边坡生态防护技术通常就是指边坡制备依靠根茎之间的相互缠绕从而对整个边坡进行有效的加固，这种技术在应用的过程中可以十分有效的改善空气的质量，同时也使得行车的安全得到了显著的提高，而当前我国人民更加重视生态环境的保护，所以在这样的情况下，边坡生态防护技术也已经成为了一种非常重要的发展趋势。

1 边坡生态防护的发展前景

边坡防护分为两类：一类是工程防护，另一类是生态防护。工程防护主要是用在地质条件较差地段，为保持边坡稳定而采用的边坡防护措施，常见的防护措施有三合土抹面、喷混凝土、浆砌片石护墙、挂网喷锚、挡土墙、抗滑桩等。在以往道路与铁道工程建设中，边坡防护对其稳定性考虑较多，通常采用单纯的工程防护，而对生态防护并没有引起足够重视，导致被破坏的植物得不到恢复，边坡与自然环境不相协调，视角比较生硬，不但缺乏美感，而且还会产生光声污染，甚至局部环境恶化。生态防护主要是植物防护及植物与工程措施相结合边坡防护措施，它能有效地改善道路景观，营造生态环境，以实现边坡防护和景观绿化两大功能的完美结合。生态防护不仅有利于边坡的稳定，而且还可恢复植被，吸收噪音，减少太阳辐射，净化大气污染，调节局部小气候等特点，这种防护方式越来越受到重视，同时也是边坡防护发展的必然趋势。

2、边坡生态防护的基本原理

边坡生态防护技术是基于生态工程学、工程力学、植物学、水力学等学科的基本原理，利用活性植被材料，结合其他工程材料在边坡上构建具生态功能的护坡系统。通过生态工程自支撑、自组织、与自我修复等功能来实现边坡的抗冲蚀、抗滑动和生态恢复，以达到减少水土流失、维持生态多样性和生态平衡及美化环境等目的。一般认为生态防护的主要作用机理是植物根系对边坡土体的三维锚固作用。植物的垂直根系穿过坡体浅表的松散风化层，锚固到稳定层，起到锚杆作用。在土壤表层及下覆风化残积层中盘根错节的根系，可视为三维加筋材料，可增加土体的凝聚力值。另外，植被的蒸腾作用对地下水系的影响，以及微生物对土体的自我调节功能也对边坡防护起着不可忽视的作用。

3、边坡生态防护的主要类型

植物生态护坡已经在公路、铁路、河道等边坡工程中使用，其主要类型有以下几种：

3.1人工植被

人工植被主要有人工撒草籽、人工铺草坪和花格草皮以及人工栽种灌木等方式，这种方法操作方法十分的方便，同时在工程造价投入上相对也比较低，但是这种方法施工效率并不是很高，在工程建设的过程中不具有良好的适应性，在施工的质量和效果方面也不尽如人意。这种方法一般应用在面积比较小、坡度也不

是很大的土质或者砂土类的边坡当中。

3.2植生带

这种方法通常就是将植物的种子夹在无纺土工织物和天然的纤维垫中间，从而使其直接贴在边坡表面的一种绿化的方法。这种方法的优势就是植生带当中能够设置草种或者是肥料，在施肥均匀性方面有比较明显的优势，草种和肥料也不是十分的容易移动，植生带在使用的过程中能够体现出非常好的饱水性能，此外还能防止水分对草种的冲刷作用。草种在播撒的时候出苗的效果比较好。在很短的时间之内就可以发挥其积极的作用。施工中比较节省时间，在操作的过程中也比较方便快捷，可以按照实际的需要对植物进行剪裁。其也存在着一定的不足，它在施工中对铺设的要求比较严格，应用的范围十分有限，适应能力并不是很强，这种方法比较适合使用在坡度较小，平整度较好的边坡当中，这种方法当前在北方的边坡绿化和水土保持工作中具有非常好的应用效果，但是在南方的边坡生态防护工程当中并没有得到广泛的应用。

3.3.液压喷播

液压喷播通常是借助喷呀喷播及来对草坪植物的种子、肥料以及稳定剂进行均匀播撒的技术，这种技术的优势是施工十分的方便，同时其速度比其他的技术更快，草坪的均匀性较强，工程施工中投入相对较小，同时可以在很大的范围之内加以应用。

3.4网带工程

这种技术通常是将种子、肥料和土壤等多种物质装在纤维网或者是金属网袋当中，之后要将其固定在边坡的表面，从而实现绿化功能的技术。这种方法的优势是其使用的范围比较大，同时具有非常好的适应性，但是其也存在着一定的缺点，其成本投入子昂对较高，施工中对技术的要求也比较严格，比较适合使用在土石边坡和岩质边坡当中。

3.5框格工程

这是一种圬工防护措施与生态防护措施相结合的方法，它采取在边坡上砌筑、装配一定形状的混凝土（或其它具有一定强度的工程材料）框格，然后在框格内堆填土或土袋来进行绿化。该方法框格形式主要有：方格型、拱形型和人字型等。施工顺序为平整坡面框格施工回堆填土或土袋撒种子或铺草皮前期养护。优点是抗冲刷能力较强；缺点是施工较繁琐。适合于坡度较陡的土质和易风化的岩质边坡。

3.6客土种子喷播工程

采用湿式喷枪，通过压缩空气将植物种子、肥料、土壤和水的混合物洒布在边坡表面上，形成1～3cm厚的植被层，再在上面洒布一层乳化沥青或铺设无纺布以减少雨水冲刷并延缓土壤中水分的挥发。客土种子喷播工程一般多与金属网或土工网张拉工程组合施工。该方法优点是应用范围广、适应性强、施工效率较高；缺点是成本高、施工较繁琐。适合于各类土壤成分少、土壤硬度高的挖方边坡。目前该方法在国内也得到了研究和应用。

3.7植被型多孔混凝土护坡

该技术的研究始于20世纪90年代中期，是在多孔混凝土的孔隙中填入种籽、保水剂、有机质和肥料等的混合物，然后浇水促使植物发芽。该方法施工顺序是清坡坡面填入培养土层安装植被混凝土试件填充试件间接缝砂浆养护。该技术的特点是坡面结构稳定，造型美观、规整，同时具有很好的环境效益。缺点是施工复杂，造价较高。该方法适用于风化岩石、坚硬岩石边坡，经适当简化也可用在土质边坡或平地。

4、结语

在道路和铁道边坡生态防护中，其最为重要的一个目的就是要在保证边坡稳定性的前提下对植被进行保护和修复，我国这项技术发展的时间并不是很长，总体上来说还有很多不成熟的地方，所以需要不断的改进和完善，只有这样，才能更好的促进我国的生态建设。

参考文献：

[1]吕恒华，刘涛.公路路堑边坡水土保持措施效果探讨[J].中国水运（下半月刊）.2010（09）

[2]吴红艳，杨丽明.道路与铁道工程中的地质灾害评价[J].山西建筑.2009（02）

[3]李五夫.地下铁道工程测量的主要工作内容和技术方法[J].黑龙江交通科技.2008（08）

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关键词：污水处理、微生物、修复技术

中图分类号：TU992文献标识码： A

一、前言

随着人类农业工业活动的加强大量施用化肥、农药以及工业废弃物的排放，使得许多有毒有害的有机化学污染物进入土壤系统，同时对地下水及地表水造成二次污染。清除环境污染物的传统方法有物理修复法和化学修复法，但是这些方法存在着处理费用高、操作复杂、而且有二次污染的可能性等缺点。

微生物修复技术是近年来新兴的一门环境生物技术，实验结果表明生物修复技术是有效的可行的。目前生物修复技术在清除或减少土壤地表水地下水和废水中的化学物质方面的应用已获得成功。本文介绍了利用微生物对污水进行修复的主要技术。

二、微生物修复原理

微生物修复的基本原理是利用自然界中微生物对污染物的生物代谢作用。实际上，大多数环境中都存在着天然微生物降解净化有毒有害有机物质的过程，只是自然条件下的微生物净化速度很缓慢，因此，能够被广泛应用到环境保护实践中的微生物修复，都是在人为促进条件下进行的，如通过提供氧气，添加氮磷营养盐，接种经过驯化培养的高效微生物等来强化这一过程，迅速去除污染物质，这就是微生物修复的基本思想。

与化学、物理相比，生物修复技术具有下列优点：

(1)原位修复可使污染物在原地被降解清除；

(2)修复时间较短；

(3)操作简便，对周围环境干扰较小；

(4)设施简单，运行经费少；

(5)操作者与污染物直接接触机会减少，不致对人产生危害；

(6)不产生二次污染。

当然微生物修复技术并不是十全十美，它也存在不足：

(1)条件苛刻，微生物修复是一种科技含量较高的处理方法，其运作必须符合污染场地的特殊条件，微生物修复易受环境条件变化的影响：酸碱度、温度以及其他因素等都会影响微生物修复的进程；

(2)由于微生物的专一性，导致对水体修复的宏观效果不佳；

(3)需要对污染环境进行详细和周密的调查研究，前期工作时问较长，花费高；(4)微生物对污染物的降解存在一极限浓度；

(5)修复过程中可能产生有毒物质。

三、微生物修复的影响因素

微生物修复的成功运行，主要是在适宜的环境条件下，微生物对污染物的降解过程能够发生。

3.1营养

微生物的生长需要保持碳、氮、磷营养物质及某些微量营养元素在一定浓度，在生物修复过程中经常会出现缺乏氮、磷菩营养时降解速度变慢的情形。

3.2溶解氧浓度

大多数微生物在降解污染物时需耗氧，因此污染物浓度高时，水体或土壤中的溶解氧往往消耗殆尽，造成污染场所食物链中断，污染物质的降解也随之终止，因此溶解氧水平也是生物修复中的重大影响因素之一。

3.3 pH值

微生物对环境pH值非常敏感，pH值的变化会对微生物降解污染韧的速率和活性产生很大影响。接近中性pH对于大多数微生物都是合适的，一般不需要进行调节，只有在特定地区才需要对环境的pH进行调节。

3.4温度

微生物可生长的温度范围较广，一般而言，微生物生长的最佳温度为25℃～30℃。通常随着温度的下降，生物的活性也降低，接近零度时活动基本停止。

四、微生物修复技术在污水处理中的应用

4.1加入微生物和微生物制剂法

投放微生物和微生物制剂法，即针对不同的水体，向其投加针对该污染环境而事先培养好的微生物或外源微生物制剂，并为之创造良好的生长条件，形成优势菌种，最终做到对污染水体的修复。利用投加微生物和微生物制剂比土著微生物对污染的自然净化的速度快。同时具有针对性，可以对不同程度的水污染能够进行不同程度的净化。

4.2吸附技术

生物吸附法作为一种新兴的废水处理技术，在处理低浓度重金属污染废水方面有着极为广阔的应用前景。从运用情况看，利用微生物吸附废水中的重金属在投资、运行、操作管理和金属回收、回用等方面优越于传统的治理方法。与其他技术相比，生物吸附技术有得天独厚的优点，差别在于运行过程中微生物能不断地增殖，且去除金属离子的量随生物量增加而增加。而离子交换法中离子交换树脂的交换容量有限，达到饱和吸附后，就不能再去除金属离子；化学沉淀法中，作用物的化学计量也是一定的，无增殖的可能。因此，开发和利用生物吸附处理重金属废水，使废水处理的技术向着无毒、无害、无二次污染的方向迈进了一大步。

4.3固定化技术

生物催化剂固定化技术发展到今天，已形成了较为完备的理论与方法。随着环境生物学的发展，固定化在治理污水中越来越受到青睐。固定化技术使生物催化剂具有与其在游离状态下完全不同的优点，例如，与产物分离方便；生物催化剂可回收或循环使用；生物催化剂稳定性大大提高；反应过程可得到严格控制等。这些特点使价格昂贵的生物催化剂的应用成本大大降低，从而使其在大规模工业化生产中得到应用成为可能。

4.4培养微生物技术

培养微生物技术是一种污染水体的微生物修复技术。它通过向水体中投加营养物质、无毒表面活性剂、电子受体或共代谢基质等物质来强化水环境中本身具有降解污染物能力的微生物的生存环境，从而达到激活土著微生物，使土著微生物对污染物的降解能力充分发挥，从而达到水体修复的目的。

4.5投加微生物絮凝剂技术

微生物絮凝剂主要是在菌细胞外分泌的，它是一种具有絮凝功能且能被自然降解的高分子有机物，如糖蛋白、纤维素和DNA等，有些直接利用微生物细胞，如某些大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中的细菌、霉菌、放线菌和酵母菌等，本身即可用作絮凝剂。微生物絮凝剂具有高效、无毒和易于生物降解的特点。

五、微生物修复的发展趋势

污染水体的修复是一个牵涉到污染治理、环境生态和水利水文等多学科的系统工程，治理水体污染必须从水体的功能定位、污染整治的日标和水体生态系统平衡的建立等多方面入手。微生物修复与物理修复、化学修复相比虽然有众多突出的优点，但只有与物理修复、化学修复等方法相结合，组成统一的修复技术体系，微生物修复才能在治理水体污染方面发挥出最大的作用。

因此，微生物修复技术今后的研究趋势是：(1)微生物修复与物理化学修复相结合的组合技术；(2)原位和异位相结合的生物修复组合技术；(3)采用现代分子生物学技术研究生物修复的机理以及分离培养高效降解菌和构建基因工程菌以提高微生物降解污染物的效率等。

参考文献：

篇6

传统的河道治理一般采取浆砌石或混凝土固岸、裁弯取直、疏挖河道等措施，这些措施虽然在一定时期内保障了河道水系安全，但也伴随着出现了一些生态环境问题：如采用大量的混凝土或浆砌石材料使河道硬化严重，改变了河道的自然属性，侵占了生物栖息地，割裂了水路系统的联系，也减少了对地下水的补充：硬化的护岸使得各种污染物未经过滤吸收直接随径流排入河道，导致水质恶化，河流生态系统严重受损；河道的裁弯取直增大了水流流速，从而加剧了水流对河床底部和河岸的冲刷。可见传统的河道整治措施已经不能满足现代化城镇发展的需要。因此必须寻找新的河道治理理念，在未来的河道整治中，不仅要继承传统整治技术的精髓，更要重视水质的提高，水环境的改善和生态水系统的保护，实现人与自然的和谐统一。

城镇河道综合治理原则

开展河道综合整治是恢复提高河道基本功能的根本措施，是提高水资源承载能力、改善生态环境的有效途径、是打造绿色生态河道的客观需要。在整治过程中，应遵循以下基本原则：

安全性：河道整治的目的不仅仅是为了防洪排涝安全，更重要是为了洪水安全、生态用水安全和水环境的质量安全。水安全体系是构成河道生态系统的基础条件。

生态性：生态性是指河道治理应满足生物的生存需要，保证河道生态的健康发展为基础。河道整治应以生态性为基本原则，尽量保留原有的生物群落及其栖息地，促使水体自然循环与净化，实现河道生态可持续发展。

自燃性：蜿蜒曲折是河道的天然属性，因此在河道整治中，应尽量保持河道的自然地貌特征，维持自然的水文过程，为水体自然流势创造条件。

地域性：不同区域具有不同的特点，这种地域的差异性和特殊性要求人们在进行河道综合整治过程中不能照搬照抄，要因地制宜选择适应的整治措施。如流经城镇居民区的河段在整治过程中宜注重景观功能，满足人们回归、亲近自然的要求，把水利工程和城镇景观结合起来，造当地浓郁的人文气息。

城镇河道综合治理措施

河道整治工程所追求的重要目标就是要协调城镇发展与河道生态保护的关系，同时尽量维护河道原有的自然地貌和水文特征，因此综合整治的措施包括生态护坡、水质修复治理及河道景观三个方面。

1、生态护坡工程

在防洪与生态需求成为河道建设中主要矛盾的背景下，采用生态护坡政治模式可以在满足城镇生态系统要求并创造良好生态条件的同时，使河坡具有一定抗洪防冲能力。因而建设生态护坡工程已经成为国际上公认的解决河道整治问题行之有效的方法。生态护坡技术是基于水土保持学、生态学、水利工程学和生物科学等科学的基本原理，利用植物及植物与工程材料相结合的方法，在边坡上构建具有生态功能的护坡系统，通过生态工程的自支撑、自我组织与自我修复等功能，实现边坡的抗冲蚀、抗滑动和生态恢复，以达到减少水土流失、维持坡面植物生存环境、提高坡面动物和微生物栖息地的质量，营造健康的河流生态系统和改善人居环境等目的。可见，真正意义的生态护坡应该是一个包括植物、动物、微生物的完整的生态系统。然而，目前国内很多生态护坡的建设仅仅考虑的护坡上的植物，而完全忽略了动物及微生物在边坡生态系统中的作用，没有从根本上实现生态护坡生态系统的完整性。所以，借鉴国外生态护坡技术，完善我国生态护坡技术体系，在工程建设中实现真正意义的生态护坡，这将是我国今后生态护坡技术应用研究的重点，当前国内外采用的各种生态护坡技术主要有生物工程技术、土工网符合植被技术、植被型生态混凝土技术、多自然型技术等。

2、水质修复治理工程

水污染治理是一个综合系统工程，其主要措施包括污染水源的拦截，河床的清淤处理、有源活水和污水处理等方面，并辅以必要的植物措施，恢复河流的自净能力。河道污水治理关键要从污染源治理与截污入手，加强截污工程建设力度。同时，必须提倡清洁生产，大力控制污水的排放和处理，在保证一定水质的基础上，采用河流生态技术，进一步提高水质，美化环境。将环境工程中的生物修复救赎应用到水利工程的河道综合整治中，是城镇河流特别是受污染河流整治的重要方向。生物修复技术因具有处理效果好，工程造价相对较低，运行成本低廉，还可以结合景观改善河道及其周边休闲场所的建设等优点，故该技术在实际操作中具有很高的应用价值，其发展前景十分广阔。目前水环境生物修复技术的主要类型有：土壤渗滤技术、人工湿地技术、稳定塘技术、人工浮岛技术等。

3、河道景观工程

河道景观建设是对河道进行生态整治的重要环节，主要内容包括河道水域沿岸带及水域范围内的景观建设，景观建设的目的是通过对河道空间与平面、纵向与横向的综合整治，做到提高城镇水系防洪排涝和供水标准与河道景观相结合，河道清淤与环境保护相结合，河道整治与改善当地的人居环境相结合，最终营造人与自然和谐的水环境。河道景观工程主要包括以下几个方面。

河道平面修复：过去的河道平面设计时，一般采取拓宽断面、裁弯取直、修筑高堤等措施，这些方法在一定时期内解决了洪涝灾害的问题，但却淡化了河流的资源功能和生态功能，破坏了自然河流的生态链，导致生态环境的不断恶化。因此在满足安全行洪断面的条件下，改变过去裁弯取直的办法，随着地形、层次的变化易弯则弯，易窄则窄，宜宽则宽，恢复河流的纵向连接性和横向连通性；同时尽可能多安排一些蓄水湖地，这种“带囊状”的结构不仅有益于防洪，且对景观和生态系统都具有重大意义。

河道断面恢复：任何与生态过程相协调，尽量使其对环境的破坏影响达到最小的设计形式都称为生态设计。河道的断面恢复要综合考虑河道的防洪排水及生态景观的功能，不断优化断面设计，最终达到良好的生态河道体系。河道系统中一片草地、一块林地、一座山丘、一个岛屿都可能是一个自然生态系统。在恢复中应采取多种工程和管理措施，维持河道断面的自燃性状。目前国内外典型的河道断面形式主要有：矩形断面、梯形断面、复式断面和双层断面。

生态河堤工程：生态河堤建设是目前国际上河流治理与建设的新趋势。生态河堤是融现代水利工程学、环境科学、生物科学、生态学、美学等学科于一体的水利工程。它以“保护、创造生物良好的生存环境和自然景观”为前提，在考虑具有一定强度、安全性和耐久性的同时，充分考虑生态效果，把河堤改造成水体和土体、水体和生物相互涵养，适合生物生长的仿自然状态。生态河堤不仅可发挥涵水保土的作用，而且能改善大气、水体和土壤质量，进而将大大改善生态环境和人们的生活质量。沿岸景点的建设将增加周边环境的文化氛围，实现良好的社会效益和生态效益，这对城镇生态建设、拓展城镇发展空间等方面具有重大意义。

滨岸植被缓冲带工程：国内外研究实践表明，滨岸缓冲带是截留陆域面源污染物、改善河道水质的有效手段。作为河陆生态系统的连接地带，缓冲带对保持河道的生态性具有重要意义，主要体现在以下四方面：①对地表径流可以起到滞缓作用，调节入河（水体）的洪峰面；②降低地表径流速度并对其中的颗粒态污染物起过滤和拦截作用；③植物吸收、土壤吸附溶解态的污染物；④促进氮的反硝化作用。城镇是人口大量集中和工业化规模庞大的地方势必会产生许多生活和工业垃圾，如得不到及时有效处理，将会随雨水直接进入地表或地下水，形成新的非点源污染，导致水环境恶化。滨岸植被缓冲带的建立，不仅可以吸收径流中的有机成分，减少进入水体中污染物的含量，而且对于营造滨岸景观、改善生态环境和保持水土流失具有重要意义。

结语

随着城镇水利向环境水利和生态水利转化，在城镇河道整治中，必须考虑河道生态环境的建设，这不仅是人们随生活水平提高对自身生存环境质量提出的要求，也是系农村建设的重要内容；河道的整治与建设包括生态护坡工程、水环境治理工程及河道景观工程等内容，应根据区域的实际情况，统筹规划，综合治理；城镇河道建设不仅要发水利工程的功效，而且还要融入城镇园林景观、生态和建筑艺术等诸多内容，以充分发挥河流的综合功能尤其是生态环境功能，真正做到让河流回归自然。

参考文献：

[1]丁鹤. 对城市河道可持续开发利用趋势的认识[J].海河水利，2002，（10）：24-26.

[2]刘晓涛.城市河流治理的若干问题的探讨.规划师，2001,17（6）：66-69.

[3]朱国平，王秀茹，王 敏，等.城市河流的近自然综合治理研究进展[J].河海大学学报，2005,33（1）：68-71.

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【关键词】生态理念；水利设计；应用研究与分析

水利工程是城市经济的命脉，同时也是人民赖以生存的工程之一。水利工程的建设在某种程度上满足了人类社会的发展需求，并且根据可持续发展目标，目前提出了水域生态和可持续发展相结合的发展战略。在生态水利的设计过程汇总，其生态经济技术应用价值是技术的关键内容，打破了传统水利工程中的污染难治理、环境立法难实施，以及清洁生产技术较为落后的问题，发展生态水利设计成为生态工程建设主要手段，并且逐渐被人们所接受。

1.水利工程的建设环节中出现的生态问题

我国有些水利工程的建设开发，及其生产活动主要是由于设计的不合理、过度的使用地下水、无序性的开发和乱排污水等因素造成的，对人们生活的环境和自然环境造成严重影响，出现了很多环境问题，对我国的部分水运事业造成了一定的影响。我国目前出现的水利工程生态问题，是在生态化的水利工程的运行相继出现。生态水利技术不断更新发展，生态化的水利工程对于社会的发展具有很大的推动作用，在高质量高科技，以及低消耗现代化手段基础上，与自然进行生态平衡的协调。

2.重视生态化设计理念

所谓生态是指与自然和谐的、相协调的一种存在状态，生态平衡是指系统中多种因素可以相互融合的一个平衡方式。社会发展要协调和和谐，人与自然也要协调发展。但是从70年代起，河流和水利之间的生态系统关系，是国内外科技界关注的重点问题。

其次，生态系统体现了城市河道的独特特征，河网是城市的经济命脉和生活源泉，影响着城市规划建设。城市水岸作为现代化城市景观中的特色生态因素，也是比较密集的区域范围，人们活动和自然和谐相处活动场地，是关键性的位置。由于城市化的加速发展和科技更新改革，城市河道现已有泄洪排涝与蓄水引清的作用，并且增加了航运，在某些地区其旅游景观与周围的环境也更加的协调融合。

由于长时间的生态平衡失调，为了改善现有流域水域环境，恢复生态环境，水利相关部门需要加强流域治理工作力度，进行调度手段的调整，环节断流的不利局面。使逐渐恶化的生态环境得到恢复调整，由于生态技术的不断更新发展，例如：网络式挡土墙技术、软质透水护底技术和生态护坡技术等被广泛应用到水利工程中，并且起到了一定的作用效果。

3、生态水利设计基本原则介绍

3.1经济性与安全性原则

在生态水利的设计过程中，设计方案需要根据水利工程基本原理，还要以生态学基本原理为基础上，满足设计的经济性与安全性要求。安全性的需求是指设计方案需要满足水文学与工程力学基本规律，并且保障水利工程安全、耐久和稳定性，就需要设计人员在水利工程的设计过程中考虑侵蚀与淤泥、流泥沙的输移和河道的冲刷特征，根据动态河流变化规律，从而实现水利工程稳定性。选择水利工程的设计方案，需要从经济合理性进行分析对比，从而使水利工程的投资量最小，但是经济效益最高。

3.2保持与恢复河流空间的异质性原则

经过长时间的研究，其成果表明：河流中的生物群落存在多样性和非生物的环境空间异质性之间有着密不可分的关系，简言之非生物的环境空间复杂性越高，生物群落种类也就越多，说明非生命系统和生命系统之间有着相互依存与耦合的关系。水利工程的设计中需要维持非生物的空间异质性，需要在有限河流生态系统中进行小环境的创造，为了生物的生存与共存提供更多的空间，使生态环境协调发展，保证河流生态系统生物多样性。

3.3生态系统自设计和自我恢复的原则

生态系统自组织的功能意思是生态系统可持续性，对于自组织是指是指物种之间的自然选择，物种之间需要通过自然选择方式发现自己所需要的生存环境条件，保证物种数量和繁衍。并且在水利设计中需要根据生态系统自设计和自组织，选择合适的物种记性物种结构和生物群落的组成，体现多样性原则，充分发挥物种自我恢复的功能。

4、生态理念在水利设计中的应用研究

4.1河道的改造工程

水利工程中的大型河道建坝蓄水使用功能给城市居民带了很多的好处，同时也解决了生态环境问题。主要包括：大气破坏、泥沙淤积、鱼类等生物物种的死亡，其移民管理很难实施等问题。提高河道的生态工程的安全性和持久性，需要对河道工程进行改造，坚持“各个项目的综合原则”，遵从规划步骤进行分期实施。水利工程人员需根据河道生态设计进行整治，主要体现在以下两个方面：

（1）河道的整治中，生态理念在水利工程的应用需要坚持“因地制宜”的原则，并且在项目施工规划前期，调查河道生态环境，并且根据调查结果实施生态保护措施，实现了人与水道流域环境和谐统一。

（2）根据地域特色，需要对河道的护坡断面与定位河道岸线进行科学、合理设计，并且坚持河道的自我设计与自我修复，以及河道流域的生态环境保护原则，从而进行水利工程的设计，增强水利设计的实际应用性。

4.2建设堤岸工程

我国应该大幅度的提高和健全环境效益的综合技术指标，在水利设计中也要考虑经济效益与环境效益。技术人员在河道的整治中由于没有认识到河流自净能力需要在健康完整生物组织系统下进行的，以及水体在生态系统中的作用等问题，导致出现单一的经济技术评估指标体系。因此，在水利设计之前根据当地流域生态系统的生物组织群落进行调查分析提供全面的生态恢复资料。在建设堤岸工程，设计师一般选择景观生态学原理进行设计。并且在建设堤岸工程设计中，需要保持堤型与堤线选择多样化，最大限度的实现当地流域的生物物种的多样化。

结束语

生态理念在水利工程中得以发展，是可持续发展理念和生态保护意识的发挥在那体现，同时也是今后水利设计发展目标，设计人员子啊水利设计环节中根据生态水利工程学基本要求，在不断的技术更新和经验总结方面，进一步的提高我国的生态水利水平，从而从实际生活中实现人与自然和谐相处的发展模式。

参考文献

[1]李永乐.生态化理念在水利设计中的应用分析[J].现代商贸工业，2013（06-15）.

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关键词：河道 护砌 生态混凝土

1.河道护岸发展的趋势

在注重人与自然和谐相处的今天，河道生态问题倍受关注，河道护坡结构对环境水利和生态水利有重大影响，故河道整治中岸坡护砌采用有益生态和环境的结构型式是发展的必然趋势。

河道护岸工程是保护江河堤岸免受水流、风浪侵袭和冲刷所采取的工程措施。解放后随着水利建设的不断发展，为减少河道的洪涝灾害，我国加快了对河道的治理步伐，河道的岸坡整治也是河道治理的关键，通常的治理方法就是对岸坡放缓并对其护砌，传统的护砌方法为干砌石、浆砌石、现场浇筑混凝土、预制混凝土构件、模袋混凝土等。但这些方法也给我们生存的环境带来了以下弊端：1.传统刚性护砌材料护砌后的河道，毁坏了由水与草共同构成的水环境，人类失去了亲水、嬉水、休闲的场所。刚性护砌材料大量吸收阳光热能而形成的燥热，取代了水草茂盛给人们带来的阴凉和舒适。2.对生态环境的不良影响。切断了水生物链，水中的生物及微生物的生存环境和生存空间受到毁灭性破坏，生态失去了平衡，使河流的自我净化能力大大降低。3.阻断了地表水地下水间的相互补给4.对自然环境的直接和间接破坏作用。采用砌石、混凝土板块、模袋混凝土等刚性护砌材料，必须要大量开山采石，挖河取砂，直接毁坏自然环境。5.加剧了城市热岛效应。在夏季，混凝土护砌表面较高的温度使环境温度随之升高，据实测，混凝土表面温度一般可达50～60℃。故生态护岸就成为人们议论的话题，也是人类发展迫切需要的。

生态护岸是指对环境有益，且又满足河道防冲刷目的而做的一种人工护岸。生态护岸可以再造由草与水，草与硬地共同构成的生态环境；提高护砌材料表面透水透气性，增强湿热交换能力；维护水生态链，增加城市及河流自我净化能力；减少因采砂采石对山林及河道的破坏；减少水泥用量，相应减少二氧化碳排放量，改变了混凝土硬地及护砌材料劣化人类生存环境的状况，实现了防护和生态修复的统一。

3.生态混凝土原理、施工方法及优点

生态混凝土上面可以长草，它科学的解决了混凝土不能繁衍花草的难题，解决了传统防洪中绿化与硬化的矛盾，实线了工程建设与环境保护的统一。工程性能好，符合当今社会发展的趋势。

它的基本原理为按植物生长要求，计算并选定的粒径的碎石或砖石制成复合随机多孔型混凝土，创造植物根系生长与附着空间，实现生态混凝土构件化。它综合采用了化学、物理学、土壤化学、生物化学、农艺、结构等发法，对普通硅酸盐水泥混凝土水泥混凝土孔隙内高盐碱性水环境进行动态改造，提供植物长期生长环境、孔隙内充入复合改良长效营养材料，并在表层覆盖客土，使在混凝土里的植物如同在土壤里一样可播种（复种、补种）、发芽、生长。

这种生态混凝土比传统素混凝土，每立方减少25%的水泥用量，相应减少25%的碳排放量。素混凝土表面没有绿化，而生态混凝土表面绿化覆盖率为95%～100%，大量的植物通过光合作用吸收二氧化碳，排出氧气，这也是一种对大气的生态修复。夏季，素混凝土表面温度一般可达50～60℃，而种植了绿化植物的生态混凝土表面温度一般≤40℃，从而减弱了城市热岛效应。

生态混凝土护坡具有高渗透水透气性，在自然地形、地貌的基础上，可以建立起一个完整的生态系统。生态混凝土构件被草根牢牢固定在地面上，使构件的外移力大幅度提高，增加了防护安全稳定性。对种草一年且草根系穿透生态混凝土至土中的对边450mm生态混凝土构件进行拔起实验，结果表明：草生根后的生态混凝土构件被拔起时的重力，是原重力的六倍。经过对不同粒径的碎石、不同的普通硅酸盐水泥用量条件下的抗压强度实验，抗压强度均随水泥量的增加而增加，与骨料的平均粒径、水泥浆平均包裹厚度有关；冻融循环（快冻）可达到50次。铺设了营养型无纺布反滤层的生态混凝土上的草生长4年后，未发现缺氮肥现象，草生长茂盛。

施工方法：先对需护砌的坡面进行整修，然后在坡上浇筑混凝土框格，接着铺设营养无纺布，最后铺设预制式生态混凝土或浇筑式生态混凝土，并向内填充盐碱改良剂、填充营养土、回填客土、在表面进行草种播撒。

施工优势：①适合坡面现浇施工。②施工简便，不需机械碾压设备 生态混凝土工艺简单，现场完成搅拌后由施工人员用普通工具在各种施工面进行捣实、整平、抹平即可。③硬化速度快。四小时可达5MPa。

④工艺控制简单，水灰比误差控制在±3%时，其结构和各项性能指标不受影响。⑤受气候、温度等因素影响小。⑥无须进行特殊养护，自然养护即可。

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关键词：生物 生态 修复技术 内涵 外延 应用

1 概念、定义及主要特点

何谓“生物-生态修复”，它的内涵和外延应该如何确定，以及不同技术措施的作用、效果和联系如何，等等。回答这些问题对推进和实施河流生物-生态修复工作具有重要意义。

1.1 河流生物修复

生物——系指有生命的物体。一般指动物、植物和微生物。有时专指微生物，如生物制剂、生物制品等等。污水生物处理和河流生物修复中的“生物”，一般专指“微生物”，不包括“植物”和“动物”。广义的生物修复也包括“动物”和“植物”修复。

生物修复——是指利用微生物的生命代谢活动减少存于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化，使污染了的环境能部分或完全恢复到原始状态的过程。它包括：①污染土壤的生物修复；②污染河流的生物修复；③污染湖泊的生物修复；④污染地下水的生物修复；⑤污染海洋的生物修复；⑥污染大气的生物修复；⑦固体废物污染的生物修复等。

河流生物修复——是指用微生物或微生物菌群来降解河流水体中的有机物或有毒有害物质，如COD、BOD5、有机氮或氨氮、石油类、挥发酚等，或使这类物质变成无毒的、无害的，如二氧化碳、氮气或水等，从而使河流水质得到改善，河流生态得到恢复或修复。生物修复已成功应用于土壤、地下水、河道和近海洋面的污染治理。

河流生物修复工程——是指利用生物修复技术在河道内或河道傍侧修建或实施的旨在改善河流水质、治理河流污染的工程或非工程的技术手段。它包括：河道或水库内，以及坝、陂前的增氧曝气工程，用于改善或处理河流水质的河流傍侧工程、河流底部工程，以及直接向河道内投放特种、高效菌种或利用特种、高效菌种直接净化河流水质的工程技术等。

1.2 河流生态修复

生态——指生物在一定自然环境下生存和发展的状态，也指生物的生理特性和生活习性。此概念下的“生物”，一般不包含“微生物”。

生态修复——是指利用生态工程学或生态平衡、物质循环的原理和技术方法或手段，对受污染或受破坏、受胁迫环境下的生物（包括生物群体，下同）生存和发展状态的改善、改良或恢复、重现。其中包含对生物生存物理、化学环境的改善和对生物生存“邻里”、食物链环境的改善等。

河流生态修复措施主要包含：①工程措施。如：生态河道、生态堤岸、人工湿地和人工产卵场、越冬场、育幼场、回游通道，以及河道内增氧曝气等等；②生物措施。如：植物生态修复措施，动物生态修复措施，生物增殖、放流技术等；③综合措施。如：微生物修复与植物、动物修复的结合，微生物修复与生态河道、生态堤岸的结合，生态、生物修复与保育、管理措施的结合，河道内生态修复与河道外湿地修复的结合，陆地水土保持、生态修复与河流生态修复的结合，等等。

1.3 河流生物修复与河流生态修复的异同

目标和对象不同：河流生物修复的对象是水质；目标是改善河流水生生物生存、生活和繁衍、发展的水质条件。河流生态修复的对象是水生生物生存和发展的整个环境，包括水量、水质、水位、流速、水深、水温、水面宽度，涨水、落水时间，以及产卵场、越冬场、育肥场、回游通道的修复或恢复等等；目标是为水生生物或特有的生物种群提供良好的生和发展环境。

所采用的技术和手段不同：生物修复的技术核心是微生物及微生物使用和利用等。生态修复的核心技术是生态工程学和生物、生命科学等。

两者的共同点和不同点：生态修复可以包含生物修复，生物修复可以是生态修复的一个部分或一项主要内容；两者的共同点或共同目标都是改善或改良生物的生存和发展环境。不同点是：生物修复是针对水体污染的修复，生态修复是针对水生生物及其生存环境的整体修复。

对于污染严重，并有产卵场、育幼场、越冬场或回游通道损伤及破坏的河流，一般应首先采取生物修复技术恢复河流水质，然后采取生态修复措施恢复河流生物栖息地和回游通道等。

1.4 河流生物修复工程与城镇污水处理厂的异同

相同点和不同点：河流生物修复是利用微生物净化污水的特点和规律，对受污染水体（河流）进行净化处理的技术；城镇污水处理厂是利用微生物净化污水的特点和规律，对用管道收集到的社区污水进行净化处理的技术。城镇污水处理厂的出水可排入河流，也可用作市政回用、冲厕、农灌等等；河流生物修复工程处理过的河水一般必须重新流入河道。两者的相同点是技术内涵完全一致，不同点是工作对象的来源和工作成果的服务对象。

由于污水处理厂工程和生物修复工程所处理或针对的水源不同和处理后的水量所服务对象不同，从而导致了污水处理厂工程与河流生态修复工程在建设地点、规模、工艺流程、产品形态、表现形式等诸多方面的差别。一般情况下，城市污水处理厂的进水污染物浓度高、变化小，河流生物修复工程所针对的河水浓度相对较低、变幅很大；在水量方面，河流生物修复工程面临的变化更大。因而，在工艺设计中，一般要求河流生物修复工程具有更强的耐冲击能力和防堵塞能力等。

1.5 河流生物修复与河湖污染直接净化和“就地生物处理”的异同

除了河流生物-生态修复之外，河湖污染直接净化、“就地生物处理”等词语也经常被有关专家推崇和一些学者“炒作”。笔者认为：河湖污染生物修复工程技术与河湖污染生物直接净化工程技术、河湖污染“就地生物处理”工程技术，在内涵和外延方面没有明显的区别，其实质都是利用生物处理技术就地治理河湖水质污染，其表现形式也是相互包含或完全一致的。

1.6 河流生态修复与传统河流整治工程的异同

河流生态修复工程的目标是：修复或恢复受到污染、破坏或工程胁迫的水生生物的生存和繁衍的物理、化学和水文环境，及其“邻里”依存和食物链的关系。传统河流整治工程的目标是：防治洪水决堤、漫溢和确保人类社会、经济和生命财产安全；或者是保证河流的航运能力等经济功能。两者的直接目的和目标虽然相差甚远，但其工作的对象却完全一致，即都是将工程的措施作用于河流或河道。因而两者的设计和实施过程，必然会存在着诸多的不同、对立和矛盾。这种对立和矛盾必须通过目标分析和不同学科人员之间的沟通、协调和共同努力进行解决。因为两者的最终目标都是为了人类自己。

为此，从20世纪70年代开始，发达国家科技界和工程界针对水利工程对河流生态系统的负面影响，开发研究了河流生态恢复的理论和技术。从而，确立了解决这种矛盾和对立的基本方法和规则。河流生态工程在德国称为“河流生态自然工程”，日本称为“多自然型建设工法”，美国称为“自然河道设计技术”。与之相应，一些发达国家在河道整治工程和堤防工程设计、施工规范中增加了河流生态建设的内容，或者颁布了专门的河流生态工程设计导则。依据这些导则和方法，河道水利工程在满足防洪、防灾和经济目标的同时，可以兼顾河流生态修复和恢复需求。 2 不同技术措施的适应性评价及其合理使用

2.1 对受污染河流的适应性

河流污染治理一般应从源头做起。但源头治理能力也是有限的。以深圳河（含深圳湾，下同）的污染治理为例，截止2003年底，该流域已建污水处理厂四座，设计污水处理能力为142万m3/d，比当年实际污水排放量125万m3/d高 16.6%。然而，深圳河水质依然黑臭，常年处于劣Ⅴ类的状态。通过分析认为：污水截流不彻底和深圳河纳污能力过小是主要原因，除此之外，还有城市面源和部分城区尚未截流等原因。一般认为，对于类似深圳市自然环境和社区经济布局的城市，污水截流管网健全，城市污水截流率可以达到90%，最高很难超过95%。深圳市河流枯水期的污水量远远大于径流水量，有10%的未截流污水，加上面源污染等因素，河流依然黑臭，应该是在情理之中的。除此之外，还有城市污水管网收集不到的边缘村镇污水，以及城市污水处理厂对氨氮、总氮、总磷的去处能力十分有限等，也是需要实施河流污染生物-生态修复的主要原因。

河流污染生物-生态修复与城市污水处理厂相比，主要优点在于：①不需要占用城区土地或优质耕地；②不需要高于城市污水厂投资数倍的管道网络及其维护；③距城市居民区一般相对较远，不扰民或者较少扰民等。然而，河流污染生物-生态修复在治理污染方面，仅仅是对城市污水处理厂的补充，而不能代替城市污水处理厂。因为大量、高浓度城市污水采用污水处理厂治理比采用河流生物-生态修复治理经济的多。

在河流生物-生态修复措施中，对于污染相对严重的河流，使用生物（微生物）修复比生态修复工程措施要优越得多。在生物修复工程中，河底工程和河道傍侧工程一般有微生物固定化的措施，比采用没有微生物固定化措施的河中曝气或直接投加微生物的效果好得多。在使用的微生物菌种方面，使用有针对性的高科技微生物菌种，比使用自然微生物菌种的效果好得多。

2.2 对富营养化水体的适应性

湖泊、水库和河口、海湾、近海的富营养化，是人类社会的一个难题。城市污水处理厂和河流生物修复的办法，对有机污染物的治理效果十分显著，但当有机物被氧化、分解和挥发、无害化之后，总是仍有相当部分已经无机化的氮、磷营养物质不能得到去除。对于无机磷污染物，采用化学的办法基本可以得到有效；对于无机氮污染物，目前还没有比较好的处理方法。这些营养物质进入湖泊、水库、河口、海湾、近海等缓流水体后，在适宜的环境条件下，会使水体中某些藻类或植物疯长，产生水华、赤潮和富营养化，从而导致严重的生态灾难和水生生物死亡，以及造成湖泊水面萎缩、甚至消失等。

氮、磷元素是植物生长必需的营养物质。因而，治理氮、磷最好办法是植物生态处理或植物生态修复。对于城市而言，土地是制约植物生态处理和修复的重要因素。充分利用河滩、湖滩、海滩、海湾及其它湿地，以及荒地、林地、草地等治理氮、磷污染是重要的。对专门用于治理氮、磷污染的湿地而言，在海滩、海湾、河口和浅海，以红树林和海带植物比较好；对陆域湿地，以芦苇、茭草、蒲草、茭白等植物比较好。对河、湖、水库、海湾、海岸进行生态修复，必须满足防洪、防潮和景观等要求。

2.3 对水利工程胁迫的适应性

水利工程对河流生态的胁迫主要表现在两方面：一是河道、航道整治使自然河流渠道化，从而破坏水生生物的产卵场、栖息地和河流形态的多样化，以及减弱河流的自然净化能力和破坏岸边生态系统；二是水坝建设使自然河流非连续化，从而淹没生物产卵场、栖息地和阻断鱼类的回游通道，以及降低河流的自然净化能力和破坏河流形态的多样性等等。对此，可采用河道、河型多样化的生态修复措施，设置人工产卵床，建设人工产卵场、栖息地和回游通道，以及人工放流等措施缓解。水利工程对河流生态的胁迫主要是生物生境和生态条件的改变，因而，修复的措施以河流生态水工学和水生生物增殖、放流措施为主。

3 河流生物修复的技术类型及其应用

3.1 河道底部生物处理修复工程

以深圳市大沙河河底式生物处理工程为例。该工程坐落在深圳市南山区大沙河大学城河段，设计污水处理能为4000m3/d，设计水流停留时间4.8h。采用的处理技术为日本 “自然循环方式水处理系统技术”。该技术的创新特点是利用自然土壤和水田对污水净化的原理，不使用任何化学药品，通过使用石头、木炭、塑料球以及经过特殊加工的木炭（生物炭），作为净化过滤材料达到综合净化污水的目的。

该工程的主要设施由6个单元组成，分别为污泥储存单元、水量分流单元、接触沉淀单元、接触曝气单元1、接触曝气单元2和出水整理脱色脱臭单元等。通过这几个单元的组合，可以高度去除污水中的BOD、COD、SS和LAS（阴离子界面活性物质），同时，也能有效去除氨态氮。处理效果见表1。 3.2 河道傍侧生物处理修复工程

北京二道河傍侧生物处理与修复工程。该工程坐落在北京市顺义区首都机场附近，设计日处理污水量1.7万m3/d，采用的处理技术为固定化高效微生物—曝气生物滤池（简称I-BAF）。该工程属实验工程，仅有一个长100m、宽6m、有效水深5.5m的长条形曝气生物滤池，有效池容3300m3，停留时间4.7h。滤池内填装网状悬浮大孔载体，载体高度3.2m。工程的前处理部分仅有一个格栅和一个用堆石坝拦截污水形成的回水区，依次起到稳定取水和沉淀泥沙的目的。处理效果见表2。

另外，日本江户川支流坂川古崎净化场，韩国汉江支流良才川水质净化厂等河道傍侧工程的处理效果也很好。

3.3 河道内曝气和高效微生物处理修复工程

河道水体人工曝气复氧是一种有效的河流生物-生态修复技术。20世纪60年代起，国外已有不少国家应用人工曝气复氧改善河流水质和生态环境。如，德国的鲁尔河、莱茵河，英国的泰晤士河、特伦物河，美国的福克斯河、佛博河及威斯康星河等，均有成功的工程范例。在国内，上海环境科学研究院对苏州河水体进行了实验室研究，结果表明，即使黑臭程度高的河水，在有氧条件下20小时后臭味也可基本去除，水体颜色明显改观，COD、BOD浓度大幅下降。

微生物作为河流生物修复技术的核心，国外的开发研究很多。美国、英国、加拿大、日本、巴西等国家，已有上百种商品化的微生物制剂可供选用。根据实验结果，在处理特种废水方面，高效微生物比普通微生物高几倍到十几倍，而且还能够处理普通生物法不能处理的废水。在城市污水方面，使用高效微生物除具有良好的COD、BOD5去除效果外，还具有良好的脱氮除鳞效果。将高效微生物直接用于河流水质修复，成本较高，容易造成流失和浪费，目前国内使用的不多。但通过微生物固定化技术或生物滤池技术，使用高效为生物的实例国内已有许多。

4 河流生态修复的技术类型及其应用

4.1 山区河流的生态修复

山区河流比降大、水流急，宽深比小，来沙量远远小于挟沙量，河床往往有大石块和不均匀的麻砂组成。经过自然发育后，往往形成阶梯—深潭结构的河道形态。阶梯－深潭结构稳定了河床，从而稳定了岸坡，在一定的温度和降雨条件下两岸有发育良好的植被，河流底栖动物密度比邻近的具有同样气候水文条件但不发育阶梯-深潭结构的河流高出1000多倍，生物多样性指数也大得多。这是由于阶梯-深潭创造了多样性的生物栖息地的缘故。

目前，德国、日本和我国的台湾等，都在模拟使用阶梯-深潭结构治理山区河流和修复河流生态。 4.2 生态护岸工程

生态护岸的目的在于为野生动物提供栖息地和隐蔽场所，保障自然环境和人居环境的和谐统一，对河岸进行加固，防治河道淤积、侵蚀和下切等。生态护岸材料主要有：石头、木材、多孔混凝土构件和自然材质制成的柔性结构等等。在设计新材料护岸时，应确保水流作用下的结构安全，选择能够适应河流长期演变的结构形式，与河滩地和丁坝组合在一起保护护岸稳定。

我国深圳市已建人工湿地生态修复与处理工程数座，对COD的去除率一般可达70%~80%，对氨氮的去除率一般可达50%~60%。每1m3/d处理能力的占地面积大约为3m2。

4.4 人工产卵场、栖息地和回游通道工程

过鱼设施的基本原理是利用鱼类的向流（逆流）行为，人工创造更大的流速，将鱼诱入进口，让鱼类自行溯游过坝，或运用各种手段运送过坝，主要有鱼道、鱼闸、升鱼机、集运鱼船等。

人工模拟产卵场、栖息地是指在坝下附近的支流或人工渠道内，模拟产卵场、栖息地要求的环境，让鱼类自行进入产卵场或栖息地（下图为某河流上的鱼类洄游通道）。

4.5 人工增殖站和生物放流工程

人工繁殖放流是指建立人工产卵场，收集和培育亲鱼，人工催青，人工孵化育苗，培育鱼种，将一定规格的幼鱼放入坝下河流，让其下海生长。目前国内外都十分重视设置人工增殖站，开展人工增殖、放流工作，用于解决水坝对水生生物的阻隔。

水库修建后，营养物质在库内富集，浮游生物迅速生长，如果不能很好利用，将会自然死亡，恶性循环，从而造成富营养化和水质污染等。按照生态平衡原理，合理投放食用不同浮游生物的鱼种进库，进行生态修复，用产品的形式让富营养物质出库，既能清洁水库，又能收获鱼产，可以做到一举两得。所有这些，都需要有生命科学和生物、生态技术作为支撑。

主要参考文献：

1 上海辞书编辑委员会，辞海，上海辞书出版社，1979年；

2 中国大百科全书编辑部，中国大百科全书（环境卷），1980年；

3 董哲仁等，受污染水体的生态修复技术，水利水电技术，2002，(2)；

4 董哲仁，生态水工学的理论框架．水利学报．2003，(1)；

5 Loftin KA，Toth LA．Kissimmee River Restoration：Alternative Plan Evaluation andPreliminary Design Report[R]. South Florida Watermanagement District，West Palm Beach，Fla．1990；

6 National Research Council，

篇10

关键词：景观；生态修复；规划；北杜伊斯堡公园

一、场地历史变迁

20世纪90年代，德国的工业基地鲁尔区，进行了一项产生重大影响的项目――“国际建筑展埃舍姆公园”，这项环境与生态的整治工程，解决了这一地区的诸多方面的问题，赋予了旧的工业基地以新的生机。而北杜伊斯堡公园正是其中最吸引人的公园之一，由彼得・拉茨主持设计。

二、现状特征

1.存在的问题

1.1生态污染问题

土壤方面，破碎化严重，有大量含砷或氰化物等工业元素；水文方面，埃舍姆河流经整个工业区，成了一条公共排污渠，吸纳各厂排出的污水；生物方面，大量污染物的产生使该区域动植物稀少，生物多样性匮乏。

1.2经济问题

原先的厂房及设备已颇具规模，如果要拆除重建，成本将会非常昂贵；污染的治理也同样需要大量的资金；建成后公园的管理费用也会较庞大。

2有利的条件

2.1.区位条件优越

北杜伊斯堡公园濒临埃舍姆河谷，地形平坦，水源充足。公园地处埃舍姆公园打造的所有文化娱乐通道上，地理位置优越，交通便利。

2.2.具有历史文化底蕴和印记

该地区工业历史文化悠久，具有深厚的文化印记，有利于形成场地特定的文化内涵，营造独特的工业文化氛围。

2.3.工厂遗留物的价值

工厂遗留下来的大型建筑、矿渣堆、铁路、桥梁、沉淀池、水渠和大型机械等，如果适当的加以利用和改造，有利于形成独一无二的景观。

2.4.现状的可利用条件

攀岩俱乐部开始在铁矿贮料仓的厚重墙壁上练习攀岩，潜水俱乐部也开始在煤气罐里练习潜水，这些都是现状合理利用的实例，可以利用现有条件进行场地功能的延伸。

三、设计概念

北杜伊斯堡公园最突出的特色是运用“少就是多”的生态原则来强调工业文化的价值。彼得・拉茨采用了结构分析和实用主义的手法，尽可能多的保留该地区原有景观结构和工业化特质，对其进行重新定义、定位及诠释，在无意间最大限度的改善这一地区的生态和人文景观质量。这些体现在对废弃工业场地及设施的保护及利用的对策上。

四、整体布局

整个公园各部分结合紧密，各区域均与水系有一定的联系。公园节点以点的形式散步在全园，而道路系统又以线的形式将点串联起来，并形成面状的层次，最终有机结合成一个整体。

彼得・拉茨依照他的设计理念，运用景观分层的手法把原本范围广阔、尺度巨大、景观破碎和布局混乱的场地中破碎的工业景观和及自然元素进行有机整合，通过这些场地中原有的元素在视觉上或功能上的连续与呼应，北杜伊斯堡公园呈现出四个景观层次：

4.1铁路公园

这是北杜伊斯堡公园最有特色的一个景观层次，主要由原工厂的生产系统中的冶炼高炉和高架铁路步行系统组成，也是园区标高最高的层次。

4.2公共使用区

包括金属广场、考铂活动场地、熔渣公园、料仓花园和开放绿地等公共开放空间，为人们提供了一个个不同性格特点的空间。

4.3水景生态系统

水景系统是公园标高最低的层次，由净化水渠和原来的冷却池和沉淀池等水体构成。

4.4公园道路系统

包括公园的步行道和自行车路，穿插于整个公园，联接这各个节点，根据地形的高差自然的变化，将原来零散分布的城市街道也连接成一个整体。

五、修复技术及工法

5.1科学的规划设计

遵循生态学的基本原理，本着经济性、可持续性和历史文化保护的原则。

5.2公园中的水的循环利用

原来通过钢铁厂中部的埃舍姆河流充满了工业废水，造成严重污染。公园建成后，公园中的水渠、冷却池和沉淀池等联系成为一个水景生态系统，这个系统是生态与景观的完美结合。彼得拉茨提出将污水和净水系统分离，通过在河道下铺设污水管道，排出污水。利用雨水回收技术，收集溢流，将所收集的雨水流入冷却池和和沉淀池过滤后，再流入水渠湿地进一步净化。

老的河床由原来的硬质驳岸改为“可渗透性”的人工生态驳岸，并种植适应性强的水生植物，构成一个完整的河流生态系统，促进了埃舍姆河的水文、生物的生态过程。

5.3风能利用

设置在水渠岸边的风塔，可以利用风力将经过净化的水从底部提升到高架步行道标高的层次，作为旱季灌溉植被用水；在其他季节，经过提升的水回灌到水渠中。

5.4植被保护

彼得拉茨认为，在废弃地受污染的土壤上顽强地进行生态演替的野生植被是生态学家难得的试验对象，应该加以保护。这些野生植被在厂区与周围环境的边缘地带，有大面积的原生生境，成为多种植物生长和鸟类栖息的场所。

5.5工业废弃物的利用

利用工业生产形成的沉积在厂区内的废渣铺筑道路、广场以及新的净水河渠的河床。

参考文献：