生态修复的方法范文

导语：如何才能写好一篇生态修复的方法，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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【关键词】土壤污染；生态修复

一、引言

科学技术是一把双刃剑，它一方面给人们带来了高质量的生活，另一方面，不合理的利用方式，也给环境造成了巨大的破坏。目前，我国土壤污染的现象十分严重。据相关资料显示，我国受有机物以及重金属污染的土壤面积约占耕地总面积的五分之一，这也间接导致了每年生产有一千多万吨的粮食受到了重金属污染，粮食的有机农药含量超标的概率达到了百分之十五，粮食生态安全问题的治理，即土壤污染的修复刻不容缓。

二、土壤污染修复的相关介绍

土壤污染修复是指为了转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，帮助土壤恢复其生态功能。土壤污染主要从三方面进行修复，分别为物理、化学以及生物修复，其中，物理修复是指从物理角度出发，依据土壤与土壤污染物以及土壤污染物之间的物理性质，在土壤中加入其它物质将污染物分离，促使污染物的转移或者消除；化学修复是指通过一些化学方法，将土壤中的有毒以及有害的物质进行转化，从而实现土壤的毒性的降低或者消除；生物修复是指根据生态系统循环的原理，利用生物圈中的植物、动物以及微生物，通过其吸收或者转化土壤中的污染物，从而将污染物的含量降低到能够接受的范围内或者彻底消除。本文将从生物修复的角度出发，探讨污染土壤修复技术。

生物修复与其它两种方法相比，其具有极为明显的优势，例如：首先，生物修复不会改变土壤原有的物理、化学性质，能够最大限度的保护农作物生长的所必需的土壤；其次，它通过特定的方法能够实现有机污染物的矿化；同时，其处理成本低，操作方式简单；最后，生物修复方法应用范围很广，能够修复不同污染类型、污染程度的土壤。但与此同时，生物修复技术也具有一定的局限性。例如：通常情况下，微生物与有害污染物之间的降解关系呈现一一对应关系，对于一些混合的污染物，其降解微生物的选取比较困难；而且有的污染物还可能对微生物产生危害，致使微生物难以发挥作用；同时，对于一些长久性的有机物很难被消除等。

三、土壤污染的生态修复的原理与原则

（一）生态修复三原理

1.物理、化学、生物修复三种方法相结合。

一般情况下，土壤污染为混合污染型，一种修复方法很难对土壤进行全面的修复，因此，多种方法相结合符合土壤修复的实际需要。在传统的土壤修复中，通常是以生物修复手段为主，而将物理以及化学修复当作生物修复的辅助手段。在修复过程中，生物修复发挥了极大的作用，但由于其自身的局限性，仍需要物理以及化学修复手段的配合。化学与生物相结合的修复方法是最有效率的组合方式。例如，有机物污染严重超标的土壤，使用表面活性剂能够加快生物对有机物的吸收速度点，提高生物修复的效率。

2.激活土壤生态系统自身的净化能力。

一定条件下，土壤生态系统对于污染土壤有一定的净化作用，当该系统的生物越多时，其过滤作用越明显，净化能力就越强。土壤生态系统利用其自身种类丰富的微生物，能够降解或者消除污染物，达到自净的目的。但是，当土壤中的有机物与重金属含量超过土壤所能包含的容量时，其自净能力的作用就会削弱甚至消失。人为的激活、强化土壤的净化作用，将其与物理、化学等外部净化作用相结合，能够大大提高生态修复的速度。激活土壤生态系统的净化能力的手段有：首先，能够在土壤中添加营养物质，改善微生物生存条件；其次，调节周边环境，创造良好的修复条件；最后，采用一定的办法将污染物的毒性去掉，减轻其对微生物的危害。

3.合理运用生态因子进行调节控制

对生态因子进行调节控制是进行生态修复的前提条件，它能够强化巩固生态修复的效果，所以，在进行生态修复之前，必须考察土壤污染的具体情况，结合实际数据对生态因子进行调控。通常情况下，将生态因子分为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长所需的营养物质以及生态系统中所包含的各种有害无害物质，例如，水分、营养物质、有害物质浓度、pH值等等。每种生物对于周围的环境都有一定的耐受性，如果生态系统中的某类物质超过了这一限度，就会影响到生物的降解作用。生物因子则指生物之间的合作。许多污染物的降解都需要多种生物进行合作，该合作包括：一种或者多种生物向其他生物提供生长所需物质；分解不能够完全降解的物质，改善其他生物的生存净化条件等等。

（二）生态修复三原则

1.遵循整体协调统一的原则。

在土壤污染的修复过程中，将物理、化学、生物三种方法相结合，激活土壤自身的净化能力与外界的净化相结合，这充分体现了生态修复的整体协调统一的原则。该原则具有较高的效率以及稳定性，便于污染土壤的修复。

2.遵循循环再生的原则。

经济飞速发展的背后是资源的消耗速度的增加，这对一些不可再生资源或者自身更新速度慢的资源来说，并不是一件值得开心的事情。为了保持生态系统的可持续发展，循环再生是其发展的必要且唯一的路径。所以，在对土壤污染进行修复的过程中，降低土壤的有机物以及重金属污染物已经不仅仅是其主要修复目标，还包括对生态系统自我更新功能的恢复。

3.遵循因地制宜的原则。

不同区域的土壤有机物以及重金属污染的种类以及含量不同，其所需的生物修复费生物方法也不尽相同。时间、地点、空间以及环境的变化，需要不同的修复方法，具体表现为：修复的各项参数以及调控方法不同，修复的目标不同。合理的修复方法必须充分结合当地的地质、水文与气候条件，以环境、经济、社会利益相结合为前提，制定多级修复标准。

四、土壤污染生态修复的方法

目前，土壤污染生态修复的方法多以多种方式相组合的形式出现，具体包括：

1.动物与物理或者化学相结合的方法。据研究发现，蚯蚓与混合肥相结合用于污染土壤后，经过八十四天的降解作用后，土壤的微生物代谢作用有了显著提高，而土壤的部分有机物以及重金属含量大大降低，同时，土壤的生态系统的自净能力也有所恢复。

2.植物与动物相组合的方式。例如，接种环毛蚯蚓与黑麦草的结合能够有效的降低Zn含量，且有助于增加土壤的活性，为农作物的生长提供一个良好的环境。

3.植物与动物、微生物的组合方式。例如，将植物与微生物修复为修复的主要手段，并以施肥以及石灰、喷灌系统为辅助手段。该方法首先对土壤污染进行基本的调查，然后通过施肥、石灰等改善土壤环境，最后通过朝阳花等植物进行土壤修复。这一方法有效提高了土壤的服务功能。

五、小结

土壤是人类发展的重要基础，然而，城市化以及工业化的快速发展，每天都会有大量的废水、废渣被排入土壤之中，导致了土壤的有机物以及重金属含量增加，其所生产的粮食也不可避免的重金属含量超标，这间接影响了人们的身体健康。为了降低土壤中的有机物以及重金属含量，必须对污染土壤进行生态修复。在修复过程中，必须遵循整体性、循环再生以及因地制宜的原则，将生物、化学、物理三种方法相结合，积极采用一定的措施激活土壤生态系统自身的净化能力，合理调控生态因子，最终实现污染土壤的生态修复。

参考文献：

[1]刘有哲；浅谈污染土壤的生物修复[J]；黑龙江环境通报； 2015， 39（3）：79-81.

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关键词：河流生态修复评价；经济可行性；指标体系；层次分析法；贾鲁河

中图分类号：X522 文献标识码：A 文章编号：1672-1683（2013）04-0056-06

河流生态系统是生物圈物质循环的重要通道，具有调节气候、改善生态环境以及维护生物多样性等众多功能[1]。近百年来，人们利用现代工程技术手段，对河流进行了大规模的开发利用，兴建了大量工程设施，改变了河流的地貌学特征和水文特征，从而极大地改变了河流自然演进的方向，对河流生态系统造成胁迫。同时日益增多的工业废水和生活污水未经完善处理便排入河流，致使河流生态环境恶化、生态系统稳定性降低[2]，主要表现为水体中的养分、水体的化学性质、水文特性和河流生态系统动力学特性发生改变，因此对原水生生态系统和原物种造成的巨大压力[3]。从20世纪50年代开始，西方发达国家逐步把重点从对河流开发利用转向对河流的保护。到了80年代，对河流生态系统进行综合修复已经成为发达国家公认的先进治河理念，诸如河流类型评估（RS）[4]、美国快速生物监测协议（RBPs）[5]、澳大利亚溪流状况指数（ISC）[6]、英国河流栖息地调查方法（RHS）[7]等多种研究方法的出现。

就我国现阶段而言，研究河流生态修复评价关键技术对于指导和推动河湖生态系统保护与修复规划工作意义重大[8]。例如在河南省 ，近年来河流生态系统的恶化严重制约了社会经济的可持续发展，甚至危及人类自身的安全。本文结合河南省社会经济实际状况对河流生态修复评价方法进行研究，为河流生态修复评价研究提供科学的依据

1 河流生态修复评价研究思路

对国内外河流生态修复评价研究成果[9-10]进行深入分析后发现，目前人们侧重于河流生态修复基础理论的研究和对河流生态系统自然环境因素的分析，而缺乏考虑河流周边社会因素和对生态修复经济可行性的探讨。

河流生态修复需要与经济发展相适应，使经济发展与环境改善能够并行可持续发展。因此，河流生态修复评价的应用不仅应该着眼于当地河流生态系统的退化以及河流水质、水文状况的恶化，还应该综合社会经济发展现状的分析。基于现有研究存在的问题，本文重点分析社会经济因素对河流生态修复评价的影响，构建兼顾河流经济可行性和生态修复必要性的河流生态修复评价指标体系，采用专家评判法和层次分析法（AHP法）对所选指标进行权重赋值，并运用模糊综合评判方法将不同尺度的复杂信息进行综合分析，确定河流生态修复指数，讨论河流生态修复评价数值等级的划分，完成多因素多目标的河流生态修复评价。河流生态修复评价的基本流程见图1。

2 河流生态修复评价方法

20世纪80年代初，我国著名学者马世骏、王如松（1981）提出了“社会-经济-自然复合生态系统”的理论，与自然生态系统理论的区别在于充分重视人类活动对于自然生态系统的能动性。“社会-经济-自然复合生态系统理论”中指出不应孤立地研究自然资源环境退化的问题，而是应该把人类社会的进步和经济的发展与自然环境的退化统一联系起来，在确定社会经济发展的速度和规模的同时必须考虑自然生态系统的承载力。在研究河流生态系统退化和河流生态修复时，应首先对河流自然环境状况进行评价，以判断河流生态系统是否退化，是否退化到不得不修复的程度；然后对河流周边城市社会发展状况进行评价，以判断其是否具有足够的经济能力去支撑河流生态修复的过程。若河流生态系统状况未恶化到一定程度，就没有必要对其进行生态修复；若河流生态系统退化程度严重，但河流周边社会经济发展状况较差，没有能力支撑修复费用，也无法对河流进行生态修复。因此，应在河流生态系统退化严重且社会经济发展程度较高的区域开展生态修复，即进行河流生态修复需要满足修复必要性和经济可行性两个先决条件。

本文针对受损河流生态系统缺乏基础资料的现状，提出以河流生态系统退化状况为参照系统，构建定量的修复标准作为河流生态修复的期望目标，并选择层次分析法（AHP法）作为河流生态修复的评估方法。层次分析法具有所需定量数据少，易于计算，可解决多目标、多层次、多准则的决策问题等特性，其本质在于对复杂系统进行分析和综合评价，对评价的元素进行数学化分析[11]。运用AHP法对河流生态修复进行评估时，首先分析表征河流生态系统主要特征的因素以及经济可行性评价分析因素，建立递级层次结构；其次通过两两比较因素的相对重要性，构造上层对下层相关因素的判断矩阵；在满足一致性检验的基础上，进行总体因素的排序，确定每个因子的权重系数；最后确定评价标准，采用综合指数法或模糊综合评判方法进行相关计算，从而构成基于修复必要性评价和经济可行性评价分析的河流生态修复评价指标体系。

2.1 指标因子的筛选

参考国内外关于河流生态环境的评估指标[12-15]和现有关于经济可行性评价的研究成果[16-17]，结合河南省河流现有特征，从生态修复必要性评价和社会经济可行性评价两方面选取共12个指标来构建河流生态修复的指标体系，分为目标层、因素层、指标层3个层次结构。

河流生态系统受人类活动的干扰而功能受损，修复必要性评价实质上是分析河流生态系统的退化程度。由于河流生态系统囊括的范围较广，在分析河流生态系统退化的时候，需要综合考虑河流的生境因素、水文水质因素，且不能仅仅局限于河流水质的恶化，需要更进一步的分析水质恶化造成的河流生态结构的变化、河流基本功能的丧失等等。选用河流生境状况和环境评价指标作为河流生态系统修复必要性的两类评价指标。

经济可行性评价主要表征经济因素对于河流生态的驱动作用，反映生态脆弱地区存在的“越污染越贫困，越贫困越污染”的河流利用困局。研究经济可行性评价的目的在于了解河流生态修复的综合效益和合理程度。分析研究区域内经济发展与河流生态的关系时，既不能一味地追求经济发展而忽略河流生态的恶化，又不能一味地追求河流生态恢复而弱化经济利益的满足。因此，在经济可行性评价中选用社会状况指标和经济状况指标来进行相关的评价。

河流生态修复评价的具体指标及其释义见表1。

由表2可得，在所有评价指标中，绝对权重值最大的5个指标依次为单位GDP用水量、水质平均污染指数、水资源开发利用率、水功能区水质达标率、污水处理率，是河流生态修复评价指标体系中的关键指标。既包括修复必要性评价指标，又包括经济可行性评价指标，表明修复必要性评价与经济可行性评价的同等重要。对比因素层与目标层之间的相对权重值，可以分析出社会经济状况指标的重要性。

2.3 指标评价基准

评价基准以河流生态系统功能以及完善程度作为原型来确定，并参考国际标准及水质监测数据，部分指标参照国内相关研究文献。评价基准分为优、良、中、差4个级别。

为了避免不同物理意义和不同量纲的输入变量不能平等使用，采用了模糊综合评判模型，将指标数值由有量纲的表达式变换为无量纲的表达式。在模糊综合评判时，需要建立隶属函数，使模糊评价因子明晰化，不同质的数据归一化。根据河流生态修复评价指标的筛选，隶属函数分2类：

郑州段和贾鲁河周口段作为评价对象开展实例应用分析。贾鲁河是淮河流域的一条重要支流，发源于新密市，流经郑州市、开封市，最终在周口市汇入沙颍河，全长2558 km，至今已有2000多年历史。河流周边城镇居民众多，是众多城市赖以生计的河流。贾鲁河流经郑州市和周口市的市区，对当地的经济发展起到重要作用。贾鲁河郑州段从贾鲁河源头处到中牟陈桥断面，有金水河、熊耳河等郑州市内重要河流汇入，接纳郑州、荥阳、新密、中牟等县市的污水，水质均为Ⅴ类或Ⅳ类水水质标准；贾鲁河周口段是从扶沟摆渡口断面到贾鲁河汇入沙颍河处，接纳尉氏、扶沟、西华等县市的污水，横穿众多居民聚集区，水质均为劣Ⅴ类。贾鲁河是沙颍河的主要污染源之一，河流生态系统退化程度较为严重，被列为“十二五”重点治理河流，因此，急需对贾鲁河沿境的生态退化状况的修复必要性以及周边城市进行生态修复的经济可行性进行评价研究。

3.2 数据收集

结合实地调查、专家咨询等方法，同时参考水利、规划等部门对于河流的定位，确定各指标的数值，见表5。

由表6可以得出，按照本文拟定的生态修复评价指标体系和评价模型，计算出贾鲁河郑州段与周口段的生态修复综合评价等级都是“中”，即河流水质一般，能够在一定程度上保障河流生态系统的基本功能；河流周边社会经济发展在一定程度上可以维持部分河流生态系统的修复。但分别分析修复必要性评价和经济可行性评价的评价值，贾鲁河郑州段河流生态修复综合评价数值较低，是因为河流生态系统退化严重、沿河水质恶化，但郑州市社会经济发展程度较高，能够负担一定程度的河流生态修复措施；而贾鲁河周口段生态修复综合评价数值较低，却是由于生态系统退化和经济发展滞后两方面共同造成的，即在河流生态系统退化程度严重的同时，城市社会经济发展也较为滞后。以修复必要性评价而言，贾鲁河郑州段与周口段重要性相当；但以经济可行性而言，贾鲁河周口段明显距郑州段有一定的差距。因此，在进行河流生态修复时，贾鲁河郑州段要比贾鲁河周口段更有优势。

4 结语

河流是人类赖以生存的水环境，河流生态修复的目的是使河流生态系统恢复健康状态。本文在考虑河流生境因素、环境因素、社会因素以及经济因素的基础上，从修复必要性评价与经济可行性评价两方面出发构建河流生态修复评价指标体系，并运用一定的数学方法计算出河流生态修复综合评价指数。不过，基于基础数据缺乏的现状，从可操作性的角度考虑，本文选取的指标未详细涉及河流生态系统中动植物及微生物等因素，导致指标体系仍不够详尽，有待进一步深入与完善。

参考文献：

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【关键词】水土保持；生态修复；特点；原则

引言

近年来，由于人们迫于追求经济效益，忽略了生态环境的平衡和稳定，使生态环境受到不同程度的破坏，水土流失生态问题频发，在一些水土流失区域进行的水土保持生态修复工作虽然取得了一定的进展，但生态环境恶化的趋势依然未得到有效遏制，全国仍有200多万km2的水土流失面积需要治理。在此情况下，只能在施加人工辅助的条件下，充分发挥生态系统的自我修复能力，逐渐恢复生态系统的平衡和健康，促进人类的可持续发展。

一、研究水土保持生态修复的相关背景

对于生态修复的具体概念，在不同的国家有不同的定义，到目前为止，仍旧存在很大的争议。有些学者认为，生态修复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预，而现在人们需要做的是将正在进行的各种破坏干扰停下来。还有些学者则认为仅仅靠大自然所具有的自愈能力是不够的，还需要人工进行辅助修复生态系统。争议虽然不断，但是有一点是可以肯定的，人类的一些活动对大自然确实构成了一定的生态破坏，所以，在对大自然进行生态修复时，人们应该以不对自然环境继续造成伤害为前提，为保护大自然贡献自己的微薄之力。我国在世界上是水土流失最为严重的国家，水土流失问题也已成为我国最严重的环境问题。水土流失主要包括土壤的侵蚀以及水分的流失。水土流失能够将土壤表层的很多养分带走，对于人们当前的生存空间构成严重的威胁，并且会造成巨大的经济损失。各种生物的生存环境因此受到破坏，大自然不能进行和谐发展，各种野生动植物濒临灭绝，这些对于大自然来说都是不能进行弥补的。可见水土流失造成的后果是相当严重的，水土保持生态修复是亟需实施的。

二、水土保持生态修复的特点

1、必须重视封育保护

我国研究人员在研究过程中发现，水土保持生态修复主要是通过释放甚至消除生态系统的超载量，只有当生态系统的压力减小甚至消失以后，它才能有能力通过自身的调节与控制提高植被的覆盖率，从而达到治理水土流失的目标。

《全国水土保持生态修复类型区治理措施研究》中提出，如果要减少生态系统的承载力最有效最直接的方法就是采取封育保护，杜绝人为的对生态的干扰与破坏，使生态系统能够有喘息的机会，通过不断的实践证明，没有了人为的干扰后，生态系统就能以较快的速度增加植被覆盖率，改善生态环境，实现可持续发展。

2、难度差异情况不同

国内研究人员发现，水土保持生态修复随着不同条件的变化会出现不同程度的难度与差异。《水土保持生态补偿机制建立的理论基础分析》中得出结论，由于我国地广人多，随着人口数量、区域降水量、植被类型等不同条件的变化，水土保持生态修复的难度与差异也随之变化。统计发现，西北荒漠区域的水土流失最为严重且难以修复。

3、人为的辅助与相关政策必不可少

《全国水土保持生态修复研讨会论文汇编》中有记录：在水土保持生态修复的过程中，除了生态系统自身的调节与恢复能力外，人为的辅助与相关政策的支持也是必不可少的。在水土保持生态修复的过程中，政府出台相关政策积极引导封育保护，以及根据当地地理实际情况，因地制宜出台一些政策与方法加快植被的覆盖速度、保证生态用水等也是至关重要的。

三、水土保持生态修复的原则

经过长时间的研究与探索，国内相关研究人员从我国国情出发，得出了在水土保持生态修复过程中必须要坚守的几点原则，这些相关研究成果使我国的水土保持生态修复得以顺利、科学地进行，同时，这些研究成果也进一步加快了我国水土保持生态修复的进程。

1、我国研究人员的研究成果现实，要实行因地制宜原则，我国的自然条件与地理条件差别很大，不同的地方有着不同的降水量、植被类型、地质类型等，只有结合当地的实际情况制定出具体措施才能真正实现水土保持生态修复这一目标。

2、还有整体修复的原则，也就是说，在水土保持生态修复的过程中要有发展的眼光。《水土保持生态修复的概念、分类与技术方法》指出，要做好整体修复工作需要从整体上对生态修复进行布局，并密切联系各流域，以流域为主进行规划设计。

3、还要实行经济可行性原则，也就是要实现既能保护生态环境、恢复生态健康，又能促进经济的发展这样双赢的局面，在制定治理生态保护手段的时候，要兼顾退耕还林、封山育林等措施对当地经济发展的影响，这样才能兼顾各方，实现可持续发展。

四、水土保持生态修复的措施建议

1、充分发挥自然的自我修复能力

恢复生态学的理论和原理是水土保持生态修复的基础依据，水土保持生态修复必须以自然为主导，遵循自然规律。必须充分理解和掌握生物与生态因子之间的联系、自然界的演替规律和物种的共生、互惠、竞争、对抗关系等自然界的基本属性，并将其全面运用，依靠自然之力恢复自然，使其处于一个尽量自然的状态。另外，要想充分发挥生态系统的自我修复能力，恢复健康状态，必须根据各地区自身的自然条件进行划分，并依据其各自的自然地理环境和气候植被条件选定生态修复措施。

2、要因地制宜

我国地域广阔，不同地区自然条件不尽相同，降雨量、水土流失程度和森林的覆盖率、人口等方面都存在着很多不同，这些因素间接地导致了生态修复的方法存在差异，因此，不能够把某一地方的成功先例推而广之，效仿性的学习，而应该根据当地的自然条件和具体情况，具体问题具体分析，选择适合当地生态修复的技术。

3、科学配置人工辅助措施

水土保持生态修复采用的人工辅助措施主要有：划定生态修复区域范围、建立管理保护制度和方法、设置护栏和标志、在生态修复区域内提倡使用沼气池等类似的清洁能源、实现封山育林、退耕还林（还草）、退牧还林（还草）等，减少人为破坏，为自然生态的自我恢复提供必要的封闭环境，加快其恢复速度。

4、重视新农村建设中的生态修复工作，引入生态经济理念

不能因农村地广人稀、经济发达程度欠缺就忽略农村的水土流失问题。面对农村的水土流失问题，需要以水土流失区域的社会经济发展规划和新农村建设规划为基础，制定生态移民和生态修复方案，在科学合理划分生产生活用地和生态用地的前提之下，将大面积的荒山荒地用于植被恢复。面对该问题还需要进一步研究如何在实现该目标的同时，在水土流失区域建立在生态系统承载范围内的可持续发展经济模式，防止修复工作完成出现再破坏和当期居民经济生活无保障的情况。

结束语

由于水土保持生态修复工作在我国发展的时间并不长，期间出现了若干问题，对于我国来说，水土保持生态修复任重而道远，仍需继续努力。相关人员应积极寻找有效的方法对当前的问题进行研究解决，以期能够更好的发展水土保持生态修复。

参考文献

[1]张莉，何丙辉，李旭光，张小林.云南省姚安县水土保持生态修复措施的效益研究[J].长江流域资源与环境.2012，15（03）：90-91.

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关键词：生态;修复技术;水环境保护;治理措施

治理水环境污染比较常见的方法是通过有效控制污染源的方法达到的，但是这种方法有很多的弊端，受经济社会发展的影响比较大并且制约作用很明显。通常情况下是没有办法达到预期目的的，而且治理的效果也不是很好，很多时候还可能出现严重的反弹现象。很多研究和实践的事实表明，水环境的污染问题就是明显的生态环境问题，所以一定要利用生态学的手段和方法去处理这个问题，这样才能从根本上解决水环境污染的现状。

一、生态修复技术原理

生态修复是水环境污染治理比较高的阶段和层次，充分利用一些特有生物的特殊功能去吸收相关的污染物质，从而达到净化水污染，恢复生态平衡的目的。生态修复技术能够改善生态系统的结构，恢复受损的物种群体，使水生生态系统更加的完善，把原来失去的生态系统功能更加完善的进行修补，从而达到水生生态系统自我完善和修复的最终目的。

生态修复技术主要是使用生态学技术和手段，尽可能的去控制和调节水的流量和状态，改善水污染的现实。重视相关结构的重建或者改造工作，比如说河岸边坡的结构类型等，还要重视相关水域的生物多样性，使水体拥有完善的生态系统结构和功能，并且达到生态平衡。在上世纪80年代，作为一种投资小并且效益高的治理环境污染技术，生物修复技术开始流行起来，其主要是使用那些特殊的微生物在某些特别的情况下去消除那些污染环境的物质，这样一来环境的污染问题一定能够处理的妥当。

生态修复技术能够很自然的实施下去，而且投资比较少，一般花费仅为化学法或者物理法修复一半左右。生态修复技术有很多优点，包括安全性、经济性、实用性、系统性等，因此成为治理水污染最重要的技术手段和方法。生态修复技术充分把握和利用水生系统的自然规律，利用生态治水的理念，实现自然生态的修复和发展。

二、生态修复主要技术手段

（一）水生植物修复技术

有的水生植物能够和水中的污染物在微环境下达到共生，还可以利用生态系统的竞争关系控制一方的繁衍，比如说在营养物质和水能的利用上，一些水生植物和浮游藻类就是竞争关系，这样引进水生植物能够有效的控制藻类的疯狂生长。与此同时利用可以将水中营养物质吸附的能力，除去污染物质并且能够加速有机物的分解。

水生植物修复技术最为常见的就是人工湿地技术。人工湿地技术是生态治理技术，最近几年来发展迅速。在处理各类工业废水的污染问题上效果显著，尤其是在石油化工、重金属冶炼等方面，在雨水的处理等方面也得到了较大推广。利用这种方法能够有效的改善水体的水质，充分利用理化生的共同作用来进行污水的净化，是人工湿地的基本原理。利用湿地表面积大的功能除去水体中的悬浮物，从而达到过滤的目的，这种方法的显著优点是利用水生植物和微生物能够有效的降解有机物。

但是这种技术还是有一些弊端，因为水生植物本身的成长速度比较慢，处理的效果只有长期的时候才能显现出来，受客观条件影响比较大;面对那些水质相当差的生存环境来说，有时候连水生植物都没办法生长，这样也就成了另一种污染物，得不偿失。

（二）土地处理技术

土地处理技术是一种存在时间比较长效果很好的水处理技术。利用的最基本材料就是土地，充分发挥植物和土壤的净化作用，进而达到自我调控的目的，在某种程度上实现了水体的净化。土地处理的类型包括很多种，比如快速和慢速渗滤、地表漫流等。根据具体的经验表明，在去除有机物方面土地处理的效果比较好。

（三）生物膜法处理技术

生物膜法处理技术说的是利用天然材料巨大的表面积为载体，为微生物提供附着的空间，这样就能够更好的降解污染物。这种方法降解污染物的效率高，可以在短时间内高强度负荷的工作，所占用的有效空间比较小，作用周期短，可以有效的节约资金。除此之外，运行管理的成本可以更好降低，像那些治理污泥问题就可以有效的避免，而且受外界的影响也比较小。

（四）水生动物修复技术，

水生动物的食物种类比较多，像水里的藻类、有机物都可以当做水生动物的食物。在提升水体的透明度，减少水中悬浮物等方面作用显著，水生动物可以把水中的食物链进行延长，这样净化效果就比较好，再配合比例合理、防止过度的繁殖，除去水体中过度的有机物，调控水生生态系统，增加系统的安定性，改善物质循环，这样下来就一定能够达到净化水体的目标。

三、结束语

把环境生物学原理应用在生物修复上，利用微生物的生命周期活动，把水中的污染物进行有效的降解、消除，进而使水体净化;利用生态工学进行生态修复，创造生物多样化的生存环境，为生态修复打造良好的基础，促进生态系统良性循环，达到水环境保护的最终目的，形成和谐统一的治理体系。

参考文献：

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关键词：水土保持；生态修复

1 关于“生态恢复、生态修复”的理解

生态修复是指对生态系统停止人为干扰，以减轻负荷压力，依靠生态系统的自我调节能力与自我组织能力使其向有序的方向进行演化，或者利用生态系统的这种自我恢复能力，辅以人工措施，使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展；主要指致力于那些在自然环境突变和人类活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建工作。

目前学术上用的比较多的是“生态恢复”和“生态修复”，生态恢复的称谓主要应用在欧美国家，在我国也有应用。而生态修复的叫法主要应用在日本和我国。关于“生态修复”一词，近年来也不时见诸文献报道，它和“生态恢复”一词十分相近，有时互相通用也不会有什么问题，但“修复”一词，带有修理、整治、补偿使之回归原来状态的意思，带有更强的人为措施促进的含义。为加快水土流失治理，水利部提出治水新思路，把“生态修复”概念引进水土流失治理领域，表明了人们对水土流失的治理的认识逐渐从保水保土的层次提高到了生态学层次。

在生态修复的研究和实践中，涉及的相关概念有生态恢复（Ecological Restoration）、生态修复（Ecological Rehabilitation）、生态重建（Ecological Reconstruction）、生态改建（Ecological Renewal）、生态改良（Ecological Reclamation）等。虽然在涵义上有所区别，但是都具有“恢复和发展”的内涵，即使原来受到干扰或者损害的系统恢复后使其可持续发展，并为人类持续利用。

2 水土保持生态修复是以生态恢复为目标的水土流失综合治理

水土保持生态修复：指在特定的土壤侵蚀地区，通过解除生态系统所承受的超负荷压力，根据生态学原理，依靠生态系统本身的自组织和自调控能力的单独作用，或辅以人工调控能力的作用，使部分受损的生态系统恢复到相对健康的状态。

水土保持生态修复是独具中国特色的概念，标志着中国治理水土流失的理念有了重大突破。水土保持生态修复概念的界定应符合中国的土壤侵蚀面积广、类型多、强度大，经济落后，人口众多等国情。

我国是世界上自然生态系统退化和丧失很严重的地区，土地荒漠化、沙尘暴、洪水灾害、水资源短缺等，已严重威胁我国的社会经济发展和国民福利。为此我国采取了一系列工程措施，如植树造林、自然保护区建设、退耕还林等，但总体上我国的生态环境还是相当严峻。水土流失治理的对象是水土流失区，也就是生态系统的退化区。依据恢复生态学原理，应该从满足系统的功能、结构的恢复和改善并使之能自我维持的三方面要求上来采取综合治理措施。通过水土保持生态修复，促进土壤肥力的提高、结构的改善、土地可持续利用；创造条件促进群落进展演替；采取措施加快系统物质和能量的转化等，才能使部分受损的生态系统恢复到相对健康的状态。

3 水土保持生态修复的技术方法

3.1 退化坡面生态系统生态修复

我国是一个多山的国家，山区丘陵区约占国土面积的2/3，耕地面积1.33 亿hm2，其中有坡耕地4667 万hm2，占总耕地面积的35%。在山区丘陵区，坡耕地是主要的农业生产场所。

退化坡耕地生态系统的生态修复：少施化肥，增施农家肥料；种植绿肥植物，增加固氮作物品种；轮作、套作，间种、混种；减少化学防治，增加生物防治；植等高植物篱等。退化林地、草地、荒地生态系统的生态修复：在封禁的基础上，补种乡土树种、草种。封禁时间的长短因生态系统类型、受损程度、气候等因素的不同而不同，一般来说，乔木林、灌木林、草地生态系统可分别为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°的也可通过水土保持耕作措施，达到控制土壤侵蚀的目的。另外，对于坡度更大的坡地（＞20°），就需建立水土保持林业生态工程。

水土保持林业生态工程就是在同一地块上相间种植农作物和林木（含经济林木和草），包括配置在缓坡耕地上的水流调节林带、生物地埂（生物坝、生物篱），配置在梯田地埂的梯田地坎防护林及坡地农林（草）复合工程。水流调节林带能够分散、减缓地表径流速度，增加渗透，变地表径流为土内径流，阻截从坡地上部带来的降雨径流。多条林带可以做到层层拦蓄径流，达到减流沉沙，控制水土流失的目的。

3.2 退化河流生态系统生态修复

在土壤侵蚀地区，导致河流退化的驱动力主要有修路、开矿、河岸放牧、化肥与农药的面源污染、工业废水与生活污水的点源污染、过度捕鱼等，对由于这些驱动力所导致的退化河流生态系统进行生态修复，最重要的是要减轻或解除导致河流生态系统退化的驱动力，让河流休养生息。此外，还可采取如下两种方法：①减少河流人工直线化的程度，增加河流弯曲度，以增加河流生境的多样性，进而增加水生生物多样性；②在河流两岸种植生物隔离带（种类和宽度应因地制宜），一方面防治面源污染，另一方面为河流水生生物增加营养源。

同时，合理开发利用水资源，实施生态应急补水工程，至少要满足天然绿洲生态系统最小生态需水量；合理调整土地利用结构，适当减少人工绿洲面积，使人工绿洲和天然绿洲面积比例调整到1：1 左右。

3.3 退化矿山生态系统生态修复

该生态系统的土壤、植物等组分完全受损，缺乏植物生长所需要的营养元素，对这种严重退化的生态进行生态修复，可采取的方法有：覆盖土壤，对土壤进行物理处理，添加营养物质，去除有害物质，种植适应性强的先锋树种或草种、间种乡土树种或草种。植被恢复对于矿山生态恢复效果是十分显著的。但这种生物措施必须与工程措施相结合，才能早日见效。开采前严格规划弃土场、尾矿坝。根据矿场范围内地形特点以及矿种、蕴藏量、开采方式等规划弃土场。弃土场必须先设置拦沙坝（挡土墙），以控制植被恢复前水土流失。拦砂坝应根据弃土场地形以及每年弃土量而逐年加固加高。同时弃土场周围要修防洪沟。尾矿坝必须纳入整个工程预算之内，与主体工程同时施工，同时验收投产，以减少对下游农业生产和群众生活的危害。护坡护岸工程。矿区采场台阶、边坡以及公路等附属工程的边坡，应全部规划护坡工程，以防止采场及公路等出现滑坡、崩塌。同时矿区下游河道也要对河坝、河堤等加固、加高，经常清理河床淤积的泥沙石，以防洪水冲毁堤坝、农田、公路、桥梁、房屋等。

4 水土保持生态修复的途径

4.1 “封禁”法―――生态自然修复该方法适用于受损程度较轻的生态系统。如封山禁牧、舍饲养畜、退耕还林还草、调整用地结构，以电代燃料、发展沼气、生态移民等，这是生态系统恢复的最基本也是最重要的措施。

4.2 “封禁+补种”法―――自然和人工共同修复

通常选择植物群落演替中的先锋物种，它有较强的抗逆性、较强的生命力和再生能力，如南方的马尾松、杨梅、沿海风沙区的木麻黄等，以此迅速形成利于植被进展演替的小气候和生物环境。该方法适用于受损程度较重的生态系统。

4.3 “果―牧―沼、草―牧―沼”法―――人工强化促进

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矿区生态修复亟待开展

矿产开发使生态系统变得更加脆弱，生物多样性减少、生态逆向演替严重。在矿区进行生态修复，是经济发展到一定阶段后的必然趋势

6月中旬，广东一个矿山修复项目的签约仪式吸引了媒体和土壤修复领域专家的关注。韶关市环保局、科学技术局联合环境保护部华南环境科学研究所、中山大学，与广东省大宝山矿业有限公司签约成立了“广东省大宝山及周边地区土壤环境污染修复联合平台”。

“这一项目的亮点是要对危害当地生态环境和居民健康的大宝山矿区实行生态修复。将矿山开采过程中对土地造成的破坏，通过覆盖土壤、添加营养物质、去除有害物质等技术手段进行修复，还要恢复矿区周边的植被和湿地系统，调整地区产业结构，实现整个区域的生态恢复。”中国科学院生态环境研究中心副研究员黄锦楼表示。

对于矿区来说，开采会对生态、环境、土地利用等造成多方面的负面影响，引发一系列生态环境问题，如地表植被退化、沙尘暴、土地荒漠化、水源地污染等。

据不完全统计，我国因采矿损毁土地累计4万平方公里，而且正以每年330公里～470公里的速度递增。因采空或超采地下水引起地面沉降、塌陷、滑坡、地裂缝及泥石流等地质灾害达千余处。这些都严重破坏了土地生态系统，造成土地资源的损失，加剧了人地矛盾。

“但是，选择什么样的修复方式，不能凭空而定。矿山修复的模式、方法及手段，因修复后的土地利用方向及服务功能有所不同。”中国矿业大学（北京）土地复垦与生态重建研究所肖武表示。

比如，在山区林场或者荒山进行的采矿活动，由于人类活动较少，往往更注重生态修复；在东部平原地区进行的开采，由于对土地（特别是耕地）的迫切需求，修复的方向以复垦出来土地为主。

“矿产开发使生态系统变得更加脆弱，生物多样性减少、生态逆向演替严重。”黄锦楼说：“但是总体来看，我国的生态修复工作还远未展开，矿山修复还存在很多问题。”

目前，我国进行的矿区生态环境修复工作，多注重修复数量，缺乏对修复质量的重视；修复示范及探索性工作做得比较多，单项技术应用较多，从系统尺度修复较少。

“提倡在矿区进行生态修复，是经济发展到一定阶段后的必然趋势。我们必须改变以往重开发轻保护、重建设轻恢复的状况，改变不合理的资源开发利用方式，加快立法速度，避免对生态环境造成更大的破坏。”肖武说。

矿区需要多渠道筹集修复资金

应参照国外相关法律经验，明确矿区生态环境问题的“旧账”和“新账”，使责权利进一步明晰

据了解，矿山修复的资金目前主要来源包括矿山企业自筹资金以及国家投资修复资金。其中国家投资修复资金来源包括各类保证金、绿色矿山建设、国家矿山公园等。

“矿区的土地开发价值不高，所以商业模式跟城市中具有开发价值的工业污染场地不一样。矿区修复资金需要更多渠道来筹集。”黄锦楼表示。

“矿区修复应基本秉持‘谁污染谁治理’的原则。”与农村耕地污染、城市工业污染场地不同的是，矿区污染场地由于有矿区业主，往往能找到相关责任方出资进行治理。黄锦楼说：“开采企业必须承担所开采区域的一部分修复费用。但是若涉及粮食安全及饮用水安全的区域，政府部门要配套相关资金，制定一系列宽松的政策以调动企业进行矿区修复的积极性。如允许企业申请相关低息贷款，引入有开发价值的新产业等。”

但是由于历史原因，我国曾处于很长一段的计划经济时期，在那段时期开发的矿产，现在已经无法找到相关责任方。更重要的是，原来的矿区从利润到矿产都交给了国家，责任方到底是谁难以厘清。

中国地质调查局副局长王学龙说：“应参照国外相关法律经验，明确矿区生态环境问题的‘旧账’和‘新账’，使责权利进一步明晰。新破坏的生态环境必须由矿山企业进行100%修复，已破坏的‘旧账’由国家通过适当方式予以解决。”

王学龙表示，每年中央都会安排一部分资金给地方政府，由地方政府推荐哪些企业来接受这笔资金。接受资金的企业进行部分资金的配套，以矿山地质工业项目、农田复垦等形式进行修复。修复的过程由国土资源部委托相关部门监督实施，并进行验收。

在德国，联邦政府针对新老矿区分别采取相应的解决方法。《联邦矿山法》规定，对于历史遗留下来的老矿区，联邦政府专门成立矿山复垦公司从事矿区的生态补偿与恢复，所需资金由政府全额拨款，并按联邦政府占75%、州政府占25%的比例分担。对于新开发矿区，矿区业主必须对矿区开发造成的生态损害进行补偿与复垦提出具体措施，这也是矿区开展项目审批的先决条件。具体措施包括预留企业年利润3%的生态补偿与复垦专项资金，对因开矿占用的森林、草地实行等面积异地恢复等。

绿色开采体现以防为主理念

生态系统在破坏后，很难恢复到原来的状态。绿色开采体现从源头制止破坏的理念，是目前业界兴起的一种生态保护的创新

生态保护，必须从源头抓起。边破坏边治理，甚至破坏后再治理的方式，并不是解决矿山环境问题一劳永逸的方法。但是，矿产是经济赖以生存的重要资源，不能不开采。那么，如何减少矿产开发引发的环境问题？矿产生态修复难度几何？

黄锦楼强调：“修复最好以防为主。因为一般的生态系统在破坏后，很难恢复到原来的状态。生态系统有个阈值原理，当外界对系统的干扰超过了阈值后，就很难恢复。”

从源头制止破坏，就是目前业界兴起的一种生态保护的创新理念，即绿色开采。

所谓绿色开采，就是综合考虑资源效率与环境影响的现代开采模式，遵循循环经济中绿色工业的原则，形成一种与环境协调一致的，努力去实现低开采、高利用、低排放的开采技术。

这是由中国矿业大学教授高鸣在2003年提出的，其目标是使矿山开采过程中资源开发效率最高，对生态环境影响最小，并使企业经济效益与社会效益协调优化。

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一、森林生态修复的理论依据

（一）森林生态修复在国内外均取得了宝贵经验和成效，在理论上、实践中均认为是切实可行的。国家把实施可持续发展战略、保护资源环境和加强生态建设作为一项基本国策，为长白山森林生态修复提供了强有力的政策保证。党的十明确提出大力推进生态文明建设，这是长白山森林生态修复最重要的思想和理论保障。

（二）广大人民群众生态意识和环保意识不断加强，为森林生态修复增添了群众基础和新的动力。

（三）以抗联遗迹为代表的红色旅游线路开通，和以吉林通化石湖自然保护区和三棚万亩红松木树林基地为主线的森林绿色旅游的深度开发，将不断推进通化县森林生态恢复和景观改造。

（四）近年来国内有关森林生态恢复、公益林建设的基础理论已得到重视和发展，林业科技成果和先进适用技术不断推出和应用，为通化县南长白山森林生态修复建设提供了强有力的理论和技术支撑。

二、森林生态修复的内容、途径和方法

（一）修复内容主要有3个方面：一是物种多样性修复，二是植被结构和功能修复，三是生态学过程修复。

（二）修复途径根据实际林情，确定森林生态修复走“政策为主导，科技做支撑，保护是根本，恢复为目标”的途径，多措并举，推动森林生态修复工作走上健康发展的轨道。

（三）修复方法1.深入推进植树造林。吸引社会投资，丰富造林形式；选用适生优质树种，加强重点生态功能区人工造林。通化县今年将把被侵占林地全部清收还林，继续抓实退耕还林工程；推进江河防护林体系建设，广泛开展义务植树；提高造林质量，确保造一片、活一片、成林一片。2.强化森林资源保护。教育群众植绿、爱绿、护绿，落实管护责任，加强未成林地封育管护；严格执行天然林限伐政策，抓好公益林建设，扩大公益林管护面积，落实集体公益林补偿，大力实施封山育林工程；加大各类破坏森林资源案件的查处力度，依法惩治滥砍盗伐、滥捕乱猎、非法侵占林地、小片乱开荒等违法行为，为森林生态修复创造良好环境。3.推进城乡绿化美化。继续实施城乡集中连片整治，抓实“绿色城镇、绿色新村、绿色通道”建设，巩固“全国绿化模范县”、“全国绿色小康县”、“吉林省森林城市”创建成果，构建以森林为主体、城乡绿化美化一体的城镇生态系统。4.扎实开展森林经营。森林经营是加快培育森林生态系统的有效措施，要结合实际做好森林经营规划和实施方案，鼓励经营主体自觉开展森林经营。以科学的森林抚育理念，采用先进的技术手段，实施森林抚育及低产低效商品林改造，提高森林质量和生态功能。5.加强生物多样性保护。通化县申报的吉林通化蝲蛄河国家湿地公园，面积2055公顷，2013年已通过国家专家组评审，并开始建设；吉林通化石湖自然保护区，面积15200公顷，正在申报中。这两个高层次保护项目将对全县森林生态修复发挥重要的示范和带动作用。同时进一步探索森林和湿地生态保护修复新途径、新方法，加强森林和湿地保护监测和试点示范，使生物多样性得到有效保护。

三、近期和远期森林生态建设（修复）目标

（一）确立森林生态修复目标的思路。森林生态修复是一个缓慢、长期、渐进的过程。森林生态修复坚持“自然恢复与人工促进相结合，加大投入与应用新科技相结合，增加绿量与强化保护相结合”的思路，牢固树立抓生态就是惠民生的意识，把森林生态修复作为改善生态环境、造福人民的重点工程来实施；牢固树立打持久战思想，不懈努力，大力培育，增加森林资源；牢固树立抓保护就是抓发展的理念，保护自然，修复生态空间，争取实现县委、县政府确立的在近期创建国家级生态县、在远期建成生态文明示范县的目标。

（二）近期目标（2014-2020年）：继续推进生态县建设，通过生态工程的实施，力争完成营造林15.7万亩，其中清收还林7.3万亩，增加森林覆盖率一个百分点，达到77.9%。营造红松材果林7万亩，累计达40万亩；营造红松阔叶混交林5万亩。大力实施封山育林工程，森林火灾得到有效控制；森林病虫害危害明显减轻，生态环境质量得到不断改善，生态安全保障体系逐步形成。加大创建国家级生态县和国家级生态乡镇力度，在2013年通过省级生态县考核的基础上，力争2015年建成国家级生态县。

（三）远期目标（2021—2050年）：以营造、改造红松材果林和红松阔叶混交林为重点，逐渐丰富森林树种和森林植被类型多样性，逐步培育和演替成长白山生物顶级群落，森林生态功能得到明显加强，构建自然复合生态系统，生态环境质量继续保持优良水平。建成经济繁荣、资源丰富、环境优美、生态宜居，经济、社会与自然环境协调发展，富有长白山区特色的生态文明示范县。

四、对森林生态修复的建议

（一）进一步加大造林补贴力度，解决植树造林资金紧缺的问题，激发农民造林护林的积极性。

（二）提高国家、省级生态林补偿标准，使生态恢复工程和森林管护得到资金支持。

（三）上级应出台实施森林生态修复的相应政策和法规，使这项工作得到法律层面的保障。

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关键词：水环境修复；河流；湖泊水库；地下水

水环境是流域内储存、传输和提供水资源的水体，是水生生物生存与繁衍的空间，也是各种污染物的最终归宿。根据水的地理位置，将流域中的水环境分为地表水环境和地下水环境。地表水环境指河流、湖泊、水库、海洋、沼泽、冰川等以暴露在地面的水为主的水域；地下水环境指泉水、浅层地下水、深层地下水等存在于包气带以下底层空隙的水域[1]。

人类不合理的生产和生活方式对水环境造成了不同程度的损害，世界水资源委员会指出，全世界有50%以上的水域已被污染，水域生态系统遭到严重破坏。我国水环境受损也比较严重，超过60% 的河流、湖泊和湿地生态系统的结构与功能遭到不同程度的破坏[2]。

水环境修复，就是利用生态系统原理，采取各种技术手段，提高水体质量，修复生态系统结构，使流域生态系统实现整体协调、自我维持和自我演替的良性循环[3-5]。

随着水环境恢复理论地不断完善和深入，近年来水环境恢复研究发展较快。美国有关受损水环境的修复研究，自1970 年起由clean lake program（clp）组织实施，投入经费逐年增加[6]。欧洲一些国家也从20 世纪70 年代开始水环境治理和修复工作。如荷兰在1990 年对aldefeane 地区水环境进行修复，成效显著[7]。20 世纪80 年代，我国开始了对水环境恢复的研究工作，并在巢湖、太湖等不同地区开展了水环境恢复的研究与实践[8-10]，取得了许多成功的经验。

为了保证人类的可持续发展，开发切实可行的技术对受损水环境进行修复，成为了环境科学与技术领域的研究热点之一。水环境修复的对象不仅包括水体，还有水体相关的生物地理环境。而不同的水域形式，因其物理环境、化学环境以及生物环境的不同，需要不同的修复技术体系。河流、湖泊水库和地下水是与人类生产生活密切相关的水环境，本文将从这3个方面，综述其最新的水环境修复技术，为水环境修复技术的研究提供基础。

1 河流修复技术

河流修复是指使河流生态系统恢复到未被破坏前的近似状态，且能够自我维持动态均衡的复杂过程[11]。河流修复技术多种多样，①物理技术：河道引水技术、生态防渗技术、底泥疏浚与物理覆盖技术、人工增氧技术等[12-15]；②化学技术：投加絮凝剂促进污染物沉淀、加石灰脱氮、投加化学药剂除藻、调节ph值对重金属进行化学固定、原位化学反应技术等[16]；③生物-生态技术：微生物修复技术、水生动植物修复技术[17-19]、人工湿地技术以及多自然型河流构建技术等。

本文将重点介绍以下方法：河道引水技术、原位化学反应技术和水生植物修复技术。

1.1 河道引水技术

河道引水技术是指引进外部清洁水源来改善河道水质[20]，在水源允许的情况下，引进外部清洁的水源，增加河水水量，不仅可以人为地缩短水在河道中的停留时间，增加浮游植物的生物量[21]，使污染河水不易黑臭，同时水体复氧量也会增加，提高河道自净能力。利用调水改善河道水质是一种投资少、成本低、见效快的处理工程。

1.2 水生植物修复技术

水生植物在水环境修复中的作用方式主要包括物理过程、吸收作用、协同作用和化感作用[22]。水生植物修复技术利用水生植物及其共生的微环境去除水体中的污染物质并恢复永生生态系统[16]。水生物修复技术的核心是将植物漂浮种植到水面上，利用植物生长从水体中吸收利用大量污染物[23]。生物浮床是其典型的技术应用之一。

1.3 原位化学反应技术

原位化学反应技术是指通过化学反应和生物反应（氧化、还原、吸附、沉淀、有机金属络合等），在受污染的地点，原地使重金属离子固定下来的方法。常用的物质包括石灰[ca（oh）2]、灰烬（koh）硫化钠na2s）等。此外，化学氧化可以将有机物转化为无毒或者毒性比较小的化合物，常用的氧化剂为二氧化氯、次氯酸钠或者次氯酸钙和臭氧等[3]。

2 湖泊水库修复技术

湖泊水库水质恶化主要有2 个原因：一是外界输人的大量营养物质在水体中富集，二是内

源性负荷。因此湖泊水库修复可从外源性污染物质的控制和内源性污染物质的控制2方面展开。外源性污染物的控制技术主要有：清洁生产、退耕还林、改变消费模式[4]、废水集中处理技术[3]等；内源性污染物的控制技术主要有稀释和冲刷、底泥疏浚和覆盖、水力调度技术、气体抽提技术、空气吹脱技术、投加石灰法、水生植物修复技术、生物调控技术、生物膜技术、微生物修复技术、仿生植物净化技术、土地处理技术、深水曝气技术等[3]。外源性污染物控制技术中清洁生产是一项有效技术，内源性污染物控制技术中底泥疏浚是修复湖泊水库的一项有效技术，这不同于河流的修复。

2.1 清洁生产

清洁生产是指通过原材料和能源的调整替代、工艺技术的改进、设备装备的改进、过程控制的改进、废弃物的回收利用、产品的调整变更等措施，达到污染物的源头削减、过程控制、提高资源利用效率的目的，减少或者避免生产和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境危害的技术[24]。清洁生产技术主要包括源头控制、过程减排和末端循环3类技术。源头削减应尽量采用无污染、少污染的能源和原材料；过程减量应尽量采用消耗少、效率高、无污染、少污染的工艺和设备；末端循环时对必须排放的污染物，采用回收、循环利用技术，回收其中有利用价值的资源。清洁生产可以产生环境和经济双重效益，使得汇入湖泊水库中的外源性污染物浓度大大减少，达到修复的目的。 　2.2 底泥疏浚

底泥是湖泊水库中的内污染源，有大量的污染物质积累在底泥中，包括营养盐、难降解的有毒有害有机物、重金属离子等[3]。底泥中的有害物质释放到水体中会使水质急剧恶化。底泥疏浚可以彻底去除其中的有害物质。一般有2 种形式的疏挖，一种是把水抽干，然后用推土机和刮泥机进行疏挖，另一种是采用带水作业。第1 种方法存在一定的技术限制，第2 种方法应用性更强。带水疏挖可以采用机械式疏挖，也可以采用水力式疏挖。疏浚技术主要包括确定疏挖底泥体积、选择挖泥机、计算压头和功率、设计底泥堆放场以及底泥利用几个部分。疏浚时应注意防止底泥泛起以及底泥的合理处置，避免二次污染。欧洲多国均采用过该技术对湖泊水库进行修复，并且效果显著。例如瑞典的trummen 湖，清除表层1 m 厚的底泥后，水深增加1.1～1.7 m，tp 浓度迅速下降，这种状态维持了18 年[25]。

3 地下水修复技术

地下水具有多种功能，与人类生活密切相关。随着工农业的快速发展和人民生活水平的提高，地下水受到了严重污染。因此，对受污染的地下水环境修复变得越来越重要，其修复技术的研究已引起国外学者的广泛关注[26]。

根据其主要工作原理地下水修复技术可大致归并为4 类，即物理技术、化学技术、生物技术和复合技术[27]。物理技术包括水动力控制法、流线控制法、屏蔽法、被动收集法、水力破裂处理法等[27]；化学技术包括有机粘土法[28]和电化学动力修复技术[29]；生物技术包括原位生物修复技术例如bs 技术，和异位生物修复技术例如堆肥式处理法、预制床法、厌氧处理法、生物反应器法等；复合技术包括渗透性反应屏法、抽出处理法、注气～土壤气相抽提（sev）法[27]。复合法修复技术兼有以上2 种或多种技术属性，例如抽出处理法同时使用了物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术，综合各种技术有点，在修复地下水时更加有效。抽出处理技术，简称b&t 技术，是最常规的污染地下水治理方法。该方法采用水泵将含水层中地下水面附近的地下水抽取出来，把水中的有机污染物质带回地表，然后在地面用地面污水处理技术对其进行净化处理，最后将处理好的水重新注入地下或排入地表水体，以防止地面沉降，或海水人侵，并且可以加速地下水的循环流动。地面污水处理技术方法很多，最常用的包括以下7 种：沉淀、膜分离、交换树脂、活性炭吸附、空气吹脱、化学氧化和生物降解[30]。由于液体的物理化学性质各异，p&t 技术只对有机污染物中的轻非水相液体去除效果很明显，而对于重非水相液体来说，治理耗时长而且效果不明显[27]。

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篇9

关键词：生态水利工程设计原则

1水利工程对河流生态系统的影响

在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用，同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性，使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。

2生态水利工程

从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水利工程的规划及设计理论，形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建设的主要手段之一。

3生态水利工程的规划设计原则

3.1工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一项综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。

对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

3.2提高河流形态的空间异质性原则

一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。

在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估，建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统（GIS）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。

3.3生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。

将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人工与自然力的贡献各占一半。

传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生态工程方案。

自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子，也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时，需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度，防止生物入侵。

3.4景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。

景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素之间的相

互关系进行综合、整体研究。其次，必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点，这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者，河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。

3.5反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。

意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行（包括管理）—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。

在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。

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篇10

关键词：污染物 生物修复 生态塘 人工湿地

1．概述

对受污染的江河湖库水体进行修复，已是社会经济发展及生态环境建设的迫切需要，特别是南水北调东线沿线的治污工程，量大面广，寻找先进实用、造价低廉的技术迫在眉睫。我国的江河湖库水体污染主要包括氮磷等营养物和有机物污染两方面。另外，湖泊水库蓝藻及赤潮给水域生态、人体健康也造成了严重的危害。对于富营养化的控制，发达国家以控制营养盐为主，大多采取“高强度治污，自然生态恢复”的技术路线，即控制外源磷污染负荷并配合生态恢复措施。

去除藻类与控制其生长是湖泊水库水体恢复与保护的难题。目前国际上采用的技术主要有三类：（1）化学方法，如加入化学药剂杀藻、加入铁盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等，但是易造成二次污染；（2）物理方法，疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤等，但往往治标不治本；（3）生物方法，如放养控藻型生物、构建人工湿地和水生植被，开发水体生物修复技术，是当前水环境技术的研究开发热点。

生物修复，可以解释为：生物特别是微生物催化降解有机污染物，从而去处或消除环境污染的一个受控的过程，即利用培育的植物或培养、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，从而使水体得到净化的技术。

与传统的化学、物理处理方法相比，生物修复技术有以下优点：①污染物在原地被降解；②修复时间较短；③就地处理操作简便，对周围环境干扰少；④较少的修复金费，仅为传统化学、物理修复金费的30%—50%；⑤人类直接暴露在这些污染物下的机会减少；⑥不产生二次污染，遗留问题少。

2．生物修复的原理

2．1 生物修复的分类

目前，生物修复技术被划分原位微生物修复和异位生物修复两种。所谓元微生物修复是指对受污染的介质（土壤、水体）不作搬运或输送而在原位污染地进行的生物修复处理，其修复过程主要依赖于被污染地自身微生物的自然降解能力和人为创造的合适降解条件。异位生物修复是植被污染介质（土壤、水体）搬动或输送到它处进行测生物修复处理。但这里的搬动和输送是低限底的，而且更强调人为控制和创造更加优化的降解环境。在处理位置上，前者强调污染物存在的初始空间分布，后者则稍作迁移；处理过程中，后者有更多的人为调控和优化处理。现在所说的生物修复主要是原位修复。

2．2 水体生物修复过程中生物的作用

挺水植物通过对水流的阻尼和减小风浪扰动使悬移质沉降，并通过与其共生的生物群落有净化水质的作用。但它主要吸取深部底泥中的营养盐，通常不或很少直接吸收水中的营养盐，而其部分残体又往往滞留湖底，矿化分解后又会污染水体。所以挺水植物的功能中，有把下层底泥中的营养转移到表层的一面，不利于直接净化水质。加上收割、水位变化对其生长的影响等问题，限制了它们在净化水质中的作用。必须注意管理、收割利用和防止种群退化。

浮叶植物在一般浅水湖泊中有良好的净化水质效果，种植和收获较容易，有经济效益，和观赏效益，在一定季节可以作为重要的支撑系统。需要及时收获。

大型飘浮植物在光照和营养盐竞争上比浮游植物有优势，有些种群的耐污性很强（如凤眼莲，喜旱莲子草等），已经发展了在大水面大风浪条件下种植的技术，是良好的净化水质选择。浮萍生长快，许多种群能在空气中固氮，覆盖水面后与沉水植物在光照等方面有竞争，一般不宜采用。有些飘浮植物和浮体陆生植物（加上浮力支撑后可水培的植物）是很好的观赏和食用植物，可在一定条件下组合应用，既有净化水质作用，又有经济效益、环境效益和观赏效益。

着生藻类和浮游藻类生长过程中都有净化水质作用。着生藻类的收集也不难，浮游藻类的收集也已发展了捕获技术，在一定条件下也可因势利导予以利用，一方面净化水质，另一方面作为资源取出。

各种沉水植物是健康水生态系统的重要组成，其耐污程度和对水温、水位、水流、水质、底质等条件各有差异，要根据当地具体自然条件因地制宜、因时制宜在时间空间上予以镶嵌优化组合，使各种种群在整体上互补共生适应季节变化和环境灾变。沉水植物和湖底水生植被的存在可吸附储存生物碎屑于植物根部，增加底泥表层溶氧，遏制磷的释放，阻止上层水体动力扰动向湖底的传输，减少湖底水动力交换系数，从而有效地遏制底泥营养盐向水体的释放。

螺、蚌等底栖动物可过滤悬移质，摄食生物碎屑，其分泌物有絮凝作用，螺有刮食着生藻类功能，虾和若干种类鱼类可摄食藻类、碎屑、浮游动物等。这些动物，作为健康水生态系统的补充组成，也有重要作用。

微生物，特别是氮循环细菌在水体自净能力中具有不可忽视的作用。有机物的矿化分解，氮素的气化，磷盐的沉降和固定在湖底等都与细菌的作用分不开。自然界的水生植物附近共生有多种远比自由水体中丰富的细菌群落。飘浮植物容易种植，采用耐污性强，生长快的飘浮植物作为先锋植物，不仅有植物直接吸收营养盐的作用，而且更重要的是有与其共生的细菌的作用。可以很快增加水的透明度，改善水质。飘浮植物作为细菌的载体极为重要。但飘浮植物受气候条件影响，在有些季节难以发挥作用。因此研制人工载体和优选高效细菌种群极为重要。利用优化的人工载体培养优化的氮循环细菌，释放到自然水体，以自然生物载体、其它人工载体和底泥为二级载体，水中悬浮物为三级载体，将原来荒漠化水域中以水土界面为主的好氧-厌氧，硝化-反硝化条件扩大到水面和水体并加强细菌浓度，从而增加系统净化能力。 　3．水体修复的主要处理方法

水体修复技术包括以微生物为处理功能核心的生物处理技术、具有复合生态系统的生态塘处理技术、以植物和微生物为主要处理功能体的湿地处理技术、土壤处理技术和河湖等自然净化能力的处理等。

3．1生物处理技术

生物处理技术包括好氧处理、厌氧处理、厌氧—好氧组合处理。其主要原理是人工驯化、培养适合于降解某种污染物的微生物，通过控制室和微生物生长的环境以稳定和加速污染物的降解。

由于生物处理技术起步较早，现在已有很多成熟的工艺，比如SBR、UASB、氧化沟等。这些工艺一般要辅助结合其他一些处理方法，例如物理处理法（如吸附法、重力法、离心法和引力法等）、化学处理法（如凝絮法、提取法、氧化法、离子交换法和沉淀法等）。

3．2 生态塘处理法

生态塘是以太阳能为初始能源，通过在塘中种植水生作物，进行水产和水禽养殖，形成人工生态系统。在太阳能（日光辐射提供能量）的推动下，通过生态塘中多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化，将进入塘中污水中的有机污染物进行降解和转化，最后不仅去除了污染物，而且以水生作物、水产的形式作为资源回收，净化的污水也作为再生水资源予以回收再用，使污水处理与利用结合起来，实现了污水处理资源化。

人工生态系统利用种植水生植物、养鱼、养鸭、养鹅等形成多条食物链。其中不仅有分解者生物、生产者生物，还有消费者生物，三者分工协作，对污水中的污染物进行更有效的处理与利用，并由此可形成许多条食物链，构成纵横交错的食物网生态系统。如果在各营养级之间保持适宜的数量比和能量比，就可建立良好的生态平衡系统。污水进入这种生态塘中，其中的有机污染物不仅被细菌和真菌降解净化，而其降解的最终产物，一些无机化合物作为碳源、氮源和磷源，以太阳能为初始能源，参与食物网中的新陈代谢过程，并从低营养级到高营养级逐级迁移转化，最后转变成水生作物、鱼、虾、蚌、鹅、鸭等产物，从而获得可观的经济效益。

3．3 人工湿地处理技术

人工湿地是近年来迅速发展的水体生物—生态修复技术，可处理多种工业废水，包括化工、石油化工、纸浆、纺织印染、重金属冶炼等各类废水，后又推广应用为雨水处理。这种技术已经成为提高大型水体水质的有效方法。人工湿地的原理是利用自然生态系统中物理、化学和生物的三重共同作用来实现对污水的净化。这种湿地系统是在一定长宽比及底面有坡度的洼地中，由土壤和填料（如卵石等）混合组成填料床，污染水可以在床体的填料缝隙中曲折地流动，或在床体表面流动。在床体的表面种植具有处理性能好、成活率高的水生植物（如芦苇等），形成一个独特的动植物生态环境，对污染水进行处理!

人工湿地的显著特点之一是其对有机污染物有较强的降解能力。废水中的不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以很快地被截留进而被微生物利用；废水中可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程而被分解去除。随着处理过程的不断进行，湿地床中的微生物也繁殖生长，通过对湿地床填料的定期更换及对湿地植物的收割而将新生的有机体从系统中去除。湿地对氮、磷的去除是将废水中的无机氮和磷作为植物生长过程中不可缺少的营养元素，可以直接被湿地中的植物吸收，用于植物蛋白质等有机体的合成，同样通过对植物的收割而将它们从废水和湿地中去除。

由于这种处理系统的出水质量好，适合于处理饮用水源，或结合景观设计，种植观赏植物改善风景区的水质状况。其造价及运行费远低于常规处理技术。英、美、日、韩等国都已建成一批规模不等的人工湿地。

3．4 土地处理技术

土地处理技术是一种古老、但行之有效的水处理技术。它是以土地为处理设施，利用土壤—植物系统的吸附、过滤及净化作用和自我调控功能，达到某种程度对水的净化的目的。土地处理系统可分为快速渗滤、慢速渗滤、地表漫流、湿地处理和地下渗滤生态处理等几种形式。国外的实践经验表明，土地处理系统对于有机化合物尤其是有机氯和氨氮等有较好的去除效果。德、法、荷等国均有成功的经验。

4．具体工艺的应用

在具体运用这些工艺是通常要做一些组合。例如采用：污水沉淀人工湿低生态塘。

目前国内外有很多水体修复的成功工程。例如日本渡良濑蓄水池的人工湿地，这是一座设有人工设施的芦苇荡，将蓄水池的水引到芦苇荡，通过吸附、沉淀及吸收作用，去除水中的氮、磷及浮游植物，达到对水体进行自然净化的目的。这种净化过程循环进行，确保蓄水池水质洁净。渡良濑人工湿地的人工植被从陆地到水面依次为：杞柳（水边林）—芦苇、荻、蓑衣草（湿地植物）—茭白、宽叶香蒲（吸水植物）—荇菜、菱（浮叶植物），形成了一体的生态空间。渡良濑人工湿地已经成为日本最大的芦苇荡，也成为对居民、儿童进行环保及爱水教育的场所，组织学生进行自然观察。

在我国也有很多水体生态修复的研究和工程实例。例如李正魁研究了固定化氮循环细菌技术（INCB）在贵阳红枫湖物理生态工程（PEEN）实验区的除氮、抑菌效果，结果表明，应用PEEN—INCB技术使红枫湖试验区总氮、非离子氨和亚硝酸盐氮分别平均降低0.568mg/L，0.015mg/L和0.019mg/L。工程后排入红枫湖的非离子氨均

5．总结

传统的生物处理工艺控制相对复杂，而且投资较大。而生态修复技术投资少，运行方便，能耗低。因此，生态处理技术在以后会得到更大的应用。

此外，生态修复工程可以结合其他技术，使其处理效果更加好。例如：利用基因工程和生物技术筛选超积累、高耐性修复植物和具有特异降解功能的微生物进入处理系统，能更有效的达到处理效果。

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