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生态修复基本原理范文1
土壤是人类赖以生存的物质基础，是人类不可缺少、不可再生的自然资源[1]。随着石油、城市垃圾、工业废物、农药、化肥的不断渗入，我国的土壤污染问题日趋严重，已严重威胁着人类的生存环境和农业的可持续发展，成为继水污染、大气污染、噪声污染和固体废物污染后备受社会广泛关注的污染问题之一。据不完全统计，目前我国受各种污染物污染的耕地有1 200多万hm2，约占全国耕地总面积的10%，严重威胁着人类的生命健康。
加强土壤肥力的培育，防治土壤污染，实施污染土壤的清洁显得十分必要。近年来，土壤污染的生态修复技术在国内外已成为十分活跃的研究热点。与传统的物理修复和化学修复相比，生态修复具有高效、无二次污染与操作简便等特点，逐渐被大家所认识[2]。本文对污染土壤的生态修复技术研究作一综合介绍，以期为致力于这方面研究的科学工作者提供有益的参考。
1 污染土壤生态修复基本原理
生态修复（Ecological remediation）是指在生态学原理指导下，以广义的生物修复（包括微生物修复、植物修复、动物修复和酶学修复）为基础，结合各种物理修复、化学修复以及工程技术措施，通过优化组合和技术再造，使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合的修复污染环境的方法。也就是说，生态修复是根据生态学原理，利用特异生物（如修复植物或专性降解微生物等）对环境污染物的代谢过程，并借助物理修复与化学修复以及工程技术的某些措施加以强化或条件优化，使污染环境得以修复的综合性环境污染治理技术[3]。
2 污染土壤生态修复研究内容
2.1 重金属污染土壤生态修复研究
重金属污染土壤生态修复研究多以植物为核心。主要包括修复植物筛选与合理搭配、修复机理和根际圈效应以及修复强化措施与应用。有关超积累植物筛选的研究经历了从对Ni、Cu、Zn 和Mn的超积累植物的筛选[4]，到近年来对Cd、Pb和As等重金属超积累植物的筛选[5]的过程。
近年来，对重金属污染土壤生态修复的研究已由对单一重金属污染的修复研究转移到对多种重金属复合污染的修复研究，包括对一些已经发现的单一重金属超积累植物，检验其是否具有对多种重金属污染的修复作用。为了解决土壤重金属复合污染的问题，许多学者还就多种单一重金属污染超积累植物的合理搭配进行了研究与探索。
随着植物生理生态学和分子生物学以及各种微观技术的发展，植物超积累机理的研究在不断深入。有研究发现，植物根系分泌物特别是有机酸能通过螯合作用或酸化根际环境促进土壤重金属的溶解和根系的吸收，这可能与植物体内某些专一性运输蛋白的特殊作用有关。也有研究表明，超积累植物对重金属有较强的耐性，它对重金属的富集可能与一些转运蛋白有关，如转运蛋白基因ZnT-1对Zn转运。目前已有成功从植物体内分离出与超积累及耐性相关的一些转运蛋白基因的报道[6]。
近年来，利用转基因植物修复重金属污染土壤的研究也取得一定的进展。Banuelos[7]等在田间试验条件下，研究了转基因植物印度芥菜对Se富集的能力，结果表明，与野生型印度芥菜相比，转基因型印度芥菜的富集能力几乎提高了近1倍。
除以上外，一些学者还开展了通过施加各种添加剂来提高植物对重金属污染土壤修复效果的研究。如施加EDTA、EDDS、有机酸等[8-9]后能明显提高植物的修复效果，但这些研究存在一定的缺陷，即易对环境产生不良影响。此外，利用微生物促进植物对某一或某几种重金属富集的研究报道也较多，如丛枝菌根真菌促进植物对Zn、Cd、Pb或As的富集作用。
重金属污染土壤生态修复研究较多但研究得不够深入，目前仍有一些机理不完全清楚，生态修复的方法操作和应用还不成熟。因此，加强重金属污染土壤的生态修复机理、实用技术及多学科交叉研究是今后研究的重点。
2.2 有机物污染土壤生态修复研究
有机物污染土壤生态修复研究主要是围绕微生物修复作用展开的，这方面的研究内容大致包括高效降解微生物筛选和合理搭配、生物修复的化学强化和生物化学强化、生物修复的物理强化和物理化学强化、生物修复的电化学强化、生物修复的酶学强化以及植物与微生物的联合修复等。目前，有关有机物污染土壤生态修复的研究主要集中在对高效降解微生物的筛选、分离、鉴定等方面[10]。
3 污染土壤生态修复技术特点
目前，尽管污染土壤的物理修复、化学修复以及工程修复技术已取得一定进展并出现了一些实用技术，但往往会破坏污染土壤的理化性质，甚至会造成对环境的二次污染，对于污染面积巨大且污染程度较轻的土壤基本上难以应用。重金属等无机污染的植物修复和有机污染的生物修复虽克服了这些缺点，但由于这些技术本身所固有的一些应用条件的限制，在修复实践中也难以推广，大多只是处于试验阶段或是基础研究阶段。
与传统的物理和化学修复技术相比，污染土壤生态修复技术具有以下优点：（1）土壤的物理、化学和生物学特性基本保持不变，一般不破坏植物生长所需要的土壤环境；（2）实现有机污染物的矿化；（3）处理形式多样，可根据条件分别采用原位和异位修复方式；（4）处理成本低；（5）应用范围广泛，可处理不同类型、不同程度的污染土壤。
4 污染土壤生态修复研究前景
综上所述，生态修复研究虽然有较多的报道，但目前仍处于基础性研究阶段，仍有一些修复机理不完全清楚，修复的实践应用和操作方法还不够成熟。因此，污染土壤的生态修复机理研究将是污染土壤生态修复研究的一个重点。
从生态学的角度看，污染土壤生态修复研究的核心内容仍然是超积累植物和高效降解微生物的筛选及合理搭配、修复机理的探索和基于植物与微生物联合修复的根际圈效应、以广义生物修复为核心的联合修复以及修复强化措施的研究。其应用不可避免地要利用分子生物学方法和农业高新技术，因此环境科学与生物学、农学的交叉融合必将成为污染土壤生态修复的一种重要研究方法。从这种意义上来看，生态修复将成为解决污染土壤的根本手段。如何综合运用环境科学、生物学和农学等多学科原理，研究既实用又造价低廉的污染土壤生态修复实用技术，将是污染土壤生态修复研究的另一个重点。
参考文献
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生态修复基本原理范文2
关键词:土壤污染、生物修复、研究进展
前言
土壤重金属污染是指由于人类活动将金属加入到土壤中，致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。加之重金属离子难移动性，长期滞留性和不可分解性的特点，对土壤生态环境造成了极大破坏，同时食物通过食物链最终进入人体，严重危害人体健康，已成为不可忽视的环境问题。随着我国人民生活水平的提高,生态环境保护日趋受到重视,国家对污染土壤治理和修复的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修复问题,已成为土壤环境研究领域的重要课题。而生物修复技术是近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术,同传统处理技术相比具有明显优势，例如其处理成本低,只为焚烧法的1/2-1/3，处理效果好,生化处理后污染物残留量可达到很低水平;对环境影响小,无二次污染,最终产物CO2、H2O和脂肪酸对人体无害，可以就地处理,避免了集输过程的二次污染,节省了处理费用，因而该技术成为最有发展潜力和市场前景的修复技术。
1.污染土壤生物修复的基本原理和特点
土壤生物修复的基本原理是利用土壤中天然的微生物资源或人为投加目的菌株,甚至用构建的特异降解功能菌投加到各污染土壤中,将滞留的污染物快速降解和转化成无害的物质,使土壤恢复其天然功能。由于自然的生物修复过程一般较慢,难于实际应用,因而生物修复技术是工程化在人为促进条件下的生物修复,利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烃类及各种有毒有害的有机污染物，降解过程可以通过改变土壤理化条件(温度、湿度、pH值、通气及营养添加等)来完成,也可接种经特殊驯化与构建的工程微生物提高降解速率。
2.污染土壤生物修复技术的种类
目前,微生物修复技术方法主要有3种:原位修复技术、异位修复技术和原位-异位修复技术。
2.1原位修复技术：
原位修复技术是在不破坏土壤基本结构的情况下的微生物修复技术。有投菌法、生物培养法和生物通气法等,主要用于被有机污染物污染的土壤修复。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌,同时投加微生物生长所需的营养物质,通过微生物对污染物的降解和代谢达到去除污染物的目的。生物培养法是定期向土壤中投加过氧化氢和营养物,过氧化氢则在代谢过程中作为电子受体,以满足土壤微生物代谢,将污染物彻底分解为CO2和H2O。生物通气法是一种加压氧化的生物降解方法,它是在污染的土壤上打上几眼深井,安装鼓风机和抽真空机,将空气强行排入土壤中,然后抽出,土壤中的挥发性有机物也随之去除。在通入空气时,加入一定量的氨气,可为土壤中的降解菌提供所需要的氮源,提高微生物的活性,增加去除效率。
2.2异位修复技术：
异位修复处理污染土壤时,需要对污染的土壤进行大范围的扰动,主要技术包括预制床技术、生物反应器技术、厌氧处理和常规的堆肥法。预制床技术是在平台上铺上砂子和石子,再铺上15-30cm厚的污染土壤,加入营养液和水,必要时加入表面活性剂,定期翻动充氧,以满足土壤微生物对氧的需要,处理过程中流出的渗滤液,即时回灌于土层,以彻底清除污染物。生物反应器技术是把污染的土壤移到生物反应器,加水混合成泥浆,调节适宣的pH值,同时加入一定量的营养物质和表面活性剂,底部鼓入空气充氧,满足微生物所需氧气的同时,使微生物与污染物充分接触,加速污染物的降解,降解完成后,过滤脱水这种方法处理效果好、速度快,但仅仅适宜于小范围的污染治理。厌氧处理技术适于高浓度有机污染的土壤处理,但处理条件难于控制。常规堆肥法是传统堆肥和生物治理技术的结合,向土壤中掺入枯枝落叶或粪肥,加入石灰调节pH值,人工充氧,依靠其自然存在的微生物使有机物向稳定的腐殖质转化,是一种有机物高温降解的固相过程。上述方法要想获得高的污染去除效率,关键是菌种的驯化和筛选。由于几乎每一种有机污染物或重金属都能找到多种有益的降解微生物。因此,寻找高效污染物降解菌是生物修复技术研究的热点。
3.影响污染土壤生物修复的主要因子
3.1污染物的性质：
重金属污染物在土壤中常以多种形态贮存,不同的化学形态对植物的有效性不同。某种生物可能对某种单一重金属具有较强的修复作用。此外,重金属污染的方式(单一污染或复合污染)，污染物浓度的高低也是影响修复效果的重要因素。有机污染物的结构不同,其在土壤中的降解差异也较大。
3.2环境因子：
了解和掌握土壤的水分、营养等供给状况,拟订合适的施肥、灌水、通气等管理方案,补充微生物和植物在对污染物修复过程中的养分和水分消耗,可提高生物修复的效率。一般来说土壤盐度、酸碱度和氧化还原条件与重金属化学形态、生物可利用性及生物活性有密切关系,也是影响生物对重金属污染土壤修复效率的重要环境条件。
3.3生物体本身：
微生物的种类和活性直接影响修复的效果。由于微生物的生物体很小,吸收的金属量较少,难以后续处理,限制了利用微生物进行大面积现场修复的应用，
植物体由于生物量大且易于后续处理,利用植物对金属污染位点进行修复成为解决环境中重金属污染问题的一个很有前景的选择。但由于超积累重金属植物一般生长缓慢,且对重金属存在选择作用,不适于多种重金属复合污染土壤的修复。因此,在选择修复技术时,应根据污染物性质、土壤条件、污染程度、预期修复目标、时间限制、成本及修复技术的适用范围等因素加以综合考虑。
4.发展中存在的问题：
生物修复技术作为近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术,虽取得很大进步和成功,但处于实验室或模拟实验阶段的研究结果较多,商业性应用还待开发。此外,由于生物修复效果受到如共存的有毒物质(Co-toxicants)(如重金属)对生物降解作用的抑制；电子受体(营养物)释放的物理;物理因子(如低温)引起的低反应速率;污染物的生物不可利用性;污染物被转化成有毒的代谢产物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化学能力的微生物等因素制约。因此,目前经生物修复处理的污染土壤,其污染物含量还不能完全达到指标的浓度要求。
5.应用前景及建议：
随着生物技术和基因工程技术的发展,土壤生物修复技术研究与应用将不断深入并走向成熟,特别是微生物修复技术、植物生物修复技术和菌根技术的综合运用将为有毒、难降解、有机物污染土壤的修复带来希望。为此,建议今后在生物修复技术的研究和开发方面加强做好以下几项工作:
(1)进一步深入研究植物超积累重金属的机理,超积累效率与土壤中重金属元素的价态、形态及环境因素的关系。(2)加强微生物分解污染物的代谢过程、植物-微生物共存体系的研究以及植物-微生物联合修复对污染物的修复作用与植物种类具有密切关系。
(3)应用现代分子生物学与基因工程技术,使超积累植物的生物学性状(个体大小、生物量、生长速率、生长周期等)进一步改善与提高,培养筛选专一或广谱性的微生物种群(类),并构建高效降解污染物的微生物基因工程菌,提高植物与微生物对污染土壤生物修复的效率。
(4)创造良好的土壤环境,协调土著微生物和外来微生物的关系,使微生物的修复效果达到最佳，并充分发挥生物修复与其他修复技术(如化学修复)的联合修复作用。
(5)尽快建立生物修复过程中污染物的生态化学过程量化数学模型、生态风险及安全评价、监测和管理指标体系。
结论
综上所述，我们不难发现由于土壤重金属来源复杂,土壤中重金属不同形态、不同重金属之间及与其它污染物的相互作用产生各种复合污染物的复杂性增加了对土壤重金属治理和修复难度,且重金属对动植物和人体的危害具有长期性、潜在性和不可逆性,同时进一步恶化了土壤条件，严重制约了我国农业生产的加速发展，所以要更好的防治土壤重金属污染还需要广大科研工作者不懈的努力，研发出更好的效率更高的修复治理技术，同时我们还不应该忘记必须加强企业自身的环保意识，提高企业自我约束能力，始终将防治污染积极治理作为企业工作的头等大事来抓，把企业对环境的污染程度降到最低限度，形成全社会都来重视土壤污染问题的良好环保氛围，逐步改善我们的土壤生态环境。
参考文献：
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生态修复基本原理范文3
关键词：树木移植 基本原理 基本条件 步骤及方法
中图分类号：S73 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）05-0348-01
树木移植，尤其是大树移植，是当前加快城镇绿化的一种快速有效的途径。它的优点是见效快、绿化效果明显，在一定程度上解决了城市化进程中在绿化建设方面难以跟进的不足。在树木移植的工作中，一定要认真加以对待，吸取教训，总结经验，确保树木移植有一个较高的成活率。
一、移植前应考虑的因素
1 基本原理
1）近似生境
实践证明，若移植后的生境近似于原生生境，则移植的成功率较高，移植在近似生境中的树木其生长情况往往能恢复到原生生境状态。树木的生长环境主要包括温度、光照、水分等小气候条件和土壤条件等，如果把处于不同生境中的树木进行移植，光度、湿度、温度及土壤等任一条件发生变化，其树木的植株生长就会受到影响或发生差异，有的甚至枯萎死亡， 所以定植地生境最好与原植地类似。树木移植前，最好对树木原植地和定植地的土壤条件进行判定或测试，根据检测结果改善定植地的土壤生境条件，以提高树木移植的成活率。树木移植近似生境的原理一定程度上也是树木移植宜近不宜远、适地适树实践经验的体现。
2）树势平衡
树木移植时， 树木的地上部分和地下部分须保持平衡。树木移植时如对根系造成伤害， 就必须根据其根系分布情况， 对地上部分进行修剪， 使地上部分和地下部分的生长情况基本保持平衡。因为供给根系发育的营养物质主要来自地上部分， 对枝叶修剪过多不但会影响树木的景观， 也会影响根系的生长发育，所以在移植树木时必须慎重考虑枝叶和根系的去留权衡问题， 尽量使地上部分和地下部分保持平衡。如地上部分所留比例超过地下部分所留比例， 则需通过人工养护弥补这种不平衡。
2 基本条件
1）季节适时
移植树木的成功率高低在很大程度上取决于移植树木季节的选择， 而考虑适时选择主要是因为此时树木的生理代谢较易得到平衡。一般情况下， 常绿树移植选择在春季， 即 3 月下旬至 5 月上旬。这段时期气温回升， 雨量充足， 光照适中， 常绿树在此期间枝叶、根系处于生理生长发育期， 移植受损的伤口能及时产生愈合组织， 也就是新芽新根能在短期内得到恢复或修复。落叶树一般则选择在秋冬季， 即树木落叶后到发芽前这段时间最为适宜。因此时树木处于休眠期， 而落叶树大多数季相明显， 移植时都以保持全冠为宜， 所以相对春季而言选择秋冬季更为妥当， 但具体时间的选择还得 根据 树木的习性和物候特点来确定。适时选择从而进行树木的移植是建立在树势平衡这个基本原理之上的。
2）断根缩坨
从树木新陈代谢活动的生理角度来看， 树木移植经过掘起、搬运、再 种植 ，其根系大量受损， 树木的水分和有机物质大量消耗， 这就打破了地上部分和地下部分的平衡。因为维持树木地上部分枝叶平衡主要依靠地下部分的根系来供给养分， 而根系则主要通过大量的毛根和须根来完成， 所以毛须根的数量和生理质量起着至关重要的作用。解决树木移植中确保毛须根完整的有效办法就是采用科学的传统技法―断根缩坨， 也称回根法， 盘根法。 一般在树木移 植前1～3 年通过挖沟断根、对根径 1以上的粗根进行环状剥皮、覆土等步骤来完成对树木的断根缩坨处理， 断根是提高移植树木成活率的关键因素之一。
二、树木移植步骤及方法
1 选苗。根据绿化要求，选择合符条件的树木，营养健壮，树形好，没有病虫害，这样不仅易达到绿化效果，而且有利树木成活。
2 起苗。树木起苗时，土球的规格一般为树干胸径的8-10倍，土球要用编织袋或稻草包好，以免泥土松掉。如果树木在移植后，水分的管理能够达到树木动态平衡的要求，土球规格的要求就显得不是十分重要了。如裸根移植亦容易成活，这样树木的重量减少很多，方便移植操作。本人曾多次对榕树、鸡冠刺桐、尖叶杜英、落羽杉进行不带土球移植，成活率100%。因此实践证明，只要控制好树木移植后的水分平衡，就不须理会土球大小了。
3 修剪。根据各种树木的习性重剪或轻剪，但要尽力保持树形。在尽可能的情况下要尽量轻修剪或枝条少修剪而摘去部分叶片，减少蒸腾作用，保持体内水分平衡，这样树木移植后利其成活生长。
4 挖树穴。树穴要根据树木大小定规格，树穴比树木土球0。3 -0。5米，深度比树木土球深0。3 -0。4米即可。树穴的形状近长方形或圆柱体较好，有利于树木的土球和回填土壤充分接触，根较易恢复生长。
5栽种。栽种前应把包扎土球的编织袋或稻草解开，然后对伤根、枝、叶进行适当修剪，此后便可种植。苗木应放在穴中心，深度跟原来栽种持平，然后回填土，回土踏实。随后淋足定根水，淋水时还要插实土壤，目的是使土根和6h、立支撑物
树木移植后要扶稳，不要被风吹倒。树木种稳后，在根长出前，不要随便摇动，影响树木成活。一般行道树多用两根2米长的水泥杆扶树，而庭院绿化多用3支2米长的竹杆呈三角行扶树。支撑物要牢固，不要伤害树皮。
6 水分管理。树木移植后，根的吸水功能一时难恢复，水分容易失调，因此保持土中的一定水分，减少叶、树干水分的蒸发是养护工作中的一件大事。水分管理好坏是树木移植成活的关键因素。根据树木地上器官和地下器官的水分动态平衡的需要进行淋水，淋水好，树木易成活，否则树木易死亡。移植后除淋足定根水外，还要多向树的枝叶、树身多喷水。一般的做法是用稻草包扎树干部分，减少风吹、日晒。每天早晚两次喷雾，保持草绳潮湿。每周淋透水一次，根部土而可用草覆盖，保持土壤湿润与疏松。如果雨天，减少浇水量。喷雾只求叶片全部喷到，时间不必长，以免水分大量滴入土中，造成积水。对于带叶移植的常绿树种，喷雾工作就显得更加重要。在确保树木发芽、生根后，可减少淋水和喷水的次数。
参考文献：
[1]张建庭.园林绿化[M].杭州：浙江科学技术出版社，2005.
生态修复基本原理范文4
1.（1）观测图绘制。该图的绘制主要针对城市环境中某些特定参数，例如化学元素种类，在该图中应当有相关的标示，且每种元素的检测值应当与分布地理位置进行对应。这继承了传统地球化学观测图的绘制方法。
（2）化学系统分布图绘制。该图需要针对区域进行，通过特定的观测手段与数据统计，将区域内地球化学的相关参数以空间分布形式展现出来。
（3）化学系统关系图绘制。有了化学系统的数据分布，要想获得更多的信息，还需要将这些信息有条理的建立联系。例如水文观测与地球环境化学转移，运用模拟迁移对地球化学的运动规律进行分析。景观地球学则更有利于展示地球化学的系统概览，对于化学转移的过程有更加直观的理解，相关化学控制因素也更加突出。这样的关系图能够有效的模拟真实环境系统的各项化学行为，并且在加入评价体系后，人类主观的参与可以将该图作为环境规划的主要参考内容。
（4）预测图绘制。更接近实际的地理图，通过分布图和关系图的分析，在预测图上针对区域进行环境污染的分析，预测污染的过程和涉及范围，在联系实际情况规划污染治理策略，是主要的环境治理参考图。
2.城市环境地球化学中人为因素人类生产生活活动向自然环境中释放了多种有害元素，这些元素一是生产活动释放，例如化肥农药的使用，向自然环境中释放了打破原有平衡的元素，还改变了土壤的主要结构，破坏了土壤化学平衡，相应的土壤受到污染还会将这些有害元素通过循环作用释放到更大的环境中；二是生活废物的排放，这些有害废物不经处理直接进入环境中，例如生活废水和垃圾，因为食物变质产生的有害元素因此进入土壤或者水环境，城市垃圾的主要处理方法填埋等几种处理方法又将这些有害元素富集起来，加重了城市水环境和土壤环境的污染。
二、城市环境地球化学治理工程学
城市环境出现了严重污染，就需要人为进行治理和帮助环境进行自我恢复，地球环境治理工程学的相关技术和原理就发挥着至关重要的作用。治理学是工程学新生分支学科，对环境发展有着至关重要的作用，从其根本目标和基本科学思想来看，有着巨大的环境经济效益，应当受到国家相关部门和社会各界的关注。地球环境治理工程学也可以称作是地球化学改造应用科学，利用地球自然资源和基础化学特性，尽量降低人类对自然环境的干扰，按照原有化学环境进行人为的平衡。地球环境治理工程学与人类生存的环境有着至关重要的作用，从地球环境化学基本原理入手，研究地球上各大生态体系及生态体系之间的关系，更关注了交互关系的研究，将污染原理、规律和环境效应直观的表达出来，所以地球环境治理工程学应当用做与环境发展，合理治理和修复以破坏的城市生态坏境。
生态修复基本原理范文5
【关键词】河道曝气技术；河道污染控制；生态修复
1 引言
嘉兴市域内大小河流湖荡纵横相连，河道总长约1.38万km，水面积约268 km2，河道分布密度为3.5km/km2，总长959km，水面积42.22km2。
根据2010年嘉兴市环境保护监测站对遍布全市的64个地表水监测断面的水质监测结果，仅4个断面水质满足功能区类别要求（以河网常规断面评判），IV类及以上水质断面超过80%[1]。水监测断面水质的主要超标项目有溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮和总磷。由此可见，嘉兴市河道水质状况不容乐观，如何采取有效治理措施将这些被污染的水体治清，使之达到功能区类别要求是当前环境保护工作的一项迫切任务。本文将介绍一种在国外河道污染治理中广泛采用的治理技术——河道曝气技术。
2 河道曝气技术简介
2.1 河道曝气技术的发展
随着社会发展和生活水平的提高，世界各国的河流水质都面临着来自工业、农业、生活等方面的不同程度的污染。因此，从五六十年代起，英、德、美等发达国家就开始考虑解决日益严重的河道污染问题。其中，河道曝气技术作为一种投资少、见效快的河流污染治理技术，在很多国家被优先采用。
2.2 河道曝气技术的基本原理
河水中溶解氧的含量是反映水体污染状态的一个重要指标，是维持水中生物生存及保持河湖对污染物净化能力的重要因素， 当水中溶解氧
2.3 河道曝气技术应用与分类
根据国外的河道曝气实践[2]， 河道曝气一般应用在以下两种情况：第一种是在污水截流管道和污水处理厂建成之前， 为解决河道水体的有机污染问题而进行人工充氧； 第二种是在已经经过治理的河道中设立人工曝气装置作为对付突发性河道污染（如暴雨溢流、企业突发事故排放等）的应急措施。另外，在夏季，因水温较高，有机物降解速率和耗氧速率加快，也可能造成水体的溶解氧降低。以上两种情况发生后，进行河道曝气复氧是恢复河道的生态环境和自净能力的有效措施。
河道曝气复氧一般采用固定式充氧站和移动式充氧平台两种形式。固定式冲氧站是在需要曝气增氧的河段上安装的固定的曝气装置。当需要长期曝气复氧，且曝气河段有航运功能要求或有景观功能要求时采用固定式充氧站。移动式充氧平台就是在需要曝气增氧的河段上设置的不影响河道航运功能，并且可以自由移动的曝气增氧设施。国外报道较多的是曝气船。这种曝气形式的突出优点，是可以根据曝气河道水质改善的程度，机动灵活地调整曝气船的运行，从而达到经济、高效的目的。
2.4 国内外河道曝气技术治理河道的工程实践
由于河道曝气复氧工程的良好效果和相对较低的投资与运行成本费用， 成为一些发达国家在中小型污染河道乃至港湾和湖泊水体污染治理中经常采用的方法。虽然河道曝气在国外已经开展了20多年，在我国，尚未在河道大规模综合治理中应用过。部分欧美国家的成功经验和我国已经开展的一些试验结果表明：人工曝气复氧是治理河流污染的一种有效的工程措施[3]。
苏州河河道曝气复氧一期工程[4]，经治理后，苏州河生态系统逐步改善，随着水质的好转， 生态系统同步改善。水生生物种类和底栖动物生物量不断增加，水体的生物毒性下降， 水中开始有鱼；德国柏林teltow运河的纯氧曝气设施[5]，在水温25℃，水体溶解氧浓度为6.3mg/L 时，纯氧曝气仍可使水体溶解氧浓度提高1.5mg/L；釜山港湾曝气设施[6]治理效果显示，曝气能够有效地改善水萦江河口快艇区域的水质，可以增加DO、削减COD、改善透明度、消除臭味。
3.3.2 高效去氨氮原因分析
河道曝气复氧对消除水体黑臭、促进河道水生态系统健康发展具有良好效果，其原理是水体中的溶解氧与黑臭物质（如H2S、FeS等）之间发生了氧化还原反应，且具有反应速率快的特点。由于黑臭物质（还原物）的耗氧量是化学耗氧量的一部分，这部分物质的去除亦可降低水体的化学耗氧量。同时，河道充氧可以使处于厌氧状态的较松散的表层底泥转变为好氧状态的较密实的表层底泥， 因而可能减缓深层底泥中污染物向上复水体的扩散。水体曝气复氧有助于加快恢复黑臭状态的河道正常的水生态系统。
4讨论与建议
在“十五”、“十一五”期间整治的90条96段，长205公里的市区河道中，主要整治措施还是截污纳管、生活污水处理和底泥疏浚等传统措施。有关河道的截污纳管、沿河两岸的生活污水处理、河道的有关规划如景观设计、文化挖掘、旅游开发、土地开发等的力度都在加大，但通过水生态修复技术来改善水质的相关技术研究与应用还没有新的进展。
鉴此，本论文从环境保护角度出发结合该技术提出以下几点河道治理理念。
（1）在使用传统措施治理河道污染的基础上，为使河道的水质达到水体功能区要求，选择河道曝气水生态修复措施来进一步净化水体；
（2）加强水生态修复技术的相关技术研究与应用的投入；
（3）制定相关法律法规，在污染相对比较严重的工业园区内的河道，可以借鉴“流域管理与区域管理相结合”的模式，要求相关区域的企业在保证达标排污的基础上，通过签订相关合作公约，与政府部门共同治理流经园区内的河道。比如在园区内的河道上游安装固定式河道曝气装置，保证流经园区的水质污染物浓度不升高；
（4）据嘉兴市环境保护监测站常规地表水监测的数据显示，嘉兴市饮用水源地涵养区地表水溶解氧浓度常年低于5mg/L，对污染物的净化不利。在水源地涵养区安装河道曝气装置可以保持河道溶解氧的高水平，进一步净化涵养区的水质。同时，该装置亦可作为对付突发性河道污染事件（如暴雨溢流导致涵养区水质恶化等），恢复河道的生态环境和自净能力的有效措施。
参考文献：
[1] 苏盈盈等.嘉兴市环境质量报告书.环境质量报告（研究报告），2012（5）
[2] 孙从军，张明旭.河道曝气技术在河流污染治理中的应用.工程与技术（研究报告），2001（4）
[3] 刘延恺，陆苏，孟振全. 河道曝气法—适合我国国情的环境污水处理工艺[J] 环境污染与防治，1994，16（1）：22-25.
[4] 陈伟等.苏州河河道曝气复氧探讨[J].上海环境科学，2001，20（5）：234
[5] 凌晖等. 纯氧曝气在污水处理和河道复氧中的应用[J]. 中国给水排水，1999，15（8）：49-51
[6] ] Soo-Saeng Kim et al， Analysis of the effect of surface aeration（air-O2）installation on water quality improvement in the estuary of Suyong River，Korea（research report），Environmental Pollution Control Institute，Dong-Ah University，1990.
生态修复基本原理范文6
关键词：城市河道、整治、景观、设计
中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：
1城市河道的功能
(1)防洪排涝功能。河道的自然形态及两岸的湿地具有减缓洪水行进速度的功能，从而减轻河道下游洪峰的强度和形成。河道的行洪排涝作用是其最基本的功能，也是对位于城市内河道或河段的最基本要求。
(2)灌溉供水功能。河流具有一定的蓄水、滞水作用，是城市居民与其他生物维持生存，以及城市环境得以存在的必要因素。从河道引水灌溉农田、供给工业和市民生活用水，因此，良好的河道水环境是保障水资源持续供应的基础。
(3)调节小气候与净化空气的功能。河道具有调节局域小气候的作用。由于城市河流有较大的水面蒸发，河流水的高热容性、流动性以及河道风的流畅性，可以增加临近区域的空气湿度，减弱城市的热岛效应，为城市居民提供舒适宜人的生活空间。
城市河道的周边绿化可以吸附灰尘、汽车尾气等毒害气体，达到净化空气的作用。同时带状的绿化还可以消解嘈杂的城市噪音以降低噪音污染。
(4)景观功能。城市河道是一个城市的绿色生命带。美丽的滨水景观可得几乎由直线条方块体构成的城市不再机械，水面转化了固体边界，水体潜藏着无限神秘，水流充满了勃勃生机。无论奔腾咆哮的大河，或是清澈见底的涓涓溪流，几乎每一条河流，每一个水域都会给人们带来美的享受，流动的水体和稳固的岸堤构成了河流景观动与静的和谐统一。
(5)休闲娱乐功能。城市河道不仅带给人们安谧性、运动性、持续性和舒适性的美学享受和精神体验，同时还具有休闲、娱乐功能。河流生态系统能够提供的娱乐活动可以分为两类:①直接利用水的娱乐活动，如划船、滑水、游泳、渔猎和漂流等;②沿河岸进行的休闲活动，如露宿、野餐、远足休闲和摄影等。
(6)生态功能。自然状态下的河道具有丰富的生物多样性;边坡植被可截留部分污染物;生态河岸可有效降低岸边土壤流失，提高水土保持能力;作为景观生态学中的线性要素，河道的异质性决定其河流廊道的身份，供野生动物栖息，尤其是输送矿物养分满足生物迁徙需求，具有其他廊道类型所无法替代的作用;河床的透水性可以保证河水与地下水交换，减弱河道的水文变化。
2城市河道整治的原则
在城市河道综合整治的过程中，应充分遵循河流本身的自然规律和自然属性，使得通过河道整治的相关工作，还原河道的本质属性和自然属性，并在此基础上实现城市河道的各项功能。因此，在城市河道的整治过程中，需要遵循以下几方面的基本原则。
(1)遵循河流本身特性的原则。这是城市河道综合整治的基本原则与本质性规律性所在。在整治的过程中，河流自身的水流特性、水力学特性、生态流量、降解特性、生物属性等自然属性是整治工作的依据和落脚点。
(2)防洪安全与生态安全并重的原则。在河道整治的过程中，需要同步解决防洪排涝问题和河道生态安全问题。河道整治的目的不仅仅是为了防洪排涝安全，更重要是为了供水安全、生态用水安全和水环境的质量安全。
(3)地域适应性原则。不同区域具有不同的特点，地域的差异性和特殊性要求在河道综合整治过程中不能照搬照抄，需要因地制宜选择适应的整治措施。
(4)河道独特性原则。城市河道综合治理的整体目标应与城市发展相协调，然而其河道景区内的各功能分区、景观节点、建筑小品、河道护岸风格等应各具特色。
(5)截污治污同步原则。城市河道整合整治的同时必须进行系统的截污治污工作，这也是保证河道整治成效的关键环节。
3城市河道生态景观工程技术
城市河道生态景观工程是城市河道综合整治的重要环节，是确保河道整治工作成效的基础与关键，其工程技术体系已逐渐发展与完善。具体的工程技术内容包括生态护坡技术、水质综合修复与净化技术、河道景观设计3大块，这3个方面协调发挥作用，缺一不可。
3. 1生态护坡技术
对于标准“梯形”浆砌石断面或混凝土断面对河道生态系统带来的不利影响已成为人们的共识，为了合理解决防洪和生态保护之间的关系，各类河道岸坡生态护坡技术应运而生，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学科的基本原理，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，通过生态工程的自我支撑、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。
发展到今天，生态护坡技术的体系已日臻完善，根据土质条件可分为土质生态边坡防护和岩质边坡防护，岩质边坡防护的关键是创造植被生长的有利条件。生态护坡必须考虑边坡的稳定性和安全性，植被的选择与周围大环境相协调一致，并考虑植被的生态性、形态性、地域性，应适合当地气候条件、土壤条件，且抗逆性强，生长迅速、自繁殖能力强、适应粗放管理，维护工作量小。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、土工网复合植被技术、植被型生态混凝土技术、多自然型技术等。
3. 2水质综合修复与净化技术
城市河道水质修复与净化需要从3个方面做好工作。①系统的截污、治污，确保排放到河道的水满足相关的质量标准。同时，需要做好河床的清淤工作，使得整治后的“初始河道”归位于清洁的状态。否则，就算是其他工作做得再好，对于河道水质的治理也无济于事。②确保城市河道所需要的基本生态流量、流速等特性与性质参数，使得河道保持一定的自净能力。③通过对物理方法、化学方法、生物方法等水质净化技术，包括土壤渗滤技术、人工湿地技术、稳定塘技术、人工浮岛技术等的综合运用，保持城市河道水质，且实现稳步提高的理想效果。
其中，人工湿地技术充分利用湿地生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化，具有投资小、处理效果好、运行维护方便等特点，同时水生植物的搭配还能起到良好的景观效应。人工湿地技术广泛应用于景观水处理、湖泊生态修复、生活和工业、农业等污水处理。
3. 3河道景观设计
“仁者乐山，智者乐水”，亲水是我国永恒的主题。中国人在几百年前己经引进了水利景观的概念，追求的是自然的地理景观，以青山绿水、烟波浩森为美。而现代人除此之外，还追求有人工建筑的美，如园林、水乡、水城、亲水建筑和水的文化氛围。
河道景观设计的牵涉面较广，不同地区、不同城市、不同主题的河道景观差别较大，但在保持河流生态系统的完整性、引人城市历史文化元素、与周边环境相融合、功能多样性以及鲜明的景观主题等方面的基本原则是一致的，需要综合考虑相关因素。
4结语
