前言:中文期刊网精心挑选了生态修复技术的应用范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。
生态修复技术的应用范文1
中图分类号 X171.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)14-0170-01
我国一直在研究有效解决环境资源以及水土流失问题的方法,生态修复技术实质上是一种结合实践总结得出的有效方法。将生态修复技术应用在现代园林艺术中,可以找到其中存在的问题以并探索其原理规律,从而实现最佳的生态修复状态。
1 生态修复技术概念
当前,我国管理园林的相关人员进行了自然的规划以及设计,整个过程始终遵循基本的生态修复理念[1]。在构思以及规划之后,就应用合理以及科学的生态修复技术进行设计,设计的主要内容包含以下方面:①在修复自然生态环境的同时,需要保障生态自然体系的和谐性以及稳定性;②在修复自然生态环境的过程中,需要保障生态自然体系拥有多样化的自然物种,这样可以维持均衡的生态体系;③需要更加合理化地规划自然环境结构,合理地调配好存在于生态自然环境中的各种生物,可以很好地维持自然生态之前的风貌,防止发生环境衰退等问题。为了让生态保持均衡状态,恢复和谐的自然生态环境,就应该遵循相关的科学管理原则,树立可持续发展的理念,更好地改善遭受破坏的生态环境,并且在恢复生态环境的基础之上可以有效地发展以及提升自然环境。
2 生态修复技术在现代园林艺术中的应用
2.1 应用时遵循的原则
一方面,更加全面地看待生态环境问题,在规划环境的过程中,不仅要对规划的方法以及原理是否符合实际状况进行考虑,还需要更加密切关注以及重视当前的设计项目,项目设计的理念需要和国家政府的理念保持一致,可以同步发展环境[2]。
另一方面,可以增加绿化的面积,将修复生态的水平提高。目前,全球气温正处于持续上升的状态,这样会促使整个水平面上升。但是植物借助光合作用能够将空气中的二氧化碳转换为氧气,因此增加绿化面积具有十分重要的作用,绿化面积的大小和生态修复的水平有紧密联系。然而,由于我国近年来利用土地的面积越来越多,所以亟需找到有效方法扩增植被绿化的面积。与此同时,在规划植物的过程中,管理人员可以借助空间优势来完成这一目标,合理分布空间以及分配植物,增加绿化面积。
此外,针对不同环境状况可以应用合理的措施,在修复生态环境时,设计者应该针对规划的不同类型采取不同修复措施,例如:居民区、工业园区以及街道绿化等,在规划设计街道的时候,不但需要考虑生态修复的效果,还需要考虑到城市的整体视觉效果,以此制订更加合理的设计方案。在规划设计工业园区时,需要针对环境污染等实际问题制定有效的解决措施。在规划设计居民区时,就需要构建和谐氛围以及减少环境污染。
2.2 具体的应用方法
在开展实施修复现代园林艺术之前,首先应该熟练掌握生态修复技术应用的特点,之后实施会更加符合实际要求以及更加合理,在现代园林艺术中有效应用生态修复技术的具体方法有以下几个:①排水方面。当前很多绿化部分主要是借助排水设备以及地表排水发挥其主要的排水功能。在规划排水设施的过程中,一般会种植大量植物,以缓解水流对地面的影响。在铺设排水设施的时候,需要在适当的位置应用挡水工具或者种植铺地植物,可以将水流速度减低以及更加有效地解决出现的不良问题。②水景护坡方面。实际操作过程中的方法就是在水景护坡中增加能够靠边岸的水面,借助护坡以及驳岸更好地保护坡面,护坡上一般选用各种性能的植物进行栽培,可以避免出现水流渗入等不良状况。③设置道路方面。一般选用多种防护效果较好的植物混栽,这样可以避免出现水土流失的情况[3],以更好地保护路面。
3 结语
综上所述,在我国当前人口数量以及环境问题发生状况增多的现状下,解决人口增多与环境恶化的矛盾最有效的方法就是生态修复技术,运用该技术可以很好地对我国环境进行有效改善,促进我国生态环境以及资源的合理开发以及配置[4-7]。
4 参考文献
[1] 史新琦.生态美思想在园林艺术设计中的应用分析[J].城市建设理论研究:电子版,2015,15(12):264-265.
[2] 布凤琴,范萌嘉.生态园林中的植物配植设计发展:上海市生态园林设计及植物配植[J].现代园艺,2014,11(20):189-190.
[3] 黄剑云.生态修复技术在现代园林艺术中的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2014,213(6):254-256.
[4] 党晶晶.黄土丘陵区生态修复的生态-经济-社会协调发展评价研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2014.
[5] 谷勇峰,李梅,陈淑芬,等.城市河道生态修复技术研究进展[J].环境科学与管理,2013(4):25-29.
生态修复技术的应用范文2
【关键词】生态修复技术;现代滨水园林;应用
中图分类号: TU986 文献标识码: A
一前言
国民经济持续、快速的发展,民众更加重视生活质量,特别是对户外空间的需求越来越高。在发展经济的过程中水体、环境的污染比较大,面对严重的社会环境问题,,滨水景观的建设应强调生态环境建设。增强生态修复技术在滨水景观建设中的应用,对实现局部生态环境的和谐发展具有重要意义。
二、生态修复技术原理及作用
滨水生态修复是指对湖、江、河、湿地的水质改善、水土保持、动植物栖憩和绿化美化等方面的修复治理,对沿岸的空间、设施、环境等进行规划设计,以创造优美、生动、特色的滨水生态景观。同时,在保护生态环境及可持续发展思想下,从生态学的角度提出了植物修复、重构系统食物链、重建缓冲带及滨水绿化、实施生态护岸、增加物种重建群落等一系列恢复滨水生态的方式与途径。
1.原理
在利用表面积很大的植物根系在水中形成浓密的网,吸附水体中大量的悬浮物,并逐渐在植物根系表面形成生物膜,膜中微生物吞噬和代谢水中的污染物成为无机物,使其成为植物的营养物质,通过光合作用转化为植物细胞的成分,促进其生长,最后通过收割浮岛植物和捕获鱼虾减少水中营养盐;通过遮挡阳光抑制藻类的光合作用,减少浮游植物生长量,通过接触沉淀作用促使浮游植物沉降,有效防止“水华”发生,提高水体的透明度,其作用相对于前者更为明显;工浮岛本身具有适当的遮蔽、涡流、饲料等效果,构成了鱼类和水生昆虫生息的良好条件;同时浮岛上的植物可供鸟类栖息;为了吸引某种鸟在岛上搭窝,根据该鸟的筑巢习惯在人工浮岛上进行特殊布置,为该鸟创造筑巢的条件;此种设计有利于恢复物种多样性和保护当地特有物种。
2.作用
生态修复技术在水质净化、创造生物(鸟类、鱼类)的生息空间、改善景观、消波效果对岸边构成保护作用。具体来说主要体现在:
(一)提高水质
良好的滨水堤岸带能捕获流失的土壤和营养物质,减少岸坡上的营养物质流入河流,使水质得到提高。
(二)稳定生态系统
良好的滨水堤岸带是岸上和水体之间的廊道,能够担当起两者生物间季节性迁移的任务,可减少甚至避免河流生态系统的破坏。
(三)吸收营养物质
滨水堤岸的植被能够吸收利用人为排放和地下水中的很多营养物质,降低因水体富营养化而导致浮游植物和藻类大量繁殖的风险。
(四)改善小气候
滨水堤岸植被改善了小气候,能够降低新生体的死亡率,并通过对温度的调节来促进动植物的生长。
(五)降低水面
深根系的滨水堤岸植被在一些情况下能降低河流沿程的水面,减少地下水中盐类和营养物质进入河流。
(六)控制藻类生长
滨水堤岸带植被能够减少进入河流生态系统中的光照并降低水温,控制浮游植物和藻类的生长。
(七)增加水生动物
健康的滨水堤岸带植被能维护水生动物(包括昆虫和以他们为食的鱼类)的栖息地,并为水生动物提供重要的食物,包括掉落于水里的树叶、果实等。
(八)增强景观的宜人性
草木丛生的城市滨水堤岸在沿水带构建出的绿色风景,与周围的景色相结合,呈现出一种舞台层次感,为城市居民提供了休息、娱乐等活动场所。
三、生态恢复关键技术研究
受水陆生态系统共同影响,滨水带形成独特的生境类型。发育良好的滨水带具有一定的结构,而退化滨水空间带来的却是生境破碎化,不仅使滨水生境面积减少,同时使各小生境间产生一定空间距离隔离。滨水带生境的消失和破碎是人类发展对生物多样性最严重、最直接的威胁。因此,滨水带生境恢复技术,为滨水带生态修复创造良好的生境条件,是退化滨水景观带植物群落生态恢复的前提。
1.基底改良技术研究
为防洪防汛与经济开发,我国许多滨水带已被建立成近直立人工护岸、鱼塘滩地及农田,这对滨水带的基底结构造成严重破坏,且致风浪经护岸岩壁反射形成驻波,浪高增至两倍,更不利水生植物生长,导致植物对基底作用减弱,破坏程度进一步恶化。基底是水生植物扎根的基础,淤泥底质特征、有机质和营养盐限制等因素都会影响植物生长和群落结构。水岸带基底的突出特点是水分多,土壤肥力较高,空气湿度也较高
2.驳岸改造技术
驳岸设计形式对滨水带生态景观影响较大。现今由于缺乏合理的生态规划意识,多数城乡的滨水带以混凝土近直立式人工驳岸为主,隔断了水陆生态交错带,且其地面污染物经雨水冲刷后直接进入水体,加重水质污染。因此,驳岸改造也是退化水岸生态修复的重要手段之一。
生态型护岸是指恢复后的自然河岸或具有自然河岸“可渗透性”的人工护岸。它具有增强岸坡的稳定性、防止水土流失、成本小、工程量小、环境景观协调性好、适应性好等优点。
3.水文恢复技术
水文情势(HydrologicalRegime)是水生生物群落重要的生境条件之一,水生态系统的生物过程对于水文过程的变化呈现明显动态响应。反之,生物过程对水文过程也产生重要反作用。Poff等早在1997(就提出自然水流范式(NatureFlowParadigm,NFP),认为未扰状况下的自然水流对于水生态系统整体性和支持土著物种多样性具有关键意义。
四、生态修复技术在滨水园林建设中的应用
1.滨水生态环境的保护
滨水景观设计建设的重要内容之一是滨水生态系统建设,涉及水体、水陆交错地带与近水陆地。滨水生态系统修复应考虑多空间尺度:从水体及流域的整体观出发,重视来自上下游、左右岸和水域、流域的影响;而在实际中,滨水环境整治常常由于用地权属而限于河流或湖泊的某一区段,生态环境整治往往从局部入手。生态修复的前提是控制和治理从水体周边至流域范围内的污染,包括工业污染、生活污水和农药化肥等各种点源和面源污染。
2.滨水景观设计建设的生态修复思路
滨水景观环境治理通常指特定的水体和滨水地带的环境修复和重塑,应积极坚持和采取生态化的方向和途径。当前景观生态学理念正逐渐影响着各种行业发展的主流,生态城市、生态工程和生态景观的理论和技术不断出现。景观生态学最重要的应用领域之一就是景观与城市规划,而滨水景观规划是现代景观规划的重要对象和范畴之一。滨水地带承载着丰富的生命信息,是生物多样性种群依存的生境,生态良好的水体及滨水环境是流域和地区景观安全格局的有力支持和保证。景观规划设计的宗旨是调整土地开发、工程建设与自然环境之间的保护利用关系;运用景观生态学原理对资源环境问题进行科学分析,寻求通过土地及空间的规划解决问题的途径和方案。在滨水景观设计建设中,应强调和遵循生态保护和修复的思路:(一)根据滨水空间的规模尺度和环境容量,合理确定水体周边土地利用的目的、性质、规模和方式,避免决策不当造成利用强度过大而影响和破坏生物生境的多样性。(二)按照景观生态修复的机理和生物生态技术,进行水体环境的自然或半自然景观形态重塑,控制外部污染,实施水生态治理,恢复水体水岸的多种生物生境。(三)推行生态化景观建设技术,林草植被从选种到分布,水利工程从护岸到堤防等设计改造采用生态技术,营造一个生机勃勃的有利于多样化动植物生存的滨水生态环境。
3.城市滨水区生态恢复研究展望
目前,城市滨水区保护和开发利用已引起世界各国的普遍重视。如何对退化的滨水生态系统进行恢复,使城市滨水资源能在有效保护的前提下带动城市的可持续发展,已成为摆在我们面前的一项艰巨课题。根据对国内外城市的相关研究情况的综述和分析,可从以下几个方面加强研究:(一)滨水区生态恢复的基础理论研究。如不同干扰条件下滨水生态系统的受损过程及其响应机制;滨水生态系统退化的景观诊断、动态监测、模拟、预报及其评价指标体系等。(二)退化滨水生态系统恢复关键技术,物种与生物多样性的恢复与维持技术研究等。(三)景观生态学理论的结构、功能、背景、碎裂化以及动态变化因素在城市河流的生态恢复中的应用研究。(四)借鉴国外成功经验,建立一套适合我国国情的城市滨水区生态恢复的研究方法和技术。
五、结束语:
现代滨水园林的开发建设是建立在水资源合理利用基础上,既要确保工程项目安全,也要关注生态效益,滨水生态修复的具体技术就有着极强的实用价值。在这一方面不同学科的协作十分必要。从保护资源环境以及可持续发展角度讲,滨水园林等景观建设需要从组织机构与运行、使用机制上实施保障。滨水园林环境生态修复是长期、复杂的任务,相关的方法技术应该反复试验,积极的进行创新。
参考文献:
[1] 荣先林.生态修复技术在现代园林中的应用[D] .浙江大学.2010(4):78-79
[2] 张娟峰.生态修复技术在现代园林艺术中的应用[J] .城市建筑.2014(2):189-191
生态修复技术的应用范文3
【关键词】现代生物技术;生物修复;应用
1 我国的环境状况
随着我国经济的不断发展,环境污染问题越来越严重,近年来虽采取了大量控制措施,但环境污染的趋势仍在继续。如何在经济高速发展的同时控制环境污染,改善环境质量是我国当前亟待解决的重要问题[1]。在环境保护中,从源头上防止污染是实现经济增长和改善环境所必须执行的技术策略[2]。绿色技术崭露头角,理想的绿色技术是采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂,采用高选择性、极少副产品的反应,实现零排放[3]。随着生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入,现代生物技术为环境污染问题的解决提供了重要依据。
2 生物修复技术
环境污染物的清除有多种方法,其中常用的方法是是物理和化学方法,这些方法虽然行之有效,但通常成本很高,而且还容易造成二次污染。采用生物清除环境中污染物的生物修复技术则极具应用前景,具有极大的潜力。生物修复是指在一定的条件下,利用微生物、植物和动物降解、稳定和去除环境中的污染物,使受污染生态系统的正常功能得以恢复。利用生物修复技术可以削弱乃至消除环境污染物的毒性,降低污染物的健康风险[4]。生物修复技术包括微生物修复、植物修复。微生物修复在生物修复技术中处于主导地位,近年来国内外对微生物修复技术的研究非常重视。Fulthorpe等从巴基斯坦土壤中分离出一株微生物,能矿化2,4-D,还发现添加硝酸盐、钾离子和磷酸盐能增加降解率[5]。植物修复是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害。植物修复的对象是重金属、有机物或放射性元素污染的土壤及水体。研究表明,通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用,可以净化土壤或水体中的污染物,达到净化环境的目的。中国科学院水生生物研究所在湖北黄石完成的污水净化和污水资源化双重功能的新型稳定塘设计实验证明,水生植物能够去除N、P,能达到一定的净化效果[6]。
3 现代生物技术的特点
现代生物技术是指以DNA技术为先导,包括微生物工程、基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的一系列生物高新技术的统称[7]。自20世纪80年代以来,生物技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。现代生物技术具有以下几个特点:
(1)利用微生物,少部分利用植物作为环境污染控制的生物。(2)应用环境生物技术处理污染物时,最终产物大都是无毒无害的稳定的物质。(3)利用生物方法处理污染物通常能一步到位,避免了污染物的多次转移。(4)生物处理具有更高的效率,更低的成本和更好的专一性。(5)生物技术的产品或副产品基本上都是可以较快生物降解的,并且都可以作为一种营养源加以利用。
4 现代生物技术在生物修复中的应用
生物修复技术的最大特点是可以对大面积的环境污染进行治理。生物修复技术的发展最早可追溯到20世纪50年代,Martin Alexander与他的学生开展了农药在土壤中可降解性的研究,为生物技术在环境保护中的应用打下了基础[8]。至70年代,随着环境技术和微生物学的快速发展,生物修复技术也有了长足的发展。运用现代生物技术构建高效菌,加强微生物对农药等污染物的降解能力,提高降解速率。生物强化技术可有效提高有毒有害污染物的去除效果,将生物强化技术融入到传统的生物修复中,并结合现代分子生物技术提供的新方法、新手段进行监测和评价,已成为生物修复发展的一种趋势。通过对微生物的研究得知,微生物修复的最佳温度在30℃,李荣等从受阿维菌素农药污染的土壤中分离出一株能高效降解阿维菌素的菌株AW70,这菌株在30℃-37℃的范围内降解率最好,能达到80%以上,而低温和高温对降解有一定的抑制作用[9]。生物修复在农药污染的应用外,还在石油污染、水体污染修复中应用广泛。20世纪80年代以来生物修复技术开始应用于石油污染治理。污水的生物净化是利用微生物自身的生命活动对污水中的有毒物质进行迁移和转化,从而达到净化目的的处理方法。
5 现代生物技术的问题与展望
近30年来现代生物技术的多数内容已经渗透到环境工程领域中。有应用前景的领域包括废物的高效生物处理技术、污染事故的现场补救、污染场地的现场修复技术等许多方面。现代生物技术深入到我们生活领域中,给我们带了重大作用。但生物技术也带了许多问题。通过生物技术产生的新菌种从实验室走到田间,可能会破坏生态平衡,带来生态灾难。还有军事政治家利用生物基因制造生物武器,利用基因重组技术,复制大量致病微生物的遗传基因,并放入到武器中。给人类带来新的忧患。现代生物技术带来的问题不容忽视,要提高研究人员的意识,加强国际合作和强化社会责任机制。通过对现代生物技术的伦理构建,使其能够更好的推动人类社会的发展。
纵观现代生物技术及其产业的发展,其前景是美好的,大力发展现代生物技术及其产业已成为世界各国经济发展的战略重点。专家预测现代生物技术创新的将伴随人类基因组计划的完成而到来,以基因组为基础的生物技术产业将成为21世纪的朝阳产业,它的巨大经济效益吸引着投资商和企业汇集于这一领域,现代生物技术将进入广泛的大规模产业化阶段,像当年工业革命一样,使人类的生活发生根本性的变化。
【参考文献】
[1]刘艳丽.现代生物技术在生态环境及污染治理中的应用[J].煤矿现代化,2009,4.
[2]周光召.将绿色科技纳入我国科技发展总体规划[J].环境导报,1995(2):21-22.
[3]朱国萍.现代生物技术在环境科学中的应用[J].安徽师大学报,1998(21):98-101.
[4]沈德中.污染环境的生物修复[M].北京:化学工业出版社,2002,356.
[5]Fulthorpe RR, Rhodes AN, Tiedje JM. Pristine soils mineralize 3-chlorbenzoate and 2,4-dichloro-phenoxyacetate via different microbial populations[J]. Appl. Environ. Microbiol., 1996,62(4):1159-1166.
[6]陈金霞,徐王华,张小莉.生物修复技术在污染治理中的应用[J].上海化工,2000(9):4-7.
[7]林海.现代生物技术在环境保护中的应用[J].中国高新技术企业,2010(19):74-75.
生态修复技术的应用范文4
关键词:底泥;原位修复技术;进展
1引言
当前,国民经济飞速发展,城市规模不断扩大,城镇人口急剧增加,但大多数地区的环境基础设施建设却严重滞后,导致排入河流及湖泊的工业废水、生活污水及固体废物大幅增加,引起河流湖泊水质严重恶化,其中甚至出现了季节性和常年性水体黑臭现象。研究表明进入河流湖泊的污染物中只有1%以下的污染物能溶解于水中,99%以上的污染物会沉积在河流湖泊的底泥中[1]。因而,底泥淤积了大量的耗氧性物质、重金属污染物、持久性有机污染物和N、P营养盐等并缓慢而持久的向水体、水生生物体释放[2],导致水体的二次污染,严重威胁水生生态环境及人类健康。因此,要从根本上解决河流湖泊的污染问题,不仅仅是要从源头上切断污染源,更重要的是要修复受污染底泥。
根据处理过程中是否需要移动底泥,可将底泥修复技术分为原位修复和异位修复两大类。由于异位修复技术需要挖掘出受污染的底泥并寻找场地进行堆放和处置,工程量巨大且花费不菲,而且很容易造成二次污染,所以底泥原位修复技术受到越来越多的重视[3]。本文对近年来受污染底泥原位修复技术的研究进展进行了简要综述。
2原位覆盖技术
原位覆盖技术不需要移动底泥,直接采用砂石、粉尘灰、炉灰渣、人工合成物等材料在底泥上方形成一层或多层覆盖物,从而阻止底泥与上覆水的接触,防止受污染底泥中的有害物质扩散到水体中。最早的底泥原位覆盖技术是美国于1978年首先使用[4],在流动性不大的水体中采用沙土覆盖的的方式,随后推广到其他国家。实验证明,原位覆盖技术能够有效阻止底泥中的耗氧性物质、重金属污染物、持久性有机污染物和NP营养盐等进入水体[5,6],对水质改善具有显著作用。原位覆盖技术适用于多种污染类型的底泥,成本低廉,便于施工,应用范围较广[7]。但原位覆盖技术也存在减小水体容量、改变河道及湖底坡度等缺陷,此外,水流速较快、水动力较强的区域也不适合使用原位覆盖技术[8]。
3原位生物修复技术
原位生物修复技术是近年发展起来的一种新型底泥修复技术。这种技术利用水生植物、微生物等的生命活动,对水体中的污染物进行吸附、转移、转化和降解作用,从而净化水体并重建水生生态系统[9]。在原位生物修复技术中,主要采用向底泥中加入具有降解污染物能力的微生物、转基因工程菌和栽种沉水植物[10,11]。这种技术不需要向水体投放化学试剂,工程造价相对较低,修复效果较好,有利于水体生物多样性的恢复,是底泥原位修复技术的一个重要发展方向[12]。
4原位化学修复技术
原位化学修复技术是向受污染的水体中投放多种化学药剂或酶制剂,通过化学反应消除底泥中的污染物或改变原有污染物的性状,为后续微生物降解作用提供有利条件。根据投放试剂的种类,可以将原位化学修复技术分为原位还原修复技术和原位氧化修复技术。原位还原修复技术是向底泥中加入还原剂,使底泥的氧化还原电位发生改变,营造适合微生物降解污染物的还原性环境;原位氧化修复技术是向底泥中加入氧化剂或向底泥上覆水充氧,使氧化还原电位提高从而降低污染物的毒性,这种方法费用低、见效快,目前应用较为广泛[13]。
5结语
目前,国内许多河流湖泊的污染程度都比较严重,污染物种类复杂,并且随着生态文明建设的大力推进,人们对于河流湖泊的治理又提出了新要求,不仅要改善水质,更要美化水体生态环境,从而给人们提供一个休闲的绿色空间,实现人与自然和谐发展。因而,在实际操作中单一的原位修复技术很难胜任,往往是将多种原位修复技术联合应用。对某一需要修复的水体,首先通过多点取样检测方法摸清楚不同区域底泥的污染情况,对于污染较为严重、难以修复区域的底泥可以采用原位覆盖技术进行隔离;其他的区域先使用原位化学修复技术进行处理,降低污染物浓度、改变污染物性状,再使用原位生物修复技术处理,恢复水生生态系统,最终达到美化水生生态环境的目的。
参考文献:
[1] 孙作登.受污染底泥原位修复技术研究[D].上海:上海海洋大学,2011.
[2] 毕磊,邱凌峰.污染底泥修复治理技术[J].中国环保产业,2011(11):32~35.
[3] 孙远军,李小平,黄廷林,等.受污染沉积物原位修复技术研究进展[J].水处理技术,2008,34(1):14~18.
[4] 唐艳,胡小贞,卢少勇.污染底泥原位覆盖技术综述[J].生态学杂志,2011,26(7):1125~1128.
[5] 朱兰保,盛蒂,葛友成.原位覆盖法控制底泥氮释放的研究[J].蚌埠学院学报,2013,2(3):29~31.
[6] 苏青青,胡志华,罗玉红,等.原位覆盖层厚度对污染底泥氮磷释放的影响[J].安徽农业科学,2012,40(27):13531~13532,13563.
[7] 祝凌燕,张子种,周启星.受污染沉积物原位覆盖材料研究进展[J].生态学杂志,2008,27(4):645~651.
[8] 朱兰保,盛蒂.污染底泥原位覆盖控制技术研究进展[J].重庆文理学院学报:自然科学版,2011,30(3):38~41,55.
[9] 王鹤霏.生物-生态技术对水体修复效果的研究[D].大连:大连理工大学,2013.
[10] 刘成.生物促生剂联合微生物菌剂修复城市黑臭河道底泥实验研究[D].南宁:广西大学,2012.
[11] 程士兵.生物-生态组合技术对黑臭河流原位修复的研究[D].重庆:重庆大学,2012.
生态修复技术的应用范文5
关键词:水环境;內源污染;外源污染;修复技术
Abstract: due to the economic development and environmental protection are not well balanced, degradation of water environment function results, become the important problems in the world today. Therefore for degradation of water environment restoration, reconstruction, has become the focus of the current national attention, is also a hot research in the field of the environment. In this paper, from two aspects of endogenous and exogenous summarized the advance of research on surface water environment remediation, and remediation of water environment are discussed.
Keywords: water environment; pollution; exogenous pollution; remediation technology
中图分类号:P641.8 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)04-0000-00
1 引言
水资源作为最重要的不可再生资源之一,与人类的生存和发展息息相关,也已然成为一个国家综合国力的重要组成部分。我国水资源的特点是总量大、人均少、分布不均,而且由于社会的经济发展,大量未经有效处理的工业废水、生活污水排入城市河道、湖泊等,造成城市水环境的污染,河湖富营养化和河道黑臭是我国城市水环境中存在的普遍现象[1, 2]。随着经济的快速发展和城市化进程的不断推进,我国紧缺的水资源还将面临着不断加重的水污染问题。受损水环境不仅能造成巨大的经济损失,还将严重破坏人类的生存环境,成为影响未来城市发展的关键因素。我国2011环境公报指出,全国地表水总体为轻度污染,湖泊(水库)富营养化问题仍突出:其中57.7%的湖泊、49%以上的十大水系河流和55%左右的地下水都受到不同程度的污染[3]。因此修复受损水环境的重要性不言而喻,各国对受损水环境的修复技术研究都十分重视。本文在综述了水环境修复技术进展的基础上,对水环境修复技术的研究重点和热点进行了初步的探讨和分析。
2 水环境修复技术进展
水环境修复的目标一般不可能达到完全恢复水环境的原始状态,而是在保证水环境结构健康的前提下,满足人类可持续发展对水环境功能的要求,其修复应遵循以下原则:(l)水体的地域性;(2)生态学原则;(3)最小风险和最大效益原则[4]。根际城市水环境的污染物的来源不同,从外源污染和内源污染两个方面总结水环境修复技术的技术进展。
2.1 外源污染的修复技术
城市水体水质恶化主要是由外界输入的大量污染物质在水体中富集造成的,切断外源性污染物质的输入,是城市水环境生态修复的重要前提[5]。水环境的修复和重建还应涉及到沿岸生态系统的修复,其目标是使水环境受纳污染物数量的减少。控制外源性负荷也是改善城市水环境的根本途径[4]。
2.1.1 点源污染控制
对于工业废水和生活污水这样的点源污染,应排入城市污水处理系统,严禁未经处理排入城市水系统内并且对城市污水处理系统进行升级改造。改进城市的排水体制,实现雨污水分流,提高水体的自净能力[6]。
2.1.2 面源污染控制
对于城市湖泊,农业面源污染造成的危害范围最大、程度最重,已成为湖泊富营养化的主要污染源[8]。农业面源污染控制的途径包括:建设生态农业工程,推进农业新技术研究和应用,改进施肥方式、灌溉制度,及合理种植、推广新型复合肥料等措施。
城市面源污染包括合流制排水系统中因暴雨期间污水溢流以及分流制排水系统中初雨径流造成的污染,2种排水体制造成的污染强度基本相当[10]。雨水径流中污染物的含量、形态,除受气候影响外,还和当地人口密度、社会生产活动等因素有关。控制措施包括:控制工业污染源,推行清洁生产,削减污染物排放,完善城市垃圾、污水处理工程一系列根据城市面源污染特点所采取的源头分散控制、中途控制和终端控制等措施[11]。
2.1.3 气载污染控制
气载污染物主要来源于工业废气、汽车尾气、烟尘排放后通过降雨或降尘途径进入水体的污染。此外,农业施肥造成的氨氮逸出也是气载污染物的一个重要来源。近年来由于各地雾霾笼罩,PM2.5指数持续上升,各地对气载污染物的治理也是迫在眉睫。气载污染物的控制要紧密结合大气污染防治的要求,在提高大气污染治理技术和产品开发的同时,推广以节能、降耗、减污为目标的清洁生产工艺,降低区域废气、尾气及烟尘排放量;通过农业生态系统工程建设,减少农业化肥的氨氮逸出;同时应加强雨水收集、净化技术研究[4]。
2.1.4 人工湿地修复技术
在城市水系沿岸构建人工湿地是城市水环境污染控制的主要技术手段。人工湿地是近年来兴起的生态处理技术,具有处理效果良好,建设和运行成本低,环境美学及其生态功能显著等优点,被认为是未来水处理技术中最具有发展前景的。人工湿地按照水流形态可以分为表流湿地,水平潜流湿地和垂直潜流湿地。被广泛应用于城市污水,工业废水以及城市道路雨水的净化过程中。因此人工湿地修复技术在城市水环境的治理中具有广阔的应用前景。
3. 结论与展望
水环境具有重要的资源意义和生态功能,对人类的生存和发展起着重要作用。随着社会的发展,由于自然干扰和人类破坏,造成了水环境的不断恶化并严重制约了社会发展。如何在维持水环境生态结构的前提下满足人类的可持续发展,是摆在我们面前的迫切课题。在未来的水环境修复中我们应尽量做到:(1)坚持水环境领域的基础研究,掌握水体污染物产生的原因及来源,采取有效措施阻止外源污染,进而为内源污染的治理提供保证。(2)进行政策引导和立法控制,加强环境保护,强化源头控制,提倡创新技术,依据成功经验,制定出符合当地实际情况的水环境修复技术。(3)强化水环境综合修复的技术理念,水环境修复已从单纯的水域治理,扩展到水域及其周边陆域的综合治理,并从单一的水体治理扩展到流域的综合治理。因此在水环境修复的具体实施中必须强调环境生态中各个部分的统一及协调。
参考文献:
[1]黄廷林,等.饮用水水源水质污染控制[M]. 北京:中国建筑工业出版社2009.
[2]张锡辉.水环境修复工程学原理与应用[M]. 北京:化学工业出版社,2001.
[3]中华人民共和国环境保护部, 2011. 中国环境状况公报.
/gzfw/xzzx/wdxz/201206/P020120613514213036579.pdf
[4]张维昊,张锡辉,肖邦定,刘剑彤,刘永定. 内陆水环境修复技术进展[J]. 上海环境科学,2003,11:811-816+849.
[5]李艳霞,王颖,张进伟,陈建峰. 城市河道水体生态修复技术的探讨[J]. 水利电力科技,2006,04:34-38.
[6]刘阳,等.城市水环境的营造与修复[J] .河北水利,2007年07期.
[7]董哲仁,等.受污染水体的生态修复技术[J] .水利水电技术,2002(2):35-43.
[8]李开明,等.城市水环境生物修复试验研究[J] .生态环境,2008,17(4):1381-1384.
[9] Comín, F.A., Romero, J.A. Astorga, V., García, C., Nitrogen removal and cycling in restored wetlands used as filters of nutrients for agricultural runoff [J]. Water Science and Technology, 1997, 35(5), 255-261.
生态修复技术的应用范文6
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)释放的物理性障碍;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。