面向健康的城市水系生态修复方案优选方法

生态系统健康是水体生态修复的目标,但河段尺度的健康理念无法为城市水系生态修复提供明确指导,生态修复方案缺乏优选方法.识别了城市水系健康内涵,认为城市水系健康包括水量、水质与水生态健康,还应具有时空分布上的同质性.基于健康理念,提出城市水系生态修复方案优选技术路线,构建包括水量、水质与水生态的平均满足度、空间标准差和时间标准差等9项指标的城市水生态修复方案优选指标体系,提出多人多准则决策方法(TOPSIS),可实现灵活、快捷的方案优选.     

大沽排污河生态修复河道水质综合评价及生物毒性影响

为了改善城市河道水质,实现排污河污染控制与修复,在天津市大沽排污河的上游代表性河段开展了河道原位生态修复工程示范。对植物修复后河道的污染状况进行了监测和分析,与清洁河道做了比较,并对水质修复效果和生物毒性影响状况进行综合分析和评价,研究生态修复示范工程对排污河水质的修复效果和生态效应。结果表明:经种植水葱等水生植物进行生态修复后,河道污染一定程度上降低,水质得到改善。大沽河主要污染是营养元素N、P污染和有机物污染,重金属污染不严重。植物修复对电导率、溶解性总固体(TDS)、盐度、氯化物有一定影响,但影响不显著;对COD等有机污染的修复效果较好,最高去除效率可达54%,但相比清洁水域值依然较高,有机污染依然较严重;对营养元素N、P没有修复效果,反而修复区有升高的趋势,相对清洁水域污染严重。主成分分析表明水质参数主要是氨氮、总氮、总磷代表的营养元素及pH值、DO、电导率、TDS、盐度和氯化物,综合评定结果显示修复区域芦苇根部水质最好;聚类分析将17个水质指标分成5类,并与主成分分析结果显示出一致性。植物根际周边的微生物数量多,群落多样性高。植物修复对水样植物毒性影响明显,能降低其毒性;水样对发光菌均具有毒性作用,存在潜在的急性生物毒性;修复区水样对水生动物大型蚤不存在急性生物毒性。     

生态修复工程条件下污染河流水质模拟和应用

生态工程是改善河流水质的重要手段,利用数学模型可以有效模拟水环境治理和预测生态修复工程效益.本文根据实际河流资料,应用WASP水质模型进行建模和验证,模拟和评估了河流的主要化学参数,进而研究了人工湿地和曝气复氧对河流水质的生态改善作用.结果表明: WASP水质模拟结果与实测水质数据拟合良好,可以对不同生态修复情景方案进行预测分析.合理减排、人工湿地、曝气复氧均可以降低河流水体中的污染物浓度、有效改善水质.在人工湿地系统中增加曝气复氧装置,将进一步提升河流水体的生态修复效率.以吉林省伊通河曝气条件下的人工湿地工程为例,分析了其生态修复效率.结果表明: 夏季的污染物去除效果最好,可能的原因为夏季气温较高,水体中的微生物活性较强.本研究对于污染河流环境的生态修复工程设计和运行具有指导意义.     

太湖五里湖生态修复示范区水质改善效果分析

鱼类清除和沉水植被恢复常是富营养化浅水湖泊生态系统修复的重要手段。为探讨这种生态系统修复方式对亚热带富营养化浅水湖泊太湖五里湖水质的改善效果,论文研究了五里湖生态修复区与未进行任何修复的对照湖区为期6个月(2010年7～12月)的水质监测数据。数据分析结果表明,生态修复区总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素-a(Chl-a)以及悬浮质(TSS)浓度显著降低,分别比对照区低43.4%、48.3%、65.5%和78.9%,透明度则明显升高,约为对照区的3倍。本研究表明以鱼类清除和沉水植被恢复为主要手段的生态系统修复措施能够有效改善亚热带富营养化浅水湖泊水体的水质。     

稻作系统对淡水养殖池塘富营养化的修复效应及应用前景

养殖池塘富营养化是目前制约我国淡水养殖业可持续发展的关键因素。稻作系统具有显著的净化水质能力,如何将稻作系统和淡水养殖系统进行生态耦合实现氮、磷养分的循环利用,是淡水养殖池塘富营养化生态修复的一个重要研究方向。通过文献调研和实地考察,综合分析了浮床种稻-原位修复、稻田湿地-异位修复、稻鱼生态种养3种耦合方式对养殖池塘富营养化的修复效应,以及氮、磷养分综合利用效率,归纳总结了不同模式的技术特点以及应用中存在的问题,并就修复技术研究和生态补偿提出了培育生态修复专用水稻品种,加强稻作系统生态修复理论研究和技术推广,建立养殖池塘富营养化修复的生态补偿机制等建议。     

上海大莲湖退渔还湖工程水环境改善效果

于2010年4月-2011年2月逐月对上海大莲湖退渔还湖生态修复工程跟踪调查与监测,对工程前后大莲湖水环境理化指标进行分析比较,评估工程修复之后大莲湖水环境的改善效果.生态修复区内TP、TN、NO3--N、NH4+-N和COD比工程区外对照点分别降低了62.5％、72.2％、92.9％、63.3％和8.9％,溶解氧提高了11.1％,叶绿素a、浮游植物丰度和浮游植物生物量分别比工程区外降低了47.7％、15.3％和48.0％;生态修复工程区综合水质标识指数达到国家Ⅲ类水标准,而工程区外为Ⅳ类水;出水水质明显优于进水水质.修复工程区浮游植物区系得到良好改善,水生态系统具备了一定的自净能力.     

上海崇明岛前卫村沟渠生态修复示范工程评价

采用生物护坡技术、氧化塘系统和沸石处理系统,修建了上海崇明前卫村沟渠生态修复示范工程,并通过地表径流模拟实验及坡岸土壤参数、生物多样性、沟渠水体总氮和总磷含量等指标对该示范工程进行了评估.结果表明：与对照相比,使用灌丛垫技术修复后的坡岸土壤剪切力、紧实度和土壤湿度显著提高(P<0.05),坡岸植被延缓径流和去除悬浮物效果显著(P<0.05);使用柴笼技术修复后的坡岸土壤剪切力和悬浮物去除率显著提高(P<0.05),但对土壤湿度、紧实度和雨水径流的延滞作用不太明显.示范工程实施后,沟渠内水质得到明显改善,总氮和总磷含量显著下降(P<0.05),沟渠坡岸的生境质量和景观效果得到改善,生物多样性明显增加.采用土壤生物工程方法和其他生态修复技术集成可以稳定坡岸、改善沟渠的栖息地质量以及修复大城市郊区村镇沟渠的生态环境.     

苏州河水质和底栖动物群落1996~2006年的时空变化

分析评价了1996～2006年苏州河水质和底栖动物群落结构的时空变化.结果表明:苏州河环境综合整治工程并没有明显改变下游河段溶解氧低下的状况,底栖生态系统没有改善;苏州河中上游水生生态系统的退化,可能会抵消下游水质改善的效果.苏州河污染整治和水生生态修复的重点应当转移到上游地区.长期数据统计和分析不仅能解释苏州河多年离散的生物学数据,揭示大型底栖动物的长期时空变化规律及其与水质变化的对偶关系,还能指示苏州河修复的关键河段,可以成为河流水质和生态系统评价的有效方法.     

北京北环水系生态修复方案优选

开展北京市北环水系生态修复对遏制生态退化、提高生态服务功能具有重要意义.考虑研究区生态流量、水质和水生态保护目标,设定了维持现状(S0)、污染治理(S1)、低强度综合修复(S2)、中强度综合修复(S3)与高强度综合修复(S4)共5个生态修复方案.依据模拟结果,运用TOPSIS方法进行优选,结果表明,S2、S3和S4 3个方案对理想点贴近度分别可达0.73、0.81和0.93,水量、水质、水生态均满足规划目标值要求;依据现实可行性,分别推荐S2、S3和S4为近期、中期与远期实施方案.     

基于协同发展的北方湿地公园生态修复技术研究——以琉璃河湿地公园为例

以北京房山区琉璃河湿地公园为例, 针对该区水质污染严重、水生态退化及景观单一等问题, 统筹考虑区域生态环境特征及历史文化底蕴, 以水质改善、水生态健康稳定、水景观协调为目标, 基于水环境水生态、水景观“三位一体+”的生态综合治理理念, 采用水系廊道连通、人工湿地及构建水生态系统等一系列适合区域环境特点的关键技术, 逐步实现河流湿地水系连通、河湖水质提升、恢复水生态、打造水景观, 建设成集水文调蓄、生物多样性保护、水质净化及休闲娱乐为一体的城市湿地公园, 协同湿地保护与城市发展战略需求。湿地公园生态修复方案可为北方湿地公园的生态修复提供相应的借鉴。     

凤眼莲种植对滇池水体环境质量的影响

利用凤眼莲进行富营养化水体水质净化和生态恢复已经成为水生生态系统修复的一种有效途径。为了探明凤眼莲在净化水质时对水体环境质量的影响, 于2010年4月-2011年3月对滇池凤眼莲种植区域水体环境质量进行了监测, 并与对照组进行了比较研究, 结果表明, 凤眼莲种植降低了水体pH值、透明度、光照强度和溶解氧含量, 与对照区相比, 凤眼莲种植增加了水体中硫化物的含量, 凤眼莲种植对水体环境质量的影响呈一定的月份波动, 推测认为这与凤眼莲本身的生长特性相关。研究结果为大面积种植凤眼莲进行水质净化和水体修复时生态安全控制提供了理论依据。     

崇明岛河道治理中的生态护坡技术

生态护坡技术对于减弱河道生态系统中的河岸侵蚀及其水质保护至关重要。本研究以上海崇明岛瀛东村生态河道示范工程为例,探讨了以生态修复和稳定坡岸为目标的生态护坡技术在河道坡岸修复中的应用及其生态效应;将自主发明的生态护坡技术应用到工程实例,并进行了连续的生态监测。结果表明,护坡工程竣工后第2年采样点河道中段(A2)与村口桥(A4)的坡岸抗剪强度均值分别为62.0和63.5kPa,远大于原始护坡A1处37kPa的抗剪强度,土壤抗剪强度有明显增加,坡岸结构稳定性增强。河水水质经过护坡植物的净化得到较好改善;沿水流方向,总氮(TN)从2.95降到1.08mg·L-1,减少了63.4%;铵态氮(NH4+-N)从2.64降到1.02mg·L-1,减少了61.4%。同时,河岸生境得到改善,生物多样性增加,生态稳定性增强。     

城市河流水污染防治技术应用和研究

我国的城市河流和湖泊污染情况是非常严重的,城市河流水有不同程度的富营养化问题。目前,在城市河流污染环境下,需要完善城市管线网络,并建设污水处理厂,具体的水污染防治技术措施有:底泥疏浚、人工增加氧气、引水排水水质改善、植物修复、湿地水净化技术等河流强化净化技术。能够应对不同的城市的污水状况,使得城市河流水污染的情况得到了有效的控制,促进城市河流的健康发展。     

多种生态修复技术在平原河网流域治理的应用

文章采用磁混凝沉淀+纯膜MBBR组合异位净化技术、强化耦合生物膜+仿生水草生物膜组合原位生态修复技术、水生态系统重构技术、底泥清淤等河道生态修复技术对台州某平原河网的水环境进行整治。项目试运行2个月，水质稳定达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅲ类及以上目标，省控站点氨氮质量浓度0.5 mg/L、溶解氧5.3 mg/L、总磷0.13 mg/L、可见度75 cm。最终结果表明该项目处理效果良好，治理成本低，且磁混凝+自养硝化生态补水异位处理技术对于中轻度污染水体的处理项目运行期间产泥量少、运维成本较低、日处理量较大，具有一定的推广应用价值。     

红树植物秋茄替代互花米草的生态修复评估——以浙江温州为例

互花米草(Spartina alterniflora)已经大面积入侵并威胁我国滨海湿地生态系统。利用红树植物替代法控制互花米草入侵的生态修复模式已得到广泛关注。本研究选取浙江温州鳌江口红树植物秋茄(Kandelia obovata)替代互花米草的生态修复区,在3年修复期前后,对修复区和对照区进行植物群落结构和大型底栖动物群落多样性监测,结合沉积物质量与水质变化监测,对生态修复的效果进行评价。结果表明:生态修复区的秋茄群落虽结构单一、但生长良好;红树林生境大型底栖动物物种多样性指数为0～2.055;而在互花米草生境中为1.053～2.805,说明对大型底栖动物而言互花米草生境的生态环境状况优于红树林生境。这可能是由于恢复的早期阶段,秋茄树龄小且对水质污染的改善作用不显著,其大型底栖动物的种类偏少。本研究是红树林高纬度分布区生态替代法控制互花米草的典型案例;随着植株的生长,秋茄群落的生态效益将进一步显现。     

水产养殖环境微生物研究进展

近年来,水产养殖产业的迅猛发展在带来巨大经济效益的同时,也使周边水质持续恶化。在水产养殖中,微生物在生态平衡和环境保护方面的作用日益明显。着重介绍了养殖水域菌落结构的持续性变化、微生物在水产养殖中的作用以及水产养殖水域微生物群系组成变化的原因,并阐述了改善养殖水环境的生物修复技术,旨在为水产养殖环境微生物的相关研究及其管理提供参考依据。     

大型溞引导的沉水植被生态修复对滴水湖水质的净化效果

2007年4月-2008年1月,在滴水湖D港中段长950m(水量为10000m3)的修复区内投放大型溞(Daphnia magna),以滤除水华藻类等颗粒有机物,然后移栽伊乐藻、苦草、轮叶黒藻、光叶眼子菜和菹草等沉水植物,逐月监测水体中总氮(TN)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、亚硝态氮(NO2--N)、总磷(TP)、活性磷酸盐(PO43--P)和COD等水质指标,分析沉水植被栽培对滴水湖水体水质的净化效果.结果表明:试验期间,修复区水体TN、TP、NO3--N、NO2--N、NH4+-N、PO43--P和COD显著低于对照区(P0.01),溶解氧(DO)增加了50.4%,水体透明度(SD)平均在3.4~3.7m,水质达到国家Ⅱ~Ⅲ类地表水水质标准;2008年3月应用已构建的沉水植被群落对富营养化流水水体水质进行净化试验,7d后修复区流水水体除BOD外,TN、TP、NO3--N、NO2--N、NH4+-N、PO43--P和COD均显著降低(P0.01),DO增加了17.98%,SD提高了30cm.利用大型溞控藻后移栽沉水植物对滴水湖水体水质的净化效果十分显著.     

生物操纵理论与技术在富营养化湖泊治理中的应用

近年来,全球范围内湖泊富营养化问题日趋严重。以生物操纵理论为指导,采用水生食物网调控、改善水质、抑制藻类的生物修复方法,为解决这一问题提供了可行的途径。论文综述了生物操纵理论的产生、发展和应用,阐述了富营养化水体生态系统中肉食性鱼类、滤食性鱼类、浮游动物、沉水植物和细菌等的作用,并针对当前生物操纵技术应用中存在的差异性问题,提出了不同湖泊应根据其特性采取不同的组合技术并重点采取相应措施的建议。     

水体环境治理问题和巧用生物修复技术

近年来,我国水体环境不断恶化,大部分城市河道都受到了不同程度的污染,不仅影响了城市形象,破坏了城市景观,还对城市居民的日常生活产生了严重的影响。目前常用的水体环境治理和修复技术包括三类:物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术。生物修复技术包括微生物修复法、人工浮岛、人工湿地等,具有工程量小、成本低、环境友好等特点,是近年来水体环境修复技术发展的主要方向。     

潜水式生态介质箱对黑臭水体的修复效果

生态浮床作为一种常规治理技术得到了广泛使用,但其只能修复表层富氧水体,对下层缺氧水体的修复能力有限.本研究针对实际黑臭水体的修复需要,设计了潜水式生态介质箱(潜水组),并以传统的生态浮床(浮床组)为对照进行对比试验,研究修复前后黑臭水体的水质变化,考察了水生植物的生长状况及N、P积累能力.结果表明:随着修复时间的延长,两组处理对各污染物的去除率均逐渐升高,其中潜水组去除全氮(TN)、铵氮(NH4^+-N)、全磷(TP)的能力优于浮床组,但其去除化学需氧量(CODMn)的能力稍逊;潜水组植物(苦草)的生长状况优于浮床组植物(菖蒲),且苦草对水体中TN、TP的吸收积累能力和去除贡献率均优于菖蒲;此外,苦草的质膜透性、丙二醛和叶绿素含量均低于菖蒲,说明苦草更适于在黑臭水体中生长,该潜水式生态介质箱是新型的一体化原位修复装置,更适用于黑臭水体的修复实践.