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科技日报丨生物治理技术:用自然之法对付污染

2023/01/20 5819

1月19日,中央新闻主流媒体《科技日报》对正和生态水体生物治理技术进行了报道,公司生态环境技术总监曹喆接受记者采访。曹喆以正和生态匠心营建的嘉兴 “碧水行动”项目、云南大理洱海湖滨带生态修复项目为例,向记者详细介绍了水体生物治理技术突出的技术优势、显著的实施效益,以及长远的推广意义。


1月19日《科技日报》生物版 ©科技日报


操作简单、生态友好、综合效益突出

生物治理技术:用自然之法对付污染


水体生物治理技术充分遵循生态规律,发挥自然生物作用机制,对周围的生态环境不会产生较大干扰,总体操作简单、费用相对较低、景观效果好、不会产生二次污染。水生植物净化技术和微生物技术常常联合运用,在目前河道水生态修复治理案例中应用最为广泛。


科技日报记者:李禾


在清澈的河水中,繁茂的沉水植物随波摇曳,宛如一片“水下森林”,小鱼小虾穿梭其间来回觅食……“以前河水发黄,河面上都是杂草和垃圾,现在水变得越来越干净了,生活在这里的感觉也越来越好。”近日,浙江省嘉兴市秀洲区王店镇花园浜附近的居民马雪丽望着这条从小看到大的小河很是感慨。


花园浜的华丽转身只是碧水嘉兴5年行动方案的成果之一。该行动方案以提升水体透明度、建设水下森林为抓手,系统推进治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水等。而嘉兴市提出的建设水下森林,采用的就是水体生物治理技术。


01 依靠植物或微生物净化水体


温州大学生命与环境科学学院副院长郑向勇教授介绍,水体生物治理技术通常是指在江、河、湖、库、海湾等水体治理过程中,采用特定的水生植物、微生物、水生动物等生物物种,与其他工程措施相结合,实现净化水体、修复水生态的水体治理技术。


常用的水体生物治理技术包含水生植物净化技术、微生物技术等。水生植物净化技术是通过种植挺水植物、浮水植物、沉水植物等水生植物,利用水生植物在生长过程中需要吸收大量氮、磷等营养元素的生长特征,达到水质净化效果。


微生物技术主要通过向受污染水体中投加微生物菌剂,调控水体中微生物菌群组成和数量,优化群落结构,从而提高水体中有自净能力的微生物对污染物的去除效率。常见的微生物菌剂包括以光合细菌、乳酸杆菌、硝化细菌等为主的微生物群体。这些微生物能分解水体中来自外界污染排入、底泥释放、水中生长的藻类等有机物,用于自身生长繁殖,进而减少藻类滋生,提高水质。


“水体生物治理技术通常与曝气增氧、生态浮床、人工湿地、造流等工程措施结合使用,在水体中构建相互影响、相互作用的复杂生态系统,通过各物种和工程措施的协同作用,实现对水体的治理。”郑向勇说。


“区别于传统水体治理的物理、化学方法,水体生物治理技术具有长效治理、生态友好、综合效益突出等优点。”北京正和恒基滨水生态环境治理股份有限公司(以下简称正和生态)生态环境技术总监曹喆说,水体生物治理技术充分遵循生态规律,发挥自然生物作用机制,对周围的生态环境不会产生较大干扰,总体操作简单、费用相对较低、景观效果好、不会产生二次污染。水生植物净化技术和微生物技术常常联合运用,在目前河道水生态修复治理案例中应用最为广泛,与之相关联的微生物菌剂制备与投放、水生植物的培育和养护等配套技术,均有成熟的产业链。


02 水体生物治理技术已有大量市场化应用


郑向勇介绍,在我国,水体生物治理技术已有大量的市场化应用。比如嘉兴市实施的“九水连心”项目,治理工程金额达14亿元,其中相当一部分工程采用了水体生物治理技术。


“实施水体生物治理技术可在一定程度上提高水体及周边的生态和经济效益。”曹喆说。


比如在“九水连心”项目基础上,进一步扩大范围的“碧水行动”项目中,正和生态采用了水生植物净化技术和微生物技术联合运用方式,构建河道水下森林系统。在调研场地水域生态本底状况基础上,因地制宜采取地形改造、人工补植等措施,在水深0—0.5米的区域种植挺水植物,水深0.5—2米的区域种植沉水植物,修复形成23万平方米生态结构稳定、景观类型丰富的本地水生植物群落。挺水植物根系发达、植株高大,可有效阻截外源污染、提升滨水水源涵养及水土保持能力,并为生物提供适宜的栖息条件;沉水植物植株生长可有效增加对水体营养盐吸收能力,减少底泥扰动带来的污染物释放,并通过光合增氧能力改善水体厌氧、缺氧环境条件;对水生动物、微生物群落组成及结构进行优化,强化水生态食物网,促进健康稳定的水生态系统恢复,丰富生物多样性。


嘉兴“碧水行动”项目中,正和生态恢复健康稳定的水生态系统,丰富生物多样性

正和生态在嘉兴“碧水行动”项目中联合运用水生植物净化技术和微生物技术,构建河道水下森林系统


通过水体生物治理技术的运用实施,在嘉兴实施“碧水行动”项目的河道,水体中氨氮、总磷等含量明显降低,水环境质量得到明显提升,各河道将逐步达到地表Ⅲ类水标准,并有效提升水体透明度达0.8米以上。


嘉兴“碧水行动”项目中,正和生态通过水体生物治理技术,让水体清澈见底,透明度大幅度提升


“云南大理洱海湖滨带生态修复项目同样是水体生物治理技术的优秀落地案例。”曹喆说,正和生态逐一测算200多条入湖沟渠、18条主要河道的水量和污染负荷,利用水生植物排布形成净化湿地模块等。采用生物治理技术打造的示范区域生态廊道,不仅让洱海“颜值”再提升,还逐步形成了良好的生态—经济—社会复合型人湖共生系统。


大理洱海水生植物净化形成的表流湿地

大理洱海梅溪、桃溪、隐仙溪河口三角洲湿地


“在洱海治理过程中,上海交通大学等采用了当地的沉水植物海菜花用于修复水体,海菜花可以食用,网购海菜花一斤价格在十几元左右。该项技术既实现了水质净化,又能给当地居民带来收益,具有良好的经济和生态效益。”郑向勇说。


沉水植物海菜花为大理洱海带来良好的经济和生态效益


03 建立长效管理机制才能巩固胜利果实


郑向勇认为,推广水体生物治理技术的意义在于能够采用低碳、环保、生态的方法实现对水体的治理。“但大面积推广该技术的难点在于,需要根据当地的气候、水质等自然环境特点,有针对性地选择适合当地的水生生物,进行组合搭配,以合理的模式进行应用,同时需要有合理的运行维护及资源化利用方案,以确保能实现长效运行。”郑向勇说。


水体生物治理技术应用范围广,但在实际应用中,仍有一定的局限性。比如在水生植物的选择上应选择本土净化植物,加强乡土水生动植物的保护,严格控制外来入侵物种;在水生植物种植过程中,防止鱼类对幼苗期沉水植物存活的影响仍是重要的研究课题,需合理调控鱼类种群结构、及时清除大规格鱼类以保证沉水植物群落的恢复和稳定。


“水体生物治理技术在建设初期和实施后,需要一定的维护措施,尤其是对水生植物,必须建立长效的管理机制,才能更好地发挥其生态价值。”曹喆说,目前很多水体治理项目,重施工却轻运维,前期效果好,但缺乏后期维护,水质容易出现再恶化的现象。因此,建立一套良好的水生态系统运维管理机制十分重要。

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