王淼王继华*田乐
（生命科学与技术学院，哈尔滨师范大学，哈尔滨，150025）
摘要：河流是人类文明的摇篮，为人类提供饮用水源和交通便利，同时也是生态系统的重要组成部
分。由于污染物的大量排放，我们的城市河流受到了直接影响，严重影响着居民生活和工农业生产。
此外，不断加快的城市化步伐、城市的扩张和人民生活水平的不断提高，水资源的需求量也越来越大，对河流的水质要求也越来越高，河流污染治理已迫在眉睫，因此，研究和开发经济合理、高效稳定、节
能环保型河流治理技术，对防治水污染、保护水资源具有重要的意义。本文概述了国内外河流生态的
污染状况，介绍了河流生态的修复技术，并对各技术进行评述。
关键词：河流生态系统修复技术研究进展
联合签名POLLUTED RIVER ECOSYSTEMS AND THE ECOLOGICAL REHABILITATION
TECHNOLOGY RESEARCH
WANG Miao,Wang Jihua*
(Harbin normal university;Life science and technology college,Harbin,150025)
Abstract:The river is the cradle of human civilization,the source of drinking water for humans and the
transportation is convenient,but also an important part of the ecosystem.As massive emissions of pollutants,
our city has been a direct impact on the river,a serious impact on the living and industrial and agricultural
production.In addition,the accelerating pace of urbanization,urban sprawl and the continuous improvement
of people's living standards,the demand of water resources is also growing on river water quality
requirements are also increasing,river pollution is imminent,therefore,research and development of
出水服务economic rationality,efficiency and stability,energy saving river management techniques,the prevention of
pollution,protection of water resources is of great significance.This article outlines the pollution of river
ecosystem status at home and abroad,introduced the river ecological restoration technology,and the
technology is reviewed.
Keywords:Rivers ecosystem restoration technology research
1.概述
奶茶杯架水是生命之源，而在水循环中河流是其中重要的一环，河流系统是自然界最重要的生态系统之一。我们人类不但依傍河流而生，还对河流加以利用和开发，谋求社会经济的不断发展。但不断加快的城市化步伐，使得越来越多的工业废水与生活污水排入河流，致使河流生态系统遭到严重破坏，并且水质急剧下降。《2010年中国环境状况公报》显示：七大水系（长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河）总体为轻度污染。204条河流409个地表水国控监测断面中，Ⅰ~Ⅲ类水质的断面比例为59.9%、Ⅳ~Ⅴ类为23.7%、劣V类为16.4%。高锰酸盐指数、五日生化需氧量和氨氮为主要污染指标。其中，长江、珠江水质良好，松花江、淮河为轻度污染，黄河、辽河为中度污染，海河为重度污染[1]。从该公报中不难看出全国水体污染严重，形势异常严峻，因此对于河流生态系统的修复已迫在眉睫。
生态修复是指按照生物系统的演进规律，生态工程学或生态平衡、物质循环的原理和技术方法或手段及人为力量对破坏的生态系统进行修复、改良、重建、维护和管理，以期恢复其原有生
态功能的过程[2]。
河流生态修复是指利用生态系统原理，采取各种方法修复受损伤的河流生态系统的生物体及其结构，重建健康的水生生态系统，使得水体生态系统的主要功能得以修复和强化，并能实现生态系统的整体协调、自我维持及自我演替的良性循环[3]。
2.国内外研究进展
2.1国外研究进展
改锥头
早在20世纪40年代，“近自然河道治理工程”的概念由德国学者Seifert最先提出：接近自然，首选的工程材料为植物，重点维护动植物及生态的相互协调作用。在20世纪60年代，欧洲、美国和日本等发达国家就已意识到河流生态环境所面临的众多问题，并已积极开展生态修复的相关研究与实践活动，完成基于多种目标修复技术的研发[4-6]。20世纪80年代以莱茵河为典型代表的河流修复工作相对具体、细致，投入数百亿元，在2000年达到了目标，这一成功范例为河流生态修复提供了大量的宝贵经验[7]。经过半个多世纪的时间，国外以对河流生态修复现状的调研、科研以及实践等活动都已处于较成
熟阶段，对于近年来所关注的方向多集中于开展城市化对城市河流的影响及城市河流治理方法的研究[8-13]，内容主要包括城市化对河流形态、水文情势、水质和生物等多指标的影响，已由单纯的“污染控制”技术发展为“水生态的修复与恢复”[14]。
2.2国内研究进展
对于河流生态的修复我国起步较晚，到20世纪80年代才开始逐渐被重视，至今仍然处于探索阶段。我国在大力适应城市化发展进程的同时，兴建了大量的水利工程设施，这不仅仅改变了原河道的天然地貌特征，更严重的后果的是使得河流渠道化，破坏了自然的河流生态系统，更加降低了河流生态系统的污染承载力，加剧了水生态的污染状况[15]。21世纪以来的10多年间，我国对河流生态修复与保护已日渐重视。21世纪的前5年间，我国在该领域中的工作主要集中于学习国外在该领域的成果，并根据我国河流的现状，制定治理相应治理方法；2005年至今，随着我国对该领域研究的不断深入，我国由对河流生态修复的初始理论探讨上升到具体的修复方法与手段的研究[16]。
3.河流生态修复技术
在遵循自然的前提下，我们应采用一切手段对河流生态进行修复，控制待修复河流生态系统的污染状况，重建受损河流的生态系统，进而修复和恢复其生态生态功能，维持期生态系统的稳定和良性循环[17]。污染河流的治理与生态修复技术种类繁多，大致可分为物理、化学及生物/生态方法三大种类。
3.1物理修复方法
电柜铰链物理修复方法虽可快速的对受污染的河流进行修复，但在整个修复过程中，污染物本身并没有被降解掉，仍是以污染物的状态存在着，所以该方法往往只是治标并不治本，无法从根本上解决水生态的生态状况。缓冲区修复、底泥疏浚和机械除藻是目前治理河流污染使用最为主要的物理修复方法。
河流与陆地的交接区域被称之为缓冲区，具有水域与陆地的双重属性，其功能为分蓄与消减洪水，并且影响河流物种多样性的重要影响因素便是河流与河漫之间的水文连通性，是陆地生态系统与河流生态系统进行物质、能量与信息交流的重要桥梁[18]。夏继红[19]等通过近自然河流治理技术，对河流缓冲区进行修复，以达到恢复河流生态系统作用的目的。
底泥疏浚可较快的将水体中的内源污染物清除，操作简便，但工程量相对较大，该项技术对于污染程度较为严重的河流修复效果较好。石德坤[20]对南明河的治理、卢永金[21]对苏州河的治理均运用了该项技术，并也取得看相对理想的效果。
机械除藻技术较为适于河流富营养化问题的解决。除藻技术已由过去的人工打捞发展为臭氧/超声波除藻技术。此项技术是利用超声波使藻类细胞破裂，破坏藻类细胞中的气囊，从而使其沉淀下来，达到除藻的目的。臭氧/超声波除藻技术已被运用于北京什刹海后海的治理实验中[22]。该项技术所用设备成本相对较低，操作简便，最为优越的是修复过程不会产生二次污染，且不会影响其他水生生物的生
长繁殖。
3.2化学修复方法
化学修复措施即为想水体中投入不同的化学药剂，以达到快速高效的修复目的，主要运用的药剂为硫酸铜等可直接取出造成水体富营养化的N、P元素的药剂。对淄博市猪龙河和白家河污水治理过程中，许春华等[23]便运用该方法进行河流修复。
化学修复方法虽然对污染河流的生态修复更加快捷，操作更加简便，但会产生严重的二次污染，更有使水体中藻类等产生抗药性的风险，很难达到理想的治理效果。
3.3生物/生态修复方法
双电源自动切换装置
生物/生态修复技术实质是利用自然生态系统的自净能力来治理污染的水体河流。该项技术能源消耗小，所需费用低，有利于生态的可持续发展。
3.3.1曝气增氧技术
利用人工曝气增氧，可极大的增加河流的溶解氧含量，使被好氧有机污染物等消耗的水体溶解氧得到快速的补给，避免河流水体中的溶解氧消耗殆尽，使污染物释放有毒物质，导致河流水生生态系统遭到严重的破坏。
3.3.2植物修复技术
河流生态修复方法中植物修复是最为普遍的方法之一，该技术利用植物自身的新陈代谢活动，对N、P、COD、BOD等有机污染物进行吸收、转化、降解。与此同时，植物的根、茎等还可拦截颗粒态污染物等作用。大型水生植物也可通过自身的光合作用增加水体中的溶解氧，并且一直藻类的生长，防止藻类的过多的生长而造成水体富营养化。
植物不仅可对河流生态系统进行修复，合理的分布还可有助于减轻洪水所造成的灾害、增加河床的稳定性以及减轻河水对河岸的冲刷强度。
3.3.3微生物修复技术
微生物作为一类生长繁殖迅速的类，越来越多的以制剂的形式被应用于河流的生态修复中。微生物制剂是由几十种具有不同功能的微生物构成的一个良性循环的微生物生态系统[24]。微生物制剂可将污染河流中的有机物进行降解成简单的无机物，进而达到对河流污染的去除目的。
4.展望
河流作为重要的国土资源，其生态健康与安全是我国社会经济发展的重要保障[25-26]。随着城市建设理念及社会经济的不断发展，对河流生态系统的修复治理已成为必然趋势。在大力发展工业化生产的
同时，也应更加注重生态环境的保护，不应一直是开发—污染—治理—再污染的恶性循环，所以加大“河流绿流域建设”的宣传与实施力度。通过湖泊流域产业结构调整控污减排体系、流域污染源工程治理与控制体系、低污染水处理与净化体系、清水产流机制修复体系、河流水体生境改善体系及流域管理与生态文明建设体系六大体系的综合管理，以期达到恢复河流水体
自然生态环境的目的。今后可围绕“河流绿流域建设”这六大体系开展治理防护方案的设计，这将会进一步完善与发展污染河流生态系统的治理。
参考文献
[1]吴智洋.污染河流的生态修复方法研究[D].北京：北京林业大学,2012.
[2]李兴德，颜宏亮，马静，李浩宇.污染河流生态修复研究进展[J].水利科技与经济,2011,17(8):4-6.
[3]汪秀丽.浅议河流生态修复[J].水利电力科技,2010,36(1):6-16.
[4]Nijland H J,Cals M J R.River restoration in Europe practical approaches[C].Conference on river relation
proceedings,2000.
[5]Brinson M M,Malvarez.Temperate freshwater wetlands:types,status and threats[J].Environmental
Conservation,2002.
[6]Malmqvist B,Rundle S.Threats to the running water ecosystems of the world[J].Environmental Conservation,2002.
[7]Tockner K,Stanford J A.Riverine flood plains:present state and future trends[J].Environmental Conservation,2002.
[8]Nienhuis P H and Leuven R SE W.River restoration and flood protection:Controversy or
synergism?[J].Hydrobiologia,2001,444:85-99.
[9]Shields F D,Cooper C M,Knight S S,et al.Stream corridor restoration research:A long and winding
road[J].Ecological Engineering,2003,20:441-454.
[10]Cook T R,Pegg M A.A comparison of submersed aquatic vegetation in main-stem floodplain habitats and isolated
floodplain lakes of the Illinois River:implication for restoration[C].Proceedings of the Mississippi River Research Consortium,2004,36(1/2).
[11]Kreiling R M,Richardson W B,et al.Monitoring of Nitrogen cycling at an upper Mississippi River backwater
site[C].Proceedings of the Mississippi River Research Consortium,2004,36(1/2).
[12]Kenow K P,et al.Development of remote sensing techniques to document the distribution and number of tundra
swans on the Upper Mississippi River[C].Proceedings of the Mississippi River Research Consortium,2004,36(1/2).
[13]Palmer M A,et al.Standards for ecologically successful river restoration[J].Journal of Applied
Ecology,2005,42:208-217.
[14]蒙杰.城市河流生态修复的探讨[J].广西轻工业,2009(04):109-110.
[15]崔宗昌，翟付顺，张秀省，穆红梅.浅谈城市河流生态修复理念与技术[J].聊城大学学报(自然科学
版),2011,24(3):110-113.
[16]陈兴茹.国内外河流生态修复相关研究进展[J].水生态学杂志,2011,32(5):122-128.
[17]江惠霞，肖继波.污染河流生态修复研究现状与进展[J].环境科学与技术,2011,34(3):138-143.
[18]朱莹莹，胡啸，史夏夏，苏翌，康哲，代俊.浅谈河流生态修复技术[J].生态与环境工程,2012,21.
[19]夏继红，严忠民.生态河岸带综合评价理论与生态修复技术[M.水利水电出版社,2009.
[20]石德坤.修复技术在南明河污染治理中的运用[J].水土保持通报,2008,28(4):138-139.
[21]卢永金，程松明，石正宝，等.苏州河底泥疏浚中试方案研究与实施[J].上海水务,2008,24(2):6-11.
[22]屠清瑛，章永泰，杨贤智.北京什刹海生态修复试验[J].工程湖泊科学,2004,16(1):61-67.
[23]许春华，高宝玉，卢磊，等.城市纳污河道废水化学强化一级处理的研究[J].山东大学学报(理学
版),2008,41(2):116-120.
[24]朱明石.河流生态修复技术概述[J].广东化工,2013,40(13):135-137.
[25]金相灿，刘树坤，等.中国湖泊环境:I[M].北京：海洋出版社,1995.
[26]秦伯强，高光，等.湖泊富营养化极其生态系统响应[J].科学通报,2013,58(10):855-864.
