湖泊水库水体修复技术

湖泊水库水体修复技术（精选6篇）

湖泊水库水体修复技术 第1篇

治水创新技术之1

水库、湖泊水体治理与水资源保护创新技术

治水不单是污染后的水质治理，更重要的还是从源头上控制水质，保护好我们赖以生存的水资源，尽量减少污染源向水体排污以及防止水环境质量下降，是治水的首要任务，使我们避免总是处于水环境被严重污染后恶化才治理、水质久治不愈的境地。

由于历史的原因，现在我们许多人已经习以为常的是，不少作为水源地或者风景名胜区的水库、湖泊，水体蓝绿藻疯长、严重富营养化。采用传统方法进行水体除藻与富营养治理的难度很大，而且维护比较麻烦，不稳定。

这里介绍的水库、湖泊水体治理和水生生态修复的创新技术，打破过去固有观念的束缚，优选先进的实用技术，集成为水质治理新技术方案，能够快速改善水库、湖泊水环境，维护简单，效果稳定。

一、水体治理的难点

蓝绿藻疯长，水面形成一层绿色膜状藻类漂浮层（称为“水华”），有异味，藻类产生毒素，水体富营养及其引起的蓝藻水华暴发是当今世界的环境灾害之一，而且发生的频率与严重程度都呈现加快的趋势。富营养化是水体水质变坏的先兆，接下来就是黑臭。水库、湖泊等水体富营养化，不但破坏景观，甚至直接影响区域饮用水安全。

湖泊是建设“适宜生活居住，适宜创业发展”的园林城市的资本。如果一个城市有湖泊，那是一个城市之福。水华暴发给了我们警示，我们在利用和开发湖泊的功用的同时，需要—个符合可持续发展要求的水体治理和管理方法，保持城市湖泊的生态健康。

江河湖海是否清澈不仅是环境保护成就的反映，更是衡量一个国家、一个地区的经济实力、社会发展水平和文明程度的重要标志。云南大理有一句话：“洱海清，大理兴。”推而广之，当江河湖海恢复清澈之时，也就是中国经济社会实现科学发展之日。（注：引用于我国“十二五”环保规划纲要。）

实施水环境综合治理，彻底消除水体富营养化，保护水资源、尤其是保护好饮用水源，还本地区人民靓丽的水库、湖泊和优美的环境是一项生态工程、民生工程，是实现科学发展，全力打造生态文明、提高生活水平的举措之一。

（一）不要以为“只要降低水体中的磷、氮等营养物浓度，就可以抑制藻类的生长” 水体治理控制藻类生长至关重要。藻类植物是水体中最易生存的物种之一，也是地球上最重要的初级生产者之一。富营养水体藻类疯长是造成水体变成污浊的墨绿色、透明度小、水质恶化、感官极差的最重要因素，甚至水面形成一层绿油漆状藻类漂浮层（蓝藻水华），有异味。水体富营养治理的难度大，第一大难点是对藻类的控制，这一直是过去难以对付的问题。

传统观念以为，富营养化引起蓝藻水华暴发，只要降低水体中的磷、氮等营养物 1 浓度，就可以抑制藻类的生长。但是，要把磷、氮等营养物降到很低（总磷0.01 mg/L，总氮0.15mg/L），难度大，代价高，实际上很难做到。此外，就算把磷、氮等营养物降到很低，水体在气温高、环境条件不利的情况下，藻类仍然会大量生长泛滥，许多治水项目都碰到这种情况。达到Ⅱ类水质作为饮用水水源地的广东南水水库、北京密云水库都发生藻类暴发。某湖进行补水和种植水生高等植物，水质好转但藻类也未能控制住。我们在治理广州鸣泉居大金钟水库，治理后水质达到Ⅲ类，有些指标达到Ⅱ类，但气温高时藻类仍然疯长而形成绿油漆状藻类漂浮带；治理武汉塔子湖、郑州CBD中心湖也发现类似的情况。因此，必须寻求简单的方法解决这个问题。

究其原因，通过调研和实践，我们归纳了以下几点：

1、早在20世纪40～50年代，科学家们就发现，当水体中总磷浓度超过0.015mg/L，总氮超过0.3mg/L时（注：这是非常低的浓度），藻类就出现恶性繁殖，藻类的繁殖量与外界输入的P（磷）与N（氮）浓度值成正比。后来，国外有专家（Sas等）进一步指出，水体中的可溶性磷一旦高于0.01 mg/L，通过降低磷的浓度对藻类生长量影响甚微。

需要注意的是，虽然水体中的磷、氮浓度很低，但在一定的环境、气候条件下，或是污染元素比例和水体中的某些离子所产生的诱发作用，藻类仍然会大量生长，仍会出现藻类过度生长的问题。密云水库是北京市主要的饮用水源地，水体的水质达到地表水Ⅱ～Ⅲ类标准，2002年暴发大面积蓝藻水华。达到Ⅱ类水质作为饮用水水源地的广东南水水库也发生藻类暴发。

2、磷是藻类生长的主要限制因子，那么，限制的尺度是多少呢？美国环境保护署在其《湖泊与水库技术指导手册——营养盐标准》中指出，在湖泊与水库中，总磷与总氮浓度分别超过0.01 mg/L与0.15mg/L时即有可能发生蓝藻水华。密云水库取水口各时期采样的结果显示，总磷的浓度>0.01 mg/L，2002年总氮的浓度>1.0mg/L，因此密云水库具备发生蓝藻水华的营养盐基础。我国地表水Ⅲ类水质标准（可以作为饮用水源）的总磷与总氮浓度指标值分别是0.2mg/L与1.0mg/L，也就是说，按我国地表水水质标准，就算达到Ⅲ类、甚至Ⅱ类标准的水体，仍然存在藻类过度繁殖而发生蓝藻水华的可能。

3、如果要将水体中的可溶性磷的浓度降低到低于0.01 mg/L，总氮浓度降低到低于0.15mg/L，难度大，代价高，费用不是一般大而是代价极其昂贵。

4、湖泊蓝藻暴发，除了水体中氮和磷的含量过高这个主因之外，还有下列的因素也非常重要，那就是污染元素比例和水体中的某些离子所产生的诱发作用。美国Roderick J.McNeil博士研究认为，水体中的N、P 浓度比在16∶1～28∶1范围，蓝绿藻就会疯长。而许多富营养水体治理后，虽然水中的磷、氮浓度很低，但N、P 浓度比大多数仍然在16∶1～28∶1范围内，蓝绿藻最高兴；虽然可以采取措施进一步降低P，破坏这个平衡，使蓝绿藻不能生长，但难度和代价颇大。另外，有些经絮凝处理的 2 污水或地表水中含有大量残留的絮凝剂及化合物，含有大量的氯、铝和化合物离子，这些水若进入湖泊中，那些离子在富营养的水体内就会诱发蓝藻暴发；而有的水体，尽管氮磷含量很高，COD、BOD都很高，却不发生蓝藻。而在太湖，由于大量的工业废水带来了铁、铜、铝等金属离子和化合物离子的诱发，造成了蓝藻不断的暴发。

此外，气温和日照，水体流动过缓，这些均为蓝藻的生长和迅速繁殖提供了条件。

综上所述，去除水体中的营养物是水体富营养治理一项重要任务，但水体治理关键是控藻，要对藻类采取有力的科学的抑制和清除措施。

（二）治理后的管理是水体治理必须要考虑的重要环节

水体治理第二大难点是水体修复要容易实施、管理简单、长期稳定、维护费低。水体富营养治理一般采用构建人工生态系统的方法来修复水生生态系统，最大的难处在于修复后的水生生态系统的维护，许多水体治理技术不成功主要表现在这里。工程实施时由专家教授主持，水体生态维持良好，移交给业主后就失控了。例如种植水生植物是一种以往研究和试用较多的方法，它是一项较为复杂的系统工程，包含目标水生植被的优化设计、适宜环境条件的创建、一系列的水生植物引种栽培与种类更替、植被管理等环节，管理要求高，水生生物的生物量平衡不容易控制，容易出现水生植物乱长，需要经常清理，若疏于管理，水生植物死亡后的残体若不及时打捞，在水中腐烂释放出有机物质和营养盐，等于前功尽弃。

我们需要的是实施容易、去除水体中污染物效率较高，能较快地修复水生生态系统，效果稳定、维护管理简便、管理费用低廉的水体治理集成技术。修复的水生态系统，移交给业主后第二年就控制不了而报废，这样的事我们不能再重蹈覆辙了。

（三）关于水生植物法的讨论

教科书所教的水体富营养治理方法中，种植水生植物是一种以往研究和试用较多的构建人工生态系统进行水体修复的方法。

优点∶①水生植物能吸收氮、磷等营养元素，有利于湖泊的营养平衡，防止湖泊富营养化。根据太湖水生植被的研究，单位面积宽阔面上水生植物吸收净化量分别为氮29.8g/m2.a，磷3.78g/m2.a。②可改变湖水与底泥之间的物质交换平衡，促使悬浮或溶解在湖水中的污染物质向底泥转移，澄清净化水质。③水生植物与浮游藻类有相互克制的特性，在水草发育比较好的水体中不易发生藻类水华现象。④通过植物的生长转移水体系统中的污染负荷。水生植物发达的根系可为微生物提供生长繁殖场所，以分解水中污染物以供植物吸收。

缺点∶①见效慢。②不能承受较大的污染负荷冲击。③管理要求高，水体中水生生物的生物量平衡控制难度较大（或者说不容易控制）。水生植物的种植面积要大于水体面积的1/4--1/3才能发挥其净水作用，若出现水生植物疯长，不但破坏了景观，而且在水生植物密集区，被覆盖的水体会因为缺氧而造成水体恶化、黑臭。④管理比较麻烦。需要经常清理、打捞，受季节影响和外界环境影响较大，容易造成循环污染。若 3 疏于管理，水生植物死亡后的残体若不及时打捞，被聚集在生物体内的污染物质重新返回到水体中，在水中腐烂释放出有机物质和营养盐，使湖水水色加深，有时还伴随着裸藻、隐藻及原生动物的大量生长，严重时下层湖水缺氧，引起鱼虾死亡。在东太湖的研究结果表明，干重500g／m2的水生植物残留时足以引起严重的茭黄水。而且，水生植物会阻碍定期清淤的顺利进行，增加清淤的难度，因而事先要加以考虑和有合适的措施。

采用水生植物修复法是一项较为复杂的系统工程，它包含了目标水生植被的优化设计、适宜环境条件的创建、一系列的水生植物引种栽培与种类更替、植被管理等环节，需要专业水平比较高的人员养护管理，任何一个环节的疏忽，都有可能使水生植物生长失控导致全面的失败，造成巨大的损失。水生植物法种植的水生植物需要占据较大的湖面面积和湖泊的有效库容（削弱了湖泊的功能），而且，为了满足植物生长的营养需要，水体通常不要很清澈。而对于水体透明度等水质指标要求较高、要有较开阔水面面积供游玩、兼有蓄洪功能的人工湖来说，依靠水生植物法为主进行水体修复，会带来亲水区域以及蓄洪有效容积减少、水体浑白、清淤困难等负面效应。种植水生植物遮盖了宝贵的水面面积，而水体对调节气候、改善环境质量的作用比水生植物大。

二、快速、效果稳定的除藻与水体生态修复（简介）

水体治理需要科技创新，另辟蹊径。可喜的是，我们已经有创新的集成技术，可以解决水体治理与维护这个大难题了。

1、控藻是关键。实践证明，藻类大部分去除后，意想不到的是，仅是控藻就可以使水体透明度提高50厘米，水色变得好看了，感官大为改善，腥臭味也没有了，这是大家都希望最快见到的水体治理效果。

超声波除藻器在雕塑公园云液湖应用，湖面藻类漂浮层很快消失，水体的颜色由墨绿色恢复到自然水体的浅绿色，透明度从10厘米增加到50厘米，藻类总密度降低了90%以上。对比其它各种杀藻方式，超声波除藻是目前使用最简单、效果保证、较理想的灭藻和抑藻方式。

2、对于溶解氧低、发黑发臭的水体，强制向水体大量充氧，提高水体的自净能力，世界上有不少成功的案例。采用高密度曝气器充氧，溶氧率极高、耗电量小、动力效率可以达到4.86 kgO2 / kwh（一般的曝气器的动力效率只有1.2-1.6 kgO2 / kwh，约1/3）。

3、水体营养盐控制

湖泊生态系统修复后，最重要的是要能够保持水体的自净能力长期稳定，而且要易于控制和管理，维护费用低。

生物过滤和固定化微生物法非常有发展前景，其中关键解决的技术是生物载体。经反复比选，我们认为，高效降解水体中氮、磷等有机污染物，最简单、最有效，而且最容易控制、效果最稳定，运行成本极为低廉的、是从美国引进、现已国产的“生态基”，应用这种生物附着面积很大、生物增效能力很强的生物载体能够以微生物为基础 4 很快达到修复水中食物链、提高水体自净能力的目的。

实际应用证明，应用这种生态基的治理工程实施容易，管理简单。通过增加或减少生态基的数量就能够调节污染负荷的承受能力，灵活方便，容易保持长期稳定的治理效果，运行费用低廉。

4、清淤和生态修复是水体治理的必要措施。一种消淤同时快速修复水生生态的技术，实际应用证实，六个月就去除淤泥30--40厘米，同时能够快速修复水生食物链，完全可以替代散发臭气、淤泥出路难、投资大的传统清淤，并且能够快速重建水体生态系统，提高水体自净能力。

超声波灭藻器与高密度曝气器技术集成，既有长效，又可以用于应急处理藻类暴发、死鱼、水体腥臭等情况，很快改观。2008年3月初，广州流花湖公园西苑湖水华暴发，多个公司试用了多种方法治理几个月都没有效果的情况下，7月下旬我们采用超声波灭藻器、高密度曝气器充氧，在还没有采用高效生物载体去除水体中营养盐，没有截污（旁边为小鸟交易市场----鸟苑，鸟粪污水排入湖）和气温甚高的情况下，到8月中旬不用一个月时间，湖面原有的绿油漆状蓝藻水华全部消失，透明度增加了50多厘米，湖边浅水区清澈见底，感官完全改善（当年10月16日广州日报曾作报道）。

水体治理需要科技创新，我们针对湖泊、水库治理的难点，从技术的的实用性和经济性出发，按照“简单、集成、特效”的创新思路，优选国内外先进的实用技术进行技术集成创新，克服了水体富营养治理和控制传统技术存在的管理难、不稳定等问题，在水体治理实践中取得出奇好的效果。

这种技术方法是，在截污治污尽量控制外源性污染的基础上，采用生物增效技术，建立与众不同的人工生态系统，即：从简单有特效的控藻入手，较快改善水体感官对于溶解氧低的，用低能耗高效充氧，较快恢复和提高水体的溶解氧，从而提高水的活性用生物增效技术实施消淤同时快速修复水生生态系统，提高水体自净能力；根据养鱼、农灌、景观、饮用水源等不同的水体功能要求，分别适度控制水体中氮、磷等营养盐。

上述优选先进的实用技术进行技术集成（根据治理对象的不同情况和治理目标有所取舍），是我们首创，通过构建人工生态系统很快修复水生生态系统，技术互补性强，用这样简单的方法就能把水体治好，而且操控容易，投资和维护费低，是一条具有中国特色的水体治理新路子。从此敢说，中、小型水库、湖泊水体治理不再是难事。

黄志刚（广东省环保基金会理事，原广州市环保局副巡视员、科技处处长）

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2012年11月

湖泊水库水体修复技术 第2篇

近三十年来，随着社会经济的发展，工业生产废水、生活污水、农业养殖污水的大量排放以及对水资源过度的开发利用，使得大量的氮、磷及有机质等营养物质富集，导致我国大部分浅水湖泊及河道呈现富营养化污染状态，水质恶化。同时水体中外源有机污染物的积累也会引起水中溶解氧的消耗，导致水体缺氧并滋生厌氧微生物，水体透明度变差、颜色发暗，甚至有异味，严重的可造成水体发黑发臭，成为黑臭水体，丧失水体功能。湖泊因其多为近于封闭的静止或缓流的浅层水体，具有流动性较差、水体流速低、水动力条件较差、水体自净能力有限等特点，因而一旦受到外界污染则很难自行修复，从而成为富营养化和黑臭问题的集中爆发点。

为此，国务院颁布实施的《水污染防治行动计划》（“水十条”）明确指出，人民政府是整治黑臭水体的责任主体，由住房城乡建设部牵头，会同生态环境部、水利部、农业部等多部委指导地方落实并提出目标：2017年年底前，地级及以上城市实现湖泊河流水域面无大面积漂浮物，河岸无垃圾，无违法排污口，直辖市、省会城市、计划单列市建成区基本消除黑臭水体；2020年年底前，地级以上城市建成区黑臭水体数量均控制在10%以内；到2030年，全国城市建成区黑臭水体总体得到消除。

众所周知，湖泊水体污染实则是水体生态系统平衡遭到破坏，污染负荷超出水体的自净能力，仅靠水体原有的生态系统难以完成净化过程。目前常见的水体污染治理技术大致可分为物理法、化学法及生物法。其中物理法主要包括截污、清淤、引水等水利工程，以及气浮、增氧、人工造流等措施；化学处理法涉及絮凝沉降、药物灭藻等措施；而生物法是利用特定的水生生物包括植物、动物、微生物及原生动物、后生动物等，通过其新陈代谢过程对水体污染物进行吸收、转化或降解，达到减少或消除水体污染，去除水体营养物质及有机污染物，主要包括微生物处理、水生动植物操纵调控等方法。但因湖泊水体污染治理是一个很复杂的事情，污染物的来源和影响因素比较多，存在周期性反复的问题，而水处理中常用的物理过滤、化学处理及生物降解均存在各自的优势、不足和适用条件，很难彻底解决湖泊水体富营养化与发黑发臭的问题，使得湖泊水体污染治理成为一个极为困难的过程。

“三分治理、七分养护”，这是水体生态修复处理的经验总结，也充分说明了水体污染重在预防，包括采取控源截污、清淤疏浚、生态护坡等工程措施，尽可能削弱甚至避免水体受污染。而一旦湖泊水体出现了污染，水生态系统平衡遭到破坏，则其治理将是相对较难的一个过程，唯有在去除水体污染物的基础上构建完善的水体生态平衡系统，增强水体的生态恢复与自净能力，才能从根本上解决湖泊水体的富营养化及水质黑臭的问题。

生态过滤技术（Ecological Filtration Technology，简称EFT）是从水环境生态平衡原理出发，模拟自然生态系统的自净功能，采用工程技术措施将微生物、原生动物、湿生植物等生物体与生物填料、过滤介质等载体有机结合，互为共生，形成具有高度生物活性的微生态平衡系统—仿自然生态处理系统，对污染水体进行净化的新型生物治污技术。

生态过滤技术（EFT）创造性地将人工湿地工艺与生物接触氧化法有机结合，依靠互生作用及协同效应，持续净化水体污染，改善水动力，提升水体复氧效率，优化生物种群结构，增强水体自净与修复功能，从根本上解决湖泊河流水体水质恶化与水体修复问题。并且生态过滤技术（EFT）引入生态景观设计理念，在增强水体抗污染与自净能力同时，具有较高的景观绿化效果和观赏价值，而且无二次污染，能耗低，占地面积少，特别适合用于中小型湖泊、河流水体污染治理与生物修复，并且在湖泊、河流生态引水领域以及雨水回收利用、海绵城市建设、农村生活污水处理等方面也表现出了广阔的应用前景。

湖泊水库水体修复技术 第3篇

1 试验条件

1.1 试验湖区的条件

黄陂湖位于合肥市庐江县境内, 是庐江县西河上游重要调蓄洪水湖泊, 流域总面积598 km2, 是合肥市第二大淡水湖泊, 流域上游为山丘区, 下游沿湖、沿河两岸为圩区。黄陂湖为浅水草型湖泊, 纵径10 km, 横径3.5 km, 正常水位面积约50 000×667m2, 常年平均水深1.5 m, 深处2~3 m, 湖底为多年的泥砂淤积。黄陂湖周围有部分低山丘陵, 其余是土地肥沃的农田耕作区, 独特的湖貌特征和环境为湖区提供了丰富的营养物质。

1998—2004年由于河蟹养殖经济效益的驱动, 盲目的加大开发力度, 缺乏可持续发展意识, 没有人去保护水草等生物资源, 过度养蟹使黄陂湖天然生物资源遭到极大的破坏, 黄陂湖河蟹产量、规格、效益不断下滑, 很多养殖企业遭受巨大损失, 原来的浅水草型湖泊, 水草所剩无几, 水体富营养化严重。2010—2012年, 在黄陂湖相对独立的四大区域进行浅水草型湖泊生物修复养蟹净水技术试验, 1#试验区面积5 000×667 m2, 2#试验区23 000×667m2, 3#试验区12 000×667 m2, 4#试验区面积5 000×667 m2。

1.2 湖泊清理

试验区每年秋冬季河蟹捕捞结束后, 降低湖水或放干湖水, 露出湖底或滩面进行冰冻、曝晒, 彻底杀灭病原菌。

1.3 水草种植

试验区采取多品种水草组合种植, 以苦草和轮叶黑藻为主。每年2—3月栽种伊乐藻, 3—5月分期分区播种苦草, 5—6月移植轮叶黑藻和金鱼藻, 深水区以金鱼藻为主, 保证湖泊水体形成多品种水草种群, 中后期水草覆盖率达到70%以上。水草移种植初期, 投放的幼蟹一般采用小围网暂养, 以保护水草的嫩芽。幼蟹围网暂养区5—6月补充移植轮叶黑藻和金鱼藻。

1.4 底栖动物增殖

试验区每年清明前后, 每667 m2水面投放螺蛳50 kg左右, 在养殖过程中根据水体中螺蛳的生物量, 适当补放螺蛳。

1.5 幼蟹放养

1.5.1 幼蟹质量

幼蟹应按照无公害标准培育, 无病无伤, 体表干净, 附肢完整, 体质健壮, 活动敏捷, 规格整齐的长江水系1龄幼蟹, 规格为120~200只/kg。

1.5.2 幼蟹放养

每年2—3月份放养, 投放量为每667 m2幼蟹200只左右。将幼蟹连同运输袋放入湖水中浸2~3 min, 提出放置1~2 min, 重复3次。然后用高锰酸钾10 mg/L浓度消毒5~10 min。放养时要求多点投放, 将幼蟹摊开投放在湖边的伊乐藻上, 让其自行爬入湖区。

1.5.3 幼蟹分隔围养

在湖区围栏湖区面积1/5的围网区内养殖幼蟹, 到5月中旬湖区水草茎叶较老时, 撤除围栏设施, 让河蟹进入大湖进行养殖。幼蟹分隔围养便于前期集中精养, 避免过早进入水草区, 啃食水草嫩芽, 影响水草生长。

1.6 配养品种放养

配养品种投放原则是以不影响河蟹的正常生长为原则。利用水体饵料生物和有机质, 充分发挥水体的功效, 主要品种为鲢、鳙、鳜鱼等, 均来自省级水产良种场, 为无公害苗种。鲢鳙放养规格为0.5kg/尾, 鳜鱼放养规格为0.05 kg/尾, 投放量为鲢鱼2尾/667 m2, 鳙鱼10尾/667 m2, 规格为7 cm以上鳜鱼10尾/667 m2。

1.7 饲料投喂

1.7.1 饲料种类

动物性饲料为无公害小杂鱼和螺蛳;植物性饲料为无公害玉米、小麦、蕃薯、南瓜、水草等;配合饲料卫生标准符合GB13078, 安全限量符合NY5072的规定。

1.7.2 饲料投喂

采用第一次蜕壳前后和最后一次蜕壳以精饲料为主, 两者之间动物性饲料和植物性饲料各占50%。坚持定质、定点、定时投喂, 根据实际情况适时调整投喂量, 每日17:00以后投喂一次, 每667 m2投喂饲料总量不超过8 kg, 让河蟹以利用湖泊螺蛳、水草等天然饵料资源为主。

1.8 饲养管理

1.8.1 日程管理

每日巡湖一次, 检查河蟹的摄食、生长情况, 每隔15 d抽查河蟹规格, 根据抽查结果及时调整投喂饲料的数量和种类。

1.8.2 清洁

及时清除被河蟹夹断漂浮水面的水草和其他漂浮物, 防止其腐败变质, 保持湖面和水体的清洁。苦草等捞取可用于投喂草鱼。

1.8.3 水位控制

河蟹生长前期控制水位在1 m左右, 高温期间调高到1.5 m, 后期保持水位稳定, 捕捞开始时, 逐步降低水位。

1.8.4 病害防治

整个养殖过程中保证投喂饲料的新鲜与适量, 注重养护好生态环境, 调节水质, 通过建立合适的生态系统, 预防病害的发生。在整个养殖规程中没有使用渔药。

1.9 捕捞

浅水湖泊河蟹捕捞一般在10月上旬开始, 根据气温和水温可适当提前或推后, 逐步降低水位, 使用地笼捕捞。

2 结果

2.1 河蟹收获情况

2010—2012年, 在黄陂湖相对独立的四大区域进行浅水草型湖泊河蟹健康养殖与净水技术试验, 河蟹收获情况如下 (详见表1) :3年累计实施面积135 000×667 m2, 收获河蟹129.63万kg, 河蟹单产9.67 kg/667 m2, 雌蟹平均规格136.02 g, 雄蟹平均规格194.06 g, 河蟹平均回捕率31.20%, 实现总产值25 247.77万元, 总利润8 769.11万元, 单位产值1 883.84元/667 m2, 单位利润659.43元/667 m2。

2.2 水生植物资源恢复良好

种植的水生植物为苦草、伊乐藻、轮叶黑藻、金鱼藻等多品种水草组合, 形成合适的水生植物群落, 每年6—7月水草平均覆盖率为48.83%, 8—9月水草平均覆盖率为74.00%。三年的重复试验与研究表明, 在加大生物修复力度的基础上, 控制河蟹合适的放养密度, 即可获得河蟹的丰收, 又可使水生植物资源和底栖动物资源维持在较好的水平, 使水生植物、底栖动物和河蟹等之间形成良性动态平衡。

2.3 配养鱼类产量稳定

3年累计实施面积135 000×667 m2, 收获鳜鱼63.52万kg, 鲢鱼32.93万kg, 280.12万kg。

2.4 净水渔业效果明显

2010—2012黄陂湖理化指标总体上符合国家地表Ⅱ类水 (详见表2) :随着净水渔业和水质调控技术研究的开展, 氮、磷和碳被大量吸收, 水质达到国家地表Ⅱ类水。2010年至2012年连续试验表明“以蟹养水”是可行的。

3 分析与讨论

3.1 浅水草型湖泊养蟹净水模式

该模式利用庐江天然湖泊, 通过连续数年水生植物资源和底栖动物资源的恢复与养护, 构建良好的生态系统, 水体的溶解氧丰富, 养殖河蟹不用药物, 适当投喂人工饲料, 形成“草型湖、生态好、分段养、蟹膏香、配养鱼、勤食藻、巧搭配、水质优”独有的“浅水草型湖泊养蟹净水模式”, 水质达到国家Ⅱ类水标准。

从技术操作上看, 通过人工连续种植水生植物, 移增殖螺蛳等底栖动物, 为河蟹构建适合的生物链, 营造良性生态平衡的水体环境, 形成水域生态系统平衡和河蟹生态养殖的良性互动关系。应用生态修复技术, 治理水产养殖对水域生态环境的破坏, 防止内源性污染的产生, 同时化解外源性污染的入侵, 达到水产养殖与环境的和谐共处, 达到人对资源的充分利用, 达到人与自然的和谐共处。

3.2 以蟹养水生态系统的构建

通过重新构建湖泊生态系统, 做到“以蟹保水, 以鱼净水”。将河蟹和鱼类作为水生动物修复和改善环境的重要组成部分, 湖泊禁养草食性鱼类, 改养鲢、鳙滤食性鱼类和河蚌、螺蛳其他水生动物, 鲫鱼为杂食性鱼类, 细鳞斜颌鲴为腐屑食物鱼类, 鳜鱼、沙塘鳢为肉食性鱼类, 代替草食性鱼类, 通过各种途径利用湖泊水体中氮、磷等富营养化元素, 保持湖泊水域的生态平衡。

3.2.1 大规模种植和养护水生植物

通过禁养草食性鱼类, 大规模种植和养护水生植物是湖泊河蟹养殖的重要内容之一, 为使水草在湖泊的覆盖率达到70%以上, 规模化种植和养护水草, 可以大量利用水体和底泥中的氮和磷, 同时水草的生长可有效抑制蓝藻的暴发。利用水草为河蟹、鱼类、青虾、螺蛳、蚌类提供栖息环境和天然饵料, 可保持养殖水域的生态平衡。

3.2.2 合理配养鲢、鳙滤食性鱼类和河蚌、螺蛳底栖动物

利用滤食性鱼类和河蚌、螺蛳等底栖动物控制水中浮游生物数量, 使其转化为优质蛋白质。每生产1 kg鲢鳙鱼类, 可从湖泊水体中转移氮25g、磷2 g, 3年累计生产鲢鳙鱼约313.05万kg, 粗略计算从湖泊中转移氮78 262.5 kg, 转移磷6 261kg。放养增殖河蚌和螺蛳, 滤食蓝绿藻的效果非常好。据试验, 在单位水体内, 河蚌24 h对水体藻类的去除率为67%以上。河蚌和螺蛳投放湖泊后, 构建良好的生态系统后, 它们会一代一代的繁衍下去, 持续实现对蓝绿藻的有效控制。

3.2.3 增放细鳞斜颌鲴等腐屑食物鱼类

细鳞斜颌鲴主要以有机碎屑、腐泥和丝状藻类为食, 草型湖泊腐烂的草屑多, 放养适量的该类环保鱼, 对湖泊水体水质改良有积极作用, 在河蟹养殖早期, 可部分清除丝状藻类对河蟹的危害。

3.2.4 适当放养肉食性鱼类, 间接控制水体藻类生物量

在草型湖泊中利用“下行效应”的原理, 通过改变食物链上层生物的结构, 来改变下层生物、初级生产力和水质。在草型湖泊中适当放养鳜鱼、沙塘鳢等肉食性鱼类, 来摄食控制野杂鱼, 从而增加浮游动物的数量, 以降低水中浮游植物的生物量, 达到改善水质的目的。

3.3 浅水湖泊生物修复养蟹净水技术原理

浅水湖泊生物修复养蟹净水技术的原理:生物修复, 实际就是“生态系统”的修复。浅水湖泊水体生态系统, 即河蟹等生物群落及其地理环境相互作用的自然系统。浅水湖泊水体生态系统包含四个基本组成成分:①养殖水体无机环境;②生物的生产者———浮游植物、伊乐藻、金鱼藻、苦草、轮叶黑藻等水生植物;③生物的消费者———河蟹、鳜鱼、鲢、鳙鱼等水生动物;④生物的分解者———腐生微生物。生物之间存在食物链的相互联系。太阳能由绿色植物光合作用转化为生物能, 并借食物链流向动物和微生物;水和营养物质 (碳、氧、氢、磷等) 也通过食物链不断合成和分解, 在环境与生物之间反复进行着生物--地球--化学的循环作用。以生物为核心的能量流和物质循环, 是生态系统最基本的功能和特征。生态系统内的生物种类组成, 种群数量, 种群分布与具体的地理环境的联系, 构成各自的结构特征。结构与功能的统一制约着自然生态系统的生产力, 生物产量, 以及对环境的冲击的自我调节控制。当这种自然系统链条的某些环节, 由于人或自然的因素, 遭到破坏而被切断, 使能量流受阻, 物质循环陷于停顿, 则生态系统即遭到破坏。而该试验浅水湖泊水体生态修复养蟹净水技术就是通过人为的调节和控制, 将被切断的链条 (包括生物的生产者———浮游植物、伊乐藻、金鱼藻、苦草等水生植物与生物的分解者———腐生微生物) 接好, 以使能量流畅通, 保证物质循环正常进行, 从而恢复生物群落及其地理环境相互作用的自然系统。如浅水湖泊水体的氮、磷、钾及其他一些有机物质, 通过复杂的物理、化学变化被生物的生产者———浮游植物、伊乐藻、金鱼藻、苦草等水生植物贮存起来, 然后被生物的消费者———河蟹、鳜鱼、鲢、鳙等水生动物所利用, 接着养殖户通过生物的转移 (将河蟹、鳜鱼、鲢、鳙等水生动物捕捞、销售) 途径, 永久的脱离浅水湖泊水体, 参与更大范围的循环。湖泊中的氮、磷等富营养化因子伴随河蟹养殖等生态渔业从湖泊中转移出去, 从而使湖泊水质得到净化。

参考文献

[1]杨峰.修复河蟹生态养殖环境的“三十二字经”[J].中国水产, 2008 (9) :36-39.

[2]祖国掌, 程必胜, 刘全美.宿松县泊湖生物资源与渔业利用协调发展效果分析[J].中国渔业经济, 2008, 26 (2) :22-24.

[3]刘全美, 程必胜, 祖国掌.泊湖优质沉水植物的移植扩繁效果研究析[J].安徽农业科学, 2011, 39 (36) :22353-22355, 22386.

基于水体污染生物修复技术现状 第4篇

关键词：生物修复;微生物修复;植物修复

近年来，随着我国沿海工农业和海洋产业的发展，人口的增加，城市规模的不断扩大，以及在海洋航运的快速发展，造成大量工矿废水，生化污水排入江河湖海，以及在海损事故中石油、烃等有害物质的泄漏，使地表水、地下水、土壤以及海洋受到有毒有害物质的严重污染。污染的水体极大地损害了生态环境，破坏了生态平衡，而且，对人类健康构成极大威胁。但是对于污染水体，尚缺乏有效的治理手段，主要依靠自然生态的自我净化。

目前，生物修复被认为是一种具有广泛应用前景且可靠的环保技术。简单讲，生物修复（bioremediation）是指生物尤其是微生物催化降解环境污染物，减少或最终消除污染的受控或自发过程[1]。与其它物理、化学治理相比，生物修复的优点是：投入低，操作简便，可就地处理，对周围环境干扰少，不会造成二次污染，而且对于传统治理技术难以处理的环境（海洋），具有广泛的应用前景。

1 生物修复研究概述

生物修复技术的应用研究也不过30多年，主要集中于水体、土壤和地下水环境污染。史料记载的首次使用生物修复是1972年美国宾夕法尼亚州管线漏油事件。1989年，首次大规模应用生物修复技术修复了美国阿拉斯加石油污染问题，其具有里程碑意义[2]。20世纪80年代以后，基础研究的成果逐渐应用于大范围的环境污染，并取得一些成果，进而发展成一种新的环境污染治理技术。目前，生物修复技术在清除或减少土壤、地表水、地下水、废水、污泥以及工业废弃物中的化学有害物的研究已取得很多成果，如有研究人员研究了北极冻原油滴污染土壤，原位接种抗寒混合菌种进行生物修复，一年后，土壤中的油浓度有了明显降低[3]。还有whiteley[4]进行了生物修复酚污染环境中的细菌生态学和生理学研究。我国研究人员也对受酚污染的地表水的生物修复方法进行了研究[5]。此外，一些研究者进行了有关石油烃类污染的生物修复方面的研究，如张旭[6]实验模拟研究了生物修复石油烃污染土层的研究。李丽[7]对石油烃类化合物降解菌进行了研究。总之，这些研究表明，利用微生物进行生物修复的可行性，而且在这一领域具有广阔的应用前景。

生物修复技术虽然只有30多年的应用研究史，但是生物修复从最初的主要利用细菌治理石油、农药之类的有机污染，逐渐应用到地下水、土壤、海洋、污泥等环境污染的治理上。生物修复已由细菌修复拓展到真菌修复，植物修复和动物修复，有机污染物的生物修复拓展到无机物的的修复。如：Numat[8]培育了一种新型微生物，可在24 h内降解30 mg/L的三氯乙烯，这种菌对有机卤代化合物和芳香族化合物均有降解作用。另外，植物修复也是一种很有前景的修复技术，植物具有吸收重金属，净化水体、纳污、清除放射性核素，调节生态功能，利用这种能力，可有效对污染水体进行修复[9]。有研究者通过静态试验和现场试验水雍菜和水芹菜对手污染水体的研究显示：水生植物不仅可以去除污染物中的磷、氮盐，改善水体状况，还可美化水体环境;提高生物多样性，而且其经济效益也相当可观[10]。此外，动物修复污染水体也处于不断摸索研究阶段，如罗固源[11]等证明了采用合理的间歇方式用蚯蚓处理养殖污水技术上可行。还有研究人员利用藻类治理河道污染和黑臭问题，且河水中DO值有了很大的提高[12]。

2 污染水体生物修复应用与进展

2.1 海洋污染的生物修复

海洋污染尤其是海洋有机污染是当今世界沿海国家普遍关心的环境问题之一，虽然，现代工业和海洋运输业的发展极大地提高了人们的生活水平，但其带来的环境负作用也越来越明显，如赤潮、石油污染、多环芳烃有机污染等。

海上石油的开发以及石油产品的生产、使用及排放，海上溢油事故频发，使得石油污染已成为海洋环境的主要污染物之一。实验证明，微生物是降解石油污染的主要治理方法，主要有加入高效降解菌;使用分散剂;使用氮、磷等营养盐。1989年，美国环保局利用细菌降解石油污染的生物修复技术，成功去除威廉王子湾的石油污染。目前，生物修复正朝着构建特定且快速降解污染物的工程菌方向发展，并且科学家已分离到了具有多种降解功能的超级微生物[13]。

多環芳烃作为广泛分布于海洋环境中的有机污染物，其具有毒性、致癌性以及致畸诱变作用。对人类健康构成潜在危害。多环芳烃主要来源于人类活动和能源利用过程，通过地面径流，污水排放及机动车等燃料不完全燃烧的废弃物随大气颗粒沉降进入海洋环境中。目前，微生物降解是去除多环芳烃的主要途径，该方法利用微生物将海洋中的多环芳烃转化为无害物，或降解为CO2和H2O。还有赤潮灾害的生物防治;海洋环境中病原菌污染的生物修复等。可见生物修复技术是治理海洋环境污染和海洋生态系统功能紊乱的一副防治结合的良药。

2.2 河流湖泊污染的生物修复

地表河流、湖泊污染的生物修复，主要有微生物和植物修复法。对于浅水湖泊，在水中加入营养盐，用曝气法混合，底泥中的有机污染物可作为碳源被微生物利用，污染的湖泊得以修复。华东师范大学的研究人员采用曝气复氧，投加高效菌剂和促生液，放养水生植物等，对苏州河严重污染支流进行了原位污染的治理和修复[14]。结果显示：严重污染的水体消除了黑臭，DO值上升明显，透明度增加，水质得到明显改善。另据报道，像大榕草、水芹、黑麦草等都对水体中N、P有去除作用[15]。

2.3 废水污染的生物修复

目前，废水污染的生物修复主要有对重金属离子的修复和有机污染物的修复。美国科学家已对废水中金属离子锑、铬、铜、汞等有效去除效果的微生物进行了研究[16]。此外，对废水中重金属离子的去除主要通过水生植物，如凤眼莲、破铜钱等。它们都能从水体吸收铅、铜、铬等金属。孙铁珩等人研究表明：水葫芦对污水具有一定的净化效果，水芹菜对黄金废水具有净化作用[17]。有研究人员[18]使用含假单胞菌的生物转盘处理矿物废水，铜和铁去除率分别达到95%、98%，并可使氰由4 mg/L 降低到0.06 mg/L。总之，生物修复技术在废水处理、生态平衡的协调中具有重要应用价值。

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2.4 水体底泥污染的生物修复

水体底泥污染是一个重要的环境问题。由于底泥的污染直接影响着水生动物、植物的生长，同样也影响着水质。所以治理好底泥污染，污染水体也会得到净化。底泥污染物主要通过大气沉降、废水排放、雨水淋溶与冲刷进入水体，最后沉积到底泥中逐漸富集，使底泥受到严重污染，最后底泥变成污染物的汇集地。由于底泥是底栖生物主要的生活场所和食物来源，污染物可直接或间接对上覆水生物产生致毒致害作用，并通过富集，食物链放大进一步影响陆生生物和人类健康。目前，水体底泥污染的生物修复主要通过物理和化学方法，如疏浚、引水、掩蔽等，但工程量大，耗财耗力，不是很理想，而化学方法对生态环境破坏较大，而生物修复有无可比拟的优势，具有节省费用，对环境影响小，最大限度降低污染物浓度，而且可原位进行修复，不易造成二次污染的特点。运用水生植物和微生物共同组成的生态修复系统能够有效去除多环芳烃的污染，高等水生植物可提供微生物生长所需的碳源和能源，根系周围好氧菌数量多，使得水溶性差的芳香烃在根系旁迅速降解。种植水生植物的根茎能控制底泥中营养物的释放，而在生长后期又能较方便地去除[19]。

3 生物修复应用前景和存在的问题

近年来，生物修复技术在国内外皆取得了较快发展，一些新技术特别是生物技术，如基因工程、酶工程、细胞工程的发展，不断提高了污染水体的处理效率。为进一步提高生物修复治理效果，获得突破。其发展前景在于合理利用微生物，植物以及动物等生物修复手段，并且与物理、化学方法相结合的综合治理手段;以及利用基因修饰、改造、克隆与基因转移等现代生物技术获取特殊降解功能的工程菌，从而减少污染物在水体中的积累，保持生态平衡;另外，采用新工艺和新手段，生产易于生物降解产品也是研究人员需关注的领域。可以预见，生物修复技术在治理和防治水体污染方面的作用越来越重要，且应用前景十分广阔。

虽然污染水体的生物修复技术已取得巨大的进展，但也存在一定的局限性，如：①修复速度慢;②生物难降解污染物（如重金属）的存在导致水体修复困难;③微生物对污染物的专一性使得并非所有污染物都被去除，存在降解极限;④微生物易受温度、酸碱性等环境因素影响;⑤大规模的工程菌的应用可能影响生态系统。总之，受污染地表水体的修复是一个极为复杂的系统工程，需要综合治理，防治结合。

参考文献：

[1]

Pritchard P H，Costa C F. EPA’s Alaska oil spill bioremediation project[J].Environ Sci Technol，1991，25（3）：372-379

[2] 陈玉成.污染环境生物修复工程[M].北京：化学工业出版社， 2003

[3] Mohn W W， Radziminski C Z， Fortin M C.On site bioremediation of hydrocarbon- contami nated Arctic tundra soils in inoculated biopiles [J].Appl Microbiol Biotechnol，2001，57（1- 2）：242- 247

[4] Whiteley A S， Wiles S. Lilley A K. Ecological and physilogical analyses of Pseudomonad species within a phenol remediation system[ J] . J Microbiol Methods， 2001， 44（ 1） ：79- 88

[5] 徐向阳，俞秀娥，郑平.受酚污染地表水生物修复技术的基础研究[J].浙江大学学报，1999， 25（4）：409-413

[6] 张旭.石油烃污染土层生物修复模拟实验研究[J].清华大学学报（自然科学版），2000，11（ 40） ： 106-108

[7] 李丽.石油烃类化合物降解菌的研究概况[J].微生物学通报，2001， 28（5）：89-92

[8] Numata. Microorganism and method for environmental purification using the same [P].US Patent： 6，171， 844 ，2001

[9] 陈玉成.土壤污染的生物修复[J].环境科学动态，1999 （2）：7-11

[10] 由文辉，刘淑媛，钱晓燕.水生经济植物净化受污染水体研究[J].华东师范大学学报（自然科学版），2000（1）：99- 102

[11] 肖乡，崔理华.城市污水人工土快滤处理系统的生物修复[J].农业环境保护，2001，20（5）：374-376

[12] 罗加，李祥林，石玉洁.应用燕类防治河水黑臭的试验研究[J].江苏环境科技，1997（2）：2-5

[13] John H L. Biodegradation of Bisphenol A and other Bisphenols by a Gram- Negative Aerobic Bacterium[J] . Appl Environ Microbiol，1992，58（ 6）：1823-1831

[14] 黄民生，徐亚同，戚仁海.苏州河污染支流—绥宁河生物修复试验研究[J].上海环境科学， 2003，22（6）：384-390

[15] 王国祥，濮培民，张圣照，等.人工复合生态系统对太湖局部水域水质的净化作用[J].中国环境科学，1998，18（5）：410-414

[16] PERRIELLO F A. Remediation of metal contaminants with hydrocarbon-utilizing bacteria[ P ] . U. S. Pat. 2003062306 A1，2003

nlc202309031827

[17] 孫铁珩.水葫芦在污水生态处理系统中的作用及其利用途径[J].生态学杂志，1984（5）： 36-40

[18] 沈德中.污染环境的生物修复[M].北京：化学工业出版社， 2002. 286， 290， 319

[19] Marijke M A. Chances for biological techniques in sediment remedition [J].Wat Sic Tech， 1998，37（ 6，7）：345- 353

Application of Bioremediation Technology in Polluted Waters

ZHANG Lian-shui1，QI Shu-ting2，ZHANG Qing-song3，WANG Kang2，CAI Ling4，PENG Ting2

（1. Cangzhou Wangfa Biotechnology Institute， Cangzhou 061000， China;2. College of Marine Science and Engineering，

Hebei University of Technology， Tianjin 300130， China;3. Cangzhou Yunhe Bureau of Agriculture ， Cangzhou 061000， China;

4 Handan Fisheries Technology Extending Stations， Handan 056002， China）

Abstract：This paper introduces the concept， methods， characteristics and some application of bioremediation in polluted waters. An overview of the status of research inland and overseas in recent years， the problems involved in the application of bioremediation are presented and suggestions for further improvement are given.

Key words：bioremediation;microorganism bioremediation;plant bioremediation

（收稿日期：2014-10-31）

富营养化景观水体-生态修复技术 第5篇

针对景观水体的特点及当前水质污染状况,介绍了景观水体的生态修复技术.结合实例阐述了生态修复技术是治理富营养化景观水体、维持水体长期稳定健康发展的有效途径.

作 者：张训江 王三反 马俊 刘海刚 作者单位：张训江,王三反,马俊(兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃,兰州,730070)

刘海刚(西安市市政设计研究院,陕西,西安,710068)

湖泊水库水体修复技术 第6篇

分析了城市景观水体的特点及其水质污染状况,表明景观水体处理的必要性和迫切性.综述近年来景观水体的`污染控制和修复技术及其机理.提出城市景观水体污染控制的关键应将污水处理的常规生物处理技术与生态处理技术有效结合,以合乎城市生态建设的要求.

作 者：郭迎庆 GUO Ying-qing  作者单位：江苏工业学院环境与安全工程系,常州,213016 刊 名：环境科学与技术  ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)： 28(z1) 分类号：X821 关键词：景观水体   富营养化   水体修复   常规处理生态