前　言
 

　　水是一座城市的歷史，是財富，是資源，是文明素質(zhì)和文化底蘊的象征。離開了水，城市就沒有靈氣。樂水親水、近水而棲，是人類的天性，由水形成的環(huán)境美是一種天然美。然而近二十年來，隨著人口及社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城區(qū)內(nèi)河及相關水體的環(huán)境 狀況越來越差。有關部門雖然投入了大量的人力物力，實施了包括引流、截污、清淤等一系列整治措施，但是隨著城市污水排放總量的不斷增加，污水處理率未能同步增長，使城市內(nèi)河接納污染的負荷越來越大， 大多數(shù)河段淤積嚴重，水流不暢，納污容量越來越小，內(nèi)河水質(zhì)普遍處于國家地面水水質(zhì)標準V類及劣V類之間。水體惡臭及由水體富營養(yǎng)化引起的藍藻水華泛濫，給城市水體景觀和居民身體健康帶來了嚴重威脅。
 

　　為保障寧波生態(tài)市建設的順利實施，把寧波建設成具有比較發(fā)達的生態(tài)經(jīng)濟、優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境、宜人的生態(tài)人居、人與自然和諧相處的可持續(xù)發(fā)展城市，市政府經(jīng)反復論證，提出了以大力建設工業(yè)和生活污水處理設施、市區(qū)內(nèi)河和流域整治為重點的“碧水工程”建設，其中以營造“流暢、水清、岸綠、景美”水鄉(xiāng)風貌為目標 的“千里清水河道”綜合治理工程，預計在今后5年投入資金達100億元。為配合寧波生態(tài)市建設，向“千里清水河道”綜合治理工程提供科學、實用的生態(tài)治水 方案，開展“河道水污染生物——生態(tài)修復技術研究與示范”，已成為我市生態(tài)環(huán)境建設的迫切需要。
 

　　國內(nèi)外同步研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
 

　　河道污染是區(qū)域人口、經(jīng)濟、社會發(fā)展到一定階段后造成的，污染治理的根本性措施是污染源的治理。因此，世界各國均把污水截流、廢水達標排放和控制排污總量作為河道整治的首要措施。然而，由于難以根除的面源污染及內(nèi)源污染，即使在污水排放得到有效控制的情況下，河道污染及其富營養(yǎng)化問題仍然十分突出。為此，各地在河道治理中，把污染源治理和強化水體的自凈能力同時作為河道修復的重要目標?？v觀國內(nèi)外河道治理現(xiàn)狀，以下幾種方法較為引人關注：
 

　　1．引流沖污和綜合調(diào)水。引流沖污實質(zhì)上是對水體污染物和浮游藻類的稀釋擴散，就局部而言常被視為解決水體富營養(yǎng)化相對簡單、易行和代價較低的辦法。如杭州西湖自錢塘江引水后對延緩水體富營養(yǎng)化發(fā)揮了一定的作用。但從整體出發(fā)，這種辦法實為污染轉(zhuǎn)移，有以鄰為壑之嫌；綜合調(diào)水不同于引流沖污，主要解決水 資源的再分配，利用一定的水利設施合理調(diào)活河網(wǎng)水系，達到“以動制靜、以清稀污、以豐補枯、改善水質(zhì)”的目的，尤其對提高水體的自凈能力能發(fā)揮較好的作用。
 

　　2．曝氣復氧。曝氣復氧對消除水體黑臭的良好效果已被國內(nèi)一些實驗室試驗及河流曝氣中試所證實。其原理是進入水體的溶解氧與黑臭物質(zhì)（H2S，F(xiàn)eS等還原物質(zhì)）之間發(fā)生了氧化還原反應。對于長期處于缺氧狀態(tài)的黑臭河流，要使水生態(tài)系統(tǒng)恢復到正常狀態(tài)一般需要一個長期的過程，水體曝氣復氧有助于加快這一過程。由于河道曝氣復氧具有效果好、投資與運行費用相對較低的特點，已成為一些發(fā)達國家如美國、德國、法國、英國及中等發(fā)達國家與地 區(qū)如韓國、香港等在中小型污染河流污染治理經(jīng)常采用的方法。
 

　　3．底泥疏浚。在污染源控制達到一定程度以后，底泥則成為水體污染的主要來源。因此清淤疏浚通常被認為是消除內(nèi)源污染的重要措施。然而，疏浚技術通常是決定疏浚效果好壞的關鍵。從最早的人工挖泥到現(xiàn)在的精確水下吸泥，疏浚過程對 環(huán)境的影響正在變得越來越小。疏浚作為水利工程和航道工程措施有重要效用，但作為水質(zhì)治理目前還存在一些難于克服的問題，如一定程度上引起上覆水污染物濃度增加，疏浚后淤泥以其量大、污染物成分復雜、含水量高而難以處理等等。
 

　　4．化學絮凝處理?；瘜W絮凝處理技術是一種通過投加化學藥劑去除水層污染物以達到改善水質(zhì)的污水處理技術。近年來，化學絮凝處理技術在強化城市污水一級處理的效果方面得到了越來越廣泛的研究與應用，而隨著水體污染形 勢的日趨嚴峻，對嚴重污染的水體如黑臭水體的治理，化學絮凝處理技術的快速和高效也顯示其一定的優(yōu)越性。但是由于化學絮凝處理的效果容易受水體環(huán)境變化的影響，且必須顧及化學藥物對水生生物的毒性及生態(tài)系統(tǒng)的二次污染，這種技術的應用有很大的局限性，一般作為臨時應急措施使用。
 

　　5．生物-生態(tài)修復技術。生態(tài)—生物方法是近年來發(fā)展起來的一種新型環(huán)境生物技術。這類技術主要是利用微生物、植物等生物的生命活動，對水中污染物進行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用，從而使水體得到凈化，創(chuàng)造適宜多種生物生息繁衍的環(huán)境，重建并恢復水生生態(tài)系統(tǒng)。由于這類技術具有處理效果好、工程造價相對較低、不需耗能或 低耗能、運行成本低廉等優(yōu)點。同時不向水體投放藥劑，不會形成二次污染，還可以與綠化環(huán)境及景觀改善相結(jié)合，創(chuàng)造人與自然相融合的優(yōu)美環(huán)境，因此已成為水體污染及富營養(yǎng)化治理的主要發(fā)展方向。
 

　　歐美等發(fā)達國家對生物-生態(tài)修復技術高度重視，并已投入了大量資金進行研究與應用，如美國在1972年就研究利用生物修復技術清除賓夕法尼亞州Ambler管線泄漏的汽油。荷蘭在20世紀80年代就已花費約15億美元進行土壤的生物修復；1991年3月，在美國圣地亞哥舉行的第一屆原位生物修復國際研討會使生物修復技術的推廣和應用走上迅猛發(fā)展的道路。我國科技部和云南省于2000年4月投入5000萬元經(jīng)費，啟動了“滇池水污染治理技術研究”項目，其中2370萬由中科院水生所專項應用于滇池藍藻的生物控制；2002年12月，國家“973”計劃正式啟動了“湖泊富營養(yǎng)化過程與藍藻水華暴發(fā)機理研究”，經(jīng)費額度達2800萬元。中國科學院南京地理與湖泊研究所、同濟大學等科研院所也 分別在太湖、上海蘇州河等污染水體進行了卓有成效的生物-生態(tài)修復試驗。2000年寧波大學利用生物操縱技術成功控制了寧波月湖的藍藻水華，該項成果在2001年國際藍藻控制學術會議上得到了國內(nèi)外同行專家的一致肯定。綜觀國內(nèi)外工作，有關生物-生態(tài)修復的研究與應用大致可分三個方面。一是以應用微生物 為主體的生物修復技術，美國、日本及國內(nèi)一些生物工程公司的產(chǎn)品已進入應用試驗階段，在局部區(qū)域，特別是城市內(nèi)河治理中不乏有成功的例子；其二是應用高等植物為主體的植物-生態(tài)修復技術，適用于大面積、低濃度的污染位點，由于植物修復是一個自然的過程，易為公眾接受；第三是基于“食物鏈”原理的生物操縱技 術，應用羅非魚、鰱魚及貝類等濾食性動物的放養(yǎng)及水體生物群落結(jié)構的優(yōu)化，對控制富營養(yǎng)化水體藍藻水華發(fā)揮了明顯的作用。
 

　　由于內(nèi)河治理的最終目的是河道生態(tài)系統(tǒng)功能與結(jié)構的恢復，并促使系統(tǒng)的自我維護和自我發(fā)展。因此，生物—生態(tài)修復技術被認為是21世紀我國生態(tài)環(huán)境保護領域最有價值和最具生命力的生物處理技術。
 

　　ESB－生態(tài)演替式水體修復技術簡介
 

　　ESB水體修復技術（生態(tài)演替式水體修復技術）是一項目前世界上正在興起的突破性的一種水體修復技術。ESB水體修復技術是利用培育的植物、動物或培養(yǎng) 接種的微生物的生命活動。對水體污染物進行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用，從而使水體得到凈化的技術，還可以綠化環(huán)境及景觀改善結(jié)合起來，在治理區(qū)建設休閑和娛樂設施，創(chuàng)造人與自然融合的優(yōu)美環(huán)境。ESB水體修復技術思路是，消除爭氧物質(zhì)，穩(wěn)定水體的高溶氧狀態(tài)，快速培植優(yōu)勢好氧微生物，打造生態(tài)基礎，并通過水生動、植物定向培養(yǎng)、建立起人工生態(tài)，通過人工生態(tài)向自然生態(tài)演替，恢復水體生物多樣性，并充分利用自然系統(tǒng)的循環(huán)再生、自我修復等特點，實現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)的 良性循環(huán)。
 

　　ESB水體修復技術包括：微生物修復技術、人工濕地技術、浮島技術、植物操控技術，生態(tài)護提技術，生態(tài)復氧技術、生態(tài)清淤技術、水生動物恢復和重建技術等。在實際工程應用中，可按照水體污染程度，水體環(huán)境資源現(xiàn)狀及業(yè)主要求等考慮選用不同的技術組合，以呈現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟效益的雙贏。
 

　　ESB水體修復技術的原理和應用
 

　　1、ESB－生態(tài)清淤技術（微生物降低內(nèi)源污染）
 

　　微生物是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成，它們能將自然界中的動、植物的尸體及殘骸分解，將一些有害的污染物質(zhì)加以吸收和轉(zhuǎn)化，成為無毒害或毒害較小的物質(zhì)。微生物能分解河床底質(zhì)中有機碳源及其它營養(yǎng)物質(zhì)并轉(zhuǎn)化為菌體，促使底泥硝化（減少底泥體積，穩(wěn)定底泥物理、化學性質(zhì)，阻隔減少內(nèi)源污染對水體的影響）。脫氮微生 物通過硝化和反硝化作用能分解氨氮，分解后的硝態(tài)氮被植物吸收，使部分氮退出水體循環(huán)，進而能凈化水質(zhì)。
 

　　2、ESB－生物膜對水體的凈化作用
 

　　生物膜是一種為參與污染物凈化的微生物、原生動物、小型浮游動物等提供附著生長條件的設施。它是在固定支架上設置生物填料，使大量參與污染物凈化的生物在此生長，由于其固著生長而不易被大型水生動物和魚類吞食，使單位體積的水體中生物數(shù)量成幾何級數(shù)增加，可強化河湖水體的凈化能力。生物膜表面積大，可為 微生物提供較大的附著表面，有利于加強對污染物的降解作用。u'K{s
 

　　生物膜其反應過程是：
 

　　①基質(zhì)向生物膜表面擴散，
 

　　②在生物膜內(nèi)部擴散，
 

　?、畚⑸锓置诘慕退嘏c催化劑發(fā)生化學反應，
 

　?、艽x生成物排出生物膜。
 

　　生物膜法處理的機理是使工程菌和原生動物、后生動物一類的微型動物附著在填料或某些載體上生長繁育，形成膜狀生物污泥，污水與生物膜接觸時，污水中的有機污染物、藻類、氮、磷等營養(yǎng)物，被生物膜上的微生物所攝取，使微污染水得到凈化，微生物自身也得到繁殖。這種處理方法能夠有效的去除污水中有機污染物，降低污染物總量，使水體得到凈化，在污水及微污染水的處理中得到了應用。
 

　　3、ESB－浮島的凈化作用
 

　　“浮島” 原本是指由于湖岸的植物附著泥碳層向上浮起，漂浮在水面上的一種自然現(xiàn)象。本工程的浮島是一種象筏子的人工浮體，在上邊栽培一些蘆葦之類的水生植物，漂浮在水面。人工浮島的水質(zhì)凈化針對富營養(yǎng)化的水質(zhì)，利用生態(tài)工程學原理，降解、吸收水中的COD、氮、磷等。
 

　　專家普遍認為植物的遮蔽效果在抑制浮游植物繁殖方面起了很大作用。它的主要機能可以歸納為三個方面：水質(zhì)凈化；創(chuàng)造生物（鳥類、魚類）的生息空間；改善景觀。
 

　　根據(jù)有關研究資料，人工浮島植物的水質(zhì)凈化要素有以下6個：
 

　?、?植物根莖等表面對藻類的吸附、分解。
 

　?、?植物根系的營養(yǎng)吸收作用。
 

　?、?為原生動物、輪蟲、橈足類、枝角類、甲殼類等的攝食、繁衍等提供場所。
 

　?、?為濾食性魚類的攝餌、捕食、產(chǎn)卵繁殖、棲息等活動提供場所。
 

　?、?去除懸浮性物質(zhì)。
 

　?、?日光的遮蔽效果，抑制藻類生長，平衡水溫。
 

　　4、ESB－人工濕地（岸邊涉水植物種植）