前　言
 

　　水是一座城市的歷史，是財(cái)富，是資源，是文明素質(zhì)和文化底蘊(yùn)的象征。離開(kāi)了水，城市就沒(méi)有靈氣。樂(lè)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(lái)，隨著人口及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城區(qū)內(nèi)河及相關(guān)水體的環(huán)境 狀況越來(lái)越差。有關(guān)部門雖然投入了大量的人力物力，實(shí)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(zhǎng)，使城市內(nèi)河接納污染的負(fù)荷越來(lái)越大， 大多數(shù)河段淤積嚴(yán)重，水流不暢，納污容量越來(lái)越小，內(nèi)河水質(zhì)普遍處于國(guó)家地面水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)V類及劣V類之間。水體惡臭及由水體富營(yíng)養(yǎng)化引起的藍(lán)藻水華泛濫，給城市水體景觀和居民身體健康帶來(lái)了嚴(yán)重威脅。
 

　　為保障寧波生態(tài)市建設(shè)的順利實(shí)施，把寧波建設(shè)成具有比較發(fā)達(dá)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)、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(fù)論證，提出了以大力建設(shè)工業(yè)和生活污水處理設(shè)施、市區(qū)內(nèi)河和流域整治為重點(diǎn)的“碧水工程”建設(shè)，其中以營(yíng)造“流暢、水清、岸綠、景美”水鄉(xiāng)風(fēng)貌為目標(biāo) 的“千里清水河道”綜合治理工程，預(yù)計(jì)在今后5年投入資金達(dá)100億元。為配合寧波生態(tài)市建設(shè)，向“千里清水河道”綜合治理工程提供科學(xué)、實(shí)用的生態(tài)治水 方案，開(kāi)展“河道水污染生物——生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究與示范”，已成為我市生態(tài)環(huán)境建設(shè)的迫切需要。
 

　　國(guó)內(nèi)外同步研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
 

　　河道污染是區(qū)域人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)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(guó)均把污水截流、廢水達(dá)標(biāo)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(yíng)養(yǎng)化問(wèn)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(qiáng)化水體的自凈能力同時(shí)作為河道修復(fù)的重要目標(biāo)?？v觀國(guó)內(nèi)外河道治理現(xiàn)狀，以下幾種方法較為引人關(guān)注：
 

　　1．引流沖污和綜合調(diào)水。引流沖污實(shí)質(zhì)上是對(duì)水體污染物和浮游藻類的稀釋擴(kuò)散，就局部而言常被視為解決水體富營(yíng)養(yǎng)化相對(duì)簡(jiǎn)單、易行和代價(jià)較低的辦法。如杭州西湖自錢塘江引水后對(duì)延緩水體富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)揮了一定的作用。但從整體出發(fā)，這種辦法實(shí)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(shè)施合理調(diào)活河網(wǎng)水系，達(dá)到“以動(dòng)制靜、以清稀污、以豐補(bǔ)枯、改善水質(zhì)”的目的，尤其對(duì)提高水體的自凈能力能發(fā)揮較好的作用。
 

　　2．曝氣復(fù)氧。曝氣復(fù)氧對(duì)消除水體黑臭的良好效果已被國(guó)內(nèi)一些實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)及河流曝氣中試所證實(shí)。其原理是進(jìn)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(yīng)。對(duì)于長(zhǎng)期處于缺氧狀態(tài)的黑臭河流，要使水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)一般需要一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，水體曝氣復(fù)氧有助于加快這一過(guò)程。由于河道曝氣復(fù)氧具有效果好、投資與運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低的特點(diǎn)，已成為一些發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)及中等發(fā)達(dá)國(guó)家與地 區(qū)如韓國(guó)、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(dá)到一定程度以后，底泥則成為水體污染的主要來(lái)源。因此清淤疏浚通常被認(rèn)為是消除內(nèi)源污染的重要措施。然而，疏浚技術(shù)通常是決定疏浚效果好壞的關(guān)鍵。從最早的人工挖泥到現(xiàn)在的精確水下吸泥，疏浚過(guò)程對(duì) 環(huán)境的影響正在變得越來(lái)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(wèn)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(fù)雜、含水量高而難以處理等等。
 

　　4．化學(xué)絮凝處理?；瘜W(xué)絮凝處理技術(shù)是一種通過(guò)投加化學(xué)藥劑去除水層污染物以達(dá)到改善水質(zhì)的污水處理技術(shù)。近年來(lái)，化學(xué)絮凝處理技術(shù)在強(qiáng)化城市污水一級(jí)處理的效果方面得到了越來(lái)越廣泛的研究與應(yīng)用，而隨著水體污染形 勢(shì)的日趨嚴(yán)峻，對(duì)嚴(yán)重污染的水體如黑臭水體的治理，化學(xué)絮凝處理技術(shù)的快速和高效也顯示其一定的優(yōu)越性。但是由于化學(xué)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(xué)藥物對(duì)水生生物的毒性及生態(tài)系統(tǒng)的二次污染，這種技術(shù)的應(yīng)用有很大的局限性，一般作為臨時(shí)應(yīng)急措施使用。
 

　　5．生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)。生態(tài)—生物方法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型環(huán)境生物技術(shù)。這類技術(shù)主要是利用微生物、植物等生物的生命活動(dòng)，對(duì)水中污染物進(jìn)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(fù)水生生態(tài)系統(tǒng)。由于這類技術(shù)具有處理效果好、工程造價(jià)相對(duì)較低、不需耗能或 低耗能、運(yùn)行成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)不向水體投放藥劑，不會(huì)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(yíng)養(yǎng)化治理的主要發(fā)展方向。
 

　　歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)高度重視，并已投入了大量資金進(jìn)行研究與應(yīng)用，如美國(guó)在1972年就研究利用生物修復(fù)技術(shù)清除賓夕法尼亞州Ambler管線泄漏的汽油。荷蘭在20世紀(jì)80年代就已花費(fèi)約15億美元進(jìn)行土壤的生物修復(fù)；1991年3月，在美國(guó)圣地亞哥舉行的第一屆原位生物修復(fù)國(guó)際研討會(huì)使生物修復(fù)技術(shù)的推廣和應(yīng)用走上迅猛發(fā)展的道路。我國(guó)科技部和云南省于2000年4月投入5000萬(wàn)元經(jīng)費(fèi)，啟動(dòng)了“滇池水污染治理技術(shù)研究”項(xiàng)目，其中2370萬(wàn)由中科院水生所專項(xiàng)應(yīng)用于滇池藍(lán)藻的生物控制；2002年12月，國(guó)家“973”計(jì)劃正式啟動(dòng)了“湖泊富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程與藍(lán)藻水華暴發(fā)機(jī)理研究”，經(jīng)費(fèi)額度達(dá)2800萬(wàn)元。中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所、同濟(jì)大學(xué)等科研院所也 分別在太湖、上海蘇州河等污染水體進(jìn)行了卓有成效的生物-生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)。2000年寧波大學(xué)利用生物操縱技術(shù)成功控制了寧波月湖的藍(lán)藻水華，該項(xiàng)成果在2001年國(guó)際藍(lán)藻控制學(xué)術(shù)會(huì)議上得到了國(guó)內(nèi)外同行專家的一致肯定。綜觀國(guó)內(nèi)外工作，有關(guān)生物-生態(tài)修復(fù)的研究與應(yīng)用大致可分三個(gè)方面。一是以應(yīng)用微生物 為主體的生物修復(fù)技術(shù)，美國(guó)、日本及國(guó)內(nèi)一些生物工程公司的產(chǎn)品已進(jìn)入應(yīng)用試驗(yàn)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(yīng)用高等植物為主體的植物-生態(tài)修復(fù)技術(shù)，適用于大面積、低濃度的污染位點(diǎn)，由于植物修復(fù)是一個(gè)自然的過(guò)程，易為公眾接受；第三是基于“食物鏈”原理的生物操縱技 術(shù)，應(yīng)用羅非魚、鰱魚及貝類等濾食性動(dòng)物的放養(yǎng)及水體生物群落結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，對(duì)控制富營(yíng)養(yǎng)化水體藍(lán)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(gòu)的恢復(fù)，并促使系統(tǒng)的自我維護(hù)和自我發(fā)展。因此，生物—生態(tài)修復(fù)技術(shù)被認(rèn)為是21世紀(jì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域最有價(jià)值和最具生命力的生物處理技術(shù)。
 

　　ESB－生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)簡(jiǎn)介
 

　　ESB水體修復(fù)技術(shù)（生態(tài)演替式水體修復(fù)技術(shù)）是一項(xiàng)目前世界上正在興起的突破性的一種水體修復(fù)技術(shù)。ESB水體修復(fù)技術(shù)是利用培育的植物、動(dòng)物或培養(yǎng) 接種的微生物的生命活動(dòng)。對(duì)水體污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用，從而使水體得到凈化的技術(shù)，還可以綠化環(huán)境及景觀改善結(jié)合起來(lái)，在治理區(qū)建設(shè)休閑和娛樂(lè)設(shè)施，創(chuàng)造人與自然融合的優(yōu)美環(huán)境。ESB水體修復(fù)技術(shù)思路是，消除爭(zhēng)氧物質(zhì)，穩(wěn)定水體的高溶氧狀態(tài)，快速培植優(yōu)勢(shì)好氧微生物，打造生態(tài)基礎(chǔ)，并通過(guò)水生動(dòng)、植物定向培養(yǎng)、建立起人工生態(tài)，通過(guò)人工生態(tài)向自然生態(tài)演替，恢復(fù)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(fù)等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)的 良性循環(huán)。
 

　　ESB水體修復(fù)技術(shù)包括：微生物修復(fù)技術(shù)、人工濕地技術(shù)、浮島技術(shù)、植物操控技術(shù)，生態(tài)護(hù)提技術(shù)，生態(tài)復(fù)氧技術(shù)、生態(tài)清淤技術(shù)、水生動(dòng)物恢復(fù)和重建技術(shù)等。在實(shí)際工程應(yīng)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(shù)組合，以呈現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。
 

　　ESB水體修復(fù)技術(shù)的原理和應(yīng)用
 

　　1、ESB－生態(tài)清淤技術(shù)（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(dòng)、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(wú)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(jī)碳源及其它營(yíng)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(xué)性質(zhì)，阻隔減少內(nèi)源污染對(duì)水體的影響）。脫氮微生 物通過(guò)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(jìn)而能凈化水質(zhì)。
 

　　2、ESB－生物膜對(duì)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(dòng)物、小型浮游動(dòng)物等提供附著生長(zhǎng)條件的設(shè)施。它是在固定支架上設(shè)置生物填料，使大量參與污染物凈化的生物在此生長(zhǎng)，由于其固著生長(zhǎng)而不易被大型水生動(dòng)物和魚類吞食，使單位體積的水體中生物數(shù)量成幾何級(jí)數(shù)增加，可強(qiáng)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(qiáng)對(duì)污染物的降解作用。u'K{s
 

　　生物膜其反應(yīng)過(guò)程是：
 

　　①基質(zhì)向生物膜表面擴(kuò)散，
 

　?、谠谏锬?nèi)部擴(kuò)散，
 

　?、畚⑸锓置诘慕退嘏c催化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，
 

　?、艽x生成物排出生物膜。
 

　　生物膜法處理的機(jī)理是使工程菌和原生動(dòng)物、后生動(dòng)物一類的微型動(dòng)物附著在填料或某些載體上生長(zhǎng)繁育，形成膜狀生物污泥，污水與生物膜接觸時(shí)，污水中的有機(jī)污染物、藻類、氮、磷等營(yíng)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(jī)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(yīng)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(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的水質(zhì)，利用生態(tài)工程學(xué)原理，降解、吸收水中的COD、氮、磷等。
 

　　專家普遍認(rèn)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(jī)能可以歸納為三個(gè)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(guān)研究資料，人工浮島植物的水質(zhì)凈化要素有以下6個(gè)：
 

　?、?植物根莖等表面對(duì)藻類的吸附、分解。
 

　?、?植物根系的營(yíng)養(yǎng)吸收作用。
 

　?、?為原生動(dòng)物、輪蟲、橈足類、枝角類、甲殼類等的攝食、繁衍等提供場(chǎng)所。
 

　　④ 為濾食性魚類的攝餌、捕食、產(chǎn)卵繁殖、棲息等活動(dòng)提供場(chǎng)所。
 

　?、?去除懸浮性物質(zhì)。
 

　　⑥ 日光的遮蔽效果，抑制藻類生長(zhǎng)，平衡水溫。
 

　　4、ESB－人工濕地（岸邊涉水植物種植）