李新貴　孫亞月　黃美榮

摘要：隨著城市化進(jìn)程的加快，城市水環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，水環(huán)境污染早已超過(guò)城市水體的環(huán)境容量及自凈能力，導(dǎo)致水質(zhì)惡化、洪澇頻繁、水生生態(tài)系統(tǒng)退化等諸多亟待解決的問(wèn)題。在城市發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)著重加強(qiáng)對(duì)城市水環(huán)境的治理，不僅要實(shí)現(xiàn)對(duì)城市水環(huán)境的污染修復(fù)，同時(shí)也要防止在修復(fù)治理的過(guò)程中出現(xiàn)其他環(huán)境問(wèn)題，甚至是新的污染，因此需要找出適合城市水環(huán)境治理的修復(fù)技術(shù)。對(duì)城市水環(huán)境的污染現(xiàn)狀進(jìn)行分析，對(duì)常見的幾種典型的水環(huán)境治理技術(shù)、應(yīng)用案例進(jìn)行分析比較，盡可能地論述城市水環(huán)境修復(fù)的綜合整治思路和模式，將不同的修復(fù)技術(shù)相結(jié)合，讓其聯(lián)手合作，共同治理水環(huán)境污染的現(xiàn)狀，力求探索出適合城市水體污染的綜合治理模式，有助于最大程度地促進(jìn)城市水環(huán)境的改善和美化。

城市水環(huán)境是由城市周邊和內(nèi)部的湖泊、河流、水庫(kù)、池塘與地下水等水體所構(gòu)成，是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在城市發(fā)展的過(guò)程中，具有供水排水、交通運(yùn)輸、防御洪澇、調(diào)節(jié)溫度、景觀休閑等多種功能。[1]它關(guān)系到城市的生存與發(fā)展，是影響城市可持續(xù)發(fā)展、城市居民身心健康和城市環(huán)境風(fēng)貌的極其重要的因素。伴隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的加快，取水、筑壩、河道固化和汽車有毒有害廢氣大量排放等人類活動(dòng)，對(duì)城市水體生態(tài)系統(tǒng)也造成了極大的干擾，導(dǎo)致水體中多項(xiàng)毒害污染物嚴(yán)重超標(biāo)，進(jìn)而出現(xiàn)水體富營(yíng)養(yǎng)化、惡臭難聞、蚊蠅滋生、生態(tài)系統(tǒng)退化、生物多樣性銳減等諸多問(wèn)題，導(dǎo)致城市水系的生態(tài)結(jié)構(gòu)與功能日益衰退。這些問(wèn)題極大地超出了生態(tài)系統(tǒng)的正常承受能力，嚴(yán)重影響了人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，也危害著人類與其他生物的健康和繁衍，因此城市水體環(huán)境的修復(fù)已成為當(dāng)前環(huán)境科學(xué)與工程研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

由于水環(huán)境中的污染物來(lái)源比較廣泛，導(dǎo)致其組成較為復(fù)雜，不同的水體所受的污染情況也不一樣，使得目前單一治理技術(shù)很難徹底完成城市水環(huán)境的生態(tài)修復(fù)，我們需要在單一治理技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良和創(chuàng)新，創(chuàng)造出新型的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，這是目前水環(huán)境修復(fù)的主要發(fā)展方向。[2]基于以上原因，我們發(fā)現(xiàn)將傳統(tǒng)的物理、化學(xué)、生物及生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行組合處理是完美實(shí)現(xiàn)未來(lái)水環(huán)境修復(fù)工程的首選，并通過(guò)理論研究，將其運(yùn)用到實(shí)踐中，從而對(duì)城市水環(huán)境進(jìn)行改造，形成完整的河湖水系，達(dá)到完善和美化城市水環(huán)境建設(shè)的效果。

（一）城市水環(huán)境的污染現(xiàn)狀

水是城市的重要組成部分，它不僅起到美化環(huán)境的作用，還影響著水體動(dòng)植物的生存，同樣制約著城市環(huán)境與居民生活水平和幸福感的提升。目前我國(guó)城市水體的水質(zhì)嚴(yán)重下降，主要是由于人類活動(dòng)頻繁，又缺乏系統(tǒng)的、統(tǒng)一的規(guī)劃，加上管理的缺失所造成的。這些行為都將導(dǎo)致水體被嚴(yán)重污染，人類及其他生物的生存環(huán)境遭到了極大的破壞。如Leng等以京津冀地區(qū)為基礎(chǔ)，研究概述了地表水污染的影響因素，制定了“驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響響應(yīng)”為模型的水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系。[3]Xu等以經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)而水問(wèn)題突出的浙江省義烏市為例，以社會(huì)水文學(xué)理論為基礎(chǔ)，構(gòu)建了多層次視角分析框架，并提出了多種城市水污染控制的解決方案。[4]

根據(jù)中國(guó)環(huán)保部的相關(guān)調(diào)查，我國(guó)每天的生活污水與工業(yè)廢水排放總量約為1.64億立方米，其中約80%的污水未經(jīng)任何處理就排出，使得水環(huán)境中污染物總量持續(xù)累積。[5]2016年1月，水利部發(fā)布的《地下水動(dòng)態(tài)月報(bào)》中數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)地下水普遍存在著“水質(zhì)較差”的問(wèn)題。其中，V類水994個(gè)，占總數(shù)47.3%；IV類水691個(gè)，占總數(shù)32.9%；兩者合計(jì)占到80.2%。這兩類水顯然已經(jīng)不宜飲用，這表明，超八成地下水已經(jīng)受到一定程度的難以逆轉(zhuǎn)的污染。

2015年甘肅尾礦庫(kù)發(fā)生尾砂泄漏事件，導(dǎo)致了嘉陵江數(shù)百公里河道重金屬銻的濃度嚴(yán)重超標(biāo)，此次事故造成的直接經(jīng)濟(jì)損失為6 121萬(wàn)元，約11萬(wàn)人因供水問(wèn)題生活受到嚴(yán)重影響，約257畝農(nóng)田被污染，0～40厘米農(nóng)田土壤銻超標(biāo)率為20%。2016年4月，央視新聞?lì)l道播出了常州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校493名學(xué)生血液指標(biāo)異常，個(gè)別學(xué)生還被查出患有淋巴癌、白血病等。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，該校新校區(qū)的土地、地下水中均含有較高濃度的污染物。[6]2016年10月16日，清華大學(xué)飲用水研究課題組對(duì)外公布了一項(xiàng)研究報(bào)告：通過(guò)長(zhǎng)達(dá)3年的時(shí)間，該校研究人員在全國(guó)23個(gè)省、44個(gè)城市的117個(gè)自來(lái)水檢測(cè)樣本中檢測(cè)全部9種亞硝胺類消毒副產(chǎn)物成分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)劇毒亞硝基二甲胺含量最高。結(jié)合前期的流行病學(xué)研究表明，亞硝胺和中國(guó)某些區(qū)域的消化道癌癥發(fā)病率有著密切相關(guān)性，國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）也把亞硝胺列為2A類致癌物。此次監(jiān)測(cè)到的這些區(qū)域的自來(lái)水主要是受到了工業(yè)廢水中亞硝胺的污染。

由此可知，水體污染所造成的危害已經(jīng)嚴(yán)重到了難以想象的程度，它直接影響著地球上所有生物的健康及生存環(huán)境，影響著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生活，嚴(yán)重威脅著人類的生存和健康發(fā)展。

（二）城市水環(huán)境中污染物特征及來(lái)源

我國(guó)城市地表水體主要是受到氮、磷等富營(yíng)養(yǎng)元素污染，同時(shí)還受到一些有機(jī)難降解物、農(nóng)藥、懸浮物、汽車尾氣、霧霾的污染。越來(lái)越多的污染物排放到水體中，在水環(huán)境中經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的積累，使得水體污染的特征越來(lái)越凸顯：由于水體流動(dòng)性較小，自凈能力也較差，使得城市水體形成一個(gè)具有內(nèi)在動(dòng)力的密閉系統(tǒng)，水體通過(guò)此系統(tǒng)進(jìn)行各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。與此同時(shí)，水體中多種污染物共存并相互作用，多種污染行為同時(shí)發(fā)生，多種污染效應(yīng)之間出現(xiàn)協(xié)同作用或者拮抗作用。這些同時(shí)發(fā)生的物理、化學(xué)及生物作用，使得水環(huán)境污染問(wèn)題變得更加棘手和恐怖。[7]

我國(guó)城市水體污染物的來(lái)源具有多樣性，一方面有天然污染與人為污染，另一方面又有外源性污染和內(nèi)源性污染。[8]外源性污染是指污染物來(lái)源于水體外部，主要有生活污水、工業(yè)廢水、垃圾滲濾液及初期雨水等，它是導(dǎo)致城市水體污染的最主要原因，也是城市水體治理最主要的內(nèi)容。內(nèi)源性污染是指污染物來(lái)源于水體內(nèi)部，主要有底泥污染物的釋放、水生生物殘?bào)w及水生動(dòng)物代謝產(chǎn)物等。內(nèi)源性污染相對(duì)于外源性污染，所占的比重相對(duì)較少。因此，城市水體環(huán)境的治理與修復(fù)可從兩個(gè)方面著手：控制外源性污染物，應(yīng)盡可能地減少甚至阻斷外源性污染物進(jìn)入城市水體環(huán)境，可從減少人為污染出發(fā)，通過(guò)嚴(yán)苛的法律手段來(lái)控制人為污染源的排入；而對(duì)于內(nèi)源性污染物的控制，則需建立合適的種群結(jié)構(gòu)等多種手段，以此來(lái)減緩內(nèi)源污染物的釋放速度。

（三）城市水環(huán)境污染的危害

眾所周知，水質(zhì)污染會(huì)造成非常嚴(yán)重的危害，它直接影響著地球上所有生物的健康及其生存環(huán)境，影響著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與人類的生活，嚴(yán)重威脅著人類的生存和發(fā)展。

未經(jīng)處理的生活污水和自然降水流入河渠或湖泊中，此過(guò)程會(huì)帶入各種病菌及有害物質(zhì)；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)入到河流、湖泊等水域，能夠造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化；工業(yè)廢水中常見的多氯代二苯及二惡英等難降解有機(jī)劇毒物和鎘、鉛、銅、汞、銻等大量重金屬被隨意排放到水環(huán)境都導(dǎo)致水體受到嚴(yán)重污染，水體中多種污染物含量嚴(yán)重超標(biāo)，進(jìn)而出現(xiàn)水量短缺、水質(zhì)惡化、水生生態(tài)系統(tǒng)退化、生物多樣性銳減以及城市水體功能的日益衰退等一系列問(wèn)題。同時(shí)，人類及其他動(dòng)物長(zhǎng)期飲用被污染的水體后，這些污染物則較容易在體內(nèi)積累，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)體無(wú)法維持正常的代謝，嚴(yán)重破壞水域生態(tài)系統(tǒng)。因此，水資源短缺與水環(huán)境污染及水生態(tài)系統(tǒng)受損，三者相輔相成，相互惡性影響。Sun等詳細(xì)介紹了水資源規(guī)劃與管理綜合工具“水匱乏指數(shù)”（WPI）在中國(guó)城鄉(xiāng)地區(qū)水資源狀況評(píng)估中的應(yīng)用研究，并建立了和諧發(fā)展模型，來(lái)分析城鄉(xiāng)水資源短缺狀況。[9]

二、城市水環(huán)境生態(tài)修復(fù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

（一）城市水環(huán)境生態(tài)修復(fù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

許多國(guó)家和地區(qū)都在生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域的研究上取得了可喜的成績(jī)，其中值得參考的有加拿大的沙利文礦場(chǎng)（Sullivan Mine）案例。沙利文礦場(chǎng)從1909年開始生產(chǎn)到2001年停產(chǎn)，所造成的生態(tài)問(wèn)題日益嚴(yán)重：一方面，礦石中硫和鐵含量較高，酸性巖排水系統(tǒng)以及廢石場(chǎng)與尾礦積水都對(duì)地表水與地下水造成了嚴(yán)重的影響；另一方面，尾礦區(qū)會(huì)對(duì)地表植被造成一定程度的破壞，從而導(dǎo)致該地區(qū)生物多樣性銳減。直至1979年，開始建造水處理廠，將原本流向酸性廢石堆的溪流進(jìn)行改道，并把酸性廢石堆排出的廢水、井中廢水以及尾礦水一起加以回收處理后排放。緊接著在上世紀(jì)90年代，又進(jìn)行了重要的整改，并制定了詳細(xì)的生態(tài)修復(fù)計(jì)劃，開始在裸露的廢石場(chǎng)上恢復(fù)植被，最終在2010年完成了生態(tài)修復(fù)。原本光禿裸露的尾礦區(qū)已完全變成茂盛的草甸，偶爾還會(huì)有大隊(duì)的駝鹿出沒。

19世紀(jì)以來(lái)伴隨著工業(yè)革命日益興起，大量的工業(yè)廢水未經(jīng)處理直排到泰晤士河中。1858年，倫敦爆發(fā)了最臭名昭著的“大惡臭”事件，由此政府才開始意識(shí)到河流污染問(wèn)題。1859年，倫敦開始修建7條支線管網(wǎng)并將其接入排污干渠系統(tǒng)中，以此來(lái)減輕主城區(qū)的河流污染，但這只是將污水從主城區(qū)轉(zhuǎn)移到海洋，并未對(duì)污水進(jìn)行處理。早期的污水處理工藝主要是簡(jiǎn)單的沉淀、消毒等，處理效果也并不理想。直到20世紀(jì)五六十年代，開始研發(fā)活性污泥法，并對(duì)尾水進(jìn)行了進(jìn)一步的深度處理，使得出水生物需氧量BOD能達(dá)到5～10毫克/升，效果比較顯著，成為改善水質(zhì)的主要方法之一。到20世紀(jì)70年代，泰晤士河中才重新出現(xiàn)魚類。當(dāng)前，泰晤士河的水質(zhì)已經(jīng)恢復(fù)到了工業(yè)化前的狀態(tài)。[10]

北京轉(zhuǎn)河的環(huán)境工程改造，主要從城市河流的生態(tài)屬性和景觀屬性兩方面對(duì)轉(zhuǎn)河進(jìn)行修復(fù)和整治。在治理過(guò)程中，在河岸帶、近岸水域及河道中種植大量的植物，如蘆葦、慈姑、蓮、香蒲等，以增加河流的自凈能力，凈化水質(zhì)，同時(shí)起到了增加綠化、延伸景觀的作用，也為水生動(dòng)物提供了合適的棲息地。

基于以上實(shí)例，我們可以看出，隨著社會(huì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)水體生態(tài)的修復(fù)越來(lái)越重視，生態(tài)修復(fù)的方法也出現(xiàn)多元化，并日益完善。截至目前，很多生態(tài)修復(fù)工程案例都取得了較好的成果。

（二）城市水環(huán)境生態(tài)的修復(fù)

水體的生態(tài)修復(fù)是根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行原理，選取適當(dāng)?shù)姆椒ㄐ迯?fù)已受損的水體生態(tài)系統(tǒng)中的生物群體和生態(tài)結(jié)構(gòu)，使生態(tài)系統(tǒng)具有合理的組織結(jié)構(gòu)和良好的運(yùn)轉(zhuǎn)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)自我維持和自我協(xié)調(diào)的良性循環(huán)。鑒于城市河道的自身特點(diǎn)，近些年來(lái)，對(duì)城市受損水體的修復(fù)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)探索與研究。目前河道水體修復(fù)主要方法有物理修復(fù)法、化學(xué)修復(fù)法、生物修復(fù)法及生態(tài)修復(fù)法。[11]

1.物理修復(fù)法

當(dāng)前處理水體污染的物理方法主要有引水稀釋沖刷、機(jī)械除藻、深層排水、疏挖底泥等，其主要原理是通過(guò)將污染物從水體環(huán)境移除，從而使得被污染水體的水質(zhì)和水體環(huán)境得到極大改善，甚至恢復(fù)到其原有狀態(tài)的方法。在具體實(shí)施上，可以對(duì)過(guò)水構(gòu)筑物進(jìn)行改良，充分利用水體在流到過(guò)水構(gòu)筑物時(shí)所呈現(xiàn)的翻騰、攪動(dòng)等水流現(xiàn)象，增加空氣在水中的溶解量，增強(qiáng)河道的自凈能力與復(fù)氧能力，以達(dá)到改善水質(zhì)的目的。[12]美國(guó)的基西米河就是運(yùn)用河道的物理修復(fù)方法，在整個(gè)流域進(jìn)行大尺度、大范圍的生態(tài)修復(fù)建設(shè)，效果非常顯著。也可以采用曝氣的方法對(duì)封閉水體進(jìn)行充氧，從而防止因藻類快速繁殖而導(dǎo)致魚類缺氧死亡，對(duì)維持水體生態(tài)平衡能起到積極的作用。[13]此外，還可以通過(guò)疏浚底泥將污染物從河道系統(tǒng)中清除，這種方法可以較大程度地削減底泥對(duì)其上覆水體的污染率，從而改善水質(zhì)。[14]但是這些方法存在兩個(gè)主要問(wèn)題：一是工程量較大，因而成本較高；二是對(duì)防止水質(zhì)發(fā)生進(jìn)一步惡化起到延緩作用，不能從根本上解決水質(zhì)問(wèn)題。

2.化學(xué)修復(fù)法

化學(xué)修復(fù)法是根據(jù)水體中污染物的類型和特點(diǎn)，有針對(duì)性地向水體中投放化學(xué)藥劑（如氧化劑、除藻劑、脫硝劑等），通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使污染物發(fā)生絮凝、沉淀及分解，從而達(dá)到降低或者去除水體中污染物的目的?，F(xiàn)如今，有許多新型天然和合成高分子材料，不同種類的藥劑對(duì)水質(zhì)參數(shù)的影響效果均不一樣。利用藥劑法去除水體中污染物的例子很多，如在水體中加入含銅制劑或者各種氧化非氧化等化學(xué)藥劑，以此來(lái)破壞相關(guān)藻類的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜和其內(nèi)含物等，使其失去活性甚至解體，進(jìn)而殺滅活體細(xì)胞；[15]如果是受重金屬污染的河流，則需要向水體中加入某些能夠?qū)⒅亟饘龠M(jìn)行氧化還原或者吸附的化學(xué)吸附劑，通過(guò)吸附去除水中的金屬離子來(lái)降低金屬的生物毒害性，加入鐵鹽、鋁鹽等混凝沉淀從而除磷，或者加入石灰脫氮等。[16]

加入化學(xué)試劑雖然在短時(shí)間內(nèi)可以產(chǎn)生凈水效果，但是無(wú)法進(jìn)行永久性的修復(fù)，同時(shí)對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的后期影響也難以評(píng)估，可能還會(huì)增加水體中的其他污染；另一方面化學(xué)修復(fù)只改變了重金屬的離子形態(tài)，并沒有改變金屬本身的元素，金屬元素在適當(dāng)條件下還可以重新活化，繼續(xù)危害人類以及動(dòng)植物的健康?？偟膩?lái)說(shuō)，用化學(xué)藥劑處理城市水系，具有方便、見效迅速、效果顯著、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但是相對(duì)而言，運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)比較高，同時(shí)容易造成二次污染，引入新的污染源。因此，使用化學(xué)修復(fù)法需要進(jìn)行科學(xué)評(píng)估。

3.生物修復(fù)

生物修復(fù)主要是利用動(dòng)植物或微生物來(lái)對(duì)河道中的污染物進(jìn)行吸收與轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到凈化水體、恢復(fù)生態(tài)的目的。河道生物修復(fù)過(guò)程中，可以是單一的動(dòng)植物或微生物，也可以將它們進(jìn)行隨機(jī)組合，形成生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。但是生物修復(fù)技術(shù)也存在一些不足，比如：重金屬等有毒物質(zhì)對(duì)生物降解存在抑制作用，不能被生物降解；有些污染物在降解的過(guò)程中則會(huì)轉(zhuǎn)化成有毒的代謝產(chǎn)物，從而進(jìn)一步污染水體。

植物修復(fù)主要是在水體中栽培水生植物。水生植物在生長(zhǎng)的過(guò)程中能夠?qū)λw中的污染物能進(jìn)行吸收、轉(zhuǎn)化與過(guò)濾，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。[17]例如，喬云蕾等研究發(fā)現(xiàn)，沉水植物苦草對(duì)水體底泥中鎘、鋅重金屬污染具有較好的去除效果，[18]不同植物或者同種植物的不同器官中銫的積累量也表現(xiàn)出顯著的差異，各種植物的葉片比根莖積累得多，莖葉部位除銫較好，并且去除速率較快；[19]唐永金等研究了10科13種植物對(duì)高濃度Sr、Cs的抗性與富集能力，進(jìn)而篩選針對(duì)土壤Sr或Cs污染的修復(fù)植物。[20]動(dòng)物修復(fù)是指利用水生動(dòng)物種群的直接或間接作用來(lái)修復(fù)河流污染的過(guò)程。在受污染的水中加入某些抵抗力強(qiáng)的水生動(dòng)物，將一些有機(jī)污染物進(jìn)行吸收、分解與轉(zhuǎn)化，使其變成沒有毒害的物質(zhì)，繼而改善受污染的城市河道環(huán)境。水生動(dòng)物群落構(gòu)建主要包括大型魚類、底棲動(dòng)物及浮游動(dòng)物群落。[21]底棲動(dòng)物群落可以捕食水體的有機(jī)質(zhì)與水生動(dòng)植物殘?bào)w等，在水體中起著過(guò)濾器和沉淀器的作用，從而大幅降低水質(zhì)中有機(jī)物含量及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的釋放；[22]浮游動(dòng)物群落主要通過(guò)在河道內(nèi)投加枝角類浮游動(dòng)物（水蚤）來(lái)攝取藍(lán)綠藻、水體細(xì)微腐泄物等，可以迅速提高水體的透明度。[23]

4.生態(tài)修復(fù)

生態(tài)修復(fù)主要是利用生物間的相互作用，增強(qiáng)水體生態(tài)系統(tǒng)本身的適應(yīng)性、組織性及自調(diào)節(jié)能力，加速水體生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)或使生態(tài)系統(tǒng)向良性循環(huán)方向發(fā)展。以自然演化為主導(dǎo)，再適當(dāng)通過(guò)人工強(qiáng)化，并增強(qiáng)水體的自凈能力與物質(zhì)循環(huán)規(guī)律來(lái)治理被污染的水體，使其逐漸恢復(fù)到本來(lái)的面貌。通常對(duì)于以富營(yíng)養(yǎng)化為主要特征的景觀水體的生態(tài)修復(fù)主要包括去除藻類和氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素，改善水體生態(tài)等。

常用的生態(tài)修復(fù)包括人工濕地、人工浮島、生態(tài)河道、穩(wěn)定塘、生態(tài)溝渠、礫石床、生物格柵、植物浮床技術(shù)、土地滲透系統(tǒng)、曝氣生態(tài)凈化系統(tǒng)與水生植物處理系統(tǒng)等。例如，柯慶等利用Delft3D軟件進(jìn)行模擬東營(yíng)河段的水流特性，得到水質(zhì)時(shí)空分布，提出在河段適當(dāng)位置添加人工濕地來(lái)修復(fù)黑臭水體，取得了較好的效果；[24]楊潔等以深圳市碧嶺水綜合整治工程為例，論述了城市河道治理中的水土保持的常用方法。[25]這種生態(tài)修復(fù)技術(shù)具有實(shí)用、高效、經(jīng)濟(jì)、系統(tǒng)、不需要能耗、運(yùn)行成本較低、發(fā)展?jié)摿^大等諸多優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)前正在逐漸成為河流污染修復(fù)的主要技術(shù)手段，是人與自然和諧相處的比較有效治污思路，具有很大的科學(xué)研究?jī)r(jià)值與探討意義。建立海綿城市也是修復(fù)城市水生態(tài)的強(qiáng)有力措施之一。[26]

（三）城市水環(huán)境的綜合治理

1.城市水環(huán)境綜合治理的必要性

隨著城市化進(jìn)程加快，城市水體環(huán)境持續(xù)惡化，水體污染程度不斷加劇，是城市化進(jìn)程中面臨的一個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題。近年來(lái)，世界各地都對(duì)水體生態(tài)修復(fù)進(jìn)行了大量相關(guān)的研究和實(shí)踐，但是這些理論研究和實(shí)踐都有自己的優(yōu)勢(shì)和弊端，在現(xiàn)有的針對(duì)城市水體環(huán)境修復(fù)的方法中，物理修復(fù)是通過(guò)移除水體環(huán)境中的污染物來(lái)使得被污染的水體得到改善的方法，但這種方法對(duì)防止水質(zhì)進(jìn)一步惡化只能起到延緩作用，不能從根本上控制水體的污染；化學(xué)修復(fù)法是指向水體中投放化學(xué)合成材料，通過(guò)其與污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)達(dá)到降低或者去除水體中污染物的目的，[27-29]但是如果選用的化學(xué)合成材料不當(dāng)，可能容易造成二次污染；生物修復(fù)主要是利用動(dòng)植物和微生物來(lái)對(duì)河道中的污染物進(jìn)行吸附、吸收和轉(zhuǎn)化，從而達(dá)到凈化水體和逐步恢復(fù)生態(tài)的目的，[30]但是重金屬等有毒物質(zhì)對(duì)生物降解存在抑制作用，不能被生物降解。因此，這些方法都無(wú)法成功解決我國(guó)城市水環(huán)境的污染現(xiàn)狀，必須在原有技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整，并結(jié)合水體污染的具體情況，探索出能持久性解決我國(guó)城市水環(huán)境的治理辦法。

2.城市水環(huán)境綜合治理的措施

我國(guó)在水環(huán)境修復(fù)過(guò)程中雖然借鑒了國(guó)外水環(huán)境成功修復(fù)案例中的一些經(jīng)驗(yàn)，[31-34]但是我國(guó)的水體修復(fù)工程依然存在著很多不足：首先，由于設(shè)計(jì)人員缺少詳細(xì)的理論指導(dǎo)，也沒有完善的設(shè)計(jì)技術(shù)和施工技術(shù)，導(dǎo)致很多修復(fù)工作未能完全實(shí)現(xiàn)其預(yù)期的修復(fù)目標(biāo)；其次，沒有對(duì)我國(guó)國(guó)情進(jìn)行深入的分析，沒有對(duì)我國(guó)各污染水域進(jìn)行詳細(xì)的分析，在修復(fù)理論、設(shè)計(jì)思路、施工技術(shù)及后期評(píng)估等各方面沒有形成適應(yīng)我國(guó)國(guó)情、統(tǒng)一的體系，沒有做到因地制宜。[35]由于我國(guó)城市水環(huán)境較為復(fù)雜，這就決定了任何一種技術(shù)都不能一勞永逸地解決我國(guó)城市水污染問(wèn)題，但是可以通過(guò)有效的調(diào)整，在對(duì)原有水環(huán)境進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整的基礎(chǔ)上，增加新的結(jié)構(gòu)或者同時(shí)采用其他修復(fù)技術(shù)，有效地避免弊端。[36]同時(shí)，在具體的實(shí)踐中還要根據(jù)污染水域的實(shí)際狀況，如污染物的種類和污染物的性質(zhì)，是有機(jī)污染還是無(wú)機(jī)污染、重金屬還是營(yíng)養(yǎng)元素、有毒無(wú)毒、能否降解等選擇合適的水環(huán)境修復(fù)的思路，以達(dá)到全方位改善水環(huán)境質(zhì)量的目的。

生態(tài)修復(fù)法相對(duì)于其他方法具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：（1）造價(jià)相對(duì)較低，運(yùn)行成本也較低，因而總成本較低；（2）耗能較低甚至無(wú)需耗能；（3）無(wú)二次污染，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生任何影響。基于以上幾點(diǎn)，這種低成本的實(shí)用技術(shù)非常適用于水環(huán)境的治理。因此，我們可以考慮以生態(tài)修復(fù)技術(shù)為基礎(chǔ)、以生物修復(fù)作技術(shù)支撐、以水質(zhì)凈化能力為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)組建水生植物群落來(lái)重建水環(huán)境中的多樣性，同時(shí)再配置相應(yīng)的植物，將水體修復(fù)與改善景觀和綠化環(huán)境相結(jié)合，從而達(dá)到在保證水域的生態(tài)系統(tǒng)多樣性、景觀優(yōu)美的同時(shí)，還探索了城市水體近自然生態(tài)修復(fù)的新理念、新技術(shù)及新模式，即城市水環(huán)境生態(tài)修復(fù)除了要滿足供水、輸送等功能外，還能長(zhǎng)久有效地解決水環(huán)境污染問(wèn)題等，建設(shè)出人與自然相融合的優(yōu)美環(huán)境，從而為人類提供休閑、綠色的理想場(chǎng)所。

總的來(lái)說(shuō)，要根據(jù)對(duì)水體污染所進(jìn)行的初步判斷，先采用物理方法清淤，除藻或者曝氣充氧，將污染水體進(jìn)行前期預(yù)處理，然后再根據(jù)具體情況分析是否有必要進(jìn)行化學(xué)修復(fù)。如果不是緊急突發(fā)污染，一般不采用化學(xué)修復(fù)法，避免出現(xiàn)新的污染物。應(yīng)優(yōu)先考慮生態(tài)修復(fù)法和生物修復(fù)法，或者兩者結(jié)合使用，即將多種治理技術(shù)有效結(jié)合起來(lái)，對(duì)受污染水體進(jìn)行結(jié)合，最后再加上后期的整治，分階段完成。[37]例如蘇州河環(huán)境綜合治理一期工程考慮到各階段的治理目標(biāo)不同、各種污染源的特性不同以及現(xiàn)有的水利設(shè)施，在施工過(guò)程中就采用了引水沖淤、底泥疏通、河道曝氣復(fù)氧等多種水體修復(fù)技術(shù)，取得了良好效果。

因此，在我國(guó)進(jìn)行城市水體生態(tài)修復(fù)的過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合水環(huán)境污染的具體情況，將水體污染的各種修復(fù)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市水環(huán)境的長(zhǎng)久性治理與修復(fù)，從而長(zhǎng)期有效地改善水環(huán)境，建設(shè)出人與自然相融合的優(yōu)美環(huán)境，最終為人類提供生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的理想的工作、休閑、生活的城市水環(huán)境。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著城市建設(shè)速度的加快，人類活動(dòng)及自然因素已經(jīng)對(duì)城市水體生態(tài)系統(tǒng)造成了較大的干擾，城市水環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，不僅使水體中的污染物更為復(fù)雜，而且其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的危害也更嚴(yán)重。近年來(lái)，世界各地科研工作者分別從“控源減污、基礎(chǔ)環(huán)境改善、生態(tài)修復(fù)和重建、優(yōu)化群落結(jié)構(gòu)”等方面進(jìn)行了大量的研究與實(shí)踐，本文對(duì)常見的幾種水環(huán)境修復(fù)與綜合治理技術(shù)進(jìn)行了比較分析，最終考慮以生態(tài)修復(fù)技術(shù)為基礎(chǔ)，將多種修復(fù)技術(shù)進(jìn)行整合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而完善適合城市水環(huán)境修復(fù)的綜合整治模式和思路，實(shí)現(xiàn)人與環(huán)境、生物與環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境達(dá)到持續(xù)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一和可持續(xù)發(fā)展。

說(shuō)明：本文系基金項(xiàng)目，受同濟(jì)大學(xué)污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（PCRRY14003）基金資助。

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責(zé)任編輯：張 煒