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论河流生物--生态修复技术的内涵、外延及其应用(1)_工程力学专业毕业论文

发布时间:2014-12-28 来源:人大经济论坛
论河流生物--生态修复技术的内涵、外延及其应用(1)_工程力学专业毕业论文 摘要:本文对生物-生态修复的概念及其内涵和外延进行了有益的区分和探索,对不同工程技术的使用场合和应用现状进行了分析和归类。通过实例,简要介绍了不同受勋水体的修复技术及其效果,以及技术特征和应用前景等。 关键词:生物生态修复技术内涵外延应用 1概念、定义及主要特点 何谓“生物-生态修复”,它的内涵和外延应该如何确定,以及不同技术措施的作用、效果和联系如何,等等。回答这些问题对推进和实施河流生物-生态修复工作具有重要意义。 1.1河流生物修复 生物——系指有生命的物体。一般指动物、植物和微生物。有时专指微生物,如生物制剂、生物制品等等。污水生物处理和河流生物修复中的“生物”,一般专指“微生物”,不包括“植物”和“动物”。广义的生物修复也包括“动物”和“植物”修复。 生物修复——是指利用微生物的生命代谢活动减少存于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化,使污染了的环境能部分或完全恢复到原始状态的过程。它包括:①污染土壤的生物修复;②污染河流的生物修复;③污染湖泊的生物修复;④污染地下水的生物修复;⑤污染海洋的生物修复;⑥污染大气的生物修复;⑦固体废物污染的生物修复等。 河流生物修复——是指用微生物或微生物菌群来降解河流水体中的有机物或有毒有害物质,如cod、bod5、有机氮或氨氮、石油类、挥发酚等,或使这类物质变成无毒的、无害的,如二氧化碳、氮气或水等,从而使河流水质得到改善,河流生态得到恢复或修复。生物修复已成功应用于土壤、地下水、河道和近海洋面的污染治理。 河流生物修复工程——是指利用生物修复技术在河道内或河道傍侧修建或实施的旨在改善河流水质、治理河流污染的工程或非工程的技术手段。它包括:河道或水库内,以及坝、陂前的增氧曝气工程,用于改善或处理河流水质的河流傍侧工程、河流底部工程,以及直接向河道内投放特种、高效菌种或利用特种、高效菌种直接净化河流水质的工程技术等。 1.2河流生态修复 生态——指生物在一定自然环境下生存和发展的状态,也指生物的生理特性和生活习性。此概念下的“生物”,一般不包含“微生物”。 生态修复——是指利用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,对受污染或受破坏、受胁迫环境下的生物(包括生物群体,下同)生存和发展状态的改善、改良或恢复、重现。其中包含对生物生存物理、化学环境的改善和对生物生存“邻里”、食物链环境的改善等。 河流生态修复措施主要包含:①工程措施。如:生态河道、生态堤岸、人工湿地和人工产卵场、越冬场、育幼场、回游通道,以及河道内增氧曝气等等;②生物措施。如:植物生态修复措施,动物生态修复措施,生物增殖、放流技术等;③综合措施。如:微生物修复与植物、动物修复的结合,微生物修复与生态河道、生态堤岸的结合,生态、生物修复与保育、管理措施的结合,河道内生态修复与河道外湿地修复的结合,陆地水土保持、生态修复与河流生态修复的结合,等等。 1.3河流生物修复与河流生态修复的异同 目标和对象不同:河流生物修复的对象是水质;目标是改善河流水生生物生存、生活和繁衍、发展的水质条件。河流生态修复的对象是水生生物生存和发展的整个环境,包括水量、水质、水位、流速、水深、水温、水面宽度,涨水、落水时间,以及产卵场、越冬场、育肥场、回游通道的修复或恢复等等;目标是为水生生物或特有的生物种群提供良好的生和发展环境。 所采用的技术和手段不同:生物修复的技术核心是微生物及微生物使用和利用等。生态修复的核心技术是生态工程学和生物、生命科学等。 两者的共同点和不同点:生态修复可以包含生物修复,生物修复可以是生态修复的一个部分或一项主要内容;两者的共同点或共同目标都是改善或改良生物的生存和发展环境。不同点是:生物修复是针对水体污染的修复,生态修复是针对水生生物及其生存环境的整体修复。 对于污染严重,并有产卵场、育幼场、越冬场或回游通道损伤及破坏的河流,一般应首先采取生物修复技术恢复河流水质,然后采取生态修复措施恢复河流生物栖息地和回游通道等。 1.4河流生物修复工程与城镇污水处理厂的异同 相同点和不同点:河流生物修复是利用微生物净化污水的特点和规律,对受污染水体(河流)进行净化处理的技术;城镇污水处理厂是利用微生物净化污水的特点和规律,对用管道收集到的社区污水进行净化处理的技术。城镇污水处理厂的出水可排入河流,也可用作市政回用、冲厕、农灌等等;河流生物修复工程处理过的河水一般必须重新流入河道。两者的相同点是技术内涵完全一致,不同点是工作对象的来源和工作成果的服务对象。 由于污水处理厂工程和生物修复工程所处理或针对的水源不同和处理后的水量所服务对象不同,从而导致了污水处理厂工程与河流生态修复工程在建设地点、规模、工艺流程、产品形态、表现形式等诸多方面的差别。一般情况下,城市污水处理厂的进水污染物浓度高、变化小,河流生物修复工程所针对的河水浓度相对较低、变幅很大;在水量方面,河流生物修复工程面临的变化更大。因而,在工艺设计中,一般要求河流生物修复工程具有更强的耐冲击能力和防堵塞能力等。 1.5河流生物修复与河湖污染直接净化和“就地生物处理”的异同 除了河流生物-生态修复之外,河湖污染直接净化、“就地生物处理”等词语也经常被有关专家推崇和一些学者“炒作”。笔者认为:河湖污染生物修复工程技术与河湖污染生物直接净化工程技术、河湖污染“就地生物处理”工程技术,在内涵和外延方面没有明显的区别,其实质都是利用生物处理技术就地治理河湖水质污染,其表现形式也是相互包含或完全一致的。 1.6河流生态修复与传统河流整治工程的异同 河流生态修复工程的目标是:修复或恢复受到污染、破坏或工程胁迫的水生生物的生存和繁衍的物理、化学和水文环境,及其“邻里”依存和食物链的关系。传统河流整治工程的目标是:防治洪水决堤、漫溢和确保人类社会、经济和生命财产安全;或者是保证河流的航运能力等经济功能。两者的直接目的和目标虽然相差甚远,但其工作的对象却完全一致,即都是将工程的措施作用于河流或河道。因而两者的设计和实施过程,必然会存在着诸多的不同、对立和矛盾。这种对立和矛盾必须通过目标分析和不同学科人员之间的沟通、协调和共同努力进行解决。因为两者的最终目标都是为了人类自己。 为此,从20世纪70年代开始,发达国家科技界和工程界针对水利工程对河流生态系统的负面影响,开发研究了河流生态恢复的理论和技术。从而,确立了解决这种矛盾和对立的基本方法和规则。河流生态工程在德国称为“河流生态自然工程”,日本称为“多自然型建设工法”,美国称为“自然河道设计技术”。与之相应,一些发达国家在河道整治工程和堤防工程设计、施工规范中增加了河流生态建设的内容,或者颁布了专门的河流生态工程设计导则。依据这些导则和方法,河道水利工程在满足防洪、防灾和经济目标的同时,可以兼顾河流生态修复和恢复需求。
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