如上篇講到,在相應的技術(shù)環(huán)節(jié)可分為異位修復和原位修復兩大類,主要對應水體凈化的地理位置差異。而物理法、化學法及生物膜法主要源于集中式污水處理方式在富營養(yǎng)水修復過程中的運用。雖然我國已建成了大量污水處理廠,但是即使一級 a 排放標準下經(jīng)治理的中水也難以達到ⅳ級地表水要求,例如 2019 年 5 月生態(tài)環(huán)境部公布了2018 年第四季度監(jiān)控嚴重超標 82 家單位、并對其中 5 家掛牌督辦,而其中有 3 家是污水處理廠;物理法、化學法及生物膜法只是采用了集中式污水處理的部分技術(shù),其效果較難在中水標準上有更多進步。集中式污水處理方式往往涉及更多的資源投入,形成成本壓力——如生物膜法凈水過程中一般需挖氧化溝,并設(shè)計相應的水流裝置以便于水流動、滲透過生物膜,工程量及后續(xù)運營費用(電費、設(shè)備維護費)的投入相對較大;化學法的二次污染問題也可能對水環(huán)境治理存在不利影響;物理法近年來技術(shù)獲得了一定的提升,如“‘阿爾益’復合硅酸鋁水處理技術(shù)”中采用了稀土鑭鈰等起到了良好殺藻效果。
生物法基于一定生態(tài)學、生物學基本原理的“(非)經(jīng)典生物操縱”方法, 其通過增強或者削弱水生態(tài)循環(huán)中某個環(huán)節(jié),以促進水生植物體系的有效形成, 從而達到良性水生態(tài)平衡的效果。相應的方法是實現(xiàn)水體“自然凈化”的有效手 段,具有一定技術(shù)前沿性。雖然其僅適用于富營養(yǎng)水治理過程中,由于更有助于 后續(xù)生態(tài)平衡的形成,相對物理、化學凈化方式具有更好的生態(tài)特征,是目前發(fā) 達國家較為推崇的方式。如日本在眾多水體治理過程中采用微生物技術(shù)(如有益 菌、生物凝絮劑等),通過微生物氧化分解水體中有機物,提升水體透明度,進 而為沉水植物形成創(chuàng)造基礎(chǔ);但其實務中也存在實施效果相對較緩、對藍綠藻攻 擊性不足的弊端。
在水生態(tài)形成、穩(wěn)定過程中,水生植物是水生態(tài)循環(huán)的核心環(huán)節(jié)。它通過吸 收水體、底泥中的營養(yǎng)物質(zhì)(氮、磷、碳等化合物)和有害物質(zhì)(主要是重金屬), 向水體提供氧氣(氧化分解有機物、供水生動物生存、增加水體活性),并為水 生態(tài)系統(tǒng)其它參與者(水生動物、微生物)提供棲息地,成為了水生態(tài)系統(tǒng)重要 一環(huán)。各類植物的生長期、抗污能力、對有害物質(zhì)的吸收能力均有差異性,因此 有必要在對項目水污染狀況有清晰認識的基礎(chǔ)上,選擇合適的植物構(gòu)成相應的水 生植物群落系統(tǒng)實現(xiàn)水體的綜合治理。
水生植物(包括大型木本植物、挺水植物、浮葉植物和沉水植物)生長過程 通過植物體(根、葉、莖)吸收周邊的營養(yǎng)物質(zhì),并以光合作用產(chǎn)生氧氣。木本、 挺水和浮葉植物主要吸收大氣中的二氧化碳,將大部分氧氣排向大氣中;而沉水 植物主要從水體中吸收碳、氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)物,并向水體釋放大量溶解氧,可 促進水體中氮/磷/碳等物質(zhì)營養(yǎng)降解、降低 cod 和 bod 總量,并且有助于形成穩(wěn)定的小分子水團——從而起到有效凈化水質(zhì)、提高水生態(tài)系統(tǒng)活性的效果。
部分企業(yè)采用大型木本植物,能夠較好繞開水環(huán)境修復過程中水體凈化過 程,但該方式下也存在木本植物的氧氣主要排向大氣的不足;此外,行業(yè)內(nèi)大部 分企業(yè)對水環(huán)境生態(tài)循環(huán)認知不深,會較多采用挺水、浮葉植物作為水生態(tài)的構(gòu) 成部分。該類植物雖然景觀效果較好,但對水污染吸收、水體供氧能力都相對沉 水植物較弱,其實非最佳選擇。
國內(nèi)外案例:
在水環(huán)境治理較好的國家,存在眾多案例(實驗)采用生物操縱方式取得了 較好水生態(tài)治理效果。相關(guān)案例(實驗)均采用了浮游動物(枝角類)、水生植 物、水生動物組合方式,其中均涉及通過投放或者生物控制方式提升浮游動物(枝 角類)數(shù)量的過程,具體案例包括:
由上述案例可以發(fā)現(xiàn),水生態(tài)治理較好的國家均存在投入(增加)枝角類(各 類溞)進行項目實踐或者實驗并取得較好治理效果的案例。這也說明了枝角類被 運用于水環(huán)境治理已獲得相關(guān)國家環(huán)保行業(yè)企業(yè)或?qū)W者的共識。