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生態修復基本原理范文1
土壤是人類賴以生存的物質基礎，是人類不可缺少、不可再生的自然資源[1]。隨著石油、城市垃圾、工業廢物、農藥、化肥的不斷滲入，我國的土壤污染問題日趨嚴重，已嚴重威脅著人類的生存環境和農業的可持續發展，成為繼水污染、大氣污染、噪聲污染和固體廢物污染后備受社會廣泛關注的污染問題之一。據不完全統計，目前我國受各種污染物污染的耕地有1 200多萬hm2，約占全國耕地總面積的10%，嚴重威脅著人類的生命健康。
加強土壤肥力的培育，防治土壤污染，實施污染土壤的清潔顯得十分必要。近年來，土壤污染的生態修復技術在國內外已成為十分活躍的研究熱點。與傳統的物理修復和化學修復相比，生態修復具有高效、無二次污染與操作簡便等特點，逐漸被大家所認識[2]。本文對污染土壤的生態修復技術研究作一綜合介紹，以期為致力于這方面研究的科學工作者提供有益的參考。
1 污染土壤生態修復基本原理
生態修復（Ecological remediation）是指在生態學原理指導下，以廣義的生物修復（包括微生物修復、植物修復、動物修復和酶學修復）為基礎，結合各種物理修復、化學修復以及工程技術措施，通過優化組合和技術再造，使之達到最佳效果和最低耗費的一種綜合的修復污染環境的方法。也就是說，生態修復是根據生態學原理，利用特異生物（如修復植物或專性降解微生物等）對環境污染物的代謝過程，并借助物理修復與化學修復以及工程技術的某些措施加以強化或條件優化，使污染環境得以修復的綜合性環境污染治理技術[3]。
2 污染土壤生態修復研究內容
2.1 重金屬污染土壤生態修復研究
重金屬污染土壤生態修復研究多以植物為核心。主要包括修復植物篩選與合理搭配、修復機理和根際圈效應以及修復強化措施與應用。有關超積累植物篩選的研究經歷了從對Ni、Cu、Zn 和Mn的超積累植物的篩選[4]，到近年來對Cd、Pb和As等重金屬超積累植物的篩選[5]的過程。
近年來，對重金屬污染土壤生態修復的研究已由對單一重金屬污染的修復研究轉移到對多種重金屬復合污染的修復研究，包括對一些已經發現的單一重金屬超積累植物，檢驗其是否具有對多種重金屬污染的修復作用。為了解決土壤重金屬復合污染的問題，許多學者還就多種單一重金屬污染超積累植物的合理搭配進行了研究與探索。
隨著植物生理生態學和分子生物學以及各種微觀技術的發展，植物超積累機理的研究在不斷深入。有研究發現，植物根系分泌物特別是有機酸能通過螯合作用或酸化根際環境促進土壤重金屬的溶解和根系的吸收，這可能與植物體內某些專一性運輸蛋白的特殊作用有關。也有研究表明，超積累植物對重金屬有較強的耐性，它對重金屬的富集可能與一些轉運蛋白有關，如轉運蛋白基因ZnT-1對Zn轉運。目前已有成功從植物體內分離出與超積累及耐性相關的一些轉運蛋白基因的報道[6]。
近年來，利用轉基因植物修復重金屬污染土壤的研究也取得一定的進展。Banuelos[7]等在田間試驗條件下，研究了轉基因植物印度芥菜對Se富集的能力，結果表明，與野生型印度芥菜相比，轉基因型印度芥菜的富集能力幾乎提高了近1倍。
除以上外，一些學者還開展了通過施加各種添加劑來提高植物對重金屬污染土壤修復效果的研究。如施加EDTA、EDDS、有機酸等[8-9]后能明顯提高植物的修復效果，但這些研究存在一定的缺陷，即易對環境產生不良影響。此外，利用微生物促進植物對某一或某幾種重金屬富集的研究報道也較多，如叢枝菌根真菌促進植物對Zn、Cd、Pb或As的富集作用。
重金屬污染土壤生態修復研究較多但研究得不夠深入，目前仍有一些機理不完全清楚，生態修復的方法操作和應用還不成熟。因此，加強重金屬污染土壤的生態修復機理、實用技術及多學科交叉研究是今后研究的重點。
2.2 有機物污染土壤生態修復研究
有機物污染土壤生態修復研究主要是圍繞微生物修復作用展開的，這方面的研究內容大致包括高效降解微生物篩選和合理搭配、生物修復的化學強化和生物化學強化、生物修復的物理強化和物理化學強化、生物修復的電化學強化、生物修復的酶學強化以及植物與微生物的聯合修復等。目前，有關有機物污染土壤生態修復的研究主要集中在對高效降解微生物的篩選、分離、鑒定等方面[10]。
3 污染土壤生態修復技術特點
目前，盡管污染土壤的物理修復、化學修復以及工程修復技術已取得一定進展并出現了一些實用技術，但往往會破壞污染土壤的理化性質，甚至會造成對環境的二次污染，對于污染面積巨大且污染程度較輕的土壤基本上難以應用。重金屬等無機污染的植物修復和有機污染的生物修復雖克服了這些缺點，但由于這些技術本身所固有的一些應用條件的限制，在修復實踐中也難以推廣，大多只是處于試驗階段或是基礎研究階段。
與傳統的物理和化學修復技術相比，污染土壤生態修復技術具有以下優點：（1）土壤的物理、化學和生物學特性基本保持不變，一般不破壞植物生長所需要的土壤環境；（2）實現有機污染物的礦化；（3）處理形式多樣，可根據條件分別采用原位和異位修復方式；（4）處理成本低；（5）應用范圍廣泛，可處理不同類型、不同程度的污染土壤。
4 污染土壤生態修復研究前景
綜上所述，生態修復研究雖然有較多的報道，但目前仍處于基礎性研究階段，仍有一些修復機理不完全清楚，修復的實踐應用和操作方法還不夠成熟。因此，污染土壤的生態修復機理研究將是污染土壤生態修復研究的一個重點。
從生態學的角度看，污染土壤生態修復研究的核心內容仍然是超積累植物和高效降解微生物的篩選及合理搭配、修復機理的探索和基于植物與微生物聯合修復的根際圈效應、以廣義生物修復為核心的聯合修復以及修復強化措施的研究。其應用不可避免地要利用分子生物學方法和農業高新技術，因此環境科學與生物學、農學的交叉融合必將成為污染土壤生態修復的一種重要研究方法。從這種意義上來看，生態修復將成為解決污染土壤的根本手段。如何綜合運用環境科學、生物學和農學等多學科原理，研究既實用又造價低廉的污染土壤生態修復實用技術，將是污染土壤生態修復研究的另一個重點。
參考文獻
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生態修復基本原理范文2
關鍵詞:土壤污染、生物修復、研究進展
前言
土壤重金屬污染是指由于人類活動將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態環境質量惡化的現象。加之重金屬離子難移動性，長期滯留性和不可分解性的特點，對土壤生態環境造成了極大破壞，同時食物通過食物鏈最終進入人體，嚴重危害人體健康，已成為不可忽視的環境問題。隨著我國人民生活水平的提高,生態環境保護日趨受到重視,國家對污染土壤治理和修復的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修復問題,已成為土壤環境研究領域的重要課題。而生物修復技術是近20年發展起來的一項用于污染土壤治理的新技術,同傳統處理技術相比具有明顯優勢，例如其處理成本低,只為焚燒法的1/2-1/3，處理效果好,生化處理后污染物殘留量可達到很低水平;對環境影響小,無二次污染,最終產物CO2、H2O和脂肪酸對人體無害，可以就地處理,避免了集輸過程的二次污染,節省了處理費用，因而該技術成為最有發展潛力和市場前景的修復技術。
1.污染土壤生物修復的基本原理和特點
土壤生物修復的基本原理是利用土壤中天然的微生物資源或人為投加目的菌株,甚至用構建的特異降解功能菌投加到各污染土壤中,將滯留的污染物快速降解和轉化成無害的物質,使土壤恢復其天然功能。由于自然的生物修復過程一般較慢,難于實際應用,因而生物修復技術是工程化在人為促進條件下的生物修復,利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烴類及各種有毒有害的有機污染物，降解過程可以通過改變土壤理化條件(溫度、濕度、pH值、通氣及營養添加等)來完成,也可接種經特殊馴化與構建的工程微生物提高降解速率。
2.污染土壤生物修復技術的種類
目前,微生物修復技術方法主要有3種:原位修復技術、異位修復技術和原位-異位修復技術。
2.1原位修復技術：
原位修復技術是在不破壞土壤基本結構的情況下的微生物修復技術。有投菌法、生物培養法和生物通氣法等,主要用于被有機污染物污染的土壤修復。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌,同時投加微生物生長所需的營養物質,通過微生物對污染物的降解和代謝達到去除污染物的目的。生物培養法是定期向土壤中投加過氧化氫和營養物,過氧化氫則在代謝過程中作為電子受體,以滿足土壤微生物代謝,將污染物徹底分解為CO2和H2O。生物通氣法是一種加壓氧化的生物降解方法,它是在污染的土壤上打上幾眼深井,安裝鼓風機和抽真空機,將空氣強行排入土壤中,然后抽出,土壤中的揮發性有機物也隨之去除。在通入空氣時,加入一定量的氨氣,可為土壤中的降解菌提供所需要的氮源,提高微生物的活性,增加去除效率。
2.2異位修復技術：
異位修復處理污染土壤時,需要對污染的土壤進行大范圍的擾動,主要技術包括預制床技術、生物反應器技術、厭氧處理和常規的堆肥法。預制床技術是在平臺上鋪上砂子和石子,再鋪上15-30cm厚的污染土壤,加入營養液和水,必要時加入表面活性劑,定期翻動充氧,以滿足土壤微生物對氧的需要,處理過程中流出的滲濾液,即時回灌于土層,以徹底清除污染物。生物反應器技術是把污染的土壤移到生物反應器,加水混合成泥漿,調節適宣的pH值,同時加入一定量的營養物質和表面活性劑,底部鼓入空氣充氧,滿足微生物所需氧氣的同時,使微生物與污染物充分接觸,加速污染物的降解,降解完成后,過濾脫水這種方法處理效果好、速度快,但僅僅適宜于小范圍的污染治理。厭氧處理技術適于高濃度有機污染的土壤處理,但處理條件難于控制。常規堆肥法是傳統堆肥和生物治理技術的結合,向土壤中摻入枯枝落葉或糞肥,加入石灰調節pH值,人工充氧,依靠其自然存在的微生物使有機物向穩定的腐殖質轉化,是一種有機物高溫降解的固相過程。上述方法要想獲得高的污染去除效率,關鍵是菌種的馴化和篩選。由于幾乎每一種有機污染物或重金屬都能找到多種有益的降解微生物。因此,尋找高效污染物降解菌是生物修復技術研究的熱點。
3.影響污染土壤生物修復的主要因子
3.1污染物的性質：
重金屬污染物在土壤中常以多種形態貯存,不同的化學形態對植物的有效性不同。某種生物可能對某種單一重金屬具有較強的修復作用。此外,重金屬污染的方式(單一污染或復合污染)，污染物濃度的高低也是影響修復效果的重要因素。有機污染物的結構不同,其在土壤中的降解差異也較大。
3.2環境因子：
了解和掌握土壤的水分、營養等供給狀況,擬訂合適的施肥、灌水、通氣等管理方案,補充微生物和植物在對污染物修復過程中的養分和水分消耗,可提高生物修復的效率。一般來說土壤鹽度、酸堿度和氧化還原條件與重金屬化學形態、生物可利用性及生物活性有密切關系,也是影響生物對重金屬污染土壤修復效率的重要環境條件。
3.3生物體本身：
微生物的種類和活性直接影響修復的效果。由于微生物的生物體很小,吸收的金屬量較少,難以后續處理,限制了利用微生物進行大面積現場修復的應用，
植物體由于生物量大且易于后續處理,利用植物對金屬污染位點進行修復成為解決環境中重金屬污染問題的一個很有前景的選擇。但由于超積累重金屬植物一般生長緩慢,且對重金屬存在選擇作用,不適于多種重金屬復合污染土壤的修復。因此,在選擇修復技術時,應根據污染物性質、土壤條件、污染程度、預期修復目標、時間限制、成本及修復技術的適用范圍等因素加以綜合考慮。
4.發展中存在的問題：
生物修復技術作為近20年發展起來的一項用于污染土壤治理的新技術,雖取得很大進步和成功,但處于實驗室或模擬實驗階段的研究結果較多,商業性應用還待開發。此外,由于生物修復效果受到如共存的有毒物質(Co-toxicants)(如重金屬)對生物降解作用的抑制；電子受體(營養物)釋放的物理;物理因子(如低溫)引起的低反應速率;污染物的生物不可利用性;污染物被轉化成有毒的代謝產物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化學能力的微生物等因素制約。因此,目前經生物修復處理的污染土壤,其污染物含量還不能完全達到指標的濃度要求。
5.應用前景及建議：
隨著生物技術和基因工程技術的發展,土壤生物修復技術研究與應用將不斷深入并走向成熟,特別是微生物修復技術、植物生物修復技術和菌根技術的綜合運用將為有毒、難降解、有機物污染土壤的修復帶來希望。為此,建議今后在生物修復技術的研究和開發方面加強做好以下幾項工作:
(1)進一步深入研究植物超積累重金屬的機理,超積累效率與土壤中重金屬元素的價態、形態及環境因素的關系。(2)加強微生物分解污染物的代謝過程、植物-微生物共存體系的研究以及植物-微生物聯合修復對污染物的修復作用與植物種類具有密切關系。
(3)應用現代分子生物學與基因工程技術,使超積累植物的生物學性狀(個體大小、生物量、生長速率、生長周期等)進一步改善與提高,培養篩選專一或廣譜性的微生物種群(類),并構建高效降解污染物的微生物基因工程菌,提高植物與微生物對污染土壤生物修復的效率。
(4)創造良好的土壤環境,協調土著微生物和外來微生物的關系,使微生物的修復效果達到最佳，并充分發揮生物修復與其他修復技術(如化學修復)的聯合修復作用。
(5)盡快建立生物修復過程中污染物的生態化學過程量化數學模型、生態風險及安全評價、監測和管理指標體系。
結論
綜上所述，我們不難發現由于土壤重金屬來源復雜,土壤中重金屬不同形態、不同重金屬之間及與其它污染物的相互作用產生各種復合污染物的復雜性增加了對土壤重金屬治理和修復難度,且重金屬對動植物和人體的危害具有長期性、潛在性和不可逆性,同時進一步惡化了土壤條件，嚴重制約了我國農業生產的加速發展，所以要更好的防治土壤重金屬污染還需要廣大科研工作者不懈的努力，研發出更好的效率更高的修復治理技術，同時我們還不應該忘記必須加強企業自身的環保意識，提高企業自我約束能力，始終將防治污染積極治理作為企業工作的頭等大事來抓，把企業對環境的污染程度降到最低限度，形成全社會都來重視土壤污染問題的良好環保氛圍，逐步改善我們的土壤生態環境。
參考文獻：
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生態修復基本原理范文3
關鍵詞：樹木移植 基本原理 基本條件 步驟及方法
中圖分類號：S73 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2013）05-0348-01
樹木移植，尤其是大樹移植，是當前加快城鎮綠化的一種快速有效的途徑。它的優點是見效快、綠化效果明顯，在一定程度上解決了城市化進程中在綠化建設方面難以跟進的不足。在樹木移植的工作中，一定要認真加以對待，吸取教訓，總結經驗，確保樹木移植有一個較高的成活率。
一、移植前應考慮的因素
1 基本原理
1）近似生境
實踐證明，若移植后的生境近似于原生生境，則移植的成功率較高，移植在近似生境中的樹木其生長情況往往能恢復到原生生境狀態。樹木的生長環境主要包括溫度、光照、水分等小氣候條件和土壤條件等，如果把處于不同生境中的樹木進行移植，光度、濕度、溫度及土壤等任一條件發生變化，其樹木的植株生長就會受到影響或發生差異，有的甚至枯萎死亡， 所以定植地生境最好與原植地類似。樹木移植前，最好對樹木原植地和定植地的土壤條件進行判定或測試，根據檢測結果改善定植地的土壤生境條件，以提高樹木移植的成活率。樹木移植近似生境的原理一定程度上也是樹木移植宜近不宜遠、適地適樹實踐經驗的體現。
2）樹勢平衡
樹木移植時， 樹木的地上部分和地下部分須保持平衡。樹木移植時如對根系造成傷害， 就必須根據其根系分布情況， 對地上部分進行修剪， 使地上部分和地下部分的生長情況基本保持平衡。因為供給根系發育的營養物質主要來自地上部分， 對枝葉修剪過多不但會影響樹木的景觀， 也會影響根系的生長發育，所以在移植樹木時必須慎重考慮枝葉和根系的去留權衡問題， 盡量使地上部分和地下部分保持平衡。如地上部分所留比例超過地下部分所留比例， 則需通過人工養護彌補這種不平衡。
2 基本條件
1）季節適時
移植樹木的成功率高低在很大程度上取決于移植樹木季節的選擇， 而考慮適時選擇主要是因為此時樹木的生理代謝較易得到平衡。一般情況下， 常綠樹移植選擇在春季， 即 3 月下旬至 5 月上旬。這段時期氣溫回升， 雨量充足， 光照適中， 常綠樹在此期間枝葉、根系處于生理生長發育期， 移植受損的傷口能及時產生愈合組織， 也就是新芽新根能在短期內得到恢復或修復。落葉樹一般則選擇在秋冬季， 即樹木落葉后到發芽前這段時間最為適宜。因此時樹木處于休眠期， 而落葉樹大多數季相明顯， 移植時都以保持全冠為宜， 所以相對春季而言選擇秋冬季更為妥當， 但具體時間的選擇還得 根據 樹木的習性和物候特點來確定。適時選擇從而進行樹木的移植是建立在樹勢平衡這個基本原理之上的。
2）斷根縮坨
從樹木新陳代謝活動的生理角度來看， 樹木移植經過掘起、搬運、再 種植 ，其根系大量受損， 樹木的水分和有機物質大量消耗， 這就打破了地上部分和地下部分的平衡。因為維持樹木地上部分枝葉平衡主要依靠地下部分的根系來供給養分， 而根系則主要通過大量的毛根和須根來完成， 所以毛須根的數量和生理質量起著至關重要的作用。解決樹木移植中確保毛須根完整的有效辦法就是采用科學的傳統技法―斷根縮坨， 也稱回根法， 盤根法。 一般在樹木移 植前1～3 年通過挖溝斷根、對根徑 1以上的粗根進行環狀剝皮、覆土等步驟來完成對樹木的斷根縮坨處理， 斷根是提高移植樹木成活率的關鍵因素之一。
二、樹木移植步驟及方法
1 選苗。根據綠化要求，選擇合符條件的樹木，營養健壯，樹形好，沒有病蟲害，這樣不僅易達到綠化效果，而且有利樹木成活。
2 起苗。樹木起苗時，土球的規格一般為樹干胸徑的8-10倍，土球要用編織袋或稻草包好，以免泥土松掉。如果樹木在移植后，水分的管理能夠達到樹木動態平衡的要求，土球規格的要求就顯得不是十分重要了。如裸根移植亦容易成活，這樣樹木的重量減少很多，方便移植操作。本人曾多次對榕樹、雞冠刺桐、尖葉杜英、落羽杉進行不帶土球移植，成活率100%。因此實踐證明，只要控制好樹木移植后的水分平衡，就不須理會土球大小了。
3 修剪。根據各種樹木的習性重剪或輕剪，但要盡力保持樹形。在盡可能的情況下要盡量輕修剪或枝條少修剪而摘去部分葉片，減少蒸騰作用，保持體內水分平衡，這樣樹木移植后利其成活生長。
4 挖樹穴。樹穴要根據樹木大小定規格，樹穴比樹木土球0。3 -0。5米，深度比樹木土球深0。3 -0。4米即可。樹穴的形狀近長方形或圓柱體較好，有利于樹木的土球和回填土壤充分接觸，根較易恢復生長。
5栽種。栽種前應把包扎土球的編織袋或稻草解開，然后對傷根、枝、葉進行適當修剪，此后便可種植。苗木應放在穴中心，深度跟原來栽種持平，然后回填土，回土踏實。隨后淋足定根水，淋水時還要插實土壤，目的是使土根和6h、立支撐物
樹木移植后要扶穩，不要被風吹倒。樹木種穩后，在根長出前，不要隨便搖動，影響樹木成活。一般行道樹多用兩根2米長的水泥桿扶樹，而庭院綠化多用3支2米長的竹桿呈三角行扶樹。支撐物要牢固，不要傷害樹皮。
6 水分管理。樹木移植后，根的吸水功能一時難恢復，水分容易失調，因此保持土中的一定水分，減少葉、樹干水分的蒸發是養護工作中的一件大事。水分管理好壞是樹木移植成活的關鍵因素。根據樹木地上器官和地下器官的水分動態平衡的需要進行淋水，淋水好，樹木易成活，否則樹木易死亡。移植后除淋足定根水外，還要多向樹的枝葉、樹身多噴水。一般的做法是用稻草包扎樹干部分，減少風吹、日曬。每天早晚兩次噴霧，保持草繩潮濕。每周淋透水一次，根部土而可用草覆蓋，保持土壤濕潤與疏松。如果雨天，減少澆水量。噴霧只求葉片全部噴到，時間不必長，以免水分大量滴入土中，造成積水。對于帶葉移植的常綠樹種，噴霧工作就顯得更加重要。在確保樹木發芽、生根后，可減少淋水和噴水的次數。
參考文獻：
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生態修復基本原理范文4
1.（1）觀測圖繪制。該圖的繪制主要針對城市環境中某些特定參數，例如化學元素種類，在該圖中應當有相關的標示，且每種元素的檢測值應當與分布地理位置進行對應。這繼承了傳統地球化學觀測圖的繪制方法。
（2）化學系統分布圖繪制。該圖需要針對區域進行，通過特定的觀測手段與數據統計，將區域內地球化學的相關參數以空間分布形式展現出來。
（3）化學系統關系圖繪制。有了化學系統的數據分布，要想獲得更多的信息，還需要將這些信息有條理的建立聯系。例如水文觀測與地球環境化學轉移，運用模擬遷移對地球化學的運動規律進行分析。景觀地球學則更有利于展示地球化學的系統概覽，對于化學轉移的過程有更加直觀的理解，相關化學控制因素也更加突出。這樣的關系圖能夠有效的模擬真實環境系統的各項化學行為，并且在加入評價體系后，人類主觀的參與可以將該圖作為環境規劃的主要參考內容。
（4）預測圖繪制。更接近實際的地理圖，通過分布圖和關系圖的分析，在預測圖上針對區域進行環境污染的分析，預測污染的過程和涉及范圍，在聯系實際情況規劃污染治理策略，是主要的環境治理參考圖。
2.城市環境地球化學中人為因素人類生產生活活動向自然環境中釋放了多種有害元素，這些元素一是生產活動釋放，例如化肥農藥的使用，向自然環境中釋放了打破原有平衡的元素，還改變了土壤的主要結構，破壞了土壤化學平衡，相應的土壤受到污染還會將這些有害元素通過循環作用釋放到更大的環境中；二是生活廢物的排放，這些有害廢物不經處理直接進入環境中，例如生活廢水和垃圾，因為食物變質產生的有害元素因此進入土壤或者水環境，城市垃圾的主要處理方法填埋等幾種處理方法又將這些有害元素富集起來，加重了城市水環境和土壤環境的污染。
二、城市環境地球化學治理工程學
城市環境出現了嚴重污染，就需要人為進行治理和幫助環境進行自我恢復，地球環境治理工程學的相關技術和原理就發揮著至關重要的作用。治理學是工程學新生分支學科，對環境發展有著至關重要的作用，從其根本目標和基本科學思想來看，有著巨大的環境經濟效益，應當受到國家相關部門和社會各界的關注。地球環境治理工程學也可以稱作是地球化學改造應用科學，利用地球自然資源和基礎化學特性，盡量降低人類對自然環境的干擾，按照原有化學環境進行人為的平衡。地球環境治理工程學與人類生存的環境有著至關重要的作用，從地球環境化學基本原理入手，研究地球上各大生態體系及生態體系之間的關系，更關注了交互關系的研究，將污染原理、規律和環境效應直觀的表達出來，所以地球環境治理工程學應當用做與環境發展，合理治理和修復以破壞的城市生態壞境。
生態修復基本原理范文5
【關鍵詞】河道曝氣技術；河道污染控制；生態修復
1 引言
嘉興市域內大小河流湖蕩縱橫相連，河道總長約1.38萬km，水面積約268 km2，河道分布密度為3.5km/km2，總長959km，水面積42.22km2。
根據2010年嘉興市環境保護監測站對遍布全市的64個地表水監測斷面的水質監測結果，僅4個斷面水質滿足功能區類別要求（以河網常規斷面評判），IV類及以上水質斷面超過80%[1]。水監測斷面水質的主要超標項目有溶解氧、高錳酸鹽指數、氨氮和總磷。由此可見，嘉興市河道水質狀況不容樂觀，如何采取有效治理措施將這些被污染的水體治清，使之達到功能區類別要求是當前環境保護工作的一項迫切任務。本文將介紹一種在國外河道污染治理中廣泛采用的治理技術——河道曝氣技術。
2 河道曝氣技術簡介
2.1 河道曝氣技術的發展
隨著社會發展和生活水平的提高，世界各國的河流水質都面臨著來自工業、農業、生活等方面的不同程度的污染。因此，從五六十年代起，英、德、美等發達國家就開始考慮解決日益嚴重的河道污染問題。其中，河道曝氣技術作為一種投資少、見效快的河流污染治理技術，在很多國家被優先采用。
2.2 河道曝氣技術的基本原理
河水中溶解氧的含量是反映水體污染狀態的一個重要指標，是維持水中生物生存及保持河湖對污染物凈化能力的重要因素， 當水中溶解氧
2.3 河道曝氣技術應用與分類
根據國外的河道曝氣實踐[2]， 河道曝氣一般應用在以下兩種情況：第一種是在污水截流管道和污水處理廠建成之前， 為解決河道水體的有機污染問題而進行人工充氧； 第二種是在已經經過治理的河道中設立人工曝氣裝置作為對付突發性河道污染（如暴雨溢流、企業突發事故排放等）的應急措施。另外，在夏季，因水溫較高，有機物降解速率和耗氧速率加快，也可能造成水體的溶解氧降低。以上兩種情況發生后，進行河道曝氣復氧是恢復河道的生態環境和自凈能力的有效措施。
河道曝氣復氧一般采用固定式充氧站和移動式充氧平臺兩種形式。固定式沖氧站是在需要曝氣增氧的河段上安裝的固定的曝氣裝置。當需要長期曝氣復氧，且曝氣河段有航運功能要求或有景觀功能要求時采用固定式充氧站。移動式充氧平臺就是在需要曝氣增氧的河段上設置的不影響河道航運功能，并且可以自由移動的曝氣增氧設施。國外報道較多的是曝氣船。這種曝氣形式的突出優點，是可以根據曝氣河道水質改善的程度，機動靈活地調整曝氣船的運行，從而達到經濟、高效的目的。
2.4 國內外河道曝氣技術治理河道的工程實踐
由于河道曝氣復氧工程的良好效果和相對較低的投資與運行成本費用， 成為一些發達國家在中小型污染河道乃至港灣和湖泊水體污染治理中經常采用的方法。雖然河道曝氣在國外已經開展了20多年，在我國，尚未在河道大規模綜合治理中應用過。部分歐美國家的成功經驗和我國已經開展的一些試驗結果表明：人工曝氣復氧是治理河流污染的一種有效的工程措施[3]。
蘇州河河道曝氣復氧一期工程[4]，經治理后，蘇州河生態系統逐步改善，隨著水質的好轉， 生態系統同步改善。水生生物種類和底棲動物生物量不斷增加，水體的生物毒性下降， 水中開始有魚；德國柏林teltow運河的純氧曝氣設施[5]，在水溫25℃，水體溶解氧濃度為6.3mg/L 時，純氧曝氣仍可使水體溶解氧濃度提高1.5mg/L；釜山港灣曝氣設施[6]治理效果顯示，曝氣能夠有效地改善水縈江河口快艇區域的水質，可以增加DO、削減COD、改善透明度、消除臭味。
3.3.2 高效去氨氮原因分析
河道曝氣復氧對消除水體黑臭、促進河道水生態系統健康發展具有良好效果，其原理是水體中的溶解氧與黑臭物質（如H2S、FeS等）之間發生了氧化還原反應，且具有反應速率快的特點。由于黑臭物質（還原物）的耗氧量是化學耗氧量的一部分，這部分物質的去除亦可降低水體的化學耗氧量。同時，河道充氧可以使處于厭氧狀態的較松散的表層底泥轉變為好氧狀態的較密實的表層底泥， 因而可能減緩深層底泥中污染物向上復水體的擴散。水體曝氣復氧有助于加快恢復黑臭狀態的河道正常的水生態系統。
4討論與建議
在“十五”、“十一五”期間整治的90條96段，長205公里的市區河道中，主要整治措施還是截污納管、生活污水處理和底泥疏浚等傳統措施。有關河道的截污納管、沿河兩岸的生活污水處理、河道的有關規劃如景觀設計、文化挖掘、旅游開發、土地開發等的力度都在加大，但通過水生態修復技術來改善水質的相關技術研究與應用還沒有新的進展。
鑒此，本論文從環境保護角度出發結合該技術提出以下幾點河道治理理念。
（1）在使用傳統措施治理河道污染的基礎上，為使河道的水質達到水體功能區要求，選擇河道曝氣水生態修復措施來進一步凈化水體；
（2）加強水生態修復技術的相關技術研究與應用的投入；
（3）制定相關法律法規，在污染相對比較嚴重的工業園區內的河道，可以借鑒“流域管理與區域管理相結合”的模式，要求相關區域的企業在保證達標排污的基礎上，通過簽訂相關合作公約，與政府部門共同治理流經園區內的河道。比如在園區內的河道上游安裝固定式河道曝氣裝置，保證流經園區的水質污染物濃度不升高；
（4）據嘉興市環境保護監測站常規地表水監測的數據顯示，嘉興市飲用水源地涵養區地表水溶解氧濃度常年低于5mg/L，對污染物的凈化不利。在水源地涵養區安裝河道曝氣裝置可以保持河道溶解氧的高水平，進一步凈化涵養區的水質。同時，該裝置亦可作為對付突發性河道污染事件（如暴雨溢流導致涵養區水質惡化等），恢復河道的生態環境和自凈能力的有效措施。
參考文獻：
[1] 蘇盈盈等.嘉興市環境質量報告書.環境質量報告（研究報告），2012（5）
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[5] 凌暉等. 純氧曝氣在污水處理和河道復氧中的應用[J]. 中國給水排水，1999，15（8）：49-51
[6] ] Soo-Saeng Kim et al， Analysis of the effect of surface aeration（air-O2）installation on water quality improvement in the estuary of Suyong River，Korea（research report），Environmental Pollution Control Institute，Dong-Ah University，1990.
生態修復基本原理范文6
關鍵詞：城市河道、整治、景觀、設計
中圖分類號：S611文獻標識碼： A 文章編號：
1城市河道的功能
(1)防洪排澇功能。河道的自然形態及兩岸的濕地具有減緩洪水行進速度的功能，從而減輕河道下游洪峰的強度和形成。河道的行洪排澇作用是其最基本的功能，也是對位于城市內河道或河段的最基本要求。
(2)灌溉供水功能。河流具有一定的蓄水、滯水作用，是城市居民與其他生物維持生存，以及城市環境得以存在的必要因素。從河道引水灌溉農田、供給工業和市民生活用水，因此，良好的河道水環境是保障水資源持續供應的基礎。
(3)調節小氣候與凈化空氣的功能。河道具有調節局域小氣候的作用。由于城市河流有較大的水面蒸發，河流水的高熱容性、流動性以及河道風的流暢性，可以增加臨近區域的空氣濕度，減弱城市的熱島效應，為城市居民提供舒適宜人的生活空間。
城市河道的周邊綠化可以吸附灰塵、汽車尾氣等毒害氣體，達到凈化空氣的作用。同時帶狀的綠化還可以消解嘈雜的城市噪音以降低噪音污染。
(4)景觀功能。城市河道是一個城市的綠色生命帶。美麗的濱水景觀可得幾乎由直線條方塊體構成的城市不再機械，水面轉化了固體邊界，水體潛藏著無限神秘，水流充滿了勃勃生機。無論奔騰咆哮的大河，或是清澈見底的涓涓溪流，幾乎每一條河流，每一個水域都會給人們帶來美的享受，流動的水體和穩固的岸堤構成了河流景觀動與靜的和諧統一。
(5)休閑娛樂功能。城市河道不僅帶給人們安謐性、運動性、持續性和舒適性的美學享受和精神體驗，同時還具有休閑、娛樂功能。河流生態系統能夠提供的娛樂活動可以分為兩類:①直接利用水的娛樂活動，如劃船、滑水、游泳、漁獵和漂流等;②沿河岸進行的休閑活動，如露宿、野餐、遠足休閑和攝影等。
(6)生態功能。自然狀態下的河道具有豐富的生物多樣性;邊坡植被可截留部分污染物;生態河岸可有效降低岸邊土壤流失，提高水土保持能力;作為景觀生態學中的線性要素，河道的異質性決定其河流廊道的身份，供野生動物棲息，尤其是輸送礦物養分滿足生物遷徙需求，具有其他廊道類型所無法替代的作用;河床的透水性可以保證河水與地下水交換，減弱河道的水文變化。
2城市河道整治的原則
在城市河道綜合整治的過程中，應充分遵循河流本身的自然規律和自然屬性，使得通過河道整治的相關工作，還原河道的本質屬性和自然屬性，并在此基礎上實現城市河道的各項功能。因此，在城市河道的整治過程中，需要遵循以下幾方面的基本原則。
(1)遵循河流本身特性的原則。這是城市河道綜合整治的基本原則與本質性規律性所在。在整治的過程中，河流自身的水流特性、水力學特性、生態流量、降解特性、生物屬性等自然屬性是整治工作的依據和落腳點。
(2)防洪安全與生態安全并重的原則。在河道整治的過程中，需要同步解決防洪排澇問題和河道生態安全問題。河道整治的目的不僅僅是為了防洪排澇安全，更重要是為了供水安全、生態用水安全和水環境的質量安全。
(3)地域適應性原則。不同區域具有不同的特點，地域的差異性和特殊性要求在河道綜合整治過程中不能照搬照抄，需要因地制宜選擇適應的整治措施。
(4)河道獨特性原則。城市河道綜合治理的整體目標應與城市發展相協調，然而其河道景區內的各功能分區、景觀節點、建筑小品、河道護岸風格等應各具特色。
(5)截污治污同步原則。城市河道整合整治的同時必須進行系統的截污治污工作，這也是保證河道整治成效的關鍵環節。
3城市河道生態景觀工程技術
城市河道生態景觀工程是城市河道綜合整治的重要環節，是確保河道整治工作成效的基礎與關鍵，其工程技術體系已逐漸發展與完善。具體的工程技術內容包括生態護坡技術、水質綜合修復與凈化技術、河道景觀設計3大塊，這3個方面協調發揮作用，缺一不可。
3. 1生態護坡技術
對于標準“梯形”漿砌石斷面或混凝土斷面對河道生態系統帶來的不利影響已成為人們的共識，為了合理解決防洪和生態保護之間的關系，各類河道岸坡生態護坡技術應運而生，已經成為國際上公認的解決河道整治問題行之有效的方法。生態護坡技術是基于水土保持學、生態學、水利工程學和生物科學等學科的基本原理，利用植物及植物與工程材料相結合的方法，在邊坡上構建具有生態功能的護坡系統，通過生態工程的自我支撐、自我組織與自我修復等功能，實現邊坡的抗沖蝕、抗滑動和生態恢復，以達到減少水土流失、維持坡面植物生存環境、提高坡面動物和微生物棲息地的質量、營造健康的河流生態系統和改善人居環境等目的。
發展到今天，生態護坡技術的體系已日臻完善，根據土質條件可分為土質生態邊坡防護和巖質邊坡防護，巖質邊坡防護的關鍵是創造植被生長的有利條件。生態護坡必須考慮邊坡的穩定性和安全性，植被的選擇與周圍大環境相協調一致，并考慮植被的生態性、形態性、地域性，應適合當地氣候條件、土壤條件，且抗逆性強，生長迅速、自繁殖能力強、適應粗放管理，維護工作量小。當前國內外采用的各種生態護坡技術主要有生物工程技術、土工網復合植被技術、植被型生態混凝土技術、多自然型技術等。
3. 2水質綜合修復與凈化技術
城市河道水質修復與凈化需要從3個方面做好工作。①系統的截污、治污，確保排放到河道的水滿足相關的質量標準。同時，需要做好河床的清淤工作，使得整治后的“初始河道”歸位于清潔的狀態。否則，就算是其他工作做得再好，對于河道水質的治理也無濟于事。②確保城市河道所需要的基本生態流量、流速等特性與性質參數，使得河道保持一定的自凈能力。③通過對物理方法、化學方法、生物方法等水質凈化技術，包括土壤滲濾技術、人工濕地技術、穩定塘技術、人工浮島技術等的綜合運用，保持城市河道水質，且實現穩步提高的理想效果。
其中，人工濕地技術充分利用濕地生態系統中的物理、化學和生物的三重協同作用，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現對污水的高效凈化，具有投資小、處理效果好、運行維護方便等特點，同時水生植物的搭配還能起到良好的景觀效應。人工濕地技術廣泛應用于景觀水處理、湖泊生態修復、生活和工業、農業等污水處理。
3. 3河道景觀設計
“仁者樂山，智者樂水”，親水是我國永恒的主題。中國人在幾百年前己經引進了水利景觀的概念，追求的是自然的地理景觀，以青山綠水、煙波浩森為美。而現代人除此之外，還追求有人工建筑的美，如園林、水鄉、水城、親水建筑和水的文化氛圍。
河道景觀設計的牽涉面較廣，不同地區、不同城市、不同主題的河道景觀差別較大，但在保持河流生態系統的完整性、引人城市歷史文化元素、與周邊環境相融合、功能多樣性以及鮮明的景觀主題等方面的基本原則是一致的，需要綜合考慮相關因素。
4結語
