水生态修复工程技术
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇水生态修复工程技术范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
水生态修复工程技术范文第1篇
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。 2 不同技术措施的适应性评价及其合理使用
2.1 对受污染河流的适应性
河流污染治理一般应从源头做起。但源头治理能力也是有限的。以深圳河（含深圳湾，下同）的污染治理为例，截止2003年底，该流域已建污水处理厂四座，设计污水处理能力为142万m3/d，比当年实际污水排放量125万m3/d高 16.6%。然而，深圳河水质依然黑臭，常年处于劣Ⅴ类的状态。通过分析认为：污水截流不彻底和深圳河纳污能力过小是主要原因，除此之外，还有城市面源和部分城区尚未截流等原因。一般认为，对于类似深圳市自然环境和社区经济布局的城市，污水截流管网健全，城市污水截流率可以达到90%，最高很难超过95%。深圳市河流枯水期的污水量远远大于径流水量，有10%的未截流污水，加上面源污染等因素，河流依然黑臭，应该是在情理之中的。除此之外，还有城市污水管网收集不到的边缘村镇污水，以及城市污水处理厂对氨氮、总氮、总磷的去处能力十分有限等，也是需要实施河流污染生物-生态修复的主要原因。
河流污染生物-生态修复与城市污水处理厂相比，主要优点在于：①不需要占用城区土地或优质耕地；②不需要高于城市污水厂投资数倍的管道网络及其维护；③距城市居民区一般相对较远，不扰民或者较少扰民等。然而，河流污染生物-生态修复在治理污染方面，仅仅是对城市污水处理厂的补充，而不能代替城市污水处理厂。因为大量、高浓度城市污水采用污水处理厂治理比采用河流生物-生态修复治理经济的多。
在河流生物-生态修复措施中，对于污染相对严重的河流，使用生物（微生物）修复比生态修复工程措施要优越得多。在生物修复工程中，河底工程和河道傍侧工程一般有微生物固定化的措施，比采用没有微生物固定化措施的河中曝气或直接投加微生物的效果好得多。在使用的微生物菌种方面，使用有针对性的高科技微生物菌种，比使用自然微生物菌种的效果好得多。
2.2 对富营养化水体的适应性
湖泊、水库和河口、海湾、近海的富营养化，是人类社会的一个难题。城市污水处理厂和河流生物修复的办法，对有机污染物的治理效果十分显著，但当有机物被氧化、分解和挥发、无害化之后，总是仍有相当部分已经无机化的氮、磷营养物质不能得到去除。对于无机磷污染物，采用化学的办法基本可以得到有效；对于无机氮污染物，目前还没有比较好的处理方法。这些营养物质进入湖泊、水库、河口、海湾、近海等缓流水体后，在适宜的环境条件下，会使水体中某些藻类或植物疯长，产生水华、赤潮和富营养化，从而导致严重的生态灾难和水生生物死亡，以及造成湖泊水面萎缩、甚至消失等。
氮、磷元素是植物生长必需的营养物质。因而，治理氮、磷最好办法是植物生态处理或植物生态修复。对于城市而言，土地是制约植物生态处理和修复的重要因素。充分利用河滩、湖滩、海滩、海湾及其它湿地，以及荒地、林地、草地等治理氮、磷污染是重要的。对专门用于治理氮、磷污染的湿地而言，在海滩、海湾、河口和浅海，以红树林和海带植物比较好；对陆域湿地，以芦苇、茭草、蒲草、茭白等植物比较好。对河、湖、水库、海湾、海岸进行生态修复，必须满足防洪、防潮和景观等要求。
2.3 对水利工程胁迫的适应性
水利工程对河流生态的胁迫主要表现在两方面：一是河道、航道整治使自然河流渠道化，从而破坏水生生物的产卵场、栖息地和河流形态的多样化，以及减弱河流的自然净化能力和破坏岸边生态系统；二是水坝建设使自然河流非连续化，从而淹没生物产卵场、栖息地和阻断鱼类的回游通道，以及降低河流的自然净化能力和破坏河流形态的多样性等等。对此，可采用河道、河型多样化的生态修复措施，设置人工产卵床，建设人工产卵场、栖息地和回游通道，以及人工放流等措施缓解。水利工程对河流生态的胁迫主要是生物生境和生态条件的改变，因而，修复的措施以河流生态水工学和水生生物增殖、放流措施为主。
3 河流生物修复的技术类型及其应用
3.1 河道底部生物处理修复工程
以深圳市大沙河河底式生物处理工程为例。该工程坐落在深圳市南山区大沙河大学城河段，设计污水处理能为4000m3/d，设计水流停留时间4.8h。采用的处理技术为日本 “自然循环方式水处理系统技术”。该技术的创新特点是利用自然土壤和水田对污水净化的原理，不使用任何化学药品，通过使用石头、木炭、塑料球以及经过特殊加工的木炭（生物炭），作为净化过滤材料达到综合净化污水的目的。
该工程的主要设施由6个单元组成，分别为污泥储存单元、水量分流单元、接触沉淀单元、接触曝气单元1、接触曝气单元2和出水整理脱色脱臭单元等。通过这几个单元的组合，可以高度去除污水中的BOD、COD、SS和LAS（阴离子界面活性物质），同时，也能有效去除氨态氮。处理效果见表1。 3.2 河道傍侧生物处理修复工程
北京二道河傍侧生物处理与修复工程。该工程坐落在北京市顺义区首都机场附近，设计日处理污水量1.7万m3/d，采用的处理技术为固定化高效微生物—曝气生物滤池（简称I-BAF）。该工程属实验工程，仅有一个长100m、宽6m、有效水深5.5m的长条形曝气生物滤池，有效池容3300m3，停留时间4.7h。滤池内填装网状悬浮大孔载体，载体高度3.2m。工程的前处理部分仅有一个格栅和一个用堆石坝拦截污水形成的回水区，依次起到稳定取水和沉淀泥沙的目的。处理效果见表2。
另外，日本江户川支流坂川古崎净化场，韩国汉江支流良才川水质净化厂等河道傍侧工程的处理效果也很好。
3.3 河道内曝气和高效微生物处理修复工程
河道水体人工曝气复氧是一种有效的河流生物-生态修复技术。20世纪60年代起，国外已有不少国家应用人工曝气复氧改善河流水质和生态环境。如，德国的鲁尔河、莱茵河，英国的泰晤士河、特伦物河，美国的福克斯河、佛博河及威斯康星河等，均有成功的工程范例。在国内，上海环境科学研究院对苏州河水体进行了实验室研究，结果表明，即使黑臭程度高的河水，在有氧条件下20小时后臭味也可基本去除，水体颜色明显改观，COD、BOD浓度大幅下降。
微生物作为河流生物修复技术的核心，国外的开发研究很多。美国、英国、加拿大、日本、巴西等国家，已有上百种商品化的微生物制剂可供选用。根据实验结果，在处理特种废水方面，高效微生物比普通微生物高几倍到十几倍，而且还能够处理普通生物法不能处理的废水。在城市污水方面，使用高效微生物除具有良好的COD、BOD5去除效果外，还具有良好的脱氮除鳞效果。将高效微生物直接用于河流水质修复，成本较高，容易造成流失和浪费，目前国内使用的不多。但通过微生物固定化技术或生物滤池技术，使用高效为生物的实例国内已有许多。
4 河流生态修复的技术类型及其应用
4.1 山区河流的生态修复
山区河流比降大、水流急，宽深比小，来沙量远远小于挟沙量，河床往往有大石块和不均匀的麻砂组成。经过自然发育后，往往形成阶梯—深潭结构的河道形态。阶梯－深潭结构稳定了河床，从而稳定了岸坡，在一定的温度和降雨条件下两岸有发育良好的植被，河流底栖动物密度比邻近的具有同样气候水文条件但不发育阶梯-深潭结构的河流高出1000多倍，生物多样性指数也大得多。这是由于阶梯-深潭创造了多样性的生物栖息地的缘故。
目前，德国、日本和我国的台湾等，都在模拟使用阶梯-深潭结构治理山区河流和修复河流生态。 4.2 生态护岸工程
生态护岸的目的在于为野生动物提供栖息地和隐蔽场所，保障自然环境和人居环境的和谐统一，对河岸进行加固，防治河道淤积、侵蚀和下切等。生态护岸材料主要有：石头、木材、多孔混凝土构件和自然材质制成的柔性结构等等。在设计新材料护岸时，应确保水流作用下的结构安全，选择能够适应河流长期演变的结构形式，与河滩地和丁坝组合在一起保护护岸稳定。
我国深圳市已建人工湿地生态修复与处理工程数座，对COD的去除率一般可达70%~80%，对氨氮的去除率一般可达50%~60%。每1m3/d处理能力的占地面积大约为3m2。
4.4 人工产卵场、栖息地和回游通道工程
过鱼设施的基本原理是利用鱼类的向流（逆流）行为，人工创造更大的流速，将鱼诱入进口，让鱼类自行溯游过坝，或运用各种手段运送过坝，主要有鱼道、鱼闸、升鱼机、集运鱼船等。
人工模拟产卵场、栖息地是指在坝下附近的支流或人工渠道内，模拟产卵场、栖息地要求的环境，让鱼类自行进入产卵场或栖息地（下图为某河流上的鱼类洄游通道）。
4.5 人工增殖站和生物放流工程
人工繁殖放流是指建立人工产卵场，收集和培育亲鱼，人工催青，人工孵化育苗，培育鱼种，将一定规格的幼鱼放入坝下河流，让其下海生长。目前国内外都十分重视设置人工增殖站，开展人工增殖、放流工作，用于解决水坝对水生生物的阻隔。
水库修建后，营养物质在库内富集，浮游生物迅速生长，如果不能很好利用，将会自然死亡，恶性循环，从而造成富营养化和水质污染等。按照生态平衡原理，合理投放食用不同浮游生物的鱼种进库，进行生态修复，用产品的形式让富营养物质出库，既能清洁水库，又能收获鱼产，可以做到一举两得。所有这些，都需要有生命科学和生物、生态技术作为支撑。
主要参考文献：
1 上海辞书编辑委员会，辞海，上海辞书出版社，1979年；
2 中国大百科全书编辑部，中国大百科全书（环境卷），1980年；
3 董哲仁等，受污染水体的生态修复技术，水利水电技术，2002，(2)；
4 董哲仁，生态水工学的理论框架．水利学报．2003，(1)；
5 Loftin KA，Toth LA．Kissimmee River Restoration：Alternative Plan Evaluation andPreliminary Design Report[R]. South Florida Watermanagement District，West Palm Beach，Fla．1990；
6 National Research Council，
水生态修复工程技术范文第2篇
关键词景观水体；修复；处理方法；
前言
近年来，随着社会的不断发展和人们生活条件的不断改善，景观水已经融入了人们的生活，日益关注以水景为主题的小区、园林、城镇等建设。然而，由于污染导致一些景观水的水质已开始发生变化，湖水正在变黑发臭，某些湖泊还出现了观赏鱼大量死亡的现象，水体的富营养化成为景观水体亟待解决的问题。
景观水体的水质维护主要是控制水体中COD、BOD、TN、TP等污染物的含量及藻类等的生长(使其不过度繁殖)，保持水体的清澈、洁净，而景观水体的修复是针对已受污染的水体如何恢复正常功能。任何修复技术必须在可行性研究基础上进行选择，主要考虑的问题包括：技术的有效性；水环境被修复的程度；投资和成本，以及可能的替代方案的有效性与成本比较等[1]。
当前景观水体治理技术可归结为以下几种类型。
1.控制营养物质来源的技术
主要是控制外源性污染：对于工业废水和生活污水这样的点源，应排入城市污水处理系统，严禁排入景观水体；对初期雨水应适当进行处理后，再排入水体；严格控制景
观水体周围化肥农药使用量和使用时间；杜绝生活污水、垃圾进入水体，严禁在河堤、湖岸倾倒堆放垃圾；定期对水面漂浮的树枝败叶及杂物进行清理。只有从根本上控制了外源性污染，才能为内源性污染的治理提供可靠保证。
2.控制藻类的技术
2.1 机械除藻
利用捞藻船、吸藻泵等机械设备捕捞水面上的藻类,间接去除水体氮、磷营养盐。中科院水生生物研究所于2001~2002 年对滇池水华蓝藻进行机械清除,共清除蓝藻360.83t( 干重),相当于从水体中去除了氮37.33t、磷2.71t、有机质200.32t, 水体中的重金属也被部分去除。
2.2 杀菌消毒及除藻技术
为了抑制水中藻类的生长,可加入一定量的硫酸铜 (铜离子含量为1mg/L左右)。当水体滋生了菌类时可向水体中投加氧化剂,如次氯酸钠、液氯、漂白粉、臭氧、异噻唑啉酮等进行杀菌消毒。
药剂杀藻是一种快速见效的技术。昆明世博会期间, 为消除滇池草海蓝藻水华, 采取了一系列应急措施, 包括投加化学药剂杀藻, 基本控制了水华和恶臭，改善了水体景观。
3.生物控制技术
3.1水生生物修复法
水生生物修复法是利用生态系统食物链摄取原理和生物相生相克关系, 通过改变水体的生物群落结构来有效地回收和利用资源,取得水质的净化、资源化和景观效果等综合效益。
3.1.1 水生植物修复法
多种高等水生植物能够有效的吸收水中氮磷等污染物质，抑制藻类的繁殖。水生植物可分为挺水植物、浮叶植物、沉水植物和漂浮植物。南京莫愁湖通过种植莲藕,年产莲藕25万kg ,带出的氮有60多t ,磷达1t多,浮萍在1个月内能将污水中的磷去除90%。北京动物园水体通过种植荷花、水葫芦及芦苇等水生植物，明显提高了水体的透明度和溶解氧，抑制了藻类的生长繁殖，还能带来一定经济效益。利用水生高等植物组建人工复合植被在富营养化水体治理中具有独特优势, 但要注意防止大型植物的过量生长,应及时收割，避免其腐烂。
3.1.2 水生动物修复法
水生动物是以游离细菌、浮游藻类、有机碎屑等为食,通过营养链进行控制，能够在一定程度上调控景观水体的水质。水生动物包括浮游动物、游泳动物和底栖动物。通过定期对游泳动物和底栖动物进行打捞,可以防止其过量繁殖造成的内源污染,同时也将已转化成生物有机体的有机质和氮磷等营养盐从水体中彻底输出。武汉东湖富营养化水体中引入50g/m3的鲢或鳙,使微囊藻水华得到有效抑制。扬州海德公园人工湖、新城河等景观水体内放养了白鲶、螺蛳等能滤食浮游藻类和有机碎屑的水生动物, 用它们摄食水中浮游藻类, 同时还能分泌一些促絮凝物质,使湖水中悬浮物质絮凝,使景观水体透明度提高, 改善了公园内水体水质。
3.2微生物净化技术
景观水体中污染物高效降解菌很少, 补充有益微生物和促进其生长的营养剂可加速水体中污染物的降解,也有助于加快底泥中污染物的分解转化。
3.2.1 投菌法
采用投加菌种方法进行景观水体的生物修复近年来成为国内外研究的热点, 在日本、韩国、澳大利亚等应用较多。人工选育培养出的光合细菌、硝化细菌等复合高效微生物, 能够有效去除氮、磷营养元素和有机污染物, 抑制藻类生长, 增加水体溶解氧, 改善水质。目前较为成熟的投菌技术有美国CBS公司开发研制的CBS技术和日本琉球大学教授比嘉照夫先生开发EM技术。
3.2.2 生物激活法
生物激活法是通过向水体中投加生物促生剂来刺激土著微生物的迅速繁殖,增强水体的自净能力。主要有以下几种投加方式：投加微生物营养盐、投加电子受体与共代谢基质、投加表面活性剂。通过纯天然物质制成的生物激活剂Bio OxidatorTM(Bo)，Nutra Complex TM(Nc)对上海植物园兰室和牡丹园湖水进行修复，结果表明，Bo和Nc对水体COD、BOD、TP、浊度等均有显著的去除效果，并可显著提高水中DO。
5.2.3 水生微生物修复技术
水生微生物修复技术包括生物接触氧化法、曝气生物滤池和膜生物反应器等，其中以生物接触氧化法和曝气生物滤池运用广泛。刘书宇[2]等以沸石和煤渣为主要基质，从土著微生物中筛选驯化优势菌群挂膜于基质内构建复合生态床修复黑龙江省太阳岛天鹅湖富营养化景观水体，结果表明：优势菌群使系统很好完成对氮的循环去除，且优势菌群强化系统离子交换去除率及消化去除率延程均显著提高。陆洪宇[3]采用A/O一体式悬浮曝气生物滤池处理苏州园林景观水, COD、NH3-N、TN和TP的去除率分别为56%左右、90%以上、40%左右和接近30%, 出水浊度低于2NTU。
4 生态控制技术
4.1生态稳定塘
稳定塘是经过人工适当修整，设围堤和防渗层的污水池塘，主要依靠自然净化功能使污水得到净化。何龙[4]采用生态砾石接触氧化/稳定塘处理微污染景观水,COD、浊度、TN、TP和蓝绿藻的去除率分别为56%～68%、80.6%左右、44.8%～48.3%、24.6%～31.4%和85%左右。稳定塘运行成本低,但占地面积大,处理周期长,适于附近有天然池塘可以利用的景观水体。此外，稳定塘内也可种植水生植物、放养水生动物以形成多级食物链，组成复合的生态系统。
4.2 “生态岛”修复法
生态岛法就是往景观水体中投入临时性的人工设施来改善、创造一个完整的生态系统，利用厌氧微生物、好氧微生物以及微小动物、植物等组成的生态系统将有机物进行强化分解，最终成为简单的含C、N、P 等无机物，达到净化水质的目的。目前植物浮岛技术已成功应用于滇池草海水域生态修复工程, 建设了植物浮岛生态区78亩, 用毛竹或水竹制成框架, 其底部用聚乙烯网兜住的围栏形成植物载体,其上种植匍匐茎草本植物如凤眼莲等，挺水植物主要为狭叶香蒲、芦苇及风车草等及藤本植物，具有植物根系密实、抗风浪能力强、净水作用明显、景观效果好、维护管理方便等特点。
4.3人工湿地处理系统
人工湿地是利用土壤填料-微生物-水生动植物复合生态系统进行物理、化学和生物的协同净化,通过过滤、吸附、沉淀、植物吸收和微生物分解实现对营养盐和有机物的去除。美国佛罗里达州大型浅水湖―Apopka湖，利用人工湿地去除湖中的悬浮物、氮、磷等，取得了很好的效果。经过29 个月的运行，主要污染物的去除率分别是：总悬浮物89%~99%，总磷30%~67%，总氮30%～52%[5-6]。TANNER等[7]在使用表面流人工湿地对新西兰北部放牧草地潜水径流处理中发现，占径流面积1%的人工湿地可有效降低径流水体的TN和TP。目前,我国的城市湿地已初具规模，有常德市西洞庭湖青山湖国家城市湿地公园等十数处。城市湿地作为城市稀有的自然落资源, 是城市绿地生态系统的重要组成部分,在提供水资源、调节气候、涵养水源、降低洪水危害、降解污染物、保护生物多样性等方面,发挥着重要作用。
4.4地下渗滤系统
地下渗滤系统主要由潜水泵、布水系统、渗滤池、收集管与草坪等组成。原水在渗滤池中通过砾石层的再分布,在土壤毛细作用下上升至植物根区,经过土壤的物理、化学作用和微生物的生化作用以及植物吸收利用后得到处理和净化。在微生物作用下, 有机污染物被吸附、降解,达到净化除臭的目的,通过表面植草来吸收降解后的营养物质如N、P等, 既满足了自身生长的需要,又去除了水中的污染物质。王绍春[8]等将该系统运用于苏州拙政园景观水，测试表明：出水浊度在4～10NTU之间，高锰酸盐去除率稳定在10%～35%，氨氮及正磷酸盐浓度下降，出水水质可达到园林景观水水质标准的B类。
4.5生物栅技术
生物栅技术是利用植物、微生物、水生动物和底栖动物等生态要素的协同作用来实现生态修复功能，在有限的空问内富集巨大的生物量，以达到快速、高效的处理效果[9]。杨清海[10]等设计的生物栅是一种不需要人工曝气的原位修复水体装置，生物栅的水生植物选用根系发达的黄花美人蕉(Canna indica)，其发达的二级、三级根系与填料纤维交织在一起，起到固定植物、提供强大的生物附着载体以及为其他生态要素提供氧气的重要作用。用该装置处理上海市苏州河支流华东师范大学校园内丽娃河河水(富营养化水体)，在HRT=72h时，TOC、COD、TN和TP的去除率分别为52.2%、57.6%、60.9%和82.4%。NH4+-N在HRT=24h时去除率为32.4%。
5.结论
物化方法净化景观水是目前常规的处理方法,但其前期投资费用相对较高，后期维护费用也较高，且能源消耗较大，并不能从源头上进行控制，是一种治标不治本的方式。且随着耐药性藻类的出现，需要频繁地变换化学药剂，同时药的投加量也会更大，处理费用也较高，且造成二次污染。生物、生态技术则是以生物学以及生态学理论为基础，改善水生生物的生存环境，优化水生生物群落，提高水生态系统的自净能力，维持水生态系统的稳定健康发展，是治理富营养化景观水体的有效途径。生态修复的方法作为一种治理景观水体的新技术，克服了物理、化学方法的不足，因此成为目前景观水处理的应用热点。
参考文献
[1] 张锡辉.水环境修复工程学原理与应用[M].北京：化学工业出版社，2002.
[2] 刘书宇，马放，姜钦鹏.生物强化生态床修复景观水过程中氮转化积累研究[J].北京工业大学学报，2008，24(6):642-645.
[3] 陆洪宇.改进型曝气生物滤池对景观水处理的试验研究[D].哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2005.
[4] 何龙.复合生态工艺处理城市景观河流的中试研究[D].上海: 上海交通大学, 2003.
[5] 古滨河.美国Apopka 湖的富营养化及其生态修复[J].Lake Sci（湖泊科学），2005，17（1）：1-8.
[6] Coveney M F，Stites D L，Lowe E F，et a1. Nutrient removal from eutrophic lake water bywetland filtration [J]. Eeol Eng，2002，19：141-159.
[7] TANNER C C，NGUYEN M I，SUKIAS J P S．Nutrient removal by a constructed wetland treating subsurface drainage from grazed dairy pasture[J]．Agriculture Ecosystems & Environment，2005，105(1)：145―162．
[8] 王绍春,费忠民,张维佳.地下渗滤系统处理园林景观水的实验研究[J].苏州科技学院学报( 工程技术版),2007,20(3):45-47.
水生态修复工程技术范文第3篇
关键词：生态系统健康；生态恢复；生态修复；生态重建；生态工程
中图分类号：F205文献标识码： A
1生态系统健康及其诊断
1.1 生态系统健康的提出及涵义
从生态系统观点出发，一个健康的生态系统是稳定和可持续的，能够维持其组织机构、自给及对胁迫的恢复力；从人类需求考虑，健康的生态系统能提供维持生态系统服务能力等。所以，，健康的生态系统不仅在生态学意义上是健康的，而且有利于社会经济的发展，并能维持人类群体的健康。
1.2 生态系统健康的类型
1.2.1 生态系统健康为一级区
生态组织结构十分完整合理，系统活力极强，外界压力小，无生态异常出现，生态系统的生态功能极其完善，系统极其稳定，处于可持续状态。
1.2.2 生态系统较健康为二级区
生态组织结构合理，系统活力较强，外界压力较小，无生态异常，生态系统的生态功能较完善，系统尚稳定，处于可持续状态。
1.2.3 生态系统亚健康为三级区
生态组织结构完整，具有一定的生态系统活力，外界压力较大，接近生态阈值，系统尚稳定，但敏感地带多，已有少量的生态异常出现，可发挥基本的生态功能，生态系统尚可维持。
1.2.4 生态系统不健康为四级区
生态组织结构出现缺陷，系统活力较低，外界压力大，生态异常较多，生态功能已经不能满足维持生态需要，生态系统已经退化。
1.2.5 生态系统患病为五级区
生态组织结构极不完整合理，自然植被被斑块破碎化严重，活力极低，出现大面积的生态异常区，生态系统已经恶化。
2生态恢复及其类型与相应的生态工程
2.1 生态恢复的含义
国际恢复生态学会提出以下三个定义：①生态恢复是修复被人类损坏的原生生态系统的多样性的动态过程；②生态恢复是维持生态系统健康及更新的过程；③生态恢复是帮助生态整合的恢复和管理过程的科学，生态系统整合性包括生物多样性、生态过程的结构、区域及历史情况、可持续的社会实践等广泛的范围。
2.2 生态恢复的类型与相应的生态工程
2.2.1 生态预防和自然保护区
生态良好区域及重要生态功能区采取生态预防，要充分保护和利用生态系统的抵抗力，建立自己自然保护区是最有效的保护形式。
2.2.2 自然恢复与封育
自然生态系统的进化具有可持续性，就是因为其具有一定的依靠自身力量实现生态自我恢复的能力。天然的生态系统已受到人为干扰影响，但其受害只要是不超负荷的，压力和干扰被解除后，就可以逐步恢复其结构和功能。对此区域，要重视自然封育，充分利用生态系统的天然恢复能力。因此，“自然恢复”就是依靠自然演替来恢复已退化的生态系统。
2.2.3 生态修复与补播、放流
如果生态系统的受害是超负荷的，在解除干扰或减轻干扰的情况下，只依靠自然过程并不能使系统恢复到初始状态，这就必须采取人为的措施帮助恢复其组织机构和功能。自然生态系统生态修复的主要措施是施以人工更新或人工促进更新，如草场的补播改良；在更新能力缺乏的林地应用飞播补植一些树种；在沿海及江湖实施人工放流生物幼苗等。
2.2.4 生态重建与人工生态工程
生态恢复最本质的目的就是恢复生态系统的必要功能并达到系统自己能够维持的状态。当自然生态系统的组织机构和功能受到严重干扰和破坏，依靠自然演替恢复或生态修复都不可能使生态系统恢复到原始状态时，对这样的区域就必须进行人工生态设计，实行生态重建。如对严重退化的草场，可以引进适合当地气候的草种，通过建设人工草场增加地面的植被覆盖，在此基础上在进行更进一步的改良；在宜林荒山、荒坡、荒滩、则可营造人工林，增加森林覆盖率，改善生态环境；
3生态系统健康与生态恢复及工程的相应关系
3.1 生态系统健康采取生态预防、建立自然保护区等措施
自然生态系统处于健康状态，应当充分利用和保护其抵抗力，采取生态预防的对策，如建立自然保护区、森林公园、湿地公园或重要生态功能保护区等。
3.2生态系统较健康采取自然恢复、实施封育措施
自然生态系统处于较健康的状态，应当充分发挥、利用和保护其恢复力，采取自然恢复的对策，实施封育措施；森林生态系统处于较健康状态，应当采取封山育林的措施；草原生态系统处于较健康状态，应当采取草原封育的措施；荒漠生态系统处于较健康状态，也应当采取封育的措施；海洋和海岸生态系统及陆地水生生态系统处于较健康状态，则应采取禁渔或季节性禁渔的措施；湿地生态系统处于较健康状态时也应采取相应的封育措施。
3.3生态系统亚健康状态采取生态修复，实施补播、放流等措施
自然生态系统处于亚健康状态，应当采取生态修复，实施补播、放流等措施。森林生态系统处于亚健康状态，应采取飞播造林措施；草原生态系统处于亚健康状态，应采取补播、飞播牧草等措施；海洋生态系统和陆地水生生态系统处于亚健康状态，则采取放流的措施。近年来我国在沿海和一些河流、湖泊都采取了放流措施。
3.4生态系统不健康或患病，采取生态重建方式
自然生态系统处于不健康状态或患病状态，其恢复力已很弱或没有，因此必须依靠人为的作用使生态系统重建，就是说要采取生态重建的对策，采取建设人工林、人工草场、人工湿地、人工绿洲等工程措施。
4结论
4.1 各种生态系统的健康与生态恢复及工程的关系不尽相同
各种生态系统的健康与生态恢复及工程的关系大同小异，又不尽相同。如荒漠生态系统处于不健康或患病状态，不同于森林、草原生态系统采取生态重建对策和建设人工林、人工草原的措施，而是采取自然恢复与封育的措施即可；海洋生态系统和陆地水生生态系统处于不健康或患病的情况下也很难采取生态重建及建设人工生态系统的对策，而往往采取自然恢复和生态修复的对策及休渔与放流的措施。
4.2生态监测与调查是基础，生态系统健康评价是关键
只有通过生态监测与调查才能获得大量必要的信息与资料，并对此进一步分析与评价，但自然生态系统类型很多，若采取不同的评价体系和方法，势必难以取得可比性，难以决定相应的对策与措施。生态系统健康的理论和方法，为将不同生态系统的状况统一标准进行评价提供了可能。
4.3根据“诊断”，采取相应生态恢复对策及工程措施
根据对生态系统健康状态的“诊断”，对症施医，采取相应的生态恢复对策及工程措施，是生态保护的总体思路。
参考文献：
[1]肖风劲，欧阳华。生态系统健康及其评价指标和方法[J]。自然资源学报。2002，17（2）：203～209
[2]沈文君，沈佐锐，王小艺。生态系统健康理论与评价方法探析[J]。中国生态农业学报，2004，12（1）：159～161
[3]宋轩，杜丽平，李树人。生态系统健康的概念、影响因素及其评价的研究进展[J]。河南农业大学学报，2004，37（4）：375～379
[4]师尚礼。生态恢复理论与技术研究现状及浅评[J]。草业科学，2004，21（5）：1～5
[5]杨京平，卢剑波。生态恢复工程技术[M]。北京：化学工业出版社，2002
[6]彭少麟。退化生态系统恢复与恢复生态学[J]。中国基础科学，2001，（3）：18～24
水生态修复工程技术范文第4篇
【关键词】生态水利工程；设计；耐久性
生态水利工程是一项综合性工程，既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。
1 生态水利工程学的内涵
1.1 传统意义的水利工程学
对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。传统意义上的水利工程可以简单理解为人类为实现水资源的再分配和水资源的利用而采取的工程措施或行为。水利工程最初主要用来为人类：
1.1.1 提供稳定的水源（如修建水库、打井）；
1.1.2 减缓或去除农作物旱涝渍灾害（如修建提水泵站、排水沟、灌溉渠道等）。
1.1.3 提供清洁能源（修建水电站）；
1.1.4 提供水利旅游景点（如修建水库、人工湖泊等），这主要体现了水利工程的资源、经济与社会性。
1.2 生态水利工程学的概念
生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理和技术方法的工程学。它包含以下4个方面的科学内涵：
1.2.1 生态水利工程的开发应强调生态系统的自组织原理。在设计阶段，应当将生态系统健康过程的维持置于重要位置，并作为设计制约因子，使水利工程能满足适宜的生态水文过程要求；
1.2.2 生态水利工程强调施工过程的环境友好性，防止在施工过程中造成巨大的环境成本付出；
1.2. 3 生态水利工程更强调基于生态需水规律的运行管理。如水库要有效地发挥其生态功能，可能需要一个符合下游生态需水规律的水资源调配方案与制度；
1.2.4 生态水利工程选址或布局，强调工程生态负面影响最小化原则。这可能是生态工程最难以操作的一个内容，但又是最为关键的一个方面，需要基于系统多目标决策方法与技术进行科学比选。
2 生态水利工程学的基本原则
2.1 工程安全性和经济性原则
生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征。动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的稳定性。对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循投入最小而经济效益和生态效益最大的原则。
2.2 保持和恢复河流形态的空间异质性原则
有关生物群落研究的大量资料表明，生物群落多样性与非生物环境空间异质性存在正相关关系。非生物环境的空间异质性与生物群落多样性的关系反映了非生命系统与生命系统之间的依存和耦合关系。一个地区的生境空间异质性越高，意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统的某种程度的退化。
2.3 生态系统自设计、自我恢复原则
生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择，某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源与合适的环境条件。在这种情况下，生境就可以支持一个具有足够数量并能进行繁衍的种群。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而实现设计。成功的生态工程经验表明，人工与自然力的贡献各占1/2。在利用自设计理论时，需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度，防止生物入侵。
2.4 流域尺度及整体性原则
河流生态修复规划应该在流域尺度和长期的时间尺度上进行，而不是在河段或局部区域的空间尺度和短期的时间尺度上进行。所谓“整体性”是指从生态系统结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和工程设施系统。
2.5 反馈调整式设计原则
生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替外。人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计呈一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计-执行-监测-评估-调整”流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测，需要在项目初期建立完善的监测系统，进行长期观测。同时还需要建立一套河流健康的评估体系，用以评估河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。
3 生态水利工程设计基本理论和方法
随着生态学的发展，人们对于河流治理有了新的认识，认识到水利工程除了要满足人类社会的需求外，还要满足维护生物多样性的需求，相应发展了生态工程技术和理论。生态水利工程设计应遵循如下三个方面的理论与技术路线。
3.1 以生态水文与工程水文为基础进行水文过程的分析与计算
将生态水文学应用于工程设计在当前还较少见。这可能与从事生态水文的科技工作者不从事实际水利工程的设计有关。但今后应当高度重视生态水文学与工程水文学的结合，这样才能为生态水利工程的设计提供基础。因为生态水利工程的服务对象比较广，往往同时涉及湿地、林业、草原、农业、畜牧业和江河湖泊等生态用水和工业、城镇、消防、居民等经济社会生活用水，所以弄清楚生态目标对水资源的时空要求规律，才能使生态水利工程的设计建立在科学的基础上。
3.2 应识别工程可能影响的关键生态敏感目标
生态水利工程的设计应当能准确识别受工程直接或间接影响的生态目标，并在工程规划阶段给予充分考虑。但当前在许多水利工程的设计中很少或没有对流域生态敏感点加以考虑。又如三江平原早期实施的防洪治涝工程中，有的地方出现了跨流域排水。
3.3 生态水利工程的设计要与环境工程设计进行有机结合
生态水利工程的设计应当充分吸收环境科学与工程的理论和技术，实现水量与水质同步科学配置的目的，尤其是应与水污染防治工程进行有机的结合。为了减缓旱田排水挟带泥沙或污染物进入下游湖泊或天然湿地，可以在进入湖泊或湿地的过渡带设计生态处理沟渠或氧化塘。对于水田排水沟渠可以充分利用其生长季节蓄水，利用人工沟渠湿地对有机污染物质进行降解，其实，人工沟渠在蓄水状况下，如果沟渠两坡生长有水生植被，对水质处理效果较为明显。所以，在缺水地区种植水稻，特别是开采地下水种植水稻的地区，应当进行以水量高效利用与水质净化为目的的生态水利工程设计。这种设计思路应该来源于水污染的自然稳定塘处理理论与工艺。
4 结语
总之，发展生态水利工程学，需要鼓励多学科的合作与融合；需要积极借鉴发达国家的经验。立足自主创新。同时还要不断改进工程规划设计理念和技术，在工程示范和实践的基础上提升理论，总结技术标准和规范.探索、发展与生态友好的水利工程技术体系。在设计过程中，要提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。
水生态修复工程技术范文第5篇
关键词:海洋渔业水域环境;现状;保护;修复
海洋渔业水域环境是海洋渔业资源赖以生存和发展的重要物质基础，为鱼类的生长和繁殖提供了必要的生存空间和适宜的生态条件，其状况和变化更是对渔业生产发展起着决定性的作用。保护海洋渔业水域环境不仅是海洋渔业生产可持续发展的需要，也是确保人民群众身体健康的需要。
当前中国海洋渔业水域环境恶化、渔业资源衰退，严重制约了海洋渔业的健康发展。按照科学发展观的要求，必须加强对海洋渔业水域环境的保护，建立并完善海洋渔业水域环境保护的法律制度，维护海洋渔业水域的生态平衡，防止海洋渔业水域环境的污染，改善海洋渔业生物资源的养护载体，实现海洋渔业的可持续发展[1]。为此，本文以中国海洋渔业水域环境的研究现状为中心，从面临的问题、破坏的原因及保护、修复研究等方面就目前中国海洋渔业水域环境的研究及存在的不足加以综合评述，以期对以后的研究工作有所启示。
1中国海洋渔业水域环境现状
由图1可知，2001~2008年，中国未达到清洁水质标准的海域总面积在上下波动中呈现出一定的下降趋势。但是在未达到清洁水质标准的海域总面积下降的表象下，伴随着的却是较清洁海域面积的大幅下降。
污染海域面积特别是中度及严重污染海域面积的比重持续较高。如: 2008年，中国未达到清洁水质标准的海域总面积约为7·2万km2，比2007年减少约2·2万km2，但中度及严重污染海域面积的比重达到31%，与2007年基本持平。可见，中国海洋环境的质量并未出现明显的好转。
图1 2001 ~ 2008年中国不同污染程度海域面积的变化趋势Fig 1 The trend of sea areawith different levelsofpollution during 2001-2008 in China据《2008年中国海洋环境质量公报》[2]显示， 2008年，中国污染海域面积减少，较清洁海域面积增加，但总体污染程度依然较高。全海域未达到清洁海域水质标准面积约13·7万km2，比2007年减少约0·8万km2。较清洁海域、轻度污染海域、中度污染海域和严重污染海域面积分别约为6·5、2·9、1·7和2·5万km2。
严重污染海域主要分布在辽东湾、渤海湾、莱州湾、长江口、杭州湾、珠江口和部分大中城市近岸局部水域。
另外，据《2008年中国近岸海域环境质量公报》[3]显示，中国海洋渔业水域环境状况总体保持稳定，局部渔业水域污染仍比较严重，主要污染物为氮、磷、石油类和铜。中国海洋天然重要渔业水域主要受到无机氮、活性磷酸盐和石油类的污染。无机氮污染以东海区、黄渤海区部分渔业水域和珠江口相对较重;活性磷酸盐污染以东海区、渤海及南海近岸部分渔业水域相对较重;石油类污染以渤海部分渔业水域相对较重。
海水重点养殖区主要受到无机氮、活性磷酸盐和石油类的污染。无机氮污染以东海区和南海区部分养殖水域相对较重;活性磷酸盐污染以东海区部分养殖水域相对较重;石油类污染以南海区和渤海部分养殖水域相对较重。海洋渔业水域沉积物中，主要受到镉、砷、铜和铅的污染。镉、铜污染以东海区和南海区及渤海部分渔业水域相对较重;砷污染以南海区和渤海部分渔业水域相对较重;铅污染以南海区部分渔业水域相对较重。
以上表明，中国海洋渔业水域环境状况总体上保持良好，但局部渔业水域的污染较为严重，海洋渔业水域环境严重受损，海洋渔业经济面临的生态环境十分恶劣(表1)。
2中国海洋渔业水域面临的主要问题及原因2.1中国海洋渔业水域面临的主要问题2. 1. 1渔业水域富营养化，赤潮频发环境污染引起的富营养化使得近年来中国沿海赤潮发生次数增多，发生时间提前或者延长，主要赤潮生物种类增多，总次数和累计影响面积逐年大幅度增加。2008年，中国海域共发生赤潮68次，累计发生面积达到约1·4万km2，造成的直接经济损失约为0·02亿元[4]。赤潮的多发海域北移，已逐渐影响到黄海和渤海海域，且持续的时间呈上升趋势。如:2008年2月，在辽宁省大连湾附近海域就发生了面积达到108 km2的赤潮[4]。赤潮的频繁发生对海洋渔业水域的生态平衡，海洋渔业资源以及人类健康起着巨大的破坏作用。
2.1.2 水产品质量下降，经济损失严重由于海洋渔业水域环境受到污染，一些水产品受到汞、镉、病原体等污染;此外，养殖水体环境恶化，导致病害频繁发生，水产品中的残留污染物出现了致癌物和对人体健康造成严重危害的物质。由渔业水域环境引发的水产品质量问题，已经开始导致中国水产品市场竞争力下降，丧失了部分市场的准入资格，造成了巨大的经济损失。
2.1.3 渔业水域污染事故频繁，渔业损失巨大污染事故主要有溢油污染、化学危险品污染、液化气船重大事故污染等[5]。污染事故对渔业水域环境造成的危害特别大。由此还引发许多社会矛盾，影响渔区的社会稳定。2008年，全国共发生海洋渔业水域污染事故88次，污染面积约1814hm2，造成直接经济损失约3680万元。其中，影响最大的海洋渔业污染事故为: 2008年9月24日，在广东江门川岛以东飞沙州海域，韩国籍货轮“ZEUS”因遭遇台风“黑格比”袭击发生断裂翻沉溢油，造成该海域42家养殖户约4000 m2网箱养殖鱼类受到不同程度的污染，其主要养殖品种芝麻斑、青斑、红鱼、红鱿等大量死亡，经济损失达800万元[4]。
2.1.4 渔业水域生态功能退化，渔业资源衰退海洋渔业资源栖息环境的破坏导致了生物组成结构的变化，生物种群结构趋向单一，生物多样性在不同程度上遭到破坏。监测资料表明:中国海洋生物多样性指数明显降低，生物物种减少;底栖生物生物量下降;传统主要经济鱼类资源先后衰退;水生野生物种、国家保护的水生生物急剧减少和消失[6]。如曾是渤海最重要渔业种类的对虾、小黄鱼、带鱼资源已经严重衰退，而小型中上层鱼类成为渤海的优势种，渤海生物资源结构发生了变化[7]。又如东海传统的渔获物小型化、低龄化和性成熟提早的现象日趋严重，其中小黄鱼和带鱼年渔获量中均以补充群体和幼鱼为主[8]。种类交替、数量下降、渔获个体小型和低质化，严重制约了渔业资源的可持续利用。
2.2中国海洋渔业水域环境破坏原因2.2.1 陆源污染陆源污染是指从陆地向海域排放的对海洋渔业的生长、增殖、索饵造成或者可能造成威胁的污染物，包括工业废水、城镇生活污水、农业废水等点源污染和非点源污染[9]。海洋污染物总量的85%以上来自于陆源污染物[5]。工业废水是渔业水域最严重的污染源，其含有大量的悬浮物、有机物和还原性物质，以及多量的有毒有害物质，工业废水导致的渔业污染事故占总发案率的70%[9]。生活废水来源于人们日常生活中产生的各种混合性污水，其中含无机盐类、有机物及多种致病性微生物，是造成渔业水质有机污染、生物污染和产生富营养化作用的主要来源。
农业废水是指通过大气降水、地表径流的冲刷进入渔业水域的含有大量农药、化肥的废水，其加速水体富营养化进程，该非点源污染对近岸海域的氮、磷污染较大。
2.2.2 养殖业自身污染一方面，海水养殖的生产过程和发展需要清洁、未污染的水质;另一方面，随着近年来养殖产业规模不断扩大，养殖方式由半集约化向高度集约化发展，养殖自身污染问题显露且日渐突出。
养殖区残存的饵料、排泄的废物、施用的化肥等直接影响水体富营养化产生过程，成为诱发局部海域赤潮的原因之一;其次，在养殖的过程中，为预防养殖疾病、清除敌害生物、消毒和抑制有毒有害生物而大量使用化学药品，这些含有不同程度毒物的治疗药物、消毒剂和防腐剂已成为直接影响海洋渔业水域环境的重要因子。
2.2.3 海上事故及不合理的海洋开发由于不可抗力致使船舶触礁、碰撞、搁浅、爆炸等事故，使有害物质进入海洋，对局部海域造成重大污染，这类事故对海洋渔业水域环境造成的危害特别巨大[3]。此外，由于缺乏严格的法规规范和宏观调控，各行业和各类工程建设对海洋水域环境的影响日益加重，尤其是不合理的围涂造地、河口造田、炸岛采石、海底挖砂、海洋倾废排污及违法捕捞，改变了海域的自然地形地貌、底质分布和潮(水)流条件，导致亿万年来自然形成的优越的水产动物产卵场、育肥场和越冬场等逐渐消失，近岸海域生物种类不断减少，海洋和渔业资源日趋衰退，海洋渔业水域环境遭到了不可逆转的损害[9]。例如:中国曾在20世纪50年代和80年代分别掀起了围海造田和发展养虾业两次大规模围海建设热潮，使沿海自然滩涂湿地总面积缩减了约一半。滩涂湿地的自然景观遭到了严重破坏，重要经济鱼、虾、蟹、贝类生息繁衍场所消失，而且大大降低了滩涂湿地调节气候、储水分洪、抵御风暴潮及护岸保田等能力。据不完全统计，中国沿海地区累计已丧失滨海滩涂湿地面积约119万hm2，另因城乡工矿占用湿地约100万hm2，两项之和相当于沿海湿地总面积的50%。对沿海滩涂的破坏面积仍呈逐年上升趋势[5]。
3 海洋渔业水域环境的研究
3.1海洋渔业水域环境保护的研究为维护海洋渔业资源的生态平衡，促进资源、环境的可持续发展，实现海洋渔业水域环境状况的根本好转和渔业经济的健康、快速增长，必须加强对海洋渔业水域环境的保护措施。中国在水域环境污染控制和保护治理方面的研究起步较晚，从目前保护措施的研究成果来看，概况起来主要有如下几点:3.1.1 加强宣传力度，树立可持续发展观念海洋渔业水域环境保护是关系到渔业经济可持续发展的大事，要开展持续的、形式多样的普法宣传教育活动，努力增强全社会的渔业水域环境保护和可持续发展意识，形成全民的懂水、爱水、护水、富水意识，争取社会各界对海洋渔业水域环境保护工作的关注和支持，为海洋渔业经济的可持续发展创造良好的社会环境，在全社会形成人人理解、关心和支持水域环境保护工作的良好氛围。
3.1.2 完善保护法规，加强污染源的控制渔业水域环境是一个有机统一体，渔业水域环境保护方面的法规不应仅限于单项的管理控制，而要考虑引起污染的每一方面。中国现有涉及水域环境保护的法规多为单项法规。因此要加快环境保护综合性法规的制订，以法规的形式规定管理机关的责任与权力，建立完善的监督管理约束机制，加强对污染源的控制，实现对污染事故的事后治理向事前防范的转变。
3.1.3 加强修复技术的研究海洋渔业水域环境的恶化已成为制约中国海洋渔业持续发展的主要因素之一，实施海洋渔业水域环境修复工程，恢复海洋渔业水域环境的正常功能将是中国海洋渔业发展亟待解决的非常关键的问题之一。环境修复技术是近年来伴随着环境污染和环境大规模治理的实施而发展起来的。中国的环境修复技术还刚刚起步，但在许多方面已取得了相当的成绩。
3.2海洋渔业水域环境修复的研究环境修复技术有物理修复、化学修复及生物修复。
其中，生物修复方法是利用微生物、植物及其他生物，将环境中的危险性污染物降解为二氧化碳和水或转化为其他无害物质的工程技术系统。相对于物理和化学修复技术来说，具有费用低廉，处理操作简单以及安全性较高等优点，是一项发展潜力较大、环境友好的处理技术，已成为当前环境修复研究的热点及趋势[10]。根据生物修复的生物类群，目前的生物修复可分为:微生物修复、植物修复、动物修复等其他修复技术。
3.2.1 微生物修复技术微生物修复技术就是利用水中的异养微生物分解有机物质。有机物质在微生物特别是细菌产生的各种酶的作用下，经过好氧或厌氧过程，发生一系列化学反应，被逐步降解，最后转化成无机元素(矿化)而被植物吸收利用的技术。Pritchard等[11]利用微生物进行阿拉斯加石油泄漏后的环境修复，取得很好的效果。有学者在筛选环境微生物的基础上寻找功能基因，对构建超级工程菌进行大尺度生态修复进行研究[12-13]。中国也在该基础上启动了渤海典型海岸带生物环境修复技术。在菌类筛选方面，Chakrabarty[14]使用具有四种降解质粒的“多质粒超级菌”，使海上浮油在几个小时内即可降解。李秋芬等[15]从虾池底泥中筛选到10株有机降解菌， 72h内化学耗氧量(COD)去除率分别达到60%和70%以上。
于明等[16]使用光合细菌在富营养化水体治理中也显示出良好的效果。
微生物修复技术在受污染水域的净化和水生生态系统的恢复中具有巨大的功效和独特的优势，优点明显。不过，微生物修复对磷的处理效果有限，而且微生物处理相对于物理化学方法来说处理速度较慢，受处理环境变化的影响较大[17]。目前，微生物修复技术正逐渐从应用机理和基础研究转向实际应用方面，并取得了明显的效果，但仍未真正大规模、大范围地应用到海洋渔业水域环境修复工程中。
3.2.2 植物修复技术植物修复就是利用植物根系(或茎叶)吸收、富集、降解或固定受污染土壤、水体、空气中的污染物，以实现消除或降低污染环境的污染强度，达到修复环境的目的[18]。在该研究过程中，一些大型海藻因特殊的生理功能而受到关注。与浮游植物和其他清洁生物相比，大型藻类体内的营养贮存机制使其更适合在营养盐波动的水体环境中生长，其不仅能够净化水质，还能与赤潮微藻进行营养竞争，向环境中分泌相生相克类的化合物，抑制赤潮微藻的生长，起到防止赤潮生物爆发性繁殖与增长的作用。Nakai等[19]发现大型海藻海膜(Halymenia floresia)能够持续分泌一种不稳定的、对蓝藻生长具有抑制作用的化合物。Jin等[20]发现石莼(Ulva lactuca)分泌一些化合物，抑制共培养体系中赤潮异湾藻(Heterosigma akashiwo)和塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)的生长。Hogetsu等[21]研究发现，大藻(Pistia stratiotes)分泌的相生相克类化合物能够抑制其它藻类的生长，并首次提出利用大藻的克生作用作为微藻生长的控制手段。
植物修复相对于其他修复技术方式有着自身的优点，其适用于大面积、低浓度的污染，成本低，适用范围广，可处理多种污染物和多种环境;是一个自然过程，安全性较高;收获相对容易，而且有相当多的种类可获得额外的经济效益。植物修复的优点让植物修复技术的研究得到不断的加强。但是植物修复过程较慢，营养物质集中在植物体内并没有真正去除，植物的收获需要增加额外的费用，环境因子对植物的生长和去除效率影响较大[17]。
3.2.3 其他生物修复技术除了微生物修复以及植物修复以外，还有动物修复以及一些特殊的生物应用到水域环境中的修复方式，这一类的修复技术主要是通过一些底栖生物或者滤食性生物的摄食习性对水域环境中的有机物利用。已有报道指出[22]，滤食性贝类、某些棘皮动物等可以去除富营养化水中的营养物质，进而净化水环境。沈新强等[23]通过投放以巨牡蛎(Crassostrea sp·)为主的底栖动物在长江口水域开展底栖生物修复试验的效果明显。此外，多毛类(Poly-chaetes)在海洋生态系统食物链的能量流动和物质循环中处于关键环节，可很好地利用底质中的有机污染物和一些重金属转化为自身的生产力，其作为海洋食物链中的一个分室且生产单元，能够净化底质，使系统内部的废弃物再利用和循环，增加环境生态效益，是海洋渔业水域环境中原位生物修复的重要生物种类[24]。
相对于微生物和植物修复技术来说，目前此类生物修复技术的研究报道较少，多集中在养殖区水域环境，且使用要求较高，单独使用难度较大。
4 展望
良好的海洋渔业水域环境是中国渔业稳定持续发展的基本保证。事实表明，渔业水域环境恶化已经成为新时期中国海洋渔业发展的最主要、最突出的制约因素;是中国海洋渔业由数量型向质量效益型转变的最大障碍;是中国海洋渔业发展战略调整中最急需解决的关键问题。因此，正确认识中国海洋渔业水域环境现状，加强海洋渔业水域环境的保护、修复及相关领域的研究，是中国渔业发展刻不容缓亟待解决的重大关键问题。
4.1 保护措施的研究
渔业水域环境监测为渔政机构对渔业环境的管理提供科学的数据与评价资料，为执法提供可靠的依据，对海洋渔业水域环境保护具有特别重要的意义。中国海洋渔业水域环境监测网络还有待健全，集中的海洋环境监测管理机构也有待建立。今后的研究工作应主要围绕渔业环境有害物质和有害生物有效监测体系的设计和建立，各类环境样品中痕量污染物质快速分析方法的开发，生态环境影响综合评价方法等。
从海洋渔业水域环境保护出发，重点对需优先控制的污染物(有机氯化合物和其它有机污染物、重金属、石油烃、天然毒素、人工药物、病原菌等)开展研究，掌握其在自然水域中对海洋渔业水域环境结构和功能的不利影响。此外，渔业水域环境质量管理是渔业水域生态环境保护工作的一个重要组成部分。今后可通过对渔业环境质量管理技术和措施两方面的研究，为渔业行政主管部门制定渔业环境质量标准体系和相关的法律、法规提供重要的理论支持。
4.2修复技术的研究
在海洋渔业水域环境修复技术的具体使用上，由于各种修复技术都有一定的缺点，一定要合理选取最适合的应用方法。鉴于生物修复的巨大优势，应着重加强这方面的研究工作。如可以把现代生物技术应用到修复生物的改良中，加快生物修复技术规模化、工程化培育等应用技术以及相关领域的研究。
从海洋渔业水域环境修复出发，今后应重点加强修复作用菌的研究，筛选出高效作用菌或利用现代生物技术构建高效基因工程菌;加强环境因子对修复菌的修复能力影响的研究，提高微生物修复在实际应用中的效率;加强微生物修复技术的应用性和大范围推广的研究以及微生物技术在海洋渔业水域环境修复的应用;选择高效、高适应性植物修复品种或通过现代生物技术研究筛选新型修复植物;加强经济修复植物的研究，降低处理成本;加强修复植物的大规模生产培育技术以及实际应用过程中的工程管理技术的研究和推广;结合各种生物修复技术的优缺点，加强对新的生物修复技术及高效综合生物修复技术的研究等。
参考文献
[1]唐启升.中国专属经济区海洋生物资源与栖息环境[J].北京:科学出版社，2006.
[2]国家海洋局. 2008年中国海洋环境质量公报[R].北京:国家海洋局，2009.
[3]环境保护部. 2008年中国近岸海域环境质量公报[R].北京:环境保护部，2009.
[4]国家海洋局. 2008年中国海洋灾害公报[R].北京:国家海洋局，2009.
[5]王淼，胡本强，辛万光，等.中国海洋环境污染的现状、成因与治理[J].中国海洋大学学报，2006，5，1-6.
[6]唐启升.中国专属经济区海洋生物资源与栖息环境[M].北京:科学出版社，2006.
