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生态环境修复技术范例(12篇)

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生态环境修复技术范文篇1

关键词:土壤重金属污染修复研究进展

中图分类号:X5文献标识码:A文章编号:1672-3791(2014)05(b)-0121-02

随着世界人口不断增加,工业化进程不断推进,能源开发和城镇建设飞速发展。人类改造自然的活动不断扩大,愈来愈多潜在性有毒物质排放到生物圈,其中大部分进入土壤圈,对土壤环境和人的健康构成威胁,其中包括重金属。在化学中,重金属一般指密度在4.5g/cm3以上的金属,而在环境污染研究中所说的重金属实际上主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属,其次是指有一定毒性的一般重金属,如锌、铜、镍、钴、锡等。目前最引起人们关注的是汞、镉、铅、铬、砷,被合称为重金属污染中的“五毒”。通过食物链,排放到土壤中的重金属直接对生长于被污染土壤上的植物造成伤害以及通过食物链直接或间接地对人体健康造成伤害。重金属污染土壤的修复技术按学科分主要分为三大类:生物修复、化学修复和物理修复,按修复场地分为两种:就地修复和离地修复。本文主要是以第一种分类方法进行有关论述。

1重金属在土壤中的存在形态

重金属的生物毒性不仅取决于其总量,更多的是受存在形态的影响。重金属在土壤中的存在形态决定了重金属的迁移和生物利用,从而影响其生物活性与毒性重金属在土壤中主要以以下几种形态存在(1)水溶态;(2)可交换态;(3)碳酸盐结合态;(4)铁锰氧化物结合态;(5)有机结合态;(6)残留态。随环境条件的改变,各形态之间可以发生相互转化,从而改变重金属在土壤中的生物有效性和毒性。水溶态、离子交换态的重金属在土壤环境中最为活跃,活性大,毒性也最强,易被植物吸收,也容易被吸附、淋失或发生反应转为其它形态。残留态的重金属与土壤结合最牢固,用普通的方法不能从土壤中提取出来,它的活性也最小,几乎不能被植物吸收,毒性也最小。

2重金属的危害

大多数重金属元素都是生物代谢非必须元素,当其在环境中的存在量和在生物体中的量超过一定标准时便会对环境和生物体造成伤害。

2.1对环境的伤害

土壤被重金属污染,很难清除,含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的作用下会进入到大气和水体中,导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其它次生生态环境问题。

2.2对植物的伤害

通常情况下,植物体内的重金属含量随着其着生土壤重金属含量的增加而增加,当到达一定量后,就会影响植物的生长发育,抑制植物的光合作用过程、抑制植物的呼吸作用过程、抑制新陈代谢,导致植物生物量、产量和品质下降。

2.3对动物及人体的伤害

重金属通过空气、水、食物等渠道进入动物和体内,产生遗传毒性、生殖毒性等,极大地影响了人群的健康和可持续发展。土壤重金属污染在植物中积累后,并通过食物链富集到动物和人体中,危害人畜健康,达到一定量后便引发癌症和其它疾病等。某些重金属如铜、钒、可引起人和的生殖障碍;铜、汞可影响影响胚胎的正常发育;铜可对儿童中枢神经系统造成影响,可导致其行为功能改变如学习困难、空间综合能力下降、运动失调、多动、易冲动、注意力下降、侵袭性增加、智商下降等;镉可影响儿童的正常发育等;锰会引起肺炎和其它疾病。

3重金属污染土壤修复技术

3.1重金属污染土壤生物修复技术

3.1.1植物修复技术

植物修复(Phytoremediation)指将某种特定植物种植在重金属污染的土壤上,而该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力,将植物收获并进行妥善处理后即可将该种重金属移出土体,达到污染治理与生态修复的目的。植物修复通常包括:植物提取作用、植物挥发作用、根际滤除作用。植物修复技术因其廉价、就地、绿色、生态、经济的优点而广受关注和期待,但目前植物修复技术也具有自身的局限性,主要表现是:多数超积累植物,只能积累一种或者两种重金属元素,而实际情况大多为几种重金属的复合污染;其次是超富集植物个体矮小,生长缓慢,生长周期长,修复重金属污染土地效率低,经济上并不一定合理。因此,能否找到超积累植物是植物修复技术是否能够推广和业化的关键。到目前为止,在美国、澳大利亚、新西兰等国已发现能富集重金属的超积累植物500多种,其中有360多种是富集Ni的植物。我国开展这方面的工作较晚,到目前为止,已陆续发现了锰超积累植物商陆(Phytolaccaceae),As超富集植物蜈蚣草(Pterisvittata),大叶井口边草(P.cretica),Cd超富集植物宝山堇菜(Violabaoshanensis)和龙葵,Zn超富集植物东南景天(Sedumalfredii)以及Cu超富集植物海州香薷(Ellsholtziasplendens)和鸭跖草(Commelinacommunis)。

3.1.2重金属污染土壤微生物修复技术

重金属污染土壤微生物修复是利用微生物的生物活性对重金属的亲和吸附或转化为低毒产物,从而降低重金属的污染程度,或通过微生物来促进植物对重金属的吸收等其他修复过程。重金属污染的微生物修复包含两个方面的技术,即生物吸附和生物氧化、还原。前者是重金属被活的或死的生物体所吸附的过程;后者则是利用微生物改变重金属离子的氧化、还原状态来降低环境和水体中的重金属水平。

3.1.3重金属污染土壤低等动物修复技术

低等动物修复是利用土壤中的某些低等动物的活动改变重金属在土壤中的存在形态、或者直接吸收土壤中的重金属,以达到修复效果。如张冬明等通过用中国热带农业科学院植物与环境保护研究所提供的赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)和海南省典型的砖红壤为研究材料对砖红壤中Pb的形态研究表明蚯蚓活动降低了残渣态Pb含量,显著提高了土壤交换态、无定形氧化铁结合态含量,蚯蚓活动可以显著提高Pb污染土壤的修复效率[13]。由此表明蚯蚓能够改变土壤中Pb的形态分配和能直接吸收Zn和Cd,对重金属污染土壤修复有开发前景。

3.1.4重金属污染土壤物理修复技术

物理修复技术通过物理手段用清洁土壤更换被污染土壤或部分更换被污染土壤,使污染物浓度降低到临界危害浓度以下或阻碍污染物与植物根系接触,从而阻碍重金属在食物链中的传递。物理修复过程中常用的方法是客土法。日本神通川地区的镉污染土壤,截至1997年共有646hm2土地用物理修复方法进行了修复。客土法修复重金属污染土壤效果好、直接、完全彻底,但也存在实施费用高、客土来源和污染土壤去向难以解决等困难,经济不发达地区难以承受,难以大面积开展修复。

3.1.5重金属污染土壤化学修复技术

化学修复方法通过向土壤中添加一定的化学修复剂或用电化学的方法改变重金属元素在土壤中的存在形态、分布特征及迁移性。一方面通过向土壤中加入一些表面活性剂或螯合剂,增加重金属的生物有效性,结合植物修复技术或直接清除的方式达到对土壤的清洁作用;另外可以向土壤中加入化学固定剂和稳定剂,减少其向植物体累运输,直接阻断重金属在食物链中的传递,从而减轻其给人类带来的伤害;再次利用电化学原理和方法,通过电流作用诱导重金属粒子向电极一端聚集,再将其清除。与其它修复方法相比,化学修复方法具有操手段多,效率高,见效快,方便大规模开展修复等优点而在很多污染土壤修复工程中应用。常用的化学修复方法有:淋洗一提取法、固定稳定法、电动法。各种具体修复方法都有其具体的实施条件和过程,下面分别给予介绍。

3.2淋洗-提取法

土壤淋洗技术是通过离子交换、吸附与螯合作用将土壤固相中的重金属转移到土壤液相中,然后处理其废水,回收重金属和提取剂,或者结合植物修复技术将重金属从土壤中分离出来。淋洗法具有方法简便、处理量大、见效快等优点,适用于大面积、重度污染的治理。特别适用于轻质土和砂质土,但对渗透系数很低的土壤效果不好。但是有些提取剂在使用过程中也存在负面因素:无机酸冲洗污染土壤时,会破坏土壤的理化性质,大量土壤养分淋失,破坏土壤微团聚体结构;人工螯合剂又比较昂贵,修复成本高,(如EDTA)含有重金属螯合剂的回收上也还存在很多未解决的问题,易对土壤造成二次污染。冲洗剂最好选择自然来源的,如酒石酸、柠檬酸等,天然有机酸除对重金属有一定的清除能力外,其生物降解性也好,对环境无污染。

3.3固定稳定法

固定稳定法是向土壤中添加一些化学固定稳定剂,改变重金属的形态,降低土壤污染物的水溶性、扩散性和生物有效性,从而降低它们进入植物体、微生物体和水体的能力,减轻对生态系统的危害。常用的固定稳定剂有磷酸盐类化合物、石灰、高炉渣、矿渣、粉煤灰、腐殖酸类肥料、有机肥料、氧化剂、还原剂等。受重金属污染的酸性土壤,施用石灰、高炉渣、矿渣、粉煤灰等碱性物质,或配施钙镁磷肥、硅肥等碱性肥料,能降低重金属的溶解度,从而可有效地减少重金属对土壤的不良影响,降低植物体的重金属浓度。同时也可以向土壤中施用腐殖酸类肥料、有机肥料、氧化剂、还原剂等,都可以降低污染物的毒性。固定稳定修复法修复过程中土壤结构不受扰动,大部分添加剂便宜易得、种类多可适当选择,适于大面积地区操作。

3.4电动修复法

电动修复法主要是根据电化学原理及电解池原理,具有类似性质的重金属离子通过电迁移、电渗流或电泳的途径向电极的一端集聚。并通过进一步的处理从而实现污染土壤样品的减污或清洁。这种修复方法具有处理成本低、修复效率高、后处理方便等一系列优点,有非常好的应用前景。但电动修复技术在重金属污染土壤修复的研究起步晚,有关这方面的报道少。同时该方法必须在酸性土壤条件下进行,在调节土壤酸性时会同时带来对土壤理化性质的破坏。

4结语

重金属土壤污染的普遍性决定了土壤重金属污染修复的紧迫性和必要性,隐蔽性、滞后性、累积性、地域性、不可逆转性和治理难而且周期长等特性又决定修复工作面临重大挑战。上文中介绍的各种修复手段都有自身的优缺点,如能将各种修复方法很好地实现整合,特别是植物修复、微生物修复和化学修复方法的整合必然能更有效更经济地对污染土壤进行修复。同时寻找和培育大生物量超积累植物,寻找和培育比传统修复微生物修复效果好的微生物,开发新型廉价化学修复剂,为重金属污染土壤修复工程提供更多物质和技术保障,人类修复重金属污染土壤必将成为一件容易的事。

参考文献

[1]孙铁珩.李培军.周启星,等.土壤污染形成机理与修复技术[M].北京:科学出版社,2005.

[2]王友保,张莉,沈章军,等.铜尾矿库区土壤与植物中重金属形态分析[J].应用生态学报,2005,16(12):2418-24221,1997,26(2):259-264.

[3]周启星.复合污染生态学[M].北京:中国环境科学出版社,1995:4-9.

生态环境修复技术范文篇2

关键词:生物技术;环境保护;应用;探究

生物技术可以广泛应用于环境治理和保护。一方面可以直接用于被污染的环境治理和监测。通过微生物清洁环境、将废物经微生物变废为宝、微生物测量污染程度等。另一方面还可以改善生态环境。常见的有生物固态氮代替化学肥料、使用微生物农药杀虫、开发生物资源,保持生物物种的多样化,保护生态环境。本文将从利用生物技术改善环境状况以及保护生态环境方面加以论述。

一、生物技术在环境保护中的应用

1、运用生物技术处理废水

(1)活性污泥法

微生物的种类繁多,不同的微生物有着不同的性质,结合微生物的特点可以有多种去除污染的方法。利用微生物的喜氧性使水和污浊物分开,这种微生物可称为有生命的去污剂。去污方法如下:在被污染的水中存在着许多被污染了的有机化合物,他们是许多微小生物的食物。将大量含有氧气的空气注入被污染的水中,水中的各种微小生物迅速地得以繁衍,与那些被污染了的有机化合物一起漂浮于水面,其中喜氧性微生物将水中溶化了的有机化合物作为食物,不断地繁衍增多,水中被污染的有机化合物最后消除,将处理后的水与漂浮物分开。

(2)生物保护膜法

这也是利用微生物喜氧性进行污水处理的一种方法。具体做法如下:首先要进行微生物保护膜的挂膜。在生物滤池中投放滤料,使那些喜氧性的细菌和大量的真菌粘附在过滤性的材料表面,形成一层带粘性、薄膜状的微生物混合群体。在生物滤池中微生物保护膜与水充分接触,溶于水中的被污染的有机化合物被微生物保护膜吸住,变成了他们的食物,被污染的水得到处理。这项污水处理方法在许多污水治理项目中得以应用。

(3)天然微生物处理法

在自然界中生活着大量的微生物,利用这些天然微生物治理污水的技术是一种行之有效的方法。建一个生物塘,将土地进行适当的人工修整,并设置围堤和防渗层,依靠塘内生长的微生物来处理污水。主要是利用菌藻的共同作用处理污水中的有机污染物。在生物塘中各种菌藻通过光合作用提供大量的氧气,用以溶解有机污染物,这些被溶解的有机物成为好氧微生物的食物,从而达到污水的净化。生物塘污水处理系统具有建设投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点。

(4)厌氧生物处理法

这是利用一些微生物的代谢过程不需要氧气,就能将水中的有机底物降解进而转化为甲烷、二氧化碳的有机污水处理方法。这种处理方法分为酸性消化和碱性消化两阶段。在第一阶段,在产酸菌分泌的外酶作用下,大分子有机物变成简单的有机酸和醇类、醛类氨、二氧化碳等;第二阶段酸性消化的代谢产物在甲烷细菌作用下进一步分解成甲烷、二氧化碳等构成的生物气体。这种废水处理能耗少,是一种低成本的废水处理技术。它是一种将废水处理与能源回收利用相结合的技术,十分适合废水浓度高,环境污染严重的部门使用。

2、生物技术应用于废气净化处理

现在较为常用的废气净化方法主要有:利用微生物进行过滤法、利用微生物对某些废气的吸附法,还有微生物洗涤法。运用微生物技术对废气进行处理,与旧的废气处理办法相比,有费用低、功效高、无危险、不产生垃圾等优势。利用微生物对废气进行处理,生产原理是根据不同性质的废气,利用微生物本身的特点,对废气予以处理,主要运用微生物的吸收和过滤作用。吸附法主要是含有胺、酚、乙醛等污染气体通过微生物时,微生物会吸收这些气体,净化率达到95%以上;过滤法就是有臭味的气体通过微生物时,微生物予以分解的过程。

3、生物技术应用于固体废弃物处理

固体废物就是进行工农业生产产生的废物、城市生活废品废物,还有净化污水留下的淤泥等。现在我们国家有四种办法处理固体废弃物:(1)积聚:这是最早的方法,现在已经过时,这种方法要占用大量的土地,因为大量废物堆积,也极易引发臭味。(2)深埋:这种方法是先选择一块场地,挖掘深坑,把废弃物填在其中,上面盖以新土,在密闭的空间内,废弃物会发生物理、化学反应。也可以在上面种植植物或修建建筑物;(3)烧毁:这种方法是把含有有机物的废弃物高温处理,但这种方法建成设备投资和操作费用都比较高,存在二次污染的问题。废品中的有机物在城市垃圾中占到50%,把这些有机物提炼出来,转变为农业生产中的肥料,既节约了成本,又使废物得到了二次应用,对生态环境的保护非常有利。

4、生物技术应用于环境污染修复

利用微生物修复就是运用微生物本身进行生命活动的代谢过程来去除或降低环境中有毒有害化合物的科技体系,目前应用的方法主要有增加透气量、添充微生物营养、增添新型菌种,运用微生物自身特有的吸附、过滤、分解能力处理污染物,除去人类生存环境中的有害物质,对环境达到净化的目的。在以前的20年里,我国的生物修复技术主要是以外国在此方面的研究成果为基础,经过多方面的探讨,取得了很大的成就,但涉及应用原理的研究很少。伴随着这项科技的快速发展,生物修复的内容也在日益增多。以前应用的生物修复技术除外,最近几年还进行了植物修复方法、真菌修复方法等技术的研究。可用于生物修复的范围很广,依据修复的环境来说,有土地生物修复、堆积物生物修复、用水生物修复和大海生物修复等;依据人的参与情况来说,有自然界生物修复和人为生物修复,人为生物修复又包括原位置生物修复、移动位置生物修复和运用器械帮助生物修复。

三、结语

生物技术在环境保护方面的应用愈来愈普遍,是一种高效环境整治措略,它在整治环境污染、生物修复等方面得到了普遍运用,受到了很多人群的关注,为社会积累了财富。有财富必然会有发展,这种技术的飞速发展有力带动了环境保护前进的脚步,会给人类综合治理环境和能源开发提供强有力的技术支持。

参考文献:

[1]宋晓明.环境监测在环境保护中的作用及意义[J].民营科技.2011(08)

生态环境修复技术范文

【关键词】土壤修复;风险评估;设计原则

一、辽宁省实施生态修复的意义

辽宁省已正式被列为全国生态省建设试点,为了建设生态省,辽宁省已制定了《辽宁生态省建设规划纲要》,将辽宁省生态省建设规划期限定为20年,分为起步、整体推进、完善提高3个阶段。《纲要》提出,到2025年,辽宁省将基本建设成为经济发达、生活富裕、环境优美、文化繁荣、社会和谐的生态省。其根本目的是要以保护环境优化经济社会发展,着力建设资源节约型和环境友好型社会,推动区域走上生产发展、生活富裕、生态良好之路,为子孙后代留下良好的生存和发展空间。

辽宁土地生态环境问题主要体现:农田土壤因多种污染源受到污染,工业企业搬迁及固体废弃物堆放造成遗留污染废弃地;矿山及基础工程建设造成土地生态破坏;因自然、经济及人为因素形成生态脆弱区。煤矿和铁矿,采矿、地表剥离、矿渣、煤矸石等占用大量土地。

二、生态修复技术及管理现状

1.土地生态修复技术现状

生态修复目前还是一个比较年轻的研究领域,它既包括污染环境的生态修复,也包括非污染环境的生态系统的修复,即通过生态系统自组织和自调节能力,修复遭到破坏的生态环境。生态修复具有多学科交叉的特点,需要生态学、物理学、化学、植物学、微生物学、分子生物学栽培学和环境工程学等多学科的参与。生态修复技术还运用遥感影像数据(卫星影像,航片),结合区域绿地、土壤、气象资料,以及规划区域的建设历史和未来发展规划进行详细调查,注重社会、经济、文化、景观等全方位的生态化。针对于污染土地的修复,又主要包括两个方面的内容,即对污染农田土壤的修复和针对工业企业搬迁及固体废弃物堆放造成遗留污染废弃地的修复。对于非污染环境的生态修复,则包括对矿区、重要基础工程建设等造成的生态破坏区和处于农牧交错带的生态脆弱区进行的生态修复。对于污染土地、生态破坏区和生态脆弱区的生态修复,各国对修复和管理具有特定的规范、方法与程序,虽然在规范的具体内容上有各自的特点,但均涵盖土地的评价与分析、修复方案与措施及修复实施与管理维护三大部分。

修复区土地评价与分析包括修复区调查、风险评价和修复目标的确定,污染土地调查涉及土地物理条件、污染特性、暴露途径、受体调查;生态破坏区和生脆弱区调查包括结合区域生态环境状况、水土流失状况、土壤保水能力、矿区塌陷、植被情况、土地利用等,风险评价是判断污染土地风险水平的重要手段和修复目标制定的重要基础,生态修复的目标有两种:一是认为将污染或生态破坏环境恢复到接近于它受干扰前的自然状态的管理和操作过程,即回复到生态先前或历史上的状态;另一张是污染或是生态破坏环境的修复要在于消除对任何生物有害的污染,重建适宜人与动物,植物等生存的生态环境,所以无需回到先前的历史状态,而是重新建立新的生态环境。

修复技术的选择是土地修复的核心内容,根据实施的位置分为“原位修复”和“异位修复”。生态修复是在生态学原理的指导下,以生物修复为基础,利用特异生物对污染物的代谢过程,借助物理修复、化学修复和工程技术措施,通过优化组合,使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合污染环境修复技术。生物修复技术包括:植物修复、动物修复和微生物修复三种类型。物理修复技术包括:物理分离修复技术、土壤蒸气浸提修复技术、固化/稳定化土壤修复技术、玻璃化修复技术、热力学修复技术、热解吸修复技术和低温冰冻修复技术等。化学修复技术包括:淋洗技术、溶剂浸提技术、化学氧化修复技术、化学还原于还原脱氯修复技术、原位化学反应处理墙修复技术以及电化学修复技术等。在修复技术选择的基础上,针对整个污染土地进行技术集成,形成总体修复技术体系,制定修复方案。对于矿区及基础工程建设造成的生态破坏区,可采用的生态修复技术包括土地整治、安全防护、生态功能重新设计、植被修复等。矿区生态修复技术主要有:露天采场的工业旅游场地开发、固体废物处置场、恢复为水面等二次开发用地形式的生态修复;露采场边坡的生态修复,主要包括两方面内容:一方面是边坡的排险,消除崩塌和落石隐患,这是治理的基础,另一方面是植被恢复,充分发挥植被的固土、滞尘、涵水、同化和改善气候的生态功能;废石场、尾矿库的全面整地覆土、穴状整地、穴内客土、建立植被的生态修复;塌陷区的安全防护措施建设的生态修复;将矿山废弃的机械、建筑、道路、矿床以及矿产品堆放场等建设成为矿山公园,将矿山废弃的水域建成矿山人工湿地,将矿山废弃的平地建设成为居住用地和工业用地,将矿山废弃的洼地、盆地建设成为养鱼场、垂钓园,将矿山废弃的坡地建设成为林业和畜牧业基地。公路、铁路、风电、水利工程等基建项目的生态修复技术包括边坡锚索加固工程、生态护坡工程、植生层修复、植被层修复、水土保持生态修复,具体体现为大型植物坡面建植技术,坡面植被景观造型技术,厚层基质锚网喷附技术,棉网状植生带技术和连续纤维加固喷附技术、还包括了对退化河流、退化绿洲、退化水库和退化矿区等生态系统的生态修复。修复方案是指导修复工程实施的依据,方案的合理性、系统性直接决定了修复工程能否顺利进行和达到预期的修复目标。尽管现在已经有较多完整的生态修复技术,但目前还不能从整体层面上提出适合于解决辽宁省生态环境问题的技术,因此有必要对这些生态修复技术进行集成,以利于辽宁省对生态修复进行规范化管理。

修复工程的实施、管理与维护则是土地生态修复的具体实施阶段,主要包括修复工程实施运行、维护和监测、修复效果评价等三方面的内容。修复工程的设计与实施应根据土地条件,按照修复技术方案,明确修复具体过程;修复工程运行、维护与监测贯穿整个修复过程,以确保修复有效性和修复目标的实现;土地生态修复效果评价则是考察修复目标的达到程度与修复工程成败的重要参数。

2.土地生态修复评价

不同的受污染地,不同矿山不同开发阶段,不同的占地类型,生态修复的制约因素、修复目标和重点是不同的。对于污染土地的生态修复,修复后目标污染物应该达到规定指标限值。评价范围应该与制度的修复方案确定的范围一致,根据生态修复报告中定桩资料和地理坐标勘察确定修复范围和深度,核实修复范围是否符合修复方案的要求。制订采样方案应包括采样介质、采样区域、采样点位、采样深度、采样数量、检测指标。应根据目标污染物与目标修复值进行分区采样,对于异位修复应在原址边缘和内部进行采样,对于原位修复主要在修复区内进行采样。根据生态修复的面积进行污染物目标值比较,小型修复项目可采用逐一比较法,大型生态修复项目可采用t检验法评价修复效果。在对污染土地进行物理、化学以及生物修复后,土地再利用前需要根据再利用目的对可能残留的污染物或修复剂是否会产生生态安全和人类健康问题进行风险评价,可以采用原位观察法,实验室模拟观察法,微宇宙法和现场经验与推导方面分析如何对修复土地再用进行生态风险评价。

矿山生态修复考核指标也应根据矿山不同开发阶段,不同的占地类型,不同的受污染地,分别设立,分别考核。矿山施工期结束后即为生产期,对于整个工程是以投产为标志。对于单个工程以单个工程投产为标志,服务期以单个工程服务期满为标志,如有的矿山设有二个以上废石场,在生产初期用一个废石场,待第一个废石场服务期满后再启用第二个废石场,以此类推。矿山塌陷地、受污染地也是一定得范围为标志,所以矿山生态修复应以单个工程和场地为单位考核较为合理。露天采场、废石场、尾矿库、塌陷地具有明显的时空变化特征,在生产期,只有永久边坡、平台可以进行生态修复,因此这类场地在生产运行期只能对这部分进行考核,在服务期满后应对整个场地进行考核。塌陷地是随时间推移逐步塌陷、逐步稳定的过程,对塌陷地只能对稳定区进行生态修复,在时间上有滞后效应,对于塌陷地一般是对相对稳定区进行生态修复,进行生态修复考核。工业场地、办公生活区主要是建构筑物,生产期用绿化率来考核,一般按15%计,在服务期满后,则要看工业场地是否作其他工业用地,如用作其它工业用地,则仍用绿化率考核,如拆除,则用生态修复率考核。道路管线区达到国家关于道路管线绿化要求即可。临时占地在施工结束后应立即进行生态修复,生态修复率应达到90%以上。

三、污染土壤生态修复工程原则

1.“以人为本”的原则

农田污染土壤修复可以削弱和降低污染土壤中污染物进入食物链的风险,从而保障食品品质,降低对人体健康的潜在风险。

2.农业生产最小化原则

农田是农村农民生活保证的根本,因此,污染土壤修复工程应建立在对农业生产影响最小化的基础上,最优选择是不影响农业生产活动的同时,实现土壤中污染物的有效去除。

3.成本最低原则

大面积农田的修复需要考虑农田所有制和修复技术特点。对于承包责任制大面积农田,修复过程涉及不同富裕程度家庭,修复周期会影响政府扶助资金数量,因此修复技术所需材料和工程的成本应保持最低化,从而保障农民的积极配合和政府资金投入。

4.土地利用决定原则

污染物修复限值由土地利用形式决定,总体上可以将污染土壤分为自然用地、农业用地、商业/居住用地和工业用地,不同土地利用方式土壤修复限值不同。

5.修复技术无害化原则

农产品直接进入食物链,影响生态系统和人群健康。因此,修复过程尽量减少污染物中间代谢产物的二次污染和修复技术本身带来的污染或对土壤生态系统的破坏问题。

四、污染场地土壤污染现状分析与评价

采用科学的布点方式对修复场地的污染状况进行详细调查和科学评价,掌握场地内土壤污染物的种类与含量及空间分布特征,同时,了解污染场地的地址、水文、气候和土地用途等情况。

五、污染物健康风险评估

在了解场地污染状况的基础上,针对土地农业利用方向,根据暴露途径和暴露人群特征,结合大气悬浮颗粒物中污染物状况,进行健康风险分析,并结合污染物迁移特征进行风险预测。

六、示范区建设和运行、监测及效果评价

根据场地评价与污染土壤修复技术适宜性评价结果,选择有代表性的土壤污染场地,进行征地及试验示范区的规划和建设。

对示范修复的运行效果进行连续综合监测、生态毒理评价,确定修复运行的最佳参数,并进行运行效果评价。

参考文献

[1]朱航.土壤重金属污染的生物修复[J].科技信息.2010(28)

[2]杨秋红,吕航,宋倩,但德忠.土壤污染的生物修复技术及其研究进展[J].资源开发与市场.2009(08)

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[7]林莉.典型化工污染土壤的微修复技术研究[D].华中科技大学2010

[8]吴春发.复合污染土壤环境安全预测预警研究[D].浙江大学2008

生态环境修复技术范文篇4

关键词:污水河;生态修复;生态河道体系

据不完全统计,我国大约有80%的城市河道己受不同程度的污染,由此每年造成的直接经济损失就高达377亿元。据1999年全国环境状况公报可知:我国流经城市的河段普遍受到严重污染,141个国控城市河段中,就有大约63.8%的城市河段处于IV类至劣V类水质。改革开放以来,随着上游城市经济发展的不断加速,煤炭和电力等“耗水型”工程项目的快速建设,形成杂乱无序开发利用有限的水资源问题,加上污水等污染物的肆意排放,造成城市河流水能供需长期处于不平衡状态,水资源严重紧缺,导致流域内生态系统结构功能受到严重的破坏,各类服务功能急剧衰减退化。人民生活水平的不断提高,加上环境保护意识的不断加强,城市居民和政府开始越来越重视河流生态环境功能的修复与保护。由于受传统治理理念的桎梏,许多城市在多年的污水河治理中均以防洪功能为主,在对生态系统进行修复的方案措施上,缺乏统一明确的区域河段生态修复管理目标体系。本文将结合自我对河流污水治理方面多年的研究经验,依据河流生态修复相关理论技术构建河流生态河道修复目标体系,以期与其它河流污水治理生态修复相关工程进行共同探讨。

1河流生态系统基本组成

河流生态系统的结构是由其内部的生物组分和非生物环境间,通过相互的约束作用,在时间和空间上按照一定序列和联系规则进行整合的组织形式和逻辑秩序。河流中的生态系统同其它水域生态链一样,也具有一定的营养结构、生物种群多样性、以及时间和空间位置坐标等基本特性。

2河流生态修复技术研究

河道生态修复是指在河流现有基础上,采取相关的技术手段,对已受到污损的河道进行改造与重建,即:通过生态化工程建设,将各种生态修复技术应用到实际河流生态修复工程中,尽可能的恢复和完善河流生态系统功能结构,恢复其应该具有的服务功能和质量水平。

2.1生态化护坡技术

生态护坡工程施工工艺流程一般为:先在河流边坡岩体上铺上铁丝网或塑料网,然后用锚钉和锚杆将网进行固定,接着用喷射机将两层不同厚度的生态基材喷射至带网状的坡面上,即:第一层厚约5~10cm,不含种子;而第二层厚约1cm,包含生态化护坡专用种子。生态化护坡是利用植被涵水固土的原理对河流开挖边坡进行岩土稳定和美化生态环境的一种新的绿色护坡技术,是集河流动力学、岩土工程力学、生态学、植物学、以及土壤肥料学等多门学科专业为一体的综合性河流生态修复技术。

2.2河道景观规划建设

河道景观规划建设也是河流生态修复的一项重要技术,主要涉及到河道现有平面和断面两个基础条件。天然的河流中既有凹岸也有凸岸、既有浅滩也有沙洲,不同的河流“微地形“既可以为河流中各种生物生存栖息提供适宜的生境,又可可以减低河水流速、蓄洪涵水、消弱洪水的破坏力等。在对河道生态修复平面景观规划建设时,应尽量保持河道现有的自然弯曲,不应为了进行景观设计而进一步破损河道的生态系统。在进行河道断面景观规划建设时,应在结合艺术功能时,收放有致,不必强求平行等宽,同时要设计出一个能够常年保证有水的水道,且能够应付不同水位、流量等特性的复式断面结构。

2.3水质生态修复技术

污染受损的水资源水质条件很差的主要原因是水体受污染后缺氧导致河流生态环境功能降低所致。利用相应的机械设备,人工向水体中充入清洁空气或氧气,以加速水体内部复氧过程,从而提高水体的溶解氧水平,通过逐步恢复和增强河流生态环境中好氧微生物的自身活力,加快对水体中有机污染物的降解速度,从而有效改善受污损水体的水质性能,进而恢复河流水体中生态系统综合性能水平。底泥疏浚是污染河流治理过程中最为常用的技术,同时也是一种见效迅速的方法措施。底泥疏实际上就是将河流底部的污染物从水域生态环境中清除出去,不仅可以削减底泥对上覆水体生物的重复污害率,同时可以解决河流底部内源释放造成河流生态受到二次污染。

3污水河生态河道体系

3.1生态河道构建的基本原则和目标

在突出河流生态功能体系内部整体协调能力的前提下,通过各河段功能的相互补偿调节,实现对河流生态体系的大范围治理;按防洪与生态景观优美、农作物经济利益等功能进行可利用水资源协调分配,遵循可持续发展与前瞻性的建设目标。污损河流河道生态功能修复体系是在河流现有的生态环境结构的基础上,以指导河流生态修复为总体目标。

3.2生态河道构建体系

本文所构筑的生态河道体系是基于污损河流现有生态环境调查与搜集流域相关水环境资料的基础上,利用先进RS与GIS技术平台,对污损河流进行系统的生态环境现状评价分析,以明确污损河流中流域生态系统的空间结构分布;然后进行各项生态功能评价分析,以期获得水生环境中所存在的生态问题现状和发展趋势,以确定污损河流生态系统中存在的生态敏感区域及分项生态功能重要性的空间特异性能;最后根据污损河流的分布情况,对河道进行分区治理,并提出时间上的不同河段生态修复调控最终指标。

4结束语

建立生态河道构建体系是污水河流规范化、科学化治理工作的必要措施,是污水河流河道整治理论、技术、以及具体生态修复规划设计工程实践科学合理衔接的重要技术保障。污水河流在进行生态河道整治过程中,其具体方案的制定及具体相应技术措施的采取,应结合河流实际情况因地因时因类制宜,在空间和时间等结构上形成污损河流各河段生态修复的基本方向与综合调控指标,保障河流污水治理工作高效稳定、节能经济的开展。

参考文献

[1]崔爽,周启星.生态修复研究评述[J].草业科学,2008,25(1):87-9.

[2]陈兴茹.城市河流生态修复浅议[J].中国水利水电科学研究院学报,2006,4(3):226-231.

[3]赵彦伟,杨志峰.城市河流生态系统修复当议[Jl.水利保持通报,2006,26(1):89-93.

生态环境修复技术范文1篇5

【关键词】土壤修复;物理修复技术;化学修复技术;生物修复技术

随着工业化、城市化进行的不断加快,我国土壤污染问题日益突出,污染所导致的严重环境危害事件时有发生,并呈逐步上升趋势,土壤治理与生态修复已成环保领域的重要任务,全面启动全国范围内土壤修复工作迫在眉睫。《全国土壤环境保护“十二五”规划》已进入国务院审批程序,土壤与场地修复也列入“十二五”社会发展科技领域国家科技领域国家科技计划项目指南。土壤修复将成为新兴的环保产业。

一、修复土壤的重要意义

土壤污染是指人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化的现象。主要污染物质包括农业生产中使用的化肥、农药,城市周边工业释放的有机物、重金属、放射性物质、病原菌等。特别是在近年来,对着经济发展与城市化的加速,工矿企业导致的场地污染严重,使土壤遭受到严重的有机物污染和重金属污染,没有处理的污染场地将是定时炸弹,可能对国家可持续发展造成巨大影响,因此必须对土壤污染进行妥善修复,促进社会、经济、环境的可持续发展。

二、物理、化学和生物土壤修复技术

(一)采用电动修复,确保改良土壤性能

电动修复技术是源于美国的一种净化污染土壤的处理技术。操作时,先将在受污染土壤中插好电极,然后通入微电流而形成电场。将电极插入受污染土壤区域,通过施加微弱电流形成电场。土壤空隙里的水或外加流体,可以作为介质。在电场里,由于电动力学作用,污染物会做定向移动,并在电极区的周围发生反应。人们通过电沉降作用或急着电沉积等功能的发挥,可以对污染物实施集中分离或采取其他方式进行处理。这种技术优点是:一般需要化学药剂,对环境的危害性非常小,可以将其污染度视为零。但是,它也有自身的局限性:电荷缺乏的非极性有机物去除效果不好。

(二)采用挖掘手段及热处理技术,提升修复效果

一是采用挖掘手段。挖掘手段是其他修复技术的辅措施,属于修复技术方案的一部分。挖掘的根本目的是让受污染的土与原来的位置相分离,主要指挖掘过程及挖后处理,以及对挖掘后的土壤再利用。二是加强热处理。采用直接的热交换形式,或是通过间接的热交换方式,对污染物及其介质进行加热处理,指导加热至一定的温度,一般为160~540℃,通过直接或间接热交换,将污染介质及其所含的有机污染物加热到足够的温度(160~540℃),从而达到让污染物挥发或与介质相分离的目的。根据温度的高低,可分成低温及高温热处理技术。低温指土壤温度在160~315℃之间,高温指土壤温度在275~540℃之间。这种修复技术主要适应于具有较强挥发性污染物的处理,而对于挥发性不强的污染物却没有什么实际效果。

(三)采用玻璃化及冰冻技术,加强土壤修复

一是采用玻璃化技术。采用高温的方法,让被重金属污染过的土壤处于高温环境下,变成玻璃状态,将重金属固定在其中,以稳定土壤中的重金属。这种技术主要用于解决土壤中的重金属污染问题,具有速度快、效果显著的优点,能够达到根治的效果。但是,它也有自身的缺点,如所需要的费用造价高,工作量大,一般只在重金属严重污染区域的抢修中使用。二是采用冰冻土壤的技术。这种技术主要是采用布置管道,进行等距离的安放,然后将无害的冰冻溶剂放进管道中,使其让土壤中的水分冻结起来,从而达到防止污染进一步扩散的目的。

(四)采用稳定/固化技术,解决无机物重金属污染

这种技术重要是将石灰、水泥等投放到土壤中,将土壤与污染物隔离开来。或是采用其他手段,降低污染物的活泼状态,从而降低污染危害程度,以防出现二次污染。当土壤被重金属严重污染时,可以采用稳定/固化技术,对其中的污染物质(无机物)进行处理,但是对有机物的污染没有作业,譬如,这种技术不能用来处理农药污染的土壤。

(五)生物修复技术

生物修复是指用生物,特别是微生物催化降解有机污染物,从而修复被污染环境或消除环境中污染物的一个受控或自发进行的过程。

1、动物修复技术

这些技术主要是利用某种动物如蚯蚓对重金属进行吸收,从而使土壤中重金属含量得到一定程度上的减少。这种途径虽然可以使重金属含量得到一定地减少,但是有蚯蚓等排放出来后,容易造成二次污染。研究表明,饲养在牛粪和生活垃圾中的蚯蚓对硒和铜元素的富集能力很强,且富集铜的能力比富集硒的能力强。

2、植物挥发修复技术

植物挥发修复技术是利用植物根系分泌的一些特殊物质使土壤中的重金属转化为可挥发态,或者植物将土壤中的重金属吸收到体内后将其转化为气态物质释放到大气中,从而净化土壤的一种修复技术。植物挥发要求被转化后的铅结合成难溶的磷酸铅,使铅固化而降低铅的毒性;一些植物在体内能将Se、As和Hg等甲基化而形成可挥发性的分子,从而释放到大气中;一些烟草和转基因植物如拟南芥也能将有机汞和无机汞盐转化为气态单质汞。

3、微生物修复技术

微生物修复技术是利用微生物(土著菌、外来菌、基因工程菌)对污染物的代谢作用而转化、降解污染物,主要用于土壤中有机污染物的降解。通过改变各种环境条件如:营养、氧化还原电位、共代谢基质,强化微生物降解作用以达到治理目的。

微生物修复技术有:强化自然递减(Enhancednaturalattenuation)、生物堆制法(Biopiles)、堆肥法(Composting)以及氧化还原交替法(SequentialA/Otreatment)。微生物修复技术已成功应用于煤气厂址PAHs(多环芳烃)污染修复,石油烃污染土壤修复,农药污染土壤修复等。微生物修复技术的优点是费用低、易操作、没有二次污染等。

三、生物修复技术的发展前景分析

物理和化学方法修复土壤,具有一定的局限性,难以大规模处理污染土壤,并且能导致土壤结构破坏,生物活性下降和土壤肥力退化,修复成本高。生物修复是一项高效修复技术,具有良好的社会、生态综合效益,容易被大众接受,具有广阔的应用前景,因此备受环保及科研界的关注。

一是生物修复技术的优势。生物修复技术具有效率高、运行过程稳定性强,无污染、方便现场操作的优点。

二是生物修复技术的不足。植物修复时间长,对植物收获后的处理问题,还有待于进一步进行研究实践。特别值得指出的是:植物修复技术还仅仅停留在试验和示范的阶段,尚未在得到大面积的推广,更谈不上土壤修复的产业化发展。此外,如何将物理修复技术、化学修复技术、生物修复技术、植物修复技术等有效地结合起来,在目前来看,其研究是十分不足的。

三是土壤修复技术研究方向。我们应该积极探寻重金属污染的超积累植物,对这种植物的生活习性,生长分布规律、特点等进全面地调查研究,并建立相应的数据库。从植物的修复能力来看,不仅与自身特点有关,而且以其根部所处的环境也具有密切的关系。我们应该对微生物进行充分地利用,使植物的根际环境得到根本的改变,从而使植物的修复能力大大增强。如果将与某种污染相适应的真菌引入进来,并将其与超累积植物进行接种处理,则能够有效地增强植物的修复功能。

生态环境修复技术范文篇6

关键词:生态修复;词语;辨析

水土保持是一门涉及自然科学、技术科学和社会科学的高度综合性学科,与水文学、植物学、地质学、土壤学、气象学、环境学、农学、林学、信息学、社会学等各种专业学科有着千丝万缕的联系。水土保持是生态建设的主体,由于社会环境对水保工作要求的严肃性、复杂性、紧迫性,传统的水保治理摸式正受到冲击,新时期水保工作的重点逐步转移到以人工治理与生态自我修复相结合的现代水土保持模式上来。水土保持生态自我修复,其根本目的是要达到人与自能和诣共处,实现传统水土保持向现代水土保持观念的转变。生态修复作为一门新的边缘学科,其内容十分广泛,有许多关于生态修复方面的新名词、术语、观念、思想、理论正在生态建设领域得到普及和应用,使生态建设科学体系日趋完善,了解一些生态修复方面的名词、术语及它们之间的辩证关系,对于开展生态修复工作意义重大。

1生态修复、生态恢复、生态重建

生态修复是根据人与自然以及经济社会与生态环境辩证关系的原理,采用人工治理与大自然自我修复相结合的方式对生态环境进行改造,恢复生态系统的生物多样性,达到人与自然和谐共处,推动整个社会走上生态发展、生活富裕、生态良好的文明发展之路的一项浩大的系统工程。生态修复涉及内容广泛,它需要生态水文学、植物地理学、资源生态学、森林园艺学、地质学、环保学、材料工程学、生物遗传学等相关学科共同参与、相互渗透。生态修复不仅是水土流失地区的重点工程,也是广大城市、农村河流、沙漠、森林、矿山、海洋等区域开展生态治理的重点,由于人们居住环境的空间性,其外延已扩展到对空气大气层污染的修复[1]。

生态恢复是指依靠大自然的自我修复能力和植物群落演替规律,以及生物界“物竞天择,适者生存”的原理,对某一生态区域采取简单的封禁措施,让该区域生态环境得到恢复和改善的进程,一般仅指恢复其天然植被和自然生态,其外延较小[2]。因此,应将生态修复与生态恢复区别开。

生态重建是生态建设的重要组成部分,一般指对遭受自然灾害和人为因素破坏的地区进行修复治理,使其恢复原貌和改善生态的生态活动。如对因战争、地震、洪涝、台风、滑坡、泥石流、海啸等天灾人祸而造成破坏的地区进行建设治理、环境改造和生态恢复。从某种程度而言,对一个地区进行生态移民和文化遗址的修复,也属于生态重建的范畴。

2生态环境、生活环境、自然环境

生态环境指由生物群落和非生物自然因素组成的各种生态系统所构成的统一整体。主要或完全由自然因素组成,并对人类的生存和发展产生影响。保护和改善生态环境,才能改善人们的生活环境,提高生活质量。

生活环境指与人类生活密切相关的各种自然条件和社会条件的总体,由自然环境和社会环境中的物质环境构成。生态环境按是否经过人工改造来划分,可分为自然环境和人工环境。生态修复必须做到保护自然环境,创建良好的人工环境,又不能以损坏原有生态为代价[3]。

自然环境是各种天然因素的总体,由自然界中各种生物和非生物因素所组成。自然环境并不等同于生态环境。自然环境的外延比较广,但只有具有一定生态关系构成的系统整体才能称为生态环境,非生物因素构成的整体可以称为自然环境,不能叫做生态环境。因此,生态环境反是自然环境的一种,二者具有包含关系。

3生态移民、生存移民

生态移民是从保护生态脆弱区的生态环境出发,既考虑移民能脱贫奔小康,又考虑保护迁入地近期和中长期生态环境,同时还要保护迁入地原居民利益不受损害,属多目标移民。生存移民则着考虑增加移民经济收入、解决温饱,不太关注对迁入地生态环境短期和长期的损害,属于单目标移民。生存移民迁入地多居于未开垦的处女地或荒漠地区。

从改善生态脆弱地区的生态环境来看,应实行生态移民。对于环境恶劣、人烟稀少的地区,可以根据需要实行单一的生存移民,以开辟新的“生态家园”。无论何种移民方式,都应保护好当地动、植物资源,实现人与自然和谐共处。

4生物入侵、植物侵蚀

生物入侵指人类有意识或无意识引进外来生物品种和生物品种自然入类,对新生态系统物种及人在健康上带来威胁的生物侵害行为。它危胁本地的生物多样性,引起物种的消失和灭绝,破坏生态系统功能,造成生物污染,能压制和排挤本地种群,导致生物多样性消失。生物入侵已成为一种严重的自然灾害,必须严加预防和控制。

植物侵蚀指引种不良植物和品种或不良物种自然传播,而造成某一地区土壤结构层次和肥力受到破坏,植被受到影响,生态环境受到侵害的过程。相对于生物入侵,它的影响较小,但也不能忽视。

我国有1/2以上的外来入侵有害物种是由人为因素造成的。要防治生物入侵,必须加强执法监督,认真贯彻实施《植物检疫法》和《植物检疫条例》,做到防治结合,利用自然界植物“相生相克”的原理,充分利用生物修复技术制止生物入侵,如充分种植皇竹草就能大大减轻紫茎泽兰的入侵。

5生物圈、生物多样性、生态多样性

生物圈指地球上所有生命与其生存环境的整体,地球表面上到平流层、下到数十千米的地壳,形成一个有生物存在的包容层。它最显著的特征就是其整体性,即任何一个地方的生命体都不是孤立的,都与自然界的其他部分存在千丝万缕的联系。生物圈的另一个显著特征就是生物多样性。生物多样性即一个区域内生命形态的丰富程度,它包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态多样性3个层次。生物多样性是生命在其形成和发展过程中跟多种环境因素相作用的结果,是生态系统进化的体现,同时意味着生物种群在个体数量上的均衡分布。生态修复的目的就是要通过增加生态多样性以达到生物多样性。

6水华、赤潮、富营养化

赤潮是在特定的环境条件下,海水中某些浮游植物、原生动物或细菌暴发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象,是水域荒漠化的体现。携带营养物质的泥沙进入水域或有机物附着在泥土中吸入水中,是形成赤潮的原因之一。赤潮是水域富营养化的特征之一。

富营养化是指由于大量含氮、磷生物营养物质的污水不断排入湖泊、河道、海湾等缓流水体,引起水体中藻类及浮游生物和绿色植物迅速繁殖,使水体透明度下降,溶解氧减少,水质恶化,鱼类及其他水生生物大量死亡的现象。水体发生富营养化现象时,随着藻类及浮游生物数量的不同,水体出现不同种类的颜色,如红色、蓝色、棕色、乳白色等。这种富营养化现象发生在江河湖泊叫做“水华”,发生在海洋则叫“赤潮”。

7绿色住区、绿色生态建筑

绿色住区是一个发展的、动态的多样化建筑结合体,是一个被赋予可持续发展设计思想和充满想念空间的生态概念,它是按照住宅周围的自然、人文环境,综合运用生态学、建筑学的基本原理以及现代科技手段,合理安排,组织建筑内外空间与系统内其他相关因素之间的关系,使其成为一个有机的统一体。绿色住区不是单纯的“住宅小区+周边绿化”模式,关键是住区内综合素质的提高。

绿色生态建筑也称可持续性建筑,是根据人与自然和谐的原理,在合理布局、科学论证、精心设计的基础上,在某一区域开发、建设的具有生态示范园区保护特生的生态范围或设施。生态建筑讲求材料的严格筛选、资源的精确配置和环境的合理布局。并不是一切新疑的、天然的和绿色的建筑就是生态建筑,苏州园林式的建筑,可以称得上典型的生态建筑。

8循环经济、可持续发展利用

循环经济是一个从德国引进的新的生态文化概念,是指由“资源—产品—废物”为特征的传统经济发展模式向以“资源—产品—再生资源”为特征的新发展模式转变的过程,它包含了人类发展观念的变革。循环经济已成为我国内地各省市身体力行实现资源可持续利用新发展观念的载体。利用循环经济理念,可以进行生态工程示范区试点,变废为宝,实现资源的循环再生利用。利用循环经济模式,可以治理水域的荒漠化问题,改善和利用水体富营养化状况,有效降解土壤中的有害物质成分,提高土壤有机质含量。进行资源再生利用的各地“种植—养殖—沼气—种植”等工程及小水电代燃料工程等,即是循环经济模式的应用。

9生物堤、城市森林、水下森林

按照生态修复的原则,在河岸营造乔灌木混交林带,形成生物堤坝。生物堤可以约束河道摆动,缓洪落淤,避免洪水冲淘,省工效宏。对于新型河道两岸的混凝土堤坝,可以按照“技术本土化”的要求,建造“绿化混凝土”即多孔混凝土,使树木通过这些孔隙进入土壤层,达到枝繁叶茂、连成一片,形成特殊的混凝土生物堤。

城市森林是一个由美国、加拿大生态学家提出的新的生态术语,它不同于山区、高海拔区域的天然林、原始林,是直接服务于城市、服务于人群,具有生命力的城市基础设施,是一个城市的建设理念和生态效益相结合的产物。城市森林建成后,可以维持大气圈的碳氧平衡,缓解城市尤其是象南京、武汉、重庆这类“火炉”城市的热岛效应。城市森林与郊区森林结合可形成完整的生态体系。

“水下森林”是一种新的生态修复手段,即在水面以下种树,以解决河道里黑臭问题。在水面下种植菹草等沉水植物能将河水变清50cm,起到净化水质的作用。除了沉水植物外,也可以栽培一些浮游植物和挺水植物,适当放养一些鱼、蚌、螺蛳类水生动物,达到动植物和谐共生、净化水质,从根本上消除黑臭的目的。

10效益监测、预防监督

生态修复效益监测是全国水土保持监测工作的一项重要内容[4]。选择一些有代表性的试点区,通过科学监测,以“3S”技术和信息化手段了解和掌握生态自我修复的规律和效果,为建立生态自我修复效益评价指标体系奠定基础。

在开展水土保持开发建设项目监督执法的同时,各部门在机构、管理制度等方面,必须把生态修复纳入水保监督执法的日常工作,要有专门队伍和人员负责生态修复区的监督管护工作,充分发挥乡村管护人员的作用,加强对试点工程区的管理,加大执法力度。在生态修复过程中,效益监测和预防监督相辅相成,缺一不可。

11结语

当今时代,科学技术、新兴学科正以前所未有的速度和规模飞跃发展,增强了人类知识更新、改造自然的能力,给人类社会带来空前的繁荣,也为今后的进一步发展准备了必要的物质技术条件。随着生态修复工作在各地的迅速开展,将会有更多更先进的新技术、新工艺、新材料、新观念在实践中涌现。因此,在实际工作中应学会掌握和接受更丰富、更实用的新名词、术语,以指导生态修复领域各项工作的正常有序开展。

12参考文献

[1]吴文卫,杨逢乐,赵祥华.污染水体生态修复的理论研究[J].江西农业学报,2008(9):138-140.

[2]何发钧,徐洁,杨永辉,等.宁夏彭阳县土石质山区生态修复技术与效益分析[J].内蒙古农业科技,2005(S2):217-219,251.

生态环境修复技术范文篇7

关键词:污染场地;修复技术;风险管理

中图分类号:C35文献标识码:A

前言

污染场地是指因从事生产、经营、处理、贮存有毒有害物质,堆放或处理处置危害废弃物,以及从事矿山开采等活动造成污染,且对人体健康或生态环境产生危害的空间区域。就污染场地环境而言,范围更广,包括场地内部环境及周边可能影响到的环境,涉及场地内部的土壤和地下水、车间墙体和设备、各种废弃物,场地周边的土壤、地表水、空气、生物体及居民住地等。

1.污染场地修复技术

根据场地特征和暴露情景,参考污染场地修复技术初筛矩阵,初步提出基于控制污染源的原位和异位修复技术和切断暴露途径的阻隔技术;采用定性矩阵法、专家评估法或类比法等方法,评估预修复目标的可达性。如果修复目标不可达,则应调整修复目标,如提高土壤修复限值,缩小修复范围,增加投资,延长工期,改变土地利用方式等。

1.1、定性矩阵法

采用定性矩阵法评估修复技术,判断预修复目标是否可达,应按照以下五个步骤依次进行。

(1)列出污染场地特征信息

污染场地特征信息包括场地位置、场地面积、场地地形和周边生态环境、地表覆盖情况、场地所有者和场地边界、场地周边交通状况、服务设施位置、历史和规划的土地利用类型、临近地块的特征、场地距饮用水取水口的距离、场地距地表水体敏感目标的距离、与场地有关的环境影响评价资料和排污申报资料等。

(2)列出土壤和地下水特征信息

土壤特征信息包括土壤类型、PH值、粘土矿物含量、有机质含量、粒径分布、土层深度、容重、土壤异质性等,地下水特征信息包括含水层深度、地下水流向、地下水力梯度等。这两种特征影响污染物在场地中的迁移转化。

(3)列出关注污染物特征信息

关注污染物信息包括污染物的种类、浓度水平、空间分布、存在形态及在土壤胶体、孔隙水、气相中的分布、理化性质(可溶性、密度、毒性、蒸汽压、粘性、在气/水界面的分散力、分配系数、自然降解率)等,以及影响污染物迁移转化的土壤和地下水特征信息。

(4)确定初始筛选条件

初始筛选条件主要包括修复技术是否能有针对性地处理关注污染物、修复效果的好坏、修复技术是否成熟、成本/效益是否合理、能否和其它修复技术集成、修复技术是否容易获得、修复时间是否允许、修复过程是否对环境和安全产生不利影响、是否需要第三方监测、是否符合各利益攸关方的要求、是否满足法律法规的要求等。

(5)筛选备选技术

依据初筛条

件,对修复技术进行定性筛选,满足所有筛选条件的修复技术定为备选技术。对于多污染物复合污染场地,则对每一种污染物以同样的方式筛选备选修复技术。

1.2、类比法

通过比较两个场地之间的区域环境特征、自身环境特征、污染特征和修复目标的相似性,将已经实施修复的场地中应用的修复技术应用到待修复的场地。区域环境特征包括气象水文条件、地质地貌状况、生态环境特点、敏感受体分布等方面。

1.3、专家评估法

根据专家的丰富经验,结合场地所在地的区域环境特征和场地自身的环境特征、污染特征、修复目标等相关信息选择修复技术。

2.污染场地风险控制技术

2.1、物理/化学/生物修复技术

物理/化学/生物修复技术通过物理/化学/生物方法来分离、固定或削减介质中的污染物,达到清洁土壤和降低污染物危害环境与健康风险,或通过改变污染物在介质中的化学形态而降低其毒性的技术手段。物理修复技术包括客土、换土、去表土、深耕翻土、淋洗、电动淋洗、热解、玻璃化技术等。化学修复技术通过添加特定的化学物质将土壤中的污染物转化为低毒、难溶态并被固定在所形成的矿物晶格中,使污染物与周围环境隔离,降低污染物在环境中的迁移性和生物可利用性,常用的添加剂有无机改良剂和有机改良剂。生物修复技术主要是通过动物、微生物和植物的生命代谢活动将污染物吸收、富集、转化,改变污染物的毒性,进而恢复土壤系统正常生态功能的过程,是实现环境净化、生态效应恢复的生物措施。

2.2、工程控制技术

工程控制是人为建设的封存阻隔系统,用于控制污染物向下迁移,表层渗滤和降雨入渗作用下的污染物迁移以及污染物在地下的自然渗滤和迁移,即利用工程措施将污染物封存在原地,限制其迁移,切断暴露途径,以降低污染风险和保护受体安全的阻隔技术。工程控制的施工技术成熟,成本相对较低,工程建设周期短,对不同类型的污染都具有较好的风险控制效果,近年来在污染场地风险控制中的应用越来越广泛。常用的工程措施有水平阻隔和垂直阻隔如泥浆墙、灌浆墙、板桩墙等。

2.3、自然衰减技术

自然衰减法是利用污染场地天然存在的自然衰减作用使污染物浓度和总量减小,在合理的时间范围内达到污染修复目标的场地修复方法。自然衰减作用包括对流、弥散、稀释、吸附、沉淀、挥发、化学反应和生物降解作用,其中对流、弥散等前6种作用将污染浓度降低,或是从一种相转移到另一种无危害或危害较小的相,污染物仍然存在,属非破坏性作用;纯化学的转化一般很少见,过程也很缓慢,更常见的是有微生物参与的生物降解作用,这种作用可将污染物转化为无害物质,属破坏性作用,可真正的去除污染物。污染物的自然衰减存在于所有污染场地,但是自然衰减强度不尽相同,取决于污染物性质及其所处的环境条件。自然衰减法进行修复的污染物,在20世纪90年代初主要为易生物降解的有机污染物,如地下储油罐泄漏的汽油,其它燃油、石油管道破裂泄漏的石油烃,工业上广泛使用的有机氯溶剂等。随后处理的污染物种类越来越多,如复杂混合污染物的垃圾渗滤液、处理后的废水渗滤液以及军事基地的炸药TNT、林业上使用的木料防腐剂、农业上使用的杀虫剂等。

2.4、制度控制技术

当污染场地刚被发现,或者由于受到经费和技术的限制,某些污染场地修复后仍有污染物遗留在场地上,无法达到任意使用和暴露的标准时,就需要制度控制来减少污染物对人类和环境的暴露风险,保护修复的完整性。制度控制是一种非工程的措施,即运用行政和法律法规等管理措施控制污染场地,减少污染物对人类和环境的暴露风险。制度控制在场地修复中起着非常重要的作用,因为它可以通过限制公众对土地或资源的使用,引导公众在场地上的行为,减少和控制污染场地的发生与风险。然而制度控制技术要求完善的管理政策与法律法规,以及污染场地跟踪管理系统。制度控制的成功实施需要多部门之间、多群体之间甚至跨领域之间的通力合作,需要政府加强统筹和协调,涵盖制度控制的计划、实施、维护和执行的整个流程。

结束语

现今,污染长丝的修复技术和风险管理技术已经受到了越来越多的关注。随着我国社会经济的快速发展和“绿色、环保、生态”的提出,人们投入了更多的时间和精力研发环保、高效的污染场地风险控制技术。同时,还必须要不断的加强污染场地的监督和管理,减少和控制对场地污染的发生。针对于修复和控制管理污染场地实践的过程中不断的总结经验,完善场地修复技术和控制管理的体系,建立健全污染场地风险控制相关的标准。目前我国污染场地风险控制专业技术人才匮乏,必须加强与污染场地风险控制技术相关的学科建设,着力培养专业技术人才,同时注重加强国内外学术交流与合作,促进污染场地风险控制技术的创新和发展。

参考文献

[1]吉敏.我国城市工业污染场地土壤修复综述[J].上海环境科学,2014,03:132-135.

[2]姜林,钟茂生,张丽娜,张俊丽,贾晓洋,韩丹,张丹,夏天翔,姚珏君.基于风险的中国污染场地管理体系研究[J].环境污染与防治,2014,08:1-10.

生态环境修复技术范文

【关键词】:生态修复;水土保持;生态建设

1、水土保持在生态环境优化中的作用

1.1减少自然灾害的发生

水土流失严重会导致各地区的生态环境遭受破坏,自然灾害的发生频率也会相继提高,而通过水土保持工作的开展,能够有效减少地表径流及泥沙的流失量,防止江河洪水或是淤泥淤积的灾害发生。水土保持工作中开展的植树造林工程也在一定程度上维持了生态环境系统的平衡性,而这种平稳、平衡对于遏制自然灾害的发生起着十分重要的作用,更是生态环境建设工作的开展主旨。

1.2有利于改善土壤理化性质

作为动植物生长繁殖的基础,土壤质量也是生态建设中的一个重要方面。水土保持工作的开展,能够在一定程度上改善土壤孔隙的状况、有效加强土壤通气度、排水能力。此外,水土保持还能够有效提升土壤的肥力、土壤中所蕴含的有机质含量,且根据实践表明,采用不同水土治理土壤的措施,所含有的有机质含量、全磷、氮含量等皆大于对照组,也能够较快的为植物补充养分,具有良好的自动调节功能,同时还能使土壤中的微生物数量得以恢复。所以说,科学的水土保持举措对于土壤的理化性质起着改善作用,使动植物的生长繁殖得以有效保障,并促进生态环境的快速恢复。

1.3气候条件有所改善,生物多样性有所提高

水土保持工作的开展,能够有效改善局部气候条件,尤其是帮助近地层地区的小气候转向良性气候发展,降低近地层的温度、增加湿度、减小昼夜温差。同时,气候条件有所改善在一定程度上还能够提高植被的覆盖率,使生物多样性有所提升。在水土保持工作中,所开展的挖条沟工作还能够改善板结土壤和母质层地表,并起到蓄水拦沙作用。这些工作的开展皆有利于林木治理区植被的生长恢复,丰富物种的多样性,使得生态系统的稳定性及自我调节能力提高。

2、水土流失的危害性

2.1破坏生态环境,降低生活质量

水土流失加剧导致生态环境恶化,粮草植被、草场畜牧业等皆会遭受严重的破坏、森林的蓄e量也会急剧骤减,降低地面的覆盖率,改变径流方向,致使生态环境动态平衡失调。此外,若是遭受暴风雨,洪水肆虐淤积,山体滑坡及泥石流等现象也会频繁发生,容易造成山洪水涝自然灾害,使得下游江河地区的泥沙顺势形成淤积现象,进一步加深洪涝灾害,严重破坏当地的农业、畜牧业的生产条件,致使我国的农业经济环境、健康发展皆受其影响,人民群众的生活质量大打折扣,苦不堪言。

2.2土地资源遭受破坏,土壤肥力下降

水土流失加剧直接影响着土地资源及其地面的完整性,导致土地资源支离破碎、沟壑纵横,也不能充分利用自然降水,土地退化严重,土壤肥力、水源涵养能力也有所下降,破坏土壤理化性质,土地资源愈发贫瘠稀薄,土壤没有吸收足够的养分,质地逐渐粗糙化,通气性、排水蓄水能力逐渐刷若,农村粮食产量不断下降且尤为不稳,部分农村甚至出现绝产现象。长期以往,随着水土侵蚀程度的不断加深,土地生产力只会加快降低,水源也会不断减少,人类甚至会面临水源短缺的危机。

2.3山体滑坡频发

土壤表层,导致泥沙大量下泄,地表径流也随之流入江河水库,致使下游地区淤积加重,沟渠江河的河床不断抬高,水位上涨、水库防洪能力逐渐削减,洪水排水不畅,水利工程难以发挥作用,导致水库使用寿命严重降低。在此形势下,水污染加剧,江河湖海多淤积,江河泛滥威胁增大,若是暴雨时节频发,雨水不能及时下渗,时涨时落,下游地区人民的生命财产安全皆会受到影响,甚至是发生不可估量的损失。

2.4水资源平衡遭受破坏

水土流失不仅会导致土壤理化性质遭受破坏,且随着土壤的不断退化、草场的沙化,生态环境也与之失调,植被生长难以得到恢复,这也直接影响到水资源的分配利用。而地表植被破坏程度加深,降水截留、滞缓径流及水源涵畜等功能也会逐渐失去,导致地表径流大幅度增加,而地下径流却随之减少。两者间平衡的水量关系被彻底打破,致使土壤的储水库容量不断缩小,破坏农作物需水量与土壤水分供给间的关系,许多地区的旱灾次数不断增多,年作物产量急骤下降,影响着我国农业经济的健康发展,人们粮食供给严重不足。

3、生态修复与水土保持技术

在生态修复与水土保持过程中,相关技术人员必须要重点关注生态环境恶化特点,采取有效措施抑制生态环境恶化问题,迅速恢复地表层的植被覆盖。具体措施包括以下几点:

3.1自然退化生态系统修复技术

随着经济的发展,生态环境问题逐渐增加,水土流失面积逐渐增大,近几年,水土流失与生态环境退化问题难以应用人工方式对其进行控制。这就需要相关部门应用先进的生态环境修复技术开展相关工作,提高水土保持工作效率。技术人员可以应用自然退化生态系统修复技术,并提升技术的应用效率与应用质量。

3.2不科学采伐与开垦修复生态技术

在生态环境修复期间,相关技术人员可以应用退耕还林与人工种草等技术开展相关工作。在此期间,相关技术人员可以将生态环境分为几个单元,将各个单元有效联系在一起,然后根据各个单元物种适应能力与进化能力的分析,对其进行有效的调整。同时,相关技术人员可以将各类物种组合成为一个复杂的生态网络,维护物种多样性秩序,维护生态系统的安全性,提升技术应用质量。

3.3人工防护林

在生态环境保护部门实际发展期间,技术人员可以利用人工防护林与人工操场种植技术开展相关工作,制定针对性的技术方案,例如:在某县土壤退化较为严重的区域,技术人员可以选择当地土壤相适应的树木品种,同时,还要积极应用病虫害防治技术,保证人工防护林的生长效率的提高,避免相关问题的产生。

4、生态修复与水土保持生态建设需要注意的问题

在某县水务局生态修复过程中,虽然生态修复技术逐渐增加,水土保持效果较为良好,但是,还有较多问题需要解决。具体包括以下几点:

4.1生态修复水土保持监测问题

在生态修复与水土保持生态建设过程中,相关部门还不能对其进行实时监测,难以提高生态修复与水土保持工作效率,无法及时发现其中存在的问题。这就需要相关管理部门制定完善的管理制度,实时监测生态修复c水土保持工作,保证生态修复与水土保持工作效率的提高。同时,还要归纳总结各类相关资料,提高生态修复技术与水土保持技术的应用效率,增强某县水务局生态系统建设效果。

4.2生态修复水土保持问题的原因分析

在某县水务局生态修复与水土保持过程中,相关技术人员还不能全面分析其中存在的问题,也无法归纳生态退化与水土保持问题产生的原因,难以提升生态建设工作效率。因此,在生态修复与水土保持技术实际应用期间,相关管理人员必须要全面分析某县生态退化与水土保持问题产生的原因,针对生态系统承载压力情况制定管理制度,保证可以缓解生态系统的各类压力,全面理解生态修复技术,进而提高我某县态修复与水土保持工作效率。

4.3不同区域生态修复与水土流失问题

在生态修复与水土流失生态建设过程中,不同区域生态系统都具有自身固有的特点,如果相关部门不能根据某县实际情况合理选择生态建设技术,将会出现一些难以解决的问题。因此,在某县区域生态修复与水土流失生态建设期间,相关技术人员都要全面分析当地降水量、土壤类型与人口密度等情况,确定当地生态系统修复潜力,科学选择各类生态修复技术与水土保持技术,进而提升生态系统建设效率。

结论

综上,针对目前水土保持生态建设工程建设管理中存在的问题,在今后项目实施过程中应注意扎实做好前期工作、严格执行规划、完善设计、重视招投标、加强施工管理、全面落实监理制,全面提升项目建设管理水平,保证水土保持生态建设工程建成后发挥其预期的综合效益,改善区域农业生产条件,促进生态与经济建设和谐发展。

【参考文献】:

[1]张宏斌.试论生态修复与水土保持生态建设[J].科技创新与应用,2016,20:164.

[2]蒲浪超.简论生态修复与水土保持生态建设[J].建材与装饰,2016,24:277-278.

生态环境修复技术范文篇9

[关键词]城市;河流;水环境;生态修复;治理模式

中图分类号:X171.4文献标识码:A文章编号:1009-914X(2015)22-0301-01

1.引言

城市河流对社会、经济发展以及生态保护具有十分重要的地位。城市生活环境具有密集性,对与人类关联密切等特点,一旦出现城市河流水环境污染并且污染超出自然消化能力则导致城市河流区域乃至整个城市出现生态平衡损害[1]。因此,研究城市河流水环境生态修复途径与模式,对于城市水污染治理,维护自然生态平衡,具有重要的意义。

2.传统修复途径存在的问题分析

传统的城市河流水环境修复途径一般为截污和清淤,这两种途径都存在着很大的局限性。因为河流为开放性系统,其受到外部相关联环境因素的影响而无法“独善其身”。比如,河道沿岸种植物,城市地下污水排放,沿岸雨水汇集等因素都将可能将氮、磷、碳乃至重金属元素带入河流之中,从而导致河流水质环境被动恶化。

针对上述问题采取截污措施仍然无法有效的解决氮元素污染难题。这是因为大气中的氮元素仍然可以通过河流中的藻类植物进行吸收。所以,要想精确调节住氮的关联源,对富营养化水体来说,是非常困难的。除了氮元素的关联污染之外,磷元素也具有类似效应,磷元素与藻类互相作用以至于富磷情况下水体磷元素过量储集而造成污染。

根据以上分析,采取传统的截污和清淤途径难以有效修复城市河流水环境生态。

3.城市河流水环境生态修复模式

城市河流水环境生态的修复难以简单地通过人类活动的退缩而恢复到过去的状态。概括来说,水环境生态的修复有四种模式可以选择,即复育、修整、改善与再造,这四种模式的概念及特性如下:

1)复育。对现有水环境生态经过人工措施,使其各种组成、条件、功能、景致等都能恢复到未受干扰前的状态。

2)修整。针对城市河流某个特定的生态环境扰前应具有的部分重点特征,经过人工措施,使其能重现这部分的功能、特性。

3)改善。采取人工方式改进城市河流水环境生态中某些功能,但无须考虑是否为原有的环境特性。

4)再造。又称重构,即重新“构造”一个城市河流水环境生态,即使此环境中所包含的特性从来未出现在原区域中。

无论是复育或修整原有的水环境生态,还是改善或再造新的城市河流生态,均须考虑河流区域气候、水纹环境特点,将生态安全作为水环境生态修复的前提,包括:一、增强对城市河流生态的调控能力,将污染负荷的变化控制在水环境生态系统可承受能力之内;二、强化、改进城市河流生态系统的自我修复能力,使水环境能够抵御环境变化的不利影响[2]。

4.城市河流的生态修复措施

岸堤是城市水环境的基本要素,对河坡与浮石带、湾区和等部位进行结构研究的基础上,设计城市河流地带的生态工程和宜居景观。

分别针对城市河流的各段岸线采取引水冲污措施即通过清洁江河水置换河道的污染河水,从而实现生态岸堤的滞洪补枯,涵养水源、改善生境以将原污染河道中的污染物稀释或带入下游,在护坡上种植柳树芦苇等耐湿喜水性植物降低河道的污染负荷以提高河水的自净能力。

城市河流岸堤的生态修复关键一点是护岸设计。针对底泥中的有机物在细菌作用下发生分解使河水变黑变臭问题,采用“设计遵从自然”的城市河流规划的新观念和新方法降低水中的溶解氧浓度,同时产生硫化氢、磷化氢等恶臭气体。选用改进岸堤技术新建河堤解决常年冲刷和上游环境的恶化造成的严重水土流失问题。改进的岸堤采用前缘为砂质河滩,可以单一出现也可成为一组大致平行的堤出现,构建岸堤的材料可以为砂质、砾石材料、水泥材料等结合混凝制成。才去的方案充分考虑城市河道的生态、经济和社会效益,达到生物多样性显著提高,重建强有效的水环境自然生态平衡。

河流进入城市中心区后,鉴于城市用地的局限,无法采用宽体式斜坡护岸技术,主要是采用立体式石砌生态护岸技术,并辅助种植耐阴植物以调节环境温度、湿度、吸附消化有害气体和灰尘,建设形成滨水生态空间,丰富水景景观。

在植被选择上,综合搭配基本草种、树种和花形成具有不同高度、适应四季、错落有致的植物区。利用植物区实现气复氧技术用于应对河道的突发污染即在适当的位置针对河水进行人工复氧,提高水体的溶解氧水平。选用沉淀剂净化水体,恢复水体中好氧生物的活力,用活性炭吸附污染物质使水体自净能力增强,从而改善河流的水质状况,并配以微生物降解水中的有机物质重建提水、沉水植物群落吸附过量盐质。

综合采用生态清淤、底泥干化与资源化利用造岛一体化技术实现城市河流生态修复,并辅以生态工程技术措施,有效滞纳、吸收、转化、降解各种污染物,改善水环境;同时遵循生态适应性原则,因地制宜配置功能植物,恢复湖滨带自然景观格局和生境类型,发挥滨岸湿地植被的截污去污功能,为水生动物提供适宜的栖息和繁衍场所,完善入湖河道生态系统。

5.结论

针对城市河流水环境生态修复问题,概括了四种修复模式,并进行了分析,给出河流地貌特征的修复、河岸带的整治和重建、水文特征及生物物种的恢复途径。所提模式在城市河流生态修复实践中提供思路和借鉴。

参考文献

生态环境修复技术范文篇10

关键词:土壤污染、生物修复、研究进展

前言

土壤重金属污染是指由于人类活动将金属加入到土壤中,致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。加之重金属离子难移动性,长期滞留性和不可分解性的特点,对土壤生态环境造成了极大破坏,同时食物通过食物链最终进入人体,严重危害人体健康,已成为不可忽视的环境问题。随着我国人民生活水平的提高,生态环境保护日趋受到重视,国家对污染土壤治理和修复的人力,物力的投入逐年增加,土壤污染物的去除以及修复问题,已成为土壤环境研究领域的重要课题。而生物修复技术是近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术,同传统处理技术相比具有明显优势,例如其处理成本低,只为焚烧法的1/2-1/3,处理效果好,生化处理后污染物残留量可达到很低水平;对环境影响小,无二次污染,最终产物CO2、H2O和脂肪酸对人体无害,可以就地处理,避免了集输过程的二次污染,节省了处理费用,因而该技术成为最有发展潜力和市场前景的修复技术。

1.污染土壤生物修复的基本原理和特点

土壤生物修复的基本原理是利用土壤中天然的微生物资源或人为投加目的菌株,甚至用构建的特异降解功能菌投加到各污染土壤中,将滞留的污染物快速降解和转化成无害的物质,使土壤恢复其天然功能。由于自然的生物修复过程一般较慢,难于实际应用,因而生物修复技术是工程化在人为促进条件下的生物修复,利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烃类及各种有毒有害的有机污染物,降解过程可以通过改变土壤理化条件(温度、湿度、pH值、通气及营养添加等)来完成,也可接种经特殊驯化与构建的工程微生物提高降解速率。

2.污染土壤生物修复技术的种类

目前,微生物修复技术方法主要有3种:原位修复技术、异位修复技术和原位-异位修复技术。

2.1原位修复技术:

原位修复技术是在不破坏土壤基本结构的情况下的微生物修复技术。有投菌法、生物培养法和生物通气法等,主要用于被有机污染物污染的土壤修复。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,同时投加微生物生长所需的营养物质,通过微生物对污染物的降解和代谢达到去除污染物的目的。生物培养法是定期向土壤中投加过氧化氢和营养物,过氧化氢则在代谢过程中作为电子受体,以满足土壤微生物代谢,将污染物彻底分解为CO2和H2O。生物通气法是一种加压氧化的生物降解方法,它是在污染的土壤上打上几眼深井,安装鼓风机和抽真空机,将空气强行排入土壤中,然后抽出,土壤中的挥发性有机物也随之去除。在通入空气时,加入一定量的氨气,可为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异位修复技术:

异位修复处理污染土壤时,需要对污染的土壤进行大范围的扰动,主要技术包括预制床技术、生物反应器技术、厌氧处理和常规的堆肥法。预制床技术是在平台上铺上砂子和石子,再铺上15-30cm厚的污染土壤,加入营养液和水,必要时加入表面活性剂,定期翻动充氧,以满足土壤微生物对氧的需要,处理过程中流出的渗滤液,即时回灌于土层,以彻底清除污染物。生物反应器技术是把污染的土壤移到生物反应器,加水混合成泥浆,调节适宣的pH值,同时加入一定量的营养物质和表面活性剂,底部鼓入空气充氧,满足微生物所需氧气的同时,使微生物与污染物充分接触,加速污染物的降解,降解完成后,过滤脱水这种方法处理效果好、速度快,但仅仅适宜于小范围的污染治理。厌氧处理技术适于高浓度有机污染的土壤处理,但处理条件难于控制。常规堆肥法是传统堆肥和生物治理技术的结合,向土壤中掺入枯枝落叶或粪肥,加入石灰调节pH值,人工充氧,依靠其自然存在的微生物使有机物向稳定的腐殖质转化,是一种有机物高温降解的固相过程。上述方法要想获得高的污染去除效率,关键是菌种的驯化和筛选。由于几乎每一种有机污染物或重金属都能找到多种有益的降解微生物。因此,寻找高效污染物降解菌是生物修复技术研究的热点。

3.影响污染土壤生物修复的主要因子

3.1污染物的性质:

重金属污染物在土壤中常以多种形态贮存,不同的化学形态对植物的有效性不同。某种生物可能对某种单一重金属具有较强的修复作用。此外,重金属污染的方式(单一污染或复合污染),污染物浓度的高低也是影响修复效果的重要因素。有机污染物的结构不同,其在土壤中的降解差异也较大。

3.2环境因子:

了解和掌握土壤的水分、营养等供给状况,拟订合适的施肥、灌水、通气等管理方案,补充微生物和植物在对污染物修复过程中的养分和水分消耗,可提高生物修复的效率。一般来说土壤盐度、酸碱度和氧化还原条件与重金属化学形态、生物可利用性及生物活性有密切关系,也是影响生物对重金属污染土壤修复效率的重要环境条件。

3.3生物体本身:

微生物的种类和活性直接影响修复的效果。由于微生物的生物体很小,吸收的金属量较少,难以后续处理,限制了利用微生物进行大面积现场修复的应用,

植物体由于生物量大且易于后续处理,利用植物对金属污染位点进行修复成为解决环境中重金属污染问题的一个很有前景的选择。但由于超积累重金属植物一般生长缓慢,且对重金属存在选择作用,不适于多种重金属复合污染土壤的修复。因此,在选择修复技术时,应根据污染物性质、土壤条件、污染程度、预期修复目标、时间限制、成本及修复技术的适用范围等因素加以综合考虑。

4.发展中存在的问题:

生物修复技术作为近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术,虽取得很大进步和成功,但处于实验室或模拟实验阶段的研究结果较多,商业性应用还待开发。此外,由于生物修复效果受到如共存的有毒物质(Co-toxicants)(如重金属)对生物降解作用的抑制;电子受体(营养物)释放的物理;物理因子(如低温)引起的低反应速率;污染物的生物不可利用性;污染物被转化成有毒的代谢产物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化学能力的微生物等因素制约。因此,目前经生物修复处理的污染土壤,其污染物含量还不能完全达到指标的浓度要求。

5.应用前景及建议:

随着生物技术和基因工程技术的发展,土壤生物修复技术研究与应用将不断深入并走向成熟,特别是微生物修复技术、植物生物修复技术和菌根技术的综合运用将为有毒、难降解、有机物污染土壤的修复带来希望。为此,建议今后在生物修复技术的研究和开发方面加强做好以下几项工作:

(1)进一步深入研究植物超积累重金属的机理,超积累效率与土壤中重金属元素的价态、形态及环境因素的关系。(2)加强微生物分解污染物的代谢过程、植物-微生物共存体系的研究以及植物-微生物联合修复对污染物的修复作用与植物种类具有密切关系。

(3)应用现代分子生物学与基因工程技术,使超积累植物的生物学性状(个体大小、生物量、生长速率、生长周期等)进一步改善与提高,培养筛选专一或广谱性的微生物种群(类),并构建高效降解污染物的微生物基因工程菌,提高植物与微生物对污染土壤生物修复的效率。

(4)创造良好的土壤环境,协调土著微生物和外来微生物的关系,使微生物的修复效果达到最佳,并充分发挥生物修复与其他修复技术(如化学修复)的联合修复作用。

(5)尽快建立生物修复过程中污染物的生态化学过程量化数学模型、生态风险及安全评价、监测和管理指标体系。

结论

综上所述,我们不难发现由于土壤重金属来源复杂,土壤中重金属不同形态、不同重金属之间及与其它污染物的相互作用产生各种复合污染物的复杂性增加了对土壤重金属治理和修复难度,且重金属对动植物和人体的危害具有长期性、潜在性和不可逆性,同时进一步恶化了土壤条件,严重制约了我国农业生产的加速发展,所以要更好的防治土壤重金属污染还需要广大科研工作者不懈的努力,研发出更好的效率更高的修复治理技术,同时我们还不应该忘记必须加强企业自身的环保意识,提高企业自我约束能力,始终将防治污染积极治理作为企业工作的头等大事来抓,把企业对环境的污染程度降到最低限度,形成全社会都来重视土壤污染问题的良好环保氛围,逐步改善我们的土壤生态环境。

参考文献:

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[8]沈德中.污染环境的生物修复(第一版)[M].北京:化学工业出版社,2001:14,311.

生态环境修复技术范文1篇11

【关键词】城市园林,生态修复,理念,管理

中图分类号:TU986.3文献标识码:A文章编号:

一、前言

生态修复是指停止人为干扰生态系统,以减轻负荷压力,依靠生态系统的自我调节和自我组织能力使其发展走向正确的秩序,或使用的弹性的生态系统,辅以人工措施,恢复受损生态系统一步一步或使生态系统发展方向的良性循环,指致力于那些在自然突变和活动的影响下,人类活动破坏自然生态系统恢复和重建工作。

二、国家生态园林城市标准

生态园林城市是一种以人为本,根据自然环境、资源流向经济效益的命脉,使得生态良性循环、社会和谐发展和人类居住环境的优良形式。生态园林城市倡导生态伦理,倡导绿色文明,保护和构建地带性植物群落,实现清洁生产,预防和控制环境污染,提高资源的利用效率和再生能力,保持该地区文化特点,基于人与自然的和谐,实现城市的可持续发展。

城市功能的协调,以满足生态平衡,城市发展和布局结构合理,形成了协调与区域生态系统的城市发展和城乡一体化系统的城市发展。城市和区域协调发展,具有良好的区域生态环境,形成完整的城市绿地系统。城市人文景观和自然景观和谐发展和继承传统文化的城市,保持城市原来的历史风貌,保护历史文化和自然遗产,保持自然形式的地形地貌、水系、人文、自然景观,形成一个独特的城市。完善城市基础设施,提供良好的城市生活环境,积极参与公共利益的制定和实施的当中来。

三、城市园林生态恢复的概述

景观生态恢复是指恢复原始生态系统的受损,这与人类活动被暂停或相互联系。景观生态建设应以景观空间结构调整和重建为基本单元,包括调整原来的景观格局,改善受损生态系统的威胁或功能,完善基本生产力和稳定性的影响,人类活动对景观演化导致一个良性循环。城市景观生态修复并不意味着在所有的情况下恢复原始的生态系统,这也没有什么必要,也不可能实现。生态修复是最关键的恢复系统所必需的结构和功能,使系统能够维持城市本身。生态恢复与重建是跨尺度、多水平的问题,其主要的性能水平是一个生态系统区域,景观生态恢复与重建景观退化。

四、以生态修复服务功能为导向的城市园林绿地规划模式

1.内容

城市园林绿地规划设计,从整体性出发系统,规划和设计不同的对象根据不同的规划和设计措施加强彼此之间的联系。园林绿地景观是由人工植物群落影响下的人工地形、水和其他自然元素与纯人类构建结构建筑的复杂巨系统,园林绿地景观系统不再是在分散状态,但是发生了根本的变化。整个反映在每一个部分的绿色空间景观必须密切关注其整体性。对于处理这类园林绿地,必须把它作为一个有机部分的园林绿地景观。但现实往往只能满足城市在视觉上的需要,而不是整个花园绿地生态调节功能。使园林绿地发挥整体大于各部分之和的功能,必须是有机组织。遵循生态修复服务功能的工作原理,利用生态花园绿地景观设计应该包括以下五个方面:

(一)、在植物配置,使用自然植物利基原理、设计的生态关系对象进行植物的合理搭配,形成一个优势互补和相对稳定的植物群落;

(二)、利用植物不同的生物学特性和生态特征,在不同的位置不同的植物群落的布局,以达到最大的衰减的空气污染,水质污染;

(三)、在使用景观要素、景观素描大量的材料中,在景观设计应该充分利用的时候,比如工业荒地垃圾要合理有效的使用;

(四)、改善生态环境的重点是景观设计;

(五)、生活生态位的改善是促进生产生态位改善的推动力。

2.工程技术手段

技术的基础是生态修复。不同的技术水平不同(非生物因素、生物物种、个人、人口、社区、生态系统和景观、区域和全球生态系统)。回收技术,分为物理技术、化学技术、生物技术和生态技术等。旨在恢复各种物理性问题(如辐射、风、水文学、土壤颗粒结构、温度、湿度、矩阵、地形、地质、水利、灌溉)、化学问题,污染和废物处理和利用,土壤、富营养、化学结构和流程、酸化、盐渍化和碱化土壤肥力在极端环境改善等、生物问题(错误处理幼苗,种子生产、种子的选择、育种和种质改良等)、生态技术(从不同的层面看,比如人口调控或社区配置控制和生态系统结构与功能、生态行为装配)生态演绎的规定,来构建一个城市园林绿地规划模式优化生态系统。

五、城市园林生态修复的管理方法

人们常常基于人类的方式恢复城市园林生态。在不同的恢复模式和参与空间和时间顺序(在时间和空间分布)的不同,经常影响达到极限状态的生态系统结构和功能。

生物物种存在于许多方面,城市绿地系统建设和生态重建的大型工程项目是人工干预和生物物种的人工生态修复的表达模式。由于生态系统恢复时间开放,物种通常不是一个单一的步骤,是多次入境的过程。因此一定条件下的空间和时间的混合物种及其配合参与的人将成为一个重要的因素影响形成的城市园林生态恢复模式。

在同一时空领域上进入的物种组合有利于形成生态结构和功能流程的基本环节或链;在不同时空领域上进入的物种组合有利于形成绿地景观的基本生态结构网络,进一步促进绿地景观网络功能的发育。

各项生态修复服务功能对于城市居民的重要性差异:在一个特定的城市,从城市绿地规划的关键考虑因素是生态服务功能的重要性为城市居民有差异,这是优先确定生态服务功能的重要基础。

生态修复服务功能与绿地的提高而增大的速度的差异:在其他因素不变的条件下,增加绿色景观,生态服务功能将会得到增强。然而,由于绿地增加的数量、生态修复服务增强速度是不同的,或绿色的敏感程度的增加都是不同的。其他条件相同的情况下,灵敏度越高的生态修复服务功能应该更优先,如图。

六、结束语

现代工业化程度正变得越来越严重,使城市居民生活环境受到极大的危害,为了让生态系统得到良好的恢复,必须借助现代手段的景观恢复、景观生态恢复与重建的关系来构建区域生态安全格局,以实现健康的生态系统,进而实现园林化的美丽城市。

参考文献

[1]城市绿地规划的理论基础与模式研究,中国环境科学出版社,2008

[2]园林绿地景观规划的理论与方法,科学出版社,2006

生态环境修复技术范文篇12

关键词:地质环境治理;生态修复;岩质采面

引言

20世纪80年代以来,随着国家对矿产资源需求的迅速增加及矿业经济的迅猛发展,矿山开采造成大规模的土地和植被破坏,在中国乃至世界,都是一个十分严重且日益受到高度重视的问题。近年来,随着我国社会民众环境保护意识的觉醒以及国家对于环境保护工作的重视,对废弃矿山进行地质环境恢复治理的研究已成为一项紧迫而重要的研究课题[1]。

1矿山地质环境治理的基本概念

矿山地质环境问题是指矿业活动与环境之间相互作用和影响产生的环境演变、破坏和环境污染等问题,主要包括矿山地质灾害(滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、地面塌陷等)、对土地资源的破坏、对植被及耕地的破坏、对地下水系统的影响与破坏、矿山废渣、废水对环境的影响等。通过人类工程措施来解决矿山地质环境问题的活动即为矿山地质环境治理,包括对矿山地质灾害(包括潜在地质灾害)的治理;通过土地复垦恢复土地资源;通过生态植被恢复技术恢复被占用或被破坏的林地或耕地;通过对矿山废渣、废水的处理实现对环境的无害化排放等[2]。

2三明永安市某废弃矿山概况

2.1矿山概况

福建省盛产各种建筑石料(尤以花岗岩、凝灰岩为主),拥有众多建筑石料矿山,由于早期矿山并未按照开采设计进行开采,亦未采取地质环境保护措施和及时实施矿山地质环境治理,经过多年的连续开采,责任主体灭失,遗留下了严重的地质环境问题。三明永安市麻岭某废弃的凝灰岩矿(以下简称麻岭废弃矿山)即福建省典型的废弃建筑石料矿山之一。

2.2区域地形地貌

麻岭废弃矿山位于永安市,区域地形地貌上属低山丘陵地形,侵蚀剥蚀地貌,地形起伏大,沟谷纵横,切割强烈。区内最高点位于其东部山顶上,标高290m,最低点位于其北西部小溪沟,标高198m,相对高差92m。由于矿产开采,原有地形已被开挖成高陡断面及坡前平地,开采断面平面形态表现为单面弧形,呈圈椅状,最大高差可达71m;开采断面坡度呈上陡下缓,坡脚堆积体坡度一般20~30°,局部达50°,采面上部坡度一般50~60°,局部达75°。坡前平地南西部较低,有利于大气降水的自然排泄。

2.3地层及构造

矿区内出露的地层均为上侏罗统坂头组(J3b),矿区南东侧出露上侏罗统长林组(J3c)和第四系(Q)。矿区地质构造为一北西向倾斜的单斜构造,矿区内没有发现大断层,矿区东南侧有一北东向性质不明断层,对区内矿体影响不大。

2.4工程地质条件

根据矿区内地质岩性、坚硬程度、结构等特征,矿区工程地质岩组分为:碎石土(弃渣堆积体)、坡残积粘性土、层状较硬岩组(由坂头组(J3b)凝灰质粗砂岩、粉砂岩组成,岩体质量较好)。

2.5周边植被情况

矿区所占土地主要为林地,植被较发育,植被类型以杉木、马尾松,以及上地自生的五节芒、芒萁等为主,植被覆盖度95%。矿山开采以来,矿区现破坏林地植被资源5.945hm2,其中采场3.27hm2,工业场地(含生活区)0.20hm2,矿山公路0.975hm2,弃渣场1.50hm2。开采区影响范围内未发现有受各级保护的植物、野生动物物种。

2.6开采断面水文特征

开采边坡的坡顶已接近自然山坡坡顶,山脊线与断面走向接近垂直,治理区的汇水面积较小,约0.036km2。开采断面未发现泉水点,仅在雨后局部存在基岩裂隙水出水口。

3开采边坡稳定性分析

开采边坡为岩质采面,西北侧`坡面岩体较为破碎,东侧岩体较为完整。通过对现场强~中风化出露地段进行裂隙调查,量测西侧边坡产状为NE140°、倾角52°,主要裂隙产状有227°∠32°、108°∠15°,裂隙主要为反坡向,多呈闭合型,无渗水现象。详见图3。

东侧边坡岩体较为完整,边坡产状为NE105°、倾角60°,主要裂隙产状有145°∠30°、110°∠10°,103°∠13°,裂隙主要为反坡向,多为呈闭合型,无渗水现象。详见图4、图5。

分析结论:坡面表层节理裂隙较发育,完整性较差,局部存在因爆破开采时,对岩体产生的扰动而形成的易掉落岩块和松散岩体。

4地质环境问题整治方案

4.1清除松散岩体

根据现场调查及访问情况,并综合以上稳定性分析,未发现开采面沿原有坡面发生整体下滑的迹象,因此开采边坡在整体上是处于稳定状态。但由于开采边坡高度较大,总体坡度较陡,局部存在因爆破开采时,对岩体产生的扰动而形成的易掉落岩块和松散岩体,对坡面的整理主要是对这些易掉落的岩块和松散岩体进行清除。

4.2修整弃渣堆

堆积在坡脚的碎石土,坡度及厚度都较小,目前不存在整体下滑的迹象,且坡脚与小溪之间有充裕的缓冲空间,因此未对坡脚堆积体进行整体稳定性验算。建议只对局部坡率大于1:1.5,且有修坡条件的弃渣堆进行修坡,高度大于15m的分阶修坡。

4.3生态植被修复措施

4.3.1弃渣堆生态植被修复。对于坡度小于35°的坡面,采用鱼鳞坑+普通喷播的绿化方式。表层挖鱼鳞坑客土种植,穴深30cm,坑内套种马尾松、柳杉;坑间坡面运用喷射机将搅拌均匀的混合材料自上而下喷射,普通喷播的土层厚度为60~80mm。对于坡度大于35°的坡面,采用挂网喷播的绿化方式。以稳定坡面挂网为基础,利用喷播机将搅拌均匀的基质加水后自上而下均匀地喷射到岩面,平均厚度应不小于100mm,寒冷及干旱地区可适当加厚。一般应分两次进行。首先喷射不含种子的混合料,喷射厚度80~100mm,接着喷射含有种子的混合料,厚度20~30mm。

4.3.2坡前空地生态植被修复。对坡前空地,应回填覆土,厚度约0.5m,套种马尾松、柳杉等经济林,林间采用草种撒播。

4.3.3开采边坡(岩质采面)生态植被修复。对于陡峭的开采岩质边坡,可采用的生态植被修复措施相对来说较为有限,坡度越陡,生态修复难度越大。一般岩质开采边坡的生态植被修复技术有:挂网客土喷播植被恢复技术、刻槽复绿技术、打孔植生复绿技术、轮胎固土护坡与绿化技术以及燕槽(飘板)客土复绿技术等。

如前述情况,本例中的开采边坡由于开采边坡高度大,坡度陡,在清除坡面松散岩体后,结合安全性、可行性、经济性以及实施效果等因素,麻岭废弃矿山开采边坡采用在坡面设置燕槽的方案(见图6),槽内客土,将爬山虎、葛藤、络石、旱金莲、鸡矢藤、狗牙根等草灌类及攀藤类植物混播,培育草灌结合的生态系统。

5结束语

废弃矿山地质环境治理已成为我国生态环境建设的主要组成部分,通过对废弃矿区生态修复,能够有效改善生态环境;同时结合土地整治,对土地资源进行综合利用。废弃矿山地质环境治理包含地质环境、岩土工程、水力学、生态学等跨专业的综合基础理论,开展对废弃矿山地质环境治理方面的课题研究对于国土资源的合理利用及生态环境的保护均有重要的意义。

参考文献