一、概述:

 

1、生态学及生态修复概念

 

       生态学是研究生物体与其周围环境(包括非生物环境和生物环境)相互关系的科学。目前已经发展为“研究生物与其环境之间的相互关系的科学”。当前生态学主要由无机环境、生产者、消费者和分解者四个部分组成。生态修复是指在生态学原理指导下，以广义的生物修复(包括微生物修复、植物修复、动物修复和酶学修复)为基础，结合各种物理修复、化学修复以及工程技术措施，通过优化组合和技术再造，使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合的修复污染环境的方法。

 

2、生态修复概述

 

       生态修复所需要修复的是关键种( key speces)、功能群(functional group)和生态过程(Ecological process)三个类型，而生态修复所需要的是植物、微生物和原生动物。

 

       进行生态修复首先要进行诊断( Diagnose ),对生态系统进行调查诊断，判断生态系统的破坏状况，然后构建和修复生态系统结构(Build and restoration,最后调整和强化生态功能，提高稳定性和自净能力(Repairing、 strengthening、improving).

 

生态修复的原则：

 

1、地理学原则：要考虑生态修复地域性差异

 

2、生态学原则：受限制性因子的影响

 

3、系统学原则整体和单一相互连接

 

4、社会经济学原则

 

5、美学原则

环境问题生态学根源主要包括，代谢失衡( metabolic imbalance )、系统无序(system disorder)、管理失调(managerial dissonance)

 

二、水环境生态修复技术

 

      水环境生态修复部分主要介绍了富营养浅水湖泊生态修复、河道污染治理技术、生态浮床技术以及入工湿地等。

 

      在富营养浅水湖泊生态中，主要探讨了三种修复思路。第一种是进行杀藻除藻。可通过投加化学药剂进行杀藻除藻，虽然可以快速杀除藻类，但是化学药剂的投加会对水环境产生污染。第二种是进行营养盐的控制。可以通过截污对外源营养盐及污染进行控制，通过清淤挖泥对内源营养盐进行控制，还可以钝化营养盐。第三种是进行生物控制。包括以浮游动物、鱼类控制浮游植物的生物调控和以水生高等植物控制水体营养盐及浮游植物的生物调控。

 

      水生态修复中常用的植物有三种：沉水植物、浮叶植物和挺水植物。

 

      在河道污染治理中，用的方法较多，包括物理方法、化学方法、生物方法以及生态方法。常用的物理方法有截流分污、引水冲污、底泥疏浚和曝气复氧。化学方法主要包括化学除藻和重金属的化学固定。生物方法则是进行生物接触氧化，投加微生物，而生态方法就是建设一生态工程修复。城市河流治理及修复是个复杂的工程，涉及到水利、环境、生态等多个学科修复过程受到河流流量、污染物成分及含量、环境条件等多因素影响，且治理、修复工艺均有一定的使用范围。在实际工程中需统筹考虑、合理配置以实现城市河流的治理及修复。对于污染严重的城市河流，需结合物理法、化学法对其水质进行改善，然后以生物法进行水质净化，恢复其中的生态系统，最终实现对该河流的治理及修复。

   

       生态浮床技术是以水生植物为主体，运用无土栽培技术原理，以高分子材料等为载体和基质，应用物种间共生关系和充分利用水体空间生态位和营养生态位的原则，建立高效的人工生态系统，以削减水体中的污染负荷。即：把特制的轻型生物载体按不同的设计要求，拼：接、组合、搭建成所需要的面积或几何形状，放入受损水体中，将经过筛选、驯化的吸收水中有机污染物功能较强的水生植物，植入预制好的漂浮载体种植槽内，让植物在类似无土栽培的环境下生长，植物根系自然延伸并悬浮于水体中，吸附、吸收水中的氨、氮、磷等有机一污染物质，为水体中的鱼虾、昆虫和微生物提供生存和附着的条件，同时释放出抑制藻类生长的化合物。在植物、动物、昆虫以及微生物的共同作用下使环境水质得以净化，达到修复和重建水体生态系统的目的，生态浮床需考虑以下几种因素物理结构、科学引种、时空配置、净化机制和植物管理。

 

       人工湿地由天然湿地发展而来，通过模拟天然湿地的功能与组成，根据条选择合适的地形位置建造的人工生态系统，简言之就是人工建造和监工控制的、工程化的沼泽地。随着人工湿地的发展，人工湿地不仅仅局限于污水处理，还是具有园林绿化以及景观效果的作用存在着很大的应用价值。人工湿地作为一种新型的污水处理技术，其本身还具有基建费用低、运行费用少、耐冲击负荷强等特点，但是在其应用中还是存在一定的问题需要解决。人工湿地是一个复杂的人工生态系统，绝大数的湿地由四部分组成:水体、基质、植物和微生物。当前人工湿地处理的对象水体十分广泛，包括生活污水、工业废水、矿渣废水等。我们一般根据污水在人工湿地中流动的方式可以将人工湿地分为三种:表面流人工湿地、潜流人工湿地和垂直流人工湿地。
 

     如今对于生态工程的设计、建设、运行等方面进行了广泛的研究，但是生态工程的后期管理也是非常重要的，生态工程有其自身的局限性，后期管理不善，不仅对污水的处理产生效果，甚至可能会产生新的环境污染。  

 

三、污染物土壤生态修复技术

 

      土壤污染主要分为无机物污染和有机物污染。无机污染物主要包括酸、碱、重金属，盐类、含砷、硒、氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、酚类、氧化物、石油、合成洗涤剂、以及由城市污水、污泥带来的有害微生物等。对污染土壤的生态修复主要有植物修复和微生物修复两种。

 

       植物修复的原理包括植物转化、根滤作用、植物萃取和根际土壤化学等。植物转化指通过植物体内的新陈代谢作用将吸收的污染物进行分解，或者通过植物分泌出的化合物的作用对植物外部的污染物进行分解。根滤作用通过植物根的强烈吸持作用，从土壤中吸收重金属和有机物。植物萃取是通过种植一些特殊植物，利用其根系吸收污染土壤新能源中的有毒有害物质并运移至植物地上部，通过收割地上部物质带走土壤中污染物的一种方法。

    

      微生物修复是指利用天然存在的或所培养的功能微生物群，在适宜环境条件下，促进或强化微生物代谢功能，从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术。微生物修复的实质是生物降解，即微生物对物质的分解作用。

    

       污染物土壤修复要进行现场调查和评价。通过现场调查，制定调查方案并组织实施。根据前期的调查，可经过必要的室内试验等对方案进行优选。修复方案一般分为原为修复、异位修复和综合修复。原位修复，即直接在污染物残留部位进行修复处理。其工艺相对简单成本较低，但受环境影响大，处理时间较长，易使污染物扩散。原位修复适用于污染情况较为稳定或者需要长期治理及不易进行异位修复的污染区域。异位修复，即将污染土壤运至专一门场地进行处理，可以防止污染物向地下水或更广大地域扩散。异位修复处置时间短、效果较好、易于控制，但成本相对较高。综合修复，即针对不同情况选取几种方法联合处理。其最大特点是各种修复方法的合理组织、取长补短、适用范围广、综合效果好，是较为实用的处理方案。

 

四、固体废弃物生态修复技术

 

       固体废弃物按其来源可以分为矿业固体废物、工业固体废物、城市垃圾、衣业废弃物和放射性固体废弃物。对于废弃物的处理通过物理的手段(如粉碎、压缩、干燥、蒸发、焚烧等)或生物化学作用(如氧化、消化分解、吸收等)和热解气化等化学作用以缩小其体积、加速其自然净化的过程。对于有机废弃物可以通过堆肥和生物方法进行处理，但是针对矿业和工业固体废弃物的处理就有了很大的局限性，但有研究表明可以对固体废弃物。在生态工程中再利用。
 

       在生态修复中，可以将固体废弃物作为构筑物和土壤改良材料，利用废弃物修复受损景观环境。利用废弃物减少风蚀和水蚀，构筑植物生长微环境，加固土体为植物生长创造条件。利用废弃物进行土壤生态修复，废弃物作为调节剂改良表层土壤，作为化学固定剂生态修复土壤，利用生物与生物化学功能把废弃物用于土壤生态修复等。该技术尚未成熟，有待发展。