谭学理，皮艳霞

（湖南百舸水利建设股份有限公司，湖南 长沙 410007）

1 绪 论

澧县因澧水贯穿全境而得名，澧县境内水系发达，县城及周边区域河库渠交织，多年淤堵、水体黑臭，特别是县城内的栗河、襄阳河，为有效治理澧县城市内河道日趋恶化的水环境，修复退化或受损的水生生态系统，实现水资源可持续发展，项目采用原位生态综合修复技术，以澧县一中洗墨池为技术工程示范点，本着生态优先、易于管理的原则，对洗墨池进行原位生态净化，逐步恢复本地土著水生植被和水生动物，形成完整的生态食物链，构建一个结构和功能完整的生态系统，恢复水体的自净功能，提高水体的环境容量，使洗墨池恢复并保持长期的清澈、洁净。为黑臭水体的治理修复提供良好的示范作用。

根据洗墨池的现状，对洗墨池水体开展“自上而下，内外兼修”的生态修复。本工程主要采用氧纳米气泡底泥修复技术、沉水植物净化技术、水生动物多样性调控技术[1]，技术组成如图1 所示。

图1 技术组成

2 现状问题与分析

2.1 工程概况

洗墨池坐落于澧县一中校园内，总面积1.5 万m2，平均水深2 m，堤岸均为石砌直立硬质堤岸，功能定位为景观湖（图2）。由于洗墨池一直处于封闭状态，池内沉积多年污染物，底泥内源污染释放无法控制，造成水体氮磷浓度升高，水体富营养化现象日益明显，藻类大量繁殖，透明度下降，水质处于劣Ⅴ类，严重影响洗墨池的景观功能。综合洗墨池的人文景观价值，对洗墨池开展水生态修复至关重要。另外，洗墨池与栗河直线距离200 m，经检测（表1），洗墨池水质超标指标与栗河水质基本一致，因此，洗墨池的生态治理能为栗河、内栗河和襄阳河的治理修复提供良好示范作用。

表1 水质检测情况

图2 洗墨池的位置图

考虑到投入成本和对比效果，采用物理阻隔的方式，以洗墨池内石桥为界分割，本项目对洗墨池石桥以南湖区进行治理修复，修复面积为6 000 m2。

2.2 水文与气候

澧县地处亚热带湿润性季风气候区，气候温暖、湿润，雨量充沛，四季分明，严寒期短，无霜期长。根据澧县气象站资料统计，澧县平均气温16.6℃，平均降雨量1 280.9 mm，平均降雨日数142 天，平均蒸发量1 257.6 mm，平均最大风速15.2 m/s。

2.3 现状污染源调查及分析

洗墨池湖底为黑臭淤泥，水体内杂鱼较多，水体自净能力几近丧失。湖内水质较差，水体浑浊、发黑发绿、透明度很低；水域内无水生植被，水生动物结构单一。经现状分析，除底泥内源污染释放造成的污染，其他主要污染源为外源污染：

1）地表径流带来的污染；

2）沿岸绿化带及枯枝败叶混入水体造成污染；

3）大气干湿沉降带来的污染。

3 技术应用

3.1 底泥原位修复技术

针对洗墨池淤积底泥厌氧、内源污染大量释放的问题，采用氧纳米气泡改性粘土矿物覆盖技术进行治理。该技术通过纳米气泡负载技术，将氧气负载到粘土矿物上，将氧气直接输送到底泥表面，形成一层氧化覆盖层，增加水体溶解氧和底泥的氧化还原电位阻止底泥中氮磷的释放，达到控制底泥内源污染的目的[2～4]。

本工程通过在底泥表层覆盖氧纳米气泡材料，对底泥进行厌氧改性，提高底泥表面氧化还原电位，抑制氮磷营养盐释放[5]。工程量低，维护方便。通过底泥调控，改善整个底泥的微生物环境，实现氮磷的良性循环（图3）。

图3 内源污染控制原理及作用图

针对洗墨池污染浮泥严重的问题，采用改性粘土矿物复合高效微生物菌剂技术强化降解有机物对水体进行生态修复[6]。通过投加有益微生物功能菌，在水体中迅速形成优势菌群共同作用，见效快，净化效果显著持久（图4）。同氧纳米气泡改性粘土技术相结合，有助于生态系统的恢复，快速消除黑臭，改善河道感观效果。

图4 废物/臭味有氧分解流程

在氧纳米气泡改性黏土和微生物共同作用下，有效激发河底微生物环境，快速分解黑臭底泥中的多种污染物，减少底泥内源污染，实现原位、快速降解和修复黑臭底泥（图5）。

图5 底泥改良过程照片

3.2 沉水植物净化技术

水草是“天然净化器”，能吸收、净化水体中的污染物质，防止湖底淤泥悬浮，抑制藻类生长，显著提高湖水的透明度和河湖观赏价值。水生植物经过自身直接吸收、附着微生物转化、物理吸附及沉降，可遏制底泥营养盐的释放，抑制藻类生长，起到降低营养盐负荷的作用。洗墨池现有生态系统的特征是缺乏水生植被，初级生产者以浮游植物为主，且常现藻华暴发现象。洗墨池总面积约15 000 m2，沉水植物总种植面积9 000 m2，占总水域面积的60%。本工程采用优选和培育的沉水植物，主要选择净水能力强，景观效果好，能够有效控制、不会恣意泛滥生长的种类[7～9]。沉水植物选择物种有：苦草、轮叶黑藻、马来眼子菜和狐尾藻等（表2）。以上沉水植物皆为本地土著物种，经过现场勘查，在澧水中大量分布。通过种植轮叶黑藻、苦草等构建沉水植物净化系统，栽植方式以群落形式，以实现水体的自净，提升水域景观效果。

表2 沉水植物材料配置表

3.3 水生动物多样性调控技术

在保护水生植物净水功能的前提下，完善人工生态系统食物链和食物网结构，在水体中放养一定种类和数量杂食性鱼类和底栖动物，提高水生生态系统的稳定性。

通过人工放养鱼、虾、底栖动物等水生动物，增加食物链顶级消费者，可将水体中的营养盐等转化为人类可以利用的鱼类等产品进行收获，与此同时使水质得到净化。

4 结 论

在洗墨池项目区域内外各设置水质监测点1 处，进行水质效果对比，水质检测频率为每月1 次。结果以由国家认定有检测资质的第三方专业检测机构的监测为准。通过连续6 个月检测结果显示，水质由初始劣Ⅴ类转变为优于国家地表水环境质量III 类标准。

1）洗墨池生态环境水环境承载力很差，加之水体较封闭，因此极易受到严重污染。开展本工程是全面改善洗墨池底质、水质、完善水生态结构、提高水体抗污染冲击能力的重要措施。

2）洗墨池位于澧县一中，周边是澧州文庙，污染水体大大降低了师生的工作和学习环境质量，对人文旅游也产生非常不利的影响。本工程建成后可快速消除水体污染物，提高师生生活质量，改善生态环境和人居环境。同时，本工程还为穿城内河——栗河、内栗河和襄阳河的生态治理提供示范作用，更为城市黑臭水体的治理提供方向。