文/肖丹丹

摘  要：城市黑臭水体严重影响生态环境与居民生活。本文聚焦于城市黑臭水体综合治理方案中的生态修复技术，详细分析了城市黑臭水体在水质、底泥、水生生物群落以及周边生态环境等方面的现状。阐述了水质净化、底泥修复、水生生物恢复以及滨水生态带建设等一系列生态修复技术。这些技术的综合应用对于改善城市黑臭水体生态环境具有重要意义，有助于实现城市水生态系统的良性循环。

关键词：城市黑臭水体；生态修复技术；水质净化；底泥修复；水生生物

随着城市化进程的不断加速，人口的快速集中与工业活动的日益频繁，城市水资源正面临着前所未有的压力。城市黑臭水体问题愈发凸显，大量未经有效处理的污水直接排入水体，导致水质恶化，水体散发异味，透明度降低。黑臭水体不仅破坏了城市的生态环境，还严重影响了周边居民的生活质量，引发呼吸道疾病、降低居民生活舒适度等。在此背景下，探寻有效的城市黑臭水体综合治理方案，尤其是生态修复技术，已成为当前城市生态建设与可持续发展亟待解决的关键课题。

1城市黑臭水体生态现状

1.1水体水质状况

城市黑臭水体水质恶化问题尤为突出。化学需氧量（COD）通常远超正常标准，部分水体的COD值甚至超过200mg/kg，远高于地表水V类标准的40mg/kg，这表明水中含有大量可被微生物分解的有机物。在微生物分解过程中，对溶解氧消耗极为剧烈，导致水体溶解氧含量急剧下降，部分黑臭水体的溶解氧含量甚至接近0mg/kg，形成了普遍的厌氧环境。同时，氨氮、总磷等营养物质的超标情况也十分严重，氨氮含量可达15mg/kg以上，总磷含量达2mg/kg以上，远超正常水体范围。这些高浓度的营养物质引发水体富营养化，促使藻类大量繁殖，在水体表面形成厚重的绿色或黑色浮沫。这些浮沫不仅遮挡光线，抑制水下植物的光合作用，还造成水体浑浊，透明度不足0.3m，极大影响了水体的观感。此外，还严重影响水生生物的生存环境，导致鱼类等生物因缺氧而大量死亡，水体生态系统遭受严重破坏。

1.2底泥污染情况

底泥是城市黑臭水体污染的重要内源。由于长期遭受污水排放和污染物沉降影响，底泥中积累了大量重金属。检测结果显示部分黑臭水体底泥铅含量可达500mg/kg，汞含量达10mg/kg，这些数值远超土壤环境质量标准的风险筛选值。这些重金属毒性强，具有生物累积性，能够通过食物链传递，对较高营养级的生物造成严重危害。此外，底泥中积聚大量有机污染物，如多环芳烃、农药残留等。在厌氧环境下，这些有机物分解产生硫化氢、甲烷等恶臭气体，进一步加剧水体的黑臭程度。当水流扰动时，底泥中的污染物会重新释放到水体中，造成二次污染。

1.3水生生物群落特征

城市黑臭水体导致水生生物群落结构严重失衡。那些耐污能力弱的水生生物，如马口鱼和宽鳍鱲，由于无法适应恶劣的水质而大量减少，甚至濒临灭绝，导致物种多样性大幅降低。即便耐污性较强的生物，如泥鳅、鲫鱼等，其生物量也因恶劣环境而难以达到正常水平。在水生植物方面，沉水植物因水体透明度低、光照不足，几乎无法生存^[1]。常见的苦草、轮叶黑藻等沉水植物在黑臭水体中已难寻踪迹，仅在水体边缘有少量芦苇、菖蒲等挺水植物勉强存活。这种生物群落的变化阻碍了水体物质循环和能量流动，破坏了生态系统的自我调节功能，无法有效地维持水体生态平衡，进一步加剧了水体的恶化趋势。

1.4周边生态环境状况

城市黑臭水体散发出的恶臭气味中包含硫化氢、氨气等有害气体，严重影响周边空气质量。监测数据显示，在黑臭水体周边500m范围内，硫化氢浓度可达0.1mg/m³以上，远超环境空气质量标准。这不仅降低了居民的生活舒适度，还导致呼吸道疾病发病率的上升。污水向周边土壤渗透，导致土壤中的重金属和有机污染物含量增加，影响土壤肥力和植被生长。以某黑臭水体周边农田为例，土壤中的镉含量从正常的0.2mg/kg上升至1mg/kg，农作物生长受到抑制，周边植被覆盖率降低。依赖水体生存的鸟类、昆虫等生物数量锐减，例如白鹭、翠鸟等鸟类不再在此栖息，而蝴蝶、蜻蜓等昆虫数量减少了80%以上，导致生态链断裂，生态系统的稳定性和服务功能严重受损。

2城市黑臭水体综合治理方案中的生态修复技术

2.1水质净化技术

2.1.1人工湿地构建

人工湿地通过模拟自然湿地生态系统构建而成，其主要由基质、水生植物和微生物组成。基质通常选用砾石、沙子等材料，不仅为微生物附着提供载体，还能够对污水起到过滤作用。水生植物不仅能吸收污水中的氮、磷等营养物质，还能通过其根系为微生物提供氧气，促进微生物对有机物的分解。当污水流经人工湿地时，在物理过滤、植物吸收和微生物降解的协同作用下，水质得到净化。例如，在某城市黑臭水体治理项目中，构建的人工湿地使污水的COD去除率达到70%以上，氨氮去除率超过60%，有效改善了水体的有机污染和富营养化问题。

2.1.2生物强化处理技术

生物强化处理技术是向污水中添加特定微生物，或利用基因工程技术强化微生物的代谢能力，以增强对污染物的降解效果。一些高效降解菌能够快速分解污水中的难降解有机物，包括多环芳烃和农药残留等。例如，向黑臭水体中添加具有高效脱氮和除磷功能的复合微生物菌剂，可以显著提高氮和磷的去除效率。在实际应用中，通过固定化微生物技术，将微生物固定在特定载体上，防止其流失，确保其能够持续稳定地发挥作用。这种技术针对性强，可以根据水体污染特征选择合适的微生物，显著缩短了污水处理周期，尤其适用于污染严重的城市黑臭水体。

2.2底泥修复技术

2.2.1底泥清淤与处置

底泥清淤是直接清除水体底部污染严重的底泥，以减少内源污染物的释放。常见的清淤方式包括机械清淤和水力清淤。机械清淤利用挖泥船等设备高效地移除底泥，但可能会对水体生态系统造成一定扰动；而水力清淤则采用高压水枪将底泥冲散后吸走，这种方法相对温和。清出的底泥需妥善处置，可以采用自然干化、机械脱水等方式进行脱水处理，然后通过土地利用、焚烧等方法实现底泥的无害化和资源化利用（见图1）。例如，脱水后的底泥可用于填埋场的覆盖土或作为建筑材料。底泥清淤能够迅速降低水体中的污染物含量，改善水体黑臭状况，为后续生态修复创造条件。

图1 淤泥快速脱水施工工艺流程

2.2.2原位底泥修复

基于膜曝气生物膜反应器（MABR）的黑臭水体底泥原位修复系统，由若干MABR膜组件、鼓风装置、进气总管、尾气排放总管以及固定支架构成（见图2）。安装时，首先把MABR膜组件装在固定支架上，随后将固定支架固定于河床，接着连接进气和尾气排放总管，并调试鼓风装置。运行时，开启鼓风装置向MABR膜组件输送新鲜空气，以完成好氧生物膜的挂膜过程^[2]。在缺氧底泥中形成好氧、缺氧、厌氧微生物菌群共存的多样菌群生态，消除底泥内源污染，增强水质与水体的自净能力。尾气则通过尾气排放总管排出并进行统一处理。该系统避免了对河床底质的破坏，无二次污染与臭气扩散问题，通过原位生态治理实现底泥菌群多样化，有效降解污染物，改善了底质生态。

图2 基于MABRmabr膜的黑臭水体底泥原位修复系统

（图中：1、MABR膜组件；2、鼓风装置；3、进气总管；4、尾气排放总管；5、进气调节阀；6、固定支架；7、尾气调节阀；8、压力表；9、MABR膜层；10、河床；11、进气支管；12、尾气排放支管）

2.3水生生物恢复技术

2.3.1水生植物种植与配置

水生植物在水体生态修复中发挥着关键作用。根据水体的光照、水深以及水质等条件选择合适的水生植物种类。沉水植物如苦草、伊乐藻等，能有效吸收水体中的营养物质，增加水体溶解氧的含量，并为水生动物提供栖息场所和食物。在种植时，应合理控制种植密度和分布，以形成稳定的水生植物群落。例如，在水体较深区域种植苦草，在浅水区域种植狐尾藻，而在岸边种植菖蒲、鸢尾等挺水植物。水生植物通过光合作用释放氧气，改善水体溶氧状况。此外，其根系还具有吸附和降解污染物的能力，有助于净化水质，重建水体生态系统。

2.3.2水生动物投放与增殖

水生动物的恢复是水体生态修复的重要环节。投放滤食性鱼类，例如鲢鱼和鳙鱼，能够大量消耗水中的藻类，控制藻类过度繁殖，减轻水体富营养化状况。底栖动物，如河蚬和螺蛳，通过摄食底泥中的有机碎屑和微生物，有助于促进底泥中有机物的分解和转化，进而改善底泥环境。在投放水生动物时，必须充分考虑物种间的相互关系和生态平衡，以避免物种入侵或过度繁殖对生态系统造成负面影响。合理的水生动物投放与增殖策略，能够恢复水体的生物多样性，促进物质循环和能量流动，增强水体生态系统的稳定性和自我修复能力。

2.4滨水生态带建设技术

2.4.1生态护岸构建

生态护岸摒弃了传统硬质护岸的构建形式，采用生态友好型材料和结构。常见的生态护岸类型包括植物护岸和土工材料复合植被护岸。植物护岸通过种植垂柳、水杉等耐水植物，利用其植物根系固定土壤并保护坡面，从而减少水土流失，同时为水生生物提供栖息和繁殖的环境。土工材料复合植被护岸则结合土工格栅、生态袋等材料，填充土壤并种植植物，既保证护岸的稳定性，又具有良好的生态功能。生态护岸能够有效缓解水流对河岸的侵蚀作用，改善河岸带的生态环境，促进水陆生态系统的物质交换和能量流动，提升水体景观效果。

2.4.2滨水缓冲带营造

滨水缓冲带位于水体与陆地之间的交界处，是一个过渡性的生态区域。通过种植乔木、灌木、草本等多层次植被，形成具有一定宽度的缓冲区域。其主要功能在于拦截和过滤地表径流中的污染物。当降雨产生地表径流时，缓冲带内的植被和土壤能够吸附并降解径流中的泥沙、农药、化肥等污染物。此外，滨水缓冲带还为生物提供了迁徙通道和栖息地，增加了生物多样性。

3结语

在城市黑臭水体综合治理过程中，生态修复技术的应用涵盖水质净化、底泥修复、水生生物恢复及滨水生态带建设等多个方面。这些技术相互协同，在改善水质、恢复水生生态系统、提升周边生态环境方面取得了显著成效。通过应用人工湿地和生物强化处理技术，有效减少了污染物的含量；底泥修复技术减少了内源污染；水生生物恢复与滨水生态带建设，则有助于重塑生态平衡。

参考文献

[1]缪春波.探究城市河湖黑臭治理及生态修复技术[J].湖南水利水电,2024(5):49-51.

[2]冯莉雅,宋小毛,蔡苗,等.基于生态修复的城市黑臭水体处理技术研究进展[J].绿色科技,2023,25(20):
144-150.

（作者单位：安徽世标检测技术有限公司）