第一篇：河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展

河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展

摘 要：河流生態(tài)系統(tǒng)受到人類活動的干擾和損害，河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù)日益受到重視。本文介紹國外河流生態(tài)修復(fù)理念和工程技術(shù)的發(fā)展歷程，闡述我國河流生態(tài)修復(fù)的現(xiàn)狀和實(shí)踐。通過我國河流生態(tài)修復(fù)的成功實(shí)踐案例，對河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)和方法進(jìn)行了簡要介紹。

關(guān)鍵詞：河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)展

導(dǎo)論

河流是物質(zhì)流、能量流和信息流的載體，是一個一個連續(xù)的系統(tǒng)，同時也是連接生物系統(tǒng)的廊道，河岸植物群落對生態(tài)系統(tǒng)起著保護(hù)作用。但隨著我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們重新認(rèn)識和利用河流。從生態(tài)、環(huán)境保護(hù)等多維的角度，系統(tǒng)地研究和整治河流，已經(jīng)成為水利工作者必須面對的重要課題。

人類活動直接影響著河流生態(tài)系統(tǒng)，特別是城市河流生態(tài)系統(tǒng)，主要體現(xiàn)以下幾方面：（1）人類生產(chǎn)生活排放的廢物，主要表現(xiàn)在污水對河流水質(zhì)的污染；（2）人為對河道狀況的改變，如挖砂作業(yè)，水泥護(hù)岸，河床的硬化以及河道的裁彎取直和斷面形式單一化等；（3）對流域內(nèi)生物組成部分的過度利用，如過度捕撈，流域內(nèi)植物的破壞等；（4）對水資源的過度利用，使河流的徑流量不能滿足基本生態(tài)功能的需要，如水電站的興建。國外的研究進(jìn)展

隨著修復(fù)實(shí)踐的開展，河流修復(fù)已經(jīng)從單純的、結(jié)構(gòu)性修復(fù)發(fā)展到整個系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)、功能與動力學(xué)過程的綜合修復(fù)。如Ernst Bitttmann在萊茵河用蘆葦和柳樹進(jìn)行生態(tài)護(hù)坡試驗。隨著河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)方法的日漸成熟，發(fā)達(dá)國家于20世紀(jì)90年代嘗試開展流域尺度下的河流生態(tài)修復(fù)工程。例如，美國已經(jīng)開始對基西米河、密西西比河、伊利諾伊河、凱斯密河和密蘇里河流域進(jìn)行了整體生態(tài)修復(fù)，并規(guī)劃了未來20a長達(dá)60萬km的河流修復(fù)計劃。

國外廣泛應(yīng)用于河流修復(fù)實(shí)踐主要有8項措施，這些措施是：（1）恢復(fù)緩帶；（2）重建植被；（3）修建人工濕地；（4）降低河道邊坡；（5）重塑彎曲河谷；（6）修復(fù)淺灘和深塘；（7）修復(fù)水邊濕地、沼澤地森林；（8）修復(fù)池塘。國內(nèi)的研究進(jìn)展 我國對河流生態(tài)修復(fù)的研究雖僅有二三十年的時間，我國生態(tài)學(xué)和水利學(xué)的學(xué)者開始從不同角度開展河流生態(tài)修復(fù)研究，探索修復(fù)受損河流生態(tài)系統(tǒng)的技術(shù)手段。董哲仁于2003年提出了“生態(tài)水工學(xué)”的概念。鄭天柱等人分析其修復(fù)效果，認(rèn)為河流流量、含氧量、生物多樣性是河流生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵因素；高甲榮等在分析傳統(tǒng)治理概念的基礎(chǔ)上，提出了河溪的自然治理原則，并探討其應(yīng)用的基本模式。有學(xué)者從河流廊道的空間結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能的分析出發(fā)，提出了河流生態(tài)修復(fù)的概念和技術(shù)。趙彥偉等人研究了河流生態(tài)系統(tǒng)健康的概念、評價方法和發(fā)展方向，提出河流健康評價包括水量、水質(zhì)、水生生物、物理結(jié)構(gòu)與河岸帶5大要素的指標(biāo)體系。近年來，張博等人研究水培植物對城市污染河道水體凈化效果分析，表明水插生根培育的植物對污染水體凈化效果良好，可作為城市河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)中的生態(tài)浮床工程，一種實(shí)用的植物培育栽種方式進(jìn)行推廣使用。

目前，不少城市河道對生態(tài)河堤的構(gòu)建，也都取得了良好的生態(tài)和社會效益。比較成功的案例有：江蘇鎮(zhèn)江市運(yùn)糧河生態(tài)堤岸示范工程，長沙市洋湖濕地公園等工程。河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù) 4.1多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系

隨著城市化進(jìn)程的加快，河道水環(huán)境受到了不同程度的破壞，嚴(yán)重制約了城市水生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。由于各地區(qū)河道的污染源不同，污染狀況的多樣性和復(fù)雜性使得單純依靠物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)或生物修復(fù)技術(shù)均無法有有效保障河道水環(huán)境得到徹底改善。多方位生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系，是一種多管齊下的水環(huán)境整治模式，以“綜合治理、技術(shù)集成、統(tǒng)籌管理和長效運(yùn)行”為基本原則，采取“外源截留、內(nèi)源控制、人工凈化和自凈強(qiáng)化”的關(guān)鍵措施。

4.1.1控制污染外源

對水質(zhì)污染嚴(yán)重的河道必須進(jìn)行源頭治理，控制入河污染物。通過工程措施控制點(diǎn)、面源污染，采取雨污分流排水的方法，來達(dá)到減少河流污染的目的。根據(jù)河流自凈的特點(diǎn)，制定合理的排污計劃，包括排污口位置和排污時間等內(nèi)容，并按照現(xiàn)場的實(shí)際情況，對水體的環(huán)境容量進(jìn)行合理利用，從而逐步改善河道水質(zhì)。

4.1.2內(nèi)源污染控制技術(shù) 內(nèi)源污染主要指進(jìn)入湖泊中的營養(yǎng)物質(zhì)通過各種物理、化學(xué)和生物作用，逐漸沉降至湖泊地質(zhì)表層并積累在底泥表層的營養(yǎng)物質(zhì)，底泥疏浚是水域污染治理中普遍采用的措施之一，疏浚底泥意味著將污染物從水域系統(tǒng)中清除出去，可以較大程度削弱底泥對上覆水體的污染貢獻(xiàn)率，進(jìn)而解決內(nèi)源釋放而造成的二次污染。物理疏浚的方法較為簡單，而且應(yīng)用已較多。生態(tài)疏浚仍處于研發(fā)中，但已經(jīng)有一些生態(tài)疏浚的方法和技術(shù)被投入使用。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，大規(guī)模大面積地利用植物、微生物來修復(fù)污染底泥前景廣闊。綜合經(jīng)濟(jì)和處理效果來看，底泥修復(fù)應(yīng)發(fā)展疏浚和生物處理相結(jié)合。

4.1.3河流稀釋

通過水量調(diào)度、增加污染河段水量來降低污染物質(zhì)在河流中的濃度，對水質(zhì)的變化具有決定性的影響。

4.1.4人工強(qiáng)化生物技術(shù)

（a）河道曝氣、復(fù)氧：河道曝氣技術(shù)即人工向水體充入空氣或純氧，加速水土復(fù)氧過程，強(qiáng)化水體的自然凈化過程，去除河流中的污染物從而改善河流的水質(zhì)。利用過水建筑物復(fù)氧，利用河水流經(jīng)過水建筑物時的翻騰、紊動等實(shí)現(xiàn)復(fù)氧，促進(jìn)河流的自凈，改善河流的水質(zhì)。

（b）礫間生物膜法：礫間生物膜法主要是以礫石為填料，在其表面形成生物膜，水中的污染物在礫間流動過程中與礫石附著的生物膜接觸，被吸附，氧化分解，從而使河流的水質(zhì)得到改善。

（c）生態(tài)浮導(dǎo)技術(shù)：生態(tài)浮島對水質(zhì)凈化最主要的功效是，利用水培植物的根系吸收水中的富營養(yǎng)化物質(zhì)，使得水體的營養(yǎng)得到轉(zhuǎn)移。

4.2一般河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)

一般河流生態(tài)修復(fù)的主要技術(shù)方法包括緩沖區(qū)地貌、植被恢復(fù)和生物強(qiáng)化修復(fù)等技術(shù)。

4.2.1緩沖區(qū)地貌、植被修復(fù)

緩沖區(qū)是河流生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息交換的一個重要過渡帶，受地表水以及地下水的影響具有明顯的邊緣效應(yīng)。植被可以通過影響河流的流動、河岸抗沖刷強(qiáng)度、泥沙沉積、河床穩(wěn)定性和河道形態(tài)而對河流生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響。同時，合理分布的植物還有助于減輕洪水災(zāi)害、凈化水體、截留來自農(nóng)田氮和磷以達(dá)到保護(hù)水質(zhì)的目的，并可提供景觀休閑場所和多種生態(tài)服務(wù)功能。

4.2.2生態(tài)護(hù)坡和生態(tài)溝渠

生態(tài)護(hù)坡是利用石頭、木材、多孔環(huán)?；炷梁妥匀徊馁|(zhì)制成的柔性結(jié)構(gòu)等構(gòu)建，對河岸進(jìn)行加固，防止河道淤積、侵蝕和下切，同時多孔護(hù)岸材料為植物的生長提供了有力條件，為水生動物提供棲息地。護(hù)岸的透水性也保證了地表徑流與地下水之間的物質(zhì)、能量的交換。生物強(qiáng)化生態(tài)溝渠充分利用現(xiàn)有溝渠條件，在不同渠段選擇利用礫間接觸氧化、強(qiáng)化生物接觸氧化等措施，逐級凈化水質(zhì)，在達(dá)到分級凈化水質(zhì)功能的同時，將凈化設(shè)施與地表景觀融為一體，美化河流景觀。

生態(tài)護(hù)坡是與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，與現(xiàn)代文明發(fā)展相適應(yīng)的開放性生態(tài)系統(tǒng)，其設(shè)計應(yīng)綜合考慮各方面的因素，遵循水力穩(wěn)定性原則、生態(tài)和諧原則、因地制宜以及經(jīng)濟(jì)高效的原則。生態(tài)護(hù)坡設(shè)計的方法與材料主要有四大類，植被護(hù)坡、土工材料復(fù)合種植基護(hù)坡、生態(tài)基護(hù)坡以及植被型生態(tài)混凝土護(hù)坡等。結(jié)束語

在我國河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的實(shí)踐中，借鑒發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗的同時，應(yīng)立足國情，綜合考慮我國的發(fā)展?fàn)顩r以及自然條件，研究適合的戰(zhàn)略方針、理論技術(shù)。應(yīng)充分利用生態(tài)系統(tǒng)自身的調(diào)控功能，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)，重點(diǎn)是減輕對河流生態(tài)系統(tǒng)的脅迫，包括治理和控制水污染，保持最低生態(tài)需水量等。在不斷探索河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)的同時，還應(yīng)加強(qiáng)對修復(fù)后生態(tài)河流的維護(hù)和管理，從而實(shí)現(xiàn)河流生態(tài)系統(tǒng)長期的健康和穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

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第二篇：城市河流修復(fù)技術(shù)研究范文

環(huán)境污染與防治網(wǎng)絡(luò)版第7期2008年7月

城市河流修復(fù)技術(shù)研究

王雪蓮1

(北京錦繡大地農(nóng)業(yè)股份有限公司，北京100049)

摘要面對城市河流生態(tài)系統(tǒng)退化的現(xiàn)狀，綜合國內(nèi)外對于城市河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)的研究進(jìn)展和實(shí)踐經(jīng)驗，指出中國目前在此領(lǐng)域存在的不足，并展望了未來城市河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向，為城市河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)的發(fā)展提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞城市河流生態(tài)修復(fù) 發(fā)展方向

Research of technology about river restoreWang Xuelian.(1.Beijing Glorious Land Agricultural Company Ltd., Beijing100049)

Abstract:Facing to the current situation of river biogeocenose degenerating, in this article, it collects the domestic and oversea research improvement or practice experience on the technology of river ecological restoring in cities, points out the insufficiencies in this field in our country, and shows the theory base and expectation of the technology of river ecological restoring in cities.Keywords:city;rivers;ecological restore;development way

近幾十年來，河流匯水區(qū)植被覆蓋下降，城市各類污染排放，河流庫壩工程建設(shè)，水資源過量開采，河流渠化、人工化、裁彎取直等對河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能與動力學(xué)過程造成嚴(yán)重破壞，引發(fā)全球范圍的河流生態(tài)系統(tǒng)退化與服務(wù)功能下降[1]。因此，如何對受損河流生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)，使其重新回到健康狀態(tài)已經(jīng)成為人類亟待解決的環(huán)境問題之一[2]。

1城市河流生態(tài)修復(fù)的國外研究進(jìn)展

1.1修復(fù)理論研究進(jìn)展

最早的河道修復(fù)技術(shù)“多自然型河道”生態(tài)修復(fù)技術(shù)起源于歐洲，出于土木工程對生態(tài)環(huán)境破壞的反省，重點(diǎn)研究如何把生態(tài)學(xué)原理運(yùn)用于土木工程，創(chuàng)建新的土木工程理論和技術(shù)。1938年德國SEIFERT首先提出近自然河溪治理的概念，它是指能夠在完成傳統(tǒng)河道治理任務(wù)的基礎(chǔ)上，可以達(dá)到接近自然、經(jīng)濟(jì)并保持景觀美的一種治理方案[3-6]。1962年由ODUM等提出將自我設(shè)計的生態(tài)學(xué)概念用于工程中，首次提出的生態(tài)工程概念[7]。1989年美國MITSCH和JORGENSN正式探討生態(tài)工程概念并賦予定義，正式誕生了生態(tài)工程[8]。之后不斷論證了生態(tài)學(xué)原理運(yùn)用于土木工程中的理論問題，奠定了“多自然型河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)”的理論基礎(chǔ)。20世紀(jì)90年代以來，美國將兼顧生物生存的河道生態(tài)恢復(fù)作為水資源開發(fā)管理工作必須考慮的項目，1998年出版了《河道廊道的恢復(fù)：理論、內(nèi)涵與實(shí)務(wù)》[9]。當(dāng)今歐美經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家已普及了“多自然型河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)”，以實(shí)現(xiàn)、再生“自然與人的和諧共處”的生態(tài)環(huán)境建設(shè)生態(tài)河流、生態(tài)道路及生態(tài)城市。近年逐漸推廣應(yīng)用到世界各國。1作者：王雪蓮，女，碩士研究生，工程師，主要從事濕地設(shè)計、運(yùn)行、維護(hù)和管理以及濕地除污機(jī)制的研究。

日本在1965年圍繞河流引起的問題開展了新的河流治理，推行了“城市綜合治水對策”，河川管理目標(biāo)為“治水、利水與環(huán)境”。日本河流研究者將河流水域、河洪空間及河畔居民社區(qū)當(dāng)作一個有機(jī)的整體，認(rèn)為河流管理對象應(yīng)該包括河流水量、水質(zhì)、河流生態(tài)系統(tǒng)、河流水循環(huán)、河流水洪空間、河流與河畔居民社區(qū)的關(guān)系。20世紀(jì)90年代，日本實(shí)施了“創(chuàng)造多自然型河川計劃”，強(qiáng)調(diào)用生態(tài)工程方法治理河流環(huán)境、恢復(fù)水質(zhì)、維護(hù)景觀多樣性和生物多樣性，形成良好的河流景觀與濱水環(huán)境，建設(shè)城市水網(wǎng)并加強(qiáng)綠化，水邊空地要具有舒適開闊的空間，為各種娛樂活動提供適宜的場所，并重視生物多樣性。

在城市建成區(qū)，沿河流規(guī)劃的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，則通常與濱水景觀改造和水環(huán)境整治相結(jié)合。如加拿大多倫多市曾于1998年完成《加里森溪流鏈接規(guī)劃》。該計劃結(jié)合城市排水系統(tǒng)整治，試圖恢復(fù)一條因城市開發(fā)而消失的小河，重現(xiàn)河流及兩岸景觀，同時通過建設(shè)沿河綠帶，溝通和連接現(xiàn)有公園綠地，在城市中心區(qū)構(gòu)建融休閑、交通、綠化于一體的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)[10]。

1.2修復(fù)技術(shù)與實(shí)踐

在河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)策略方面，1965年德國的Emst Bittmann在萊茵河用蘆葦和柳樹進(jìn)行生態(tài)護(hù)岸實(shí)驗，可以看作最早的河流生態(tài)修復(fù)實(shí)踐，此后著名的塞納河、多瑙河等都采用了近自然的河流治理方法。

20世紀(jì)70年代末瑞士Zurich州河川保護(hù)建設(shè)局將生態(tài)護(hù)岸法發(fā)展為“多自然河道生態(tài)修復(fù)技術(shù)”[11]，對河流治理重視恢復(fù)植被和建設(shè)自然護(hù)岸，并于1983年頒發(fā)的河流保護(hù)法規(guī)中明確的規(guī)定了在河流整治中，應(yīng)該從生態(tài)學(xué)的觀念出發(fā)，在河道整治工作中應(yīng)對生態(tài)和景觀方面存在缺陷的河流雙方面同時予以改善。

有研究表明，歐盟進(jìn)行城市河流生態(tài)修復(fù)主要分為以下4類[12]：

（1）對消逝的自然景觀的恢復(fù)，主要的措施包括軟化河渠，重新恢復(fù)河流的自然曲線。允許河流在洪水高峰期進(jìn)行可預(yù)期的洪泛。保留邊渠，開挖U型湖泊與河道，更多的恢復(fù)河流漫灘地，恢復(fù)建設(shè)河流的怡人與舒適的景致。

（2）結(jié)合防洪與生態(tài)環(huán)境保護(hù)，建設(shè)雙贏策略。擴(kuò)大漫灘地的面積，增加防洪的蓄水量，降低地面，定期的洪泛，恢復(fù)原始自然的地形特征，為生物提供多種生境。

（3）為魚類提供更多能夠產(chǎn)卵的生境，重現(xiàn)建設(shè)河流渠道，設(shè)置魚類游走路線，鋪設(shè)砂礫及沙子岸灘等。

（4）重置那些沒有更大經(jīng)濟(jì)效益的耕地，將其改變?yōu)楹訛┑?。肥沃的耕地可以轉(zhuǎn)化為蘊(yùn)含豐富營養(yǎng)物質(zhì)的河漫灘，可以協(xié)助河流改善水質(zhì)。

隨著修復(fù)實(shí)踐的發(fā)展，河流修復(fù)己經(jīng)從單純的結(jié)構(gòu)性修復(fù)發(fā)展到生態(tài)系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)、功能與動力學(xué)過程的綜合修復(fù)。從修復(fù)的范圍來說，河流修復(fù)不光包括河道本身，還應(yīng)擴(kuò)展到河漫灘乃至流域[13]。河流生態(tài)系統(tǒng)的退化是人為干擾與自然干擾累積作用的結(jié)果，修復(fù)規(guī)劃中必須考慮兩者之間的相互作用機(jī)制[14]。有人提出了“目標(biāo)期望”的思想[15]，將保證生態(tài)系統(tǒng)的完整性作為修復(fù)的指導(dǎo)思想與目標(biāo)。從管理角度對此進(jìn)行論述，河流及

其水資源的管理方式也是河流修復(fù)能否成功的重要影響因素[16]。還有人借鑒景觀生態(tài)學(xué)的等級思想，分別以河岸帶與流域兩個尺度開展研究，提出了與各自尺度相對應(yīng)的群落組織和景觀組織水平的修復(fù)措施[17]。河流修復(fù)是一項綜合性、系統(tǒng)性的活動，必須綜合考慮水文、土地利用、地貌、水質(zhì)、生物與生態(tài)等，甚至娛樂、經(jīng)濟(jì)、文化等方面[18]。

在城市河流生態(tài)修復(fù)的方法與具體措施上，很多學(xué)者也相繼開展了研究，如FISCHENICH[19]提出了城市河流修復(fù)與流域管理的相關(guān)技術(shù)，詳細(xì)闡述了城市化對城市河流的影響、城市河流水環(huán)境質(zhì)量下降的經(jīng)濟(jì)損失及城市河流生態(tài)修復(fù)面臨的挑戰(zhàn)等；DEASON [20]提出了被污染的城市河流凈化的方法，為其他河流污染治理提供了參考；CASAGRANDE[21]對人類活動在濕地生態(tài)修復(fù)中的重要作用進(jìn)行了剖析；UDZIEL 等[22]運(yùn)用條件價值法(CVM)對城市鹽堿濕地修復(fù)的非市場價值進(jìn)行了評估；TENT等[23]針對Hamburg河直線化嚴(yán)重、生物多樣性消失的現(xiàn)狀，采用非政府組織、公眾參與的方式，對該河中畦魚的生活習(xí)性進(jìn)行了研究，以期通過改善其生活條件來達(dá)到修復(fù)河流生態(tài)的目的； JORMOLA[24]對國際上利用流域洪水過程改善城市河流生態(tài)環(huán)境的歷史進(jìn)行了簡要回顧，并列舉了利用洪水管理修復(fù)城市河流的實(shí)例；BRI11Y[25]研究了修復(fù)城市河流魚類棲息地的方法等等。很多的國家都認(rèn)識到濕地對建設(shè)生態(tài)城市的重要，各種關(guān)于城市河流保護(hù)、恢復(fù)、重建、規(guī)劃等方面的研究項目和研究組織相繼出現(xiàn)，并取得了一定的研究成果。

綜合來看，河流生態(tài)修復(fù)的主要技術(shù)方法包括緩沖區(qū)恢復(fù)、植被恢復(fù)、河道補(bǔ)水、生物—生態(tài)修復(fù)、生境修復(fù)等技術(shù)。其中，生物—生態(tài)修復(fù)技術(shù)是目前河流生態(tài)修復(fù)的重要方法[26]。相關(guān)研究主要集中在生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)策略及生態(tài)系統(tǒng)中的水質(zhì)、水量、濱水區(qū)等要素的修復(fù)方面。盡管相關(guān)生態(tài)修復(fù)工作己進(jìn)行了大量的理論研究和實(shí)踐探索，而關(guān)于恢復(fù)中的生態(tài)學(xué)過程和機(jī)理的研究很少，缺乏證明恢復(fù)過程中的生態(tài)系統(tǒng)是如何進(jìn)行及如何自我調(diào)節(jié)的理論和實(shí)驗體系，尚未形成比較系統(tǒng)的河流生態(tài)修復(fù)的理論與方法體系。2我國城市河流生態(tài)修復(fù)的研究與實(shí)踐

2.1理論研究進(jìn)展

我國對城市河流生態(tài)修復(fù)治理的研究也是從“水利工程”角度逐漸引申過來，逐漸產(chǎn)生了“生態(tài)水利”、“生態(tài)水工學(xué)”等概念。同時也有從“環(huán)境整治”“景觀設(shè)計”角度研究城市河道、濱水區(qū)、濕地的修復(fù)建設(shè)。

劉樹坤[27-35]在其訪日報告中，就自然環(huán)境的保護(hù)和修復(fù)、濕地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)、水電站建設(shè)中的生態(tài)修復(fù)、大壩建設(shè)中的生態(tài)修復(fù)、河道整治與生態(tài)修復(fù)、河道景觀建設(shè)和管理等進(jìn)行了探討，其中包括比較具體細(xì)致的修復(fù)思路、步驟、方法、措施等，為今后我國開展河流修復(fù)工作提供了參考。閻水玉[36]指出保持河流的自然地貌特征、維持自然水文過程、控制城市河流水污染、綜合規(guī)劃城市河流與城市建設(shè)的關(guān)系是發(fā)揮城市河流在城市生態(tài)系統(tǒng)中作用的基本方法。董哲仁[37]提出了“生態(tài)水工學(xué)”的概念，分析研究了人類對

河流生態(tài)系統(tǒng)的脅迫，從生態(tài)系統(tǒng)需要角度，提出了改善河流生態(tài)系統(tǒng)、修復(fù)河流生態(tài)環(huán)境的工程措施及思路。羅新正[38]闡釋了還河流生存空間、疏浚水網(wǎng)通道等河流生態(tài)建設(shè)的原則。葉亞平等[39]則以揚(yáng)州為對象，提出了水資源保護(hù)、水環(huán)境改善、水安全保障、水生態(tài)建設(shè)為主體的水生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)對策。王超[40]則比較全面地提出了水安全、水環(huán)境、水景觀、水文化、水經(jīng)濟(jì)五位一體的城市水生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)模式。

另外國內(nèi)對河流的植被結(jié)構(gòu)、功能及管理的研究工作也較多。黃瑜[41]融合水文、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)學(xué)等相關(guān)知識，分析城市小水系生態(tài)系統(tǒng)重要服務(wù)功能，提出城市小水系生態(tài)服務(wù)功能價值評估方法及其在城市規(guī)劃管理工作中運(yùn)用的初步設(shè)想。季永興[42]分析了城市河道建設(shè)與生態(tài)城市建設(shè)之間的關(guān)系，認(rèn)為城市河道的建設(shè)與整治是城市規(guī)劃的一個重要內(nèi)容。何松云等[43]提出城市河流生態(tài)恢復(fù)的尺度包括工程安全尺度、生態(tài)系統(tǒng)尺度、景觀尺度、親水尺度、時空尺度和經(jīng)濟(jì)尺度，同時指出為順利開展河流生態(tài)修復(fù)實(shí)踐,需要在理論、技術(shù)、水利工程設(shè)計規(guī)范、水利法等方面進(jìn)行深入研究工作，認(rèn)為留給河流一定的侵蝕、搬運(yùn)、堆積自然作用空間是河流生態(tài)修復(fù)的重要課題，主張創(chuàng)造條件發(fā)揮河道生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)功能。白世強(qiáng)等[44]從水、土、生物、功能4方面詮釋了健康河流的概念，并認(rèn)為城市河道生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)是恢復(fù)其健康，應(yīng)依據(jù)健康的標(biāo)準(zhǔn)采取工程和生物手段進(jìn)行修復(fù)。

總的來說，國內(nèi)對城市河道的生態(tài)修復(fù)研究工作集中在近十年，除水利、環(huán)境、景觀等層面進(jìn)行研究生態(tài)修復(fù)外，還考慮了“文化”、“經(jīng)濟(jì)”層面的修復(fù)目標(biāo)，并提出河道修復(fù)與城市規(guī)劃建設(shè)之間密切關(guān)聯(lián)。

目前國內(nèi)研究在某些方面還存在不足：（1）缺乏對河流生態(tài)過程修復(fù)的機(jī)理研究；（2）缺乏從大尺度流域角度考慮河岸、河內(nèi)、上下游的整體生態(tài)修復(fù)；（3）當(dāng)前的研究大多只停留在對河流某一指標(biāo)(魚類指標(biāo)、流量指標(biāo)、水質(zhì)指標(biāo)、生物棲息地指標(biāo)等)的生態(tài)修復(fù)，未考慮河流整體生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)。

2.2修復(fù)技術(shù)與實(shí)踐

目前，我國很多城市都相繼開展了城市河流修復(fù)工作。

北京市近20年對城區(qū)河湖水系的治理大致可分為3個階段[45]：

（1）以防洪建設(shè)和供水建設(shè)為主的階段。20世紀(jì)80年代，北京為解決城市供水和防洪排水問題對城區(qū)河湖進(jìn)行整治。

（2）以水資源保護(hù)及景觀建設(shè)為主的階段。1999年北京市完成筒子河和“六?！钡那逵俟こ蹋?000年完成京密引水渠昆玉段、長河和雙紫支渠治理工程；2001年完成昆玉河、玉淵潭、南護(hù)城河、通惠河和清河一期綜合整治工程； 2002年治理萬泉河、小月河和菖蒲河。該階段對河湖水系采取污水截流、底泥清淤、兩岸綠化、河底采用混凝土襯砌防滲等工程措施進(jìn)行整治。

（3）生態(tài)修復(fù)為主的階段。前一階段對河道的改造，盡管使河邊有了林帶、綠地，但硬化堤岸的建成割裂了水體與土壤的關(guān)系，導(dǎo)致水體自凈能力下降。因此，從2002 年

起北京開始生態(tài)河道建設(shè)，并于2003年竣工；2003年開始溫榆河綠色生態(tài)走廊的建設(shè)；2004年末進(jìn)行涼水河生態(tài)河道的建設(shè)等。這階段的主要特點(diǎn)是采用卵石和疊石加固河堤、設(shè)計部分生態(tài)堤岸、設(shè)置生物浮島和放養(yǎng)食藻的魚類等。經(jīng)過生態(tài)修復(fù)的河道，景觀效果和生態(tài)功能都有明顯的改善。

四川成都府南河的治理是城市河流治理的成功范例。府南河公園是一個以水的整治為主題的生態(tài)環(huán)保公園，受到污染的水從府南河抽取上來，經(jīng)過公園的人工濕地系統(tǒng)進(jìn)行自然生態(tài)凈化處理，最后變?yōu)椤斑_(dá)標(biāo)”的活水，回歸河流。該公園的創(chuàng)意由美國貝·達(dá)蒙女士提出，該項目也獲得了世界人居獎等3項國際大獎。

合肥的護(hù)城河經(jīng)過多年的改造和建設(shè)，如今形成了由逍遙津、包河公園、銀河公園、魚花塘、玻泊山莊等組成的環(huán)形風(fēng)景區(qū)，成為城市中心區(qū)市民日常休憩的開放式公園，也使合肥市得到了園林城市的美譽(yù)。

蘇州市在城市發(fā)展建設(shè)中，保持了三縱三橫加一環(huán)的河網(wǎng)水系及小橋流水的水城特色，保持了路河平行的基本格局和景觀，城市改造取得了很好的效果。著名華裔建筑師貝聿銘曾這樣評價蘇州：“蘇州之所以成為蘇州的關(guān)鍵在于水，建筑物還是其次的”。

其他大中城市如沈陽、哈爾濱、太原、天津等也相繼開展了城市河道生態(tài)修復(fù)和景觀重建工作等等。

國內(nèi)的城市河流治理仍處于探索階段，很多工作仍著眼于修復(fù)河流某一方面的功能，如國外在兼顧景觀的同時，更側(cè)重生態(tài)修復(fù)和重建等方面的工作，國內(nèi)則較多地考慮景觀建設(shè)，生態(tài)修復(fù)工作還有待加強(qiáng)。城市河流生態(tài)修復(fù)和景觀建設(shè)缺乏相應(yīng)的理論指導(dǎo)，未形成系統(tǒng)的河流建設(shè)和管理模式，未綜合考慮河流建設(shè)與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、水資源、旅游、居民需求、文化等方面的關(guān)系。

3未來城市河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向

（1）城市河流建設(shè)要更多地考慮其與所在地區(qū)之間的關(guān)系，根據(jù)城市的發(fā)展規(guī)劃制定合理的建設(shè)目標(biāo)、策略、方法等；

（2）城市河流建設(shè)要更多地考慮如何推動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和滿足城市居民的需求，探索如何使生態(tài)修復(fù)、景觀建設(shè)和文化有機(jī)融合的方法；

（3）城市河流生態(tài)景觀建設(shè)要充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求及水資源特點(diǎn)，尋找適合地區(qū)特點(diǎn)的城市河流景觀建設(shè)策略；

（4）重視河流景觀建設(shè)的管理工作，探討合理的管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)河流景觀建設(shè)“投資一收益—更多投資—更大收益”的良性循環(huán)；

（5）結(jié)合水利與生態(tài)學(xué)等相關(guān)學(xué)科，開展有關(guān)流量過程與生態(tài)修復(fù)之間密切聯(lián)系的研究，從機(jī)理上修復(fù)包括河流流量、生物等在內(nèi)的整個生態(tài)系統(tǒng)；

（6）形成完善的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)評價的指標(biāo)體系，從宏觀上能夠?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)修復(fù)狀況準(zhǔn)確把握；

（7）積極開展相關(guān)問題的實(shí)踐活動，為相關(guān)理論的研究積累經(jīng)驗和奠定基礎(chǔ)。

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593-596.責(zé)任編輯：陳澤軍（收到修改稿日期：2008-01-21）

?版權(quán)所有 《環(huán)境污染與防治》雜志社

第三篇：礦山生態(tài)修復(fù)的研究進(jìn)展

礦山生態(tài)修復(fù)的研究進(jìn)展

摘要:本文通過對礦山開發(fā)對環(huán)境造成的危害和進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的限制進(jìn)行總結(jié),并結(jié)合實(shí)際情況提出了對礦山進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的措施。

關(guān)鍵詞:礦山 生態(tài) 修復(fù) 限制

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對礦產(chǎn)資源的需求量也在與日俱增,其價格也在不斷的攀升。特別是不可再生資源的日益減少,迫使世界各國都把資源問題放在首位。但是,由于現(xiàn)在大多數(shù)的國家和資源型企業(yè)一味的追求產(chǎn)量,而忽視了由于過度的開采或不加保護(hù)的開采而帶來的環(huán)境問題,以至于礦區(qū)生態(tài)環(huán)境已經(jīng)到了一個非常惡劣的地步,不但影響了居住在礦區(qū)附近的居民的健康,而且也不利于企業(yè)對資源的再次利用。因此,對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)已經(jīng)迫在眉睫。

1礦山開發(fā)對生態(tài)環(huán)境的影響

1.1對土地資源的影響

礦山活動,尤其是露天開采,嚴(yán)重破壞了山坡土體結(jié)構(gòu),加上大型采礦設(shè)備的重壓導(dǎo)致地面塌陷,土壤裂隙產(chǎn)生。而土壤中的營養(yǎng)元素也隨著裂隙、地表徑流流入采空區(qū)或洼地,造成許多地方土壤養(yǎng)分短缺,土壤承載力下降,造成土地貧瘠、植被破壞,最終導(dǎo)致礦區(qū)大面積人工裸地的形成,使水土更易移動,水土流失加劇。礦山固體廢渣經(jīng)雨水沖刷、淋溶,極易將其中的有毒有害成分滲入土壤中,造成土壤的酸堿污染(主要是強(qiáng)酸性污染)、有機(jī)毒物污染與重金屬污染。而且由于地下采空,影響了山體、斜坡的穩(wěn)定性,從而導(dǎo)致地面塌陷、開裂、崩塌和滑坡頻繁發(fā)生,泥石流發(fā)生的概率增大。

1.2對水資源的影響

礦區(qū)塌陷、裂縫與礦井疏干排水,使礦山開采地段的儲水構(gòu)造發(fā)生變化,造成地下水位下降,井泉干涸,形成大面積的疏干漏斗;地表徑流的變更,使水源枯竭,水利設(shè)施喪失原有功能,直接影響農(nóng)作物耕種。同時,礦山開采過程中產(chǎn)生的礦坑水、廢石淋濾水等,一般較少達(dá)到工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)重影響水生生物的生存繁衍與人畜生活飲用。

1.3對大氣的影響

礦山在生產(chǎn)過程中,產(chǎn)生大量的粉塵和有毒有害氣體,特別是在露天煤礦中產(chǎn)生的粉塵、煤矸石的氧化和自燃中放出的大量有毒氣體會在干燥氣候與大風(fēng)作用下產(chǎn)生礦塵暴,不僅污染礦區(qū)大氣,破壞作業(yè)環(huán)境,損害工人身體健康,而且由于風(fēng)的流動,也是礦區(qū)周圍和全球大氣的污染源之一。

1.4生物多樣性損失。

植被清除、土壤退化與污染、水土流失、水資源的缺失與污染,對礦區(qū)生物多樣性的維持都是致命打擊,嚴(yán)重威脅了動植物生存,從而對生物多樣性造成損害。礦山生態(tài)修復(fù)的限制礦山生態(tài)修復(fù)制約因素很多,如地形地貌、氣候特征、水文條件、土壤物理化學(xué)生物特征、表土條件、潛在污染等。其中露天采場、廢石場、尾礦庫生態(tài)修復(fù)的主要制約因素是地形地貌、潛在污染物等;塌陷地生態(tài)修復(fù)的制約因素主要是塌陷地的范圍和程度;受污染的地表水治理相對簡單,現(xiàn)行的污水處理方法即可解決,但地下水的制約條件較多,情況也比較復(fù)雜;受污染土地生態(tài)修復(fù)更為復(fù)雜,礦山污染土地主要受重金屬污染,而重金屬的修復(fù)是一個漫長的過程,也是一個世界性難題,一般生態(tài)修復(fù)率不會很高。所以對礦山進(jìn)行生態(tài)修復(fù)需要綜合考慮各方面的因素,是結(jié)合當(dāng)?shù)厮摹⒌乩?、氣候條件來進(jìn)行的一項復(fù)雜工程。3礦山生態(tài)修復(fù)措施

3.1邊坡的治理措施

邊坡治理主要工作就是要穩(wěn)定邊坡。該過程的任務(wù)是清除危石、降坡削坡,將未形成臺階的懸崖盡量構(gòu)成水平臺階,把邊坡的坡度降到安全角度以下,以消除崩塌隱患。之后就要對

已經(jīng)處理的邊坡進(jìn)行復(fù)綠,使其進(jìn)一步保持穩(wěn)定。

3.2尾礦的治理措施

對占用大量土地的尾礦進(jìn)行二次開發(fā),加大尾礦的綜合利用率;開發(fā)用量大、投資少、有銷路的尾礦以實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)營和多品種開發(fā)的資源化、商品化使其變廢為寶,真正成為經(jīng)濟(jì)商品中的一部分。還要對尾礦壩中的廢水進(jìn)行處理以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)浮選廢水適度凈化后全部回用和零排放。對于未處理的采空區(qū)、廢舊巷道和硐室的礦山,利用井下采空區(qū)排放尾礦是一種處置尾礦行之有效的辦法。

3.3土壤基層改良

礦山開采造成生態(tài)破壞的關(guān)鍵是土地退化,也就是土壤因子的改變,即廢棄地土壤理化性質(zhì)變壞、養(yǎng)分丟失及土壤中有毒有害物質(zhì)的增加。因此,土壤改良是礦山廢棄地生態(tài)恢復(fù)最重要的環(huán)節(jié)之一?？梢圆扇〉拇胧┌?(1)異地取土措施:在不破壞異地土壤的前提下,取適量土壤,移至礦山受損嚴(yán)重的部位,在土壤上種植植物,通過植物的吸收、揮發(fā)、根濾、降解、穩(wěn)定等作用對受損土壤進(jìn)行修復(fù)。(2)廢棄地改造措施進(jìn)行表土改造之前,設(shè)法灌注泥漿,使其包裹廢渣,然后再鋪一層粘土壓實(shí),造成一個人工隔水層,減少地面水下滲,防止廢渣中劇毒元素的釋放。(3)土壤增肥改良措施:添加有效物質(zhì),使土壤的物理化學(xué)性質(zhì)得到改良,從而縮短植被演替過程,加快礦山廢棄地的生態(tài)重建。

3.4礦山重金屬污染的植物修復(fù)

重金屬耐性植物不僅能耐重金屬毒性,還可以適應(yīng)廢棄地的極端貧瘠、土壤結(jié)構(gòu)不良等惡劣環(huán)境,部分耐性植物還能富集高濃度的重金屬,因而被廣泛地用于重金屬污染土地的修復(fù)。考慮到引種可能會帶來的生態(tài)問題,且鄉(xiāng)土植物對當(dāng)?shù)貧夂驐l件的適應(yīng)性,立足本地篩選重金屬耐性植物十分必要。

3.5礦山水資源的修復(fù)

礦山開采中對水的損害分別表現(xiàn)在對地表水和地下水的影響。地表水、地下水的污染可以通過構(gòu)筑人工濕地,通過耐受植物、微生物的作用對污染物進(jìn)行去除。還有一方面就是由于過度采水造成的地表水缺乏、地下水水位下降,這就需要通過適當(dāng)引水,緩解水缺乏壓力,構(gòu)建蓄水系統(tǒng)逐步解決這一問題。

3.6微生物修復(fù)措施

礦山廢棄地的生態(tài)恢復(fù),只是土壤、植被的恢復(fù)是不夠的,還需要恢復(fù)廢棄地的微生物群落。完善生態(tài)系統(tǒng)的功能,才能使恢復(fù)后的廢棄地生態(tài)系統(tǒng)得以自然維持。微生物群落的恢復(fù)不僅要恢復(fù)該地區(qū)原有的群落,還要接種其他微生物,以除去或減少污染物。微生物的接種可考慮以下兩種:一是抗污染的菌種,這些細(xì)菌有的能把污染物質(zhì)作為自己的營養(yǎng)物質(zhì),把污染物質(zhì)分解成無污染物質(zhì),或者是把高毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為低毒物質(zhì);二是利于植物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的微生物,有些微生物不但能在高污染條件下生存,而且能為植物的生長提供營養(yǎng)物質(zhì),比如說固氮、固磷,改善微環(huán)境。我國目前礦山的生態(tài)環(huán)境破壞比較復(fù)雜,要從根本上遏制礦山生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化,就需要根據(jù)我國生態(tài)環(huán)境建設(shè)的實(shí)際情況,建立各方面參加的多渠道投入機(jī)制,才能推動礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理的開展,防止增加新的污染和破壞,逐步恢復(fù)礦山生態(tài)環(huán)境的良好狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

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第四篇：酵母雙雜交技術(shù)研究進(jìn)展

酵母雙雜交技術(shù)研究進(jìn)展

提 要 酵母雙雜交技術(shù)是一種有效的真核活細(xì)胞內(nèi)研究方法，在蛋白質(zhì)相互作用的研究方面得到了廣泛的應(yīng)用并取得了許多有價值的重要發(fā)現(xiàn)。作為一個完整的實(shí)驗系統(tǒng)，它自建立以來經(jīng)過了不斷的改進(jìn)與完善，不僅進(jìn)一步提高了實(shí)驗結(jié)果的可靠性與精確性，而且在此基礎(chǔ)上又發(fā)展了反向雙雜交，三雜交及核外雙雜交等多項技術(shù)。這些都將對功能基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的研究起到促進(jìn)作用。

0 引言

隨著分子生物學(xué)研究尤其是人類基因組計劃的迅速發(fā)展，大量關(guān)于基因結(jié)構(gòu)的信息不斷涌現(xiàn)，對這些信息進(jìn)行系統(tǒng)研究以了解新基因功能的要求也日益迫切。這不僅需要利用計算機(jī)進(jìn)行生物信息學(xué)的分析和預(yù)測，而且必須結(jié)合生物學(xué)實(shí)驗獲取證據(jù)。為適應(yīng)同時對多個基因或蛋白進(jìn)行研究的發(fā)展趨勢，已出現(xiàn)了很多新技術(shù)，如DNA微陣列技術(shù)（DNA micoarry）,基因表達(dá)的系列分析（SAGE）,肽質(zhì)譜分析法，蛋白雙向膠電泳技術(shù)及酵母雙雜交技術(shù)（Yeast Two-Hybrid System）等。其中酵母雙雜交技術(shù)以其簡便，靈敏，高效以及能反映不同蛋白質(zhì)之間在活細(xì)胞內(nèi)的相互作用等特點(diǎn)在基因功能的研究中得到了廣泛的應(yīng)用。酵母雙雜交技術(shù)的基本原理

1989年，Song和Field建立了第一個基于酵母的細(xì)胞內(nèi)檢測蛋白間相互作用的遺傳系統(tǒng)〔1〕。很多真核生物的位點(diǎn)特異轉(zhuǎn)錄激活因子通常具有兩個可分割開的結(jié)構(gòu)域，即DNA特異結(jié)合域（DNA-binding domain，BD）與轉(zhuǎn)錄激活域（Transcriptional activation domain，AD）。這兩個結(jié)構(gòu)域各具功能，互不影響。但一個完整的激活特定基因表達(dá)的激活因子必須同時含有這兩個結(jié)構(gòu)域,否則無法完成激活功能。不同來源激活因子的BD區(qū)與AD結(jié)合后則特異地激活被BD結(jié)合的基因表達(dá)?；谶@個原理，可將兩個待測蛋白分別與這兩個結(jié)構(gòu)域建成融合蛋白，并共表達(dá)于同一個酵母細(xì)胞內(nèi)。如果兩個待測蛋白間能發(fā)生相互作用，就會通過待測蛋白的橋梁作用使AD與BD形成一個完整的轉(zhuǎn)錄激活因子并激活相應(yīng)的報告基因表達(dá)。通過對報告基因表型的測定可以很容易地知道待測蛋白分子間是否發(fā)生了相互作用。

酵母雙雜交系統(tǒng)由三個部分組成：(1)與BD融合的蛋白表達(dá)載體，被表達(dá)的蛋白稱誘餌蛋白(bait)。(2)與AD融合的蛋白表達(dá)載體，被其表達(dá)的蛋白稱靶蛋白(prey)。(3)帶有一個或多個報告基因的宿主菌株。常用的報告基因有HIS3，URA3，LacZ和ADE2等。而菌株則具有相應(yīng)的缺陷型。雙雜交質(zhì)粒上分別帶有不同的抗性基因和營養(yǎng)標(biāo)記基因。這些有利于實(shí)驗后期雜交質(zhì)粒的鑒定與分離。根據(jù)目前通用的系統(tǒng)中BD來源的不同主要分為GAL4系統(tǒng)和LexA系統(tǒng)。后者因其BD來源于原核生物，在真核生物內(nèi)缺少同源性，因此可以減少假陽性的出現(xiàn)。酵母雙雜交技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

酵母雙雜交技術(shù)產(chǎn)生以來，它主要應(yīng)用在以下幾方面：(1）檢驗一對功能已知蛋白間的相

互作用。(2）研究一對蛋白間發(fā)生相互作用所必需的結(jié)構(gòu)域。通常需對待測蛋白做點(diǎn)突變或缺失突變的處理。其結(jié)果若與結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究結(jié)合則可以極大地促進(jìn)后者的發(fā)展。(3)用已知功能的蛋白基因篩選雙雜交cDNA文庫，以研究蛋白質(zhì)之間相互作用的傳遞途徑。(4)分析新基因的生物學(xué)功能。即以功能未知的新基因去篩選文庫。然后根據(jù)釣到的已知基因的功能推測該新基因的功能。常見問題的解決與改進(jìn)

酵母雙雜交系統(tǒng)應(yīng)用中常遇到的問題一是假陽性較多，二是轉(zhuǎn)化效率偏低。所謂假陽性就是:在待研究的兩個蛋白間沒有發(fā)生相互作用的情況下,報告基因被激活。主要原因是由于BD融合誘餌蛋白有單獨(dú)激活作用,或者這種融合蛋白的激活作用被外來蛋白激活。另外AD融合靶蛋白如果有DNA的特異性結(jié)合,則也可單獨(dú)激活報告基因的表達(dá)。因此,為排除假陽性就需要作嚴(yán)格的對照試驗。應(yīng)對誘餌和靶蛋白分別作單獨(dú)激活報告基因的鑒定。目前幾個公司推出的酵母雙雜系統(tǒng)都采用了多個報告基因,且每個報告基因的上游調(diào)控區(qū)各不相同,這可減少大量的假陽性。另外,報告基因通常整合到染色體上,可以使基因表達(dá)水平穩(wěn)定,消除了由于質(zhì)?？截悢?shù)變化引起基因表達(dá)水平波動而造成的假陽性。即使根據(jù)嚴(yán)格的對照實(shí)驗證明確實(shí)發(fā)生了蛋白間的相互作用，還應(yīng)對以下方面進(jìn)行分析：

(1)這種相互作用是否會在細(xì)胞內(nèi)自然發(fā)生,即這一對蛋白在細(xì)胞的正常生命活動中是否會在同一時間表達(dá)且定位在同一區(qū)域。

（2)某些蛋白如是依賴于遍在蛋白的蛋白酶解途徑的成員,它們具有普遍的蛋白間的相互作用的能力。

（3)一些實(shí)際上沒有任何相互作用的但有相同的模體(motif)如兩個親a-螺旋的蛋白質(zhì)間可以發(fā)生相互作用。十年來,酵母雙雜交技術(shù)一直在消除假陽性方面不斷改進(jìn),并且已取得較好的效果。

在酵母雙雜交的應(yīng)用中有時也會遇到假陰性現(xiàn)象。所謂假陰性，即兩個蛋白本應(yīng)發(fā)生相互作用,但報告基因不表達(dá)或表達(dá)程度甚低以至于檢測不出來。造成假陰性的原因主要有兩 方面：一是融合蛋白的表達(dá)對細(xì)胞有毒性。這時應(yīng)該選擇敏感性低的菌株或拷貝數(shù)低的載體。二是蛋白間的相互作用較弱，應(yīng)選擇高敏感的菌株及多拷貝載體。目前假陰性現(xiàn)象雖不是實(shí)驗中的主要問題,但也應(yīng)予以重視。

轉(zhuǎn)化效率是酵母雙雜交文庫篩選時成敗的關(guān)鍵之一，特別是對低豐度cDNA庫進(jìn)行篩選時，必須提高轉(zhuǎn)化效率。轉(zhuǎn)化時可采用共轉(zhuǎn)化或依次轉(zhuǎn)化，相比之下共轉(zhuǎn)化省時省力。更重要的是如果單獨(dú)轉(zhuǎn)化會發(fā)生融合表達(dá)蛋白對酵母細(xì)胞的毒性時,共轉(zhuǎn)化則可以減弱或消除這種毒性。一種更有效的方法是將誘餌蛋白載體與靶蛋白載體分別轉(zhuǎn)入不同接合型的單倍體酵母中,通過兩種接合型單倍體細(xì)胞的雜交將誘餌蛋白與靶蛋白帶入同一個二倍體細(xì)胞。目前很多機(jī)構(gòu)建立了大量的cDNA文庫和基因組文庫，但這些文庫大多無法直接用于雙雜交系統(tǒng)的篩選。而文庫的質(zhì)量對于轉(zhuǎn)化和篩選又非常關(guān)鍵。因此，大量構(gòu)建適用于酵母雙雜交的文庫非常必要?，F(xiàn)已出現(xiàn)一種采用體內(nèi)重組技術(shù)來達(dá)到這個目的的方法。酵母雙雜交技術(shù)的新發(fā)展

酵母雙雜交技術(shù)在應(yīng)用中發(fā)揮了巨大的作用，但人們也注意到了它有一定的局限性。為此發(fā)展了多種適應(yīng)不同目的需要的改型的雙雜交技術(shù)。

反向雙雜交技術(shù) 在研究中檢測并鑒定出那些能阻斷兩個蛋白間相互作用的因素有重要意義。在研究那些能使相互作用被阻斷的因素(如尋找哪些結(jié)構(gòu)域上發(fā)生突變可使相互作用中

斷或那些分子可以阻斷相互作用)時，傳統(tǒng)的雙雜交技術(shù)有較大的局限性。因此，反向雙雜交系統(tǒng)(Reverse Two-Hybrid System)應(yīng)運(yùn)而生。這項技術(shù)的特點(diǎn)是采取了反選擇篩選策略。根據(jù)反選擇設(shè)計的不同，大致可以分為兩類。一類是用便于反選擇的URA3或CYH2基因作為報告基因。URA3基因編碼尿嘧啶合成途徑中的重要酶：乳清酸核苷5’-磷酸脫羧酶，它能把5’-氟乳清酸（5’-FOA）轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞毒性物質(zhì)，使細(xì)胞無法生長。反之，在能生長的細(xì)胞中，外界因素已使蛋白間的相互作用不能發(fā)生，而我們想知道的正是這些因素。因此，只要對存活的克隆進(jìn)行檢測就可以得到結(jié)果。Vidal等人用這種技術(shù)發(fā)現(xiàn)了影響轉(zhuǎn)錄因子E2F1中與DP1相互作用必需區(qū)內(nèi)的點(diǎn)突變。另一類是將常規(guī)報告基因(如HIS3)置于大腸桿菌轉(zhuǎn)座子Tn10編碼的tet-抑制因子(TetR)/操縱基因控制之下。待測蛋白之間發(fā)生相互作用后首先激活tet-R基因表達(dá)抑制因子TetR,TetR結(jié)合到tet操縱基因后就抑制了報告基因的表達(dá)，結(jié)果轉(zhuǎn)化子不能生長。只有當(dāng)待測蛋白之間的相互作用被某種因素所阻斷而無法激活tet-R基因時，報告基因才能擺脫tet操縱基因的控制而表達(dá)，使轉(zhuǎn)化子獲得在選擇培養(yǎng)基上生長的能力。Shih 等人利用這種方法鑒定出cAMP-應(yīng)答元件結(jié)合蛋白(cAMP-response element binding protein,CREB)中磷酸化位點(diǎn)的Ser133突變會阻斷其與輔助激活因子(CREB結(jié)合蛋白)的相互作用。

三雜交技術(shù) 在許多細(xì)胞內(nèi)信號傳遞過程中，兩個蛋白間的相互作用常涉及到其它的大分子。如蛋白，激酶，RNA,多肽及其它大分子。在研究這些大分子對蛋白間相互作用的影響過程中發(fā)展了一種新的技術(shù)系統(tǒng)——三雜交系統(tǒng)(Three-Hybrid System)，其本質(zhì)與雙雜交是相同的，只是需通過第三個分子的介導(dǎo)把兩個雜交蛋白帶到一起。例如小配體三雜交系統(tǒng)(Small Ligand Three-Hybrid System)是利用可以滲透的二聚體化學(xué)誘導(dǎo)物(Chemical Inducers of Dimerization,CIDs)作橋梁，將AD和BD融合蛋白連接到一起，激活報道基因的表達(dá)。研究較多的是免疫抑制劑FK506。Belshaw等將FK506與環(huán)孢菌素A(Cyclosporin

A)構(gòu)建成異源二聚體，它能把分別與FK506和環(huán)孢菌素A有相互作用的AD和BD融合蛋白拉倒一起，激活報告基因。Licitra將FK506與地米塞松(dexamethasone)通過共價鍵連接成二聚體。通過實(shí)驗進(jìn)一步證實(shí)了FK506與蛋白FKBP-12間的特異性相互作用，表明用這種方法鑒定蛋白與小分子間的相互作用是切實(shí)可行的。RNA與蛋白之間的相互作用是許多細(xì)胞生命活動的基礎(chǔ)，例如mRNA的翻譯，早期發(fā)育以及RNA病毒的感染等。然而可用于這方面研究的簡便方法卻很少。RNA三雜交系統(tǒng)(RNA Three-Hybrid System)的建立為分析RNA與蛋白之間的相互作用提供了有效的手段。這個系統(tǒng)主要是由一個RNA分子和兩個都能結(jié)合該RNA的蛋白質(zhì)組成。此RNA的一部分與一個已知蛋白結(jié)合后就可利用它的另一部分去篩選新的RNA結(jié)合蛋白。因此這種技術(shù)既可檢測由RNA介導(dǎo)的兩個蛋白質(zhì)之間的相互作用，也可篩選鑒定新的蛋白結(jié)合RNA。Putz等把HIV-1病毒Rev蛋白的突變體RevM10與Gal4 DB域融合作為誘餌蛋白，利用該RevM10蛋白能識別并結(jié)合其靶RNA中Rev蛋白反應(yīng)元件(Rev responsive element,RRE)的作用去篩選同樣也能與此RNA結(jié)合并已與Gal4 AD域融合的未知蛋白。根據(jù)同樣的原理，如將一個已知RNA與RRE融合形成雜合RNA分子并配以RevM10-Gal4 DB融合蛋白作為誘餌，便可用于篩選該RNA結(jié)合蛋白的cDNA克隆。SenGupta 等利用RNA噬菌體衣殼蛋白能識別結(jié)合其基因組內(nèi)一種21核苷酸的RNA莖環(huán)結(jié)構(gòu)的特性，將RNA噬菌體衣殼蛋白與Lex DB域融合，構(gòu)建成可用于尋找體內(nèi)的RNA結(jié)合蛋白的酵母三雜交系統(tǒng)。

核外雙雜交技術(shù) 在傳統(tǒng)的酵母雙雜交系統(tǒng)中，蛋白之間的相互作用是在細(xì)胞核內(nèi)發(fā)生的。因此,它不能檢測某些在核外蛋白之間的相互作用。為了克服這種局限性，近年來有人建立了核外雙雜交技術(shù)。其中SRS 和USPS就是這種技術(shù)的兩個代表。SRS也稱Sos蛋白召集系統(tǒng)(Sos Recruitment System)。它的基本原理是分別將待測蛋白X與哺乳動物細(xì)胞的一種鳥苷交換因子(EGF)Sos蛋白融合；將Y蛋白與錨定在酵母細(xì)胞膜上的Src肉豆寇烯化信

號蛋白融合，并使它們共表達(dá)于一個cdc25-2基因溫度敏感型突變的酵母菌株內(nèi)。由于該菌株中cdc25-2基因編碼的EGF蛋白在36℃條件下不能激活細(xì)胞膜上的Ras蛋白，Ras途徑不通。所以細(xì)胞無法在36℃條件下生存。但如果待測蛋白X與Y之間發(fā)生相互作用就能把Sos蛋白帶到細(xì)胞膜上并激活附近的Ras蛋白，從而打通Ras途徑，使該菌株獲得在36℃條件下生存的能力。Aronheim等用此技術(shù)鑒別出了一些新的c-Jun相互作用蛋白，并分離到了一個AP-1抑制因子JDP2。USPS也稱為基于遍在蛋白的裂解蛋白感受器(Ubiquitin-based Split Protein Sensor)。它的設(shè)計是根據(jù)這樣一個事實(shí)，即真核細(xì)胞中遍在蛋白與某一蛋白之間新生成的融合會被遍在蛋白特異的蛋白酶(UBPs)迅速切開，但這種切割只有當(dāng)遍在蛋白正確折疊時才會發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，遍在蛋白基因的N端和C端這兩部分即使分離，只要共表達(dá)與同一個細(xì)胞內(nèi)，它們?nèi)阅苷_折疊。將待測蛋白X與帶有點(diǎn)突變的遍在蛋白N端片段融合，將待測蛋白Y與下游接有報告蛋白的正常遍在蛋白C端片段融合，并使它們共表達(dá)與同一個細(xì)胞內(nèi)。因遍在蛋白N端片段內(nèi)含有點(diǎn)突變，它與C端片段之間不能自然形成正確的折疊。只有當(dāng)?shù)鞍譞和Y之間發(fā)生相互作用時才能克服點(diǎn)突變的影響，使遍在蛋白的兩端形成正確折疊，從而引來UBPs切除與C端片段連接的報告蛋白。此技術(shù)建立之初是通過Western blot檢測有無被切下的報告蛋白來判斷待測蛋白之間是否發(fā)生了相互作用的，所以操作比較繁瑣，不便于推廣。最近有人對它作了改進(jìn)，以一種融合的轉(zhuǎn)錄激活因子PLV作為報告蛋白。PLV一旦被從遍在蛋白C端片段上切下，它就會進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)激活特定的報告基因，如：LacZ 和HIS3等。這樣就可以根據(jù)轉(zhuǎn)化細(xì)胞是否生長及顯色來判斷待測蛋白之間有無相互作用。因此極大地簡化了操作步驟，提高了篩選效率。酵母雙雜交技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的趨勢

在后基因組時代更具意義且更能發(fā)揮酵母雙雜交技術(shù)的領(lǐng)域是研究生命活動中的網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)。第一個具有開拓性的工作是Bartel利用酵母雙雜交技術(shù)建立了一個T7-噬菌體的網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)圖(linkage-map)。Fromont-Racine等對篩選到的陽性克隆進(jìn)行鑒定測序，并將它們分為5類，然后對其中的四類(非編碼序列除外)通過15輪的篩選與分析，繪制出一張綜合了酵母蛋白相互作用的全局性信息圖。這是以往的實(shí)驗所難以獲得的。

為適應(yīng)功能基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)控研究的需要，CLONTECH公司在Merck-Washington大學(xué)的EST項目研究成果基礎(chǔ)上，采用了與傳統(tǒng)建庫方式完全不同的細(xì)胞內(nèi)同源重組方法，以高通量規(guī)模構(gòu)建了一種陣列模式的酵母雙雜交cDNA文庫。它主要有以下特點(diǎn)：

(1)來源于多種組織器官和細(xì)胞系，因此含有幾乎所有基因的cDNA；

（2）所含各種cDNA的豐度趨于平衡；

（3)含有較長的插入序列，但不是全長cDNA序列。

這樣既避免了5’非編碼區(qū)可能存在的終止密碼阻礙融合蛋白的翻譯，又保證了表達(dá)出的蛋白構(gòu)象接近于天然。這種建庫方法不僅減少了工作量，而且在雙雜交中新發(fā)現(xiàn)的相互作用蛋白種類也明顯增多。

最后，有必要指出的是，酵母雙雜交技術(shù)必須與其它技術(shù)結(jié)合才能有利于對實(shí)驗結(jié)果作出更為完整和準(zhǔn)確的判斷。

胡文峰

2007040380106

第五篇：金相燦：城市河流水污染控制及生態(tài)修復(fù)基礎(chǔ)與技術(shù)

金相燦：城市河流水污染控制及生態(tài)修復(fù)基礎(chǔ)與技術(shù)

金相燦，中國環(huán)境科學(xué)研究院水所所長、研究員。

國際湖泊環(huán)境委員會常務(wù)理事、聯(lián)合國全球陸地觀測系統(tǒng)專家組成員，國際水污染研究與控制協(xié)會中國委員。國際雜志：《LAKES RESERVOIRS》, 國際湖泊環(huán)境委員會主辦 編委。

中國科技部“863“主題專家組專家，中國環(huán)境學(xué)會水環(huán)境分會理事長，中國疏浚協(xié)會副理事長，全國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)委員會委員，中國環(huán)境地學(xué)專業(yè)委員會委員。主持多項國家863項目，多次獲得國家級、部級科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎獎。

摘 要：城市河流是水環(huán)境的重要組成部分，我國城市河流的水質(zhì)及水生生物環(huán)境隨著近二三十年城市化的迅速發(fā)展而嚴(yán)重惡化。本文從城市河流治理理念與思路角度，闡述了城市河流的問題診斷、城市河流污染治理思路、控源對策、城市河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)以及城市河流的管理對策。

關(guān)鍵詞：城市河流；污染控制；生態(tài)修復(fù)

1、城市河流的概述

城市河流是我國水環(huán)境的重要組成部分，是廣大城市居民生活生產(chǎn)的水資源基礎(chǔ)，也在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著巨大的作用，城市水環(huán)境質(zhì)量的好壞會直接制約地區(qū)乃至全國整個國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。

一般認(rèn)為，河流指地表上有相當(dāng)大水量且常年或季節(jié)性流動的天然水流；而對于城市河流，有的學(xué)者認(rèn)為是指發(fā)源于城區(qū)或流經(jīng)城市區(qū)域的河流或河流段，也包括一些歷史上雖屬人工開挖、但經(jīng)多年演化已具有自然河流特點(diǎn)的運(yùn)河、渠系，也有研究者認(rèn)為城市河流水環(huán)境是指城市中的線狀水體(自然河流、人工渠道、護(hù)城河)及其水循環(huán)空間。

但對于城市河流的環(huán)境修復(fù)而言，城市河流應(yīng)理解為一個流域的或區(qū)域的概念，在隨著區(qū)域的城市化與土地利用改變，河流的基本形態(tài)、水動力、補(bǔ)給來源與方式、水功能、水質(zhì)量以及水生態(tài)均會發(fā)生變化，因此在研究城市河流環(huán)境時，應(yīng)當(dāng)考慮地區(qū)性與整體性，以及綜合性。在對城市河流水污染研究及生態(tài)修復(fù)的此討論中，認(rèn)為河流不僅指水體本身，也包括河岸環(huán)境、河道周邊環(huán)境、河流水體的循環(huán)空間（包括地下水源）、補(bǔ)給區(qū)的城市化建設(shè)；同時，由于城市河流所

處位置的特殊性，對城市河流的研究必須與城市社會經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)力的發(fā)展以及人類活動及干擾等綜合起來一并進(jìn)行，才能比較準(zhǔn)確的把握其真蒂與內(nèi)在規(guī)律。

2、我國城市河流的主要環(huán)境問題

城市河流是隨著近二三十年以來城市迅速發(fā)展而出現(xiàn)一系列環(huán)境問題，據(jù)調(diào)查，我國城市河流、湖泊及景觀水體普遍出現(xiàn)水污染與生態(tài)退化等問題，有的城市河流問題呈現(xiàn)越來越嚴(yán)重的態(tài)勢，突出表現(xiàn)為水質(zhì)惡化乃至黑臭、水生態(tài)嚴(yán)重退化甚至破壞、堤岸人工化、河流形態(tài)幾何化、城市水災(zāi)頻發(fā)、河流景觀極大傷害，成為我國水環(huán)境污染中的重災(zāi)區(qū)。

實(shí)際上，城市河流的環(huán)境問題的出現(xiàn)并不能簡單地歸結(jié)為排污的后果，我國70年代隨著改革開放，城市化進(jìn)程加速發(fā)展，帶來人口壓力增強(qiáng)，城市地面硬質(zhì)化地面比例增加，自然植被覆蓋率下降，地下水位降低，水資源過度開發(fā)，城市污水排放量急劇增加等一系列后果。

由于城市河流水質(zhì)惡化，很多城市將河流覆蓋變成地下暗河，或修建直立岸、河道人工化、物理化，河岸緩沖帶減少，水域棲息生物減少或消失；河濱生物棲息地網(wǎng)絡(luò)被分割、孤立，河岸自然生物群落消失、綠地人工化，生物多樣性受損。城市人口的增加，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使城市非透水地面增加，造成地下水補(bǔ)充不足，城市地表徑流增加，因此該城市帶來水災(zāi)，在北京，每年暴雨季節(jié)都會發(fā)生雨水淤積，進(jìn)而影響交通，造成大量的經(jīng)濟(jì)損失，并給人們的生活帶來不利影響。

隨著城市化步伐的加快，城市河道基本功能受到損害，大量工業(yè)廢水、生活污水不經(jīng)處理直接排放到城市河流中，致使城市水體水質(zhì)迅速下降。目前,全國80%以上的城市河流受到污染。據(jù)全國2222個監(jiān)測站的統(tǒng)計,在138個城市河段中, 符合Ⅱ、Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的僅占23%，超過Ⅴ類水質(zhì)的占到38%。歸納起來，我國城市河流所面臨的主要環(huán)境問題有：

（1）水質(zhì)污染嚴(yán)重，COD、BOD5、氨氮、總氮、總磷等超標(biāo)嚴(yán)重；

（2）水體溶解氧低下，部分區(qū)域已經(jīng)處于厭氧狀態(tài)，河流自凈能力喪失；

（3）堤岸硬質(zhì)化，城市河流面積減少；

（4）河流生態(tài)退化甚至遭到破壞，生物多樣性減少；

（5）河道透明度下降，河流景觀差。

3、城市河流的治理理念與思路

河道是城市生命有機(jī)體的重要組成部分，使城市居民與認(rèn)為活動的綜合結(jié)果，城市河流的治理應(yīng)從城市高度與流域范圍進(jìn)行思考、規(guī)劃、設(shè)計、實(shí)施。城市河流的修復(fù)則應(yīng)以控源為主，生態(tài)修復(fù)要以自然修復(fù)為主。

（1）綜合規(guī)劃，合理布局

首先，城市規(guī)劃與社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)合理布局；實(shí)行控源，改善城市河流水質(zhì)，生態(tài)修復(fù)，景觀重建，進(jìn)行長效管理最終達(dá)到城市河流功能的恢復(fù)。

（2）確定近期與遠(yuǎn)期目標(biāo)

城市河流治理與修復(fù)應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一規(guī)劃，分期實(shí)施。對于污染嚴(yán)重的河流，目標(biāo)制定可分為近期與遠(yuǎn)期。這樣有利于治理信心的建立與資金的投入。

近期目標(biāo)為：解決河水的黑臭問題，提高河水透明度，改善水體水質(zhì)，建設(shè)生態(tài)堤岸，改善河區(qū)生態(tài)景觀。

長遠(yuǎn)目標(biāo)為：水質(zhì)潔凈優(yōu)良；生態(tài)系統(tǒng)良性；河流防洪安全；景觀文化永續(xù)。

（3）目標(biāo)制定的依據(jù)

水生生態(tài)保護(hù)與修復(fù)的目標(biāo)可依據(jù)河流目前的狀況確定。對自然環(huán)境良好的河流，應(yīng)以與河流密切相關(guān)的指標(biāo)優(yōu)先如：固有物種、一旦破壞很難恢復(fù)的物種、生態(tài)機(jī)能高，影響生物多樣性的物種等；對污染嚴(yán)重的河流，則采用類比的方法確定目標(biāo)如：過去清潔時期河流的指標(biāo)、鄰近地區(qū)污染較輕河流的指標(biāo)以及同一條河流上下游污染較輕段的指標(biāo)。

4、城市河流問題診斷

城市河流的治理與修復(fù)的前提是對城市河流問題進(jìn)行診斷。只有深入了解城市河流的主要環(huán)境問題及其原因，才可能做到“對癥下藥”，有的放矢地進(jìn)行河流污染控制及生態(tài)恢復(fù)。

河流問題的診斷應(yīng)從以下幾個方面來進(jìn)行：

（1）河流的歷史沿革；

（2）城市化進(jìn)程的發(fā)展；

（3）河流污染源調(diào)查；

（4）水質(zhì)下降和惡化過程；

（5）土地利用的改變；

（6）地形地貌調(diào)查；

（7）河流水動力學(xué)變化過程。

在診斷的基礎(chǔ)上, 提出城市河流的水污染的控制方案。

5、城市河流污染治理的思路

城市污染河流的治理應(yīng)分類進(jìn)行，對于不同污染程度的河流或河段應(yīng)采用不同的治理方法和手段。

（1）輕度污染河流

對城市輕度污染河流采取的治理對策有：沿河污染源控制對策（村鎮(zhèn)污水土壤凈化槽、面源控制、人工濕地等）；河水水質(zhì)改善對策（河水增氧、生態(tài)礫石床、富營養(yǎng)化水華防治等）；河流生態(tài)修復(fù)對策（生態(tài)堤岸、岸邊帶、生物多樣性建設(shè)等）；河道防洪對策（與城市防洪規(guī)劃相結(jié)合）；文化景觀與景觀保護(hù)對策（水文化、文化古跡、生態(tài)景觀）以及生產(chǎn)與消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整（促進(jìn)綠色消費(fèi)、清潔生產(chǎn)）。

（2）重度污染河流

對城市重度污染河流或河段（黑臭水體）的治理概念則應(yīng)包括：嚴(yán)格控源；入流水體控源對策；水體宏觀層面的改善對策；局部水質(zhì)強(qiáng)化凈化對策；水體生態(tài)修復(fù)對策；景觀建設(shè)與保護(hù)管理對策。

黑臭段水體的治理手段主要有：河濱污水凈化系統(tǒng)；河道曝氣增氧；河道陸生浮床；網(wǎng)狀生物膜；生態(tài)修復(fù)與凈化。對于中污染段河道水體的治理手段主要有：除沙/藻技術(shù)；河濱污水凈化系統(tǒng)；河道曝氣增氧；河道陸生浮床；生態(tài)護(hù)岸景觀恢復(fù)。

通過以上手段，使大部分水體達(dá)到地表水規(guī)劃目標(biāo)。

6、控源(控制污染源)對策

造成河流水污染的主要原因是外界環(huán)境輸入到河流的污染物質(zhì)過量，在河流中累積，因而最根本的控制措施是減少河流污染負(fù)荷的輸入量，即通過對河流外

源負(fù)荷和內(nèi)源負(fù)荷的控制來實(shí)現(xiàn)的。

① 減少COD與氮、磷的入河排放量

首先應(yīng)該計算河流COD與氮、磷環(huán)境容量，采取總量控制。削減點(diǎn)污染源和非點(diǎn)污染源的入河負(fù)荷，采取有效措施解決污染源入河的根本問題。② 控制河內(nèi)污染源

河流內(nèi)源是河流污染的又一重要污染源，控制河內(nèi)污染底泥、旅游污染、船舶污染和養(yǎng)殖污染等是控制河內(nèi)污染源的主要任務(wù)。

7、城市河流生態(tài)修復(fù)技術(shù)

生態(tài)修復(fù)是城市污染河流控制必不可少的措施，建立健康的生態(tài)系統(tǒng)的良性生態(tài)平衡。也是城市河流治理的最終目標(biāo)。生態(tài)修復(fù)對策應(yīng)包括河流陸域和水體兩部分：

① 恢復(fù)河流水體生態(tài)系統(tǒng)，包括河流濱岸帶生態(tài)恢復(fù)和淺水區(qū)沉水植物生態(tài)恢復(fù)，它們是巨大的污染物的累積場所并具有凈化作用，對波浪的緩沖、生態(tài)系緩沖和泥沙的緩沖等功能，恢復(fù)生物棲息場所(產(chǎn)卵場、生物多樣性)等。

② 恢復(fù)河流沿岸上生態(tài)系統(tǒng)

保護(hù)河區(qū)周圍及上游的森林植被，防止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的過多流失，減少非點(diǎn)源的污染物入湖量。

主要的城市河流治理的生態(tài)修復(fù)技術(shù)有：增氧曝氣技術(shù)、生態(tài)浮床技術(shù)、生態(tài)復(fù)合填料技術(shù)、河道生態(tài)礫石床、河道的生態(tài)修復(fù)、生態(tài)堤岸修復(fù)、以污泥作基底的直立堤岸植物修復(fù)技術(shù)以及河流灘潭水質(zhì)凈化技術(shù)。

8、城市河流的管理對策

河流污染治理既需要工程措施又不缺少管理對策，因此，根據(jù)國情和經(jīng)濟(jì)實(shí)力提出切實(shí)可行的、有效的管理對策，也是城市河流污染控制的關(guān)鍵任務(wù)之一。首先應(yīng)對河流制訂出水質(zhì)管理規(guī)劃，確定水環(huán)境和河流生態(tài)目標(biāo)，同時制訂保護(hù)河流的法規(guī)，加強(qiáng)對群眾的宣傳教育，建立河區(qū)管理機(jī)構(gòu)，制定保護(hù)河流的法規(guī)條例, 切實(shí)保證治理措施和管理措施的實(shí)施。

特別應(yīng)當(dāng)指出的是，對于污染已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重的河流應(yīng)當(dāng)進(jìn)行綜合的工程治理和有效的管理，這是河流水質(zhì)修復(fù)最有效的措施。

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