CN115072951B - 一种原位强化河道底泥生态恢复的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种底泥生态恢复系统的构建方法，包括以下步骤：第一步，将生态修复网固定在需要进行修复的底泥表层；第二步，将水生植物种植于底泥表层；第三步，水生植物通过根系生长将自身和生态修复网与底泥相固定，得到底泥生态恢复系统。本发明可广泛应用于城市水体、村镇水体及湖泊水库等区域的水体底泥修复，环保安全造价低，维护简单。

Description

一种原位强化河道底泥生态恢复的方法

技术领域

本发明涉及水体修复方法，具体涉及一种原位强化河道底泥生态恢复的方法。

背景技术

目前在城市水环境中修复工作中面临大量浅层水体急需修复和底质生态功能恢复的艰巨任务，同时裸露的水体底质和丧失生态功能的驳岸也严重影响水体生态和城市景观。

在CN214270636U中公开了城市浅层水体中底泥的原位生态修复系统，该方法提供了一种具备底泥脱稳、有机物过滤吸附、植物及微生物附着等功效的城市浅层水体中底泥的原位生态修复系统，但是该方法采用的材料粒径较小(2～5±0.5mm)且对材料铺设施工要求较高(有机物隔离层的敷设厚度是2±0.5cm，所述沉水植物种植层的敷设厚度是1±0.2cm)，施工困难较大且施工过程难以把控。

CN 212924758 U中国专利公开了一种河床底泥原位修复毯，该方法可有效避免河道清淤所带来二次污染，同时避免对底泥生态平衡的破坏，使淤泥层消减，河道水体库容变多，提高对河床底泥的净化，从而达到缩短治理周期、明显提高河床底泥修复的效果，但是该方法采用的基质层包括EM菌种、红糖、蜂蜜、固化剂、海泡石、农用污泥、植物纤维、粘土等材料，制作方法繁复且红糖、蜂蜜、农用污泥等本身具有的高COD会增加底泥的污染负荷。

CN113149380 A中国专利公开了一种河道底泥原位修复系统，柔性结构覆盖在河道的底泥上，有效阻止底泥污染物释放至水体当中，底泥产生的臭气则通过排气装置集中排出，避免了臭气直接逸散到空气中，但是该系统中排气装置等运行需要耗电，不仅限制了应用还不利于节能减排。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的难题，提供一种实现底质中污染物去除和底质生态改善同步进行的原位强化河道底泥生态恢复的方法。

本发明的一种底泥生态恢复系统的构建方法，包括以下步骤：

第一步，将生态修复网固定在需要进行修复的底泥表层；

第二步，将水生植物种植于底泥表层；

第三步，水生植物通过根系生长将自身和生态修复网与底泥相固定，得到底泥生态恢复系统。

本发明与现有的技术相比具有以下有益的技术效果：

一、本发明方法中的生态修复网材料制备简单，成本低廉，施工便捷，且材料具有较好的环境亲和性，不会产生污染物释放；

二、本发明方法中的生态修复网，通过强化微生物对污染物的去除转化作用达到加强湿地去除污染物的目的；

三、本发明方法能够有效固定植物根系，提高植物生长代谢速率和复氧能力，进而提高表层底泥及水体ORP，减少底泥温室气体释放，达到受污染水体和沉积物同步修复的目的；

四、本发明可广泛应用于城市水体、村镇水体及湖泊水库等区域的水体底泥修复，环保安全造价低，维护简单；

五、本发明使用生态修复网使水生植物的根系在底泥中的固定效率提高15％以上；使底泥ORP提高15％以上，底泥微生物数量和丰富度提高20％以上；

六、使用本发明方法，水体及底泥污染物削减明显，水体COD下降30％以上，底泥有机碳去除20％以上，温室气体释放减少35％以上；

七、本发明的实施有助于提高生物-生态方法用于受污染底质修复的实用性，有助于丰富和完善解决水生态安全的技术。

附图说明

图1为实施例1中构建一种底泥生态恢复系统的方法的流程图；

图2为实施例2中构建一种底泥生态恢复系统的方法的流程图。

具体实施方式

以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。

本发明针对城市受污染水体底质的快速修复问题，旨在通过构建集功能材料、水生植物和微生物于一体的底泥修复系统，实现底质中污染物去除和底质生态改善同步进行；本发明基于微生物介体强化原理，将微纳米尺度的微生物强化材料与水生植物结合，构建底泥生态恢复系统。

本发明的一种底泥生态恢复系统的构建方法，包括以下步骤：

第一步，将生态修复网2固定在需要进行修复的底泥表层；

作为本发明的一种优选的实施方式，所述的固定装置为二齿叉1。所述的生态修复网2通过二齿叉固定在需要进行修复的底泥表层上，所述的二齿叉的材质为塑料或木(竹)材或金属。

作为本发明的一种优选的实施方式，所述的固定装置1为底质材料5，底质材料5的安装方法为：首先将生态修复网平铺在需要进行修复的底泥表层上，再将底质材料5平铺在生态修复网表面上。

第二步，将水生植物3种植于底泥表层；

所述的水生植物3可以为挺水植物、沉水植物和浮叶植物中的一种或多种。

第三步，水生植物3通过根系生长将自身和生态修复网2与底泥相固定，得到底泥生态恢复系统4。

优选的，所述的生态修复网2为网格布，抗拉强度≥3500MPa，所述的网格布的网格的大小范围为0.5×0.5cm～3×3cm(如：0.5×0.5cm、1×1cm、1.5×1.5cm、2×2cm、3×3cm)，网格的厚度为≥0.045mm，生态修复网克重≥60g。结构简单，材料造价进一步降低，不影响底泥通透性的同时提高底泥物质能量转换效率和电子传递效率。

进一步优选的，所述的生态修复网由碳纤维和玄武岩纤维中一种或两种制备而成，碳纤维和玄武岩纤维的单丝直径范围均为3μm～30μm(如：3μm、8μm、15μm、20μm、30μm)。本实施方式使用的碳纤维和玄武岩纤维具有较好的富集微生物、促进植物根系生长固定和改善底泥氧化还原特性的作用。

所述的底质材料5为碎石、沙石、河沙、工程沙或工程土。进一步优选的，所述的底质材料5的厚度为1cm～30cm(如：1cm、8cm、15cm、20cm、30cm)。材料性价比高，有助改善底泥通透性，有助于提高底泥物质能量转换效率和电子传递效率。

一种底泥生态重塑系统用于城镇或乡村受污染水体的底泥生态修复或水体生态的长效保持或改善。

实施例1

首先利用二齿叉1将生态修复网2固定在需要进行修复的底泥表层，再将水生植物3种植于底泥表层，水生植物3通过根系生长将自身和生态修复网2与底泥相固定，得到底泥生态重塑系统4；所述的二齿叉1的材质为可降解塑料；

所述的生态修复网2为网格布，抗拉强度≥3500MPa，所述的网格布的网格的密度范围为1×1cm，网格的厚度为0.1mmg；所述的生态修复网2由碳纤维制备而成，碳纤维的单丝直径范围均为20μm～30μm；所述的水生植物3为挺水植物、沉水植物和浮叶植物的组合。

使用本方法构建的一种底泥生态重塑系统修复城镇受污染水体的底泥和改善水体生态30天，生态修复网2使水生植物3的根系在底泥中的固定效率提高25％；使底泥ORP提高20％，底泥微生物数量和丰富度提高15％；水体及底泥污染物削减明显，水体COD下降30％，底泥有机碳去除25％。

实施例2

首先将生态修复网2平铺在需要进行修复的底泥表层上，再将底质材料5平铺在生态修复网2表面上，最后将水生植物3种植于底泥表层，水生植物3通过根系生长将自身、底质材料5以及生态修复网2与底泥相固定，得到底泥生态重塑系统4；

所述的生态修复网2为网格布，抗拉强度≥3500MPa，所述的网格布的网格的密度范围为1×1cm，网格的厚度为0.1mmg；

所述的生态修复网2由碳纤维制备而成，碳纤维的单丝直径范围均为20μm～30μm；

所述的水生植物3为挺水植物、沉水植物和浮叶植物的组合；

所述的底质材料5为河沙，厚度为5cm；

使用本实施例构建的一种底泥生态重塑系统修复城镇受污染水体的底泥和改善水体生态45天，生态修复网2使水生植物3的根系在底泥中的固定效率提高20％；使底泥ORP提高35％，底泥微生物数量和丰富度提高15％；使用实施例2的一种底泥生态重塑系统的构建方法，水体及底泥污染物削减明显，水体COD下降30％，底泥有机碳去除20％。

Claims (1)

1.一种底泥生态恢复系统的构建方法，其特征在于：该构建方法修复城镇受污染水体的底泥和改善水体生态45天，生态修复网使水生植物的根系在底泥中的固定效率提高20％；该构建方法使底泥ORP提高35％，底泥微生物数量和丰富度提高15％，水体COD下降30％，底泥有机碳去除20％；该构建方法具体是按以下步骤完成的：

首先将生态修复网平铺在需要进行修复的底泥表层上，再将底质材料平铺在生态修复网表面上，最后将水生植物种植于底泥表层，水生植物通过根系生长将自身、底质材料以及生态修复网与底泥相固定，得到底泥生态重塑系统；

所述的生态修复网为网格布，抗拉强度≥3500MPa，所述的网格布的网格的密度范围为1×1cm，网格的厚度为0.1mmg；

所述的生态修复网由碳纤维制备而成，碳纤维的单丝直径范围均为20μm～30μm；

所述的水生植物为挺水植物、沉水植物和浮叶植物的组合；

所述的底质材料为河沙，厚度为5cm。