基于底栖动物-藻类-水生植物-鱼类的河流水生态环境自我
修复方法
技术领域
背景技术
[0002] 随着近些年工业的发展，河流重金属污染和富营养化现象十分严重，我国有关部
门曾对全国878条河流，总长度为87100km的河流
水体进行综合评价。评价结果表明我国地表水可分为五级，其污染程度和可利用情况如下：一级水——水质良好、符合
饮用水，渔业用水标准，占评价河流总长度28.1％；二级水——轻度污染，符合地面水水质卫生标准，可作渔业用水，经处理后可作饮用水，占总长度39.5％；三级水——较重污染，可作农业
灌溉用水，占总长度19.5％；四级水——重污染，不符合农业灌溉要求，占总长度6.8％；五级水，严重污染，占总长度6.1％。
[0003] 现有河流水生态环境修复方法为物理方法、化学方法和
生物方法。物理手段一般为工业曝气，清淤、修建溢流坝、换水、引水冲淤、机械除藻等；化学手段一般为药剂杀藻、投加
铁盐促进磷沉淀、石灰脱氮等；但物理方法和化学方法成本高，效果持续期短，需不断花费大量人
力物力进行维持，且化学手段会造成二次污染。
生物修复方法一般为投放
微生物和种植植物，微生物数量巨大，可在短期内见到效果，但其生命周期短，效果持续期短，且污染物不能完全移除水体，因此，现需要一种效果持续期长，不会污染水体的修复方法。
发明内容
[0004] 本发明是要解决现有河流水生态环境修复方法效果持续期短、成本高、易造成二次污染的问题，提供一种基于底栖动物-藻类-水生植物-鱼类的河流水生态环境自我修复方法。
[0005] 本发明基于底栖动物-藻类-水生植物-鱼类的河流水生态环境自我修复方法，是按照以下步骤进行的：
[0006] 一、根据地表水环境
质量标准评定待修复河流的污染程度；
[0007] 二、春季在待修复河流深度小于1.5米的区域种植芦苇，种植
密度为20～30株/m2，在种植20～30天后向待修复河流中
播种藻类；符合地表水环境质量标准Ⅳ类标准的河流，藻类的播种量为200～500g/m2；符合地表水环境质量标准Ⅴ类标准的河流，藻类的播种量2
为500～800g/m；
[0008] 三、向待修复河流的水面均匀投放浮游动物，28天后向待修复河流中投放底栖软体动物；符合地表水环境质量标准Ⅳ类标准的河流，底栖软体动物的投放量为30～200g/m2；符合地表水环境质量标准Ⅴ类标准的河流，底栖软体动物的投放量为200～300g/m2；
[0009] 八、向待修复河流中播种沉水植物；符合地表水环境质量标准Ⅳ类标准的河流，沉水植物的种植密度为30～70株/m2；符合地表水环境质量标准Ⅴ类标准的河流，沉水植物的的种植密度为70～100株/m2；
[0010] 九、当沉水植物的
覆盖率达到40～60％时，投放虾类、
草食性鱼类、杂食性鱼类和滤食性鱼类；其中符合地表水环境质量标准Ⅳ类标准的河流，虾类投放量为1～2尾/m2，草食性鱼类投放量为0.01～0.03尾/m2，杂食性鱼类投放量为0.01～0.03尾/m2，滤食性鱼类投放量为0.01～0.03尾/m2；符合地表水环境质量标准Ⅴ类标准的河流，虾类投放量为2～3尾/m2，草食性鱼类投放量为0.03～0.06尾/m2，杂食性鱼类投放量为0.03～0.06尾/m2，滤食性鱼类投放量为0.03～0.06尾/m2；
[0011] 十、在上一步投放30天后向待修复河流中投放
肉食性鱼类，符合地表水环境质量标准Ⅳ类标准的河流，投放量为0.01～0.03尾/m2，符合地表水环境质量标准Ⅴ类标准的河流，投放量为0.03～0.06尾/m2；
[0012] 十一、在芦苇和沉水植物死亡之前进行收割，收割量为二者生物量总和的30％～50％；当年冬季捕捞底栖软体动物和虾类，捕捞量为二者生物量总和的30％～40％；两年后捕捞草食性鱼类、杂食性鱼类、滤食性鱼类和食肉性鱼类，草食性鱼类、杂食性鱼类和滤食性鱼类捕捞量为三者生物量总和的20％～30％；食肉性鱼类的捕捞量为其生物量的10％。
[0013] 本发明的有益效果是：本发明通过投放藻类和底栖软体动物使水中重金属沉降，种植水生植物(包括沉水植物和挺水植物)，吸收水体营养物质，直接收割水生植物去除营养物质；投放浮游动物，浮游动物(尤其轮虫类)个体较大，能直接以藻类为食，从而控制藻类的数量。营养物质被水生植物吸收，水生植物死亡后沉积的碎屑被底栖动物螺类和虾类所
摄食，投放草食性鱼类、杂食性鱼类和滤食性鱼类，以水生植物、藻类、浮游动物或底栖软体动物为食，捕捞草食性鱼类、杂食性鱼类和滤食性鱼类，从而带走营养物质和重金属；投放肉食性鱼类，控制草食性鱼类、杂食性鱼类和滤食性鱼类的数量。因此，通过上述食物链的运行，能有效控制水体中营养物质和重金属的浓度，使河流达到生态平衡。本发明通过地表水环境质量标准评定待修复河流的污染程度，根据不同污染程度确定底栖动物、藻类、水生植物和鱼类的投放量，本发明一次性投入，经过适当调整与完善，河流水
生态系统将自我持续运行，效果持续期长；降低人为维护及修复成本。修复后的水生态系统具有一定抗外界干扰能力，具有一定的纳污、除污能力。此外，捕捞鱼类还会带来经济效益，不会造成资源浪费。本发明效果持续期长、成本低、不会造成二次污染。
具体实施方式
[0014] 具体实施方式一：本实施方式基于底栖动物-藻类-水生植物-鱼类的河流水生态环境自我修复方法，是按照以下步骤进行的：
[0015] 一、根据地表水环境质量标准评定待修复河流的污染程度；
[0016] 二、春季在待修复河流深度小于1.5米的区域种植芦苇，种植密度为20～30株/m2，在种植20～30天后向待修复河流中播种藻类；符合地表水环境质量标准Ⅳ类标准的河流，藻类的播种量为200～500g/m2；符合地表水环境质量标准Ⅴ类标准的河流，藻类的播种量为500～800g/m2；
[0017] 三、向待修复河流的水面均匀投放浮游动物，28天后向待修复河流中投放底栖软体动物；符合地表水环境质量标准Ⅳ类标准的河流，底栖软体动物的投放量为30～200g/m2；符合地表水环境质量标准Ⅴ类标准的河流，底栖软体动物的投放量为200～300g/m2；
[0018] 四、向待修复河流中播种沉水植物；符合地表水环境质量标准Ⅳ类标准的河流，沉水植物的种植密度为30～70株/m2；符合地表水环境质量标准Ⅴ类标准的河流，沉水植物的的种植密度为70～100株/m2；
[0019] 五、当沉水植物的覆盖率达到40～60％时，投放虾类、草食性鱼类、杂食性鱼类和滤食性鱼类；其中符合地表水环境质量标准Ⅳ类标准的河流，虾类投放量为1～2尾/m2，草食性鱼类投放量为0.01～0.03尾/m2，杂食性鱼类投放量为0.01～0.03尾/m2，滤食性鱼类投放量为0.01～0.03尾/m2；符合地表水环境质量标准Ⅴ类标准的河流，虾类投放量为2～32 2 2
尾/m ，草食性鱼类投放量为0.03～0.06尾/m ，杂食性鱼类投放量为0.03～0.06尾/m ，滤食性鱼类投放量为0.03～0.06尾/m2；
[0020] 六、在上一步投放30天后向待修复河流中投放肉食性鱼类，符合地表水环境质量标准Ⅳ类标准的河流，投放量为0.01～0.03尾/m2，符合地表水环境质量标准Ⅴ类标准的河2
流，投放量为0.03～0.06尾/m；
[0021] 七、在芦苇和沉水植物死亡之前进行收割，收割量为二者生物量总和的30％～50％；当年冬季捕捞底栖软体动物和虾类，捕捞量为二者生物量总和的30％～40％；两年后捕捞草食性鱼类、杂食性鱼类、滤食性鱼类和食肉性鱼类，草食性鱼类、杂食性鱼类和滤食性鱼类捕捞量为三者生物量总和的20％～30％；食肉性鱼类的捕捞量为其生物量的10％。
[0022] 本实施方式所述的地表水环境质量标准为GB3838-2002。
[0023] 本实施方式的有益效果是：本实施方式通过投放藻类和底栖软体动物使水中重金属沉降，种植水生植物(包括沉水植物和挺水植物)，吸收水体营养物质，直接收割水生植物去除营养物质；投放浮游动物，浮游动物(尤其轮虫类)个体较大，能直接以藻类为食，从而控制藻类的数量。营养物质被水生植物吸收，水生植物死亡后沉积的碎屑被底栖动物螺类和虾类所摄食，投放草食性鱼类、杂食性鱼类和滤食性鱼类，以水生植物、藻类、浮游动物或底栖软体动物为食，捕捞草食性鱼类、杂食性鱼类和滤食性鱼类，从而带走营养物质和重金属；投放肉食性鱼类，控制草食性鱼类、杂食性鱼类和滤食性鱼类的数量。因此，通过上述食物链的运行，能有效控制水体中营养物质和重金属的浓度，使河流达到生态平衡。本实施方式通过地表水环境质量标准评定待修复河流的污染程度，根据不同污染程度确定底栖动物、藻类、水生植物和鱼类的投放量，本实施方式一次性投入，经过适当调整与完善，河流水生态系统将自我持续运行，效果持续期长；降低人为维护及修复成本。修复后的水生态系统具有一定抗外界干扰能力，具有一定的纳污、除污能力。此外，捕捞鱼类还会带来经济效益，不会造成资源浪费。本实施方式效果持续期长、成本低、不会造成二次污染。
[0024] 具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中所述的藻类为小球藻。其它与具体实施方式一相同。
[0025] 具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤三所述的浮游动物为轮虫或枝
角类。其它与具体实施方式一或二相同。
[0026] 本实施方式所述的枝角类为蚤状潘、大型潘、隆线潘、哲水潘、方形网纹潘、透明潘和盔形潘；轮虫为晶囊轮虫、大型的异尾和臂尾轮虫。
[0027] 具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤三所述的底栖软体动物为
铜锈环棱螺、梨形环棱螺和背角无齿蚌中的一种或几种按任意比混合。其它与具体实施方式一至三之一相同。
[0028] 具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤四所述的沉水植物为金鱼藻、伊乐藻、苦草和菹草中的一种或几种按任意比混合。其它与具体实施方式一至四之一相同。
[0029] 具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤五所述的虾类为秀丽白虾和青虾中的一种或两种按任意比混合。其它与具体实施方式一至五之一相同。
[0030] 具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤五中所述的草食性鱼类为草鱼。其它与具体实施方式一至六之一相同。
[0031] 具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤五中所述的滤食性鱼类为鲢鱼和鳙鱼中的一种或两种按任意比混合。其它与具体实施方式一至七之一相同。
[0032] 具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤五所述的杂食性鱼类为鲫鱼。其它与具体实施方式一至八之一相同。
[0033] 具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤六中所述的肉食性鱼类为鳜鱼。其它与具体实施方式一至九之一相同。
[0034] 通过以下
实施例验证本发明的有益效果：
[0035] 实施例一：本实施例基于底栖动物-藻类-水生植物-鱼类的河流水生态环境自我修复方法，是按照以下步骤进行的：
[0036] 一、在华中地区选择一条受污染的河流，根据地表水环境质量标准评定待修复河流，该河流符合地表水环境质量标准Ⅳ类标准；
[0037] 二、春季在待修复河流深度小于1.5米的区域种植芦苇，种植密度为25株/m2，在种植28天后向待修复河流中播种小球藻，小球藻的播种量为300g/m2；
[0038] 三、向待修复河流的水面均匀投放浮游动物，28天后向待修复河流中投放底栖软体动物，底栖软体动物的投放量为100g/m2；
[0039] 四、向待修复河流中播种沉水植物，种植密度为50株/m2；
[0040] 五、当沉水植物的覆盖率达到50％时，投放秀丽白虾、青虾、草鱼、鲢鱼、鳙鱼和鲫鱼；秀丽白虾投放量为1尾/m2，青虾投放量为1尾/m2，草鱼投放量为0.02尾/m2，鲢鱼投放量为0.01尾/m2，鳙鱼投放量为0.02尾/m2，鲫鱼投放量为0.02尾/m2；
[0041] 六、在上一步投放30天后向待修复河流中投放鳜鱼，投放量为0.02尾/m2；
[0042] 七、在芦苇和沉水植物死亡之前进行收割，收割量为二者生物量总和的40％；当年冬季捕捞底栖软体动物和虾类，捕捞量为二者生物量总和的30％；两年后捕捞草食性鱼类、杂食性鱼类、滤食性鱼类和食肉性鱼类，草食性鱼类、杂食性鱼类和滤食性鱼类捕捞量为三者生物量总和的20％；食肉性鱼类的捕捞量为其生物量的10％。
[0043] 本实施例所述的地表水环境质量标准为GB3838-2002。所述的枝角类为蚤状潘、大型潘、隆线潘、哲水潘、方形网纹潘、透明潘和盔形潘；轮虫为晶囊轮虫、大型的异尾和臂尾轮虫；步骤三所述的底栖软体动物为铜锈环棱螺、梨形环棱螺和背角无齿蚌中的一种或几种按任意比混合。步骤四所述的沉水植物为金鱼藻、伊乐藻、苦草和菹草中的一种或几种按任意比混合。
[0044] 本实施例修复前后水质比较见表1，通过表1可知，发现水质逐渐得到
净化的效果非常明显，且水质基本保持相对稳定。成功地利用水生生态系统的生物自净作用，达到了快速去除和降低河流污染的目的，河流水质等级从修复前的Ⅳ类恢复到II类。
[0045] 表1
[0046]
[0047] 实施例二：本实施例基于底栖动物-藻类-水生植物-鱼类的河流水生态环境自我修复方法，是按照以下步骤进行的：
[0048] 一、在华南地区选择一条受污染的河流，根据地表水环境质量标准评定待修复河流，该河流符合地表水环境质量标准Ⅴ类标准；
[0049] 二、春季在待修复河流深度小于1.5米的区域种植芦苇，种植密度为30株/m2，在种植28天后向待修复河流中播种小球藻，小球藻的播种量为550g/m2；
[0050] 三、向待修复河流的水面均匀投放浮游动物，28天后向待修复河流中投放底栖软体动物，底栖软体动物的投放量为260g/m2；
[0051] 四、向待修复河流中播种沉水植物，种植密度为80株/m2；
[0052] 五、当沉水植物的覆盖率达到50％时，投放秀丽白虾、青虾、草鱼、鲢鱼、鳙鱼和鲫鱼；秀丽白虾投放量为2尾/m2，青虾投放量为1尾/m2，草鱼投放量为0.05尾/m2，鲢鱼投放量为0.02尾/m2，鳙鱼投放量为0.03尾/m2，鲫鱼投放量为0.05尾/m2；
[0053] 六、在上一步投放30天后向待修复河流中投放鳜鱼，投放量为0.04尾/m2；
[0054] 七、在芦苇和沉水植物死亡之前进行收割，收割量为二者生物量总和的50％；当年冬季捕捞底栖软体动物和虾类，捕捞量为二者生物量总和的30％；两年后捕捞草食性鱼类、杂食性鱼类、滤食性鱼类和食肉性鱼类，草食性鱼类、杂食性鱼类和滤食性鱼类捕捞量为三者生物量总和的20％；食肉性鱼类的捕捞量为其生物量的10％。
[0055] 本实施例所述的地表水环境质量标准为GB3838-2002。所述的枝角类为蚤状潘、大型潘、隆线潘、哲水潘、方形网纹潘、透明潘和盔形潘；轮虫为晶囊轮虫、大型的异尾和臂尾轮虫；步骤三所述的底栖软体动物为铜锈环棱螺、梨形环棱螺和背角无齿蚌中的一种或几种按任意比混合。步骤四所述的沉水植物为金鱼藻、伊乐藻、苦草和菹草中的一种或几种按任意比混合。
[0056] 本实施例修复前后水质比较见表2，通过表2可知，发现水质逐渐得到净化的效果非常明显，且水质基本保持相对稳定。成功地利用水生生态系统的生物自净作用，达到了快速去除和降低河流污染的目的，河流水质等级从修复前的Ⅴ类恢复到II类。
[0057] 表2
[0058]
[0059] 由以上实施例可知，本发明通过投放藻类和底栖软体动物使水中重金属沉降，种植水生植物(包括沉水植物和挺水植物)，吸收水体营养物质，直接收割水生植物去除营养物质；投放浮游动物，浮游动物(尤其轮虫类)个体较大，能直接以藻类为食，从而一控制藻类的数量。营养物质被水生植物吸收，水生植物死亡后沉积的碎屑被底栖动物螺类和虾类所摄食，投放草食性鱼类、杂食性鱼类和滤食性鱼类，以水生植物、藻类、浮游动物或底栖软体动物为食，捕捞草食性鱼类、杂食性鱼类和滤食性鱼类，从而带走营养物质和重金属；投放肉食性鱼类，控制草食性鱼类、杂食性鱼类和滤食性鱼类的数量。因此，通过上述食物链的运行，能有效控制水体中营养物质和重金属的浓度，使河流达到生态平衡。本发明通过地表水环境质量标准评定待修复河流的污染程度，根据不同污染程度确定底栖动物、藻类、水生植物和鱼类的投放量，本发明一次性投入，经过适当调整与完善，河流水生态系统将自我持续运行，效果持续期长；降低人为维护及修复成本。修复后的水生态系统具有一定抗外界干扰能力，具有一定的纳污、除污能力。此外，捕捞鱼类还会带来经济效益，不会造成资源浪费。本发明效果持续期长、成本低、不会造成二次污染。
