環(huán)境工程與生態(tài)工程復(fù)合體系的探究

張萍（仙桃市環(huán)境保護科學(xué)研究所，湖北 仙桃433000）

環(huán)境工程與生態(tài)工程復(fù)合體系的探究

張萍（仙桃市環(huán)境保護科學(xué)研究所，湖北 仙桃433000）

探究了環(huán)境工程與生態(tài)工程復(fù)合體系的研究方法、原理應(yīng)用和工作理念，闡述了環(huán)境工程與生態(tài)工程復(fù)合體系的部分適宜的模式，提出環(huán)境工程與生態(tài)工程復(fù)合體系建設(shè)存在的問題，并對系統(tǒng)的發(fā)展方向提出建議。

環(huán)境工程；生態(tài)工程；復(fù)合體系

1 前言

對環(huán)境工程與生態(tài)工程本身，他們分別是治理環(huán)境污染與生態(tài)破壞的學(xué)科或者手段。兩者在目的及原理運用等各個方面有很多相同點，在具體的項目開展中就已構(gòu)成密切、融合的復(fù)合體系，然而在研究范圍、工作理念、技術(shù)方法等方面還有一定的不同。相對而言，傳統(tǒng)生態(tài)工程更加宏觀及偏軟，在工程實施上先進工程技術(shù)成果的應(yīng)用力度、其設(shè)計規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂與應(yīng)用等方面的發(fā)展比較滯后，主要是因為過去生態(tài)工程學(xué)多以農(nóng)林學(xué)和生物學(xué)等作為基本支撐，但是環(huán)境工程學(xué)是源于工程學(xué)，而且傳統(tǒng)環(huán)境工程項目的應(yīng)用范圍比較狹窄，而工程的效益評估及實施過程又比較量化、規(guī)范化、細(xì)化，同時其應(yīng)用先進技術(shù)成果相對及時、緊密。

2 環(huán)境工程與生態(tài)工程

“由生態(tài)關(guān)系組成的環(huán)境”的簡稱即生態(tài)環(huán)境，它是影響人類與生物生存及發(fā)展的外界條件的一個總和，它包括生物因子（動物、植物等）以及非生物因子（光、大氣、水分、土壤等）。環(huán)境和生態(tài)實際是指2個不一樣的領(lǐng)域。生態(tài)破壞指的是人類不合理地開發(fā)及利用導(dǎo)致草原、森林等自然生態(tài)破壞，從而導(dǎo)致人類、植物、動物的生存條件出現(xiàn)惡化的一種現(xiàn)象，它包含水土流失、土壤鹽堿化、土地荒漠化、生物多樣性減少等；而環(huán)境污染指的是人類間接或者直接地向環(huán)境介質(zhì) （大氣、土壤、水體等）排放超過它自凈能力的能量或物質(zhì)，最終降低環(huán)境的質(zhì)量，從而影響人類的生存、發(fā)展及生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)象。而生態(tài)系統(tǒng)破壞不一定是因為環(huán)境污染造成的，但環(huán)境污染往往能夠同時造成人類生態(tài)系統(tǒng)的破壞。環(huán)境工程與生態(tài)工程就分別是治理環(huán)境污染和生態(tài)破壞的學(xué)科或手段。

傳統(tǒng)環(huán)境工程主要任務(wù)污染治理 （大多是末端治理），傳統(tǒng)環(huán)境工程目前已經(jīng)成功應(yīng)用于廢水、固廢、廢氣、噪聲等污染控制中，同時也將構(gòu)筑物、管渠系統(tǒng)、設(shè)備當(dāng)作它主要的硬件裝備。環(huán)境工程目前發(fā)展的趨勢著重體現(xiàn)在深度及廣度這兩個方面：尖端科技應(yīng)用及多學(xué)科技術(shù)應(yīng)用的融合給環(huán)境工程自身完善技術(shù)工藝、深化革新技術(shù)，促進污染控制工程向廣泛化、精確化的更深層次的發(fā)展提供了可能，同時，新興的GIS技術(shù)、IT技術(shù)及實時監(jiān)控技術(shù)等的應(yīng)用給污染控制工程向廣泛化、精確化的更深層次的發(fā)展提供了有力的技術(shù)支持；同時生態(tài)工程理念也在環(huán)境工程中得到良好運用并取得矚目的成果。

環(huán)境工程與生態(tài)工程在具體的實踐應(yīng)用過程中，也能充分顯示出學(xué)科本身的特色。如對生態(tài)養(yǎng)殖而言，是按照生態(tài)學(xué)原理對工程的組合模式開展集約化經(jīng)營管理的一個綜合養(yǎng)殖管理體系，充分利用自然資源，優(yōu)化農(nóng)、林、畜等產(chǎn)品的品質(zhì)及總產(chǎn)量。在這個組合模式里，環(huán)境工程、立體結(jié)構(gòu)、種群匹配等設(shè)計方法是實施此生態(tài)工程的基礎(chǔ)。

3 環(huán)境工程與生態(tài)工程復(fù)合體系

3.1 工業(yè)廢水治理復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)

有機工業(yè)廢水處理復(fù)合生態(tài)工程已被應(yīng)用于某繅絲廠。此工程的應(yīng)用打破了以前傳統(tǒng)環(huán)境工程只單一地追求污染治理的局限，通過生態(tài)工程整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)及再生的原理，使用加環(huán)（生產(chǎn)環(huán)、加工環(huán)、增益環(huán)等）原則，把原先相對比較獨立又平行的生產(chǎn)鏈、系統(tǒng)或網(wǎng)相連接，對整體進行優(yōu)化組合，促進系統(tǒng)的良性循環(huán)，防止物流阻滯，形成處理與分層多級利用產(chǎn)生的污水的一個互利共生網(wǎng)絡(luò)。

3.2 基塘系統(tǒng)生態(tài)工程

在基塘系統(tǒng)里，水陸之間相互產(chǎn)生的作用非常明顯，因此廢物能夠得到高效利用，污染也得到有效控制?；料到y(tǒng)里，基子系統(tǒng)的種、養(yǎng)廢棄物（比如禽、畜糞便、農(nóng)副產(chǎn)品廢棄物等）以及地表流失的養(yǎng)分，都會成為基塘系統(tǒng)的輸入（就像污水處理系統(tǒng)的污水養(yǎng)殖）；基塘系統(tǒng)的塘泥、水份和養(yǎng)分等的輸出，反過來又能夠成為基地子系統(tǒng)的輸入（就像污水灌溉或污水的土地處理），最終使得基與塘系統(tǒng)相互結(jié)合，成為一個良性循環(huán)的有機整體。

3.3 污染環(huán)境修復(fù)中的組合生物技術(shù)

近10年以來，組合生物修復(fù)技術(shù)成功應(yīng)用于受污染土壤、地表水、地表或地下水的治理，也成為近海洋面的污染治理組合的一種新技術(shù)。一般來說，它以依靠生物（以微生物為主）在受污染現(xiàn)場的降解作用展開生物修復(fù)，而且還要根據(jù)不一樣的污染源和污染狀況，同時結(jié)合其他的環(huán)境工程與生態(tài)工程復(fù)合體系聯(lián)合展開修復(fù)。

國內(nèi)有學(xué)者在綏寧河、玄武湖、上澳塘等水體生物修復(fù)工程使用的是水體凈化促生液、恢復(fù)湖體沉水植物、投加微生物菌劑以及機械曝氣增氧等生物技術(shù)進行聯(lián)合組合，在這里，水體凈化促生液具降解污染物多種酶的作用，同時促進微生物生長過程需要的有機酸、維生素、微量元素等成分，能夠促進污染水體在凈化時微生物的生長，生物的演替，直接依靠酶，或者依靠生物的作用間接的降解污染物，轉(zhuǎn)化為H2O、CO2等一些穩(wěn)定的無機物，同時水體中生物的多樣性也會增加，使得污染水體中產(chǎn)生具有良性循環(huán)特性的生態(tài)系統(tǒng)。而固定化循環(huán)氮菌技術(shù)是通過氮循環(huán)過程中其微生物中存在的氮循環(huán)細(xì)菌的作用，把它應(yīng)用于湖泊富營養(yǎng)化的治理工作中，將馴化氮循環(huán)細(xì)菌收集，通過固定化載體把它固定化，同時結(jié)合其他的生態(tài)環(huán)境工程相（蔽日生態(tài)浮島、水生植物凈化帶及生物柵）等，進一步促進硝化反硝化反應(yīng)，使得自然水體的除氮能力加強，水生生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力也得到提高。

組合生物修復(fù)技術(shù)可以完全消除受污染水體的黑臭、控制水體的富營養(yǎng)化程度、逐漸恢復(fù)受破壞的生態(tài)。來自增氧機提供的溶解氧以及生物促生液提供的營養(yǎng)給加速組合技術(shù)試驗區(qū)里的好氧微生物及水生植物聯(lián)合凈化污染物創(chuàng)造條件，好氧微生物又把鳳眼蓮根系當(dāng)作著生載體產(chǎn)生大量活性生物膜，活性生物膜對污染物凈化起到很重要作用。組合生物修復(fù)技術(shù)的生物修復(fù)效果比單一生物技術(shù)效果高。

3.4 蚯蚓生物濾池

通過蚯蚓來對生活污水進行處理是近年在法國及智利逐漸發(fā)展起來的一項處理技術(shù)，此技術(shù)主要針對城市生活污水的處理。此項技術(shù)的主要依據(jù)是蚯蚓有促進有機物的分解轉(zhuǎn)化及提高濾池通氣透氣性能的作用，通過生物學(xué)特性，利用環(huán)境工程技術(shù)來設(shè)計的一項技術(shù)。

在蚯蚓生物濾池里，存在著填料，微生物，此微生物附著在填料上的，在濾池內(nèi)部引種大量的蚯蚓，主要以功能集污泥處理、生物處理、吸附、過濾為一體，這種系統(tǒng)充分體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)多層次、多結(jié)構(gòu)的一個相互協(xié)同的作用。就比如上海曲陽水處理廠的試驗結(jié)果顯示：功能主體為蚯蚓生態(tài)濾池的城市污水處理技術(shù)中，污水處理過程中COD去除率能夠達(dá)到83～89%，而BOD的去除率你哥哥達(dá)到94～97%，而SS的去除率能夠達(dá)到96～98%，處理后其出水能夠達(dá)到國家制定的一級污水排放標(biāo)準(zhǔn)；進行幾個月后，基本上沒有剩余泥排放；不需要機械充氧設(shè)備，系統(tǒng)裝置簡單，易管理，能耗低而且能夠穩(wěn)定運行，特別適用在小型城市的污水處理廠。

現(xiàn)今人類的活動產(chǎn)生的復(fù)雜又新異的環(huán)境問題，若要通過單純的環(huán)境工程或生態(tài)工程解決已經(jīng)是不可能。所以，環(huán)境工程與生態(tài)工程這2門隨著生態(tài)系統(tǒng)的退化或者自然環(huán)境的惡化而出現(xiàn)的這種綜合性新興的技術(shù)科學(xué)，在實際的項目運作過程中他們已經(jīng)相互結(jié)合、融合甚至讓我們難分伯仲。因此，環(huán)境工程與生態(tài)工程復(fù)合體系顯得格外重要。

4 結(jié)語

環(huán)境工程與生態(tài)工程學(xué)科在各自深化發(fā)展的同時，我們要保持環(huán)境工程與生態(tài)工程的強強聯(lián)合，才能使得每個學(xué)科能夠充分發(fā)揮它的優(yōu)勢，同時，要不斷的創(chuàng)新及探索，使得這個復(fù)合體系能夠日臻完善，并且能夠相互融合并得到快速發(fā)展。

[1]云正明，劉金銅.生態(tài)工程[M].北京：氣象出版社，2001：43～46.

[2]由文輝.生態(tài)工程原理與應(yīng)用[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，1998，190.

X171.4

A

2095-2066（2016）22-0022-02

2016-7-10

張 萍（1973-），女，本科，主要從事環(huán)境影響評價和環(huán)境工程工作。