自然旅游资源保护的常用技术方法

二、自然旅游资源保护的常用技术方法

1．物理方法

（1）水资源保护的常用物理方法（污水处理）　污水处理的物理方法是指通过物理作用来清除废水中污染物的方法。这里所说的污水主要是指旅游景区在经营过程中所排放的生活污水。如不加以处理而直接排入周围环境，将对旅游资源及环境造成破坏与污染。

①沉淀法与上浮法。沉淀法与上浮法是利用水中悬浮颗粒与水的密度差进行分离的基本方法。当悬浮物的密度大于水时，在重力作用下，悬浮物下沉形成沉淀物；当悬浮物的密度小于水时，则上浮至水面形成浮渣（油）。通过收集沉淀物和浮渣可使水获得净化。沉淀法可以去除水中的沙粒、化学沉淀物、混凝处理所形成的絮体和生物处理的污泥，也可用于沉淀污泥的浓缩。上浮法主要用于分离水中的轻质悬浮物，如油、苯等，也可以让悬浮物黏附气泡，使其密度小于水，再用上浮法去除。

②过滤法。过滤法是去除悬浮物，特别是去除浓度比较低的悬浊液中微小颗粒的一种有效方法。过滤时，含悬浮物的水流过具有一定孔隙率的过滤介质，水中的悬浮物被截留在介质表面或内部而除去。根据所采用的过滤介质的不同，可将过滤分为下列几类。

格筛过滤：过滤介质为栅条或滤网，用以除去粗大的悬浮物，如杂草、破布、纤维、纸浆等，典型设备有格栅、筛网和微滤机。

微孔过滤：采用成型滤材，如滤布、滤片、烧结滤管、蜂房滤芯等，也可在过滤介质上预先涂上一层助滤剂（如硅藻土）形成孔隙细小的滤饼，用以去除粒径细微的颗粒。其定型的产品设备很多。

膜过滤：采用特别的半透膜作过滤介质，在一定的推动力（如压力、电场力等）下进行过滤，由于滤膜孔隙极小且具有选择性，可以除去水中的细菌、病毒、有机物和溶解性溶质。其主要的设备有反渗透、超过滤和电渗析等。

深层过滤：采用颗粒状滤料，如石英沙、无烟煤等。由于滤料颗粒之间存在孔隙，原水穿过一定深度的滤层，水中悬浮物即被截留。在污水处理中，常用深层过滤处理沉淀或澄清池出水，使过滤后出水浑浊度满足用水要求。

③吸附法。在水处理领域吸附法主要用以脱除水中的微量污染物，应用范围包括脱色、除臭、脱除重金属、各种溶解性有机物、放射性元素等。吸附法分为三类，即交换吸附、物理吸附、化学吸附。在这里我们重点介绍物理吸附。

物理吸附是指溶质与吸附剂之间由于分子间力（范德华力）而产生的吸附。其特点是没有选择性，吸附质并不固定在吸附剂表面的特定位置上，而多少能在界面范围内自由移动，因而其吸附的牢固程度不如化学吸附。现在主要使用的物理吸附剂是活性炭。

④其他物理方法。在污水处理中，还有吹脱法、气提法、蒸发法、结晶法等多种物理方法，他们在污水处理中应用也较为广泛，同样发挥着重要的作用。

（2）大气保护的常用物理方法　大气保护的物理方法是指通过物理作用来清除大气中污染物的方法。大气环境也是重要的旅游资源，对它的保护也刻不容缓。一般来讲，大气中的污染物主要有颗粒污染物和气态污染物。下面我们分别将治理这两种污染物的物理方法作一个简介。

①治理颗粒污染物的常用物理方法。大气中颗粒污染物与燃料燃烧关系密切。减少固体颗粒污染物的排放方法可以分为两类：一是改变燃料的构成，以减少颗粒的生成；二是在固体颗粒排放到大气之前，采用控制设备将颗粒污染物除掉。这里着重介绍第二类方法。第二类方法主要是一些物理方法，主要包括对一些除尘设备的使用，这些除尘设备主要分为四种。

机械除尘器：利用机械力（重力、惯性力及离心力）将尘粒从气流中分离出来，达到净化目的。这类除尘器的优点是结构简单、造价低、维护方便，但除尘效率不很高，往往用做多级除尘系统中的前期处理。这类除尘器比较典型的有重力沉降室和旋风除尘器等。

过滤式除尘器：此类除尘器是以过滤机理作为除尘的主要机理，包括袋式除尘器和颗粒除尘器等。袋式除尘器是将棉、毛、或人造纤维加工成织物作为滤料，制成滤袋对含尘气进行过滤。这种方法除尘效率高，操作简便，适合于含尘浓度低的气体。其缺点是占地多、维修费高，不耐高温、高湿气流。

湿式除尘器：湿式除尘器是一种采用喷水的方法将尘粒从气体中洗出去的除尘器。这种除尘器种类很多，有喷雾式、填料塔式、离心洗涤器、喷射式洗涤器、文丘里式洗涤器。这类除尘器除尘效率较高，但是需要大量用水，还存在二次污染的问题。

静电除尘器：静电除尘是在高压电场的作用下，通过电晕放电使含尘气流中的尘粒带电，利用电场力使粉尘从气流中分离出来并沉积在电极上的过程。利用静电除尘的设备称为静电除尘器。这类除尘设备的除尘性能好（可捕集微细粉尘和雾状液滴），除尘效率高，气体处理量大，适用范围广，能耗低，运行费用低少。缺点是设备造价偏高，除尘效率受粉尘物理性质影响很大，不适合直接净化高浓度含尘气体，对制造、安装和运行要求比较严格，占地面积较大。

②治理气态污染物常用的物理方法。气态污染物种类繁多，治理方法和设备也可分为两类，即分离法和转化法。分离法是利用污染物与废气中其他组分的物理性质差异使污染物从废气中分离出来的方法，如：物理吸收、物理吸附、冷凝、膜分离及电子束照射净化等。

物理吸收法：被吸收的气体单纯溶解于吸收剂的过程被称为物理吸收。物理吸收法是利用气体混合物中的一种或多种组分在选定的吸收剂中的溶解度不同，从而将其从气相分离出去的操作过程。对于高浓度气体，一般考虑物理吸收，进而便于物质回收，如高浓度的二氧化硫，可用水做吸收剂。

物理吸附法：吸附法是利用多孔固体物质具有选择性地吸附废气中的一种或多种有害组分的特性来处理废气的方法。这种吸附主要是由分子的范德华力引起的。吸附法治理气态污染物必须考虑吸附和吸附剂的再生的全部过程，因此高浓度的废气不宜用吸附法。

冷凝法：冷凝法是指气体在不同温度及压力下具有不同饱和蒸汽压，在降低温度和加大压力时，某些气体物质凝结成液体分离出来，进而达到净化和回收的目的。冷凝法特别适用于回收高浓度有价值的污染物，如高浓度有机蒸汽回收等。

膜分离：气体膜分离法的基本原理是混合气体在压力梯度作用下，透过特定的薄膜时，不同的气体具有不同的透过速度，从而使不同组分间气体达到分离的效果。膜分离技术应用于气态污染物是一种较新的分离方法，该方法具有节能的优点。

电子束照射净化法：电子束照射净化法是20世纪80年代末发展起来的，该法可同时脱硫和脱氮，并且投资少，运行费用低，系统结构简单，操作容易，副产品可作肥料，无二次污染。

2．化学方法

（1）水资源保护的常用化学方法　污水处理的化学方法主要是指利用向污水中投加某种或某几种化学药品，与污水中溶解性的污染物发生化学反应，使污染物生成沉淀或转化为无害物质的方法。主要有离子交换法、化学沉淀法、混凝法、中和法、氧化还原法等。

①离子交换法。离子交换法是一种借助离子交换剂上的离子和水中的离子进行交换反应而除去水中有害离子的方法。在工业用水处理中，它占有极重要的位置，用以制取软水或纯水。在工业废水的处理中，主要用以回收贵重的金属离子，也用于放射性废水和有机废水的处理。采用离子交换法，具有去除率高，可浓缩回收有用物质，设备简单，操作控制容易等优点。但目前应用的范围还受到离子交换剂品种、性能、成本的限制，离子交换法对预处理要求也较高，离子交换剂的再生和再生液的处理有时也是一个难题。

②化学沉淀法。向污水中投加某些化学物质，使它与污水中的溶解性物质发生置换反应，生成难溶于水的沉淀物质，以降低污水中溶解物质的方法。这种处理方法常用于含重金属、氰化物等工业生产污水的处理。按使用沉淀剂的不同，化学沉淀法可分为石灰法（又称氢氧化物沉淀法）、硫化物法和钡盐法。

③混凝法。向水中投放混凝剂，可使污水中的胶体颗粒失去稳定性，凝聚成大颗粒下沉。通过混凝法可除去污水中细分散固体颗粒、乳状油及胶体物质等。该法可用于降低污水的浊度和色度，去除多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物（汞、镉、铅）和放射性物质等，也可以去除能够导致水体富营养化物质如磷等可溶性无机物，此外还能够改善污泥的脱水性能。因此混凝法在工业污水处理中使用得非常广泛，既可作为独立处理工艺，又可与其他处理法配合使用，作为预处理、中间处理或最终处理。目前采用的混凝剂有硫酸铝、碱式氯化铝、铁盐（主要指硫酸亚铁、三氯化铁及硫酸铁）等。当单独使用混凝剂不能达到应有的净水效果时，为加强混凝过程、节约混凝剂用量，常可同时投加助凝剂。

④中和法。用于处理酸性（pH＜7）和碱性（pH＞7）废水。向酸性废水中投加碱性物质如石灰、氢氧化钠、石灰石等，使废水变为中性（pH＝7）。对碱性废水可吹入含有二氧化碳的烟道气进行中和，也可使用其他的酸性物质进行中和。

⑤氧化还原法。利用液氯、臭氧、高锰酸钾等强氧化剂或利用电解时的阳极反应，将废水中的有害物氧化分解为无害物质；利用还原剂或电解时的阴极反应，将废水中的有害物质还原成无害物质，以上方法统称为氧化还原法。氧化还原法在污水处理中的应用实例有：空气氧化法处理含硫污水；碱性氯化法处理含氰污水；臭氧氧化法在进行污水的除臭、脱色、杀菌及除酚、氰、铁、锰，降低污水的生化需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）等均有显著的效果。还原法目前主要用于含铬污水的处理。

（2）大气保护常用的化学方法。大气保护的化学方法主要是指利用化学物质与大气污染物的化学反应，改变污染物的化学性质，使污染物改变存在状态，最后使其减少或转变为其他无害物质的一种方法。大气保护的化学方法主要用于气态污染物的处理，常用方法包括化学吸收法、催化法、燃烧法等。

3．生物方法

（1）植物在旅游资源保护中的应用　植物是生态系统中的生产者，也是自然生态系统的改造者。它不仅能够调节气候、保持水土，而且能够净化空气和污水、降低噪音、监测大气污染，对旅游资源的建设和保护起着非常重要的作用。如下列植物：

构树：能抵抗二氧化硫等多种有害气体，吸收有害气体的能力也很强，还能吸收空气中的粉尘，它可作为大气污染严重地区的先锋绿化树种。

朴树：对二氧化硫、氟化氢等有害气体的抗性很强，在离氟化氢污染源50米处仍能生长良好，吸收有害气体能力很强，是很有希望的防污树种。

梧桐：对二氧化硫、氟化氢、氯气的抗性强，吸收有害气体的能力较强，可作为大气污染地区的行道树、防护林及绿化树种。

臭椿：对二氧化硫、氯气、氟化氢、二氧化氮等有害气体的抗性强，吸收有害气体的能力强，防尘能力也强。

龙柏：在松柏类植物中抗污染能力最强，能抵抗氯气、氟化氢、二氧化硫、二氧化氮、氯化氢等有毒气体。

蚊母：抗有害气体能力强，在二氧化硫、氯气源附近能正常生长，无明显受害症状。对氟化氢的抗性很强，在距氟污染源50米处仍表现极好，吸收有害气体的能力强。

女贞：可做绿化树种或绿篱笆墙，对二氧化硫、氟化氢、氯气等抗性较强，且有很强的恢复能力，能在较短时期内萌发大量新枝叶，适宜于在污染严重地区应用，是城市优良的防污绿化树种。

海桐：抗二氧化硫、氯气、臭氧等有害气体的能力很强，有一定的吸污能力，由于枝叶茂盛，隔声能力较强，适于在较严重的污染区种植。

榕树：对有害气体有很强的抗性，在二氧化硫、氯气污染较严重的地区能正常生长，为华南地区的行道树及绿化树种。

槐树：对有害气体抗性较强，为北方地区的行道树、防护林或绿化树种。

此外，还有一些植物能起到环境监测的作用。有些植物在有害气体中会叶落枝枯，而另一些植物则生长如常。根据这种差异，可选择一些对环境污染反应灵敏的植物，将他们作为指示植物，对环境进行监测。如紫花苜蓿、胡萝卜、菠菜可以监测二氧化硫，郁金香、杏、梅、葡萄可以监测氟气，苹果、桃、玉米、洋葱等可以监测氯气。

（2）动物在旅游资源保护中的应用

①许多动物能够处理垃圾等固体废弃物。如中国蜣螂对粪便有着良好处理能力。澳大利亚是世界闻名的畜牧生产大国，数千万头牛每天会排下数亿块牛粪，如得不到及时处理就会将牛粪下的牧草闷死并孳生苍蝇、蛆虫，带来严重的环境卫生问题。1978年，澳大利亚从中国引进了大量蜣螂。这些蜣螂每二三十只组成一组，先将牛粪分割成小块，再分别滚成小粪球，然后将粪球逐个掩埋起来。这样，它们只花两三天的时间，就能把一大堆牛粪清理干净。在中国蜣螂的作用下，曾被牛粪污染的草原获得了新生。再如常见的环节动物蚯蚓是清除垃圾的能手，它能分解果皮、树叶、硬纸板、下水道污物和其他生活垃圾等固体废弃物。美国曾将7．5吨捣碎的垃圾运到蚯蚓饲养场，结果不出一个月就被100万条蚯蚓消化掉；当再运去未经捣碎的垃圾，蚯蚓们又仅花了78天就将除玻璃、橡胶、金属、塑料之外的垃圾消化掉了。日本一家造纸厂为了清理纸浆渣，每年要耗费40万美元的巨资。后来，他们从美国引进了125吨蚯蚓，结果这些蚯蚓一天就可以处理40吨废纸浆渣，并使其变成农用肥料。不到一年时间，这家造纸厂就收回了购买蚯蚓的投资，还节省了巨额的废渣处理费。

②一些动物能够起到环境监测的作用。如日本水产厅中央水产研究所环境保护部的工作人员对从世界各地捕捞来的乌贼进行化学分析，检测其肝脏中人工放射性物质及重金属元素的含量。乌贼的肝脏约为体重的5%到15%，而且肝脏内的脂肪较多，海水中的63种元素几乎都可以在其肝脏里浓缩，甚至不能直接从海水中检测出的微量元素也可以从其肝脏中检测出。利用乌贼这一特点，可以对海洋环境污染进行监测。

（3）微生物在旅游资源保护中的应用　微生物在水资源保护中应用较为广泛。如我们在污水处理中经常用到的活性污泥法。它是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水的一类好氧生物处理法。这种生物絮体叫做活性污泥，它由好氧性微生物（包括细菌、真菌、原生动物和后生动物）及其代谢的和吸附的有机物、无机物组成，具有降解废水中有机污染物（也有些可以部分利用无机物）的能力，显示生物化学活性。如果向一桶粪便污水连续鼓入空气，经过几天时间，由于污水中微生物的生长繁殖，将逐渐形成带褐色的污泥状絮凝体，即活性污泥。活性污泥通过吸附、微生物代谢、凝聚与沉淀将污水净化。再如生物膜法，主要依靠固着在载体表面的微生物膜来净化有机污染物。生物膜法处理废水，通过废水与生物膜接触，水中的悬浮物及微生物被吸附于固体表面上，其中的微生物利用有机物而不断生长繁殖，逐渐在载体表面形成一层黏液状的生物膜，并进一步吸附、分解废水中的呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物，使废水获得净化。再如厌氧生化法处理有机废水，在无分子氧的条件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中各种复杂的有机物分解转化为甲烷和二氧化碳等物质，是20世纪70年代以来污水处理工程中的一项重要技术。

在当代，利用微生物降解土壤中的油污、生活垃圾、大小便等的新型高科技产品在旅游环境保护中日益得到广泛应用，尤其值得予以高度关注。

4．工程方法

有些时候，旅游资源和环境的保护还需要使用工程技术的方法。如德国将自然保护区施普雷森林划分为纯原始状态的核心区、尚未开发的自然风景缓冲区、已开发利用的旅游度假风景区和从城镇到旅游景区之间的过渡区四部分。各部分又根据自然条件、动植物种类特点再划分出许多不同的小区域，并分别采取不同的管理措施。保护区在开发管理上强调协调一致，制定了“保护区长远发展基本方案”，并根据发展总体方案统一规划、精心设计保护区内的城镇、村庄、房舍、街道等所有人文建筑设施及房前屋后、街道两旁种植的花草树木等外，对野生动植物亦规定了严格的保护措施。如为了保护蝙蝠，保护区工作人员在森林里为蝙蝠做了许多人工巢，从1995年起还在24个村庄里修建了13个蝙蝠过冬区并对游人开放，工作人员在“过冬区”里建起隔离墙、安装取暖设备、投撒食物以帮助蝙蝠过冬。保护区又陆续投入巨资整治河流堤岸、修建闸门，进一步调节和控制河流水位和水流速度，保护水生动植物。每年冬季到来之前，都要给森林里所有的河流注满水，以避免冬季河岸风干、植物枯死。又如美国佛罗里达州生活着大约1 000至1 500头黑熊，在每年冬春季的一段时间里，黑熊会因饥饿而经常变动活动地点，由于黑熊栖息地逐渐缩小且被公路网穿插其间，每年都有40头左右黑熊在该区域穿梭往来时被汽车撞死。于是，美国交通部在该州46号公路上铺设一条直径8英尺的水泥预制管作为黑熊的通道，公路两边底部呈漏斗状的防护栏可使黑熊顺利落入管道，并在实验通道里安装摄像机以帮助野生动物专家确定黑熊能否利用安全通道。

5．各种科技方法的综合运用

在对水资源、大气、动物、植物等众多旅游资源的保护工作中，单一使用某种方法难以取得很好的效果，只有综合运用多种科技方法，才能对旅游资源进行有效的保护。

例如，对大熊猫的保护就利用了多种科技方法。大熊猫是我国独有的珍稀动物，其独特的形态和憨态可掬的形象，深受世界各国人民的喜爱。为了保护大熊猫，我国于1987年在距成都市5公里的斧头山上破土兴建第一个大熊猫繁育研究基地，1988年10月建成占地5．3公顷的第一期工程。1996年，占地31公顷的大熊猫繁育研究基地二期工程完工，建成了大熊猫繁育饲养区：以造园的手法模拟大熊猫野外生活环境，并建设了成体区、亚成体区和幼仔饲养区。在基地建设的同时，大熊猫人工繁育研究工作亦取得了举世瞩目的成果，先后繁殖成功大熊猫30多胎，产仔40多只，成活27只，人工哺育成功6个大熊猫双胞胎，并且创出了大熊猫雌兽育活3仔的奇迹。基地运用“DNA技术”进行大熊猫亲子鉴定，有效地避免了近亲繁殖，为发展大熊猫的人工种群和移地保护工作打下了良好基础。1998年在卧龙自然保护区奠基建立的中国大熊猫研究中心大熊猫半野外放养场一期工程，为大熊猫建造近似野外生态生活环境的3平方公里野外圈养场，以进行人工繁殖大熊猫的野性培养和野外生存能力锻炼，恢复大熊猫的原有习性并进行有关研究，为最终回归野外做准备。此外，世界自然与自然资源保护同盟物种生存委员会保护繁殖专家组还对成都大熊猫繁育研究基地和成都动物园所驯养的13只大熊猫进行了全面医学检查，以了解每只大熊猫的健康状况，并通过在大熊猫的皮下埋入传感器片和在其唇内做刺纹标记的方式为大熊猫做上永久识别标志，使其今后能在各动物园之间进行自由交换和转移，管理人员也能更好地掌握其繁殖等情况。可见，在对大熊猫的保护中综合运用了工程方法、生物医学方法、物理方法，也取得了较好的效果。

又如对古树名木的保护亦要运用多种科技方法。安徽省采石风景区林散之艺术馆门前有一株树龄达120年的朴树，这棵参天大树与景区内的其他11棵百年以上树龄的银杏、国槐、圆柏、榔树、桂花、朴树、三角枫等古树已成为景区的重要景观、绿色资源和文化遗产。为了保护这批古树名木，风景区确定专业人员加强复壮和养护管理，全年保持古树的排水畅通，定期松土、锄草、施肥、修剪、打药驱虫，防治病虫害，促使古树茂盛生长。此外，还根据需要设置防护栏、围砌点石以保护古树的生长环境，并在每棵树上悬挂宣传牌，宣传古树相关知识和保护措施。同时，做好预防工作，避免由于风雨、冰雪、雷电等恶劣天气对古树的破坏。在景区人员的精心养护下，这批古树名木焕发出勃勃生机，为景区增添了独特魅力。在这里，对古树名木的保护同样使用了生物、化学、物理、工程等方法，保护工作取得了较好的成效。