1)午潮港水质波动因素分析。午潮港生态补水主要靠与之两端相连的外环西河及新泾港2条主河道补充水源。在正常条件下，外环西河水质要求地标Ⅳ类水质，新泾港水质要求地标Ⅴ类水质。根据上海水环境功能区划分方案，午潮港水质监测要求划分Ⅳ类水功能区。由于午潮港河道与两端与之相连，存在往复流现象，主河道水仍会汇入一部分进入午潮港。外环西河水质较好，达到地标Ⅳ类水质要求，对午潮港水质影响不大。但新泾港上游来水进入午潮港后，会使午潮港内水质指标不稳，出现波动，造成水质不稳定。而在泵站放江期间，由于污染物的大量进去主河道，造成河道水质指标上升，两端相连河道水质指标均会有所上升，届时对午潮港的水质影响就比较大了。

另外，生态岸线差：区域河段堤防岸线以浆砌块石或混凝土驳岸为主，不仅景观效果差，而且对改善水生态环境不利；由于污染严重和环境条件恶劣，以致水体食物链中最重要最基础的一环(即底端腐食群落食物链)极度缺失，这样导致沿河生态缓冲带逐渐减少，自身净化能力逐渐消失殆尽，导致进入水体的有机污染物无法得到及时有效分解，加剧水质恶化。生态系统稳定性不足：河道现有水流速度缓慢，水体流动性差，沿岸植物种类少，坡岸硬质护岸，部分点位未保护，生物生境缺乏；水体浑浊，感官效果差，植物完整性欠缺，景观效果不完美，总体生态系统不完善。

2)集成技术与解决方案。针对感潮平原中心城区典型河道即午潮港存在往复流现象带来的补水水质污染问题，通过集成生物屏障、生物滤网、立式浮岛、曝气增氧等核心技术，并构建基于三位一体微生物挂膜耦合多生态组合生物屏障等河道水质稳定体系可有效缓解补水水质波动影响；针对生态岸线差问题，通过结合彩色透水步道、雨水花园、旱溪等海绵设施建设生态岸线，提升河道周边景观效果和提供生物生境条件；针对生态系统稳定性不足问题，通过种植适宜不同水体和季节生长的多种水生植物，引入适宜水生动物和土著微生物丰富食物链并优化水生态系统，提升并保持水生态系统的多样性和稳定性。

3)技术单元与原理。生物填料技术可通过投加人工填料作为微生物附着的基质，增加水体中生物膜量，强化生物膜的净化功能。在河道中应用的主要是悬挂式填料，包括阿科曼生态基、生态草、高效生物巢等。污染源生态拦截技术和生物流化床技术分别利用悬挂式填料和悬浮式填料，利用具有超强表面吸附性的挂膜材料，将更多的有机污染物和微生物附着到挂膜材料表面，通过藻类和各种菌类的代谢合成最终将有机物分解，或转化成为微生物组分，从而净化水质。基于3种不同的微生物挂膜方式，生物屏障技术是利用生态浮岛和生物网箱再结合生态基形式，综合作用实现水质净化。水生系统恢复构建由水生植物、水生动物及配合当地土著微生物3种相互协调。通过沉水植物种类和配置方式筛选构建“沉水植物”为主的植物群落，通过水生动物物种的配置结构和放养模式设计构建水生动物群落，通过对鱼类群落、高等水生植物群落、底栖生物群落等生物生境条件优化调控，使清水型生态系统结构合理、健康，长久保持“草型清水态”。通过采用微纳米曝气和推流曝气等组合技术，为水环境提供足够溶解氧用于水生动植物及微生物的生长繁殖，同时通过推流作用使河道“活起来”为水体水质修复提供水动力。

1)水样采集。水样取自于上海市长宁区午潮港和新泾港，河道前期水质长期在地表水IV类水质上下波动。采样各点位固定，如图1所示，分别布置于午潮港东端、中段和西端以及新泾港西端水面。每次单点位采集1 L水样用于指标检测。采样时间为2022年7月至2022年12月，周期为0.5 a，涵盖不同季节、旱天和雨天等气候和天气因素。

2)分析项目及方法。水质监测指标包括pH、化学需氧量、氨氮、总氮、浊度、悬浮物、电导率、抗生素等。其中pH、化学需氧量、氨氮、总氮、浊度、悬浮物、电导率等常规指标的检测方法采用国家相关标准检测方法；抗生素指标检测方法如下：精密称取抗生素标准品10.0 mg，标准品种类如表1细分类项所示，以10.0 mL色谱纯甲醇或乙腈溶液，溶解并制备得到终质量浓度为1 g·L⁻¹的抗生素储备液。以初始流动相逐级稀释抗生素储备液，配置为系列混合抗生素标准样品，并加入一定量抗生素内标后，待测。准确称取水样300 mL，经0.45 μm孔径的玻璃纤维滤膜过滤。加入0.2 g乙二胺四乙酸二钠(Na₂EDTA)，以降低抗生素与水样中金属离子螯合作用。随即，加入约300 μL盐酸，调节水样pH为3.0~4.0，并加入25 ng抗生素内标。然后，以5 mL·min⁻¹的速度，使水样通过亲水亲脂固相萃取小柱(OasisHLB)(33 mg·mL⁻¹)，HLB小柱依次以10 mL甲醇，10 mL纯水和10 mL pH为4.0的纯水活化，上样完毕，用10 mL纯水清洗小柱，抽干，而后在氮气保护下干燥30 min。最后，使用6 mL甲醇分3次洗脱，氮气吹至近干，再用初始流动相(0.1%甲酸-甲酸铵水溶液/乙腈)复溶后，待测。

3)液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)测试过程。高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)采用安捷伦6410B(Agilent 6410B)三重串联四极杆LC-MS/MS，WatersXterraC18分离柱 (100 mm×2.1 mm，3.5 μm)ESI电离源。流动相包括：A相为0.1%甲酸-甲酸铵；B相为乙腈。线性梯度：0 min，5% B；0.1~10 min，10%~60% B；10~12 min，60% B；12.1~22 min 10% B。流速为0.25 mL·min⁻¹。柱温维持在25 ℃，进样体积为200 μL。MS条件包括：气体温度为350 ℃，气体流速为8 mL，雾化器压力为0.17 MPa，毛细管电压为4 000 V。

1)河道近自然生态修复前后水体pH变化情况。河道水体pH均在6.7~7.8(图2)，满足地表水环境质量标准(GB 3838-2002)Ⅳ类水要求(6~9)。午潮港修复前水体pH在7.1~8.2，可见午潮港修复后水体pH有所降低。整体来看，午潮港水体pH较新泾港水体pH高，其中午潮港水体pH均值为7.3(修复前为7.6)、新泾港水体pH均值为7.2。从午潮港自身来看，其各河段水体pH大致呈现自西向东逐渐降低的趋势，可能与午潮港东端和新泾港西端衔接回流存在一定关系。从旱天雨天数据对比来看，雨天河道水体pH普遍低于日期临近的旱天河道水体pH，可能存在雨水径流汇入河道稀释等因素。对比不同季节的数据，夏季河道水体pH普遍低于冬季，可能与不同温度下微生物菌群的污染物降解效率(酸化水平)有关^[5]。

2)河道近自然生态修复前后水体COD值变化情况。河道水体COD值均在3.0~30.0 mg·L⁻¹(图3)，满足地表水环境质量标准(GB 3838-2002)Ⅳ类水要求(≤30 mg·L⁻¹)。午潮港修复前水体COD值为11.0~25.8 mg·L⁻¹，可见午潮港修复后水体COD值范围有所扩大，但如果剔除2022年10月10日的数据值，则午潮港COD值基本在20 mg·L⁻¹以下，整体水平较修复前有所降低。整体上看新泾港水体COD值高于午潮港，其中新泾港水体COD均值为16.2 mg·L⁻¹、午潮港水体COD均值为12.5 mg·L⁻¹ (修复前为16.4 mg·L⁻¹，与新泾港水质较为接近)，午潮港水体COD均值较新泾港水体COD均值低约23%，可见午潮港近自然生态修复措施对河道水体中有机污染物削减起到了一定效果。从午潮港自身来看，其各河段水体COD值未存在明显差异，可能与午潮港水体流向存在东西往复回流现象有关。从旱天雨天数据对比来看，雨天河道水体COD值普遍低于其日期临近的旱天河道水体COD值，可能存在雨水径流汇入河道稀释等因素。从不同季节的数据对比来看，夏季河道水体COD值普遍低于冬季河道水体COD值，可能与不同温度下微生物菌群的污染物降解效率有关^[6]。

3)河道近自然生态修复前后水体氨氮/总氮质量浓度变化情况。河道水体氨氮质量浓度均在0~3.5 mg·L⁻¹ (图4(a))，除了2022.9.15当天的数据值外，午潮港水体氨氮指标基本满足地表水环境质量标准(GB 3838-2002)Ⅳ类水要求(≤1.5 mg·L⁻¹)，而新泾港水体氨氮指标超标率(按地表水Ⅳ类水要求)高达近50%。午潮港修复前水体氨氮质量浓度为0.3~1.9 mg·L⁻¹，可见午潮港修复后水体氨氮质量浓度范围有所扩大，但如果剔除2022.9.15当天的数据值，则午潮港氨氮质量浓度值基本在1.5 mg·L⁻¹以下，整体水平较修复前有所降低。整体来看，新泾港水体氨氮质量浓度较午潮港水体氨氮质量浓度高，其中新泾港水体氨氮质量浓度均值为1.42 mg·L⁻¹、午潮港水体氨氮质量浓度均值为0.84 mg·L⁻¹ (修复前为0.93 mg·L⁻¹)，午潮港水体氨氮质量浓度均值较新泾港水体氨氮质量浓度均值低约41%，可见午潮港近自然生态修复措施对河道水体中氨氮质量浓度削减起到了较为显著效果。从午潮港自身来看，其各河段水体氨氮质量浓度大致呈现自西向东逐渐上升的趋势，与河道水体pH呈相反变化趋势。从旱天雨天数据对比来看，雨天河道水体氨氮质量浓度普遍高于其日期临近的旱天河道水体氨氮质量浓度，可能与河道周边建筑存在雨天偷排含氮废水有关。从不同季节的数据对比来看，夏季河道水体氨氮质量浓度普遍高于冬季河道水体氨氮质量浓度，可能与不同温度下微生物菌群的污染物降解效率(含氮有机物水解及氨氮离子释放)有关^[6]。

河道水体总氮质量浓度均在1.5~4.5 mg·L⁻¹ (图4(b))，均未满足地表水环境质量标准(GB 3838-2002)Ⅳ类水要求(≤1.5 mg·L⁻¹)。整体上看新泾港水体总氮质量浓度及午潮港各河段水体总氮质量浓度呈现的规律基本与氨氮质量浓度相似(季节性变化除外)，其中午潮港水体总氮质量浓度均值为3.09 mg·L⁻¹，与新泾港水体总氮质量浓度均值较为接近(3.04 mg·L⁻¹，相差约3%)，可见午潮港近自然生态修复措施对河道总氮质量浓度削减效果不明显。从不同季节的数据对比来看，夏季河道水体总氮质量浓度普遍低于冬季河道水体总氮质量浓度，可能与不同温度下微生物菌群的污染物降解效率(含氮有机物彻底降解)有关^[6]。

4)河道近自然生态修复前后水体总磷质量浓度变化情况。河道水体总磷质量浓度均在0.05~0.25 mg·L⁻¹(图5)，满足地表水环境质量标准(GB 3838-2002)Ⅳ类水要求(≤0.3 mg·L⁻¹)。午潮港修复前水体总磷质量浓度在0.1~0.2 mg·L⁻¹，午潮港修复后水体总磷质量浓度在0.05~0.18 mg·L⁻¹，可见午潮港修复后水体总磷质量浓度有所降低。整体上看午潮港水体总磷质量浓度较新泾港水体总磷质量浓度低，其中午潮港水体总磷质量浓度均值为0.11 mg·L⁻¹ (修复前为0.174 mg·L⁻¹，与新泾港水质较为接近)、新泾港水体总磷质量浓度均值0.17 mg·L⁻¹，午潮港水体总磷质量浓度均值较新泾港水体总磷质量浓度均值低约35%，可见午潮港近自然生态修复措施对河道水体中总磷质量浓度削减起到了较为显著效果。从午潮港自身来看，其各河段水体总磷质量浓度大致呈现自西向东逐渐升高的趋势，与河道水体中氮含量质量浓度呈现趋势相似。而从旱天雨天数据对比来看，雨天河道水体总磷质量浓度普遍低于其日期临近的旱天河道水体总磷质量浓度，可能存在雨水径流汇入河道稀释等因素。从不同季节的数据对比来看，夏季河道水体总磷质量浓度普遍高于冬季河道水体总磷质量浓度，与河道水体中氨氮质量浓度变化情况相似，也可能与河道水体冬季耗氧水平较低有关^[7]。

5)河道近自然生态修复前后水体浊度/SS质量浓度变化情况。午潮港水体浊度在2~25 NTU (图6(a))，而新泾港水体浊度在8~50 NTU。整体上看新泾港水体浊度明显比午潮港水体浊度高，其中新泾港水体浊度均值为26.56 mg·L⁻¹、午潮港水体浊度均值为12.88 mg·L⁻¹，午潮港水体浊度均值较新泾港水体浊度均值低约52%，可见午潮港近自然生态修复措施对河道水体中浊度削减起到了显著效果。从午潮港自身来看，其各河段水体浊度大致呈现自西向东逐渐上升的趋势，可能与午潮港东端和新泾港西端衔接回流存在一定关系。从旱天雨天数据对比来看，雨天河道水体浊度普遍低于日期临近的旱天河道水体浊度，可能存在雨水径流汇入河道稀释等因素。从不同季节的数据对比来看，夏季河道水体浊度与冬季河道水体浊度无明显差异，可能与微生物代谢非浊度削减关键因素有关^[8]。

午潮港水体SS质量浓度在1~36 mg·L⁻¹(图6(b))，而新泾港水体SS质量浓度在8~55 mg·L⁻¹。整体上看，新泾港水体SS质量浓度及午潮港各河段水体SS质量浓度的变化规律基本与浊度相似，其中新泾港水体SS质量浓度均值为31.80 mg·L⁻¹、午潮港水体SS质量浓度均值为15.61 mg·L⁻¹，午潮港水体SS质量浓度均值较新泾港水体SS质量浓度均值降低了约51%，与浊度降低水平相近，可见午潮港近自然生态修复措施对河道水体中SS质量浓度削减亦起到了显著效果。

6)河道近自然生态修复前后水体电导率值变化情况。午潮港水体电导率值在30~110 μS·cm⁻¹(图7)，而新泾港水体电导率值在40~95 μS·cm⁻¹。整体上看新泾港水体电导率值与午潮港水体电导率值无明显差异，其中新泾港水体电导率均值为73.34 μS·cm⁻¹、午潮港水体电导率值均值为76.04 μS·cm⁻¹，相差约4%，可见午潮港近自然生态修复措施对河道中溶解性盐(含氯化物等)削减效果不明显。从午潮港自身来看，其各河段水体电导率值未存在明显差异，可能与午潮港水体流向存在东西往复回流现象有关。从旱天雨天数据对比来看，雨天河道水体浊度普遍低于其日期临近的旱天河道水体浊度，可能存在雨水径流汇入河道稀释等因素。从不同季节的数据对比来看，夏季河道水体电导率值普遍低于冬季河道水体电导率值。

河道近自然生态修复前后水体抗生素去除情况。经检测，午潮港河道水体中5大类抗生素(大环内脂类、磺胺类、喹诺酮类、四环素类和氯霉素)中除了洁霉素、克林霉素和磺胺吡啶外均未检出，新泾港河道水体中除了洁霉素(1.74 ng·L⁻¹)和克林霉素(15.6 ng·L⁻¹)外均未检出，表明周边存在大量抗炎症药物类使用或生产情况^[9]。新泾港河道水体中洁霉素和克林霉素质量浓度相对午潮港河道水体均较低；午潮港河道中段水体中洁霉素、克林霉素和磺胺吡啶的质量浓度分别为1.81、20.9、1.07 ng·L⁻¹，比西端水体(分别为2.41、31.2和1.58 ng·L⁻¹)中低。这可能由于河道水体在流动过程中经过多重组合水生态系统吸附拦截、生物降解等作用使得抗生素质量浓度有所下降^[10]。

1)午潮港COD均值、氨氮均值、总磷均值、浊度均值、SS均值较新泾港外河段分别降低了约23%、41%、35%、51%、52%。

2)午潮港水体中5大类抗生素除了洁霉素、克林霉素和磺胺吡啶外均未有检出。

3)午潮港水质(总氮指标除外)从在地表水IV类水质上下波动稳定达到IV类。