基于生物修復(fù)技術(shù)的黑臭河道治理研究

凌秀民

（浙江康城環(huán)?？萍加邢薰?浙江省紹興市 312500）

前言

現(xiàn)階段，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和進(jìn)步，人們對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞程度也越來(lái)越大，導(dǎo)致水源污染問(wèn)題越來(lái)越突出。針對(duì)人們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見(jiàn)的臭水溝，導(dǎo)致周?chē)用竦纳钍艿絿?yán)重影響，對(duì)人們的健康造成威脅。在社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，必須采取科學(xué)的措施，對(duì)臭水溝現(xiàn)象進(jìn)行整頓和治理，為人們提供一個(gè)舒適的生活環(huán)境。通過(guò)國(guó)內(nèi)外相關(guān)專(zhuān)家和學(xué)者的研究，得出生物修復(fù)技術(shù)是目前最合適的解決方法，該方法可以最大程度上控制黑臭河道對(duì)環(huán)境的影響，有效的解決臭水溝中的有害物質(zhì)，為城市中生活的人們提供健康、舒適的生活環(huán)境。

1 黑臭河道出現(xiàn)的根本原因

一般而言，河道變黑、發(fā)臭的原因有很多，可以歸納為以下幾點(diǎn)：

1.1 有機(jī)污染因素

針對(duì)河道變黑、發(fā)臭的現(xiàn)象，最根本的原因是一類(lèi)生物化的反映現(xiàn)象。一般而言，水中含有大量的有機(jī)物，當(dāng)它們處于氧化分解狀態(tài)時(shí)，復(fù)氧速率明顯要低于耗氧速率，導(dǎo)致水體內(nèi)氧分缺失現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重。然而，水體內(nèi)的厭氧微生物在發(fā)生分解時(shí)，一般都不會(huì)產(chǎn)生氨氣、硫化氫或甲烷等具有惡臭的氣體，一旦積累的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，水體就會(huì)出現(xiàn)發(fā)臭或變黑的現(xiàn)象，大量的研究數(shù)據(jù)表明，產(chǎn)生此類(lèi)有機(jī)負(fù)荷的主要原因有兩類(lèi)：①有機(jī)負(fù)荷的內(nèi)源分析，主要是河流底質(zhì)淤泥導(dǎo)致的污染物釋放現(xiàn)象，致使河道出現(xiàn)變黑、發(fā)臭的現(xiàn)象；②來(lái)自于城鎮(zhèn)居民生活產(chǎn)生的垃圾或污水、工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水等致使河流被污染。

1.2 水動(dòng)力條件因素

因水動(dòng)力條件引發(fā)的問(wèn)題是河道水質(zhì)污染的因素，進(jìn)而使出現(xiàn)河道的黑臭問(wèn)題。究其原因，是由于流通阻塞引起的，水體流通對(duì)水樣有直接的關(guān)聯(lián)，流通不暢會(huì)帶來(lái)污染，進(jìn)而水質(zhì)變差，印發(fā)黑臭。

1.3 金屬元素的污染

當(dāng)河道水體的氧氣不足時(shí)，含有鐵元素及錳元素的物質(zhì)大量流入河道的話(huà)引發(fā)水體還原，含有鐵或者錳元素的物質(zhì)與水體的含硫物質(zhì)融合成硫化亞鐵及硫化錳，會(huì)引發(fā)水質(zhì)的黑臭問(wèn)題。

2 黑臭河道給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)的危害影響

首先，河道的黑臭問(wèn)題影響人體健康。河道黑臭是環(huán)境問(wèn)題的主要呈現(xiàn)形式，大體上，很多的城市居民都生活在河道附近，若附近的河道存在黑臭問(wèn)題的話(huà)會(huì)給周遭的居民帶來(lái)諸多影響，他們必須關(guān)緊門(mén)窗來(lái)隔絕河道散發(fā)的臭味，以免感官上的不適進(jìn)而導(dǎo)致他們心情煩躁；而且，黑臭河道散發(fā)的氣味中含有氨氣及硫化氫等物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)直接影響附近居民的健康，誘發(fā)疾病。人體對(duì)于河道的臭味會(huì)自然地去屏住呼吸，若長(zhǎng)時(shí)間處于這種環(huán)境，會(huì)引發(fā)血壓和脈搏的變化，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)惡心、嘔吐、厭食等不適癥狀，甚至?xí)?dǎo)致消化功能的衰退。除了上述的影響之外，河道黑臭現(xiàn)象污染了附近居民的飲用水，對(duì)附近居民的神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和精神面貌都產(chǎn)生影響，對(duì)健康極為不利。其次，河道黑臭現(xiàn)象還會(huì)打破河道原有的生態(tài)平衡，被污染的水中含有的有機(jī)物質(zhì)會(huì)因厭氧而分解，這個(gè)過(guò)程會(huì)大量消耗水中的氧氣，引發(fā)水體缺氧，進(jìn)而嚴(yán)重影響水中的動(dòng)植物，他們會(huì)因氧氣不足而無(wú)法生長(zhǎng)發(fā)育，甚至因缺氧而引發(fā)死亡而導(dǎo)致水生物多樣性的消亡。而且，由工業(yè)廢水、生活污水、建筑活動(dòng)的污水以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的化學(xué)殘?jiān)鼣y帶的毒性元素排入河道會(huì)引發(fā)生物的死亡，減少水生動(dòng)植物的多樣性，打破河道的生態(tài)平衡，使河道陷入死循環(huán)。最后，城市面貌會(huì)因河道的黑臭現(xiàn)象而大打折扣，游客會(huì)望而卻步，給外來(lái)游客留下不好印象，影響旅游業(yè)的發(fā)展壯大，進(jìn)而不利于城市的發(fā)展。

3 黑臭河道的生物修復(fù)技術(shù)

3.1 生物生態(tài)法

生物生態(tài)發(fā)指的是利用生物膜法、植物凈化和修復(fù)功能、微生物的修復(fù)功能對(duì)河道水體的治理技術(shù)。

3.1.1 生物膜法

在河道的污水治理技術(shù)中，利用微生物菌劑和促生劑都存在局限，污染嚴(yán)重的話(huà)，該技術(shù)難以達(dá)到預(yù)計(jì)效果，水生動(dòng)植物還是會(huì)因環(huán)境惡化而流失或者消亡。而且植物的凈化也有局限性，植物的生物學(xué)特征會(huì)因?yàn)橹茉猸h(huán)境的影響而帶來(lái)重復(fù)性污染。

生物膜技術(shù)利用環(huán)境的創(chuàng)造功能讓植物和微生物能夠更好地生長(zhǎng)，進(jìn)而使它們產(chǎn)生長(zhǎng)久的凈化功能，例如人工浮島技術(shù)。以卵石等自然物件與塑料等人工材料為載體的生物膜技術(shù)的外表通常呈現(xiàn)粘液狀，而且在大自然中也有生物膜，它們處于生物的下面，如細(xì)菌、藻類(lèi)、真菌等等，發(fā)揮著天然的凈化作用。目前，國(guó)外對(duì)于河道治理的生物膜技術(shù)處于對(duì)填充材料的研究階段，流行的生物膜法是利用礫間接觸氧化法和利用生物活性炭填充柱法等等，調(diào)料的做法很大程度上增大了表面積，進(jìn)而能夠承載非常多的微生物。3.1.2 植物凈化與修復(fù)

植物能夠?qū)λw進(jìn)行凈化和修復(fù)，通過(guò)植物對(duì)污染水體的吸收、吸附以及微生物作用等功能凈化水質(zhì)。通常水體植物包括挺水型，水底型，飄浮型和葉面膚水型，例如蘆葦、浮萍、狐尾藻、分演練等等，對(duì)污染水體的治理包括利用濕地、利用水底植物、生態(tài)浮島。那么，對(duì)于這些能夠?qū)ξ廴舅w進(jìn)行凈化和修復(fù)的植物的選擇與利用是目前學(xué)者們的興趣所在，學(xué)者李通過(guò)調(diào)查研究，得出蘆葦浸出葉對(duì)蛋白核小球藻對(duì)污染有很好的抑制功能，能夠達(dá)到百分之百的抑制。還有報(bào)道稱(chēng)水葫蘆能夠去除污染水質(zhì)中的COD、TN、NO2-N、TP，可以去除50%。也有很多研究者在努力開(kāi)發(fā)新的治理品種，針對(duì)不同地區(qū)做出不同的分析研究，以期更好的服務(wù)于河道黑臭問(wèn)題的治理。而植物的凈化和修復(fù)技術(shù)已經(jīng)被大范圍地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢水、生活污水的治理。

3.1.3 微生物修復(fù)

微生物對(duì)污水有很好的凈化作用。微生物修復(fù)技術(shù)利用特殊的載體對(duì)菌種進(jìn)行培育、馴化與富集來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；捎玫姆椒ㄖ饕猩锬し?、微生物菌劑法以及促生劑法等，對(duì)該方面的研究大多圍繞細(xì)菌的培育、挑選、數(shù)量與清除成果，如張學(xué)者等人利用優(yōu)勢(shì)復(fù)合菌劑對(duì)西洋河的黑臭河道進(jìn)行治理，研究得出菌劑對(duì)污水里的COD、NH3-H、TP等元素消滅率高達(dá)80%以上。此外，菌劑還能與植物結(jié)合使用而達(dá)到相似的效果，例如根際桿菌通常是依附在植物而生長(zhǎng)，相比較而言，微生物應(yīng)是提高水體質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。生物促生劑是借用藥品來(lái)增加微生物，進(jìn)而達(dá)到凈化水體的目的。促生劑的使用能夠提供菌種的生長(zhǎng)環(huán)境，從而增加微生物的數(shù)量和抵抗力，它通過(guò)噴灑、泥底注射等方式投入使用，特點(diǎn)是可以應(yīng)用于各種類(lèi)別的污染水體。

3.2 生態(tài)草技術(shù)

生態(tài)草技術(shù)通過(guò)利用仿生學(xué)設(shè)計(jì)的新型的凈化技術(shù)，該技術(shù)的種源是人工的菌群和天然的菌群，在發(fā)達(dá)國(guó)家得到了很好的應(yīng)用而且效果顯著。這種技術(shù)由細(xì)繩狀生態(tài)填料、仿生的生態(tài)草以及阿克曼生態(tài)基等組成，而且新填料也逐漸出現(xiàn)，新填料的載菌作用大大增強(qiáng)，能夠依據(jù)菌種來(lái)定制。

4 生物修復(fù)技術(shù)的展望

在城市化進(jìn)程中，生物修復(fù)技術(shù)在黑臭河道的水體凈化與修復(fù)中被大量采用，例如生態(tài)草技術(shù)的使用，該技術(shù)的載菌功能與水體凈化修復(fù)功能有很大的提升，被大規(guī)模應(yīng)用與水體的治理中。但是隨著河道黑臭問(wèn)題的逐漸突出，相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題需要進(jìn)一步完善。在發(fā)展完善過(guò)程中，學(xué)者應(yīng)該重點(diǎn)研究以下幾點(diǎn)：①要一切從實(shí)際出發(fā)，對(duì)城市黑臭河道治理要分析當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，再結(jié)合相關(guān)技術(shù)有針對(duì)性地采取治理措施，做到對(duì)癥下藥，因?yàn)槊總€(gè)地區(qū)午睡的性質(zhì)不同，污染來(lái)源不同，因此不能盲目地采取一致性的技術(shù)手段。②要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，努力研究與開(kāi)發(fā)新的共性修復(fù)技術(shù)，進(jìn)而加強(qiáng)技術(shù)的適應(yīng)性，減少技術(shù)成本。生物修復(fù)技術(shù)中微生物的挑選與植物的挑選對(duì)黑臭河道水質(zhì)的凈化有直接的影響，因此也要格外重視挑選環(huán)節(jié)，嚴(yán)格挑選出適宜于具體水域的技術(shù)方法。③處于初步探索階段的生物修復(fù)技術(shù)目前還沒(méi)有完備的評(píng)估體系，在今后的研究中要加強(qiáng)評(píng)估體系的完善工作，進(jìn)一步規(guī)范污水修復(fù)與凈化的治理環(huán)節(jié)，以期更好地服務(wù)于水質(zhì)治理。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)分析可知，目前生物修復(fù)技術(shù)在河道黑臭問(wèn)題的治理上意義重大，該技術(shù)手段對(duì)河道污水治理能以環(huán)保為落腳點(diǎn)，對(duì)部分水體小而流通不大的黑臭河道治理有較好的作用。而且，生物修復(fù)技術(shù)在朝著多元學(xué)科協(xié)作的方向靠攏，如生物學(xué)、新材料與基因工程學(xué)等學(xué)科。通過(guò)學(xué)科間的協(xié)作，不久的將來(lái)該技術(shù)在河道污水處理中能夠發(fā)揮更好的作用。