復合微生物菌劑在丹陽市鶴溪河治理中的應用

劉志剛 戴志東 吳向陽 吳智仁

（1江蘇大學環(huán)境與安全工程學院 江蘇鎮(zhèn)江 212013 2江蘇大學環(huán)境健康與生態(tài)安全研究院 江蘇鎮(zhèn)江 212013 3丹陽市環(huán)境生態(tài)修復生物技術(shù)中心 江蘇丹陽 212300 4江蘇東南生物科技有限公司 江蘇丹陽 212300）

引言

河道作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有提供水源、防洪排澇交通運航、調(diào)節(jié)氣候和消減污染等生態(tài)環(huán)境效應，然而隨著我國工業(yè)和農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展以及人口的不斷增長，造成我國河道嚴重污染和生態(tài)系統(tǒng)失衡[1]，因此，解決河道水環(huán)境問題已成為當下亟待解決的關(guān)鍵任務之一。

目前污染河道的治理與修復主要以污染源控制、水質(zhì)凈化和水生態(tài)修復為目標，以“截污-減負-凈化-修復”作為污染河流水環(huán)境質(zhì)量改善的總體思路[2]，根據(jù)應用原理的不同可分為：物理法[3,4]、化學法[5]和生物法[6,7]，但這些方法存在治理類型單一、投資成本高和二次污染嚴重等問題，常常達不到滿意的去除效果。

近年來，復合微生物技術(shù)的開發(fā)和應用不僅克服了傳統(tǒng)治理方法的弊端，還可以因地制宜選用土著功能微生物治理河道，保護當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境不受破環(huán)[8,9]。因此，以丹陽市鶴溪河為例，探索復合微生物菌劑對鶴溪河水體中高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷的降解效果，為提升河道水質(zhì)，解決河道水環(huán)境污染提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 工程概況

本研究主要對丹陽市西起丹金溧漕河，經(jīng)過導墅鎮(zhèn)、蔣墅鎮(zhèn)最終進入常州市境內(nèi)的鶴溪河實施修復工程。該治理段污水主要源于周邊日常生活污水、農(nóng)業(yè)面源污染和工業(yè)廢水，水質(zhì)指標見表1。

表1 新河取樣點水質(zhì)背景值

1.2 復合微生物菌劑

實驗采用的復合微生物菌劑由江蘇東南生物科技有限公司和丹陽市環(huán)境生態(tài)修復生物技術(shù)中心提供，是根據(jù)河水污染特性，將螢光假單胞桿菌、鏈桿菌、白地霉、巨大芽抱桿菌、云芝栓孔菌、施氏假單胞菌、產(chǎn)阮假絲酵母等菌種按比例優(yōu)化富集而成，有效活菌數(shù)≥9×108，經(jīng)南京醫(yī)科大學毒性實驗和多年實踐應用，表明其無毒無副作用。復合微生物菌劑以原菌方式貯存，擴大培養(yǎng)后可快速適應河道污染水體。

1.3 水質(zhì)監(jiān)測方法

采用國家標準分析方法，COD采用酸性高錳酸鉀法測定（GB11892-1989），NH3-N采用納氏試劑分光光度計法測定（GB/T7479-1987），TP采用鉬酸銨分光光度法測定（GB/T11893-1989）。

2 結(jié)果與討論

自2017年3月至2017年5月對鶴溪河投加復合微生物菌劑過程中，對鶴溪河高錳酸鹽指數(shù)（CODmn），氨氮（NH3-N）和總磷（TP）進行定期監(jiān)測。

2.1 高錳酸鹽指數(shù)

鶴溪河北環(huán)橋和鶴溪河橋兩個監(jiān)測點的高錳酸鹽指數(shù)小于10mg/L，屬于地表Ⅳ類水范疇。在整個治理期間，兩個監(jiān)測點的高錳酸鹽指數(shù)呈下降-上升-下降的變化趨勢，第24 d時高錳酸鹽指數(shù)降到最低，去除率分別達到53.28%和58.42%，這是因為復合微生物菌劑對河水中可降解物質(zhì)的分解，但隨著復合微生物菌劑中菌種隨河水的遷移及死亡，以及治污過程未采取截污措施，第30 d和36 d的水質(zhì)檢測結(jié)果顯示兩處的高錳酸鹽指數(shù)有回升現(xiàn)象，并于第36 d復投復合微生物菌劑，第42 d時的高錳酸鹽指數(shù)已呈下降趨勢，北環(huán)橋和鶴溪河橋兩個監(jiān)測點的高錳酸鹽指數(shù)較第36 d降低30.09%和10.31%，說明復合微生物菌劑對高錳酸鹽指數(shù)的去除具有一定的作用。

圖1 CODmn濃度和去除率隨時間變化

2.2 氨氮

北環(huán)橋和鶴溪河兩處監(jiān)測點數(shù)據(jù)表明，河水氨氮含量較高，分別超Ⅴ類水標準43%和26.5%，屬劣Ⅴ類水。由圖2可知，投加復合微生物菌劑后，北環(huán)橋和鶴溪河橋兩處的氨氮濃度呈下降-上升-下降的變化趨勢，治理期間，氨氮最高去除率達到85.69%，說明復合微生物菌劑對氨氮去除效果顯著。因復合微生物菌劑中菌種隨河水的遷移及死亡，北環(huán)橋和鶴溪河橋兩處第36 d的氨氮濃度較第24 d分別回升82.98%和75.68%，因此，第36 d復投復合微生物菌劑，第42 d時北環(huán)橋和鶴溪河橋兩個監(jiān)測點的氨氮較第36 d降低33.72%和29.23%，氨氮去除率恢復至80%以上，說明復合微生物菌劑對氨氮具有較好的去除效果。

圖2 NH3-N濃度和去除率隨時間變化

2.3 總磷

鶴溪河總磷濃度小于0.4mg/L，屬Ⅴ類水，經(jīng)42d的復合微生物菌劑治理，總磷濃度小于0.2mg/L，屬Ⅲ類水。由圖3可知，北環(huán)橋和鶴溪河橋兩處的總磷濃度變化趨勢與高錳酸鹽指數(shù)和氨氮相似，投加復合微生物菌劑后，總磷濃度呈下降-上升-下降的變化趨勢，第24 d時北環(huán)橋和鶴溪河橋兩處的總磷去除率分別為59.06%和65.33%，但在第24 d至36d期間，因有外源污染匯入及復合微生物菌劑中菌種隨河水的遷移及死亡，導致總磷濃度回升，第36 d復投復合微生物菌劑后，兩處監(jiān)測點的總磷濃度繼續(xù)呈下降趨勢，經(jīng)過42 d的處理，總磷去除率分別恢復到38.75%和34.67%，說明復合微生物菌劑對總磷具有一定的去除效果。

圖3 TP濃度和去除率隨時間變化

結(jié)語

（1）復合微生物菌劑可以有效降低河道中高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷濃度，但要根據(jù)各指標的變化趨勢復投復合微生物菌劑，防止因有外源污染匯入及菌劑隨河水的遷移和死亡引起的河道水質(zhì)反復。

（2）投加復合微生物菌劑治理河道期間，北環(huán)橋和鶴溪河橋兩處的高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷的最大去除率分別達到58.42%、85.69和65.33%，表明復合微生物菌劑對河道中高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷具有較好去除作用，適應當下河道治理難以實現(xiàn)徹底截污的現(xiàn)狀。