“5SSK-A&S”生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

姜學(xué)霞 呂健 謝春生 吳賢格

摘? 要：水體富營養(yǎng)化和黑臭是城市水環(huán)境面臨的重要生態(tài)問題，高效又經(jīng)濟(jì)的治理技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用迫在眉睫。基于生態(tài)健康人居理念的“5SSK-A&S”地表水生態(tài)治理與生態(tài)修復(fù)技術(shù)在水污染治理中的應(yīng)用表明這一技術(shù)具有可推廣性，為城市景觀水體的富營養(yǎng)化和黑臭治理提供了解決途徑。

關(guān)鍵詞：“五色時(shí)空”;富營養(yǎng)化;黑臭水體;生態(tài)修復(fù)

中圖分類號(hào)：X171.4? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著城市化及工業(yè)化程度的加快，過度排放的生活和工業(yè)污水使城市水體富營養(yǎng)化加劇，嚴(yán)重污染時(shí)會(huì)引起水體發(fā)黑發(fā)臭，形成黑臭水。城市水體富營養(yǎng)化已成為困擾世界各國的主要環(huán)境問題之一，是水質(zhì)管理必須解決的問題，這些都依賴于環(huán)境治理技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新發(fā)展。

1 城市水體污染的危害及治理的必要性

城市水體的污染類型主要是富營養(yǎng)化，嚴(yán)重時(shí)形成黑臭現(xiàn)象。富營養(yǎng)化是指水體中N、P等營養(yǎng)鹽的富集而引起水質(zhì)污染的現(xiàn)象。由于營養(yǎng)鹽的輸入輸出失去平衡性，從而導(dǎo)致水生生態(tài)系統(tǒng)物種分布失衡，造成單一物種瘋長，促使藍(lán)綠藻暴發(fā)，導(dǎo)致水質(zhì)堿性化，藍(lán)綠藻污染遮擋了陽光對水體的照射，使被稱為水下森林的沉水植物無法生存，水體也失去了大量氧氣來源，影響水生動(dòng)物的生存，破壞了系統(tǒng)的物質(zhì)與能量的流動(dòng)，造成藻類、植物、浮游生物、水生物和魚類衰亡甚至絕跡的水體污染。而黑臭是水污染的一種極端現(xiàn)象，指水體呈黑色，有刺激性氣味，能引起人們的不適或厭惡，本質(zhì)上是由水體中有機(jī)物發(fā)生厭氧分解而產(chǎn)生的。當(dāng)厭氧微生物成為優(yōu)勢菌，有機(jī)物就會(huì)腐敗、發(fā)酵，分解為惡臭、揮發(fā)性小分子的化合物，如甲烷、硫化氫、胺等上萬種致臭物質(zhì)，它們從水面逸出進(jìn)入大氣產(chǎn)生臭味，黑臭水體會(huì)危害人類的生活和健康。究其根源，是人口增加、城市化發(fā)展以及旅游城市的開發(fā)導(dǎo)致的，尤其是對于自凈能力有限又處于人群聚居城市中的淺水型人工湖泊，更易遭受污染，這就是我國城市水體污染的主要形成原因，其治理方案應(yīng)該因地制宜，做好短期、中期和長期的規(guī)劃和管理。根據(jù)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的目標(biāo)，2030年我國城市建成區(qū)內(nèi)的黑臭水體總體達(dá)到治理完成。由因此研發(fā)費(fèi)用低、耗時(shí)短，生態(tài)恢復(fù)效果好的技術(shù)是當(dāng)下國內(nèi)外環(huán)境污染治理領(lǐng)域的熱點(diǎn)技術(shù)追求。

2 “5SSK-A&S”生態(tài)修復(fù)技術(shù)原理

地表水生態(tài)治理與生態(tài)修復(fù)工程“5SSK-A&S”技術(shù)是“五色時(shí)空”團(tuán)隊(duì)在多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中摸索出來的高效生態(tài)保育模式，該項(xiàng)技術(shù)是通過對江河湖庫地表水污染控制、水流量和水流態(tài)的調(diào)節(jié)以及對底床淤泥和岸坡的形態(tài)結(jié)構(gòu)改造，實(shí)現(xiàn)江河湖庫原址原位消除地表水發(fā)黑發(fā)臭現(xiàn)象，重構(gòu)江河湖庫地表水生態(tài)系統(tǒng)的自然清澈潔凈狀態(tài)的綜合生態(tài)修復(fù)技術(shù)。這門技術(shù)近十年來分別在封閉性的和開放性的湖泊及黑臭水體上等九種不同污染類型的地表水生態(tài)治理與生態(tài)修復(fù)工程上的應(yīng)用，工程質(zhì)量均達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838—2002）Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。利用生物方法修復(fù)黑臭水體是當(dāng)前比較有發(fā)展前景的修復(fù)技術(shù)，主要利用微生物代謝轉(zhuǎn)化降解有機(jī)污染物，達(dá)到水體凈化的目的。其中生物修復(fù)技術(shù)分為直接向黑臭水體投加外來微生物菌劑來降解污染物，稱為接種微生物技術(shù)，和通過曝氣、投加微生物促生劑或營養(yǎng)劑等，刺激土著微生物的生長和代謝來降解污染物，稱為培養(yǎng)土著微生物技術(shù)?！?SSK-A&S”技術(shù)通過定制生物技術(shù)，修復(fù)底泥，構(gòu)建水體生態(tài)系統(tǒng)工程，創(chuàng)造性地運(yùn)用自然界微生物“5SSK-EP”定制技術(shù);自然界水生植物“5SSK-AP”改良技術(shù);自然界水生動(dòng)物“5SSK-AA”操縱技術(shù);地表水生態(tài)系統(tǒng)“5SSK-BE”修復(fù)技術(shù)等，構(gòu)建水生植物-水生動(dòng)物-微生物食物鏈，完成水體生態(tài)系統(tǒng)的培育，通過促進(jìn)生物高效降解污染物來抑制腐敗菌的增殖、提高水生生物的多樣性，進(jìn)而恢復(fù)其生態(tài)功能，這一技術(shù)在湖泊水體的富營養(yǎng)化和黑臭治理中的巨大潛力已被充分認(rèn)識(shí)、開發(fā)和利用。

3 “5SSK-A&S”生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用案例

“5SSK-A&S” 生態(tài)修復(fù)技術(shù)的成功案例之一是應(yīng)用于肇慶七星巖·里湖的生態(tài)修復(fù)。首先項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對七星巖·里湖湖水溶解氧、透明度及富營養(yǎng)成分等影響湖水質(zhì)量因子進(jìn)行了調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)七星巖·里湖水呈地表水為V類水質(zhì)，水的透明度平均0.7 m，水色呈黃綠色，局部帶有輕度腥臭味。接下來通過污染查勘與處理，施工排水、底泥處理，生物系統(tǒng)設(shè)計(jì)和配置以及生態(tài)保育和維護(hù)幾個(gè)環(huán)節(jié)的工程開展，短短3個(gè)月的時(shí)間水質(zhì)達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，水體沉水植物的覆蓋率60%以上，水中有少量魚、蝦、螺、貝等，形成完整的水生態(tài)系統(tǒng)食物鏈，水體恢復(fù)清澈，提升了觀感和生態(tài)功能，得到了社會(huì)認(rèn)可（http：//www.sohu.com/a/237391444_155724））。本項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)拓展到七星巖其他子湖的生態(tài)修復(fù)中，目前，針對七星巖子湖數(shù)目多又營養(yǎng)化污染程度不盡相同的現(xiàn)狀，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)了適應(yīng)于七星巖水體生態(tài)修復(fù)的“一子湖一方案”的特效技術(shù)并已經(jīng)開展實(shí)施，并在過程中不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，降低成本，為實(shí)際工程開展提供解決途徑。“5SSK-A&S”生態(tài)修復(fù)技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)肇慶星湖5A景區(qū)目標(biāo)提供了科技支持，也為當(dāng)下城市湖泊水體得富營養(yǎng)化治理提供技術(shù)支持。

“5SSK-A&S”生態(tài)修復(fù)技術(shù)在城市黑臭水體治理中的典型案例是肇慶市景藍(lán)干渠黑臭水體治理項(xiàng)目，該河段水體流動(dòng)性較差，水體呈土黃色、渾濁，水面漂浮較多垃圾和油膜，處理前期水體帶有惡臭氣味，嚴(yán)重影響周邊居民的生活。水質(zhì)檢測結(jié)果為氨氮：32.8? mg/L，總磷：2.95? mg/L，化學(xué)需氧量：99? mg/L，為劣V類水質(zhì)。利用黑臭河道“5SSK-EPBR”生態(tài)治理技術(shù)（“五色時(shí)空”-促效微生物群落間歇式活化污泥工藝），結(jié)合“5SSK-EP”微生物定制技術(shù)與“5SSK-BR”生化技術(shù)，在河道明渠上游（進(jìn)水）、中游（曝氣、沉淀）、下游（排水）和植物凈化（待機(jī)）5個(gè)基本工序組成，經(jīng)過針對性的生化治理后，氮磷和化學(xué)需氧量均下降，水體呈淡黃色，刺激性氣味減弱治理初見成效，水生植物大量繁殖，已具備一定的自凈能力，經(jīng)過曝氣和微生物投放后，水體微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化，優(yōu)勢菌從高降解有機(jī)物能力的黃桿菌到氮轉(zhuǎn)化能力的硝化桿菌再到多樣化的放線菌、柵藻屬等細(xì)菌類型的轉(zhuǎn)變，體現(xiàn)出生態(tài)修復(fù)工程的實(shí)施水質(zhì)變化和微生物的相互影響，微生物群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定是水體生態(tài)系統(tǒng)是否平衡的重要指標(biāo)，項(xiàng)目驗(yàn)收時(shí)的氨氮降低到6.55 mg/L，溶解氧含量升到9.1 mg/L，氧化還原電位為74 mV，水質(zhì)去除黑臭明顯，透明度增加，項(xiàng)目進(jìn)入為期2年的生態(tài)保育階段。

4 結(jié)語

城市水體污染和治理是城市化發(fā)展帶來的負(fù)效應(yīng)，不僅破壞了生態(tài)平衡，更直接威脅到人類的健康?！?SSK-A&S”生態(tài)修復(fù)技術(shù)研發(fā)的一系列先進(jìn)的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，構(gòu)建了生物多樣性的水體生態(tài)系統(tǒng)，從而使水體達(dá)到自凈的生態(tài)效果，這種高效、有針對性的創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)和實(shí)踐應(yīng)用為城市水污染問題的解決提供了重要的方法和途徑。

參考文獻(xiàn)

[1]湯紹紅.閩南地區(qū)某城市黑臭水體監(jiān)測調(diào)查與防治對策[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2017（18）：99-100.

[2]呂健.生態(tài)健康人居“五色時(shí)空”整體設(shè)計(jì)的理念和方法[J].生態(tài)科學(xué)，2011，30（S1）：93-98.

[3]唐偉，張遠(yuǎn)，王書平，等.微生物菌劑在水體修復(fù)中的應(yīng)用進(jìn)展[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào)，2019，9（2）：151-158.

[4]姜學(xué)霞.星湖水體富營養(yǎng)化的原因和防治對策[J].肇慶學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，39（5）：54-56.