生物修復(fù)技術(shù)在黑臭河道治理中的應(yīng)用

徐龍?jiān)?/p>

（江蘇省水利建設(shè)工程有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225002）

當(dāng)前城市建設(shè)發(fā)展過(guò)程中不僅高度重視經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還將環(huán)境保護(hù)擺在重要位置，尤其是生態(tài)城市理念提出后，加強(qiáng)水污染、大氣污染、土壤污染治理成為城市可持續(xù)發(fā)展關(guān)注的重點(diǎn)。對(duì)于水污染治理來(lái)說(shuō)，黑臭河道治理是主要對(duì)象之一，然而長(zhǎng)期以來(lái)由于技術(shù)方面的缺陷導(dǎo)致黑臭河道治理效果欠佳，新時(shí)期生物修復(fù)技術(shù)憑借其顯著優(yōu)勢(shì)成為黑臭河道治理的主要技術(shù)，有效改善城市水生態(tài)環(huán)境，營(yíng)造人與自然和諧共生的局面，以下進(jìn)行相關(guān)分析。

一、水生態(tài)修復(fù)技術(shù)概述

在當(dāng)前的城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)過(guò)程中河道生態(tài)治理受到廣泛關(guān)注，生態(tài)修復(fù)技術(shù)就是對(duì)已經(jīng)被破壞的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)，分解環(huán)境內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成，對(duì)分解后的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化處理。在水體當(dāng)中需要利用植物自身的凈化作用，不過(guò)植物的生長(zhǎng)速度不可控，需要通過(guò)生態(tài)修復(fù)技術(shù)促進(jìn)植被生長(zhǎng)，解決河道黑臭現(xiàn)象[1]。

二、黑臭河道出現(xiàn)的原因

黑臭河道在城市生態(tài)修復(fù)中是重要環(huán)節(jié)，而城市推動(dòng)生態(tài)建設(shè)也必須將黑臭河道治理作為重點(diǎn)，通常黑臭河道在人口密集區(qū)域較多。河道內(nèi)的水體流通不暢以及污染物質(zhì)的累積就會(huì)導(dǎo)致黑臭河道出現(xiàn)，比如河道內(nèi)存在大量工業(yè)生產(chǎn)中鐵、錳等金屬元素以及硫元素，在氧氣缺乏的條件下會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成硫酸亞鐵或者硫酸亞錳，這些都是導(dǎo)致黑臭河道出現(xiàn)的重要物質(zhì)。與此同時(shí)，水體中的無(wú)機(jī)物在氧化分解后好氧速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)氧氣恢復(fù)速度，導(dǎo)致水體氧氣缺乏，之后微生物自然分解形成氨氣、甲烷、硫化氫等臭味氣體。黑臭河道出現(xiàn)的原因主要在于工業(yè)生產(chǎn)排放的廢水、廢渣和居民生活廢水，還與河道水流有機(jī)負(fù)荷微生物自然分解有關(guān)，通過(guò)分析黑臭河道污染成因有利于采取相關(guān)措施進(jìn)行修復(fù)，重新?tīng)I(yíng)造良好的生態(tài)環(huán)境[2]。

三、黑臭河道帶來(lái)的危害

黑臭河道的出現(xiàn)會(huì)嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境，比如城市河道周邊建筑生活在群眾受黑臭河道散發(fā)的氣味會(huì)對(duì)正常生活造成影響。一方面會(huì)破壞人們愉悅的心情，另一方面，氣體中的氨氣、硫化氫以及細(xì)菌會(huì)影響人體健康，比如吸入氣體會(huì)導(dǎo)致惡心、嘔吐、厭食等反應(yīng)。長(zhǎng)期受黑臭河道氣味影響的人們會(huì)出現(xiàn)精神萎靡、神經(jīng)衰弱等情況，而飲用水一旦受到污染將進(jìn)一步影響人們健康，破壞人們的內(nèi)分泌系統(tǒng)。與此同時(shí)，河道中的氧氣供應(yīng)不足會(huì)導(dǎo)致水域中的魚類、蝦類、浮游生物大量死亡，如果工業(yè)企業(yè)將生產(chǎn)的廢水排入河道內(nèi)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的殺蟲劑排入河道將消滅河道中微生物。此外，黑臭河道會(huì)破壞城市形象，所以城市河道污染治理迫在眉睫[3]。

四、生物修復(fù)技術(shù)在黑臭河道治理中的應(yīng)用

通過(guò)分析我國(guó)黑臭河道情況發(fā)現(xiàn)，城市與農(nóng)村的污染源存在差別，所以需要區(qū)別對(duì)待。在城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)的背景下，為了給人們營(yíng)造更加健康、舒適的生活環(huán)境，需要發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)保證水生態(tài)系統(tǒng)不受到破壞，本文重點(diǎn)分析城市黑臭河道的修復(fù)，當(dāng)前主要技術(shù)性措施如下：

（一）微生物凈化技術(shù)

1.微生物修復(fù)

需要在受到污染的黑臭河道當(dāng)中放入有利于微生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，起到修復(fù)河道作用。微生物可以起到凈化污水的作用，主要是借助特殊的載體培育和富集菌種。有研究發(fā)現(xiàn)，菌劑和植物結(jié)合能夠有效消除水體中的有害物質(zhì)，比如根際桿菌主要是附著在植物表面生長(zhǎng)并修復(fù)受污染河道。

2.創(chuàng)造有利環(huán)境

將卵石、木材放入河道當(dāng)中為微生物生長(zhǎng)和棲息提供良好環(huán)境，還可以采用底泥注射的方法，該方法易于操作不僅用于河道治理，還廣泛用于農(nóng)業(yè)種植當(dāng)中[4]。

3.微生物投放技術(shù)

通過(guò)外界培育大量微生物菌種，之后投放到黑臭河道內(nèi)可以起到良好效果，目前微生物投放技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖當(dāng)中應(yīng)用較廣。用于被污染的水體當(dāng)中可以快速降解污染物質(zhì)，提升水體凈化能力，主要應(yīng)用的微生物制劑包括微生物菌群以及生物活性液，比如投放微生物菌劑之前要進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)，做好篩選工作，還要制定預(yù)防措施，通過(guò)與植物凈化處理手段的合理搭配，還能夠進(jìn)一步提升黑臭河道凈化處理效果，為微生物提供生存環(huán)境，主要是添加微生物促生劑，以此為微生物繁殖提供良好環(huán)境。

4.生物促生技術(shù)

該技術(shù)有利于促進(jìn)微生物自然降解，營(yíng)造更適合微生物生長(zhǎng)的水體環(huán)境，并且能夠增強(qiáng)黑臭河道自凈能力，分解污染物質(zhì)。

5.生物膜法

該技術(shù)將微生物附著在物體表面，然后放入受污染的河道當(dāng)中，微生物會(huì)吸取有機(jī)物當(dāng)中的養(yǎng)分，達(dá)到水體凈化目標(biāo)。生物膜技術(shù)的常見(jiàn)形式為生態(tài)浮床或者人工浮島，借助植被根系在河道內(nèi)物形成根系網(wǎng)絡(luò)，由此吸附懸浮物，形成生物膜。之后將生物膜作為載體吞噬污染物質(zhì)，轉(zhuǎn)化成根系所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，也可以通過(guò)卵石粘貼生物膜吸附污染物。生物活性炭?jī)艋ㄒ彩侵饕纳锬ば迯?fù)方法，可以對(duì)河道當(dāng)中的有益物質(zhì)提取，通常生物膜法用于較小的河道。

6.生態(tài)草技術(shù)

該技術(shù)借助仿生學(xué)，是一種全新的凈化技術(shù)，借助天然的菌群和人工菌群達(dá)到凈化效果，當(dāng)前在發(fā)達(dá)國(guó)家得到了有效應(yīng)用。生態(tài)草技術(shù)的組成部分主要包括仿生生態(tài)草、細(xì)繩狀態(tài)填料、阿克曼生態(tài)基，并且近年來(lái)新的填料得到研發(fā)，可以根據(jù)菌種加以應(yīng)用[5]。

（二）水生植物凈化與修復(fù)技術(shù)

對(duì)于水生植物凈化和修復(fù)技術(shù)來(lái)說(shuō)，就是把吸收性能良好的植被種植于河道當(dāng)中，進(jìn)而對(duì)河道內(nèi)的水質(zhì)起到改善作用，這些植物的吸附性能良好，其中主要包括浮葉植被、漂浮植被、挺水植被和沉水植被，比如蘆葦、浮萍、狐尾藻，其中蘆葦浸出葉對(duì)蛋白核小球藻可以抑制有害物繁殖，還有研究發(fā)現(xiàn)水葫蘆可以將水體中化學(xué)需氧量，總氮去除接近50%。不管種植哪類植被都能在一定程度上降解或者沉淀污染物，提升水質(zhì)。當(dāng)前在城市水體進(jìn)化研究方面進(jìn)行了大量植被的培育，要求根據(jù)黑臭河道實(shí)際情況進(jìn)行植被選擇，制定科學(xué)的進(jìn)化方案，由此達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

（三）生態(tài)工程綜合性修復(fù)

通過(guò)具體分析河道治理實(shí)際情況和地理環(huán)境可以綜合選擇直線化、規(guī)?；蛘哂操|(zhì)化的設(shè)計(jì)方式，以此達(dá)到黑臭河道治理和修復(fù)目標(biāo)。河道生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)單一變化會(huì)對(duì)河流環(huán)境治理效果產(chǎn)生影響，所以在黑臭河道治理期間需要改變河流基本形態(tài)，發(fā)揮其排澇防洪的作用。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行河流多樣化設(shè)計(jì)，也就是在黑臭河道治理期間改變河流動(dòng)力學(xué)，要求進(jìn)行河流水系統(tǒng)互聯(lián)工程的設(shè)計(jì)，然后打通河流，并根據(jù)河流地形與周邊環(huán)境制定人工調(diào)水方案，提升飲水工程設(shè)計(jì)的規(guī)范性，促進(jìn)河流水源的補(bǔ)充。當(dāng)前生態(tài)修復(fù)技術(shù)在生態(tài)河堤建設(shè)過(guò)程中可以配合水生植物的生長(zhǎng)，以此打造生態(tài)化河流，再如投放水生物也能夠起到凈化黑臭河道生態(tài)系統(tǒng)的作用。

（四）多功能的生態(tài)工程修復(fù)技術(shù)

在黑臭河道治理過(guò)程中，方案設(shè)計(jì)需要考慮河道生態(tài)環(huán)境，要求把城市河道設(shè)計(jì)為河道凈化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自然景觀和原始生物類群體的結(jié)合，提升不同生物的共存性。所以說(shuō)該技術(shù)主要是通過(guò)載體固定的方式處理有害微生物，通過(guò)河道地塊培養(yǎng)水深植物，提升河道凈化能力的同時(shí)降低微生物的有害作用。

（五）底泥生物氧化技術(shù)

河道底部覆蓋了大量的底泥生物，這些生物有著氧化功能。生物修復(fù)技術(shù)就是對(duì)微生物數(shù)量加以利用，然后投放適宜微生物繁殖的藥物，以此增加微生物數(shù)量，發(fā)揮其氧化功能，降低黑臭河道當(dāng)中有機(jī)物含量。

（六）營(yíng)造生物群落多樣性

通過(guò)前期生物修復(fù)技術(shù)的綜合利用水質(zhì)得到有效改善，使得城市河道內(nèi)部形成較為穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，為了進(jìn)一步優(yōu)化水環(huán)境和實(shí)現(xiàn)生物群落多樣性，需要通過(guò)人工手段在河道中投放不同類型的水生生物，其中包括魚類、蝦類、河蚌等，由此形成完整的食物鏈，通過(guò)不斷繁殖促進(jìn)水體凈化，提升生態(tài)系統(tǒng)防御水平。

五、黑臭河道治理中生物技術(shù)發(fā)展注意事項(xiàng)

當(dāng)前生物修復(fù)技術(shù)主要密切結(jié)合復(fù)雜性以及系統(tǒng)性的工程，由此進(jìn)一步提升城市黑臭河道的治理效果。不過(guò)當(dāng)前依然存在著不足，需要通過(guò)以下措施改進(jìn)：一方面，在黑臭河道治理過(guò)程中要求堅(jiān)持因地制宜的原則，也就是根據(jù)河道實(shí)際情況制定修復(fù)措施，要求聘請(qǐng)生物學(xué)專家、地質(zhì)專家全面掌握水質(zhì)情況、地質(zhì)環(huán)境對(duì)生物修復(fù)技術(shù)加以選擇和利用。與此同時(shí)需要組建研究小組，總結(jié)不同地區(qū)黑臭河道治理的經(jīng)驗(yàn)，并加以推廣；另一方面需要對(duì)加強(qiáng)宣傳，提升人們對(duì)生物修復(fù)技術(shù)的認(rèn)識(shí)，也有利于提升人們的環(huán)保意識(shí)。此外，黑臭河道治理期間需要全面分析其中的污染物質(zhì)類型，如果與原有類型不一致需要進(jìn)一步處理，要求結(jié)合實(shí)際情況研究微生物，并且在黑臭河道治理期間所運(yùn)用的微生物需要對(duì)水體環(huán)境產(chǎn)生積極影響，如果成效不明顯需要考慮其它措施，因此我國(guó)需要在微生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用方面制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[6]。

六、生物修復(fù)技術(shù)發(fā)展展望

進(jìn)行黑臭河道治理的過(guò)程中，通過(guò)生物修復(fù)技術(shù)能夠平衡河道治理以及環(huán)境污染之間的關(guān)系，解決以往化學(xué)處理方法導(dǎo)致的二次污染問(wèn)題。整體看來(lái)，生物修復(fù)技術(shù)類型多、復(fù)雜性強(qiáng)，而黑臭河道的污染治理是一項(xiàng)龐大工程。該背景下需要高度重視生物膜修復(fù)技術(shù)的價(jià)值，因地制宜地采取修復(fù)技術(shù)方案，并且加強(qiáng)探索和創(chuàng)新。比如分析黑臭河道有害物質(zhì)之后與相關(guān)技術(shù)搭配應(yīng)用，特別是要應(yīng)用植物修復(fù)技術(shù)形成多元修復(fù)體系。比如生態(tài)草技術(shù)的應(yīng)用有效提升了水體凈化修復(fù)功能以及載菌能，可以被大規(guī)模用于水體治理當(dāng)中。不過(guò)黑臭河道的問(wèn)題較為突出，目前在微生物和植物選擇方面還在探索，需要繼續(xù)加強(qiáng)研究提升黑臭河道污染治理的效果，比如研究共性修復(fù)技術(shù)，在保證河道治理效果的同時(shí)，降低技術(shù)成本[7]。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)微生物修復(fù)技術(shù)在黑臭河道治理過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用，在實(shí)際治理過(guò)程中，要求結(jié)合黑臭河道的具體情況，參考水體污染程度，減少工業(yè)廢水、生活廢水以及化學(xué)藥品的排放量，尤其是部分小型河道的水體流動(dòng)性較差，通過(guò)合理選擇生物修復(fù)技術(shù)可以起到顯著效果，為人們營(yíng)造更加健康，舒適的生活環(huán)境。