生物修復(fù)技術(shù)在水環(huán)境治理中的應(yīng)用與發(fā)展

王瑋

摘 要： 在城市不斷擴(kuò)張、工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模日益增長的今天，水體污染問題變得越來越普遍，對人類生存與發(fā)展帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。在此之間加強(qiáng)對水體污染的治理修復(fù)工作變得越來越關(guān)鍵，從中合理運(yùn)用生物修復(fù)技術(shù)是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)管理工作的重心。簡要分析生物修復(fù)技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，針對水環(huán)境治理中生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用方法進(jìn)行探究分析，以期為實(shí)際工作形成參考支持。

關(guān)鍵詞： 生物修復(fù)技術(shù) 原理分析 應(yīng)用方法 環(huán)境治理

中圖分類號： X32文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號： 1679-3567（2024）05-0052-03

Application and Development of Bioremediation Technology in Water Environment Treatment

WANG Wei

Guangping County Branch， Handan Ecology and Environment Bureau， Handan， Hebei Province， 057650 China

Abstract： With the continuous expansion of cities and the increasing scale of industrial production today， water pollution is becoming increasingly common， which has a serious negative impacts on human survival and develop‐ment. Therefore， it is becoming increasingly crucial to strengthen the treatment and remediation of water pollution， and the rational use of bioremediation technology is the current focus of environmental protection management. Based on a brief analysis of the principles of bioremediation technology， this article explores and analyzes the appli‐cation methods of bioremediation technology in water environment treatment， in order to provide reference support for practical work.

Key Words： Bioremediation technology； Principle analysis； Application method； Environmental governance

我國經(jīng)濟(jì)在快速增長的過程中，對環(huán)境資源的開發(fā)應(yīng)用程度也在不斷加深，尤其在水環(huán)境質(zhì)量方面已經(jīng)出現(xiàn)了各種水體污染問題，對國民健康生活和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的影響。

相關(guān)研究顯示，通過在水環(huán)境治理工作中科學(xué)合理運(yùn)用生物修復(fù)技術(shù)，有利于進(jìn)一步改善水體污染問題，提高對水體質(zhì)量的凈化效果，在避免破壞水體平衡穩(wěn)定的前提下，為人類生活的可持續(xù)發(fā)展形成有效支持。其中，深入了解生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用原理和方法尤為關(guān)鍵，是提高技術(shù)應(yīng)用成效的重要前提條件。

1 生物修復(fù)技術(shù)原理分析

生物修復(fù)技術(shù)是20世紀(jì)70年代左右所興起的新型環(huán)境治理技術(shù)，通過應(yīng)用生物學(xué)原理，體現(xiàn)出較高環(huán)境治理效益且成本較低的應(yīng)用優(yōu)勢。該技術(shù)應(yīng)用原理在于借助某些特定微生物或植物，促進(jìn)污染物的降解與轉(zhuǎn)化，以實(shí)現(xiàn)凈化環(huán)境的目的。技術(shù)核心思想在于借助生物代謝活動(dòng)，使有機(jī)物、無機(jī)物以及重金屬等污染物轉(zhuǎn)化為無機(jī)化合物以及其他無害物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)修復(fù)水體環(huán)境、改善污染問題的目的。結(jié)合修復(fù)微生物類型和作用方式的差異，目前廣泛應(yīng)用的生物修復(fù)技術(shù)分為生物吸附技術(shù)、生物降解技術(shù)、生物轉(zhuǎn)化技術(shù)三種類型[1]。

2 水環(huán)境治理中對生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用方法探究

2.1 微生物凈化法

該凈化技術(shù)屬于生物修復(fù)技術(shù)中比較常用的應(yīng)用種類，修復(fù)能力十分強(qiáng)，且見效速度十分快。在治理水體環(huán)境質(zhì)量中，一般可以通過以下幾種類型進(jìn)行應(yīng)用。

2.1.1 微生物投放法

前期需要做好對水體污染狀況的監(jiān)測工作。結(jié)合監(jiān)測取得的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，掌握污染水體環(huán)境的污染源信息，再結(jié)合相應(yīng)污染源類型，針對性地選擇適宜的微生物菌種，所選擇的微生物菌種在污染源凈化能力方面應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)出較強(qiáng)的技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢。在科學(xué)合理選擇適宜的微生物菌種后，開展人為培育工作，以提高菌種活力水平與抵抗力狀況；在人工培育結(jié)束后將其投放于水體污染環(huán)境當(dāng)中。其中所常用的微生物菌種有硝化細(xì)菌、光合細(xì)菌等，這類修復(fù)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)域的水體污染環(huán)境中應(yīng)用廣泛[2]。

2.1.2 促生劑凈化法

在采用促生劑凈化法修復(fù)污染水體時(shí)，關(guān)鍵在于監(jiān)測水體微生物的種類和數(shù)量，并選擇合適的促生劑。這有助于提高微生物的質(zhì)量和繁殖效率，進(jìn)而增強(qiáng)其分解污染物質(zhì)的能力，提升治理效果。然而，該方法在實(shí)際應(yīng)用中面臨一些挑戰(zhàn)，如促生劑選擇的局限性和潛在的二次污染風(fēng)險(xiǎn)，限制了其廣泛應(yīng)用。

2.1.3 生物膜處理法

運(yùn)用生物膜處理法以凈化水體環(huán)境，是對水體污染進(jìn)行自我凈化的治理修復(fù)過程，可以有效清理受到污染的水體環(huán)境中的膠狀物以及其他有機(jī)污染物，通過運(yùn)用生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化設(shè)備以及生物流化床等相關(guān)技術(shù)設(shè)施治理修復(fù)水體環(huán)境，圖1為生物處理法的應(yīng)用原理[3]。

該技術(shù)可以有效清理水體環(huán)境中的無機(jī)鹽和重金屬等有害物質(zhì)、具有優(yōu)良的水體環(huán)境改善效果，生物膜處理法也被劃分為礫間接觸氧化法、排水溝接觸氧化法、生物活性炭填充柱凈化法等三種類型。

（1）礫間接觸氧化法是一種河床生物膜技術(shù)，用于凈化河水。該技術(shù)通過在河床中填充礫石作為人工介質(zhì)，以增加生物膜與河水的接觸面積。隨著河水的流動(dòng)，礫石表面的生物膜與水中的污染物進(jìn)行有效接觸和摩擦，促使污染物沉積在生物膜上。隨后，生物膜通過吸收和分解作用，達(dá)到凈化水體中污染物質(zhì)的目的。

（2）排水溝接觸氧化法通過在溝渠內(nèi)外安裝凈化設(shè)備，使用不同大小的顆粒狀礫石或塑料作為基礎(chǔ)材料，以增加與水體的接觸面積。這些材料因其較大的接觸面積和高孔隙率，易于生物膜的形成。當(dāng)河流污水流經(jīng)這些凈化裝置時(shí)，生物膜能夠吸附污染物，進(jìn)而通過微生物的作用實(shí)現(xiàn)污染物的沉淀和分解，有效減少河流中的污染物質(zhì)，提升水質(zhì)。

（3）生物活性炭填充柱凈化法利用活性炭作為凈化介質(zhì)，其表面粗糙多孔的特性使其具有優(yōu)異的微生物吸附能力。在應(yīng)用過程中，該技術(shù)結(jié)合了微生物在水體中分解有機(jī)物的生物膜效應(yīng)、活性炭的生物再生能力以及其吸附作用，共同促進(jìn)水體污染的改善和修復(fù)。

2.2 水生植物凈化法

在諸多生物修復(fù)技術(shù)中，水生植物凈化法的應(yīng)用具有較為優(yōu)良的綠色環(huán)保應(yīng)用價(jià)值，可以將水生植物凈化法劃分為生態(tài)浮島法、人工濕地法以及底泥生物氧化法等三種類型。

2.2.1 生態(tài)浮島法

生態(tài)浮島法，亦稱生態(tài)浮床法，通過在特制的浮床（浮島）上種植水生植物來凈化水質(zhì)。這些植物能有效吸收并降解水體中的污染物質(zhì)，從而達(dá)到凈化水源的目的。在應(yīng)用生態(tài)浮島法治理水體污染時(shí)，選擇合適的水生植物和充分利用水質(zhì)資源至關(guān)重要，這有助于提升微生物的活性，增強(qiáng)污染治理的效果。

為了提高治理效率，應(yīng)優(yōu)先選擇根系發(fā)達(dá)的水生植物，因?yàn)樗鼈儗ξ廴疚镔|(zhì)，尤其是氮磷化合物，具有更強(qiáng)的吸附能力。在實(shí)際操作中，需要分析水體的污染成分，精心設(shè)計(jì)浮床結(jié)構(gòu)，并合理控制日照時(shí)間，以減少藻類過度繁殖導(dǎo)致的水質(zhì)惡化，從而有效管理并提高水體的清澈度[4]。

2.2.2 人工濕地法

在采用人工濕地法進(jìn)行水體污染治理和修復(fù)時(shí)，首先需人工構(gòu)建池塘并引入受污染的水體。通過利用微生物、植物和化學(xué)物質(zhì)的綜合作用，實(shí)現(xiàn)水體環(huán)境的凈化。由于不同人工池塘的結(jié)構(gòu)和功能各異，實(shí)際應(yīng)用中需根據(jù)具體情況合理選擇凈化策略，具體分類如表1所示。根據(jù)表1可知，在實(shí)施人工濕地法凈化水體的過程中，工藝流程主要分為階梯式、折流式和復(fù)合式三種類型，每種類型都有其獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢和條件。

由于各種工藝流程和布水方式特點(diǎn)不同，在治理修復(fù)水體污染過程中，要結(jié)合受污染水質(zhì)狀況，合理地選擇工藝流程和布水方式，從而取得更好的水體污染修復(fù)治理效果。

2.2.3 底泥生物氧化法

該技術(shù)通過促進(jìn)水體底泥中微生物的繁殖，有效增加了微生物的種類與數(shù)量，有助于控制底泥中營養(yǎng)鹽的釋放，減緩水體富營養(yǎng)化。此外，該技術(shù)在管理水體富營養(yǎng)化方面表現(xiàn)出色，能夠促進(jìn)微生物與底泥中物質(zhì)的有效結(jié)合，不僅增強(qiáng)了底泥的生物氧化速度和物質(zhì)降解效率，還提高了黑臭物質(zhì)的氧化速率，有效抑制了由底泥引起的水體黑臭現(xiàn)象，從而顯著提升了水體環(huán)境的整體質(zhì)量。

2.3 水體人工增氧法

水體人工增氧法是一種通過人為手段提高水體中溶解氧含量的技術(shù)，它對于增強(qiáng)水體中微生物的代謝活動(dòng)具有顯著作用。通過增加溶解氧，該技術(shù)不僅促進(jìn)了微生物的生長速率，還顯著提升了它們對污水中有機(jī)污染物的吸收和分解能力。

這一技術(shù)在城市水體環(huán)境的修復(fù)與治理中扮演著重要角色。城市水體由于受到周邊建筑的壓迫、河流的阻斷等因素的影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)流動(dòng)性減弱、水體自凈能力下降的問題。這些水體通常較為狹窄且淺，導(dǎo)致其容量有限，容易受到嚴(yán)重污染。此外，城市水體的含鹽量往往較高，自我凈化能力較弱，這進(jìn)一步加劇了水質(zhì)惡化的風(fēng)險(xiǎn)。

針對這些問題，人工增氧技術(shù)的應(yīng)用可以有效提升水體中微生物的活性，使水體中的溶解氧保持在一個(gè)較為飽和的狀態(tài)。這一變化不僅有助于提高水體的自凈能力，還能有效改善和預(yù)防富營養(yǎng)化現(xiàn)象，即水體中營養(yǎng)物質(zhì)過剩導(dǎo)致藻類過度繁殖的問題。通過增加溶解氧，人工增氧技術(shù)還能促進(jìn)硝化細(xì)菌的活動(dòng)，從而加快將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的硝化反應(yīng)，進(jìn)一步提升水體的自凈效率。

2.4 生態(tài)護(hù)岸法

生態(tài)護(hù)岸法是一種利用河流兩岸植被來凈化水體的環(huán)境治理技術(shù)，廣泛應(yīng)用于水體環(huán)境的修復(fù)工作中。通過在河道兩側(cè)坡面上種植適量的生物植被，這種方法不僅增強(qiáng)了水體的自然凈化和自我修復(fù)能力，而且通過植被的呼吸作用增加了水體中的溶解氧，從而促進(jìn)了有害氣體的分解，提高了水體凈化的效率。

此外，通過建立水陸緩沖帶，可以減少污染物直接進(jìn)入水體，有效防止城市垃圾污染河流。緩沖帶能夠攔截大部分廢棄物，限制其進(jìn)入河流，從而降低水體污染的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步提升水體治理和修復(fù)的整體效果[5]。

3 結(jié)語

為了推動(dòng)我國社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，相關(guān)單位必須加強(qiáng)對水環(huán)境的治理和修復(fù)工作。本文對當(dāng)前水環(huán)境問題進(jìn)行了全面的分析和研究，并在此基礎(chǔ)上探討了各種生物修復(fù)技術(shù)的原理和應(yīng)用。通過對這些技術(shù)的利用，水體環(huán)境質(zhì)量能夠得到有效提升，從而進(jìn)一步提升水污染的治理成效。

參考文獻(xiàn)

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[2]羅小銳.生物修復(fù)技術(shù)在水環(huán)境污染治理中的應(yīng)用研究[J].環(huán)境與生活，2023（10）：82-84.

[3]盧榮娟.生物修復(fù)技術(shù)在水污染治理中的應(yīng)用研究[J].工業(yè)微生物，2023，53（3）：10-12.

[4]廖勇強(qiáng).微生物修復(fù)技術(shù)在河源某農(nóng)村地區(qū)黑臭水體治理中的應(yīng)用研究[J].環(huán)境生態(tài)學(xué)，2022，4（12）： 97-101.

[5]胡浩.生態(tài)修復(fù)技術(shù)在水環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用[J].科技資訊，2023，21（14）：108-111.