生物修復技術在黑臭河道治理中的應用

王曉琴 楊梅 陳雷

（杭州蕭宏環保科技股份有限公司浙江杭州310000）

生物修復技術在黑臭河道治理中的應用

王曉琴 楊梅 陳雷

（杭州蕭宏環保科技股份有限公司浙江杭州310000）

黑臭河道治理是城市水污染治理的重要組成部分，生物生態法是當前治理黑臭河道的主要技術，具有可重復、廉價，生態效益好等優勢，按照技術種類又可分為植物凈化與修復、微生物修復、生物膜法，近年來生態草技術開始成為研究熱點，特別是隨著材料學技術的進步，許多新的生態草設計得以涌現，并使生態修復技術向定制化、專業化深入發展。

水污染；黑臭河道；生物修復技術

污染問題已成為困擾我國社會經濟發展、人們生命健康的重要問題，治理污染已成為當前重要的社會義務。我國水污染問題十分嚴重，其中又以河道污染最為突出，河道污染不僅威脅兩岸的生態環境，還可通過地下水網污染地下水，威脅飲水安全，增加自來水廠凈化的成本[1]。黑臭河道是一種常見的河道污染表現，黑臭主要與生活環境污染有關。生物修復是當前治理水污染最先進的技術之一，可重復、廉價，生態效益好，一般不會造成二次污染。本次研究試就生物修復技術在黑臭河道治理中的應用進展進行概述。

1 黑臭河道的概述

有關于黑臭河道水體研究并不少見，該類型污染水體多見于人口密集的區域，絕大多數城市都或多或少存在黑臭水體，按照污染來源以及特征可分為：①未截污的黑臭水體，如上海蘇州黑、廣州珠江江河段等，因缺乏必要的截污措施，流域范圍內的有機物超出了自凈的能力；②封閉性和半分封閉性的黑臭水體，主要是指封閉的河道，常見于蓄水區的河道，與外界交流少，水體更新速度慢，若受到有機物污染，便會導致水體黑臭；③緩流型黑臭水體，水體污染易在河低淤積，污染存在蓄積效應，有報道顯示上海市內河每年約1500萬m3污染物蓄積量。根據國內調查的黑臭河道主要與有機污染、無機污染、內源污染有關，水溫對黑臭水體形成也有一定的影響。從黑臭河道的成因、概括來看，生物修復技術如生態法，采用原位修復，模擬自然凈化的過程并予以強化，具有投入少、二次污染少、可重復等優點，越來越受到重視。

2 黑臭河道的生物修復技術

2.1 生物生態法

生物生態法主要包括以下三類。

2.1.1 植物凈化與修復

利用常見的改善水質效果較好的植物，利用植物的直接吸收、物理吸附、微生物作用去除或沉淀污染，常見的植物可分為挺水、沉水、漂浮以及浮葉植物四類，代表植物包括蘆葦、香蒲、分演練、浮萍、睡蓮、蔣菜、狐尾藻、金魚藻等，治理的形式主要可分為人工濕地、沉水植物修復、生態浮島等，有關于這些植物的新品種培育、組合、凈化機制是當前研究的熱點，如李某等調查發現蘆葦浸出葉對蛋白核小球藻具有很強的抑制作用，一定濃度下抑制率達到100%，另有報道顯示水葫蘆對富營養水體中的COD、TN、NO2-N、TP具有較好的去除作用，去除率在50左右[2]。許多學者致力尋找新的品種、組合方式、生物學特性，以利于因地制宜的制定黑臭河道，達到事半功倍的目的，植物凈化修復已被廣泛用于城市污水、重金屬廢水、富營養水體的黑臭河道治理。

2.1.2 微生物修復

微生物修復是利用微生物的凈化作用，采用獨特的載體，對菌體進行培養、馴化、富集，形成規模效應，主要方式包括生物膜法、添加微生物菌劑、生物促生劑等，相關研究主要集中在細菌培養、篩選、預處理技術、投入量、清除效果的研究，張宗陽等采用優勢復合菌劑對西洋河黑臭河水進行修復，結果顯示菌劑對河水中的COD、NH3-H、TP去除率在80%以上[3]。菌劑還可與植物聯合，達到協同目的，如根際桿菌便往往依賴于植物存活，相較于植物微生物可能是水質改善的主要貢獻因子。生物促生劑，顧名思義通過藥物提高為微生物的數量，提高水體的自凈能力，促生劑的最終目的在于創造適合菌群生長的環境，不僅可提高數量還可提高微生物的活性，投放的方式包括噴灑、泥底注射等，適用于不同類型的水體污染[4]。

2.1.3 生物膜法

需注意的是，無論是添加微生物菌劑、生物促生劑都有明顯的局限性，在污染較嚴重的水體中，改良環境的難度較大，植物難以存活，微生物易流失，同時植物凈化存在局限性，植物本身生物學特性受自然環境影響較大，同時死亡的植物還會造成二次污染。生物膜技術通過創造局部利于植物、微生物生長的環境，發揮持續性的凈化能力，如人工浮島便可視為一種生物膜技術。生物膜的載體主要為卵石等天然材料，塑料等人工合成材料，表面往往為粘液狀的生物膜，在自然界便存在天然的生物膜，上面存在大量的生物，如細菌、藻類、真菌、原生動物等，是自然凈化系統的重要組成部分。當前，國外較常見的河流生物膜法為礫間接觸氧化法、生物活性炭填充柱凈化法等，填料極大的擴大了比表面積，可負載大量的微生物。當前，關于生物膜技術研究主要集中在新的填充材料研發。

2.2 生態草技術

生態草技術是一種新型生物膜載體凈化技術，通過仿生學設計生物膜，以人工投入或土著菌群為種源，在美日等發達國家應用效果較好。主要可分為細繩狀生態填料、仿生生態草、阿克曼生態基，近年來新的材料不斷被推出，這些材料在載菌性能上有了很大的提高，甚至可以根據菌種進行定制[5]。

結語

生物修復技術是黑臭河道治理的主要發展方向，特別是在水體較小、流動性不強的污染水體治理中具有較高的價值。近年來，生物修復技術越來越專業化，多學科合作成為主流，生物學、新材料學技術、基因工程等學科的進步，都極大的推動了生物修復技術的發展，相信在不遠的未來，生物修復將成為一種普遍性污染治理技術。

[1]中華人民共和國環境保護部．2015年中國環境狀況公報[EB/OL]．http：//jcs.mep.gov.cn/hjzl/zkgb/．

[2]高丹英,楊嬌艷,王文玲等.黑臭水凈化菌株的篩選及其水質改善能力[J].環境科學研究,2010,23(3)：350-354