生物修復技術在富營養化水體中的應用

摘 要：本文簡要闡述微生物修復法、植物修復法及微生物-植物原位生物修復法在富營養化水體中凈化機理及應用，生物法修復富營養化水體具有操作簡單、投資小、二次污染風險低等特點，具有可觀的發展前景。

關鍵詞：生物修復；富營養化；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.184

1 前言

隨著經濟快速發展，工業廢水和生活污水排放量增加、甚至有未經處理的污水直接排入河道，使得水體變黑變臭，嚴重污染周邊的自然環境并影響居民的生活環境。水體富營養化現象是當今河流、湖泊面臨的主要問題，它是指水體中的營養物質如氮、磷元素較高，使得水體藻類瘋長、溶解氧急劇下降，水體中的生物死亡，破壞水體生態平衡，使得水質渾濁、色度大、并伴有嚴重異味，尤其是夏季高溫天氣。如表1所示，根據水質指標：總磷、葉綠素a、透明度可將富營養化程度分為5大類，針對富營養化程度不同可采用針對性措施進行控制修復，目前常用措施有：底泥疏浚、人工曝氣、生物修復等，本文主要簡述生物修復技術在富營養化水體中的應用。

2 生物修復技術在富營養化水體中的應用

2.1 微生物修復法

水體中氮、磷營養鹽較高是導致水體富營養化的最直接因素，而微生物作為生態系統中的分解者，可催化降解水體中的污染物，尤其是硝化細菌及反硝化細菌等專一菌落在特定條件下，通過對氮元素的氨化、硝化及反硝化作用去處水體中的氮元素。修復富營養水體常用的菌群有復合EM菌群、有單一的光合細菌等。有研究表明采用光合細菌、乳酸菌等復合微生物菌劑，采用投菌法凈化富營養化水體，結果顯示其出水水質均能達到地面水環境質量Ⅳ類標準，取得較好的處理效果。微生物修復法具有操作簡單、處理成本低、維護水體生態平衡、二次污染小等特點，在處理富營養化程度低的水體具有可觀的發展前景。

2.2 植物修復法

水生植物修復法是通過植物對無機營養鹽N、P等的吸收、轉化和積累，或在植物生長過程中將有毒物質降解轉變為無毒物質，并通過人工定期打撈回收，降低水體中的營養物質及有毒物，達到凈化水質的效果。如表2所示水生維管束植物主要分為挺水植物、浮葉植物、漂浮植物和沉水植物，有研究表明，美人蕉、蘆葦、水葫蘆等對氮、磷元素的吸收量較大，且該植物適應性強、易繁殖、受氣候影響小、觀賞價值高，可根據水體富營養化程度及周邊環境選摘種植，有學者選用由沉水植物（金魚藻、狐尾藻、篦齒眼子菜）和挺水植物（美人蕉、菖蒲和千屈菜）構成的生態沉床-浮床耦合設備處理某河道，穩定運行期間各指標如TN、TP等從河道1400m向600m處濃度逐漸降低。植物修復法具有投資少、風險小、不產生二次污染等特點，且應用于河道、湖泊中還具有美化環境的效果。

2.3 微生物-植物原位生物修復

以投加生物菌劑、種植植物為主的原位生物修復技術不但可以處理富營養化水體，還可以維護水體的生態平衡，該修復技術利用微生物降解水體中的有機物及營養鹽，并通過植物對無機營養鹽N、P等的吸收、轉化和積累，綜合去除富營養化水體中的營養鹽、制止富營養化現象進一步惡化。而且空氣中的氧氣通過植物通氣組織傳至根部、并擴散到根表面，為微生物提供好氧環境，根區以外為微生物提供缺氧環境，這種好氧-缺氧的環境，更利于去除水體中的氮、磷元素；而微生物可以將大分子有機物質轉化為小分子無機物質，供植物生長所需。微生物與植物之間相互協同，為彼此提供更便利的生存條件的同時，也保持水體的生態平衡、降低了水體中的污染物質及營養鹽。微生物-植物原位生物修復具有投資小、二次污染風險低、且兼具美化環境的特點，在修復富營養化水體的應用中，具有可觀的發展前景。

3 結論

水體的富營養化現象，嚴重破壞了河流、湖泊的生態平衡，使得水質渾濁、色度大、并伴有嚴重異味，污染周邊的自然環境并影響居民的生活環境。微生物修復技術通過催化降解作用、植物修復技術通過吸收、轉化和積累作用來降低水體中的營養鹽，控制富營養化程度、維護水體生態平衡，用生物法修復富營養化水體具有操作簡單、投資小、二次污染風險低等特點，具有可觀的發展前景。

參考文獻：

[1]張芳.不同水生植物對富營養化水體凈化效果和機理的比較[D].南京理工大學，2016.

[2]龐朵.固定化異養硝化菌與模塊化沉水植物對富營養化水體的聯合修復作用研究[D].上海海洋大學，2017.

作者簡介：丁鋼（1987-），男，本科，助理工程師，從事水污染控制方面的工作。