復(fù)合微生物菌劑在丹陽(yáng)市鶴溪河治理中的應(yīng)用

劉志剛 戴志東 吳向陽(yáng) 吳智仁

（1江蘇大學(xué)環(huán)境與安全工程學(xué)院 江蘇鎮(zhèn)江 212013 2江蘇大學(xué)環(huán)境健康與生態(tài)安全研究院 江蘇鎮(zhèn)江 212013 3丹陽(yáng)市環(huán)境生態(tài)修復(fù)生物技術(shù)中心 江蘇丹陽(yáng) 212300 4江蘇東南生物科技有限公司 江蘇丹陽(yáng) 212300）

引言

河道作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有提供水源、防洪排澇交通運(yùn)航、調(diào)節(jié)氣候和消減污染等生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，然而隨著我國(guó)工業(yè)和農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展以及人口的不斷增長(zhǎng)，造成我國(guó)河道嚴(yán)重污染和生態(tài)系統(tǒng)失衡[1]，因此，解決河道水環(huán)境問(wèn)題已成為當(dāng)下亟待解決的關(guān)鍵任務(wù)之一。

目前污染河道的治理與修復(fù)主要以污染源控制、水質(zhì)凈化和水生態(tài)修復(fù)為目標(biāo)，以“截污-減負(fù)-凈化-修復(fù)”作為污染河流水環(huán)境質(zhì)量改善的總體思路[2]，根據(jù)應(yīng)用原理的不同可分為：物理法[3,4]、化學(xué)法[5]和生物法[6,7]，但這些方法存在治理類型單一、投資成本高和二次污染嚴(yán)重等問(wèn)題，常常達(dá)不到滿意的去除效果。

近年來(lái)，復(fù)合微生物技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用不僅克服了傳統(tǒng)治理方法的弊端，還可以因地制宜選用土著功能微生物治理河道，保護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境不受破環(huán)[8,9]。因此，以丹陽(yáng)市鶴溪河為例，探索復(fù)合微生物菌劑對(duì)鶴溪河水體中高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷的降解效果，為提升河道水質(zhì)，解決河道水環(huán)境污染提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 工程概況

本研究主要對(duì)丹陽(yáng)市西起丹金溧漕河，經(jīng)過(guò)導(dǎo)墅鎮(zhèn)、蔣墅鎮(zhèn)最終進(jìn)入常州市境內(nèi)的鶴溪河實(shí)施修復(fù)工程。該治理段污水主要源于周邊日常生活污水、農(nóng)業(yè)面源污染和工業(yè)廢水，水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 新河取樣點(diǎn)水質(zhì)背景值

1.2 復(fù)合微生物菌劑

實(shí)驗(yàn)采用的復(fù)合微生物菌劑由江蘇東南生物科技有限公司和丹陽(yáng)市環(huán)境生態(tài)修復(fù)生物技術(shù)中心提供，是根據(jù)河水污染特性，將螢光假單胞桿菌、鏈桿菌、白地霉、巨大芽抱桿菌、云芝栓孔菌、施氏假單胞菌、產(chǎn)阮假絲酵母等菌種按比例優(yōu)化富集而成，有效活菌數(shù)≥9×108，經(jīng)南京醫(yī)科大學(xué)毒性實(shí)驗(yàn)和多年實(shí)踐應(yīng)用，表明其無(wú)毒無(wú)副作用。復(fù)合微生物菌劑以原菌方式貯存，擴(kuò)大培養(yǎng)后可快速適應(yīng)河道污染水體。

1.3 水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法

采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法，COD采用酸性高錳酸鉀法測(cè)定（GB11892-1989），NH3-N采用納氏試劑分光光度計(jì)法測(cè)定（GB/T7479-1987），TP采用鉬酸銨分光光度法測(cè)定（GB/T11893-1989）。

2 結(jié)果與討論

自2017年3月至2017年5月對(duì)鶴溪河投加復(fù)合微生物菌劑過(guò)程中，對(duì)鶴溪河高錳酸鹽指數(shù)（CODmn），氨氮（NH3-N）和總磷（TP）進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)。

2.1 高錳酸鹽指數(shù)

鶴溪河北環(huán)橋和鶴溪河橋兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高錳酸鹽指數(shù)小于10mg/L，屬于地表Ⅳ類水范疇。在整個(gè)治理期間，兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高錳酸鹽指數(shù)呈下降-上升-下降的變化趨勢(shì)，第24 d時(shí)高錳酸鹽指數(shù)降到最低，去除率分別達(dá)到53.28%和58.42%，這是因?yàn)閺?fù)合微生物菌劑對(duì)河水中可降解物質(zhì)的分解，但隨著復(fù)合微生物菌劑中菌種隨河水的遷移及死亡，以及治污過(guò)程未采取截污措施，第30 d和36 d的水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果顯示兩處的高錳酸鹽指數(shù)有回升現(xiàn)象，并于第36 d復(fù)投復(fù)合微生物菌劑，第42 d時(shí)的高錳酸鹽指數(shù)已呈下降趨勢(shì)，北環(huán)橋和鶴溪河橋兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高錳酸鹽指數(shù)較第36 d降低30.09%和10.31%，說(shuō)明復(fù)合微生物菌劑對(duì)高錳酸鹽指數(shù)的去除具有一定的作用。

圖1 CODmn濃度和去除率隨時(shí)間變化

2.2 氨氮

北環(huán)橋和鶴溪河兩處監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)表明，河水氨氮含量較高，分別超Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)43%和26.5%，屬劣Ⅴ類水。由圖2可知，投加復(fù)合微生物菌劑后，北環(huán)橋和鶴溪河橋兩處的氨氮濃度呈下降-上升-下降的變化趨勢(shì)，治理期間，氨氮最高去除率達(dá)到85.69%，說(shuō)明復(fù)合微生物菌劑對(duì)氨氮去除效果顯著。因復(fù)合微生物菌劑中菌種隨河水的遷移及死亡，北環(huán)橋和鶴溪河橋兩處第36 d的氨氮濃度較第24 d分別回升82.98%和75.68%，因此，第36 d復(fù)投復(fù)合微生物菌劑，第42 d時(shí)北環(huán)橋和鶴溪河橋兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氨氮較第36 d降低33.72%和29.23%，氨氮去除率恢復(fù)至80%以上，說(shuō)明復(fù)合微生物菌劑對(duì)氨氮具有較好的去除效果。

圖2 NH3-N濃度和去除率隨時(shí)間變化

2.3 總磷

鶴溪河總磷濃度小于0.4mg/L，屬Ⅴ類水，經(jīng)42d的復(fù)合微生物菌劑治理，總磷濃度小于0.2mg/L，屬Ⅲ類水。由圖3可知，北環(huán)橋和鶴溪河橋兩處的總磷濃度變化趨勢(shì)與高錳酸鹽指數(shù)和氨氮相似，投加復(fù)合微生物菌劑后，總磷濃度呈下降-上升-下降的變化趨勢(shì)，第24 d時(shí)北環(huán)橋和鶴溪河橋兩處的總磷去除率分別為59.06%和65.33%，但在第24 d至36d期間，因有外源污染匯入及復(fù)合微生物菌劑中菌種隨河水的遷移及死亡，導(dǎo)致總磷濃度回升，第36 d復(fù)投復(fù)合微生物菌劑后，兩處監(jiān)測(cè)點(diǎn)的總磷濃度繼續(xù)呈下降趨勢(shì)，經(jīng)過(guò)42 d的處理，總磷去除率分別恢復(fù)到38.75%和34.67%，說(shuō)明復(fù)合微生物菌劑對(duì)總磷具有一定的去除效果。

圖3 TP濃度和去除率隨時(shí)間變化

結(jié)語(yǔ)

（1）復(fù)合微生物菌劑可以有效降低河道中高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷濃度，但要根據(jù)各指標(biāo)的變化趨勢(shì)復(fù)投復(fù)合微生物菌劑，防止因有外源污染匯入及菌劑隨河水的遷移和死亡引起的河道水質(zhì)反復(fù)。

（2）投加復(fù)合微生物菌劑治理河道期間，北環(huán)橋和鶴溪河橋兩處的高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷的最大去除率分別達(dá)到58.42%、85.69和65.33%，表明復(fù)合微生物菌劑對(duì)河道中高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷具有較好去除作用，適應(yīng)當(dāng)下河道治理難以實(shí)現(xiàn)徹底截污的現(xiàn)狀。