微生物菌劑修復邯鄲市趙苑公園景觀水體的效果

王 磊，邢浩春

(邯鄲學院 生命科學與工程學院/河北省高校冀南太行山區野生資源植物應用技術研發中心，河北 邯鄲 056005)

隨著社會經濟的發展以及人們生活水平的提高，景觀水已成為城市美化綠化不可或缺的要素之一[1]，在公園設計建造諸如人造湖泊、觀賞水池、景觀河道等工程中廣泛應用[2]。但公園中景觀水往往存在水域面積小、多為靜止或流動性差、易受到污染、水體自凈能力弱等問題[3]，加上為節約水資源，一般公園內的景觀水都是利用污水處理廠的再生水[4]，因此對這種再生水的凈化修復更顯得尤為重要。自然生態系統中微生物可以分解動植物殘體，吸收轉化有害物質，是一種重要的水體自我凈化生物。與傳統的清淤換水、投藥沉淀、曝氣增氧等物理化學方法相比，利用微生物分解去除水體中的氮、磷等物質，既不會帶來二次污染，且綜合成本較低，是比較理想的景觀水體修復材料[5]。

邯鄲市趙苑公園景觀水引自邯鄲市西污水處理廠二級出水，含有大量氮、磷等可致水體富營養化的可溶性無機物，極易造成水體富營養化[6]。已有研究證實，趙苑公園的水質不滿足地表水環境質量標準(GB 3838-2002)V類限值，全年呈富營養化[7]。為此，筆者以趙苑公園景觀水為研究對象，研究不同配比微生物菌劑對公園不同功能水域的修復效率，以期為公園景觀水的微生物生態修復提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 趙苑公園景觀水水樣 趙苑公園景觀水體布局如圖1所示，其中，A區為進水區、B區為系列跌水區，水流湍急、水質較好，不作為采樣水域。C、D、E連在一起形成“凹”形的大片水域，C區一端連接B區，一端則以一個聯通的管道連接F區，E區是出水口。C、D、E、F水域較闊、水流平緩，是游人觀景娛樂的所在區，水質較差，因此將采樣點設在上述4個區，每區設置1個采樣點，采樣位置及水樣外觀特征見表1。

表1 趙苑公園景觀水水樣采樣位置及外觀特征

1.1.2 微生物菌劑 BZT硝化菌劑和BIOFORMPR除磷菌劑，均購置于佛山市碧沃豐生物科技有限公司。

1.1.3 主要儀器與設備 多參數水質測定儀(蘭州連華環保科技有限公司)、T9紫外可見光分光光度計(北京普析通用儀器有限責任公司)、有機玻璃分層采水器(北京普力特儀器有限公司)等。

1.2 試驗方法

1.2.1 水樣采集 5月初，以有機玻璃分層取樣器采集水樣，每個采樣點采用斷面多層多點采樣等量混合的辦法，取水樣約80 L，均分成4份，編號，帶回實驗室分裝于玻璃水缸中。

1.2.2 菌劑處理 菌劑∶水=450 g∶10 L比例配制BZT硝化菌液和BIOFORMPR除磷菌液，然后按1∶1、1∶2、2∶1的體積比例混合兩種菌液，分別編號為T1、T2、T3，再以混合菌液∶水=0.003 L∶1 L比例分別投加于采集的4個水樣中，依次標記為T1C、T2C、T3C；T1D、T2D、T3D；T1E、T2E、T3E；T1F、T2F、T3F；不添加菌劑的1份水樣標記為CKC、CKD、CKE、CKF。投加頻率為每7 d處理1次，每次處理前取樣測定水質指標。

1.2.3 水質指標測定 總氮(TN)按《水質 總氮的測定 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》(HJ 636-2012)，總磷(TP)按《水質 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》(GB 11893-89)，化學需氧量(CODcr)按《水質 化學需氧量的測定 快速消解分光光度法》(HJ/T 399-2007)，濁度按《水質 濁度的測定》(GB 13200-91)規定的方法測定。

1.3 數據統計分析

試驗數據采用SPSS 19.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 總氮

再生水雖然能夠除去懸浮性的不溶物、一些膠體和可溶性有機物，但很難有效去除導致水體富營養化的含氮、含磷可溶性無機物[7]，加之公園植物需要化肥養護，含氮化合物被就近沖刷入景觀水里，導致氮含量增高。由圖2看出，隨混合菌液處理時間延長，水體中TN含量呈先顯著降低后又有所回升的趨勢，總體上仍低于處理前，處理后14 d含量最低。對照水體則隨時間延長TN含量呈逐漸升高趨勢，至28 d時達到最高。從不同配比菌液處理看，T3組的TN含量降低最顯著，對TN的去除率最大，其中，F區即娛樂水體處理后TN含量最低，僅9.208 mg/L，去除率為39%，分別是T1組和T2組最大去除率的4倍和5倍。4個功能水域水體的TN含量變化規律基本一致，均隨時間延長表現為先下降后回升，說明微生物菌劑處理在各區之間差異不大。

2.2 總磷

磷是水體富營養化的主要限制因子，在水中通常以有機磷、正磷酸鹽和聚合磷酸鹽的形式存在，較難去除[8]。由圖3看出，隨混合菌液處理時間增加延長，水體中TP含量先降低再升高，多數在處理后7 d含量最低。對照水體TP含量一直升高。從不同配比菌液處理看，T3組的TP含量降低最顯著，對TP的去除率最大，其中，E區即出水水域處理后TP含量最低，僅0.099 mg/L，去除率達64%。4個功能水域水體菌液處理后TP含量變化均呈先大幅降低再逐步升高的趨勢，整體看菌劑處理對4個區水體TP含量的影響不大。

2.3 CODcr

CODcr是以化學方法測量水樣中需要被氧化的還原性物質的量，能夠反映出水體有機污染物的污染程度，是水體污染檢測的一項重要指標[9]。從圖4看出，隨混合菌液處理時間增加延長，水體CODCr含量多數呈先下降后上升趨勢，總體上仍低于處理前。對照水體一直處于上升狀態，28 d時CODcr含量高達90 mg/L。從不同配比菌液處理看，T1與T2組處理對水體CODcr含量影響一致，均先降低再上升，T3組處理逐漸降低，可見T3處理有利于持續降

低污染水體的CODcr含量。4個功能水域水體菌液處理對CODcr含量影響大體相同，處理后7～14 d均呈顯著降低態勢，此后21 d和28 d有波動。

2.4 濁度

濁度是一種光學效應，是由于水中含有懸浮及膠體狀態微粒產生的，其與懸浮物的含量、水中雜質的成分、顆粒大小、形狀及其表面的反射性能有關[10]。從圖5看出，隨混合菌液處理時間增加延長，水體中濁度明顯減小，多數處理21 d時濁度達到最低。對照由于自然沉降，最初有所下降，但隨著水藻等腐爛，濁度又升高。不同配比菌液處理組中T3組的效果最好，其中，C區水體處理后濁度降低最為顯著，去除率達93%。4個功能水域水體菌液處理后濁度變化基本相同，均逐漸下降，處理間水體濁度差異小。

3 結論與討論

BZT硝化菌劑是從自然界中篩選得到的高效硝化作用細菌，對于處理水體具有穩定的長期硝化作用。BIOFORMPR除磷菌劑中復配有生物酶、營養劑和催化劑，不僅能同化正磷酸鹽，還能有效降解水中大分子有機物成小分子物質，混配后發揮多種菌的協同效應，有利于提高微生物的生長代謝，達到去氮消磷的作用，從而凈化水體。研究結果表明，BZT硝化菌液和BIOFORMPR除磷菌液混合處理可顯著降低景觀水體TN、TP、CODcr的含量和濁度，多數在處理后14 d達到最佳效果。硝化菌與除磷菌的體積比為2∶1時處理水體的TN含量最低，除磷效果也最佳，這可能與硝化菌占比較多，分解氮素的同時也促進磷元素的降解和轉化有關，具體機理有待進一步研究。微生物菌劑對4個不同功能水域水體的影響類似，隨處理時間延長，水體中TN、TP、CODcr和濁度整體上呈先降低后升高趨勢。