黑臭河道治理中生物修復技術的運用

張序翔

（廣東順德環境科學研究院有限公司，廣東 佛山 528000）

引言

雖然我國政府已經對環境保護給予了高度重視，并且增加了環境治理投入，但是我國部分地區的環境污染問題依然存在，其中一個主要問題就是黑臭河道問題。導致黑臭河道出現的原因較為復雜，需要我們科學合理地運用相關技術進行治理。其中，生物修復技術具備諸多優勢，且治理成效良好，相關人員需要在治理過程中加大對此類技術的推廣力度，從而有效改善我國各地的生態環境。

1 黑臭河道出現的原因及主要表現

出現黑臭河道的原因主要為以下兩點：（1）在工業生產過程中會排放出大量的廢水、廢氣、固體垃圾等；同時居民在生活中也會丟棄生活垃圾，將未經處理的生活污水排入河道內部，導致河道出現黑臭現象。（2）河道的水流中存在有機負荷，生存在河道水體中的微生物會產生自然分解現象，如果河道水體中的微生物數量較多，也會導致黑臭河道的形成。

黑臭河道的表現如下：（1）河道內部的水體流動不暢，缺乏動力的水體流速緩慢，甚至停止流動，久而久之，水體會出現負面變化，呈現黑臭現象。（2）工業廢水、廢棄物中的各種金屬元素或有毒有害物質，直接進入河道水體后，會在河道內部產生化學反應，使得河道水體變成黑臭狀態。（3）河道水體中含有大量無機物，在遇到氧氣后分解，這一過程會耗費水體中的大量氧氣，遠遠超出河道水體產生及恢復氧氣的速度，水體內部嚴重缺乏氧元素，導致微生物在分解之后，形成甲烷、氨氣等帶有刺激性臭味的氣體[1]。

2 黑臭河道帶來的危害

2.1 對周邊生態環境的危害

此類危害主要表現為以下幾點：（1）黑臭河道水體中的有機物會自動分解，在分解過程中會消耗掉大量氧氣，使水體內部動植物的正常生長發育受到抑制，甚至出現動植物因為缺氧而大量死亡的現象，削弱當地的物種多樣性。（2）各種有毒有害物質在被排入河道后，會直接殺死河道內部的動植物，同時污染河道周圍的土壤，導致陸地上植物的死亡，進而導致作 者簡介：張序翔（1990-），男，本科，工程師，研究方向：環境工程、環境咨詢。當地的生態環境嚴重失衡。（3）黑臭河道使得城市、農村的整體美觀度大打折扣，即使在河道附近建設高質量的工程項目，也無法對黑臭河道進行掩蓋，使當地的發展遇到阻礙，如圖1所示。

圖1 降低城市整體美觀性的黑臭河道

2.2 對周邊居民的危害

此類危害主要表現為以下幾點：（1）黑臭河道會帶來嚴重的異味，周邊居民不得不緊閉門窗，而且黑臭河道的觀感極差，周邊居民如果長期面對黑臭河道，心情必然會變得煩躁難安。（2）黑臭河道產生的氣體有毒，如果周邊居民吸入，呼吸會受到抑制，甚至出現惡心、嘔吐、暈眩、厭食等不良生理反應，而且身患高血壓、心腦血管疾病的居民生活在黑臭河道周邊，可能會導致疾病突發，危及生命。（3）黑臭河道的水體無法作為飲用水及生活用水，降低了可供給水資源總量，導致周邊居民“有水卻無用”，造成較大的生活困擾[2]。

3 運用生物修復技術治理黑臭河道

3.1 微生物修復技術

該技術將規模化培養的微生物投放至河道內部，起到凈化黑臭河道內部水體的作用。現階段，該技術已經在水產養殖、農業種植活動中得到了廣泛運用。在運用該技術之前，相關人員需要先前往黑臭河道進行取樣分析，在明確黑臭河道的水質及污染情況之后，選擇最適合的微生物制劑投放。微生物制劑在投放至黑臭河道內部之后，水體中存在的污染物會在微生物的作用下迅速完成降解，從而提升河道水體的自潔能力。常見的微生物制劑有微生物菌群、特制菌劑、生物活性液等。該技術成本較低，效果較為顯著。

3.2 生物強化技術

生物強化技術是在黑臭河道內部投放能夠抑制有害微生物的特殊微生物，并運用同類消除的方式進行治理，經過一段時間的生存構造之后，黑臭河道中的有害微生物會被消滅，從而使河道水體恢復自潔能力。該技術主要是培養特殊微生物，然后將微生物投放至河道中，該技術在治理COD、TP等有毒有害污染物方面效果顯著。該技術通常與水生植物凈化技術同時運用，在植物的生長作用下，特殊微生物可以獲得更好的生存環境，從而最大限度地發揮治理作用。該技術的優勢為操作方式簡單，成本較低。

3.3 生物膜技術

生物膜具有降解作用，在投入黑臭河道內部后，能夠使有毒有害物質大量降解，該技術的常見形式為生態浮床以及人工浮島。植物形成密集的根系之后，會在河道內部形成密網，吸附黑臭河道中的懸浮物質，隨著時間的推移形成生物膜，并將生物膜作為載體，吞噬造成河道水體黑臭的污染物，然后將污染物轉換為植物根系可以吸收的營養物質。不僅如此，該技術還能夠通過特殊的塑料或卵石使生物膜附著，吸附河道中的污染物，凈化河道水體。近年來，生物活性炭凈化技術得到應用，該技術可以通過活性炭吸附各類污染物。生物膜技術可以提取河道內部存在的有益物質，同時將有害物質排出，能夠有效治理小規模的黑臭河道，具備顯著的經濟性[3]。

3.4 底泥生物氧化技術

該技術在治理黑臭河道方面效率較好，其主要借助土著微生物定向擴增的方法，促進河道內部原有的微生物大量繁殖，運用土著微生物、共代謝底物、多種電子受體等生物氧化組合，生產專門的藥物，然后運用靶向給藥的方法，將藥物注射于河道底泥的表面，從而在黑臭水體的底泥中產生生物氧化活動，大幅度降低底泥消耗氧氣的速度，減少其中存在的有害微生物，提升底泥的生物降解能力，釋放出底泥具備的養分，使河道水體內部的藻類可以大量繁殖。該技術的流程較為簡單，但是需要相關人員提前對黑臭河道的水體進行分析，在明確黑臭河道實際污染情況之后，確定土著微生物的大致繁殖數量，以及藥物注射量，否則治理效果將難以達到預期（見圖2）。

圖2 相關工作人員前往河道進行取樣研究

3.5 截污控源技術

該技術主要為截留污水，通過源頭實現控制，在實際治理過程中，相關部門必須科學合理地設計區域內部的排水網，不得直接將污水排放于河道內部，從而使污水被截留至相應的范圍內，不會大面積擴散。在運用該技術的時候，需要注意以下兩點：（1）科學處理雨水，因為雨水中可能含有污染物，所以需要對雨水進行妥善處理。在建設雨水處理場地的過程中，相關人員必須先明確當地的實際情況，然后合理規劃建設步驟，從而最大限度地減少雨水帶來的污染。（2）對區域內部的污水分流網管進行科學改造，及時改造和優化現有的污水井蓋、污水運輸管道等，以此縮減污水的污染面積，避免出現污水被直接排放至河道內部的問題。如果存在污水管道難以覆蓋的區域，則需要科學分析污水處理、人工濕地等生物治理內容，為黑臭水體內部的生物恢復提供有利條件[4]。

3.6 水生植物凈化技術

該技術當前已經在我國各地得到推廣，其原理為部分水生植物能夠吸附河道水體中的污染物，從而降低河道水體中有害微生物的數量，同時促進污染物沉淀，實現改善河道水體質量的目標。當前經常用于投放的水生植物主要為蘆葦、金魚藻、香蒲、浮萍等，要想保證該技術的實際成效，相關部門應當運用科技手段，培育出新的水生植物品種，并借助凈化、組合等方式，對植物進行培育和應用，提升治理效果見圖3。不僅如此，如果黑臭河道的污染嚴重，該技術可以與上文提到的生物強化技術同時運用，起到高效治理水體污染的作用。

圖3 準備種植于河道內部的水生植物

3.7 綜合生態工程修復技術

目前，由于科學技術的持續進步，人民群眾生活水平不斷提高，黑臭河道產生的原因也變得更加復雜，如果單獨運用某一種生物修復技術進行治理，可能收效甚微，因此誕生了綜合生態工程修復技術。該技術會同時運用兩種甚至多種生物修復技術，該技術會選擇直線、規模、硬質等方式，有針對性地治理黑臭河道。例如在治理黑臭河道的同時，合理轉變河道形態，在排澇防洪的過程中對河流進行多樣化設計等。

比如在設計河道水系統的互聯工程過程中，相關人員可以運用拓展、疏通河流的設計理念將河道打通，并結合河道周邊地形、生態環境等多種因素，制定相應的人工調水設計方案，規范化設計引水工程，使河道內部的水源能夠被及時補充。上述過程不僅縮短了水體交換的周期，同時提升了水體的自潔能力，有效改善河道內部的水體質量。河道周邊還會形成與當地氣候條件相符合的植物生長體系，使河道堤岸保持自然形態，以此實現對整段河道的生態化管理[5]。

4 運用生物修復技術治理黑臭河道的注意事項

4.1 始終堅持因地制宜的治理原則

相關部門應當先對黑臭河道進行全面調查，然后根據調查結果，以及當地的實際發展情況，制定專門的黑臭河道治理戰略規劃，聘請相關領域的專家學者，完成地質及水源檢測，綜合使用成功率較高、操作便捷、低成本的生物修復技術，以保證生物修復技術能夠有效治理污染嚴重的黑臭河道。相關部門需要成立治理研究小組，總結以往治理黑臭河道的工作經驗，同時加大推廣力度，做好生物修復技術的宣傳工作，進而提升當地居民的環境保護意識，引導更多居民主動參與到治理工作中。

4.2 謹慎選擇和運用生物修復技術

一方面，在正式運用生物修復技術進行治理之前，相關部門需要進行調查分析，明確河道內部的污染物是否與以往出現的污染物相同，如果造成河道黑臭的污染物不同，則需要進行詳細地前期研究。另一方面，在運用生物修復技術之前，應進行全方位考察，保證生物修復技術不會對周邊環境產生負面影響，如果某一種生物修復技術在運用之后，會對周邊環境造成破壞，則表示該技術的運用存在風險，需要在未來深入研究消除風險的方法。因此，我國相關部門需要出臺專門評價生物修復技術的標準，以及專門的評價體系，以促進我國環境治理工作的進步[6]。

5 結論

綜上所述，生物修復技術的發展以及運用前景廣闊，要想治理黑臭河道，可以選擇運用多種類型的生物修復技術。在治理黑臭河道方面，相關人員應當先明確黑臭河道所在地區的實際情況，然后“對癥下藥”地運用生物修復技術，進而獲得最佳治理效果，為我國生態環境治理以及環境保護事業的發展，提供良好的借鑒。