基于生物修復技術的黑臭河道治理研究

凌秀民

（浙江康城環?？萍加邢薰?浙江省紹興市 312500）

前言

現階段，隨著社會經濟的快速發展和進步，人們對生態環境的破壞程度也越來越大，導致水源污染問題越來越突出。針對人們日常生活中隨處可見的臭水溝，導致周圍居民的生活受到嚴重影響，對人們的健康造成威脅。在社會的發展過程中，為了實現人類社會的可持續發展，必須采取科學的措施，對臭水溝現象進行整頓和治理，為人們提供一個舒適的生活環境。通過國內外相關專家和學者的研究，得出生物修復技術是目前最合適的解決方法，該方法可以最大程度上控制黑臭河道對環境的影響，有效的解決臭水溝中的有害物質，為城市中生活的人們提供健康、舒適的生活環境。

1 黑臭河道出現的根本原因

一般而言，河道變黑、發臭的原因有很多，可以歸納為以下幾點：

1.1 有機污染因素

針對河道變黑、發臭的現象，最根本的原因是一類生物化的反映現象。一般而言，水中含有大量的有機物，當它們處于氧化分解狀態時，復氧速率明顯要低于耗氧速率，導致水體內氧分缺失現象越來越嚴重。然而，水體內的厭氧微生物在發生分解時，一般都不會產生氨氣、硫化氫或甲烷等具有惡臭的氣體，一旦積累的時間過長，水體就會出現發臭或變黑的現象，大量的研究數據表明，產生此類有機負荷的主要原因有兩類：①有機負荷的內源分析，主要是河流底質淤泥導致的污染物釋放現象，致使河道出現變黑、發臭的現象；②來自于城鎮居民生活產生的垃圾或污水、工業生產產生的廢水等致使河流被污染。

1.2 水動力條件因素

因水動力條件引發的問題是河道水質污染的因素，進而使出現河道的黑臭問題。究其原因，是由于流通阻塞引起的，水體流通對水樣有直接的關聯，流通不暢會帶來污染，進而水質變差，印發黑臭。

1.3 金屬元素的污染

當河道水體的氧氣不足時，含有鐵元素及錳元素的物質大量流入河道的話引發水體還原，含有鐵或者錳元素的物質與水體的含硫物質融合成硫化亞鐵及硫化錳，會引發水質的黑臭問題。

2 黑臭河道給人們生產生活帶來的危害影響

首先，河道的黑臭問題影響人體健康。河道黑臭是環境問題的主要呈現形式，大體上，很多的城市居民都生活在河道附近，若附近的河道存在黑臭問題的話會給周遭的居民帶來諸多影響，他們必須關緊門窗來隔絕河道散發的臭味，以免感官上的不適進而導致他們心情煩躁；而且，黑臭河道散發的氣味中含有氨氣及硫化氫等物質，這些物質會直接影響附近居民的健康，誘發疾病。人體對于河道的臭味會自然地去屏住呼吸，若長時間處于這種環境，會引發血壓和脈搏的變化，嚴重的時候會出現惡心、嘔吐、厭食等不適癥狀，甚至會導致消化功能的衰退。除了上述的影響之外，河道黑臭現象污染了附近居民的飲用水，對附近居民的神經系統、內分泌系統和精神面貌都產生影響，對健康極為不利。其次，河道黑臭現象還會打破河道原有的生態平衡，被污染的水中含有的有機物質會因厭氧而分解，這個過程會大量消耗水中的氧氣，引發水體缺氧，進而嚴重影響水中的動植物，他們會因氧氣不足而無法生長發育，甚至因缺氧而引發死亡而導致水生物多樣性的消亡。而且，由工業廢水、生活污水、建筑活動的污水以及農業生產產生的化學殘渣攜帶的毒性元素排入河道會引發生物的死亡，減少水生動植物的多樣性，打破河道的生態平衡，使河道陷入死循環。最后，城市面貌會因河道的黑臭現象而大打折扣，游客會望而卻步，給外來游客留下不好印象，影響旅游業的發展壯大，進而不利于城市的發展。

3 黑臭河道的生物修復技術

3.1 生物生態法

生物生態發指的是利用生物膜法、植物凈化和修復功能、微生物的修復功能對河道水體的治理技術。

3.1.1 生物膜法

在河道的污水治理技術中，利用微生物菌劑和促生劑都存在局限，污染嚴重的話，該技術難以達到預計效果，水生動植物還是會因環境惡化而流失或者消亡。而且植物的凈化也有局限性，植物的生物學特征會因為周遭環境的影響而帶來重復性污染。

生物膜技術利用環境的創造功能讓植物和微生物能夠更好地生長，進而使它們產生長久的凈化功能，例如人工浮島技術。以卵石等自然物件與塑料等人工材料為載體的生物膜技術的外表通常呈現粘液狀，而且在大自然中也有生物膜，它們處于生物的下面，如細菌、藻類、真菌等等，發揮著天然的凈化作用。目前，國外對于河道治理的生物膜技術處于對填充材料的研究階段，流行的生物膜法是利用礫間接觸氧化法和利用生物活性炭填充柱法等等，調料的做法很大程度上增大了表面積，進而能夠承載非常多的微生物。3.1.2 植物凈化與修復

植物能夠對水體進行凈化和修復，通過植物對污染水體的吸收、吸附以及微生物作用等功能凈化水質。通常水體植物包括挺水型，水底型，飄浮型和葉面膚水型，例如蘆葦、浮萍、狐尾藻、分演練等等，對污染水體的治理包括利用濕地、利用水底植物、生態浮島。那么，對于這些能夠對污染水體進行凈化和修復的植物的選擇與利用是目前學者們的興趣所在，學者李通過調查研究，得出蘆葦浸出葉對蛋白核小球藻對污染有很好的抑制功能，能夠達到百分之百的抑制。還有報道稱水葫蘆能夠去除污染水質中的COD、TN、NO2-N、TP，可以去除50%。也有很多研究者在努力開發新的治理品種，針對不同地區做出不同的分析研究，以期更好的服務于河道黑臭問題的治理。而植物的凈化和修復技術已經被大范圍地應用于工農業生產廢水、生活污水的治理。

3.1.3 微生物修復

微生物對污水有很好的凈化作用。微生物修復技術利用特殊的載體對菌種進行培育、馴化與富集來實現規?；?，采用的方法主要有生物膜法、微生物菌劑法以及促生劑法等，對該方面的研究大多圍繞細菌的培育、挑選、數量與清除成果，如張學者等人利用優勢復合菌劑對西洋河的黑臭河道進行治理，研究得出菌劑對污水里的COD、NH3-H、TP等元素消滅率高達80%以上。此外，菌劑還能與植物結合使用而達到相似的效果，例如根際桿菌通常是依附在植物而生長，相比較而言，微生物應是提高水體質量的關鍵環節。生物促生劑是借用藥品來增加微生物，進而達到凈化水體的目的。促生劑的使用能夠提供菌種的生長環境，從而增加微生物的數量和抵抗力，它通過噴灑、泥底注射等方式投入使用，特點是可以應用于各種類別的污染水體。

3.2 生態草技術

生態草技術通過利用仿生學設計的新型的凈化技術，該技術的種源是人工的菌群和天然的菌群，在發達國家得到了很好的應用而且效果顯著。這種技術由細繩狀生態填料、仿生的生態草以及阿克曼生態基等組成，而且新填料也逐漸出現，新填料的載菌作用大大增強，能夠依據菌種來定制。

4 生物修復技術的展望

在城市化進程中，生物修復技術在黑臭河道的水體凈化與修復中被大量采用，例如生態草技術的使用，該技術的載菌功能與水體凈化修復功能有很大的提升，被大規模應用與水體的治理中。但是隨著河道黑臭問題的逐漸突出，相關的技術問題需要進一步完善。在發展完善過程中，學者應該重點研究以下幾點：①要一切從實際出發，對城市黑臭河道治理要分析當地的實際情況，再結合相關技術有針對性地采取治理措施，做到對癥下藥，因為每個地區午睡的性質不同，污染來源不同，因此不能盲目地采取一致性的技術手段。②要加強技術創新，努力研究與開發新的共性修復技術，進而加強技術的適應性，減少技術成本。生物修復技術中微生物的挑選與植物的挑選對黑臭河道水質的凈化有直接的影響，因此也要格外重視挑選環節，嚴格挑選出適宜于具體水域的技術方法。③處于初步探索階段的生物修復技術目前還沒有完備的評估體系，在今后的研究中要加強評估體系的完善工作，進一步規范污水修復與凈化的治理環節，以期更好地服務于水質治理。

5 結語

經分析可知，目前生物修復技術在河道黑臭問題的治理上意義重大，該技術手段對河道污水治理能以環保為落腳點，對部分水體小而流通不大的黑臭河道治理有較好的作用。而且，生物修復技術在朝著多元學科協作的方向靠攏，如生物學、新材料與基因工程學等學科。通過學科間的協作，不久的將來該技術在河道污水處理中能夠發揮更好的作用。