城市景觀水體的污染形成及生物養(yǎng)護(hù)原理與技術(shù)初探

摘要：本文對(duì)城市景觀水體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，水體自凈和污染的形成及表現(xiàn)作了闡述，探討了根據(jù)水體自凈原理提出利用生物技術(shù)制成微生物菌劑修復(fù)受污染景觀水體的原理，及生物養(yǎng)護(hù)城市景觀水體的技術(shù)初探。

關(guān)鍵詞：景觀水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);水體自凈;水體富營(yíng)養(yǎng)化;微生物菌劑;水體生物養(yǎng)護(hù)

1概述

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，生態(tài)環(huán)境面臨著巨大壓力。建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型城市綠地已成為社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。

我國(guó)人均水資源擁有量為2200M3，僅為世界平均水平的1/4，是水資源嚴(yán)重短缺的國(guó)家[1]。水污染導(dǎo)致自然水生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞，不僅降低了水體的使用功能，還進(jìn)一步加劇了水資源的短缺。生態(tài)優(yōu)先，科學(xué)營(yíng)建城市景觀水體成為歷史賦予我們這一代園林工作者的責(zé)任。

目前，城市綠地在建成后形成了很多景觀水體，但人們對(duì)其建成后的養(yǎng)護(hù)工作大多數(shù)只注重設(shè)施維護(hù)和水域的清潔。許多景觀水體內(nèi)藻類泛濫，或發(fā)黑發(fā)臭，只能靠換水解決問(wèn)題，造成了投資大，維護(hù)費(fèi)用高，效果不好的結(jié)果，嚴(yán)重影響了居住環(huán)境，給管理帶來(lái)了沉重負(fù)擔(dān)。

修復(fù)受污染的城市景觀水體是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要綜合采用物理、化學(xué)和生物的方法，方可起到較為理想的效果;其中生物方法是最為經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的方法，符合科學(xué)發(fā)展觀的要求，值得研究和推廣。本文對(duì)生物方法中采用微生物菌劑修復(fù)受污染城市景觀水體的原理和生物養(yǎng)護(hù)景觀水體的技術(shù)作了初步探討。

2景觀用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

2.1標(biāo)準(zhǔn)的分類與標(biāo)準(zhǔn)值

根據(jù)《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)景觀娛樂(lè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》GB12941-91，城市景觀水體按不同功能，分為三大類：

A類：主要適用于天然浴場(chǎng)或其他與人體直接接觸的景觀、娛樂(lè)水體。

B類：主要適用于國(guó)家重點(diǎn)風(fēng)景游覽區(qū)及那些與人體非直接接觸的景觀娛樂(lè)水體。

C類：主要適用于一般景觀用水水體。

表格1景觀娛樂(lè)用水主要水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值[1]

序

分類標(biāo)準(zhǔn)值項(xiàng)目

A類

B類

C類

1

色

顏色無(wú)異常變化

不超過(guò)25色度單位

2

嗅

不得含有任何異嗅

無(wú)明顯異嗅

3

漂浮物

不得含有漂浮的浮膜、油班和聚集的其他物質(zhì)

4

透明度，m

≥

1.2

0.5

6

pH值

6.5～8.5

7

溶解氧（DO），mg/L

≥

5

4

3

8

高錳酸鹽指數(shù)，mg/L

≤

6

6

10

9

生化需氧量（BOD5），mg/L

≤

4

4

8

10

氨氮，mg/L

≤

0.5

0.5

0.5

11

非離子氨，mg/L

≤

0.02

0.02

0.2

12

亞硝酸鹽氮，mg/L

≤

0.15

0.15

1.0

13

總磷（以P計(jì)），mg/L

≤

0.02

0.02

0.05

2.2地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（選自GB3838-2002）

水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002，依據(jù)地表水水域環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo)，按功能高低依次劃分為五類：Ⅰ類主要適用于源頭水、國(guó)家自然保護(hù)區(qū);Ⅱ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚(yú)蝦類產(chǎn)卵場(chǎng)、仔稚幼魚(yú)的索餌湯等;Ⅲ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、魚(yú)蝦類越冬場(chǎng)、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū);Ⅳ類主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂(lè)用水區(qū);Ⅴ類主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。

對(duì)應(yīng)上述五類水域功能，不同功能類別的水質(zhì)分別執(zhí)行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)限值.

表格2地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值[1]單位：mg/L

序

分類標(biāo)準(zhǔn)值項(xiàng)目

Ⅰ類

Ⅱ類

Ⅲ類

Ⅳ類

Ⅴ類

1

水溫（℃）

水溫變化應(yīng)限制在：周平均最大溫升≤1，

周平均最大溫降≤2

2

PH值（無(wú)量綱）

6—9

3

溶解氧

≥

7.5

6

5

3

2

4

高錳酸鹽指數(shù)

≤

2

4

6

10

15

5

化學(xué)需氧量（COD）

≤

15

15

20

30

40

6

五日生化需氧量（BOD5）

≤

3

3

4

6

10

7

氨氮（NH3-N）

≤

0.15

0.5

1.0

1.5

2.0

8

總磷（以P計(jì)）

≤

0.02，湖、庫(kù)0.01

0.1，湖、庫(kù)0.025

0.2，湖、庫(kù)0.05

0.3，湖、庫(kù)0.1

0.4湖、庫(kù)0.2

9

總氮（湖、庫(kù)、

以N計(jì)）

≤

0.2

0.5

1.0

1.5

2.0

10

硫化物

≤

0.05

0.1

0.05

0.5

1.0

3城市景觀水體自凈及污染的形成和表現(xiàn)

3.1城市景觀水體中污染物的種類與性質(zhì)

城市景觀水體中的污染物主要來(lái)源于所接觸的大氣、土壤等自然環(huán)境及人為因素，按物理性質(zhì)可將其分為溶解物、膠體顆粒和懸浮物，按化學(xué)性質(zhì)可分為無(wú)機(jī)物、有機(jī)物、生物等幾類[2]。

圖"1""景觀水中的污染物

3.2水體自凈和水質(zhì)惡化

水體自凈是指水體在流動(dòng)中和隨著時(shí)間的推移，水體中的污染物濃度自然降低的現(xiàn)象。通過(guò)化學(xué)和生物作用對(duì)水體中有機(jī)物進(jìn)行氧化分解和生物降解，使污染物質(zhì)濃度衰減，是水體自凈的主要過(guò)程。

天然水體與生物群落（植物、動(dòng)物、微生物）是共生共存的，水為生物群落提供生命之源，生物群落又凈化了水，形成了水體自然凈化的機(jī)制。在一個(gè)封閉的水體中，當(dāng)外界進(jìn)入其中的污染物超過(guò)了生物消化自凈的速度時(shí)，水體中的生態(tài)平衡遭到破壞，引起水質(zhì)惡化。

3.21景觀水體中平衡的生態(tài)系統(tǒng)

圖1景觀水體中平衡的生態(tài)系統(tǒng)

3.22含氮有機(jī)物的生物化學(xué)凈化過(guò)程

圖3含氮有機(jī)物的生物化學(xué)凈化過(guò)程圖示

3.23城市景觀水體自凈過(guò)程中水質(zhì)指標(biāo)的變化。

生化需氧量BOD5，該值越高說(shuō)明有機(jī)物含量越多，水體受污染程度越嚴(yán)重;

水中溶解氧DO，是維持水體生物生態(tài)平衡和有機(jī)物能夠進(jìn)行生化分解的條件。

在單一污染源的情況下，BOD5與DO變化曲線如圖所示

圖4水體自凈過(guò)程中水質(zhì)指標(biāo)的變化

3.3城市景觀水體水質(zhì)惡化的表現(xiàn)——水體的富營(yíng)養(yǎng)化

當(dāng)水體中的污染物超過(guò)水體自凈能力時(shí)，水體得不到自然凈化。于是，大量富含磷酸鹽和氮素的水，在光照和其他環(huán)境條件適宜的情況下，水中所含的這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)使水體中的藻類過(guò)量生長(zhǎng)，在隨后的藻類死亡和隨之而來(lái)的腐生微生物分解死亡藻類的代謝活動(dòng)中，水體中的溶解氧很可能被耗盡，造成水體自然生態(tài)系統(tǒng)被破壞，逐漸引起水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。其表現(xiàn)如下：

藻類大量繁殖，水色變的濃綠：①水味變得腥臭難聞。②水的透明度降低，水體變渾濁。③水中的溶解氧被過(guò)量消耗。④向水體中釋放有毒物質(zhì)。⑤原有水體生態(tài)系統(tǒng)的平衡遭到破壞，水中魚(yú)類等生物難以成活。

反映在水質(zhì)指標(biāo)上主要為：①透明度降低，漂浮物多。②碳積累，導(dǎo)致生化需氧量（BOD5）高，高錳酸鉀指數(shù)（COD）高。③氮積累，導(dǎo)致氨氮高（NH3-N）、亞硝酸鹽氮高、總氮高。④磷積累，導(dǎo)致總磷高。

4微生物菌劑修復(fù)受污染城市景觀水體的原理及生物養(yǎng)護(hù)技術(shù)

4.1微生物菌劑修復(fù)受污染城市景觀水體的原理

微生物是指?jìng)€(gè)體微小，必須借助于顯微鏡才能看清它們外形的一群低等的、原始的微小生物，如細(xì)菌。體型微小，有的具有細(xì)胞構(gòu)造，有的甚至沒(méi)有細(xì)胞構(gòu)造，生長(zhǎng)繁殖快，對(duì)物質(zhì)具有非常強(qiáng)烈的轉(zhuǎn)化作用[3]。

在水生生態(tài)中，作為分解者的微生物，能將水中的污染物（包括有機(jī)物，某些重金屬等等）加以吸收、轉(zhuǎn)化或分解，達(dá)到減緩或最終消除水污染，恢復(fù)水體生態(tài)功能[4]，同時(shí)還能夠降低或消除某些有毒物質(zhì)的毒性。

高效復(fù)合菌處理污水的過(guò)程是通過(guò)有效微生物群共生、共存、通過(guò)發(fā)酵合成、復(fù)合發(fā)酵使污水的有毒有害物質(zhì)分解成CO2和H2O等，最終使廢棄污物、泥漿和污泥基本消除[4]。

4.2直投微生物菌劑養(yǎng)護(hù)城市景觀水體的技術(shù)初探

養(yǎng)護(hù)城市景觀水體包含維持潔凈水體和修復(fù)受污染水體。微生物菌劑直投法是一種城市景觀水體養(yǎng)護(hù)的新模式。

4.21根據(jù)城市景觀水體中的現(xiàn)有的微生物情況，利用現(xiàn)代生物技術(shù)進(jìn)行馴化，培養(yǎng)出相適應(yīng)微生物。

4.22進(jìn)一步對(duì)培養(yǎng)出來(lái)的微生物進(jìn)行篩選，篩選出生理活性強(qiáng)的菌種。

4.23大量繁殖，對(duì)高效的脫氮菌（復(fù)合枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌等）、降碳菌（復(fù)合芽孢桿菌、光合細(xì)菌等、）、解磷菌（解磷芽孢桿菌、聚磷節(jié)桿菌等）和凈水菌（地衣芽孢桿菌、短小芽孢桿菌等）等功能菌進(jìn)行科學(xué)組合配方，組成微生物群，制成微生物菌劑，每毫升/克含有益菌達(dá)20億個(gè)。

4.24將微生物制劑投放到景觀水體及作用。

菌劑被直接投放到富營(yíng)養(yǎng)化水體中后，有益菌會(huì)快速繁殖成優(yōu)勢(shì)菌群。

①脫氮菌劑通過(guò)多種方式去除水體中多余的氮素，將水體中氨氮、硝基氮和亞硝基氮等調(diào)整到適宜的濃度。②降碳菌劑會(huì)降解水體中的含碳有機(jī)物，分解水體及底泥中的腐殖質(zhì)，降低水體COD、BOD5。③解磷菌劑進(jìn)入水體后，能迅速生存、繁殖，分解有機(jī)膦化合物成為可溶的無(wú)機(jī)磷化合物，無(wú)機(jī)磷再與水體中的鈣、鎂離子結(jié)合形成不容性磷酸鹽沉淀，從而降低水中磷濃度。④凈水菌劑則能分解水中和底泥中的有機(jī)物、降低水中小分子有機(jī)物的含量，減少氨和硫化氫等的釋放，抑制藻類及腐敗菌的生長(zhǎng)。⑤底改菌劑能持久、有效地分解底泥中的有機(jī)污染物、凝聚懸浮物，降解有毒、有害物質(zhì)，清除位于水、底結(jié)合處的渾濁水層。

4.25為了保證篩選出的微生物能保持良好的活性，一直處在高效的工作狀態(tài)，在日常的工作中，必須定期對(duì)微生物進(jìn)行篩選、保存、復(fù)壯，將變異帶來(lái)的對(duì)微生物的影響降至最低，保持微生物物種的穩(wěn)定性，這也是城市景觀水體處理中水質(zhì)穩(wěn)定的關(guān)鍵因素之一。

5結(jié)語(yǔ)

城市景觀水體的污染問(wèn)題已成為一個(gè)廣泛性的問(wèn)題，全國(guó)生態(tài)保護(hù)規(guī)劃已將城市水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)列為重點(diǎn)研究應(yīng)用的內(nèi)容。雖然對(duì)水體的污染治理一直在進(jìn)行研究，但由于水體自然環(huán)境、污染源的復(fù)雜性，水體污染的機(jī)理仍然不甚清楚，特別是對(duì)于難降解有機(jī)物還不能有效地去除;許多方法還處于起步階段，尚未成熟，有待今后加強(qiáng)研究，在實(shí)踐中不斷完善。

城市景觀水體的生物養(yǎng)護(hù)是涉及多學(xué)科門類的綜合性學(xué)科，需要采用綜合性的方法。由于城市景觀水體具有人文性、自然性、生態(tài)性、景觀性、地域性等特點(diǎn)，不同地區(qū)的城市景觀水體具有不同的水文特點(diǎn)、生物特性等等，因此，在具體的城市景觀水體養(yǎng)護(hù)時(shí)，需要從水體的實(shí)際出發(fā)，實(shí)現(xiàn)水體的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和改善。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社第二編輯室.水務(wù)管理法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范.水資源環(huán)境卷.

[2]張文治.微生物學(xué).北京：高等教育出版社，2005.10

[3]吳光程.城市園林水體污染與防治.資源與人居環(huán)境.2006.7

[4]鐘萍，李麗等.河流污染底泥的生態(tài)修復(fù).生態(tài)科學(xué)2007.4第26卷第2期