河道治理中生物修復(fù)技術(shù)的運用分析

宋福濤

(遼寧水利土木工程咨詢有限公司，沈陽 110000)

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河道治理中生物修復(fù)技術(shù)的運用分析

宋福濤

(遼寧水利土木工程咨詢有限公司，沈陽 110000)

凈化河道污染、改善河道水質(zhì)對保障河道周圍居民的生活質(zhì)量有重要意義，而生物修復(fù)技術(shù)具有其獨特的綠色、環(huán)保、節(jié)能的特點。生物修復(fù)技術(shù)是指利用具有特殊功能的生物將環(huán)境當中的污染物質(zhì)吸收、轉(zhuǎn)化，從而凈化污染、使環(huán)境恢復(fù)正常狀態(tài)的措施。文章從微生物凈化以及水生植物凈化的角度分析了基礎(chǔ)生物修復(fù)技術(shù)在河道治理中的應(yīng)用，并提出了多種綜合型生物修復(fù)技術(shù)。

河道治理；生物修復(fù)；水生植物；微生物

0 前 言

河道污染主要是水體中鈉含量過高，使得水體供氧量不能滿足水體耗氧的需求，導(dǎo)致水體中氧氣含量過低。在水體缺氧的情況下，水體中的有害物質(zhì)會逐漸生成氨氮化物、硫化氫等刺激性氣體，其中的有機酸更是會逐漸揮發(fā)，對河道周圍的環(huán)境造成嚴重影響。

生活污水和工業(yè)廢水是河道污染的主要原因，除此之外，污水處理廠的尾水、養(yǎng)殖場污水等廢水對河道也會產(chǎn)生一定程度的污染。凈化河道污染、改善河道水質(zhì)對保障河道周圍居民的生活質(zhì)量有重要意義。對此，可以采取生物修復(fù)的方法。生物修復(fù)技術(shù)是指利用具有特殊功能的生物將環(huán)境當中的污染物質(zhì)吸收、轉(zhuǎn)化，從而凈化污染、使環(huán)境恢復(fù)正常狀態(tài)的措施。

生物修復(fù)技術(shù)具有其獨特的綠色、環(huán)保、節(jié)能的特點，利用自然界中本就存在的生物對自然環(huán)境進行凈化，更加符合自然發(fā)展規(guī)律，對所治理的環(huán)境不會產(chǎn)生新的副作用，所以成為了當前最有發(fā)展?jié)摿Φ沫h(huán)境修復(fù)技術(shù)之一。

1 基礎(chǔ)型生物修復(fù)技術(shù)

1.1 微生物凈化方式

用于河道治理的微生物凈化方式主要有3種：

1)預(yù)先選定好一種或多種凈化功能較強的微生物菌種，而后經(jīng)過人工培養(yǎng)和篩選，將其直接投入到被污染的河道之中。

2)通過對河道中原有微生物的研究，研制出可促進其生長繁殖的促生劑，將其投入到被污染的河道當中，促進河道中原有微生物的生長，加速污染物質(zhì)的吸收與降解。

3)利用生物膜的過濾凈化作用對河道的污染物質(zhì)進行處理。

1.1.1 微生物投放法

微生物投放法目前主要用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域，其應(yīng)用方法簡單，效果顯著，只需要在水體中加入一些具有凈化功能的微生物菌種，就能有效分解水體中的污染物質(zhì)，提高水體的恢復(fù)能力。而我國目前在河道治理當中所使用的微生物菌種主要有Clear-Flo菌劑、日本的高效微生物菌種、中國的硝化細菌以及光合細菌等。

此外，通過實驗證明使用生物復(fù)合酶對水體污染的治理效果也十分顯著，污染程度明顯降低，水體的修復(fù)能力增強。

1.1.2 促生劑凈化法

促生劑凈化方法是通過促進原有微生物菌種的生長，從而加速水體當中污染物質(zhì)的吸收、降解，最終實現(xiàn)對水體污染的治理。

這種水體污染治理方式利用原生態(tài)治理的方法，將水體原本具有的污染凈化能力擴大化，從而提高水體的恢復(fù)能力，加速分解污染物質(zhì)，使水體恢復(fù)正常狀態(tài)。

1.1.3 生物膜技術(shù)

而生物膜技術(shù)是指將微生物菌種覆蓋在某種載體的表面，形成一層微生物膜，然后將這些載體投入到被污染的水體當中，載體與污染物質(zhì)互相接觸，載體表面的微生物就會吸收水體中的污染物質(zhì)，從而達到凈化水體的目的。就目前的情況來看，生物膜技術(shù)普遍適用于我國的中小型河流，而且具有操作簡單、效果顯著、易于管理等特點。我國目前還有許多地區(qū)的河道環(huán)境保護設(shè)施建設(shè)不到位，各種生活污水及工業(yè)廢水直接排放到河道當中或者通過土壤滲透到河道當中，對河道水質(zhì)造成嚴重破壞，所以生物膜技術(shù)在我國中小型河流的治理方面具有很大的發(fā)展前景。

1.2 水生植物凈化方式

水生植物凈化方式是通過水生植物的凈化作用降低水體的污染程度。河道當中有某些污染物質(zhì)可以作為植物生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，被植物所吸收，從而達到降低水體污染程度的目的。水生植物凈化方式的應(yīng)用范圍比較廣，但是也具有一定的局限性[1]。

由于水生植物本身對生存環(huán)境也有一定的要求，如果污染程度太過嚴重，超出了水生植物所能承受的極限，那么水生植物將無法正常生存，也就失去了其降低污染的功能。

所以，在使用水生植物凈化方式之前，需要先對待治理河道的水質(zhì)進行分析，評估其水質(zhì)污染的程度，然后通過實驗的方式，選擇合適的水生植物。通常來說，水葫蘆、水蔥等水生植物比較適合于河道污染治理。目前主要的水生植物污染治理方法有生態(tài)浮島法和人工濕地法兩種。

1.2.1 生態(tài)浮島法

生態(tài)浮島法主要是利用無土栽培原理，結(jié)合現(xiàn)代種植方式與生態(tài)工程措施，通過密度較小的漂浮材料將水生植物固定在水面上，水生植物的根部從水體中吸收污染物質(zhì)作為養(yǎng)料，從而實現(xiàn)對水體污染的治理。

生態(tài)浮島法利用了微生物與水生植物的共生關(guān)系，將水體中的微生物集中在水生植物附近，對水體中的污染物質(zhì)進行集中處理，加快污染物質(zhì)處理的效率，降低水體當中污染物質(zhì)的含量。

1.2.2 人工濕地法

在應(yīng)用人工濕地法時，最關(guān)鍵的部分就是水生植物的去污能力以及適應(yīng)能力。去污能力是指其凈化污染物質(zhì)的能力，適應(yīng)能力是指其正常生長所能承受的極限生長環(huán)境。

人工濕地法處理污染的主要原理為：水生植物對水體中的有機物質(zhì)比如氮、磷等物質(zhì)的吸收；土壤中的離子交換；土壤的脫氮。實踐證明，人工濕地對氮磷等有機物質(zhì)的吸收效果十分顯著，大部分有機污染都能得到有效治理[2]。

2 綜合型生物修復(fù)技術(shù)

2.1 曝氣凈化法

曝氣是指利用一定的方法使空氣當中的養(yǎng)分強制性地溶解到水體當中，提高水體的含氧量。另外曝氣還可以讓水體中的懸浮物保持懸浮的狀態(tài)，均勻地分布在水體當中，使得微生物與水體當中的溶解接觸更加頻繁，保證微生物分解污染物質(zhì)時有足夠的溶解氧。曝氣凈化法當中的溶解氧來源主要有3種，一種是人工制造的氧氣，一種是從空氣當中得到的氧氣，還有一種是通過水生植物的光合作用所產(chǎn)生的氧氣[3]。

曝氣凈化法豐富了河道當中的生物多樣性，使得許多微生物菌種與水生生物在河道中共同生存，其中包括細菌、真菌、藻類、魚類、蝦類等等。通過微生物的分解作用、水生植物的吸收作用等將污染物質(zhì)從水體中去除，再利用河流生態(tài)系統(tǒng)當中的層層食物鏈，逐漸將污染物質(zhì)帶出河道，進入到生態(tài)圈的循環(huán)當中，利用大型生態(tài)圈的自我調(diào)節(jié)及恢復(fù)能力將污染物質(zhì)徹底清除。

2.2 氧化塘凈化法

氧化塘凈化法是指將自然沉淀法、微生物降解法以及水生植物凈化法綜合起來形成的污水處理方法，具體凈化方法為：在河道附近修建一個人工的池塘，使用圍堤將其包圍，再建好防滲層，在池塘中加入具有凈化污染功能的微生物及水生植物，只需要將待處理的污水引入氧化塘當中，就可以有效去除污水中的有機物質(zhì)。

氧化塘凈化法結(jié)構(gòu)較為簡單，修建的成本比較低，可以用于污水的回收利用，而且處理過后產(chǎn)生的污泥比較少，所以對于河道的污水凈化有較為顯著的處理效果。

2.3 生物柵凈化法

生物柵是利用環(huán)保學(xué)原理、按照水質(zhì)凈化的具體要求所設(shè)計的一種與水體自然凈化原理相類似的水體凈化裝置。生物柵凈化法，則是利用水體當中微生物、動物、植物的共同作用來達到凈化水體的功能，其具體作用原理為：利用水生植物的根系與特定材料形成特殊的生物柵，然后利用生物柵對水體當中的固體污染物質(zhì)進行攔截與沉降，對于水體當中氮磷等有機物質(zhì)則直接有植物根系所吸收，最終達到治理污染的目的[4]。

2.4 多功能修復(fù)法

多功能修復(fù)法是指將河道生態(tài)系統(tǒng)重新進行設(shè)計，豐富河道當中的生物多樣性，并加強河道當中的自然景觀建設(shè)，使河道成為集自然觀賞性與凈化功能于一體的多功能河道生態(tài)系統(tǒng)。河道當中自然景觀的建設(shè)能有效減少進入河道的污染物質(zhì)，而河道其他凈化措施能保證河道動植物的正常生長，兩者相輔相成，共同作用，所以很快成為當前最容易接受的河道凈化方式之一[5]。在這種修復(fù)技術(shù)當中，最關(guān)鍵的就是生態(tài)護坡工程。目前所使用的生態(tài)護坡主要有植物固土護坡、土工材料與草皮種植結(jié)合型護坡、多孔型生態(tài)混凝土護坡、生態(tài)型水泥護坡等幾種，其中最常用的就是多孔型生態(tài)混凝土護坡。首先在護坡土壤中播撒草籽，然后在土壤表層鋪設(shè)多孔混凝土材料，為草皮的生長提供生長空間，同時，多孔混凝土當中的肥料可以提供草皮生長所需要的養(yǎng)分。

2.5 底泥氧化凈化法

河道受到嚴重污染后，會有大量固體污染物質(zhì)慢慢沉積到河道底部，在底部形成一層厚厚的污染層，這層污染層的存在大大提高水體的耗氧量，所以必須要及時處理。對此，可以采用底泥氧化凈化法[6]。底泥氧化凈化法主要是指利用人工培育的方法大量培育河道當中的原有微生物菌種，而后通過對微生物新陳代謝的分析，得出微生物對河道污染物質(zhì)的詳細分解原理，然后根據(jù)該原理研制出加速微生物分解的藥物，利用靶向注射技術(shù)直接把藥物注入河道底部的泥層當中，加速河道底部沉積污染物質(zhì)的分解，從而降低河道底部污染物質(zhì)的含量以及耗氧速率[7]。

3 結(jié) 語

河流是附近居民生活用水的主要來源，一旦受到污染，必將影響附近居民的生活質(zhì)量以及身體健康，所以必須要及時進行治理。對于河道的治理，可以采用基礎(chǔ)型生物修復(fù)技術(shù)，主要包括微生物凈化法以及水生植物凈化法兩種；也可以采用綜合型生物修復(fù)技術(shù)，主要包括曝氣凈化法、氧化塘凈化法、生物柵凈化法等幾種。要結(jié)合實際情況采取合適的凈化方式，使得治理成本最小化、治理效果最大化。

[1]曹載宏.生態(tài)聯(lián)鎖式護坡技術(shù)在河道護坡工程中的應(yīng)用[J].水利規(guī)劃與設(shè)計，2014(01)：51-53，59.

[2]李新芝，王小德.論城市河道中直立式護岸改造模式[J].水利規(guī)劃與設(shè)計，2009(06)：60-63.

[3]張書濱，陳靜.南昌市烏沙河整治中的生態(tài)設(shè)計[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2009(05)：19-21，46.

[4]劉紅麗，王洪軍，張樹國，等.防洪工程生態(tài)護坡芻議[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2008(06)：44-45.

[5]田曉靜，高金超，王迎風(fēng).防洪河道生態(tài)護坡工程探析[J].黑龍江水利科技，2009(06)：97-98.

[6]趙鵬程，陳東田，劉雪，等.河道生態(tài)建設(shè)的技術(shù)研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2011，27(08)：291-295.

[7]胡志超.生態(tài)格賓擋墻技術(shù)在蘇北運河整治中的應(yīng)用[J].中國水運，2011(03)：133-135.

1007-7596(2017)02-0150-03

2017-02-12

宋福濤(1981-)，男，遼寧莊河人，工程師，研究方向為水利水電。

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