生物修復技術在黑臭河道治理中的應用

徐龍云

（江蘇省水利建設工程有限公司，江蘇 揚州 225002）

當前城市建設發展過程中不僅高度重視經濟發展，還將環境保護擺在重要位置，尤其是生態城市理念提出后，加強水污染、大氣污染、土壤污染治理成為城市可持續發展關注的重點。對于水污染治理來說，黑臭河道治理是主要對象之一，然而長期以來由于技術方面的缺陷導致黑臭河道治理效果欠佳，新時期生物修復技術憑借其顯著優勢成為黑臭河道治理的主要技術，有效改善城市水生態環境，營造人與自然和諧共生的局面，以下進行相關分析。

一、水生態修復技術概述

在當前的城市生態環境建設過程中河道生態治理受到廣泛關注，生態修復技術就是對已經被破壞的生態系統修復，分解環境內部生態系統的構成，對分解后的產物轉化處理。在水體當中需要利用植物自身的凈化作用，不過植物的生長速度不可控，需要通過生態修復技術促進植被生長，解決河道黑臭現象[1]。

二、黑臭河道出現的原因

黑臭河道在城市生態修復中是重要環節，而城市推動生態建設也必須將黑臭河道治理作為重點，通常黑臭河道在人口密集區域較多。河道內的水體流通不暢以及污染物質的累積就會導致黑臭河道出現，比如河道內存在大量工業生產中鐵、錳等金屬元素以及硫元素，在氧氣缺乏的條件下會發生化學反應形成硫酸亞鐵或者硫酸亞錳，這些都是導致黑臭河道出現的重要物質。與此同時，水體中的無機物在氧化分解后好氧速度遠遠超過氧氣恢復速度，導致水體氧氣缺乏，之后微生物自然分解形成氨氣、甲烷、硫化氫等臭味氣體。黑臭河道出現的原因主要在于工業生產排放的廢水、廢渣和居民生活廢水，還與河道水流有機負荷微生物自然分解有關，通過分析黑臭河道污染成因有利于采取相關措施進行修復，重新營造良好的生態環境[2]。

三、黑臭河道帶來的危害

黑臭河道的出現會嚴重污染生態環境，比如城市河道周邊建筑生活在群眾受黑臭河道散發的氣味會對正常生活造成影響。一方面會破壞人們愉悅的心情，另一方面，氣體中的氨氣、硫化氫以及細菌會影響人體健康，比如吸入氣體會導致惡心、嘔吐、厭食等反應。長期受黑臭河道氣味影響的人們會出現精神萎靡、神經衰弱等情況，而飲用水一旦受到污染將進一步影響人們健康，破壞人們的內分泌系統。與此同時，河道中的氧氣供應不足會導致水域中的魚類、蝦類、浮游生物大量死亡，如果工業企業將生產的廢水排入河道內以及農業生產中的殺蟲劑排入河道將消滅河道中微生物。此外，黑臭河道會破壞城市形象，所以城市河道污染治理迫在眉睫[3]。

四、生物修復技術在黑臭河道治理中的應用

通過分析我國黑臭河道情況發現，城市與農村的污染源存在差別，所以需要區別對待。在城市化進程不斷推進的背景下，為了給人們營造更加健康、舒適的生活環境，需要發展經濟的同時保證水生態系統不受到破壞，本文重點分析城市黑臭河道的修復，當前主要技術性措施如下：

（一）微生物凈化技術

1.微生物修復

需要在受到污染的黑臭河道當中放入有利于微生物生長的營養物質，起到修復河道作用。微生物可以起到凈化污水的作用，主要是借助特殊的載體培育和富集菌種。有研究發現，菌劑和植物結合能夠有效消除水體中的有害物質，比如根際桿菌主要是附著在植物表面生長并修復受污染河道。

2.創造有利環境

將卵石、木材放入河道當中為微生物生長和棲息提供良好環境，還可以采用底泥注射的方法，該方法易于操作不僅用于河道治理，還廣泛用于農業種植當中[4]。

3.微生物投放技術

通過外界培育大量微生物菌種，之后投放到黑臭河道內可以起到良好效果，目前微生物投放技術在水產養殖當中應用較廣。用于被污染的水體當中可以快速降解污染物質，提升水體凈化能力，主要應用的微生物制劑包括微生物菌群以及生物活性液，比如投放微生物菌劑之前要進行細菌培養，做好篩選工作，還要制定預防措施，通過與植物凈化處理手段的合理搭配，還能夠進一步提升黑臭河道凈化處理效果，為微生物提供生存環境，主要是添加微生物促生劑，以此為微生物繁殖提供良好環境。

4.生物促生技術

該技術有利于促進微生物自然降解，營造更適合微生物生長的水體環境，并且能夠增強黑臭河道自凈能力，分解污染物質。

5.生物膜法

該技術將微生物附著在物體表面，然后放入受污染的河道當中，微生物會吸取有機物當中的養分，達到水體凈化目標。生物膜技術的常見形式為生態浮床或者人工浮島，借助植被根系在河道內物形成根系網絡，由此吸附懸浮物，形成生物膜。之后將生物膜作為載體吞噬污染物質，轉化成根系所需的營養物質，也可以通過卵石粘貼生物膜吸附污染物。生物活性炭凈化法也是主要的生物膜修復方法，可以對河道當中的有益物質提取，通常生物膜法用于較小的河道。

6.生態草技術

該技術借助仿生學，是一種全新的凈化技術，借助天然的菌群和人工菌群達到凈化效果，當前在發達國家得到了有效應用。生態草技術的組成部分主要包括仿生生態草、細繩狀態填料、阿克曼生態基，并且近年來新的填料得到研發，可以根據菌種加以應用[5]。

（二）水生植物凈化與修復技術

對于水生植物凈化和修復技術來說，就是把吸收性能良好的植被種植于河道當中，進而對河道內的水質起到改善作用，這些植物的吸附性能良好，其中主要包括浮葉植被、漂浮植被、挺水植被和沉水植被，比如蘆葦、浮萍、狐尾藻，其中蘆葦浸出葉對蛋白核小球藻可以抑制有害物繁殖，還有研究發現水葫蘆可以將水體中化學需氧量，總氮去除接近50%。不管種植哪類植被都能在一定程度上降解或者沉淀污染物，提升水質。當前在城市水體進化研究方面進行了大量植被的培育，要求根據黑臭河道實際情況進行植被選擇，制定科學的進化方案，由此達到預期目標。

（三）生態工程綜合性修復

通過具體分析河道治理實際情況和地理環境可以綜合選擇直線化、規模化或者硬質化的設計方式，以此達到黑臭河道治理和修復目標。河道生態系統出現單一變化會對河流環境治理效果產生影響，所以在黑臭河道治理期間需要改變河流基本形態，發揮其排澇防洪的作用。在此基礎上進行河流多樣化設計，也就是在黑臭河道治理期間改變河流動力學，要求進行河流水系統互聯工程的設計，然后打通河流，并根據河流地形與周邊環境制定人工調水方案，提升飲水工程設計的規范性，促進河流水源的補充。當前生態修復技術在生態河堤建設過程中可以配合水生植物的生長，以此打造生態化河流，再如投放水生物也能夠起到凈化黑臭河道生態系統的作用。

（四）多功能的生態工程修復技術

在黑臭河道治理過程中，方案設計需要考慮河道生態環境，要求把城市河道設計為河道凈化系統，實現自然景觀和原始生物類群體的結合，提升不同生物的共存性。所以說該技術主要是通過載體固定的方式處理有害微生物，通過河道地塊培養水深植物，提升河道凈化能力的同時降低微生物的有害作用。

（五）底泥生物氧化技術

河道底部覆蓋了大量的底泥生物，這些生物有著氧化功能。生物修復技術就是對微生物數量加以利用，然后投放適宜微生物繁殖的藥物，以此增加微生物數量，發揮其氧化功能，降低黑臭河道當中有機物含量。

（六）營造生物群落多樣性

通過前期生物修復技術的綜合利用水質得到有效改善，使得城市河道內部形成較為穩定的生態系統，為了進一步優化水環境和實現生物群落多樣性，需要通過人工手段在河道中投放不同類型的水生生物，其中包括魚類、蝦類、河蚌等，由此形成完整的食物鏈，通過不斷繁殖促進水體凈化，提升生態系統防御水平。

五、黑臭河道治理中生物技術發展注意事項

當前生物修復技術主要密切結合復雜性以及系統性的工程，由此進一步提升城市黑臭河道的治理效果。不過當前依然存在著不足，需要通過以下措施改進：一方面，在黑臭河道治理過程中要求堅持因地制宜的原則，也就是根據河道實際情況制定修復措施，要求聘請生物學專家、地質專家全面掌握水質情況、地質環境對生物修復技術加以選擇和利用。與此同時需要組建研究小組，總結不同地區黑臭河道治理的經驗，并加以推廣；另一方面需要對加強宣傳，提升人們對生物修復技術的認識，也有利于提升人們的環保意識。此外，黑臭河道治理期間需要全面分析其中的污染物質類型，如果與原有類型不一致需要進一步處理，要求結合實際情況研究微生物，并且在黑臭河道治理期間所運用的微生物需要對水體環境產生積極影響，如果成效不明顯需要考慮其它措施，因此我國需要在微生物修復技術的應用方面制定評價標準[6]。

六、生物修復技術發展展望

進行黑臭河道治理的過程中，通過生物修復技術能夠平衡河道治理以及環境污染之間的關系，解決以往化學處理方法導致的二次污染問題。整體看來，生物修復技術類型多、復雜性強，而黑臭河道的污染治理是一項龐大工程。該背景下需要高度重視生物膜修復技術的價值，因地制宜地采取修復技術方案，并且加強探索和創新。比如分析黑臭河道有害物質之后與相關技術搭配應用，特別是要應用植物修復技術形成多元修復體系。比如生態草技術的應用有效提升了水體凈化修復功能以及載菌能，可以被大規模用于水體治理當中。不過黑臭河道的問題較為突出，目前在微生物和植物選擇方面還在探索，需要繼續加強研究提升黑臭河道污染治理的效果，比如研究共性修復技術，在保證河道治理效果的同時，降低技術成本[7]。

結束語

綜上所述，近年來微生物修復技術在黑臭河道治理過程中得到廣泛應用，在實際治理過程中，要求結合黑臭河道的具體情況，參考水體污染程度，減少工業廢水、生活廢水以及化學藥品的排放量，尤其是部分小型河道的水體流動性較差，通過合理選擇生物修復技術可以起到顯著效果，為人們營造更加健康，舒適的生活環境。