生物修復技術在水環境治理中的應用與發展

王瑋

摘 要： 在城市不斷擴張、工業生產規模日益增長的今天，水體污染問題變得越來越普遍，對人類生存與發展帶來嚴重的負面影響。在此之間加強對水體污染的治理修復工作變得越來越關鍵，從中合理運用生物修復技術是當前環境保護管理工作的重心。簡要分析生物修復技術原理的基礎上，針對水環境治理中生物修復技術的應用方法進行探究分析，以期為實際工作形成參考支持。

關鍵詞： 生物修復技術 原理分析 應用方法 環境治理

中圖分類號： X32文獻標識碼： A文章編號： 1679-3567（2024）05-0052-03

Application and Development of Bioremediation Technology in Water Environment Treatment

WANG Wei

Guangping County Branch， Handan Ecology and Environment Bureau， Handan， Hebei Province， 057650 China

Abstract： With the continuous expansion of cities and the increasing scale of industrial production today， water pollution is becoming increasingly common， which has a serious negative impacts on human survival and develop‐ment. Therefore， it is becoming increasingly crucial to strengthen the treatment and remediation of water pollution， and the rational use of bioremediation technology is the current focus of environmental protection management. Based on a brief analysis of the principles of bioremediation technology， this article explores and analyzes the appli‐cation methods of bioremediation technology in water environment treatment， in order to provide reference support for practical work.

Key Words： Bioremediation technology； Principle analysis； Application method； Environmental governance

我國經濟在快速增長的過程中，對環境資源的開發應用程度也在不斷加深，尤其在水環境質量方面已經出現了各種水體污染問題，對國民健康生活和經濟可持續發展具有十分重要的影響。

相關研究顯示，通過在水環境治理工作中科學合理運用生物修復技術，有利于進一步改善水體污染問題，提高對水體質量的凈化效果，在避免破壞水體平衡穩定的前提下，為人類生活的可持續發展形成有效支持。其中，深入了解生物修復技術的應用原理和方法尤為關鍵，是提高技術應用成效的重要前提條件。

1 生物修復技術原理分析

生物修復技術是20世紀70年代左右所興起的新型環境治理技術，通過應用生物學原理，體現出較高環境治理效益且成本較低的應用優勢。該技術應用原理在于借助某些特定微生物或植物，促進污染物的降解與轉化，以實現凈化環境的目的。技術核心思想在于借助生物代謝活動，使有機物、無機物以及重金屬等污染物轉化為無機化合物以及其他無害物質，從而實現修復水體環境、改善污染問題的目的。結合修復微生物類型和作用方式的差異，目前廣泛應用的生物修復技術分為生物吸附技術、生物降解技術、生物轉化技術三種類型[1]。

2 水環境治理中對生物修復技術的應用方法探究

2.1 微生物凈化法

該凈化技術屬于生物修復技術中比較常用的應用種類，修復能力十分強，且見效速度十分快。在治理水體環境質量中，一般可以通過以下幾種類型進行應用。

2.1.1 微生物投放法

前期需要做好對水體污染狀況的監測工作。結合監測取得的相關數據信息進行分析，掌握污染水體環境的污染源信息，再結合相應污染源類型，針對性地選擇適宜的微生物菌種，所選擇的微生物菌種在污染源凈化能力方面應當體現出較強的技術應用優勢。在科學合理選擇適宜的微生物菌種后，開展人為培育工作，以提高菌種活力水平與抵抗力狀況；在人工培育結束后將其投放于水體污染環境當中。其中所常用的微生物菌種有硝化細菌、光合細菌等，這類修復技術在水產養殖區域的水體污染環境中應用廣泛[2]。

2.1.2 促生劑凈化法

在采用促生劑凈化法修復污染水體時，關鍵在于監測水體微生物的種類和數量，并選擇合適的促生劑。這有助于提高微生物的質量和繁殖效率，進而增強其分解污染物質的能力，提升治理效果。然而，該方法在實際應用中面臨一些挑戰，如促生劑選擇的局限性和潛在的二次污染風險，限制了其廣泛應用。

2.1.3 生物膜處理法

運用生物膜處理法以凈化水體環境，是對水體污染進行自我凈化的治理修復過程，可以有效清理受到污染的水體環境中的膠狀物以及其他有機污染物，通過運用生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化設備以及生物流化床等相關技術設施治理修復水體環境，圖1為生物處理法的應用原理[3]。

該技術可以有效清理水體環境中的無機鹽和重金屬等有害物質、具有優良的水體環境改善效果，生物膜處理法也被劃分為礫間接觸氧化法、排水溝接觸氧化法、生物活性炭填充柱凈化法等三種類型。

（1）礫間接觸氧化法是一種河床生物膜技術，用于凈化河水。該技術通過在河床中填充礫石作為人工介質，以增加生物膜與河水的接觸面積。隨著河水的流動，礫石表面的生物膜與水中的污染物進行有效接觸和摩擦，促使污染物沉積在生物膜上。隨后，生物膜通過吸收和分解作用，達到凈化水體中污染物質的目的。

（2）排水溝接觸氧化法通過在溝渠內外安裝凈化設備，使用不同大小的顆粒狀礫石或塑料作為基礎材料，以增加與水體的接觸面積。這些材料因其較大的接觸面積和高孔隙率，易于生物膜的形成。當河流污水流經這些凈化裝置時，生物膜能夠吸附污染物，進而通過微生物的作用實現污染物的沉淀和分解，有效減少河流中的污染物質，提升水質。

（3）生物活性炭填充柱凈化法利用活性炭作為凈化介質，其表面粗糙多孔的特性使其具有優異的微生物吸附能力。在應用過程中，該技術結合了微生物在水體中分解有機物的生物膜效應、活性炭的生物再生能力以及其吸附作用，共同促進水體污染的改善和修復。

2.2 水生植物凈化法

在諸多生物修復技術中，水生植物凈化法的應用具有較為優良的綠色環保應用價值，可以將水生植物凈化法劃分為生態浮島法、人工濕地法以及底泥生物氧化法等三種類型。

2.2.1 生態浮島法

生態浮島法，亦稱生態浮床法，通過在特制的浮床（浮島）上種植水生植物來凈化水質。這些植物能有效吸收并降解水體中的污染物質，從而達到凈化水源的目的。在應用生態浮島法治理水體污染時，選擇合適的水生植物和充分利用水質資源至關重要，這有助于提升微生物的活性，增強污染治理的效果。

為了提高治理效率，應優先選擇根系發達的水生植物，因為它們對污染物質，尤其是氮磷化合物，具有更強的吸附能力。在實際操作中，需要分析水體的污染成分，精心設計浮床結構，并合理控制日照時間，以減少藻類過度繁殖導致的水質惡化，從而有效管理并提高水體的清澈度[4]。

2.2.2 人工濕地法

在采用人工濕地法進行水體污染治理和修復時，首先需人工構建池塘并引入受污染的水體。通過利用微生物、植物和化學物質的綜合作用，實現水體環境的凈化。由于不同人工池塘的結構和功能各異，實際應用中需根據具體情況合理選擇凈化策略，具體分類如表1所示。根據表1可知，在實施人工濕地法凈化水體的過程中，工藝流程主要分為階梯式、折流式和復合式三種類型，每種類型都有其獨特的應用優勢和條件。

由于各種工藝流程和布水方式特點不同，在治理修復水體污染過程中，要結合受污染水質狀況，合理地選擇工藝流程和布水方式，從而取得更好的水體污染修復治理效果。

2.2.3 底泥生物氧化法

該技術通過促進水體底泥中微生物的繁殖，有效增加了微生物的種類與數量，有助于控制底泥中營養鹽的釋放，減緩水體富營養化。此外，該技術在管理水體富營養化方面表現出色，能夠促進微生物與底泥中物質的有效結合，不僅增強了底泥的生物氧化速度和物質降解效率，還提高了黑臭物質的氧化速率，有效抑制了由底泥引起的水體黑臭現象，從而顯著提升了水體環境的整體質量。

2.3 水體人工增氧法

水體人工增氧法是一種通過人為手段提高水體中溶解氧含量的技術，它對于增強水體中微生物的代謝活動具有顯著作用。通過增加溶解氧，該技術不僅促進了微生物的生長速率，還顯著提升了它們對污水中有機污染物的吸收和分解能力。

這一技術在城市水體環境的修復與治理中扮演著重要角色。城市水體由于受到周邊建筑的壓迫、河流的阻斷等因素的影響，經常會出現流動性減弱、水體自凈能力下降的問題。這些水體通常較為狹窄且淺，導致其容量有限，容易受到嚴重污染。此外，城市水體的含鹽量往往較高，自我凈化能力較弱，這進一步加劇了水質惡化的風險。

針對這些問題，人工增氧技術的應用可以有效提升水體中微生物的活性，使水體中的溶解氧保持在一個較為飽和的狀態。這一變化不僅有助于提高水體的自凈能力，還能有效改善和預防富營養化現象，即水體中營養物質過剩導致藻類過度繁殖的問題。通過增加溶解氧，人工增氧技術還能促進硝化細菌的活動，從而加快將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽的硝化反應，進一步提升水體的自凈效率。

2.4 生態護岸法

生態護岸法是一種利用河流兩岸植被來凈化水體的環境治理技術，廣泛應用于水體環境的修復工作中。通過在河道兩側坡面上種植適量的生物植被，這種方法不僅增強了水體的自然凈化和自我修復能力，而且通過植被的呼吸作用增加了水體中的溶解氧，從而促進了有害氣體的分解，提高了水體凈化的效率。

此外，通過建立水陸緩沖帶，可以減少污染物直接進入水體，有效防止城市垃圾污染河流。緩沖帶能夠攔截大部分廢棄物，限制其進入河流，從而降低水體污染的風險，進一步提升水體治理和修復的整體效果[5]。

3 結語

為了推動我國社會的可持續發展，相關單位必須加強對水環境的治理和修復工作。本文對當前水環境問題進行了全面的分析和研究，并在此基礎上探討了各種生物修復技術的原理和應用。通過對這些技術的利用，水體環境質量能夠得到有效提升，從而進一步提升水污染的治理成效。

參考文獻

[1]公霞.生物修復技術在水環境治理中的應用與發展[J].新型工業化，2022，12（4）：219-222.

[2]羅小銳.生物修復技術在水環境污染治理中的應用研究[J].環境與生活，2023（10）：82-84.

[3]盧榮娟.生物修復技術在水污染治理中的應用研究[J].工業微生物，2023，53（3）：10-12.

[4]廖勇強.微生物修復技術在河源某農村地區黑臭水體治理中的應用研究[J].環境生態學，2022，4（12）： 97-101.

[5]胡浩.生態修復技術在水環境保護中的應用[J].科技資訊，2023，21（14）：108-111.