生物修复技术在黑臭河道治理中的应用

王晓琴 杨梅 陈雷

（杭州萧宏环保科技股份有限公司浙江杭州310000）

生物修复技术在黑臭河道治理中的应用

王晓琴 杨梅 陈雷

（杭州萧宏环保科技股份有限公司浙江杭州310000）

黑臭河道治理是城市水污染治理的重要组成部分，生物生态法是当前治理黑臭河道的主要技术，具有可重复、廉价，生态效益好等优势，按照技术种类又可分为植物净化与修复、微生物修复、生物膜法，近年来生态草技术开始成为研究热点，特别是随着材料学技术的进步，许多新的生态草设计得以涌现，并使生态修复技术向定制化、专业化深入发展。

水污染；黑臭河道；生物修复技术

污染问题已成为困扰我国社会经济发展、人们生命健康的重要问题，治理污染已成为当前重要的社会义务。我国水污染问题十分严重，其中又以河道污染最为突出，河道污染不仅威胁两岸的生态环境，还可通过地下水网污染地下水，威胁饮水安全，增加自来水厂净化的成本[1]。黑臭河道是一种常见的河道污染表现，黑臭主要与生活环境污染有关。生物修复是当前治理水污染最先进的技术之一，可重复、廉价，生态效益好，一般不会造成二次污染。本次研究试就生物修复技术在黑臭河道治理中的应用进展进行概述。

1 黑臭河道的概述

有关于黑臭河道水体研究并不少见，该类型污染水体多见于人口密集的区域，绝大多数城市都或多或少存在黑臭水体，按照污染来源以及特征可分为：①未截污的黑臭水体，如上海苏州黑、广州珠江江河段等，因缺乏必要的截污措施，流域范围内的有机物超出了自净的能力；②封闭性和半分封闭性的黑臭水体，主要是指封闭的河道，常见于蓄水区的河道，与外界交流少，水体更新速度慢，若受到有机物污染，便会导致水体黑臭；③缓流型黑臭水体，水体污染易在河低淤积，污染存在蓄积效应，有报道显示上海市内河每年约1500万m3污染物蓄积量。根据国内调查的黑臭河道主要与有机污染、无机污染、内源污染有关，水温对黑臭水体形成也有一定的影响。从黑臭河道的成因、概括来看，生物修复技术如生态法，采用原位修复，模拟自然净化的过程并予以强化，具有投入少、二次污染少、可重复等优点，越来越受到重视。

2 黑臭河道的生物修复技术

2.1 生物生态法

生物生态法主要包括以下三类。

2.1.1 植物净化与修复

利用常见的改善水质效果较好的植物，利用植物的直接吸收、物理吸附、微生物作用去除或沉淀污染，常见的植物可分为挺水、沉水、漂浮以及浮叶植物四类，代表植物包括芦苇、香蒲、分演练、浮萍、睡莲、蒋菜、狐尾藻、金鱼藻等，治理的形式主要可分为人工湿地、沉水植物修复、生态浮岛等，有关于这些植物的新品种培育、组合、净化机制是当前研究的热点，如李某等调查发现芦苇浸出叶对蛋白核小球藻具有很强的抑制作用，一定浓度下抑制率达到100%，另有报道显示水葫芦对富营养水体中的COD、TN、NO2-N、TP具有较好的去除作用，去除率在50左右[2]。许多学者致力寻找新的品种、组合方式、生物学特性，以利于因地制宜的制定黑臭河道，达到事半功倍的目的，植物净化修复已被广泛用于城市污水、重金属废水、富营养水体的黑臭河道治理。

2.1.2 微生物修复

微生物修复是利用微生物的净化作用，采用独特的载体，对菌体进行培养、驯化、富集，形成规模效应，主要方式包括生物膜法、添加微生物菌剂、生物促生剂等，相关研究主要集中在细菌培养、筛选、预处理技术、投入量、清除效果的研究，张宗阳等采用优势复合菌剂对西洋河黑臭河水进行修复，结果显示菌剂对河水中的COD、NH3-H、TP去除率在80%以上[3]。菌剂还可与植物联合，达到协同目的，如根际杆菌便往往依赖于植物存活，相较于植物微生物可能是水质改善的主要贡献因子。生物促生剂，顾名思义通过药物提高为微生物的数量，提高水体的自净能力，促生剂的最终目的在于创造适合菌群生长的环境，不仅可提高数量还可提高微生物的活性，投放的方式包括喷洒、泥底注射等，适用于不同类型的水体污染[4]。

2.1.3 生物膜法

需注意的是，无论是添加微生物菌剂、生物促生剂都有明显的局限性，在污染较严重的水体中，改良环境的难度较大，植物难以存活，微生物易流失，同时植物净化存在局限性，植物本身生物学特性受自然环境影响较大，同时死亡的植物还会造成二次污染。生物膜技术通过创造局部利于植物、微生物生长的环境，发挥持续性的净化能力，如人工浮岛便可视为一种生物膜技术。生物膜的载体主要为卵石等天然材料，塑料等人工合成材料，表面往往为粘液状的生物膜，在自然界便存在天然的生物膜，上面存在大量的生物，如细菌、藻类、真菌、原生动物等，是自然净化系统的重要组成部分。当前，国外较常见的河流生物膜法为砾间接触氧化法、生物活性炭填充柱净化法等，填料极大的扩大了比表面积，可负载大量的微生物。当前，关于生物膜技术研究主要集中在新的填充材料研发。

2.2 生态草技术

生态草技术是一种新型生物膜载体净化技术，通过仿生学设计生物膜，以人工投入或土著菌群为种源，在美日等发达国家应用效果较好。主要可分为细绳状生态填料、仿生生态草、阿克曼生态基，近年来新的材料不断被推出，这些材料在载菌性能上有了很大的提高，甚至可以根据菌种进行定制[5]。

结语

生物修复技术是黑臭河道治理的主要发展方向，特别是在水体较小、流动性不强的污染水体治理中具有较高的价值。近年来，生物修复技术越来越专业化，多学科合作成为主流，生物学、新材料学技术、基因工程等学科的进步，都极大的推动了生物修复技术的发展，相信在不远的未来，生物修复将成为一种普遍性污染治理技术。

[1]中华人民共和国环境保护部．2015年中国环境状况公报[EB/OL]．http：//jcs.mep.gov.cn/hjzl/zkgb/．

[2]高丹英,杨娇艳,王文玲等.黑臭水净化菌株的筛选及其水质改善能力[J].环境科学研究,2010,23(3)：350-354