河道治理中生物修复技术的运用分析

宋福涛

(辽宁水利土木工程咨询有限公司，沈阳 110000)



河道治理中生物修复技术的运用分析

宋福涛

(辽宁水利土木工程咨询有限公司，沈阳 110000)

净化河道污染、改善河道水质对保障河道周围居民的生活质量有重要意义，而生物修复技术具有其独特的绿色、环保、节能的特点。生物修复技术是指利用具有特殊功能的生物将环境当中的污染物质吸收、转化，从而净化污染、使环境恢复正常状态的措施。文章从微生物净化以及水生植物净化的角度分析了基础生物修复技术在河道治理中的应用，并提出了多种综合型生物修复技术。

河道治理；生物修复；水生植物；微生物

0 前 言

河道污染主要是水体中钠含量过高，使得水体供氧量不能满足水体耗氧的需求，导致水体中氧气含量过低。在水体缺氧的情况下，水体中的有害物质会逐渐生成氨氮化物、硫化氢等刺激性气体，其中的有机酸更是会逐渐挥发，对河道周围的环境造成严重影响。

生活污水和工业废水是河道污染的主要原因，除此之外，污水处理厂的尾水、养殖场污水等废水对河道也会产生一定程度的污染。净化河道污染、改善河道水质对保障河道周围居民的生活质量有重要意义。对此，可以采取生物修复的方法。生物修复技术是指利用具有特殊功能的生物将环境当中的污染物质吸收、转化，从而净化污染、使环境恢复正常状态的措施。

生物修复技术具有其独特的绿色、环保、节能的特点，利用自然界中本就存在的生物对自然环境进行净化，更加符合自然发展规律，对所治理的环境不会产生新的副作用，所以成为了当前最有发展潜力的环境修复技术之一。

1 基础型生物修复技术

1.1 微生物净化方式

用于河道治理的微生物净化方式主要有3种：

1)预先选定好一种或多种净化功能较强的微生物菌种，而后经过人工培养和筛选，将其直接投入到被污染的河道之中。

2)通过对河道中原有微生物的研究，研制出可促进其生长繁殖的促生剂，将其投入到被污染的河道当中，促进河道中原有微生物的生长，加速污染物质的吸收与降解。

3)利用生物膜的过滤净化作用对河道的污染物质进行处理。

1.1.1 微生物投放法

微生物投放法目前主要用于农业生产以及水产养殖等领域，其应用方法简单，效果显著，只需要在水体中加入一些具有净化功能的微生物菌种，就能有效分解水体中的污染物质，提高水体的恢复能力。而我国目前在河道治理当中所使用的微生物菌种主要有Clear-Flo菌剂、日本的高效微生物菌种、中国的硝化细菌以及光合细菌等。

此外，通过实验证明使用生物复合酶对水体污染的治理效果也十分显著，污染程度明显降低，水体的修复能力增强。

1.1.2 促生剂净化法

促生剂净化方法是通过促进原有微生物菌种的生长，从而加速水体当中污染物质的吸收、降解，最终实现对水体污染的治理。

这种水体污染治理方式利用原生态治理的方法，将水体原本具有的污染净化能力扩大化，从而提高水体的恢复能力，加速分解污染物质，使水体恢复正常状态。

1.1.3 生物膜技术

而生物膜技术是指将微生物菌种覆盖在某种载体的表面，形成一层微生物膜，然后将这些载体投入到被污染的水体当中，载体与污染物质互相接触，载体表面的微生物就会吸收水体中的污染物质，从而达到净化水体的目的。就目前的情况来看，生物膜技术普遍适用于我国的中小型河流，而且具有操作简单、效果显著、易于管理等特点。我国目前还有许多地区的河道环境保护设施建设不到位，各种生活污水及工业废水直接排放到河道当中或者通过土壤渗透到河道当中，对河道水质造成严重破坏，所以生物膜技术在我国中小型河流的治理方面具有很大的发展前景。

1.2 水生植物净化方式

水生植物净化方式是通过水生植物的净化作用降低水体的污染程度。河道当中有某些污染物质可以作为植物生长所需要的营养物质，被植物所吸收，从而达到降低水体污染程度的目的。水生植物净化方式的应用范围比较广，但是也具有一定的局限性[1]。

由于水生植物本身对生存环境也有一定的要求，如果污染程度太过严重，超出了水生植物所能承受的极限，那么水生植物将无法正常生存，也就失去了其降低污染的功能。

所以，在使用水生植物净化方式之前，需要先对待治理河道的水质进行分析，评估其水质污染的程度，然后通过实验的方式，选择合适的水生植物。通常来说，水葫芦、水葱等水生植物比较适合于河道污染治理。目前主要的水生植物污染治理方法有生态浮岛法和人工湿地法两种。

1.2.1 生态浮岛法

生态浮岛法主要是利用无土栽培原理，结合现代种植方式与生态工程措施，通过密度较小的漂浮材料将水生植物固定在水面上，水生植物的根部从水体中吸收污染物质作为养料，从而实现对水体污染的治理。

生态浮岛法利用了微生物与水生植物的共生关系，将水体中的微生物集中在水生植物附近，对水体中的污染物质进行集中处理，加快污染物质处理的效率，降低水体当中污染物质的含量。

1.2.2 人工湿地法

在应用人工湿地法时，最关键的部分就是水生植物的去污能力以及适应能力。去污能力是指其净化污染物质的能力，适应能力是指其正常生长所能承受的极限生长环境。

人工湿地法处理污染的主要原理为：水生植物对水体中的有机物质比如氮、磷等物质的吸收；土壤中的离子交换；土壤的脱氮。实践证明，人工湿地对氮磷等有机物质的吸收效果十分显著，大部分有机污染都能得到有效治理[2]。

2 综合型生物修复技术

2.1 曝气净化法

曝气是指利用一定的方法使空气当中的养分强制性地溶解到水体当中，提高水体的含氧量。另外曝气还可以让水体中的悬浮物保持悬浮的状态，均匀地分布在水体当中，使得微生物与水体当中的溶解接触更加频繁，保证微生物分解污染物质时有足够的溶解氧。曝气净化法当中的溶解氧来源主要有3种，一种是人工制造的氧气，一种是从空气当中得到的氧气，还有一种是通过水生植物的光合作用所产生的氧气[3]。

曝气净化法丰富了河道当中的生物多样性，使得许多微生物菌种与水生生物在河道中共同生存，其中包括细菌、真菌、藻类、鱼类、虾类等等。通过微生物的分解作用、水生植物的吸收作用等将污染物质从水体中去除，再利用河流生态系统当中的层层食物链，逐渐将污染物质带出河道，进入到生态圈的循环当中，利用大型生态圈的自我调节及恢复能力将污染物质彻底清除。

2.2 氧化塘净化法

氧化塘净化法是指将自然沉淀法、微生物降解法以及水生植物净化法综合起来形成的污水处理方法，具体净化方法为：在河道附近修建一个人工的池塘，使用围堤将其包围，再建好防渗层，在池塘中加入具有净化污染功能的微生物及水生植物，只需要将待处理的污水引入氧化塘当中，就可以有效去除污水中的有机物质。

氧化塘净化法结构较为简单，修建的成本比较低，可以用于污水的回收利用，而且处理过后产生的污泥比较少，所以对于河道的污水净化有较为显著的处理效果。

2.3 生物栅净化法

生物栅是利用环保学原理、按照水质净化的具体要求所设计的一种与水体自然净化原理相类似的水体净化装置。生物栅净化法，则是利用水体当中微生物、动物、植物的共同作用来达到净化水体的功能，其具体作用原理为：利用水生植物的根系与特定材料形成特殊的生物栅，然后利用生物栅对水体当中的固体污染物质进行拦截与沉降，对于水体当中氮磷等有机物质则直接有植物根系所吸收，最终达到治理污染的目的[4]。

2.4 多功能修复法

多功能修复法是指将河道生态系统重新进行设计，丰富河道当中的生物多样性，并加强河道当中的自然景观建设，使河道成为集自然观赏性与净化功能于一体的多功能河道生态系统。河道当中自然景观的建设能有效减少进入河道的污染物质，而河道其他净化措施能保证河道动植物的正常生长，两者相辅相成，共同作用，所以很快成为当前最容易接受的河道净化方式之一[5]。在这种修复技术当中，最关键的就是生态护坡工程。目前所使用的生态护坡主要有植物固土护坡、土工材料与草皮种植结合型护坡、多孔型生态混凝土护坡、生态型水泥护坡等几种，其中最常用的就是多孔型生态混凝土护坡。首先在护坡土壤中播撒草籽，然后在土壤表层铺设多孔混凝土材料，为草皮的生长提供生长空间，同时，多孔混凝土当中的肥料可以提供草皮生长所需要的养分。

2.5 底泥氧化净化法

河道受到严重污染后，会有大量固体污染物质慢慢沉积到河道底部，在底部形成一层厚厚的污染层，这层污染层的存在大大提高水体的耗氧量，所以必须要及时处理。对此，可以采用底泥氧化净化法[6]。底泥氧化净化法主要是指利用人工培育的方法大量培育河道当中的原有微生物菌种，而后通过对微生物新陈代谢的分析，得出微生物对河道污染物质的详细分解原理，然后根据该原理研制出加速微生物分解的药物，利用靶向注射技术直接把药物注入河道底部的泥层当中，加速河道底部沉积污染物质的分解，从而降低河道底部污染物质的含量以及耗氧速率[7]。

3 结 语

河流是附近居民生活用水的主要来源，一旦受到污染，必将影响附近居民的生活质量以及身体健康，所以必须要及时进行治理。对于河道的治理，可以采用基础型生物修复技术，主要包括微生物净化法以及水生植物净化法两种；也可以采用综合型生物修复技术，主要包括曝气净化法、氧化塘净化法、生物栅净化法等几种。要结合实际情况采取合适的净化方式，使得治理成本最小化、治理效果最大化。

[1]曹载宏.生态联锁式护坡技术在河道护坡工程中的应用[J].水利规划与设计，2014(01)：51-53，59.

[2]李新芝，王小德.论城市河道中直立式护岸改造模式[J].水利规划与设计，2009(06)：60-63.

[3]张书滨，陈静.南昌市乌沙河整治中的生态设计[J].水利技术监督，2009(05)：19-21，46.

[4]刘红丽，王洪军，张树国，等.防洪工程生态护坡刍议[J].水利技术监督，2008(06)：44-45.

[5]田晓静，高金超，王迎风.防洪河道生态护坡工程探析[J].黑龙江水利科技，2009(06)：97-98.

[6]赵鹏程，陈东田，刘雪，等.河道生态建设的技术研究[J].中国农学通报，2011，27(08)：291-295.

[7]胡志超.生态格宾挡墙技术在苏北运河整治中的应用[J].中国水运，2011(03)：133-135.

1007-7596(2017)02-0150-03

2017-02-12

宋福涛(1981-)，男，辽宁庄河人，工程师，研究方向为水利水电。

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