复合微生物菌剂在丹阳市鹤溪河治理中的应用

刘志刚 戴志东 吴向阳 吴智仁

（1江苏大学环境与安全工程学院 江苏镇江 212013 2江苏大学环境健康与生态安全研究院 江苏镇江 212013 3丹阳市环境生态修复生物技术中心 江苏丹阳 212300 4江苏东南生物科技有限公司 江苏丹阳 212300）

引言

河道作为生态系统的重要组成部分，具有提供水源、防洪排涝交通运航、调节气候和消减污染等生态环境效应，然而随着我国工业和农业的快速发展以及人口的不断增长，造成我国河道严重污染和生态系统失衡[1]，因此，解决河道水环境问题已成为当下亟待解决的关键任务之一。

目前污染河道的治理与修复主要以污染源控制、水质净化和水生态修复为目标，以“截污-减负-净化-修复”作为污染河流水环境质量改善的总体思路[2]，根据应用原理的不同可分为：物理法[3,4]、化学法[5]和生物法[6,7]，但这些方法存在治理类型单一、投资成本高和二次污染严重等问题，常常达不到满意的去除效果。

近年来，复合微生物技术的开发和应用不仅克服了传统治理方法的弊端，还可以因地制宜选用土著功能微生物治理河道，保护当地生态环境不受破环[8,9]。因此，以丹阳市鹤溪河为例，探索复合微生物菌剂对鹤溪河水体中高锰酸盐指数、氨氮和总磷的降解效果，为提升河道水质，解决河道水环境污染提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 工程概况

本研究主要对丹阳市西起丹金溧漕河，经过导墅镇、蒋墅镇最终进入常州市境内的鹤溪河实施修复工程。该治理段污水主要源于周边日常生活污水、农业面源污染和工业废水，水质指标见表1。

表1 新河取样点水质背景值

1.2 复合微生物菌剂

实验采用的复合微生物菌剂由江苏东南生物科技有限公司和丹阳市环境生态修复生物技术中心提供，是根据河水污染特性，将萤光假单胞杆菌、链杆菌、白地霉、巨大芽抱杆菌、云芝栓孔菌、施氏假单胞菌、产阮假丝酵母等菌种按比例优化富集而成，有效活菌数≥9×108，经南京医科大学毒性实验和多年实践应用，表明其无毒无副作用。复合微生物菌剂以原菌方式贮存，扩大培养后可快速适应河道污染水体。

1.3 水质监测方法

采用国家标准分析方法，COD采用酸性高锰酸钾法测定（GB11892-1989），NH3-N采用纳氏试剂分光光度计法测定（GB/T7479-1987），TP采用钼酸铵分光光度法测定（GB/T11893-1989）。

2 结果与讨论

自2017年3月至2017年5月对鹤溪河投加复合微生物菌剂过程中，对鹤溪河高锰酸盐指数（CODmn），氨氮（NH3-N）和总磷（TP）进行定期监测。

2.1 高锰酸盐指数

鹤溪河北环桥和鹤溪河桥两个监测点的高锰酸盐指数小于10mg/L，属于地表Ⅳ类水范畴。在整个治理期间，两个监测点的高锰酸盐指数呈下降-上升-下降的变化趋势，第24 d时高锰酸盐指数降到最低，去除率分别达到53.28%和58.42%，这是因为复合微生物菌剂对河水中可降解物质的分解，但随着复合微生物菌剂中菌种随河水的迁移及死亡，以及治污过程未采取截污措施，第30 d和36 d的水质检测结果显示两处的高锰酸盐指数有回升现象，并于第36 d复投复合微生物菌剂，第42 d时的高锰酸盐指数已呈下降趋势，北环桥和鹤溪河桥两个监测点的高锰酸盐指数较第36 d降低30.09%和10.31%，说明复合微生物菌剂对高锰酸盐指数的去除具有一定的作用。

图1 CODmn浓度和去除率随时间变化

2.2 氨氮

北环桥和鹤溪河两处监测点数据表明，河水氨氮含量较高，分别超Ⅴ类水标准43%和26.5%，属劣Ⅴ类水。由图2可知，投加复合微生物菌剂后，北环桥和鹤溪河桥两处的氨氮浓度呈下降-上升-下降的变化趋势，治理期间，氨氮最高去除率达到85.69%，说明复合微生物菌剂对氨氮去除效果显著。因复合微生物菌剂中菌种随河水的迁移及死亡，北环桥和鹤溪河桥两处第36 d的氨氮浓度较第24 d分别回升82.98%和75.68%，因此，第36 d复投复合微生物菌剂，第42 d时北环桥和鹤溪河桥两个监测点的氨氮较第36 d降低33.72%和29.23%，氨氮去除率恢复至80%以上，说明复合微生物菌剂对氨氮具有较好的去除效果。

图2 NH3-N浓度和去除率随时间变化

2.3 总磷

鹤溪河总磷浓度小于0.4mg/L，属Ⅴ类水，经42d的复合微生物菌剂治理，总磷浓度小于0.2mg/L，属Ⅲ类水。由图3可知，北环桥和鹤溪河桥两处的总磷浓度变化趋势与高锰酸盐指数和氨氮相似，投加复合微生物菌剂后，总磷浓度呈下降-上升-下降的变化趋势，第24 d时北环桥和鹤溪河桥两处的总磷去除率分别为59.06%和65.33%，但在第24 d至36d期间，因有外源污染汇入及复合微生物菌剂中菌种随河水的迁移及死亡，导致总磷浓度回升，第36 d复投复合微生物菌剂后，两处监测点的总磷浓度继续呈下降趋势，经过42 d的处理，总磷去除率分别恢复到38.75%和34.67%，说明复合微生物菌剂对总磷具有一定的去除效果。

图3 TP浓度和去除率随时间变化

结语

（1）复合微生物菌剂可以有效降低河道中高锰酸盐指数、氨氮和总磷浓度，但要根据各指标的变化趋势复投复合微生物菌剂，防止因有外源污染汇入及菌剂随河水的迁移和死亡引起的河道水质反复。

（2）投加复合微生物菌剂治理河道期间，北环桥和鹤溪河桥两处的高锰酸盐指数、氨氮和总磷的最大去除率分别达到58.42%、85.69和65.33%，表明复合微生物菌剂对河道中高锰酸盐指数、氨氮和总磷具有较好去除作用，适应当下河道治理难以实现彻底截污的现状。