水生态修复中土著微生物原位激活技术应用

迟 冉

（上海水源地建设发展有限公司 上海 200000）

引言

因为我们国家在以往的经济发展过程中，对于水环境产生了一定的影响，从而给我们国家的饮水安全以及水环境的健康持续发展产生了很大的阻碍。所以，为了实现我们国家可持续发展战略目标，现阶段必须要加强水环境保护工作。为了更好的进行对水环境进行保护工作，需要加强对于生态修复技术的应用，实现治理水环境污染的目的，逐步恢复到原生态环境，为实现经济的可持续发展打下坚实的基础。

1 土著微生物原位激活原理

对于自然界而言，生物膜是绝大多数微生物存在的主要形式；同时，对于水体生态系统而言，也有大量的微生物群落存在着。由于工业污水大量排放，造成了严重的水质污染，由此采取土著生物原位激活措施，该方法有利于改变微生物群落附着基质，增加水质含氧量，通过以加速形成生物膜为目的，投放微生物激活剂，激活生态系统，从而改善水体生态环境。通过及时改善被污染水体，恢复水体生态系统。

2 土著微生物原位激活技术

2.1 水生植物原位激活微生物

在水体生态体统中，水体生物是关键组成部分，同时对于水生态系统里的微生物而言，是天然的附着基质。所谓水生植物激活土著微生物，指的就是通过对污染水体的水生植被进行及时恢复，从而对水体系统产生净化的效果。提供附着基质给水生态中的微生物，并有效保护水体系统中的动物，改善水体被污染程度和环境的氧化情况，对水体中的有益微生物群形成充足的刺激性，由此进一步提高水体生态系统自净水平。实验结果表明，微生物能够有效减少水体中的污染物，水生植物对水体中的氮含量吸收量达到了1.5%-13.3%，对磷的吸收量达到了2.2%-13.2%，通过采用符合当地水土环境并且科学合理的措施逐步对水体生存环境进行改善，并且起到激活微生物群落的作用。显著增强了吸收污染水体的能力，激活后能够吸收被污染水体中氮含量22.5%-29.9%；磷含量10.1%-20.6%，净化水体已初见成效[1]。

水生植物在整个水体生态系统中有着举足轻重的地位，水生植物能够大幅度的改善水体氧环境，为微生物提供附着基质，通过激活水体土著微生物并逐渐改变微生物群落结构。对于水生植物来说，生长的过程中可以直接吸收水中的污染物并消化污染物，同时根部还可以直接固定水体底泥。运用水生植物对水系统进行恢复重建，治理黑臭水体、修复湿地、治理水体富营养化和修复水体生态的主要技术，所以该技术的应用十分广泛，主要分为生态浮岛和水生植物修复。通过在水污染治理工程中该技术的应用，现在治理已经取得了非常好的效果。

对于水生态系统而言，修复或重建水生植物群落首先需要充分考虑到植物的生长习性，可优先选择根系发达、有强大的抗污净污能力，对于繁殖较快的水生植物而言，只有满足以上条件才能保障宽广的微生物附着面积。并且对于水生植物而言，水生植物是否能够吸收充足的营养、是否能够最大程度的减慢水流速度、滞留生物能力以及固定底泥能力，都能够有效净化污染，在修复水生态系统的过程中，主要使用以下几种水生植物：金鱼藻、狐尾藻、苦草、黑藻、伊乐藻、美人蕉、、梭鱼草、菖蒲、鸢尾、莎草等种属水生植物。

2.2 底质原位激活微生物

所谓底质激活技术指的是，以构建生态河道的相关原理为依据，利用人工材料比如包括多功能人工介质、陶粒、多孔砖等多孔性材料，以及天然材料例如火山石、矿石、天然河床、卵石、砾石等来进行水底铺设和构造生态透水坝。以此来为水生动植物提供栖息、产卵地，提供附着基质给水生微生物。根据一系列措施来增强微生物在水生态系统当中对于氮、磷还有各种有机污染物的转化、降解以及吸附能力。将底质激活技术配合曝气增氧技术共同使用，有利于提高好氧生物专门培养的效率，及时调控水生态系统的微生物群落结构，以此达到最大程度治理净化水生态环境的终极目标。

底质原位激活技术的运行具体方式是通过对水底附着基质进行相应改善，从而激活水体微生物的目的，改善水质，促进氧化，达到营造良好生态环境的作用。底质原位激活技术是一种生物修复技术，被广泛应用于浅水水体的生态修复，该项技术可以通过利用相关材料改善微生物的附着基质。该项激活技术的实施前提是满足充分抵抗冲刷的条件，在对材料进行铺设时，应首选多功能的多孔材料展开施工，例如：多功能的人工介质以及生物沸石和纯天然的矿物材料等等。对土著微生物群落展开进一步的激活。促进增加水生生态系统的生物多样性，加强水体自净能力[2]。对于污染水体而言，其显著特征是厌氧、缺氧的黑臭水体，只要将被污染的水体和曝光增氧相融合，就会产生一系列的反应，例如：繁殖大量的微生物群落，以此造成水体环境缺氧，促进水体微生物出现脱氮现象，对于水生态而言，如此一来有利于除磷以及降解。

2.3 人工水草原位激活微生物

人工水草与天然水草相比最大的不同在于，人工水草的制作材料采用耐污染、弹性良好、面积大的人工合成材料制作而成。人工水草在外形以及结构上仿照水生植物制作而成，在制作过程中合理的运用到新型的接触氧化技术。在人工水草的种植上，经过时间变迁，由于微生物群落会产生自然更替现象，“菌－藻”会产生立体的共生系统，以此来达到净化水体的目的。大量繁殖人工水草对水生态系统而言，有很多益处，例如：可以为浮游动物等大量水生物提供栖息场所和避难场地，有利于将水体维持到清水状态，进一步保护水生态系统的稳定。由于人工水草的诸多益处，因此经常被用于修复水体生态系统以及治理工业污水、废水。当然，在制作生态浮岛时也由极高的利用价值。

3 土著微生物原位激活辅助技术

3.1 水体复氧技术

水体复氧在日常生活中较为常见，例如：瀑布、假山等，通过快速提高转移水体氧的速度或者是在水体中注入空气等方式提高水体氧溶解水平。有利于通过对水生态环境中喜好氧气的微生物群落结构以及组成的增加，加强微生物降解污染物时的效率。在水环境治理中，水体复氧主要有以下四种作用：

（1）对于喜好氧气的微生物而言，水体复氧可以通过采用一系列的改善措施，促使水体恢复其自净能力，将水体转变为好氧环境。

（2）对于水体生态而言，好氧水体环境有着至关重要的作用，从生存环境的角度来看，好氧水体环境有利于加速微生物群落的修复，为水生生物提供生存环境，并且可以有效抑制藻类生物生长。

（3）通过对水体环境的改善以及底泥环境的氧化还原，水体和底泥中的还原性物质在溶解氧的作用下改变环境，促进被氧化，能够大幅度的减轻水台污染以及水体中的恶臭。除此之外，曝气的搅动能够促进底泥中的氨氮进行溶解，从而加快修复污染底泥的速度，大幅度降低对于水生动植物而言氨氮的毒害作用。

（4）水体复氧在极大程度上可以加快水体流动速度，从小部分开始对水流的速度以及流动进行改变，如此一来会造成水体原来分层被破坏，促进流场环境向多样化发展，通过进行人工操控，对水生态系统中的浮游藻类植物的种类和结构进行改善，达到控制浮游藻类繁殖速度的效果。

3.2 原位促生技术

所谓土著微生物原位促生，就是指通过采用投放微生物促生剂等方式对水体中土著微生物群落进行激活。里面说的促生剂是指促进微生物成长的营养物质组成的配方试剂。促生剂分为多组和单组两种，而多组促生剂包含微生物激活剂微生物促生剂等，两种促生剂的相同之处在于能够加速微生物成长繁殖，以此达到提高水体生物种类和数量的目的，有利于去除大面积的污染物，微生物促生剂里主要有酶、叶酸等营养物质，其中具有丰富的微量元素[2]。生物激活剂主要由尿素、生物刺激剂等成分组成。对于单组促生剂而言，葡萄糖以及氨基酸是主要组成物质，能够保证水体污染物里的碳、氮来源充足。

4 土著微生物原位激活技术在水生态修复中应用的重要意义

微生物群落是水体生态系统的重要组成部分，是整个生态系统当中重要的食物链组成部分，微生物群落能够进行物质的降解，所以在水环境的治理过程中，可以利用微生物群落来进行重金属、有机污染以及水体富营养化等问题的治理。在实际情况当中，对于湖泊以及河流的治疗中，可以通过进行激活土著微生物群落或者是投放外源微生物，来进行微生物群体的修复，从而让微生物群落恢复原有的自净能力，实现水污染治理的目的。进行微生物的原位激活，需要对生态环境进行改善且提供附着基质，这样就能够促进土著微生物群落的形成以及不断演变，让他们恢复对水体的净化能力。相较于外源微生物投放而言，原位激活技术的效果更佳，因为土著微生物具有更强的环境耐受力以及生态适应性，确保微生物群落结构的稳定、复杂，并且不会对生态环境产生不良影响。

结语

在水生态系统中，繁殖微生物群落有利于快速修复生态系统，修复微生物群落能够有效改善生物附着基质，通过改变生物群落的结构，逐步优化水体生态环境，为水生动植物提供安全有保障的生存环境。与此同时，需着重注意水体安全，例如防洪排涝等生态风险，采用人工水草等修复方式，避免外来物种打破水体生态平衡。当水体氧气不足时，应该做好增氧措施，比如种植人工水草、增加底质基质等方式，激活水体中的土著微生物群落，促进生态系统长远稳定发展。