宋福濤

(遼寧水利土木工程咨詢有限公司，沈陽(yáng) 110000)

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河道治理中生物修復(fù)技術(shù)的運(yùn)用分析

宋福濤

(遼寧水利土木工程咨詢有限公司，沈陽(yáng) 110000)

凈化河道污染、改善河道水質(zhì)對(duì)保障河道周圍居民的生活質(zhì)量有重要意義，而生物修復(fù)技術(shù)具有其獨(dú)特的綠色、環(huán)保、節(jié)能的特點(diǎn)。生物修復(fù)技術(shù)是指利用具有特殊功能的生物將環(huán)境當(dāng)中的污染物質(zhì)吸收、轉(zhuǎn)化，從而凈化污染、使環(huán)境恢復(fù)正常狀態(tài)的措施。文章從微生物凈化以及水生植物凈化的角度分析了基礎(chǔ)生物修復(fù)技術(shù)在河道治理中的應(yīng)用，并提出了多種綜合型生物修復(fù)技術(shù)。

河道治理；生物修復(fù)；水生植物；微生物

0 前 言

河道污染主要是水體中鈉含量過高，使得水體供氧量不能滿足水體耗氧的需求，導(dǎo)致水體中氧氣含量過低。在水體缺氧的情況下，水體中的有害物質(zhì)會(huì)逐漸生成氨氮化物、硫化氫等刺激性氣體，其中的有機(jī)酸更是會(huì)逐漸揮發(fā)，對(duì)河道周圍的環(huán)境造成嚴(yán)重影響。

生活污水和工業(yè)廢水是河道污染的主要原因，除此之外，污水處理廠的尾水、養(yǎng)殖場(chǎng)污水等廢水對(duì)河道也會(huì)產(chǎn)生一定程度的污染。凈化河道污染、改善河道水質(zhì)對(duì)保障河道周圍居民的生活質(zhì)量有重要意義。對(duì)此，可以采取生物修復(fù)的方法。生物修復(fù)技術(shù)是指利用具有特殊功能的生物將環(huán)境當(dāng)中的污染物質(zhì)吸收、轉(zhuǎn)化，從而凈化污染、使環(huán)境恢復(fù)正常狀態(tài)的措施。

生物修復(fù)技術(shù)具有其獨(dú)特的綠色、環(huán)保、節(jié)能的特點(diǎn)，利用自然界中本就存在的生物對(duì)自然環(huán)境進(jìn)行凈化，更加符合自然發(fā)展規(guī)律，對(duì)所治理的環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生新的副作用，所以成為了當(dāng)前最有發(fā)展?jié)摿Φ沫h(huán)境修復(fù)技術(shù)之一。

1 基礎(chǔ)型生物修復(fù)技術(shù)

1.1 微生物凈化方式

用于河道治理的微生物凈化方式主要有3種：

1)預(yù)先選定好一種或多種凈化功能較強(qiáng)的微生物菌種，而后經(jīng)過人工培養(yǎng)和篩選，將其直接投入到被污染的河道之中。

2)通過對(duì)河道中原有微生物的研究，研制出可促進(jìn)其生長(zhǎng)繁殖的促生劑，將其投入到被污染的河道當(dāng)中，促進(jìn)河道中原有微生物的生長(zhǎng)，加速污染物質(zhì)的吸收與降解。

3)利用生物膜的過濾凈化作用對(duì)河道的污染物質(zhì)進(jìn)行處理。

1.1.1 微生物投放法

微生物投放法目前主要用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域，其應(yīng)用方法簡(jiǎn)單，效果顯著，只需要在水體中加入一些具有凈化功能的微生物菌種，就能有效分解水體中的污染物質(zhì)，提高水體的恢復(fù)能力。而我國(guó)目前在河道治理當(dāng)中所使用的微生物菌種主要有Clear-Flo菌劑、日本的高效微生物菌種、中國(guó)的硝化細(xì)菌以及光合細(xì)菌等。

此外，通過實(shí)驗(yàn)證明使用生物復(fù)合酶對(duì)水體污染的治理效果也十分顯著，污染程度明顯降低，水體的修復(fù)能力增強(qiáng)。

1.1.2 促生劑凈化法

促生劑凈化方法是通過促進(jìn)原有微生物菌種的生長(zhǎng)，從而加速水體當(dāng)中污染物質(zhì)的吸收、降解，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)水體污染的治理。

這種水體污染治理方式利用原生態(tài)治理的方法，將水體原本具有的污染凈化能力擴(kuò)大化，從而提高水體的恢復(fù)能力，加速分解污染物質(zhì)，使水體恢復(fù)正常狀態(tài)。

1.1.3 生物膜技術(shù)

而生物膜技術(shù)是指將微生物菌種覆蓋在某種載體的表面，形成一層微生物膜，然后將這些載體投入到被污染的水體當(dāng)中，載體與污染物質(zhì)互相接觸，載體表面的微生物就會(huì)吸收水體中的污染物質(zhì)，從而達(dá)到凈化水體的目的。就目前的情況來看，生物膜技術(shù)普遍適用于我國(guó)的中小型河流，而且具有操作簡(jiǎn)單、效果顯著、易于管理等特點(diǎn)。我國(guó)目前還有許多地區(qū)的河道環(huán)境保護(hù)設(shè)施建設(shè)不到位，各種生活污水及工業(yè)廢水直接排放到河道當(dāng)中或者通過土壤滲透到河道當(dāng)中，對(duì)河道水質(zhì)造成嚴(yán)重破壞，所以生物膜技術(shù)在我國(guó)中小型河流的治理方面具有很大的發(fā)展前景。

1.2 水生植物凈化方式

水生植物凈化方式是通過水生植物的凈化作用降低水體的污染程度。河道當(dāng)中有某些污染物質(zhì)可以作為植物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，被植物所吸收，從而達(dá)到降低水體污染程度的目的。水生植物凈化方式的應(yīng)用范圍比較廣，但是也具有一定的局限性[1]。

由于水生植物本身對(duì)生存環(huán)境也有一定的要求，如果污染程度太過嚴(yán)重，超出了水生植物所能承受的極限，那么水生植物將無法正常生存，也就失去了其降低污染的功能。

所以，在使用水生植物凈化方式之前，需要先對(duì)待治理河道的水質(zhì)進(jìn)行分析，評(píng)估其水質(zhì)污染的程度，然后通過實(shí)驗(yàn)的方式，選擇合適的水生植物。通常來說，水葫蘆、水蔥等水生植物比較適合于河道污染治理。目前主要的水生植物污染治理方法有生態(tài)浮島法和人工濕地法兩種。

1.2.1 生態(tài)浮島法

生態(tài)浮島法主要是利用無土栽培原理，結(jié)合現(xiàn)代種植方式與生態(tài)工程措施，通過密度較小的漂浮材料將水生植物固定在水面上，水生植物的根部從水體中吸收污染物質(zhì)作為養(yǎng)料，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水體污染的治理。

生態(tài)浮島法利用了微生物與水生植物的共生關(guān)系，將水體中的微生物集中在水生植物附近，對(duì)水體中的污染物質(zhì)進(jìn)行集中處理，加快污染物質(zhì)處理的效率，降低水體當(dāng)中污染物質(zhì)的含量。

1.2.2 人工濕地法

在應(yīng)用人工濕地法時(shí)，最關(guān)鍵的部分就是水生植物的去污能力以及適應(yīng)能力。去污能力是指其凈化污染物質(zhì)的能力，適應(yīng)能力是指其正常生長(zhǎng)所能承受的極限生長(zhǎng)環(huán)境。

人工濕地法處理污染的主要原理為：水生植物對(duì)水體中的有機(jī)物質(zhì)比如氮、磷等物質(zhì)的吸收；土壤中的離子交換；土壤的脫氮。實(shí)踐證明，人工濕地對(duì)氮磷等有機(jī)物質(zhì)的吸收效果十分顯著，大部分有機(jī)污染都能得到有效治理[2]。

2 綜合型生物修復(fù)技術(shù)

2.1 曝氣凈化法

曝氣是指利用一定的方法使空氣當(dāng)中的養(yǎng)分強(qiáng)制性地溶解到水體當(dāng)中，提高水體的含氧量。另外曝氣還可以讓水體中的懸浮物保持懸浮的狀態(tài)，均勻地分布在水體當(dāng)中，使得微生物與水體當(dāng)中的溶解接觸更加頻繁，保證微生物分解污染物質(zhì)時(shí)有足夠的溶解氧。曝氣凈化法當(dāng)中的溶解氧來源主要有3種，一種是人工制造的氧氣，一種是從空氣當(dāng)中得到的氧氣，還有一種是通過水生植物的光合作用所產(chǎn)生的氧氣[3]。

曝氣凈化法豐富了河道當(dāng)中的生物多樣性，使得許多微生物菌種與水生生物在河道中共同生存，其中包括細(xì)菌、真菌、藻類、魚類、蝦類等等。通過微生物的分解作用、水生植物的吸收作用等將污染物質(zhì)從水體中去除，再利用河流生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中的層層食物鏈，逐漸將污染物質(zhì)帶出河道，進(jìn)入到生態(tài)圈的循環(huán)當(dāng)中，利用大型生態(tài)圈的自我調(diào)節(jié)及恢復(fù)能力將污染物質(zhì)徹底清除。

2.2 氧化塘凈化法

氧化塘凈化法是指將自然沉淀法、微生物降解法以及水生植物凈化法綜合起來形成的污水處理方法，具體凈化方法為：在河道附近修建一個(gè)人工的池塘，使用圍堤將其包圍，再建好防滲層，在池塘中加入具有凈化污染功能的微生物及水生植物，只需要將待處理的污水引入氧化塘當(dāng)中，就可以有效去除污水中的有機(jī)物質(zhì)。

氧化塘凈化法結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，修建的成本比較低，可以用于污水的回收利用，而且處理過后產(chǎn)生的污泥比較少，所以對(duì)于河道的污水凈化有較為顯著的處理效果。

2.3 生物柵凈化法

生物柵是利用環(huán)保學(xué)原理、按照水質(zhì)凈化的具體要求所設(shè)計(jì)的一種與水體自然凈化原理相類似的水體凈化裝置。生物柵凈化法，則是利用水體當(dāng)中微生物、動(dòng)物、植物的共同作用來達(dá)到凈化水體的功能，其具體作用原理為：利用水生植物的根系與特定材料形成特殊的生物柵，然后利用生物柵對(duì)水體當(dāng)中的固體污染物質(zhì)進(jìn)行攔截與沉降，對(duì)于水體當(dāng)中氮磷等有機(jī)物質(zhì)則直接有植物根系所吸收，最終達(dá)到治理污染的目的[4]。

2.4 多功能修復(fù)法

多功能修復(fù)法是指將河道生態(tài)系統(tǒng)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，豐富河道當(dāng)中的生物多樣性，并加強(qiáng)河道當(dāng)中的自然景觀建設(shè)，使河道成為集自然觀賞性與凈化功能于一體的多功能河道生態(tài)系統(tǒng)。河道當(dāng)中自然景觀的建設(shè)能有效減少進(jìn)入河道的污染物質(zhì)，而河道其他凈化措施能保證河道動(dòng)植物的正常生長(zhǎng)，兩者相輔相成，共同作用，所以很快成為當(dāng)前最容易接受的河道凈化方式之一[5]。在這種修復(fù)技術(shù)當(dāng)中，最關(guān)鍵的就是生態(tài)護(hù)坡工程。目前所使用的生態(tài)護(hù)坡主要有植物固土護(hù)坡、土工材料與草皮種植結(jié)合型護(hù)坡、多孔型生態(tài)混凝土護(hù)坡、生態(tài)型水泥護(hù)坡等幾種，其中最常用的就是多孔型生態(tài)混凝土護(hù)坡。首先在護(hù)坡土壤中播撒草籽，然后在土壤表層鋪設(shè)多孔混凝土材料，為草皮的生長(zhǎng)提供生長(zhǎng)空間，同時(shí)，多孔混凝土當(dāng)中的肥料可以提供草皮生長(zhǎng)所需要的養(yǎng)分。

2.5 底泥氧化凈化法

河道受到嚴(yán)重污染后，會(huì)有大量固體污染物質(zhì)慢慢沉積到河道底部，在底部形成一層厚厚的污染層，這層污染層的存在大大提高水體的耗氧量，所以必須要及時(shí)處理。對(duì)此，可以采用底泥氧化凈化法[6]。底泥氧化凈化法主要是指利用人工培育的方法大量培育河道當(dāng)中的原有微生物菌種，而后通過對(duì)微生物新陳代謝的分析，得出微生物對(duì)河道污染物質(zhì)的詳細(xì)分解原理，然后根據(jù)該原理研制出加速微生物分解的藥物，利用靶向注射技術(shù)直接把藥物注入河道底部的泥層當(dāng)中，加速河道底部沉積污染物質(zhì)的分解，從而降低河道底部污染物質(zhì)的含量以及耗氧速率[7]。

3 結(jié) 語(yǔ)

河流是附近居民生活用水的主要來源，一旦受到污染，必將影響附近居民的生活質(zhì)量以及身體健康，所以必須要及時(shí)進(jìn)行治理。對(duì)于河道的治理，可以采用基礎(chǔ)型生物修復(fù)技術(shù)，主要包括微生物凈化法以及水生植物凈化法兩種；也可以采用綜合型生物修復(fù)技術(shù)，主要包括曝氣凈化法、氧化塘凈化法、生物柵凈化法等幾種。要結(jié)合實(shí)際情況采取合適的凈化方式，使得治理成本最小化、治理效果最大化。

[1]曹載宏.生態(tài)聯(lián)鎖式護(hù)坡技術(shù)在河道護(hù)坡工程中的應(yīng)用[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2014(01)：51-53，59.

[2]李新芝，王小德.論城市河道中直立式護(hù)岸改造模式[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2009(06)：60-63.

[3]張書濱，陳靜.南昌市烏沙河整治中的生態(tài)設(shè)計(jì)[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2009(05)：19-21，46.

[4]劉紅麗，王洪軍，張樹國(guó)，等.防洪工程生態(tài)護(hù)坡芻議[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2008(06)：44-45.

[5]田曉靜，高金超，王迎風(fēng).防洪河道生態(tài)護(hù)坡工程探析[J].黑龍江水利科技，2009(06)：97-98.

[6]趙鵬程，陳東田，劉雪，等.河道生態(tài)建設(shè)的技術(shù)研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27(08)：291-295.

[7]胡志超.生態(tài)格賓擋墻技術(shù)在蘇北運(yùn)河整治中的應(yīng)用[J].中國(guó)水運(yùn)，2011(03)：133-135.

1007-7596(2017)02-0150-03

2017-02-12

宋福濤(1981-)，男，遼寧莊河人，工程師，研究方向?yàn)樗姟?/p>

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