王 磊，邢浩春

(邯鄲學(xué)院 生命科學(xué)與工程學(xué)院/河北省高校冀南太行山區(qū)野生資源植物應(yīng)用技術(shù)研發(fā)中心，河北 邯鄲 056005)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活水平的提高，景觀水已成為城市美化綠化不可或缺的要素之一[1]，在公園設(shè)計(jì)建造諸如人造湖泊、觀賞水池、景觀河道等工程中廣泛應(yīng)用[2]。但公園中景觀水往往存在水域面積小、多為靜止或流動(dòng)性差、易受到污染、水體自凈能力弱等問題[3]，加上為節(jié)約水資源，一般公園內(nèi)的景觀水都是利用污水處理廠的再生水[4]，因此對(duì)這種再生水的凈化修復(fù)更顯得尤為重要。自然生態(tài)系統(tǒng)中微生物可以分解動(dòng)植物殘?bào)w，吸收轉(zhuǎn)化有害物質(zhì)，是一種重要的水體自我凈化生物。與傳統(tǒng)的清淤換水、投藥沉淀、曝氣增氧等物理化學(xué)方法相比，利用微生物分解去除水體中的氮、磷等物質(zhì)，既不會(huì)帶來二次污染，且綜合成本較低，是比較理想的景觀水體修復(fù)材料[5]。

邯鄲市趙苑公園景觀水引自邯鄲市西污水處理廠二級(jí)出水，含有大量氮、磷等可致水體富營(yíng)養(yǎng)化的可溶性無機(jī)物，極易造成水體富營(yíng)養(yǎng)化[6]。已有研究證實(shí)，趙苑公園的水質(zhì)不滿足地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838-2002)V類限值，全年呈富營(yíng)養(yǎng)化[7]。為此，筆者以趙苑公園景觀水為研究對(duì)象，研究不同配比微生物菌劑對(duì)公園不同功能水域的修復(fù)效率，以期為公園景觀水的微生物生態(tài)修復(fù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 趙苑公園景觀水水樣 趙苑公園景觀水體布局如圖1所示，其中，A區(qū)為進(jìn)水區(qū)、B區(qū)為系列跌水區(qū)，水流湍急、水質(zhì)較好，不作為采樣水域。C、D、E連在一起形成“凹”形的大片水域，C區(qū)一端連接B區(qū)，一端則以一個(gè)聯(lián)通的管道連接F區(qū)，E區(qū)是出水口。C、D、E、F水域較闊、水流平緩，是游人觀景娛樂的所在區(qū)，水質(zhì)較差，因此將采樣點(diǎn)設(shè)在上述4個(gè)區(qū)，每區(qū)設(shè)置1個(gè)采樣點(diǎn)，采樣位置及水樣外觀特征見表1。

表1 趙苑公園景觀水水樣采樣位置及外觀特征

1.1.2 微生物菌劑 BZT硝化菌劑和BIOFORMPR除磷菌劑，均購置于佛山市碧沃豐生物科技有限公司。

1.1.3 主要儀器與設(shè)備 多參數(shù)水質(zhì)測(cè)定儀(蘭州連華環(huán)?？萍加邢薰?、T9紫外可見光分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)、有機(jī)玻璃分層采水器(北京普力特儀器有限公司)等。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 水樣采集 5月初，以有機(jī)玻璃分層取樣器采集水樣，每個(gè)采樣點(diǎn)采用斷面多層多點(diǎn)采樣等量混合的辦法，取水樣約80 L，均分成4份，編號(hào)，帶回實(shí)驗(yàn)室分裝于玻璃水缸中。

1.2.2 菌劑處理 菌劑∶水=450 g∶10 L比例配制BZT硝化菌液和BIOFORMPR除磷菌液，然后按1∶1、1∶2、2∶1的體積比例混合兩種菌液，分別編號(hào)為T1、T2、T3，再以混合菌液∶水=0.003 L∶1 L比例分別投加于采集的4個(gè)水樣中，依次標(biāo)記為T1C、T2C、T3C；T1D、T2D、T3D；T1E、T2E、T3E；T1F、T2F、T3F；不添加菌劑的1份水樣標(biāo)記為CKC、CKD、CKE、CKF。投加頻率為每7 d處理1次，每次處理前取樣測(cè)定水質(zhì)指標(biāo)。

1.2.3 水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定 總氮(TN)按《水質(zhì) 總氮的測(cè)定 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》(HJ 636-2012)，總磷(TP)按《水質(zhì) 總磷的測(cè)定 鉬酸銨分光光度法》(GB 11893-89)，化學(xué)需氧量(CODcr)按《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測(cè)定 快速消解分光光度法》(HJ/T 399-2007)，濁度按《水質(zhì) 濁度的測(cè)定》(GB 13200-91)規(guī)定的方法測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 總氮

再生水雖然能夠除去懸浮性的不溶物、一些膠體和可溶性有機(jī)物，但很難有效去除導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的含氮、含磷可溶性無機(jī)物[7]，加之公園植物需要化肥養(yǎng)護(hù)，含氮化合物被就近沖刷入景觀水里，導(dǎo)致氮含量增高。由圖2看出，隨混合菌液處理時(shí)間延長(zhǎng)，水體中TN含量呈先顯著降低后又有所回升的趨勢(shì)，總體上仍低于處理前，處理后14 d含量最低。對(duì)照水體則隨時(shí)間延長(zhǎng)TN含量呈逐漸升高趨勢(shì)，至28 d時(shí)達(dá)到最高。從不同配比菌液處理看，T3組的TN含量降低最顯著，對(duì)TN的去除率最大，其中，F(xiàn)區(qū)即娛樂水體處理后TN含量最低，僅9.208 mg/L，去除率為39%，分別是T1組和T2組最大去除率的4倍和5倍。4個(gè)功能水域水體的TN含量變化規(guī)律基本一致，均隨時(shí)間延長(zhǎng)表現(xiàn)為先下降后回升，說明微生物菌劑處理在各區(qū)之間差異不大。

2.2 總磷

磷是水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要限制因子，在水中通常以有機(jī)磷、正磷酸鹽和聚合磷酸鹽的形式存在，較難去除[8]。由圖3看出，隨混合菌液處理時(shí)間增加延長(zhǎng)，水體中TP含量先降低再升高，多數(shù)在處理后7 d含量最低。對(duì)照水體TP含量一直升高。從不同配比菌液處理看，T3組的TP含量降低最顯著，對(duì)TP的去除率最大，其中，E區(qū)即出水水域處理后TP含量最低，僅0.099 mg/L，去除率達(dá)64%。4個(gè)功能水域水體菌液處理后TP含量變化均呈先大幅降低再逐步升高的趨勢(shì)，整體看菌劑處理對(duì)4個(gè)區(qū)水體TP含量的影響不大。

2.3 CODcr

CODcr是以化學(xué)方法測(cè)量水樣中需要被氧化的還原性物質(zhì)的量，能夠反映出水體有機(jī)污染物的污染程度，是水體污染檢測(cè)的一項(xiàng)重要指標(biāo)[9]。從圖4看出，隨混合菌液處理時(shí)間增加延長(zhǎng)，水體CODCr含量多數(shù)呈先下降后上升趨勢(shì)，總體上仍低于處理前。對(duì)照水體一直處于上升狀態(tài)，28 d時(shí)CODcr含量高達(dá)90 mg/L。從不同配比菌液處理看，T1與T2組處理對(duì)水體CODcr含量影響一致，均先降低再上升，T3組處理逐漸降低，可見T3處理有利于持續(xù)降

低污染水體的CODcr含量。4個(gè)功能水域水體菌液處理對(duì)CODcr含量影響大體相同，處理后7～14 d均呈顯著降低態(tài)勢(shì)，此后21 d和28 d有波動(dòng)。

2.4 濁度

濁度是一種光學(xué)效應(yīng)，是由于水中含有懸浮及膠體狀態(tài)微粒產(chǎn)生的，其與懸浮物的含量、水中雜質(zhì)的成分、顆粒大小、形狀及其表面的反射性能有關(guān)[10]。從圖5看出，隨混合菌液處理時(shí)間增加延長(zhǎng)，水體中濁度明顯減小，多數(shù)處理21 d時(shí)濁度達(dá)到最低。對(duì)照由于自然沉降，最初有所下降，但隨著水藻等腐爛，濁度又升高。不同配比菌液處理組中T3組的效果最好，其中，C區(qū)水體處理后濁度降低最為顯著，去除率達(dá)93%。4個(gè)功能水域水體菌液處理后濁度變化基本相同，均逐漸下降，處理間水體濁度差異小。

3 結(jié)論與討論

BZT硝化菌劑是從自然界中篩選得到的高效硝化作用細(xì)菌，對(duì)于處理水體具有穩(wěn)定的長(zhǎng)期硝化作用。BIOFORMPR除磷菌劑中復(fù)配有生物酶、營(yíng)養(yǎng)劑和催化劑，不僅能同化正磷酸鹽，還能有效降解水中大分子有機(jī)物成小分子物質(zhì)，混配后發(fā)揮多種菌的協(xié)同效應(yīng)，有利于提高微生物的生長(zhǎng)代謝，達(dá)到去氮消磷的作用，從而凈化水體。研究結(jié)果表明，BZT硝化菌液和BIOFORMPR除磷菌液混合處理可顯著降低景觀水體TN、TP、CODcr的含量和濁度，多數(shù)在處理后14 d達(dá)到最佳效果。硝化菌與除磷菌的體積比為2∶1時(shí)處理水體的TN含量最低，除磷效果也最佳，這可能與硝化菌占比較多，分解氮素的同時(shí)也促進(jìn)磷元素的降解和轉(zhuǎn)化有關(guān)，具體機(jī)理有待進(jìn)一步研究。微生物菌劑對(duì)4個(gè)不同功能水域水體的影響類似，隨處理時(shí)間延長(zhǎng)，水體中TN、TP、CODcr和濁度整體上呈先降低后升高趨勢(shì)。