萬瑜

（杭州市西湖水域管理處 浙江杭州 310000）

最近幾年，對富營養(yǎng)化水體治理技術按照治理手段進行分類，可以分為物理處理、生態(tài)恢復處理及化學處理等。另外，水體生態(tài)修復技術又包括生物修復技術、微生物制劑技術、生物膜法處理技術、人工濕地技術、人工浮島技術等。對于生態(tài)修復處理措施，其不僅能夠原位凈化水質，還可以促使水體中的水生生態(tài)結構的恢復，且其具備運行成本低的特點，以及可以有效提升水體的自凈能力，二次污染環(huán)境的概率較小，這也是近年來水體生態(tài)修復技術能快速發(fā)展起來的主要原因。

1 富營養(yǎng)化水體生態(tài)修復技術概述

水生態(tài)系統(tǒng)修復實際上指的是采取一系列保護措施以使能夠將已退化的水生生態(tài)系統(tǒng)恢復至比較穩(wěn)定的水平，提高水生生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)忍受性。修復水生生態(tài)系統(tǒng)的終極目的是企圖借助一個比較自然的、能夠自我調(diào)節(jié)且所在區(qū)域完全整合的系統(tǒng)，以盡可能地降低水生生態(tài)系統(tǒng)退化的概率，將系統(tǒng)恢復至比較穩(wěn)定的狀態(tài)［1］。

2 富營養(yǎng)化水體生態(tài)修復技術及其應用

2.1 生物膜法處理技術

在純天然河床上面附著生物膜具有過濾或者凈化效用。其是借助人工來填充濾料及載體，某些微生物群體附著于一些載體表面并且呈現(xiàn)出膜狀，可與污水發(fā)生接觸，且生物膜上的微生物能夠攝取污水當中的有機物當作營養(yǎng)物質將其吸收后同化，使用濾料與載體大于表面積，同時具備附著生物種類繁多且數(shù)量大等特點，以此能夠提升河流的自凈能力（如圖1所示）。這種技術憑借著自身超強的降解能力，實際接觸的時間也較短，同時又因占地面積比較小且投資少而被廣泛應用。

圖1 富營養(yǎng)化水體修復反應流程

近幾年，此技術被大范圍應用，甚至一些學者研究得出以蜂窩陶瓷作為載體生成生物膜反應器能有效地借助缺氧生物修復城市受污河道水體，此間水中的氨氮去除率達40%～60%，總氮去除率則可達40%～45%，換言之，可以同步去除氨氮和總氮，而且又不會積累亞硝酸鹽。為有效提升微污染水體生物膜修復系統(tǒng)中的生物量及去除效果，人們陸續(xù)開發(fā)出各種新的生物載體，如絲竹填料、淀粉基等，可用于降解載體（見圖2）。比如，有學者就使用絲竹生物膜反應器來處理低污染景觀水體，并對反應器去除原水濁度、高錳酸鹽、氨氮指數(shù)的效果等進行研究，最終依據(jù)實驗結果得出，利用竹絲生物膜反應器去除景觀水體中氨氮、濁度、高錳酸鹽指數(shù)的概率分別為19.99%～100%、15.9%～59%、10.60%～74.34%，即證明絲竹生物膜反應器特別適合修復低污染景觀水體［2］。

圖2 基于WoS 核心庫和基于C N KI的富營養(yǎng)化水體生態(tài)修復技術研究區(qū)域分布圖

2.2 微生物制劑技術

擇育高效菌株研制微生物復合制劑來處理污染水體，處理過程主要以酶促反應為基礎，借以生物體內(nèi)生成的特殊蛋白質當作催化劑，進一步凈化污水并分解淤泥，后再將惡臭消除?？傮w而言，較之成功的微生物修復流程應該具備以下條件。（1）需保證目標化合物可以被微生物利用，污染場地不含有能夠抑制降解菌種效用的物質。（2）一定要存在具備代謝性的微生物，且必須保證這些微生物在發(fā)生降解及轉化化合物的過程中要維持一定的速率，同時又不會生成有毒物質。（3）必須保證污染場地及生物反應器的環(huán)境和條件一定要是對微生物的生長有利且保持活性的。（4）應該盡可能地保證技術費用低［3］。

有學者曾經(jīng)使用Clear-Flo 1200菌劑處理富營養(yǎng)化水體，為期3個月，處理結果顯示：NH4+-N由0.02mg/L 下降到了0，COD 降低了84%，BOD5則下降了74%。也有相關研究人員發(fā)現(xiàn)，人工濕地修復系統(tǒng)在處理過程中，其污水當中BOD5的去除率緊密地關聯(lián)濕地微生物總數(shù)，另外也和氨氮去除率及硝化細菌、反硝化細菌的數(shù)量緊密關聯(lián)。另外，又有相關研究人員借助“液可清”曾對受污染的昆明市西南部西壩河實行了修復，修復結果顯示：在加入液可清制劑3周之后，被修復河段BOD5、總氮及總磷各自濁度下降了43.9%、46.3%、25.5%、43.6%。如此可見，微生物制劑能有效緩解水體BOD5、總磷、總氮、NH4

+-N及濁度污染［4］。

2.3 人工濕地處理技術

顧名思義，人工濕地技術就是采用人工實施定是經(jīng)純天然濕地發(fā)展而來的，同時其又是以礫石、砂、土壤等作為主要介質，然后結合特定植物（高經(jīng)濟價值、高成活率、美觀、長生長周期、強耐水漬性、高去污性等）共同組成比較復雜且獨特的生態(tài)系統(tǒng)，與此同時，由其實踐中表現(xiàn)出來的凈化富營養(yǎng)化水體的效用也往往是綜合濕地自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、生物、化學等多重作用完成的。論及人工濕地系統(tǒng)中的除氮技術時，這種技術的實踐主要憑借微生物分解轉化、植物吸收同化完成，且去磷的過程又覆蓋了介質吸收過濾、微生物去除以及植物吸收等環(huán)節(jié)。比如，德國就曾經(jīng)運用水平流和垂直流濕地蘆葦床系統(tǒng)最終完成了富營養(yǎng)化水體中營養(yǎng)物質的處理工作，最終的處理結果顯示，超90%的有機污染物和N、P 等元素都被除去了；而在美國田納西州的人工濕地系統(tǒng)試驗過程中，遵循差異化水力負荷作用下針對氨氮和氮的去除規(guī)律進行處理，最終的實驗結果同樣顯示出，二級系統(tǒng)氨氮去除率相較于一級系統(tǒng)要高于20%～50%。

此技術近幾年在國內(nèi)被大范圍應用，例如，官廳水庫潛流人工濕地處理系統(tǒng)在2002年就實行了官廳水庫的受污染水體的處理工作，處理結果顯示：在夏季，系統(tǒng)顯示COD 及NH4+-N 的去除率分別高達50%、70%。此外，人工濕地水污染處理技術同樣在實際控制工作中處于迅速發(fā)展期，但是對于人工濕地凈化機理而言，其對應的相關研究也比較落后，同時此技術當前也存在類似其基質內(nèi)部的根系難以去除，又存在設計運行參數(shù)欠缺準確性、占地面積大等問題，對此，將來的研究工作內(nèi)容依然有很多［5-6］。

2.4 生物柵修復技術

生物柵屬于綜合生物膜技術和水生植物后用來擴大生物附著表面積的新型污染物凈化技術，此技術是在植物、水生動物、底棲動物及微生物等眾多生態(tài)要素協(xié)同作用下實現(xiàn)生態(tài)修復功能的有效發(fā)揮。

近幾年，湖泊富營養(yǎng)化水體生物柵修復技術同樣被廣泛應用，相關研究人員針對生物柵處理受污景觀水體的效果和機制進行了研究，結果顯示：當維持水力停留時間為72h時，生物柵針對于TOC、COD、TN及TP各自的去除率分別可以達到52.2%、57.6%、60.9%、82.4%。另外一些研究人員借助組合填料生物柵凈化富營養(yǎng)化水體進行實驗時，發(fā)現(xiàn)針對CODcr、SS、TN、TP 的去除率分別為41%、79%、93%、7%、28%、17%、44%。

3 結語

綜上所述，城市湖泊富營養(yǎng)化污染水體的修復工作具有明顯的復雜性和系統(tǒng)性特點，且其修復周期也比較長，即便當前人們對其在修復理論及方法方面作出了一些研究，但因尚未形成既有的水體生態(tài)修復理論技術體系，故而在相應的技術機理與實踐應用方面都欠缺比較系統(tǒng)的研究。事實上，水體富營養(yǎng)化的形成并非單一因素所致，如果想要徹底地消除我國城市湖泊水體富營養(yǎng)化的問題，除了要制定相應的法律法規(guī)及技術條例進行約束以外，還必須要在技術應用方面不斷創(chuàng)新，且能夠保證在后續(xù)的水體生態(tài)修復技術應用研究過程中，可以適當?shù)嘏c國外一些技術先進的國家積極進行交流，以便能夠有效修復我國污染水體。