張序翔

（廣東順德環(huán)境科學(xué)研究院有限公司，廣東 佛山 528000）

引言

雖然我國政府已經(jīng)對環(huán)境保護(hù)給予了高度重視，并且增加了環(huán)境治理投入，但是我國部分地區(qū)的環(huán)境污染問題依然存在，其中一個主要問題就是黑臭河道問題。導(dǎo)致黑臭河道出現(xiàn)的原因較為復(fù)雜，需要我們科學(xué)合理地運(yùn)用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行治理。其中，生物修復(fù)技術(shù)具備諸多優(yōu)勢，且治理成效良好，相關(guān)人員需要在治理過程中加大對此類技術(shù)的推廣力度，從而有效改善我國各地的生態(tài)環(huán)境。

1 黑臭河道出現(xiàn)的原因及主要表現(xiàn)

出現(xiàn)黑臭河道的原因主要為以下兩點(diǎn)：（1）在工業(yè)生產(chǎn)過程中會排放出大量的廢水、廢氣、固體垃圾等；同時居民在生活中也會丟棄生活垃圾，將未經(jīng)處理的生活污水排入河道內(nèi)部，導(dǎo)致河道出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象。（2）河道的水流中存在有機(jī)負(fù)荷，生存在河道水體中的微生物會產(chǎn)生自然分解現(xiàn)象，如果河道水體中的微生物數(shù)量較多，也會導(dǎo)致黑臭河道的形成。

黑臭河道的表現(xiàn)如下：（1）河道內(nèi)部的水體流動不暢，缺乏動力的水體流速緩慢，甚至停止流動，久而久之，水體會出現(xiàn)負(fù)面變化，呈現(xiàn)黑臭現(xiàn)象。（2）工業(yè)廢水、廢棄物中的各種金屬元素或有毒有害物質(zhì)，直接進(jìn)入河道水體后，會在河道內(nèi)部產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使得河道水體變成黑臭狀態(tài)。（3）河道水體中含有大量無機(jī)物，在遇到氧氣后分解，這一過程會耗費(fèi)水體中的大量氧氣，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出河道水體產(chǎn)生及恢復(fù)氧氣的速度，水體內(nèi)部嚴(yán)重缺乏氧元素，導(dǎo)致微生物在分解之后，形成甲烷、氨氣等帶有刺激性臭味的氣體[1]。

2 黑臭河道帶來的危害

2.1 對周邊生態(tài)環(huán)境的危害

此類危害主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：（1）黑臭河道水體中的有機(jī)物會自動分解，在分解過程中會消耗掉大量氧氣，使水體內(nèi)部動植物的正常生長發(fā)育受到抑制，甚至出現(xiàn)動植物因?yàn)槿毖醵罅克劳龅默F(xiàn)象，削弱當(dāng)?shù)氐奈锓N多樣性。（2）各種有毒有害物質(zhì)在被排入河道后，會直接殺死河道內(nèi)部的動植物，同時污染河道周圍的土壤，導(dǎo)致陸地上植物的死亡，進(jìn)而導(dǎo)致作 者簡介：張序翔（1990-），男，本科，工程師，研究方向：環(huán)境工程、環(huán)境咨詢。當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境嚴(yán)重失衡。（3）黑臭河道使得城市、農(nóng)村的整體美觀度大打折扣，即使在河道附近建設(shè)高質(zhì)量的工程項(xiàng)目，也無法對黑臭河道進(jìn)行掩蓋，使當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展遇到阻礙，如圖1所示。

圖1 降低城市整體美觀性的黑臭河道

2.2 對周邊居民的危害

此類危害主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：（1）黑臭河道會帶來嚴(yán)重的異味，周邊居民不得不緊閉門窗，而且黑臭河道的觀感極差，周邊居民如果長期面對黑臭河道，心情必然會變得煩躁難安。（2）黑臭河道產(chǎn)生的氣體有毒，如果周邊居民吸入，呼吸會受到抑制，甚至出現(xiàn)惡心、嘔吐、暈眩、厭食等不良生理反應(yīng)，而且身患高血壓、心腦血管疾病的居民生活在黑臭河道周邊，可能會導(dǎo)致疾病突發(fā)，危及生命。（3）黑臭河道的水體無法作為飲用水及生活用水，降低了可供給水資源總量，導(dǎo)致周邊居民“有水卻無用”，造成較大的生活困擾[2]。

3 運(yùn)用生物修復(fù)技術(shù)治理黑臭河道

3.1 微生物修復(fù)技術(shù)

該技術(shù)將規(guī)?；囵B(yǎng)的微生物投放至河道內(nèi)部，起到凈化黑臭河道內(nèi)部水體的作用?，F(xiàn)階段，該技術(shù)已經(jīng)在水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)種植活動中得到了廣泛運(yùn)用。在運(yùn)用該技術(shù)之前，相關(guān)人員需要先前往黑臭河道進(jìn)行取樣分析，在明確黑臭河道的水質(zhì)及污染情況之后，選擇最適合的微生物制劑投放。微生物制劑在投放至黑臭河道內(nèi)部之后，水體中存在的污染物會在微生物的作用下迅速完成降解，從而提升河道水體的自潔能力。常見的微生物制劑有微生物菌群、特制菌劑、生物活性液等。該技術(shù)成本較低，效果較為顯著。

3.2 生物強(qiáng)化技術(shù)

生物強(qiáng)化技術(shù)是在黑臭河道內(nèi)部投放能夠抑制有害微生物的特殊微生物，并運(yùn)用同類消除的方式進(jìn)行治理，經(jīng)過一段時間的生存構(gòu)造之后，黑臭河道中的有害微生物會被消滅，從而使河道水體恢復(fù)自潔能力。該技術(shù)主要是培養(yǎng)特殊微生物，然后將微生物投放至河道中，該技術(shù)在治理COD、TP等有毒有害污染物方面效果顯著。該技術(shù)通常與水生植物凈化技術(shù)同時運(yùn)用，在植物的生長作用下，特殊微生物可以獲得更好的生存環(huán)境，從而最大限度地發(fā)揮治理作用。該技術(shù)的優(yōu)勢為操作方式簡單，成本較低。

3.3 生物膜技術(shù)

生物膜具有降解作用，在投入黑臭河道內(nèi)部后，能夠使有毒有害物質(zhì)大量降解，該技術(shù)的常見形式為生態(tài)浮床以及人工浮島。植物形成密集的根系之后，會在河道內(nèi)部形成密網(wǎng)，吸附黑臭河道中的懸浮物質(zhì)，隨著時間的推移形成生物膜，并將生物膜作為載體，吞噬造成河道水體黑臭的污染物，然后將污染物轉(zhuǎn)換為植物根系可以吸收的營養(yǎng)物質(zhì)。不僅如此，該技術(shù)還能夠通過特殊的塑料或卵石使生物膜附著，吸附河道中的污染物，凈化河道水體。近年來，生物活性炭凈化技術(shù)得到應(yīng)用，該技術(shù)可以通過活性炭吸附各類污染物。生物膜技術(shù)可以提取河道內(nèi)部存在的有益物質(zhì)，同時將有害物質(zhì)排出，能夠有效治理小規(guī)模的黑臭河道，具備顯著的經(jīng)濟(jì)性[3]。

3.4 底泥生物氧化技術(shù)

該技術(shù)在治理黑臭河道方面效率較好，其主要借助土著微生物定向擴(kuò)增的方法，促進(jìn)河道內(nèi)部原有的微生物大量繁殖，運(yùn)用土著微生物、共代謝底物、多種電子受體等生物氧化組合，生產(chǎn)專門的藥物，然后運(yùn)用靶向給藥的方法，將藥物注射于河道底泥的表面，從而在黑臭水體的底泥中產(chǎn)生生物氧化活動，大幅度降低底泥消耗氧氣的速度，減少其中存在的有害微生物，提升底泥的生物降解能力，釋放出底泥具備的養(yǎng)分，使河道水體內(nèi)部的藻類可以大量繁殖。該技術(shù)的流程較為簡單，但是需要相關(guān)人員提前對黑臭河道的水體進(jìn)行分析，在明確黑臭河道實(shí)際污染情況之后，確定土著微生物的大致繁殖數(shù)量，以及藥物注射量，否則治理效果將難以達(dá)到預(yù)期（見圖2）。

圖2 相關(guān)工作人員前往河道進(jìn)行取樣研究

3.5 截污控源技術(shù)

該技術(shù)主要為截留污水，通過源頭實(shí)現(xiàn)控制，在實(shí)際治理過程中，相關(guān)部門必須科學(xué)合理地設(shè)計區(qū)域內(nèi)部的排水網(wǎng)，不得直接將污水排放于河道內(nèi)部，從而使污水被截留至相應(yīng)的范圍內(nèi)，不會大面積擴(kuò)散。在運(yùn)用該技術(shù)的時候，需要注意以下兩點(diǎn)：（1）科學(xué)處理雨水，因?yàn)橛晁锌赡芎形廴疚?，所以需要對雨水進(jìn)行妥善處理。在建設(shè)雨水處理場地的過程中，相關(guān)人員必須先明確當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，然后合理規(guī)劃建設(shè)步驟，從而最大限度地減少雨水帶來的污染。（2）對區(qū)域內(nèi)部的污水分流網(wǎng)管進(jìn)行科學(xué)改造，及時改造和優(yōu)化現(xiàn)有的污水井蓋、污水運(yùn)輸管道等，以此縮減污水的污染面積，避免出現(xiàn)污水被直接排放至河道內(nèi)部的問題。如果存在污水管道難以覆蓋的區(qū)域，則需要科學(xué)分析污水處理、人工濕地等生物治理內(nèi)容，為黑臭水體內(nèi)部的生物恢復(fù)提供有利條件[4]。

3.6 水生植物凈化技術(shù)

該技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)在我國各地得到推廣，其原理為部分水生植物能夠吸附河道水體中的污染物，從而降低河道水體中有害微生物的數(shù)量，同時促進(jìn)污染物沉淀，實(shí)現(xiàn)改善河道水體質(zhì)量的目標(biāo)。當(dāng)前經(jīng)常用于投放的水生植物主要為蘆葦、金魚藻、香蒲、浮萍等，要想保證該技術(shù)的實(shí)際成效，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)運(yùn)用科技手段，培育出新的水生植物品種，并借助凈化、組合等方式，對植物進(jìn)行培育和應(yīng)用，提升治理效果見圖3。不僅如此，如果黑臭河道的污染嚴(yán)重，該技術(shù)可以與上文提到的生物強(qiáng)化技術(shù)同時運(yùn)用，起到高效治理水體污染的作用。

圖3 準(zhǔn)備種植于河道內(nèi)部的水生植物

3.7 綜合生態(tài)工程修復(fù)技術(shù)

目前，由于科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，人民群眾生活水平不斷提高，黑臭河道產(chǎn)生的原因也變得更加復(fù)雜，如果單獨(dú)運(yùn)用某一種生物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行治理，可能收效甚微，因此誕生了綜合生態(tài)工程修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)會同時運(yùn)用兩種甚至多種生物修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)會選擇直線、規(guī)模、硬質(zhì)等方式，有針對性地治理黑臭河道。例如在治理黑臭河道的同時，合理轉(zhuǎn)變河道形態(tài)，在排澇防洪的過程中對河流進(jìn)行多樣化設(shè)計等。

比如在設(shè)計河道水系統(tǒng)的互聯(lián)工程過程中，相關(guān)人員可以運(yùn)用拓展、疏通河流的設(shè)計理念將河道打通，并結(jié)合河道周邊地形、生態(tài)環(huán)境等多種因素，制定相應(yīng)的人工調(diào)水設(shè)計方案，規(guī)范化設(shè)計引水工程，使河道內(nèi)部的水源能夠被及時補(bǔ)充。上述過程不僅縮短了水體交換的周期，同時提升了水體的自潔能力，有效改善河道內(nèi)部的水體質(zhì)量。河道周邊還會形成與當(dāng)?shù)貧夂驐l件相符合的植物生長體系，使河道堤岸保持自然形態(tài)，以此實(shí)現(xiàn)對整段河道的生態(tài)化管理[5]。

4 運(yùn)用生物修復(fù)技術(shù)治理黑臭河道的注意事項(xiàng)

4.1 始終堅持因地制宜的治理原則

相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)先對黑臭河道進(jìn)行全面調(diào)查，然后根據(jù)調(diào)查結(jié)果，以及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際發(fā)展情況，制定專門的黑臭河道治理戰(zhàn)略規(guī)劃，聘請相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者，完成地質(zhì)及水源檢測，綜合使用成功率較高、操作便捷、低成本的生物修復(fù)技術(shù)，以保證生物修復(fù)技術(shù)能夠有效治理污染嚴(yán)重的黑臭河道。相關(guān)部門需要成立治理研究小組，總結(jié)以往治理黑臭河道的工作經(jīng)驗(yàn)，同時加大推廣力度，做好生物修復(fù)技術(shù)的宣傳工作，進(jìn)而提升當(dāng)?shù)鼐用竦沫h(huán)境保護(hù)意識，引導(dǎo)更多居民主動參與到治理工作中。

4.2 謹(jǐn)慎選擇和運(yùn)用生物修復(fù)技術(shù)

一方面，在正式運(yùn)用生物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行治理之前，相關(guān)部門需要進(jìn)行調(diào)查分析，明確河道內(nèi)部的污染物是否與以往出現(xiàn)的污染物相同，如果造成河道黑臭的污染物不同，則需要進(jìn)行詳細(xì)地前期研究。另一方面，在運(yùn)用生物修復(fù)技術(shù)之前，應(yīng)進(jìn)行全方位考察，保證生物修復(fù)技術(shù)不會對周邊環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，如果某一種生物修復(fù)技術(shù)在運(yùn)用之后，會對周邊環(huán)境造成破壞，則表示該技術(shù)的運(yùn)用存在風(fēng)險，需要在未來深入研究消除風(fēng)險的方法。因此，我國相關(guān)部門需要出臺專門評價生物修復(fù)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，以及專門的評價體系，以促進(jìn)我國環(huán)境治理工作的進(jìn)步[6]。

5 結(jié)論

綜上所述，生物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展以及運(yùn)用前景廣闊，要想治理黑臭河道，可以選擇運(yùn)用多種類型的生物修復(fù)技術(shù)。在治理黑臭河道方面，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)先明確黑臭河道所在地區(qū)的實(shí)際情況，然后“對癥下藥”地運(yùn)用生物修復(fù)技術(shù)，進(jìn)而獲得最佳治理效果，為我國生態(tài)環(huán)境治理以及環(huán)境保護(hù)事業(yè)的發(fā)展，提供良好的借鑒。