生物修复技术在黑臭河道治理中的应用

徐龙云

（江苏省水利建设工程有限公司，江苏 扬州 225002）

当前城市建设发展过程中不仅高度重视经济发展，还将环境保护摆在重要位置，尤其是生态城市理念提出后，加强水污染、大气污染、土壤污染治理成为城市可持续发展关注的重点。对于水污染治理来说，黑臭河道治理是主要对象之一，然而长期以来由于技术方面的缺陷导致黑臭河道治理效果欠佳，新时期生物修复技术凭借其显著优势成为黑臭河道治理的主要技术，有效改善城市水生态环境，营造人与自然和谐共生的局面，以下进行相关分析。

一、水生态修复技术概述

在当前的城市生态环境建设过程中河道生态治理受到广泛关注，生态修复技术就是对已经被破坏的生态系统修复，分解环境内部生态系统的构成，对分解后的产物转化处理。在水体当中需要利用植物自身的净化作用，不过植物的生长速度不可控，需要通过生态修复技术促进植被生长，解决河道黑臭现象[1]。

二、黑臭河道出现的原因

黑臭河道在城市生态修复中是重要环节，而城市推动生态建设也必须将黑臭河道治理作为重点，通常黑臭河道在人口密集区域较多。河道内的水体流通不畅以及污染物质的累积就会导致黑臭河道出现，比如河道内存在大量工业生产中铁、锰等金属元素以及硫元素，在氧气缺乏的条件下会发生化学反应形成硫酸亚铁或者硫酸亚锰，这些都是导致黑臭河道出现的重要物质。与此同时，水体中的无机物在氧化分解后好氧速度远远超过氧气恢复速度，导致水体氧气缺乏，之后微生物自然分解形成氨气、甲烷、硫化氢等臭味气体。黑臭河道出现的原因主要在于工业生产排放的废水、废渣和居民生活废水，还与河道水流有机负荷微生物自然分解有关，通过分析黑臭河道污染成因有利于采取相关措施进行修复，重新营造良好的生态环境[2]。

三、黑臭河道带来的危害

黑臭河道的出现会严重污染生态环境，比如城市河道周边建筑生活在群众受黑臭河道散发的气味会对正常生活造成影响。一方面会破坏人们愉悦的心情，另一方面，气体中的氨气、硫化氢以及细菌会影响人体健康，比如吸入气体会导致恶心、呕吐、厌食等反应。长期受黑臭河道气味影响的人们会出现精神萎靡、神经衰弱等情况，而饮用水一旦受到污染将进一步影响人们健康，破坏人们的内分泌系统。与此同时，河道中的氧气供应不足会导致水域中的鱼类、虾类、浮游生物大量死亡，如果工业企业将生产的废水排入河道内以及农业生产中的杀虫剂排入河道将消灭河道中微生物。此外，黑臭河道会破坏城市形象，所以城市河道污染治理迫在眉睫[3]。

四、生物修复技术在黑臭河道治理中的应用

通过分析我国黑臭河道情况发现，城市与农村的污染源存在差别，所以需要区别对待。在城市化进程不断推进的背景下，为了给人们营造更加健康、舒适的生活环境，需要发展经济的同时保证水生态系统不受到破坏，本文重点分析城市黑臭河道的修复，当前主要技术性措施如下：

（一）微生物净化技术

1.微生物修复

需要在受到污染的黑臭河道当中放入有利于微生物生长的营养物质，起到修复河道作用。微生物可以起到净化污水的作用，主要是借助特殊的载体培育和富集菌种。有研究发现，菌剂和植物结合能够有效消除水体中的有害物质，比如根际杆菌主要是附着在植物表面生长并修复受污染河道。

2.创造有利环境

将卵石、木材放入河道当中为微生物生长和栖息提供良好环境，还可以采用底泥注射的方法，该方法易于操作不仅用于河道治理，还广泛用于农业种植当中[4]。

3.微生物投放技术

通过外界培育大量微生物菌种，之后投放到黑臭河道内可以起到良好效果，目前微生物投放技术在水产养殖当中应用较广。用于被污染的水体当中可以快速降解污染物质，提升水体净化能力，主要应用的微生物制剂包括微生物菌群以及生物活性液，比如投放微生物菌剂之前要进行细菌培养，做好筛选工作，还要制定预防措施，通过与植物净化处理手段的合理搭配，还能够进一步提升黑臭河道净化处理效果，为微生物提供生存环境，主要是添加微生物促生剂，以此为微生物繁殖提供良好环境。

4.生物促生技术

该技术有利于促进微生物自然降解，营造更适合微生物生长的水体环境，并且能够增强黑臭河道自净能力，分解污染物质。

5.生物膜法

该技术将微生物附着在物体表面，然后放入受污染的河道当中，微生物会吸取有机物当中的养分，达到水体净化目标。生物膜技术的常见形式为生态浮床或者人工浮岛，借助植被根系在河道内物形成根系网络，由此吸附悬浮物，形成生物膜。之后将生物膜作为载体吞噬污染物质，转化成根系所需的营养物质，也可以通过卵石粘贴生物膜吸附污染物。生物活性炭净化法也是主要的生物膜修复方法，可以对河道当中的有益物质提取，通常生物膜法用于较小的河道。

6.生态草技术

该技术借助仿生学，是一种全新的净化技术，借助天然的菌群和人工菌群达到净化效果，当前在发达国家得到了有效应用。生态草技术的组成部分主要包括仿生生态草、细绳状态填料、阿克曼生态基，并且近年来新的填料得到研发，可以根据菌种加以应用[5]。

（二）水生植物净化与修复技术

对于水生植物净化和修复技术来说，就是把吸收性能良好的植被种植于河道当中，进而对河道内的水质起到改善作用，这些植物的吸附性能良好，其中主要包括浮叶植被、漂浮植被、挺水植被和沉水植被，比如芦苇、浮萍、狐尾藻，其中芦苇浸出叶对蛋白核小球藻可以抑制有害物繁殖，还有研究发现水葫芦可以将水体中化学需氧量，总氮去除接近50%。不管种植哪类植被都能在一定程度上降解或者沉淀污染物，提升水质。当前在城市水体进化研究方面进行了大量植被的培育，要求根据黑臭河道实际情况进行植被选择，制定科学的进化方案，由此达到预期目标。

（三）生态工程综合性修复

通过具体分析河道治理实际情况和地理环境可以综合选择直线化、规模化或者硬质化的设计方式，以此达到黑臭河道治理和修复目标。河道生态系统出现单一变化会对河流环境治理效果产生影响，所以在黑臭河道治理期间需要改变河流基本形态，发挥其排涝防洪的作用。在此基础上进行河流多样化设计，也就是在黑臭河道治理期间改变河流动力学，要求进行河流水系统互联工程的设计，然后打通河流，并根据河流地形与周边环境制定人工调水方案，提升饮水工程设计的规范性，促进河流水源的补充。当前生态修复技术在生态河堤建设过程中可以配合水生植物的生长，以此打造生态化河流，再如投放水生物也能够起到净化黑臭河道生态系统的作用。

（四）多功能的生态工程修复技术

在黑臭河道治理过程中，方案设计需要考虑河道生态环境，要求把城市河道设计为河道净化系统，实现自然景观和原始生物类群体的结合，提升不同生物的共存性。所以说该技术主要是通过载体固定的方式处理有害微生物，通过河道地块培养水深植物，提升河道净化能力的同时降低微生物的有害作用。

（五）底泥生物氧化技术

河道底部覆盖了大量的底泥生物，这些生物有着氧化功能。生物修复技术就是对微生物数量加以利用，然后投放适宜微生物繁殖的药物，以此增加微生物数量，发挥其氧化功能，降低黑臭河道当中有机物含量。

（六）营造生物群落多样性

通过前期生物修复技术的综合利用水质得到有效改善，使得城市河道内部形成较为稳定的生态系统，为了进一步优化水环境和实现生物群落多样性，需要通过人工手段在河道中投放不同类型的水生生物，其中包括鱼类、虾类、河蚌等，由此形成完整的食物链，通过不断繁殖促进水体净化，提升生态系统防御水平。

五、黑臭河道治理中生物技术发展注意事项

当前生物修复技术主要密切结合复杂性以及系统性的工程，由此进一步提升城市黑臭河道的治理效果。不过当前依然存在着不足，需要通过以下措施改进：一方面，在黑臭河道治理过程中要求坚持因地制宜的原则，也就是根据河道实际情况制定修复措施，要求聘请生物学专家、地质专家全面掌握水质情况、地质环境对生物修复技术加以选择和利用。与此同时需要组建研究小组，总结不同地区黑臭河道治理的经验，并加以推广；另一方面需要对加强宣传，提升人们对生物修复技术的认识，也有利于提升人们的环保意识。此外，黑臭河道治理期间需要全面分析其中的污染物质类型，如果与原有类型不一致需要进一步处理，要求结合实际情况研究微生物，并且在黑臭河道治理期间所运用的微生物需要对水体环境产生积极影响，如果成效不明显需要考虑其它措施，因此我国需要在微生物修复技术的应用方面制定评价标准[6]。

六、生物修复技术发展展望

进行黑臭河道治理的过程中，通过生物修复技术能够平衡河道治理以及环境污染之间的关系，解决以往化学处理方法导致的二次污染问题。整体看来，生物修复技术类型多、复杂性强，而黑臭河道的污染治理是一项庞大工程。该背景下需要高度重视生物膜修复技术的价值，因地制宜地采取修复技术方案，并且加强探索和创新。比如分析黑臭河道有害物质之后与相关技术搭配应用，特别是要应用植物修复技术形成多元修复体系。比如生态草技术的应用有效提升了水体净化修复功能以及载菌能，可以被大规模用于水体治理当中。不过黑臭河道的问题较为突出，目前在微生物和植物选择方面还在探索，需要继续加强研究提升黑臭河道污染治理的效果，比如研究共性修复技术，在保证河道治理效果的同时，降低技术成本[7]。

结束语

综上所述，近年来微生物修复技术在黑臭河道治理过程中得到广泛应用，在实际治理过程中，要求结合黑臭河道的具体情况，参考水体污染程度，减少工业废水、生活废水以及化学药品的排放量，尤其是部分小型河道的水体流动性较差，通过合理选择生物修复技术可以起到显著效果，为人们营造更加健康，舒适的生活环境。