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      生物修復(fù)技術(shù)在黑臭河道治理中的應(yīng)用

      2021-11-27 13:33:58徐龍?jiān)?/span>
      魅力中國(guó) 2021年47期
      關(guān)鍵詞:黑臭生物膜凈化

      徐龍?jiān)?/p>

      (江蘇省水利建設(shè)工程有限公司,江蘇 揚(yáng)州 225002)

      當(dāng)前城市建設(shè)發(fā)展過(guò)程中不僅高度重視經(jīng)濟(jì)發(fā)展,還將環(huán)境保護(hù)擺在重要位置,尤其是生態(tài)城市理念提出后,加強(qiáng)水污染、大氣污染、土壤污染治理成為城市可持續(xù)發(fā)展關(guān)注的重點(diǎn)。對(duì)于水污染治理來(lái)說(shuō),黑臭河道治理是主要對(duì)象之一,然而長(zhǎng)期以來(lái)由于技術(shù)方面的缺陷導(dǎo)致黑臭河道治理效果欠佳,新時(shí)期生物修復(fù)技術(shù)憑借其顯著優(yōu)勢(shì)成為黑臭河道治理的主要技術(shù),有效改善城市水生態(tài)環(huán)境,營(yíng)造人與自然和諧共生的局面,以下進(jìn)行相關(guān)分析。

      一、水生態(tài)修復(fù)技術(shù)概述

      在當(dāng)前的城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)過(guò)程中河道生態(tài)治理受到廣泛關(guān)注,生態(tài)修復(fù)技術(shù)就是對(duì)已經(jīng)被破壞的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù),分解環(huán)境內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成,對(duì)分解后的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化處理。在水體當(dāng)中需要利用植物自身的凈化作用,不過(guò)植物的生長(zhǎng)速度不可控,需要通過(guò)生態(tài)修復(fù)技術(shù)促進(jìn)植被生長(zhǎng),解決河道黑臭現(xiàn)象[1]。

      二、黑臭河道出現(xiàn)的原因

      黑臭河道在城市生態(tài)修復(fù)中是重要環(huán)節(jié),而城市推動(dòng)生態(tài)建設(shè)也必須將黑臭河道治理作為重點(diǎn),通常黑臭河道在人口密集區(qū)域較多。河道內(nèi)的水體流通不暢以及污染物質(zhì)的累積就會(huì)導(dǎo)致黑臭河道出現(xiàn),比如河道內(nèi)存在大量工業(yè)生產(chǎn)中鐵、錳等金屬元素以及硫元素,在氧氣缺乏的條件下會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成硫酸亞鐵或者硫酸亞錳,這些都是導(dǎo)致黑臭河道出現(xiàn)的重要物質(zhì)。與此同時(shí),水體中的無(wú)機(jī)物在氧化分解后好氧速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)氧氣恢復(fù)速度,導(dǎo)致水體氧氣缺乏,之后微生物自然分解形成氨氣、甲烷、硫化氫等臭味氣體。黑臭河道出現(xiàn)的原因主要在于工業(yè)生產(chǎn)排放的廢水、廢渣和居民生活廢水,還與河道水流有機(jī)負(fù)荷微生物自然分解有關(guān),通過(guò)分析黑臭河道污染成因有利于采取相關(guān)措施進(jìn)行修復(fù),重新?tīng)I(yíng)造良好的生態(tài)環(huán)境[2]。

      三、黑臭河道帶來(lái)的危害

      黑臭河道的出現(xiàn)會(huì)嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境,比如城市河道周邊建筑生活在群眾受黑臭河道散發(fā)的氣味會(huì)對(duì)正常生活造成影響。一方面會(huì)破壞人們愉悅的心情,另一方面,氣體中的氨氣、硫化氫以及細(xì)菌會(huì)影響人體健康,比如吸入氣體會(huì)導(dǎo)致惡心、嘔吐、厭食等反應(yīng)。長(zhǎng)期受黑臭河道氣味影響的人們會(huì)出現(xiàn)精神萎靡、神經(jīng)衰弱等情況,而飲用水一旦受到污染將進(jìn)一步影響人們健康,破壞人們的內(nèi)分泌系統(tǒng)。與此同時(shí),河道中的氧氣供應(yīng)不足會(huì)導(dǎo)致水域中的魚類、蝦類、浮游生物大量死亡,如果工業(yè)企業(yè)將生產(chǎn)的廢水排入河道內(nèi)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的殺蟲劑排入河道將消滅河道中微生物。此外,黑臭河道會(huì)破壞城市形象,所以城市河道污染治理迫在眉睫[3]。

      四、生物修復(fù)技術(shù)在黑臭河道治理中的應(yīng)用

      通過(guò)分析我國(guó)黑臭河道情況發(fā)現(xiàn),城市與農(nóng)村的污染源存在差別,所以需要區(qū)別對(duì)待。在城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)的背景下,為了給人們營(yíng)造更加健康、舒適的生活環(huán)境,需要發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)保證水生態(tài)系統(tǒng)不受到破壞,本文重點(diǎn)分析城市黑臭河道的修復(fù),當(dāng)前主要技術(shù)性措施如下:

      (一)微生物凈化技術(shù)

      1.微生物修復(fù)

      需要在受到污染的黑臭河道當(dāng)中放入有利于微生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),起到修復(fù)河道作用。微生物可以起到凈化污水的作用,主要是借助特殊的載體培育和富集菌種。有研究發(fā)現(xiàn),菌劑和植物結(jié)合能夠有效消除水體中的有害物質(zhì),比如根際桿菌主要是附著在植物表面生長(zhǎng)并修復(fù)受污染河道。

      2.創(chuàng)造有利環(huán)境

      將卵石、木材放入河道當(dāng)中為微生物生長(zhǎng)和棲息提供良好環(huán)境,還可以采用底泥注射的方法,該方法易于操作不僅用于河道治理,還廣泛用于農(nóng)業(yè)種植當(dāng)中[4]。

      3.微生物投放技術(shù)

      通過(guò)外界培育大量微生物菌種,之后投放到黑臭河道內(nèi)可以起到良好效果,目前微生物投放技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖當(dāng)中應(yīng)用較廣。用于被污染的水體當(dāng)中可以快速降解污染物質(zhì),提升水體凈化能力,主要應(yīng)用的微生物制劑包括微生物菌群以及生物活性液,比如投放微生物菌劑之前要進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng),做好篩選工作,還要制定預(yù)防措施,通過(guò)與植物凈化處理手段的合理搭配,還能夠進(jìn)一步提升黑臭河道凈化處理效果,為微生物提供生存環(huán)境,主要是添加微生物促生劑,以此為微生物繁殖提供良好環(huán)境。

      4.生物促生技術(shù)

      該技術(shù)有利于促進(jìn)微生物自然降解,營(yíng)造更適合微生物生長(zhǎng)的水體環(huán)境,并且能夠增強(qiáng)黑臭河道自凈能力,分解污染物質(zhì)。

      5.生物膜法

      該技術(shù)將微生物附著在物體表面,然后放入受污染的河道當(dāng)中,微生物會(huì)吸取有機(jī)物當(dāng)中的養(yǎng)分,達(dá)到水體凈化目標(biāo)。生物膜技術(shù)的常見(jiàn)形式為生態(tài)浮床或者人工浮島,借助植被根系在河道內(nèi)物形成根系網(wǎng)絡(luò),由此吸附懸浮物,形成生物膜。之后將生物膜作為載體吞噬污染物質(zhì),轉(zhuǎn)化成根系所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),也可以通過(guò)卵石粘貼生物膜吸附污染物。生物活性炭?jī)艋ㄒ彩侵饕纳锬ば迯?fù)方法,可以對(duì)河道當(dāng)中的有益物質(zhì)提取,通常生物膜法用于較小的河道。

      6.生態(tài)草技術(shù)

      該技術(shù)借助仿生學(xué),是一種全新的凈化技術(shù),借助天然的菌群和人工菌群達(dá)到凈化效果,當(dāng)前在發(fā)達(dá)國(guó)家得到了有效應(yīng)用。生態(tài)草技術(shù)的組成部分主要包括仿生生態(tài)草、細(xì)繩狀態(tài)填料、阿克曼生態(tài)基,并且近年來(lái)新的填料得到研發(fā),可以根據(jù)菌種加以應(yīng)用[5]。

      (二)水生植物凈化與修復(fù)技術(shù)

      對(duì)于水生植物凈化和修復(fù)技術(shù)來(lái)說(shuō),就是把吸收性能良好的植被種植于河道當(dāng)中,進(jìn)而對(duì)河道內(nèi)的水質(zhì)起到改善作用,這些植物的吸附性能良好,其中主要包括浮葉植被、漂浮植被、挺水植被和沉水植被,比如蘆葦、浮萍、狐尾藻,其中蘆葦浸出葉對(duì)蛋白核小球藻可以抑制有害物繁殖,還有研究發(fā)現(xiàn)水葫蘆可以將水體中化學(xué)需氧量,總氮去除接近50%。不管種植哪類植被都能在一定程度上降解或者沉淀污染物,提升水質(zhì)。當(dāng)前在城市水體進(jìn)化研究方面進(jìn)行了大量植被的培育,要求根據(jù)黑臭河道實(shí)際情況進(jìn)行植被選擇,制定科學(xué)的進(jìn)化方案,由此達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

      (三)生態(tài)工程綜合性修復(fù)

      通過(guò)具體分析河道治理實(shí)際情況和地理環(huán)境可以綜合選擇直線化、規(guī)?;蛘哂操|(zhì)化的設(shè)計(jì)方式,以此達(dá)到黑臭河道治理和修復(fù)目標(biāo)。河道生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)單一變化會(huì)對(duì)河流環(huán)境治理效果產(chǎn)生影響,所以在黑臭河道治理期間需要改變河流基本形態(tài),發(fā)揮其排澇防洪的作用。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行河流多樣化設(shè)計(jì),也就是在黑臭河道治理期間改變河流動(dòng)力學(xué),要求進(jìn)行河流水系統(tǒng)互聯(lián)工程的設(shè)計(jì),然后打通河流,并根據(jù)河流地形與周邊環(huán)境制定人工調(diào)水方案,提升飲水工程設(shè)計(jì)的規(guī)范性,促進(jìn)河流水源的補(bǔ)充。當(dāng)前生態(tài)修復(fù)技術(shù)在生態(tài)河堤建設(shè)過(guò)程中可以配合水生植物的生長(zhǎng),以此打造生態(tài)化河流,再如投放水生物也能夠起到凈化黑臭河道生態(tài)系統(tǒng)的作用。

      (四)多功能的生態(tài)工程修復(fù)技術(shù)

      在黑臭河道治理過(guò)程中,方案設(shè)計(jì)需要考慮河道生態(tài)環(huán)境,要求把城市河道設(shè)計(jì)為河道凈化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)自然景觀和原始生物類群體的結(jié)合,提升不同生物的共存性。所以說(shuō)該技術(shù)主要是通過(guò)載體固定的方式處理有害微生物,通過(guò)河道地塊培養(yǎng)水深植物,提升河道凈化能力的同時(shí)降低微生物的有害作用。

      (五)底泥生物氧化技術(shù)

      河道底部覆蓋了大量的底泥生物,這些生物有著氧化功能。生物修復(fù)技術(shù)就是對(duì)微生物數(shù)量加以利用,然后投放適宜微生物繁殖的藥物,以此增加微生物數(shù)量,發(fā)揮其氧化功能,降低黑臭河道當(dāng)中有機(jī)物含量。

      (六)營(yíng)造生物群落多樣性

      通過(guò)前期生物修復(fù)技術(shù)的綜合利用水質(zhì)得到有效改善,使得城市河道內(nèi)部形成較為穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng),為了進(jìn)一步優(yōu)化水環(huán)境和實(shí)現(xiàn)生物群落多樣性,需要通過(guò)人工手段在河道中投放不同類型的水生生物,其中包括魚類、蝦類、河蚌等,由此形成完整的食物鏈,通過(guò)不斷繁殖促進(jìn)水體凈化,提升生態(tài)系統(tǒng)防御水平。

      五、黑臭河道治理中生物技術(shù)發(fā)展注意事項(xiàng)

      當(dāng)前生物修復(fù)技術(shù)主要密切結(jié)合復(fù)雜性以及系統(tǒng)性的工程,由此進(jìn)一步提升城市黑臭河道的治理效果。不過(guò)當(dāng)前依然存在著不足,需要通過(guò)以下措施改進(jìn):一方面,在黑臭河道治理過(guò)程中要求堅(jiān)持因地制宜的原則,也就是根據(jù)河道實(shí)際情況制定修復(fù)措施,要求聘請(qǐng)生物學(xué)專家、地質(zhì)專家全面掌握水質(zhì)情況、地質(zhì)環(huán)境對(duì)生物修復(fù)技術(shù)加以選擇和利用。與此同時(shí)需要組建研究小組,總結(jié)不同地區(qū)黑臭河道治理的經(jīng)驗(yàn),并加以推廣;另一方面需要對(duì)加強(qiáng)宣傳,提升人們對(duì)生物修復(fù)技術(shù)的認(rèn)識(shí),也有利于提升人們的環(huán)保意識(shí)。此外,黑臭河道治理期間需要全面分析其中的污染物質(zhì)類型,如果與原有類型不一致需要進(jìn)一步處理,要求結(jié)合實(shí)際情況研究微生物,并且在黑臭河道治理期間所運(yùn)用的微生物需要對(duì)水體環(huán)境產(chǎn)生積極影響,如果成效不明顯需要考慮其它措施,因此我國(guó)需要在微生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用方面制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[6]。

      六、生物修復(fù)技術(shù)發(fā)展展望

      進(jìn)行黑臭河道治理的過(guò)程中,通過(guò)生物修復(fù)技術(shù)能夠平衡河道治理以及環(huán)境污染之間的關(guān)系,解決以往化學(xué)處理方法導(dǎo)致的二次污染問(wèn)題。整體看來(lái),生物修復(fù)技術(shù)類型多、復(fù)雜性強(qiáng),而黑臭河道的污染治理是一項(xiàng)龐大工程。該背景下需要高度重視生物膜修復(fù)技術(shù)的價(jià)值,因地制宜地采取修復(fù)技術(shù)方案,并且加強(qiáng)探索和創(chuàng)新。比如分析黑臭河道有害物質(zhì)之后與相關(guān)技術(shù)搭配應(yīng)用,特別是要應(yīng)用植物修復(fù)技術(shù)形成多元修復(fù)體系。比如生態(tài)草技術(shù)的應(yīng)用有效提升了水體凈化修復(fù)功能以及載菌能,可以被大規(guī)模用于水體治理當(dāng)中。不過(guò)黑臭河道的問(wèn)題較為突出,目前在微生物和植物選擇方面還在探索,需要繼續(xù)加強(qiáng)研究提升黑臭河道污染治理的效果,比如研究共性修復(fù)技術(shù),在保證河道治理效果的同時(shí),降低技術(shù)成本[7]。

      結(jié)束語(yǔ)

      綜上所述,近年來(lái)微生物修復(fù)技術(shù)在黑臭河道治理過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用,在實(shí)際治理過(guò)程中,要求結(jié)合黑臭河道的具體情況,參考水體污染程度,減少工業(yè)廢水、生活廢水以及化學(xué)藥品的排放量,尤其是部分小型河道的水體流動(dòng)性較差,通過(guò)合理選擇生物修復(fù)技術(shù)可以起到顯著效果,為人們營(yíng)造更加健康,舒適的生活環(huán)境。

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