水体生态修复技术在黑臭河道治理中的应用研究

水体生态修复技术在黑臭河道治理中的应用研究

张莉祥

北京市市政工程设计研究总院有限公司东莞分院广东省东莞市523073

摘要：污染问题已成为困扰我国社会经济发展、人们生命健康的重要问题，治理污染已成为当前重要的社会义务。我国水污染问题十分严重，其中又以河道污染最为突出，河道污染不仅威胁两岸的生态环境，还可通过地下水网污染地下水，威胁饮水安全，增加自来水厂净化的成本。黑臭河道是一种常见的河道污染表现，黑臭主要与生活环境污染有关。生物修复是当前治理水污染最先进的技术之一，可重复、廉价，生态效益好，一般不会造成二次污染。

关键词：水体生态；修复技术；黑臭河道治理；应用

1黑臭河道的概述

有关于黑臭河道水体研究并不少见，该类型污染水体多见于人口密集的区域，绝大多数城市都或多或少存在黑臭水体，按照污染来源以及特征可分为：①未截污的黑臭水体，如上海苏州黑、广州珠江江河段等，因缺乏必要的截污措施，流域范围内的有机物超出了自净的能力；②封闭性和半分封闭性的黑臭水体，主要是指封闭的河道，常见于蓄水区的河道，与外界交流少，水体更新速度慢，若受到有机物污染，便会导致水体黑臭；③缓流型黑臭水体，水体污染易在河低淤积，污染存在蓄积效应，有报道显示上海市内河每年约1500万m3污染物蓄积量。根据国内调查的黑臭河道主要与有机污染、无机污染、内源污染有关，水温对黑臭水体形成也有一定的影响。从黑臭河道的成因、概括来看，生物修复技术如生态法，采用原位修复，模拟自然净化的过程并予以强化，具有投入少、二次污染少、可重复等优点，越来越受到重视。

2黑臭河道的成因

2.1有机污染复合较大

对于河道的黑臭现象而言，主要是一种生物化的反映现象，水体中的有机物在氧化分解的过程中，其耗氧速率会大于复氧速率，这种问题的出现也就造成了缺氧环境的出现，导致厌氧微生物在分解的过程中产生了NH3、H2S和CH4等恶臭性气体。当这些气体形成时，就会造成水体发黑及发臭的现象。对于有机负荷问题分析的过程中，其基本的来源主要可以分为以下几点内容：第一，有机负荷的外源分析。对于外源负荷而言，主要是指工业废水、生活污水，以及垃圾等造成的河流有机污染物。第二，有机负荷的内源分析。主要是河流底质淤积所造成的污染物释放，从而出现的悬浮“河泛”。

2.2Fe和Mn的金属污染

在研究中可以发现，当水体中出现了Fe和Mn等物质时，在缺氧的状态下会被还原，而且，会与水中的硫反应形成FeS、MnS等物质，从而出现水体发黑的现象。

2.3河流水动力条件不足的黑臭现象

对于水动力条件而言，其水体作为一种不可忽视的因素，经常会出现河水的黑臭问题，这种水流不畅通问题的发生，会直接导致水体水样改善速率的衰退，更为严重问题的出现会对水体造成严重的污染。同时，在水体水质恶化变化的背景下，会造成水体黑臭问题的发生。

3黑臭河道治理中的生物修复技术

3.1植物净化与修复

利用常见的改善水质效果较好的植物，利用植物的直接吸收、物理吸附、微生物作用去除或沉淀污染，常见的植物可分为挺水、沉水、漂浮以及浮叶植物四类，代表植物包括芦苇、香蒲、分演练、浮萍、睡莲、蒋菜、狐尾藻、金鱼藻等，治理的形式主要可分为人工湿地、沉水植物修复、生态浮岛等，有关于这些植物的新品种培育、组合、净化机制是当前研究的热点，如李某等调查发现芦苇浸出叶对蛋白核小球藻具有很强的抑制作用，一定浓度下抑制率达到100%，另有报道显示水葫芦对富营养水体中的COD、TN、NO2-N、TP具有较好的去除作用，去除率在50左右。许多学者致力寻找新的品种、组合方式、生物学特性，以利于因地制宜的制定黑臭河道，达到事半功倍的目的，植物净化修复已被广泛用于城市污水、重金属废水、富营养水体的黑臭河道治理。

3.2微生物修复

微生物修复是利用微生物的净化作用，采用独特的载体，对菌体进行培养、驯化、富集，形成规模效应，主要方式包括生物膜法、添加微生物菌剂、生物促生剂等，相关研究主要集中在细菌培养、筛选、预处理技术、投入量、清除效果的研究，张宗阳等采用优势复合菌剂对西洋河黑臭河水进行修复，结果显示菌剂对河水中的COD、NH3-H、TP去除率在80%以上。菌剂还可与植物联合，达到协同目的，如根际杆菌便往往依赖于植物存活，相较于植物微生物可能是水质改善的主要贡献因子。生物促生剂，顾名思义通过药物提高为微生物的数量，提高水体的自净能力，促生剂的最终目的在于创造适合菌群生长的环境，不仅可提高数量还可提高微生物的活性，投放的方式包括喷洒、泥底注射等，适用于不同类型的水体污染。

3.3改善河流的动力学条件

在黑臭河道治理的过程中，需要将河流动力学的改变作为基础。首先，实施河流水系统的互联工程设计，运用疏拓河流、拆坝建桥的设计理念，打通河流；其次，制定科学化的人工调水方案，实现引水工程的规范性设计，充分保证河流水源的及时性补充。而且，在缩短水体交换周期的基础上，要有效地弥补水体自净能力不足的现象，实现水质资源的有效改善。

4维护管理

4.1水生植物的维护管理

4.1.1水生植物的收割

水域中水草科学修剪，避免造成二次污染，破坏水体生态系统。保持水质洁净，应随时摘除变黄的叶片、凋萎的花朵和果实，对于一些长势较快，容易爆发生态入侵问题的去污植物，及时发现，定期收割。水生植物的枯枝、败叶收割后，可作为农田等的肥料以及生物能源的再利用。

4.1.2水生植物的繁殖

当河中水生植物繁衍过多，产生拥挤现象时，枝叶会相互遮蔽，使植株日照不足，通风不良，妨碍生长易发生病虫害，此时需除去植株外围部分叶片或拔除部分植株。保证水生植物的补种与修剪，对枯死植物实施更新补植等。

4.1.3水生植物的病虫害防治

培育壮苗提高抗病虫害的能力，保证群落结构的稳定，发现病虫害及时防治，以防蔓延。同时加强引种的检疫工作，避免引入新的病虫害。

4.2水生动物的维护与管理

主要对水系中鱼、虾、贝、螺等动物进行养护与长效管理，做好预防水生动物的病害防治工作，保护水生动物的健康生长与管理。长期观察、测量水生动物种类、密度、个体大小，根据生态系统平衡状况合理补放、更换水生动物，确保生态系统稳定。

4.3设施维护管理

定期或不定期巡查载体生物膜系统和其他有关设施，防止垃圾杂物缠绕载体生物膜，及时整理、修整或更换受损部分。工程中所用生态基质一般为纤维材料，随着其附着生物膜增厚，其整体比重增大。此时，若生物膜过厚并老化，可用定点曝气或梳耙轻轻梳理基质脱掉老化生物膜。此外，水体垃圾对本工程生态基质生物膜危害较大，因此严禁向河道倾倒任何垃圾，及时清除河道内垃圾是重要的维护管理工作内容。

5结论

总而言之，在现阶段环境保护工作优化设计的过程中，为了实现黑臭河道的有效治理，需要将生物修复技术作为基础，通过对环境保护工作的综合性分析，促进黑臭河道治理技术的优化创新。在河道治理中，需要针对水质的基本状态，进行治理方式的设计，并对黑臭河道进行物理治理、生物治理及化学治理的综合性技术运用，通过三种方式的融合分析，促进黑臭水防治的整体效率，提升水质环境的健康治理，促进我国生态环境保护理念的合理运用，为社会环境的可持续发展提供稳定支持。

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