黑臭河道治理中生物修复技术的运用

2023-08-23张序翔

皮革制作与环保科技 2023年14期

张序翔

（广东顺德环境科学研究院有限公司，广东佛山 528000）

引言

虽然我国政府已经对环境保护给予了高度重视，并且增加了环境治理投入，但是我国部分地区的环境污染问题依然存在，其中一个主要问题就是黑臭河道问题。导致黑臭河道出现的原因较为复杂，需要我们科学合理地运用相关技术进行治理。其中，生物修复技术具备诸多优势，且治理成效良好，相关人员需要在治理过程中加大对此类技术的推广力度，从而有效改善我国各地的生态环境。

1 黑臭河道出现的原因及主要表现

出现黑臭河道的原因主要为以下两点：（1）在工业生产过程中会排放出大量的废水、废气、固体垃圾等；同时居民在生活中也会丢弃生活垃圾，将未经处理的生活污水排入河道内部，导致河道出现黑臭现象。（2）河道的水流中存在有机负荷，生存在河道水体中的微生物会产生自然分解现象，如果河道水体中的微生物数量较多，也会导致黑臭河道的形成。

黑臭河道的表现如下：（1）河道内部的水体流动不畅，缺乏动力的水体流速缓慢，甚至停止流动，久而久之，水体会出现负面变化，呈现黑臭现象。（2）工业废水、废弃物中的各种金属元素或有毒有害物质，直接进入河道水体后，会在河道内部产生化学反应，使得河道水体变成黑臭状态。（3）河道水体中含有大量无机物，在遇到氧气后分解，这一过程会耗费水体中的大量氧气，远远超出河道水体产生及恢复氧气的速度，水体内部严重缺乏氧元素，导致微生物在分解之后，形成甲烷、氨气等带有刺激性臭味的气体[1]。

2 黑臭河道带来的危害

2.1 对周边生态环境的危害

此类危害主要表现为以下几点：（1）黑臭河道水体中的有机物会自动分解，在分解过程中会消耗掉大量氧气，使水体内部动植物的正常生长发育受到抑制，甚至出现动植物因为缺氧而大量死亡的现象，削弱当地的物种多样性。（2）各种有毒有害物质在被排入河道后，会直接杀死河道内部的动植物，同时污染河道周围的土壤，导致陆地上植物的死亡，进而导致作者简介：张序翔（1990-），男，本科，工程师，研究方向：环境工程、环境咨询。当地的生态环境严重失衡。（3）黑臭河道使得城市、农村的整体美观度大打折扣，即使在河道附近建设高质量的工程项目，也无法对黑臭河道进行掩盖，使当地的发展遇到阻碍，如图1所示。

图1 降低城市整体美观性的黑臭河道

2.2 对周边居民的危害

此类危害主要表现为以下几点：（1）黑臭河道会带来严重的异味，周边居民不得不紧闭门窗，而且黑臭河道的观感极差，周边居民如果长期面对黑臭河道，心情必然会变得烦躁难安。（2）黑臭河道产生的气体有毒，如果周边居民吸入，呼吸会受到抑制，甚至出现恶心、呕吐、晕眩、厌食等不良生理反应，而且身患高血压、心脑血管疾病的居民生活在黑臭河道周边，可能会导致疾病突发，危及生命。（3）黑臭河道的水体无法作为饮用水及生活用水，降低了可供给水资源总量，导致周边居民“有水却无用”，造成较大的生活困扰[2]。

3 运用生物修复技术治理黑臭河道

3.1 微生物修复技术

该技术将规模化培养的微生物投放至河道内部，起到净化黑臭河道内部水体的作用。现阶段，该技术已经在水产养殖、农业种植活动中得到了广泛运用。在运用该技术之前，相关人员需要先前往黑臭河道进行取样分析，在明确黑臭河道的水质及污染情况之后，选择最适合的微生物制剂投放。微生物制剂在投放至黑臭河道内部之后，水体中存在的污染物会在微生物的作用下迅速完成降解，从而提升河道水体的自洁能力。常见的微生物制剂有微生物菌群、特制菌剂、生物活性液等。该技术成本较低，效果较为显著。

3.2 生物强化技术

生物强化技术是在黑臭河道内部投放能够抑制有害微生物的特殊微生物，并运用同类消除的方式进行治理，经过一段时间的生存构造之后，黑臭河道中的有害微生物会被消灭，从而使河道水体恢复自洁能力。该技术主要是培养特殊微生物，然后将微生物投放至河道中，该技术在治理COD、TP等有毒有害污染物方面效果显著。该技术通常与水生植物净化技术同时运用，在植物的生长作用下，特殊微生物可以获得更好的生存环境，从而最大限度地发挥治理作用。该技术的优势为操作方式简单，成本较低。

3.3 生物膜技术

生物膜具有降解作用，在投入黑臭河道内部后，能够使有毒有害物质大量降解，该技术的常见形式为生态浮床以及人工浮岛。植物形成密集的根系之后，会在河道内部形成密网，吸附黑臭河道中的悬浮物质，随着时间的推移形成生物膜，并将生物膜作为载体，吞噬造成河道水体黑臭的污染物，然后将污染物转换为植物根系可以吸收的营养物质。不仅如此，该技术还能够通过特殊的塑料或卵石使生物膜附着，吸附河道中的污染物，净化河道水体。近年来，生物活性炭净化技术得到应用，该技术可以通过活性炭吸附各类污染物。生物膜技术可以提取河道内部存在的有益物质，同时将有害物质排出，能够有效治理小规模的黑臭河道，具备显著的经济性[3]。

3.4 底泥生物氧化技术

该技术在治理黑臭河道方面效率较好，其主要借助土著微生物定向扩增的方法，促进河道内部原有的微生物大量繁殖，运用土著微生物、共代谢底物、多种电子受体等生物氧化组合，生产专门的药物，然后运用靶向给药的方法，将药物注射于河道底泥的表面，从而在黑臭水体的底泥中产生生物氧化活动，大幅度降低底泥消耗氧气的速度，减少其中存在的有害微生物，提升底泥的生物降解能力，释放出底泥具备的养分，使河道水体内部的藻类可以大量繁殖。该技术的流程较为简单，但是需要相关人员提前对黑臭河道的水体进行分析，在明确黑臭河道实际污染情况之后，确定土著微生物的大致繁殖数量，以及药物注射量，否则治理效果将难以达到预期（见图2）。

图2 相关工作人员前往河道进行取样研究

3.5 截污控源技术

该技术主要为截留污水，通过源头实现控制，在实际治理过程中，相关部门必须科学合理地设计区域内部的排水网，不得直接将污水排放于河道内部，从而使污水被截留至相应的范围内，不会大面积扩散。在运用该技术的时候，需要注意以下两点：（1）科学处理雨水，因为雨水中可能含有污染物，所以需要对雨水进行妥善处理。在建设雨水处理场地的过程中，相关人员必须先明确当地的实际情况，然后合理规划建设步骤，从而最大限度地减少雨水带来的污染。（2）对区域内部的污水分流网管进行科学改造，及时改造和优化现有的污水井盖、污水运输管道等，以此缩减污水的污染面积，避免出现污水被直接排放至河道内部的问题。如果存在污水管道难以覆盖的区域，则需要科学分析污水处理、人工湿地等生物治理内容，为黑臭水体内部的生物恢复提供有利条件[4]。

3.6 水生植物净化技术

该技术当前已经在我国各地得到推广，其原理为部分水生植物能够吸附河道水体中的污染物，从而降低河道水体中有害微生物的数量，同时促进污染物沉淀，实现改善河道水体质量的目标。当前经常用于投放的水生植物主要为芦苇、金鱼藻、香蒲、浮萍等，要想保证该技术的实际成效，相关部门应当运用科技手段，培育出新的水生植物品种，并借助净化、组合等方式，对植物进行培育和应用，提升治理效果见图3。不仅如此，如果黑臭河道的污染严重，该技术可以与上文提到的生物强化技术同时运用，起到高效治理水体污染的作用。

图3 准备种植于河道内部的水生植物

3.7 综合生态工程修复技术

目前，由于科学技术的持续进步，人民群众生活水平不断提高，黑臭河道产生的原因也变得更加复杂，如果单独运用某一种生物修复技术进行治理，可能收效甚微，因此诞生了综合生态工程修复技术。该技术会同时运用两种甚至多种生物修复技术，该技术会选择直线、规模、硬质等方式，有针对性地治理黑臭河道。例如在治理黑臭河道的同时，合理转变河道形态，在排涝防洪的过程中对河流进行多样化设计等。

比如在设计河道水系统的互联工程过程中，相关人员可以运用拓展、疏通河流的设计理念将河道打通，并结合河道周边地形、生态环境等多种因素，制定相应的人工调水设计方案，规范化设计引水工程，使河道内部的水源能够被及时补充。上述过程不仅缩短了水体交换的周期，同时提升了水体的自洁能力，有效改善河道内部的水体质量。河道周边还会形成与当地气候条件相符合的植物生长体系，使河道堤岸保持自然形态，以此实现对整段河道的生态化管理[5]。

4 运用生物修复技术治理黑臭河道的注意事项

4.1 始终坚持因地制宜的治理原则

相关部门应当先对黑臭河道进行全面调查，然后根据调查结果，以及当地的实际发展情况，制定专门的黑臭河道治理战略规划，聘请相关领域的专家学者，完成地质及水源检测，综合使用成功率较高、操作便捷、低成本的生物修复技术，以保证生物修复技术能够有效治理污染严重的黑臭河道。相关部门需要成立治理研究小组，总结以往治理黑臭河道的工作经验，同时加大推广力度，做好生物修复技术的宣传工作，进而提升当地居民的环境保护意识，引导更多居民主动参与到治理工作中。

4.2 谨慎选择和运用生物修复技术

一方面，在正式运用生物修复技术进行治理之前，相关部门需要进行调查分析，明确河道内部的污染物是否与以往出现的污染物相同，如果造成河道黑臭的污染物不同，则需要进行详细地前期研究。另一方面，在运用生物修复技术之前，应进行全方位考察，保证生物修复技术不会对周边环境产生负面影响，如果某一种生物修复技术在运用之后，会对周边环境造成破坏，则表示该技术的运用存在风险，需要在未来深入研究消除风险的方法。因此，我国相关部门需要出台专门评价生物修复技术的标准，以及专门的评价体系，以促进我国环境治理工作的进步[6]。