我國當(dāng)前污染水體修復(fù)方法研究

張曉光

摘 要：概述了我國的污染現(xiàn)狀，總結(jié)了我國當(dāng)前修復(fù)受污染水體的常用方法，主要方法分為物理、化學(xué)、生物3大類，分別闡述了其特點(diǎn)和適用條件，為未來相關(guān)的學(xué)術(shù)研究提供參照。

關(guān)鍵詞：水體;污染修復(fù);富營養(yǎng)化;重金屬污染

文章編號(hào)：1004-7026（2020）04-0093-02 ? ? ? ? 中國圖書分類號(hào)：X52 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

近年來，隨著社會(huì)的進(jìn)步，工農(nóng)業(yè)也隨之迅速發(fā)展，工業(yè)制造和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所帶來的一系列污染問題日趨嚴(yán)重。例如農(nóng)藥或工業(yè)中大量的N、P等營養(yǎng)元素排入水體，造成水體富營養(yǎng)化，藻類等浮游生物大量繁殖，從而使水體的氧氣含量劇降，最終導(dǎo)致水生生物大量死亡，造成水體發(fā)黑、發(fā)臭。對于這些污染問題，采取了一系列治理措施，具體方法有以下幾種。

1 ?物理方法

吸附作用是通常物理方法利用的原理，朱丹丹等人在研究中得出結(jié)論，納米材料能在很大程度上吸附水中的重金屬，從而減輕水體的重金屬污染，其中碳基納米材料中石墨烯易于拉伸，晶體表面含有許多的氧基團(tuán)，且表面積巨大，因此對金屬的吸附作用良好，在環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛[1]。另外還有機(jī)械過濾方法。

2 ?化學(xué)方法

化學(xué)方法的原理是物質(zhì)之間相互反應(yīng)，使污染物進(jìn)行沉降或轉(zhuǎn)化為無毒、無害物質(zhì)。但化學(xué)方法處理后的污染轉(zhuǎn)化物，如果不進(jìn)行恰當(dāng)?shù)目刂?，可能?huì)對生態(tài)環(huán)境造成二次污染。

陶鑫認(rèn)為作為光催化劑的TiO2對治理水體污染可以起到很好的作用，TiO2通過借助光照，催化污染水體，該物質(zhì)能處理80多種水體污染物，使其最終降解為水和Co[2]。O3氧化法采用具有強(qiáng)氧化作用的O3，產(chǎn)物簡單無害，徐武軍等人研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)保持反應(yīng)溫度位于35.4 ℃左右，溶液pH值為7.0～12.0，過氧化氫/臭氧比值為0.5～0.6，添加金屬氧化物作為催化劑時(shí)能得到較好的處理效果[3]。李征論述了螯合法是利用螯合劑與金屬離子的化學(xué)反應(yīng)形成配合物，從而固定金屬離子，由于無機(jī)螯合劑易受外界環(huán)境影響，而有機(jī)螯合劑具有較高的穩(wěn)定性，因此使用較為廣泛[4]。

3 ?生物方法

利用生物方法修復(fù)污染水體的優(yōu)點(diǎn)為花費(fèi)少、不產(chǎn)生二次污染，使污染問題解決得更徹底。生物修復(fù)主要集中于植物的富集作用，吸收積累污染物和微生物通過化學(xué)作用降解污染物。

靖元孝等人研究發(fā)現(xiàn)，兩棲榕所形成的濕地系統(tǒng)對污染水體中TN、TP、CODcr、BOD5凈化效率分別達(dá)到了54.2%、40.9%、72.4%和74.35%。與對照組相比分別提升了17%、12%、10%和11%[5]。任延麗等人通過試驗(yàn)認(rèn)為水翁在人工濕地120 d內(nèi)去除了水體中N元素和P元素總量的16.4%和12.6%;降低了水中TN、TP、CODcr、BOD5的比例分別為55.6%、44.2%、75.5%和73.2%。蔣麗娟研究顯示，萼距花、旱柳和楊樹3種木本植物具有較高的去除COD、TN和TP能力，以旱柳的凈化能力最好，平均去除率為85%以上，3種植物對重金屬的吸收能力達(dá)到了顯著性水平，富集能力最強(qiáng)的是旱柳，該植物體內(nèi)的Mn濃度是污染水體的400倍，Cr濃度是污染水體的75倍。

駱世明等人利用香根草和風(fēng)車草建立人工濕地處理養(yǎng)豬場產(chǎn)生的水污染，結(jié)果顯示，濕地對污染的修復(fù)具有顯著效果，當(dāng)處理時(shí)間為1 d時(shí)，春秋兩季濕地去除50%的COD、50%的BOD和80%的SS;當(dāng)處理時(shí)間為2～3 d時(shí)，春秋兩季濕地去除約60%以上的COD、50%的BOD和80%的SS。

尹澄清提出用生態(tài)工程技術(shù)治理非點(diǎn)源的水污染。①建立人工水塘?？蓪搅鲙胨w的污染物進(jìn)行懸浮沉淀，池塘中的植物群落和微生物群落可進(jìn)行有機(jī)質(zhì)的吸收分解，從而實(shí)現(xiàn)凈化水源，循環(huán)利用水體的功能。②綠色植物緩沖帶?？捎行Ы亓粑廴疚?，通過植物的吸收作用，降低水體中N、P元素的含量。③濕地生態(tài)系統(tǒng)。濕地具有厭氧條件和充足的C、N元素，利于微生物進(jìn)行反硝化作用，且濕地定期的排出水分和吸收水分利于各種細(xì)菌的發(fā)育，使得銨態(tài)氮氧化成為亞硝酸鹽或硝酸鹽，接下來可在反硝化細(xì)菌的作用下還原為N2從濕地釋放，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)。濕地系統(tǒng)大約可截留吸附90%流經(jīng)該系統(tǒng)的P元素，吸附P量的大小與土壤PH、Fe和Al氧化物有關(guān)，因此可以在濕地中加入和Ca、Fe、Al相關(guān)的鹽類來增加對P的控制。

白峰青等人的研究認(rèn)為漂浮植物吸收污染物能力強(qiáng)于挺水植物，沉水植物最差。漂浮植物中鳳眼蓮的去除效果最好，挺水植物中蘆葦和香蒲的去除效果最好，植物對水污染的治理往往是通過植物和微生物共同作用完成的，植物也為硝化和反硝化細(xì)菌提供了生存場所。同時(shí)，植物的存在遮擋了一定的太陽輻射，使得水中的藻類不能充分接受太陽光，使生長受阻，減少了水華等藻類引起的環(huán)境問題。張鴻等人研究發(fā)現(xiàn)，由水芹或鳳眼蓮組成的濕地中，硝化細(xì)菌的數(shù)量和反硝化細(xì)菌的數(shù)量均高于對照組（無植被的濕地），且水芹組成的濕地中細(xì)菌數(shù)量比鳳眼蓮組成的濕地中多，但前者對N和P的去除率低于后者。

利用微生物修復(fù)污染水體，首先要在水體中構(gòu)建微生物菌群，其次要調(diào)整環(huán)境因子，維持微生物的活性，增強(qiáng)凈化效率。小川靜夫研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)每日施用光合細(xì)菌（PSB）濃度為3.3 mg/L時(shí)，水體中的氨態(tài)氮含量與對照組相比降低60.2%，DO含量提升45.2%。每日施用光合細(xì)菌（PSB）濃度為1.3 mg/L時(shí)，水體中的氨態(tài)氮含量與對照組相比降低35.7%，DO含量提升14.8%。曾宇等人研究結(jié)果顯示，用PSB對大觀河修復(fù)中，BOD5、CODCr、TN、TP、SS參數(shù)分別降低84.7%、78.9%、65.3%、52.5%和93.3%;用PSB對成都府河流修復(fù)中，CODCr降低率可達(dá)77.1%。近年來，基因工程技術(shù)改造微生物，研制基因工程菌成為熱點(diǎn)，具體方法是將控制微生物不同代謝途徑的基因整合起來進(jìn)行基因重組，生產(chǎn)人類所需要的高效降解有機(jī)物菌群。魏源送等人利用一體式纖維生物膜反應(yīng)器處理污水，得到去除BOD5和TN的量分別達(dá)到了99%和60%，中試規(guī)模一體式膜生物反應(yīng)器處理城市污水的試驗(yàn)結(jié)果顯示，TN和TP平均去除率分別達(dá)到了80%和95%。生物膜反應(yīng)器的原理是將微生物群落培養(yǎng)于膜上，然后將膜結(jié)構(gòu)置于機(jī)械上，用微生物對污水進(jìn)行處理。

4 ?結(jié)束語

每種修復(fù)方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，采用哪種方法需要結(jié)合實(shí)際情況、因地制宜，具體情況具體分析。近年來興起的生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)，以合理分配能量流動(dòng)過程、盡可能使廢物資源化而被廣泛推廣，像?；?魚塘模式，該技術(shù)充分利用了資源，提高了生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，降低了養(yǎng)殖施肥對環(huán)境的污染?，F(xiàn)實(shí)中水體環(huán)境污染的治理，往往需要多種方法共同參與、綜合整治，從而提高環(huán)境污染的修復(fù)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱丹丹，周啟星.功能納米材料在重金屬污染水體修復(fù)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2018，37（8）：1551-1564.

[2]陶鑫.納米材料在污染水體和土壤修復(fù)中的運(yùn)用[J].中國標(biāo)準(zhǔn)化，2018（22）：238-239.

[3]徐武軍，張國臣，鄭明霞，等.臭氧氧化技術(shù)處理含抗生素廢水[J].化學(xué)進(jìn)展，2010，22（5）：1002-1009.

[4]李征.重金屬污染水體的環(huán)境保護(hù)處理技術(shù)研究[J].環(huán)境與發(fā)展，2018，30（11）：110-111.

[5]蔣麗娟，佟金權(quán)，易心鈺.浮床栽種木本植物對人工濕地污水的凈化效果[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，32（12）：? ?17-20，30.