生物修復(fù)技術(shù)在城市水環(huán)境綜合治理中的應(yīng)用

李俊浪，黃橋，覃春?jiǎn)?/p>

（1．中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司， 四川成都 611130； 2.四川蜀揚(yáng)工程管理有限公司，四川成都 610072； 3．中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司， 四川成都 611130）

1 城市水環(huán)境污染現(xiàn)狀及分析

城市水環(huán)境不僅僅具有防洪排澇、水源、促進(jìn)交通交流等與城市居民生活息息相關(guān)的作用和功能，而且還具有休閑景觀、減輕熱島效應(yīng)和城市局部區(qū)域氣候調(diào)節(jié)的作用，進(jìn)而可以為城市環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供了堅(jiān)強(qiáng)保障。當(dāng)前，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的進(jìn)一步加快，人類頻繁的活動(dòng)對(duì)城市水環(huán)境的負(fù)面影響加劇，比如城市居民廢水排放量過大過多造成水污染的加??；水體的過度取用造成當(dāng)前的水資源被破壞和淡水資源的短缺等。種種水污染、水資源過度取用的行為造成了城市水環(huán)境承載力的下降，違背了人與自然和諧共處、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的理念。據(jù)中華人民共和國(guó)生態(tài)環(huán)境部對(duì)外公布的最新數(shù)據(jù)顯示，目前在我國(guó)有近30%的淡水流域的水質(zhì)低于三類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；全國(guó)65個(gè)地級(jí)城市檢測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)顯示，這些城市的地下水的各項(xiàng)指標(biāo)均低于國(guó)家正常標(biāo)準(zhǔn)。在檢測(cè)的138個(gè)流經(jīng)城市的河段中，符合國(guó)家III類和II標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)的河流數(shù)量?jī)H有23%，符合國(guó)家IV類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的河流斷面數(shù)量?jī)H有38%；流經(jīng)城市的河流斷面水體中，不符合飲用水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)90%；城市及周邊湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化達(dá)75%；50%的城市地下水受到嚴(yán)重污染［1］。城市水污染的現(xiàn)狀以及惡化日益加劇的趨勢(shì)已經(jīng)嚴(yán)重影響了城市居民的生活，因此對(duì)城市水體進(jìn)行治理，是提升居民生活品質(zhì)、城市形象及提高競(jìng)爭(zhēng)力的基本前提和重要保障。

2 生物修復(fù)技術(shù)概述

生物修復(fù)技術(shù)是利用生物（包括植物、微生物、水生動(dòng)物）的代謝功能，吸收、轉(zhuǎn)化或降解環(huán)境污染物，將有害、有毒的污染物轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境凈化、生態(tài)修復(fù)的技術(shù)。在無人為措施干預(yù)的情況下，水體中大多數(shù)生物均可實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的自然凈化，但由于污染物的增多對(duì)生物形成了一定的抑制作用，加之缺乏營(yíng)養(yǎng)鹽和溶解氧的緣故，這個(gè)過程非常緩慢［1］。因此為了讓污染物的分解加快，需要采取多種措施來進(jìn)行推進(jìn)，比如增加氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽分的含量、增加微量營(yíng)養(yǎng)元素的含量、提供電子受體、增強(qiáng)表面活性劑的活性等，從而提高生物的活性和分解能力，這種技術(shù)就是生物修復(fù)技術(shù)。從廣泛意義上來說，生物修復(fù)是一種可以人為控制的技術(shù)，從可利用的生物種類上，可分為植物、微生物、水生動(dòng)物修復(fù)，從處理對(duì)象上可分為固體廢物、土壤廢物以及水環(huán)境廢物等。生物修復(fù)也有廣義和狹義之分，廣義的生物修復(fù)是指微生物修復(fù)的廣泛應(yīng)用性，而狹義的生物修復(fù)則僅僅指微生物修復(fù)［2］。

3 生物修復(fù)技術(shù)在城市水環(huán)境治理中的應(yīng)用

3.1 水生植物修復(fù)技術(shù)

水生植物修復(fù)技術(shù)是利用水生植物培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行的水環(huán)境修復(fù)措施。水生植物主要是指大型的漂浮植物、挺水植物、浮葉植物、沉水植物等。水生植物能夠促進(jìn)水體中的懸浮物沉降，減少風(fēng)浪擾動(dòng)，吸收池塘泥底的營(yíng)養(yǎng)物，促進(jìn)河湖生態(tài)系統(tǒng)中的底泥氧化，具有重要的凈化功能［3］。沉水植物能夠?qū)⑺w中的營(yíng)養(yǎng)鹽份直接吸收，阻止上層的水體流動(dòng)對(duì)下層水體擾動(dòng)的影響，同時(shí)能增加底泥表層溶解氧，從而有效的遏制底泥中的磷、氮等營(yíng)養(yǎng)元素向水體中釋放，并且對(duì)浮游的藻類植物也有較好的抑制作用，是水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。

3.2 生物浮床技術(shù)

生物浮床技術(shù)是由漂浮技術(shù)和綠化技術(shù)結(jié)合而發(fā)展起來的一種生物修復(fù)技術(shù)，一般以水生植物為主體，在無土栽培技術(shù)的基礎(chǔ)上，建立生態(tài)高效人工生態(tài)系統(tǒng)。常見的生態(tài)浮床的構(gòu)造都是由植物浮床、水生植被、浮島框架以及水下固定裝置等組成的。生態(tài)浮床一般是以輕質(zhì)的材料為基質(zhì)或者載體，應(yīng)用植物或動(dòng)物之間的共生協(xié)同關(guān)系，在充分利用水體的基礎(chǔ)上建立的高效生態(tài)人工系統(tǒng)，以達(dá)到消減水體中的污染負(fù)荷和提供生物棲息之所，并且還能夠美化環(huán)境［4］。

3.3 生物強(qiáng)化技術(shù)

生物強(qiáng)化技術(shù)是在受污染的水體中引入特定的微生物，增強(qiáng)水體降解有機(jī)物的能力，同時(shí)改善原有微生物去除有害物質(zhì)的能力。生物強(qiáng)化技術(shù)本質(zhì)上還是一種外源的微生物投放技術(shù)。生物強(qiáng)化技術(shù)剛開始主要是應(yīng)用在凈化領(lǐng)域上，治理高濃度的有害物質(zhì)和難以降解的物質(zhì)以及高濃度的有機(jī)廢水、有機(jī)油液等。隨著一些功能性的細(xì)菌不斷的被廣泛的篩選和應(yīng)用，目前生物強(qiáng)化技術(shù)已應(yīng)用到地下水生物和江河湖泊生物的修復(fù)治理中來，并且治理修復(fù)效果非常好。

3.4 生態(tài)護(hù)岸技術(shù)

生態(tài)護(hù)岸技術(shù)就是利用植物或者其他與植物相關(guān)的土木工程等方式，對(duì)城市的湖泊、河道的護(hù)坡進(jìn)行治理修復(fù)的一種方法。生態(tài)護(hù)岸具有生態(tài)景觀、防洪排澇以及自我凈化的功能，不僅可以提高河岸護(hù)坡的穩(wěn)定性，還可以促進(jìn)土壤與河水進(jìn)行相互滲透，增強(qiáng)水體與周邊各類水體和土壤等物質(zhì)的交換能力。生態(tài)護(hù)岸修復(fù)機(jī)理主要通過依附在周邊的水生動(dòng)植物來為水體中的生物提供構(gòu)建水陸緩沖帶和合適的棲息地等來達(dá)到對(duì)水體進(jìn)行凈化的目的。

3.5 生物膜法處理技術(shù)

生物膜也稱為生物被膜，是指附著于有生命或無生命物體表面被細(xì)菌胞外大分子包裹的有組織的細(xì)菌群體。生物膜中存在各種主要的生物大分子，其多細(xì)胞結(jié)構(gòu)的形成是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，包括細(xì)菌起始粘附、生物膜發(fā)展和成熟擴(kuò)散等階段。使用生物膜法處理時(shí)，將生物膜放置在受污染的水體中，污染物擴(kuò)散到生物膜表面、滲入到生物膜的內(nèi)部，污染物經(jīng)微生物轉(zhuǎn)化分解，形成水和二氧化碳等代謝物。一般情況下，生物膜放置30天左右，生物膜上的微生物組成和生物膜沿著水流方向的分布達(dá)到一個(gè)平衡狀態(tài)，生物膜上的微生物與水體中的原生微生物、污染物共同形成一個(gè)小型的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，這種狀態(tài)下生物膜成熟，對(duì)污染物的分解轉(zhuǎn)化相對(duì)穩(wěn)定，從而使得目標(biāo)水體得到長(zhǎng)效治理。

4 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)城市化進(jìn)程加快的過程中，涌入到城市生活和定居的人口將越來越多，這樣對(duì)水資源的消耗也隨之增大，人口的劇增勢(shì)必產(chǎn)生大量的生活廢水、工業(yè)廢水，形成城市水環(huán)境持續(xù)惡化的局面，城市化進(jìn)程與水環(huán)境治理之間的矛盾將日益突出。在日趨嚴(yán)峻的形勢(shì)下，加強(qiáng)城市水環(huán)境的治理和修復(fù)顯得尤為重要，是凈化城市水體、美化城市形象、打造優(yōu)美宜居城市的基本前提，是提升居民生活質(zhì)量的重要保障。相較于其他修復(fù)技術(shù)，生物修復(fù)技術(shù)具有效果好、成本低且效率高的優(yōu)點(diǎn)，是今后城市水體修復(fù)和治理的重要發(fā)展方向［5］。微生物在城市水體污染物治理修復(fù)中的作用既重要又獨(dú)特，因此下一步需要進(jìn)一步加大研究以便更大程度的發(fā)揮其作用。由于城市水體污染物的來源廣泛并且成分復(fù)雜，因此單一的水污染處理積水效果達(dá)不到較好的治理狀態(tài)，下一步多技術(shù)聯(lián)用是城市污水治理的首選和研究方向。