微生物在河流治理的应用

微生物在河流治理的应用

刘高

广东中微环保生物科技有限公司523000

摘要：由于水量不足、水质恶化及河流天然形态遭到破坏，河流域大多数平原河流生态健康受到相当程度破坏。因而，对它们进行生态修复，需要建立相应生态修复模式体系对进行指导。总结了现有河流生态修复技术，从中筛选出13种适宜于河流域的修复技术。依据功能不同，将其分为水量调整技术、水质净化技术和生境改善技术3类。在此基础上，从影响河流域平原河流生态健康的关键因素———水量入手，综合考虑河流水质与生境现状，提出河流域平原河流生态修复模式体系。

关键词：河流域；平原河流；生态修复；微生物生态

引言：近年来，对某市及其外围水系河流中微生物生态作了初步探讨和研究。结果表明，微生物在各河段中的生态变化特征与其所生存的水环境污染程度有密切关系。某些工业废水和生活污水，未经任何处理直接排人河道，城市河流尤其是内城河几乎成了油污塘，并严重威胁城市饮用水源，危及外围地区水休。目前，水体中重金属污染虽有逐年减轻的趋势，但有机污染却逐年上升。

一、试验

1.1试验材料

实验中所采用的微生物制剂是美国研制的一种由32种活菌构成的混合体，专用于处理工业、农业和生活中的有机污染废水。中所包含的有机微生物体是一些非毒性、非病原性的活细菌，悬浮在一种对人类、动物、植物及任何水产养殖物均不造成刺激的液态媒介里。中的细菌一直保持成菌状态，可以快速适应各种环境条件，而且其不同细菌成分的组合，能够在有氧和无氧的条件下灵活地处理各种系统中高度复杂的有机成分。对减少水体的臭味，降低水中的有机物浓度有很好的效果。

1.2试验方法

试验时间为2004年11月至2005年3月，试验地点设在西坝河滇池入湖口前大约600～1600m处。西坝河位于昆明市区西部，污染源为西坝河城内沿线及城外沿河10余村庄的生活污水，多年的平均流量约为0.38m3/s（3.3万m3/d），河水呈灰色或淡黑色，有异味。试验前（2004年3月29日）西坝河的水质监测指标见表1。

表1

试验河段内设4个投药点（1～4），4个监测点（A～D），如图1所示。微生物制剂的投加采用多次投加的方式，每周投加1次，投加量按前期实验室得到的最佳结果0.8mL/（m3·d）进行，料管DN100，填料管内填充弹性填料120mm×0.35mm。

1.3试验结果与讨论

投加微生物制剂前，西坝河试验段的河水呈黑褐色，河岸边可以闻到明显的恶臭味，试验1周后，臭味减轻，到第3周基本闻不到臭味，河水也由黑褐色转为灰色，透明度也有所升高（由原来的0.2m升高到0.6m左右），而在投加药剂的上游河段河水依然为黑色，恶臭味也不见减轻。

二、对BOD5的影响

2.1BOD5的测定采用稀释接种法。

可以看出投加制剂后的第1周A、B、C、D4个点的BOD5值几乎相同，第2周D点的BOD5值明显低于其他点，而试验进行到第4周以后各点之间的差别愈加明显，处于投加点下游的C、D两点的BOD5值都较A点低得多。在试验进行到第4周时，由于上游有一养殖鱼场向河道内排放清洗底泥的泥水，出现BOD5值突然增高，此时A点的BOD5质量浓度为65.5mg/L，处于下游的D点BOD5质量浓度为34.9mg/L，低于试验开始前的39.4mg/L，说明试验河段已经有了一定的耐冲击负荷能力。在整个试验期间A点的BOD5质量浓度平均值为34.5mg/L，D点的BOD5质量浓度平均值为19.4mg/L，平均去除率为43.9%

2.2对TN的影响

TN的测定采用过硫酸钾氧化-紫外分光光度法，与BOD5的曲线一样在试验刚开始时4个点的TN值几乎相等。试验期间虽然A、B、C、D4点的变化曲线几乎是同步的，但C、D的曲线一直在A、B的下方，从第5周开始各点之间的差值逐渐减小，这大概是由于能处理的TN质量浓度下限值就在7mg/L左右。在整个试验过程中A点的TN质量浓度平均值为20.96mg/L，D点的TN质量浓度平均值为11.26mg/L，平均去除率为46.3%。同样由于鱼塘污水的排放，第4周TN值出现突增。

三、生态修复技术在河流域平原河流修复中的应用

（1）河流域生态修复，一般只能在现有的水文条件、河道形态及水利设施的基础上行。技术在河流域平原河流生态修复中的适用性。河流域平原河流普遍断流干涸，河流缺乏生态水量。因此，河道补水是进行生态修复的基础和关键。但是，这与河流域严重缺水的现状相矛盾。因此，河道补水技术应优先在有补水条件（如滦河）或有相当历史文化及经济意义（如永定河卢沟桥河段和北运河）的河流（段）使用。同时，补水水源应多样化，除科学统筹上下游合理分配水资源和使用南水北调客水外，还应充分利用流域降雨年内分布不均而形成的大量雨洪资源和污水处理后的中水资源。流域内部分沙质河床渗漏严重。经济条件允许时，可采用河床防渗技术减少渗透量并为满足河流生态基流和实施河道补水技术创造必要条件。如果通过调度或采用其它技术手段也难以保证其基本生态流量，该河基本不能继续保持其河流生态系统的属性而发生退化。可根据具体情况，构建其它类型的生态系统进行替代，即应用生态系统构建技术，如在永定河沙化河床构建草原生态系统替代退化的河流生态系统。

（2）流域部分河流由于河道淤积和承接污水，存在底质污染，如河干流，可以采用底泥（环保、生态）清淤与覆盖技术处理。化学修复技术的短期效果好，但投加化学药品必须考虑二次污染。为避免化学药品对生物产生毒副作用，应慎重使用该技术，优先使用生物净化技术或通过提高河流自净能力的方式实现水质改善。只有在污染特别严重、可生物降解性差的河流中，如卫河和卫运河等，可以考虑使用。

人工湿地技术净化效果好，在河流域温榆河、永定河、滹沱河等的生态修复实践中多有应用；由于流域冬季气温低，人工湿地生态系统运行困难，需要采取辅助措施。

生态护岸是河流生态修复的重要技术之一，其在河流域应用的关键在于与防洪工程相结合，在护岸形式上应尽可能选择安全系数高的复式护岸、土工格室护岸、石材散抛护岸或在现有的混凝土护岸基础上覆土改造等。

（3）河流域河流河岸带、河滩地被农田和建筑用地挤占的情况比较严重，如北运河。这给使用湿地、河漫滩与河岸带修复技术带来相当难度。应综合考虑流域经济发展与河流生态健康的需要，针对不同河流或河段的具体情况，制定切实可行的河岸带修复范围。天然湿地修复可以利用水利工程的旧河道、河岸开阔地，河道弯曲处等进行。

（4）人工曝气技术、微生物修复技术和水生动植物修复技术在国内外河流修复实践中应用广泛。它们在污染净化、水生态恢复方面效果显著，且应用的限制条件比较少，能够用于河流域平原河流的修复。

河道内栖息地修复技术和河道空间再造技术均为改善河流生境的技术，应用的限制因素比较多。考虑河流域的水资源现状和社会、经济发展的要求，可在保留现有闸坝水库和保证河道安全的基础上选用。

（5）从河流域的现状看，水量不足、水污染和生境破坏是河流域平原河流生态恶化的主要问题，进行生态修复应该从这三方面入手。为有针对性地解决问题，按照修复技术的功能，可将其分为水量调整、水质净化和生境改善。

（6）一般情况下，一个修复技术的作用是多方面的。如河道补水技术不仅补充河流水量、改善水质，对恢复河岸带植被、加强生态系统的连通性也能起到有利的作用。因此，这种分类不是绝对的。

结束语

如果河流污水染严重，存在大的污染源，但河道天然形态保持较好，可以采取“水质净化技术”改善水质以修复河流生态系统，称为“水质改善模式”；如河道人工化严重，还需进一步采用“生境改善技术”进行修复，则为“强化净化模式”。水资源过度开发、污染物排放和河道人工化等原因造成河流域平原河流断流干涸、水质恶化和生物多样性下降等一系列生态问题。为修复河流生态系统，进而改善整个流域的生态环境，有必要根据河流域河流自然社会条件、经济发展水平和目前修复技术水平建立其修复模式体系。

参考文献：

[1]史家樑，.环境微生物学.2015.9

[2]刘灵芝.微生物在污染治理中的应用.2016.2

[3]周群英.环境工程环境微生物学2013.6