劉鴻藜，吳耿輝，邱建賀，梁錫偉，黃志中

（佛山市玉凰生態(tài)環(huán)境科技有限公司，廣東佛山 528000）

1 生物修復(fù)技術(shù)的概念

生物修復(fù)技術(shù)作為現(xiàn)代化水處理技術(shù)，技術(shù)涵蓋內(nèi)容廣泛，包括水生植物修復(fù)技術(shù)、土地處理技術(shù)、微生物修復(fù)技術(shù)、生物膜法處理技術(shù)以及水生動物修復(fù)技術(shù)等。其中，生物修復(fù)技術(shù)也體現(xiàn)在利用微生物自身的機理性能吸收污染物質(zhì)，起到凈化水環(huán)境的作用，實現(xiàn)生態(tài)平衡，滿足我國資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的生態(tài)建設(shè)環(huán)境。生物修復(fù)技術(shù)起源于二十世紀(jì)八十年代，在水環(huán)境污染快速治理的同時，獲得高效治理成果，且具備資金投入小、方便、安全，實用性強等優(yōu)勢，備受各國推薦應(yīng)用。隨著研究深入，逐漸發(fā)展出多種以大型水生植物為主體的水處理和水體修復(fù)的生態(tài)工程技術(shù)。根據(jù)植物生活形式差異，可分為漂浮植物系統(tǒng)、挺水植物系統(tǒng)和沉水植物系統(tǒng)。

2 城市水環(huán)境治理生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 底泥生物修復(fù)不夠重視

如今城市水環(huán)境治理中，根據(jù)底泥性質(zhì)可反映出多項污染數(shù)據(jù)。首先底泥通常是黏土、泥沙、有機質(zhì)及各種礦物的混合物，經(jīng)過長時間物理、化學(xué)及生物等作用及水體傳輸而沉積于水體底部。底泥中含有大量的污染物質(zhì)、不斷向水體中釋放污染物，因此必須重視分析底泥指標(biāo)數(shù)據(jù)。2020年對佛山市順德區(qū)5條黑臭河涌底泥進行調(diào)研，經(jīng)第三方檢測單位檢測，結(jié)果顯示5條黑臭河涌的底泥均污染嚴(yán)重，具體檢測結(jié)果見表1所示。由于水環(huán)境具備流動性、開放性特征，底泥處理在控制黑臭水體中具有重要意義，可見處理底泥沉積污染物，是水環(huán)境治理生物修復(fù)技術(shù)選用前的重要任務(wù)。

表1 黑臭河涌水質(zhì)、底泥污染物檢測結(jié)果

2.2 吸附作用機理引發(fā)的二次污染

生物吸附技術(shù)作為治理過程中的重要環(huán)節(jié)，主要涵蓋微生物學(xué)、環(huán)境工程學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)等學(xué)科。其吸附原理為微生物細胞，特別是細菌具有膠體粒子特性。由于微生物細胞具有很大的比表面積，具有吸附水中有機顆粒、膠體物質(zhì)和溶解性有機物，特別是疏水性有毒有害有機污染物的處理能力。然而部分城市的水環(huán)境污染治理方法單一，被吸附去除的有機物會積累在剩余污泥中，從而引起二次污染。因此，僅僅依靠微生物投放和人工增氧方法，難以滿足水環(huán)境治理要求，產(chǎn)生二次污染將持續(xù)危害水環(huán)境，影響治理成效。

2.3 水環(huán)境的生態(tài)恢復(fù)是個緩慢過程

良好的水生態(tài)系統(tǒng)具有自我修復(fù)、自我調(diào)節(jié)能力。水生態(tài)系統(tǒng)組成越多樣，能量流動及物質(zhì)循環(huán)途徑就越長、越復(fù)雜，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)能力就越強；反之，系統(tǒng)越單調(diào)，結(jié)構(gòu)越簡單，則自動調(diào)節(jié)能力就越弱。然而該能力具有自限性，超過生態(tài)系統(tǒng)最大負荷時就不再起作用，生態(tài)系統(tǒng)便會破壞，如佛山市南海區(qū)鹽步大涌顯示，在20世紀(jì)80年代前，河涌的水質(zhì)非常好，魚蝦成群，附近居民常下河暢泳。但隨著經(jīng)濟發(fā)展，忽視對水環(huán)境的保護，導(dǎo)致鹽步大涌變成一條臭水溝，在進行水質(zhì)治理前，水質(zhì)指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)，CODcr為74.29mg/L，氨氮為11.53mg/L，TP為1.25mg/L。再如2019年[北滘鎮(zhèn)水生態(tài)修復(fù)服務(wù)項目]中的廣教工業(yè)區(qū)涌，清淤前河道水體CODcr為65.14mg/L，氨氮為9.32mg/L，TP為1.02mg/L，清淤后CODcr為54.22mg/L，氨氮為8.45mg/L，TP為0.87mg/L，清淤前后有機污染物的去除并不明顯，后續(xù)經(jīng)過生物修復(fù)治理后才有了明顯的改善。根據(jù)以上情況分析，應(yīng)積極運用水環(huán)境生態(tài)修復(fù)技術(shù)來延長水體生物鏈，按需穩(wěn)固提升指標(biāo)。

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 在脫氮除磷方面運用生物修復(fù)技術(shù)

氮、磷元素作為城市水環(huán)境中污染物的重要衡量指標(biāo)，由于N或P在水中含量過高造成水體富營養(yǎng)化，導(dǎo)致藻類迅速生長繁殖引發(fā)“赤潮”或“水華”。而藻類大量生長，首先會大量消耗水中氧氣，使魚類等其他水生物缺氧死亡，其次在赤潮消失時，大量赤潮生物的死亡和分解，分解物附帶產(chǎn)生大量有害氣體，惡臭難聞，嚴(yán)重影響城市水環(huán)境，并通過生物鏈威脅人類健康。由此對城市水環(huán)境中的氮、磷含量的控制是非常必要、迫切的。對城市富營養(yǎng)污水進行針對性處理時，應(yīng)當(dāng)將去除污水中的氮、磷物質(zhì)作為前提。而氮、磷元素作為植物生長的關(guān)鍵因素，運用植物修復(fù)技術(shù)能有效幫助水環(huán)境治理。水生植物作為水生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者，通過根系和葉面的光合作用和同化作用，可以吸收富集氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)，最終通過收割過盛的植物并移除水體，從而實現(xiàn)對水體的脫氮、除磷。在2019年[里水鎮(zhèn)小布村池塘水生態(tài)修復(fù)項目]中，通過種植矮型苦草、金魚藻沉水植物，菖蒲、美人蕉、鳶尾、睡蓮?fù)λ参锏葘Τ靥了w進行生態(tài)凈化，經(jīng)過6個月治理后池塘水體得到明顯改善，水體由原來嚴(yán)重的富營養(yǎng)化、藍藻、綠藻爆發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)樗w清澈見底，水質(zhì)氮、磷指標(biāo)由劣V類水體提升達到Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，具體水質(zhì)指標(biāo)見表2。

表2 水質(zhì)指標(biāo)變化情況

3.2 生物修復(fù)技術(shù)在降解有機污染物方面的運用

隨著社會發(fā)展，生物修復(fù)技術(shù)在污水治理環(huán)節(jié)的應(yīng)用越來越廣泛。當(dāng)前，生物修復(fù)技術(shù)作為常見的治理方法，采取在污水中注入高效菌來進行控制，可提升污水處理的效率，其所展現(xiàn)的有效性和適應(yīng)性與單一的治理措施形成了鮮明對比，能極大提升治理工作的效率。專家學(xué)者進一步研究生物強化技術(shù)的應(yīng)用時，發(fā)現(xiàn)通過在活性污泥中投入些許高效菌種，可大幅清除污水中的揮發(fā)酚物質(zhì)，達到污水排放各項指標(biāo)。其次，此模式結(jié)合未加入高效菌種的污水處理系統(tǒng)后，清除污染物的工作質(zhì)量提升明顯，提高了生物修復(fù)技術(shù)的去除率。伴隨科技日益進步，如今在各治理工作均廣泛采用生物修復(fù)技術(shù)，應(yīng)用現(xiàn)代化的治理技術(shù)，相比老舊單一的治理技術(shù)，生物修復(fù)技術(shù)具有快速有效的優(yōu)點，及時獲得治理成果，同時具備資金投入小、技術(shù)方便、安全，實用性強等優(yōu)勢，可有效控制水環(huán)境治理工作，降低城市化發(fā)展對水環(huán)境的危害，實現(xiàn)節(jié)約減排的效果，助力水環(huán)境的治理水平進一步提高。

3.3 生物修復(fù)技術(shù)在去除重金屬污染方面的運用

重金屬污染對水環(huán)境破壞嚴(yán)重且影響重大，對人們傷害更大。震驚世界的日本“水俁病”和“痛痛病”就是由重金屬污染導(dǎo)致的，其中包括含汞廢水和含鎘廢水的污染。

3.3.1 重金屬污染物的修復(fù)方法現(xiàn)狀

目前，重金屬廢水的處理有化學(xué)法、物理化學(xué)法，雖然這2類處理方法可以有效地治理和及回收廢水中的重金屬，但通過生物修復(fù)技術(shù)去處理重金屬廢水也有很多優(yōu)勢：如降低成本、提高處理效率、無二次污染，還有利于改善生態(tài)環(huán)境。

3.3.2 運用生物修復(fù)技術(shù)去除重金屬污染

生物修復(fù)技術(shù)去除重金屬污染利用的是微生物、植物、動物等生物體的生命活動代謝、降解、吸附、改變其形態(tài)等方法實現(xiàn)對重金屬廢水的處理。應(yīng)用該技術(shù)時，建議從下面幾個角度開展探討研究：

（1）利用微生物修復(fù)方式，在控制重金屬污染物過程中，大多數(shù)情況是依據(jù)水環(huán)境中的重金屬形態(tài)來進行治理的，加速重金屬元素的沉淀進程，進一步完善清除重金屬污染物。其次，領(lǐng)域內(nèi)專家學(xué)者依據(jù)活性污泥進行反復(fù)研究，了解到部分霉菌擁有吸附性特點，可以在治理工作中加速吸收水體中金屬離子元素。微生物吸附去除重金屬效果詳細可參照國內(nèi)外研究概況。

（2）植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，能夠應(yīng)用到重金屬污染的處理工作中，依據(jù)植物的根部來去除污水中的重金屬殘留，優(yōu)化城市水環(huán)境，參考相關(guān)實際數(shù)據(jù)，部分水中植物可以吸收重金屬元素，同時在過濾重金屬時不會對水環(huán)境形成危害。

（3）在重金屬污染治理過程中積極應(yīng)用動物修復(fù)方法，通過調(diào)查研究，利用甲殼類動物可有效處理污水中重金屬物質(zhì)，可去除水中將近80%的重金屬元素，因此動物修復(fù)方法可作為可靠的治理水環(huán)境手段。

4 展望和思考

采用生物修復(fù)技術(shù)將是城市水環(huán)境治理的大趨勢，也是城市水環(huán)境的治理制高點。生物修復(fù)技術(shù)作為最綠色、環(huán)保、自然的技術(shù)是城市水環(huán)境恢復(fù)自然水生態(tài)環(huán)境的必然之路。在遠離人類活動的森林，草原中的水環(huán)境是那么的自然美好，水體清澈見底，而轉(zhuǎn)至人類密集活動的城市各類污染導(dǎo)致水環(huán)境破壞，水體出現(xiàn)黑臭。尋根窮究，在不斷研究水生態(tài)環(huán)境及自然生長規(guī)律中，日后將更好總結(jié)利用自然生物的力量，通過利用生物修復(fù)技術(shù)重組水生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)城市水生態(tài)系統(tǒng)的自然生物凈化能力，達到水生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)平衡，城市水環(huán)境將持續(xù)轉(zhuǎn)好，河道水體恢復(fù)干凈、清澈。

5 結(jié)束語

通過落實好監(jiān)督工作，對一些產(chǎn)生污染水資源的廠家行為進行及時遏制，以高效的技術(shù)和手段運用到企業(yè)發(fā)展中去，對現(xiàn)代污染物處理以及城市水環(huán)境的維護更科學(xué)地應(yīng)用生物修復(fù)技術(shù)，利用自然生態(tài)的能力去修復(fù)城市水環(huán)境污染問題，最終實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，推動社會發(fā)展以及國民生活環(huán)境提高。