城市水环境治理生物修复技术

城市水环境治理生物修复技术

黄洁平

肇庆市广宁生态环境监测站 526300

摘要：城市水环境实际上是由湖泊、河流、地下水和农田等城市水体建立的一个完整的水生态环境系统，它在整个城市生态环境中发挥着重要作用和关键作用，需要注意的是，城市水环境不仅具有防洪、排水、提供水源等与人类生存密切相关的各种功能，还具有调节当地城市气候、景观游憩、缓解热岛效应等功能，从而有助于城市环境的可持续发展。鉴于此，本文分析生物修复技术在城市水环境治理中的应用，以供参考。

关键词：城市水环境治理；生物修复技术；应用；

引言

近年来，人们采用人工曝气、底泥疏浚、氧化剂等方法对水体进行了治理，以达到控制和缓解水体污染的目的，但这些方法的有效性较低，难以实现水污染治疗的标本兼治。因此，在整个城市水环境治理中，生物修复技术具有高效、实用等优点，在处理城市水体的过程中得到了广泛的应用。

1.生物修复技术概述

许多人可能不了解这项技术，就像许多人没有意识到水污染问题有多严重一样，事实上，早在20世纪90年代，生物修复技术就已经得到了快速发展，随着水污染问题日益严重，这项技术正在不断研究中，所谓生物修复技术，主要是利用水体中自然生长的微生物或其他水体中培养的微生物，在人为控制的环境因素下，将有害污染物转化为安全无毒物质的科学技术。在大多数自然环境中，这是微生物在其自身水域中进行自然净化的过程，在有问题的水域，由于缺乏营养或有毒物质的释放，微生物的生长受到抑制甚至威胁，利用生物修复技术添加电子受体或微生物营养物质快速分解有机污染物，也可以提高微生物的生物活性和分解有害物质的能力。

生物修复是一个人类控制的过程，通常涉及使用植物或微生物修复土壤、流域，这是目前广泛使用的技术。首先，对于环境问题，生物修复技术在处理污染物后不会对环境造成二次污染，可以说是非常环保的；其次，与其他科学技术相比，生物修复相对便宜，当然，生物修复的方法多种多样，包括对污染物进行原位修复以及将污染物移出污染水域，进行修复和处理。

2.生物修复技术的作用机理

2.1微生物修复

生物修复技术通过向自然菌群中添加具有特定功能的菌群，从而提高菌群的种群数量，在污水处理领域，强化微生物与特殊污染物的相互作用，提高微生物的降解效率。在现实生活中，微生物与污水中的物质之间的相互作用可以分为两种，一种是直接相互作用，另一种是协同代谢。直接作用是通过人工驯化、筛选和基因工程改造等方法得到的以生活废水中的特定污染物为其主要碳源的微生物，向被污染的水体中加入此种菌种，可达到去除目的污染物的目的，在这个过程中，污染物直接参与微生物的生长。在协同代谢过程中，污染物不会作为碳源直接参与微生物的生长，然而，在废水中，经过生物修复技术的微生物可以改变这些污染物的结构，从而降解它们，达到净化废水的目的。

2.2动物修复

在城市水环境治理中，根据水体的具体特征，利用鱼类、水蚤、蜗牛和贻贝等多种生物进行生态修复，如通过水田进行放生，可有效地控制水体中的蓝藻繁殖，从而减轻水体中的氮、磷污染，在实践中，以白鲢、银鲫等以浮游生物为主的鱼类，是较为稳妥的选择。

3.生物修复技术在城市水环境治理中的应用

3.1生物强化技术

作为一项新的技术，生物强化技术已广泛应用于城市水体中，将高效菌种导入到污水中，可以有效地提升污水处理效果，随着时间的推移，生物膜技术被越来越多地用于废水处理，近年来，国内外学者对该技术进行较多的探索，并将具有较好应用前景的菌种加入到活性污泥中，在持续注入的情况下，在15 h内，有效菌株的注入比例为0.3%，并且，如果将SV30的SV30控制在30%，则对挥发性酚类物质的脱除率可达到99%，达到相应的排放标准，同时，与无高效菌种时的污水处理体系比较，该技术在投运后对 COD的去除效果明显提高。现阶段，专家们在生物强化技术研究方面取得了一系列成果，通过对废水的取样和筛选，得到了丙烯腈和总氰化物两种成分，相应的菌落已被用于降解这两种物质，有效率分别为98%和84%。

该方法实质上是一种将外来菌种导入的方法，在处理高浓度的有机废水、难降解的有毒有害物质、强化油脂的液化与降解方面，但在对各种污染物进行处置时，也要注意其处置方式的区别。在微生物饲喂方式中，一般都会依据各种污染物的特性，选用效率较高的微生物来处理，将其投入到水体中，能有效地改善水体的水质，使水体得到净化，从水中的微生物群落结构来看，主要有光合细菌，硝化菌，放线菌等。

缺点是外来的菌群经常会对本地的环境产生一些影响，同时，作为“外来物种”的外源微生物也可能对当地生态环境产生影响，并产生相关的环境安全问题。

3.2湖泊、河道的人工增氧技术

河湖富营养化具有低氧、高氧的特点，有些河流出现了黑臭现象，其根源在于水中氧气不足，为此，利用特制的富氧装置，提高水中溶氧水平，可加速河流湖泊沉积物及水中微生物降解有机污染物，并为水中多种水生生物提供足够的氧源，提高其生物多样性。在水体曝气和复氧方面，有两种方式，一种是移动充氧平台，一种是可以充纯氧曝气或充空气的固定式充氧站，在湖泊中，以深度曝气为主，现阶段，在城市水环境的处理中，大多使用更实用、更高效的纯氧曝气池，人工富氧是城市水环境生物修复的首选措施，已广泛应用于水体富营养化控制、黑臭河流治理等领域，取得了理想的效果。

3.3土地处理技术

将植物、动物、生物等多种处理技术有机地融合在一起，通过植物根系在土壤中的吸附、过滤和转化作用，过滤和转化水环境中的一些微生物物质、有毒有害物质和化学有机物质，从而达到对污水进行调节和净化的目的。通过对土壤组成的优化，可以增加土壤的渗透性，并可以通过调节渗透速率，强化土壤中的植物对有害物质的有机合成，从而更快地去除被污染的水体中的部分有机氯、有机氮肥和有机磷物质。

3.4生物膜处理技术

生物膜技术是一种以人类为研究对象，对其自身净化过程进行分析、归纳、仿真的方法，采用生物强化技术，使菌群与废水发生有效的相互作用，从而达到改善废水处理效果的目的，如采用生物滤池试验，则可获得较好的处理效果和较少的占地面积，充分满足了对城市水体的治理要求。另外，在使用生物膜法时，也可以针对不同种类的污染物，进行不同的吸附性能的筛选，该方法具有较高的靶向、扩散能力，通常，将生物膜技术应用于水处理时，方法应包括以下几点：首先，在水体中，污染物质随水体向生物膜的方向迁移；其次，生物膜中的微生物传播；第三，在排泄的同时，微生物与被排泄的物质经过发酵而产生的化学作用；第四，污染物质可能会转化为新的代谢产物，之后被排除到生物膜之外。在此过程中，微生物作为一种媒介，以其自身分泌产物的方式，与水体的污染共同构成了一个特殊的生态环境。除此之外，在微生物水污染处理技术的应用中，常常会出现丝状细菌、线虫等，这也有效地增强了微生物膜的净化能力。

3.5水生植被恢复技术

水草类一般指的是大型的挺水植物，沉水植物，以及浮叶植物，采用水生植物修复技术，既可维持城市水环境的正常生态功能，又可降低海风、海浪等扰动，还可加速悬浮颗粒物沉降，使沉积物氧化，沉水植被是净化好氧水生态系统的关键环节，其可从水中直接摄取营养盐，从而避开上层水动力对底层水环境的干扰，总体而言，采用水生植物修复技术，能够降低沉积物中氮、磷营养物质的排放，保持洁净、整洁的水环境，此外，在水上植被恢复技术的应用中，浮叶植物和漂浮植物的综合应用可以达到良好的净水目的，因此，在当前水生植物修复技术的应用中，城市水环境修复完全可以满足当前城市水污染的治理需求，提高水污染的控制指标，为当前城市水环境的可持续发展提供参考。

3.6人工湿地技术

首先，利用人工湿地技术，在厂区周边构建一片人工水体，用于石化、造纸、金属冶炼、纺织、印染等行业的高反应性化工污水的集中、无害化处置；其次，此工艺便于集成操作，适合大规模水体的净化。因此，利用该技术，可有效地降低水体中的颗粒物浓度，管理人员可在湿地表层栽种如芦苇等水草，藉由其吸收与沉积作用，除去某些化工污水，人工湿地的生态退化作用显著，该工艺对含氮磷组分的化学废水具有较好的处理效果。

结束语

生物修复技术不仅可以增强城市水环境治理的有效性，还可以为城市水环境的治理提供良好的技术支持。城市水环境治理的发展应基于城市现代化的特点和城市水环境管理的应用，提升水环境治理的实效，提高城市水环境整治的实际效果。

参考文献

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