1概述

城市河道污染的特點(diǎn)一般是水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重，氮磷含量超標(biāo)；水體滯流，多處于厭氧狀態(tài)，復(fù)氧能力差；淤積嚴(yán)重，透明度低，甚至出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象；河道生態(tài)系統(tǒng)退化嚴(yán)重，自凈能力差等。城市河道往往需要進(jìn)行綜合整治，如調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高污水處理率和廢水回用率、控源截污、清淤、水系溝通、護(hù)岸整修、完善調(diào)水設(shè)施、沿河綠化、水質(zhì)修復(fù)等等，以達(dá)到標(biāo)本兼治的目的。城市河道的治理受到地形、周圍建筑物等空間限制以及防洪泄洪、行船、休閑等功能需要的限制，因此有必要從河道特點(diǎn)和污染特征出發(fā)，構(gòu)建水污染控制和水環(huán)境改善的綜合技術(shù)體系，從而達(dá)到流域水環(huán)境質(zhì)量改善的最終目的。具體到河道水體修復(fù)方法來講，主要包括物理法、化學(xué)法與生態(tài)修復(fù)法，其中生態(tài)修復(fù)技術(shù)由于具有安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、系統(tǒng)等諸多優(yōu)點(diǎn)而成為河流污染治理的主要技術(shù)手段。本文將重點(diǎn)討論此類技術(shù)在河道治理中的應(yīng)用。

2微生物修復(fù)技術(shù)

微生物是生態(tài)系統(tǒng)中的分解者。生物修復(fù)（Biore-mediation）是利用特定的生物（主要是微生物，包括土著或外源微生物）在一定的條件下將環(huán)境中的污染物徹底降解，或轉(zhuǎn)化為無毒無害的物質(zhì)，從而達(dá)到對污染環(huán)境進(jìn)行治理的目的。受污染的環(huán)境中有機(jī)物少部分是通過物理、化學(xué)作用被稀釋、擴(kuò)散、揮發(fā)及氧化、還原、中和而遷移轉(zhuǎn)化外，主要是通過微生物的代謝活動(dòng)將其降解轉(zhuǎn)化。因此，對于有機(jī)污染嚴(yán)重的城市河道來說，微生物修復(fù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

在生物修復(fù)中首先考慮適宜微生物的來源及其應(yīng)用技術(shù)，創(chuàng)造適于微生物作用的條件，以強(qiáng)化微生物對污染物的修復(fù)作用。在我國城市水環(huán)境治理中，目前常用的微生物修復(fù)技術(shù)有兩類。一類是直接向污染河道水體投加經(jīng)過培養(yǎng)篩選的一種或多種微生物菌種。應(yīng)用的微生物制劑主要包括美國的Clear-Flo系列菌劑、LLMO生物活性液、日本的有效微生物菌群、中國的光合細(xì)菌、硝化細(xì)菌等，并取得了一定的治理效果[1]。上海市水務(wù)部門應(yīng)用水底曝氧和投放微生物相結(jié)合的辦法治理西雙涇河道，實(shí)現(xiàn)全面消除黑臭[2]。上海玉壘環(huán)境生物技術(shù)有限公司使用“東江放線菌”對蘇州河底泥進(jìn)行了修復(fù)，對皂河黑臭水體也有較好的處理效果[3]。龐金釗等[4]投加光合細(xì)菌、硝化細(xì)菌、復(fù)合菌的混合液對水體濁度的去除率達(dá)到88%，且CODMn、氨氮、葉綠素a等均明顯降低。唐玉斌等[5]采用2種生物激活劑對上海景觀湖水進(jìn)行修復(fù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們對水體COD、BOD、TP、濁度等均有顯著的去除效果，并可顯著提升水體DO。方一豐等[6]用由酵母膏、氨基酸和維生素等組成的生物激活劑對實(shí)際景觀水體進(jìn)行修復(fù)，結(jié)果表明投加生物激活劑的水樣CODCr去除率比空白增加了27.3%，DO提升21.2%，濁度的去除率增加了23.6%，氨氮的去除率增加了11.5%。用生物復(fù)合酶污水凈化劑對黑臭水體進(jìn)行修復(fù)實(shí)驗(yàn)，其對水體致黑臭污染物等有較高的去除率，并能提高水體的復(fù)氧功能，消除水體黑臭[7]。美國綠凈公司FL0-1200菌種在河水曝氣的條件下治理紐約中央公園的湖泊取得了成功，并在印度也取得了成功[8]。將光合細(xì)菌包埋固定后處理府南河水樣，CODCr去除率可達(dá)90%以上[9]。

另一類是向污染河道水體投加微生物促生劑（營養(yǎng)物質(zhì)），促進(jìn)“土著”微生物的生長和對污染物的代謝作用，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。普羅生物技術(shù)（上海）有限公司、華東師范大學(xué)環(huán)境科學(xué)與技術(shù)系與上海市徐匯區(qū)環(huán)保局應(yīng)用美國ProbidicSolution公司的Bioenergizer水體凈化促生劑在徐匯區(qū)上澳塘的一段河道內(nèi)進(jìn)行了試驗(yàn)[10]，結(jié)果表明，投放促生劑對于消除水體黑臭、增加水體DO作用明顯且迅速，BOD5、CODCr迅速下降，黑臭消除。多數(shù)情況下，微生物修復(fù)技術(shù)往往與曝氣技術(shù)、植物修復(fù)技術(shù)、生物膜技術(shù)等復(fù)合運(yùn)用。對于重污染河道來說，微生物往往不能正常生長或發(fā)揮作用，一般需要先經(jīng)過物理化學(xué)修復(fù)到一定是階段后再使用微生物修復(fù)。目前的產(chǎn)品種類豐富，除了常見的微生物菌劑外，也開發(fā)了固定化酶、固定化微生物、激活劑等產(chǎn)品，也有的把底質(zhì)改良劑、氧化劑、鈍化劑、抑藻劑等與微生物菌劑復(fù)合在一起，使之同時(shí)具有降解、氧化、鈍化、除磷、抑藻等多種功能。

3水生植物凈化技術(shù)

3.1常用的水生植物

水生植物主要包括水生維管束植物和高等藻類組成。其中水生維管束植物包括：①挺水植物（根莖生于底泥中，植物上部挺出水面，如蘆葦、香蒲等）；②浮葉植物（根莖生于底泥，葉漂浮于水面，如睡蓮、荇菜等）；③漂浮植物（植物體完全漂浮于水面，具有特化的適應(yīng)漂浮生活的組織結(jié)構(gòu)，如鳳眼蓮、浮萍等）；④沉水植物（植物體完全沉于水氣界面以下，根扎于底泥或漂浮于水中，如狐尾藻、金魚藻等）。吳建強(qiáng)等[11]統(tǒng)計(jì)了污染水體凈化和修復(fù)研究中的常用水生植物及其研究頻度，其中水芋、荸薺、輪藻、水浮蓮等研究頻度較高。近些年有些陸生植物也被用于水污染治理，如水稻[12]、香根草[13]、蕹菜[14]。應(yīng)注意選取經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的陸生植物，如蔬菜類或花卉類植物等等，而且生長快，養(yǎng)分需求量大的物種。

3.2水生植物凈化機(jī)理

水生植物的凈化作用主要包括植物吸收、微生物代謝以及植物根部的微環(huán)境中的吸附、過濾、沉淀等作用。①植物的吸收利用和富集作用。水生植物可以直接吸收水體中的營養(yǎng)物質(zhì)，尤其是無機(jī)態(tài)的N、P等，合成機(jī)體的有機(jī)組分。同時(shí)，植物也可以吸收富集某些重金屬元素。大型水生植物的生物量大，生長速度較快，對N、P吸收能力強(qiáng)，通過收割植物可以達(dá)到有效去除這些物質(zhì)的目的。某些水生植物同時(shí)也是經(jīng)濟(jì)植物、景觀植物，在治理水體污染的同時(shí)也能帶來經(jīng)濟(jì)效益或具有景觀功能。②微生物降解。細(xì)菌的硝化和反硝化以及微生物在好氧、兼氧及厭氧狀態(tài)下的各種代謝活動(dòng)，可以有效去除水體中的氮。有機(jī)氮被微生物分解與轉(zhuǎn)化，植物對N有一定的吸收，但是硝化和反硝化作用是去除N的主要機(jī)理[15]。③過濾沉淀作用。水生植物發(fā)達(dá)的根系與水體接觸面積大，形成天然的過濾層，可以過濾、截留水體中的污染物，在其表面進(jìn)行離子交換、吸附、沉淀等，使周圍水體變清。