宋昌安 殷東

（華北電力大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 河北保定 071003）

河流生態(tài)系統(tǒng)是生物圈物質(zhì)循環(huán)的重要的通道，它具有調(diào)節(jié)氣候、改善生態(tài)環(huán)境、維護生物多樣性等眾多的功能[1]。然而，伴隨著工業(yè)化和城市化迅猛的發(fā)展，河流水體受到了污染，原有的生態(tài)平衡遭到破壞，導(dǎo)致全球河流生態(tài)系統(tǒng)以非常驚人的速率在退化[2]。維護健康的水域生態(tài)環(huán)境以促進人水之間的和諧，這關(guān)系著人類經(jīng)濟社會環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的宏偉大業(yè)[3]。

為了保護和修復(fù)生態(tài)水環(huán)境。政府進行清淤、曝氣、藥劑投放、打撈湖底水草、種植挺水作物等各種物理處理、化學(xué)處理及生物處理的方法[4]。以上這些方法對治理湖泊、河道是有一定的作用的，但是對污染嚴重的湖泊、河道進行底泥疏浚，易導(dǎo)致底層的沉積物發(fā)生懸浮及擴散，促進了沉積物中的氮、磷營養(yǎng)鹽及其所吸附的金屬離子的釋放，面臨著二次污染的風險。投加化學(xué)藥劑，雖然在一定程度上可以使水質(zhì)得到改善，但是長期使用會加速湖泊及河道的老化，引發(fā)新的生態(tài)問題。且相比較來說，物理及化學(xué)的處理方法成本高，而栽植水生植物又不能徹底治理富營養(yǎng)化的問題。因此，這些方法只能在短期內(nèi)效果明顯，但不適合長期使用[5]。相比較而言，微生物技術(shù)在水環(huán)境修復(fù)方面顯得更加有優(yōu)勢。利用微生物治理環(huán)境污染不僅成本低，而且不會產(chǎn)生二次污染[6]。

1 EM微生物技術(shù)

1.1 EM簡介

EM是日本EM研究機構(gòu)會長、國際EM技術(shù)研究所所長比嘉照夫教授發(fā)明的有效微生物群技術(shù)及產(chǎn)品，它由光合菌類、乳酸菌類、酵母菌類等三大菌群的多屬多種微生物組成。通過發(fā)酵工藝將上述好氧及厭氧微生物混合培養(yǎng)，各微生物在其生長過程中產(chǎn)生有用物質(zhì)及其分泌物,形成相互生長的基質(zhì)和原料，通過相互共生、增殖關(guān)系形成一個結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、功能廣泛的具有多種多樣微生物群落的生物菌群。EM凈化法最開始時只應(yīng)用于以無農(nóng)藥、無化肥為基礎(chǔ)的綠色食品種植業(yè)，之后從水田里的水變清的事實得到了啟發(fā)，并對水的凈化進行了試驗，之后才開始應(yīng)用于污水的處理中[7]。

1.2 EM微生物技術(shù)原理分析

河湖水系中淤泥由水中未分解的有機物及從淤泥中溶出或釋放出的有機物的動態(tài)平衡構(gòu)成，如果分解速度快，則淤泥會逐漸減少。在實際環(huán)境中，即使水質(zhì)很清，但底部沉積有淤泥，這種情況并不少見，這是由于分解淤泥的相關(guān)微生物的力量較弱而造成的。

EM微生物對于降解淤泥具有以下作用：（1）微生物基質(zhì)作用；（2） 原生動物基質(zhì)作用；（3） 有機物的發(fā)酵分解作用；（4） 有機物的分解作用；（5）酶的分解作用；（6）螯合導(dǎo)致的微量元素溶解作用；（7）硫化氫的抑制作用

這些作用相輔相成，可使EM施用環(huán)境中的微生物系統(tǒng)及生態(tài)系統(tǒng)更豐富多樣。有效微生物技術(shù)在污水處理中有著廣闊的應(yīng)用前景[8]。

2 EM微生物技術(shù)治理徐州老房亭河水質(zhì)污染

2.1 房亭河概況

房亭河全長2000m左右，水最深處3m，水深最淺處1m。醫(yī)學(xué)院段，在院所河橋橋下有截流的沙袋。目前河床中淤泥仍有50cm至100cm左右。截流處往前有段河段到初次觀察橋處長約700m左右，水深2m多，河面寬約25m，全段水體約在30000m3左右。

2.2 工程預(yù)期實現(xiàn)目標

對房亭河現(xiàn)在的劣V類水質(zhì)進行底泥原位消減，改善水質(zhì)，促進河流中原有土著微生物的生長。通過兩個月的投菌直接凈化，將房亭河醫(yī)學(xué)院段的水質(zhì)部分指標從劣V類提高到V類（IV）水質(zhì)標準，同步實現(xiàn)處理段有機污泥消減30%以上。維持生態(tài)維護、生態(tài)保育，逐步恢復(fù)水體中的原生動物和水生植物的生長，實現(xiàn)房亭河的生態(tài)重建。

2.3 實施方案

方案設(shè)計范圍為醫(yī)學(xué)院西側(cè)橋開始往西至開明市場東側(cè)橋之間。 此河段長約700m、寬約20m。本次示范工程擬采用直接向河流投入EO-H菌劑和ME促進劑，不曝氣的凈化方法。其原理是將經(jīng)過馴化、篩選、培養(yǎng)的EO-H菌劑和ME促進劑投入水體，促進河道中原有的有效微生物加速生長，利用水中有機污染物、氮和磷等營養(yǎng)物質(zhì)，在有機污染物轉(zhuǎn)化和降解的同時，菌群自身大量繁殖，形成對微生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)。

2.4 工程實施

此次工程從2013年9月至11月，歷時3個月。首先于2013年9月10日將微生物菌劑準備到位。之后于2013年9月16日到17日對處理區(qū)段開始了第一次的EO-H菌體和ME促進劑的接入。2013年9月30日到10月02日對處理區(qū)段的水體和底泥進行了第二次EO-H菌體接入施工。此時的效果如下：河里的綠藻生長得到了控制；水體及底泥的惡臭味得到顯著減輕。2013年10月16日到10月18日進行了第三次接種處理，此時的效果如下：水體具有30cm～50 cm透明度；綠藻基本得到了處理；水體及底泥的惡臭得到完全改善。10月20日，水質(zhì)相較處理前明顯改善。10月30日到31日，水體及底泥中第四次菌種接入。11月14日到15日，水體及底泥中第五次菌種接入。

3 工程效果與分析

3.1 數(shù)據(jù)監(jiān)測

數(shù)據(jù)監(jiān)測點位于處理河段的起點、中間點和終點，監(jiān)測項目為：COD、氨氮、總磷、總氮、懸浮物、BOD、濁度和 PH；監(jiān)測日期為9月16日和11月19日，結(jié)果如表1所示（結(jié)果為三個監(jiān)測點的平均值）。

表1 徐州房亭河醫(yī)學(xué)院段處理前后對照表

3.2 數(shù)據(jù)分析與治理效果小結(jié)

圖1 房亭河醫(yī)學(xué)院段處理前后對照圖

房亭河醫(yī)學(xué)院段處理結(jié)果如圖1所示，通過分析可知，房亭河醫(yī)學(xué)院段經(jīng)EM微生物技術(shù)治理后，COD降解平均達到75%以上，BOD平均下降80%，氨氮平均下降23%，總磷平均下降10%，總氮平均下降22%，懸浮物消減了67%，水體透明度得到提高，臭味消失。綜上所述，采用EM微生物技術(shù)對房亭河的治理是有效的。但是，河流水生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)是一個漫長的過程，此次治理時間較短，尚未能最大程度上發(fā)揮EM微生物技術(shù)的功效，房亭河仍需后續(xù)維護，最終達到恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的目的。

4 結(jié)語

EM微生物技術(shù)具有微生物基質(zhì)作用、原生動物基質(zhì)作用、有機物的發(fā)酵分解作用等功效，在水環(huán)境修復(fù)方面表現(xiàn)出色。

把EM微生物技術(shù)應(yīng)用于徐州老房亭河水質(zhì)污染治理，結(jié)果表明水體經(jīng)EM微生物技術(shù)修復(fù)后，有效改善了污染河流的水質(zhì)，有效降解了污水中的有機物質(zhì)，降低了氮、磷濃度，河水不再黑臭，水質(zhì)變清且消減了河床底泥，避免了機械清淤對施工現(xiàn)場及城市周邊環(huán)境的污染，具有一次性建設(shè)投資少、無二次污染、持續(xù)發(fā)揮功效的特點，并且該工程設(shè)備簡單、工藝操作簡便、能耗低。具有顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益以及社會效益。

[1]蔡慶華,唐濤,鄧紅兵.淡水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其評價指標體系的探討[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2003,01:135-138.

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[4]唐受印等編,廢水處理工程[M],北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1998.

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[6]田秀芳.微生物處理技術(shù)在環(huán)境工程中的運用與實踐 [J].資源節(jié)約與環(huán)保,2015,03:101.

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[8]金秋,陳立華,閆少鋒.有效微生物技術(shù)在城市環(huán)境治理領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].環(huán)境科技,2015,01:70-74.