文 献 综 述

城市景观水是指天然形成或人工建造的、给人以美感的城市和旅游景点的水体，如大小湖泊、人工湖、城市河道等。城市景观水的特点是流域面积和汇水面积较小，年流量起伏较大，河道尺度较小，一般在城市边界线以内。城市景观水不仅具有排洪、改善区域小气候、补充涵养地下水等功能，作为城市生态系统的重要组成部分，城市景观水还兼具美化环境、旅游、休闲、观赏等基本生态功能。

生态功能是河流的一个重要功能，但人类为了自身工业化和城市化发展及人口的快速增长，仅将河流看作是服务于人类的资源，对河流进行了各种方式的改造和开发利用，使河流过度发挥社会功能和经济功能[1]。此外，景观水由于接近居民点并对土地开采利用较为敏感，其生态系统极易破坏而又难于恢复[2,3]；再加上一些城市基础设施的缺乏或陈旧，河流沿岸一些工业废水和生活污水的直接排放，使城市景观水污染物承载力过大，导致河流遭受严重污染，自净能力丧失殆尽，城市景观水变成排污沟，环境急剧恶化，严重影响了城市的生态环境和城市居民的身体健康。城市化和农业化的快速发展使地表水中普遍存在氮的富集现象，其富营养化作用引发了一系列的环境、社会和经济问题。这些问题又关系到人类健康、物种丰富度及多样性、娱乐价值等。随着社会和经济发展，人们的生活水平不断提高，环境意识不断加强，对居住环境的质量要求也在不断提升，致使城市景观水污染问题凸显，其治理刻不容缓。

污染河流的水体治理技术是河流水体恢复与保护的难题，目前国际上采用的治理技术主要有化学方法、物理方法和生物治理技术 3 类。化学方法就是根据水体中污染物种类和浓度的不同，向水体中加入一定量的化学药剂，通过絮凝、沉淀、络合等化学反应，去除水体中的污染物。依化学药剂不同，通常有营养盐固定法、化学除藻法、重金属固定法等[4,5]。物理方法包括截污分流、引水冲淤、疏挖底泥、机械除藻、曝气复氧和引水稀释等[6,7]。物理方法和化学方法尽管短期效果好，且迅速有效，但往往治标不治本，并且治理费用昂贵，又容易对环境产生二次污染，因此难以长期持续应用。

人类在经历了负面效应较多的物理方法和化学方法治理污染水体之后，利用生物代谢活动去除水体中有毒、有害物质，使污染的环境能部分或完全恢复到健康状态的河流治理技术已成为世界各国污染河流治理的趋势。在城市污染河流中运用生物治理技术，较之传统的物理方法和化学方法有着显著优点[8-10]，比如节省投资，可最大限度地降低污染物浓度，环境影响小，不会形成二次污染或导致污染物转移，无污泥排放的问题，可与其他处理技术结合使用增强处理效果和处理复合污染，利于城市水体景观改善，操作方便，管理简单等。

生物治理技术，就是依靠细菌、真菌甚至高等植物以及细胞游离酶的自然代谢过程，降解并且去除环境污染物的生物技术[11]。根据处置位置的不同，又可分为原位、异位和联合生物治理技术。原位生物治理技术是指受污染的水体不作输送而在污染的原场地采用一定的生物技术进行的治理方式。异位生物治理技术是被污染水体输送到它处进行治理的技术。生物治理技术兴起于20世纪70年代，发展于90年代，以日本、美国领先，被广泛应用于海面溢油、河流和湖泊的富营养化、土壤有机污染、地下水系污染等环境修复工程中。作为环境科学研究中一个富有挑战性的前沿领域[12]，生物治理技术在国内外普遍引起关注。美国已将生物治理技术作为污染环境治理和生态恢复的首选方法之一。我国的云南滇池、上海苏州河、无锡太湖、武汉东湖等地也已经开始推广生物修复技术的应用。

高效微生物在对受污染水体的原位修复中应用广泛，例如光合细菌、硝化细菌、反硝化细菌、复合细菌等，可以有效去除氮、磷等营养盐，消耗大量有机污染物，恢复增加水体溶解氧，从而净化上覆水水质。其中，反硝化细菌是一类兼性厌氧微生物，多为异养，可利用一系列还原酶将硝酸盐氮或亚硝酸盐氮转变成N2O或N2。其具有繁殖快、环境适应性好、反硝化能力强等优势，在反硝化过程中以硝态氮和亚硝态氮为氮源[13]，消耗水体和底泥中的有机质（包括碳水化合物、醇类、有机酸类等），用以作为电子供体及碳源[14]，进而实现降低水体黑臭风险的目的。

Kessel[15]用反硝化细菌对两条排污沟底泥进行固氮处理，硝酸盐氮的去除率分别为97.2%和94.5%。Pan Wang[16]等从受污染底泥中分离筛选出三种反硝化细菌用于降解底泥中的硝态氮，去除率达95% 以上，固定化处理后硝态氮基本没有积累。王小慧[17]利用微生物菌剂修复污染底泥时，发现好氧反确化细菌的反硝化作用能够消耗大量碳源，有利于降解底泥中的有机物，结合酵母菌的处理效果更好。

芽孢杆菌属是芽孢杆菌科的#8212;#8212;属革兰氏染色阳性菌，多数运动，鞭毛典型侧生，产生芽孢，严格好氧或兼性厌氧。有机化能营养；利用多种底物进行严格呼吸代谢、发酵代谢或呼吸与发酵兼有的代谢。呼吸代谢中分子氧为最终电子受体，一些种中也可用硝酸盐代替氧；大多数种产接触酶。

本次研究采用反硝化芽孢杆菌，通过控制净化水质过程的几个变量，研究芽孢杆菌对城市景观水的水质净化作用。