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我國(guó)城市黑臭水體成因與防治技術(shù)

點(diǎn)擊次數(shù)：182 發(fā)布時(shí)間：2017/7/7
黑臭水體是感官性污染常見(jiàn)現(xiàn)象
20世紀(jì)中期，英國(guó)的泰晤士河是世界上*早發(fā)生黑臭問(wèn)題的河流。上世紀(jì)70年代，德國(guó)的萊茵河由于流經(jīng)重工業(yè)區(qū)，工業(yè)污水排入萊茵河，其污染也達(dá)到了頂峰。同時(shí)期美國(guó)的芝加哥河、特拉華河等，也因?yàn)樵獾絿?yán)重污染導(dǎo)致水體常年黑臭。在我國(guó)城市化和工業(yè)化進(jìn)程加快的過(guò)程中，由于水污染控制與治理措施滯后，或者能力有限與水平低下，一些城市水體尤其是中小城市水體，直接成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活廢水的主要排放通道和場(chǎng)所，導(dǎo)致城市水體大面積受污染，引起水體富營(yíng)養(yǎng)化，形成黑臭水體。
所謂“黑臭”，主要屬于環(huán)境景觀、物理指標(biāo)范疇。是指在視覺(jué)上河流水體呈現(xiàn)因污染而產(chǎn)生的明顯異常顏色（通常是黑色或泛黑色），同時(shí)產(chǎn)生在嗅覺(jué)上引起人們感覺(jué)不適甚至厭惡的氣味，是水體感官性污染*常見(jiàn)的一種現(xiàn)象。
我國(guó)河流黑臭現(xiàn)象*早出現(xiàn)在上海蘇州河，隨后南京的秦淮河、蘇州的外城河、武漢的黃孝河和寧波的內(nèi)河等，均出現(xiàn)不同程度的黑臭現(xiàn)象。近幾十年來(lái)，黑臭水體的范圍和程度不斷加劇，在全國(guó)大部分城市河段中，流經(jīng)繁華區(qū)域的水體絕大部分受到不同程度的污染。尤其是各大流域的二級(jí)與三級(jí)支流的黑臭問(wèn)題
具體來(lái)說(shuō)，水體發(fā)生黑臭的主因有如下幾方面：
一是外源有機(jī)物和氨氮消耗水中氧氣。城市水體一旦超量受納外源性有機(jī)物以及一些動(dòng)植物的腐殖質(zhì)，如居民生活污水、畜禽糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工污染物等，水中的溶解氧就會(huì)被快速消耗。當(dāng)溶解氧下降到一個(gè)過(guò)低水平時(shí)，大量有機(jī)物在厭氧菌的作用下進(jìn)一步分解，產(chǎn)生硫化氫、胺、氨和其他帶異味易揮發(fā)的小分子化合物，從而散發(fā)出臭味。同時(shí)，厭氧條件下，沉積物中產(chǎn)生的甲烷、氮?dú)狻⒘蚧瘹涞入y溶于水的氣體，在上升過(guò)程中攜帶污泥進(jìn)入水相，使水體發(fā)黑。
二是內(nèi)源底泥中釋放污染。當(dāng)水體被污染后，部分污染物日積月累，通過(guò)沉降作用或隨顆粒物吸附作用進(jìn)入到水體底泥中。在酸性、還原條件下，污染物和氨氮從底泥中釋放，厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的甲烷及氮?dú)鈱?dǎo)致底泥上浮也是水體黑臭的重要原因。有研究指出，在一些污染水體中，底泥中污染物的釋放量與外源污染的總量相當(dāng)。此外，由于城市河道中有大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致河道中藻類(lèi)過(guò)量繁殖。這些藻類(lèi)在生長(zhǎng)初期給水體補(bǔ)充氧氣，在死亡后分解礦化形成耗氧有機(jī)物和氨氮，導(dǎo)致季節(jié)性水體黑臭現(xiàn)象并產(chǎn)生極其強(qiáng)烈的腥臭味道。
三是不流動(dòng)和水溫升高的影響。喪失生態(tài)功能的水體，往往流動(dòng)性降低或完全消失，直接導(dǎo)致水體復(fù)氧能力衰退，局部水域或水層虧氧問(wèn)題嚴(yán)重，形成適宜藍(lán)綠藻快速繁殖的水動(dòng)力條件，增加水華暴發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，引發(fā)水體水質(zhì)惡化。此外，水溫的升高將加快水體中的微生物和藻類(lèi)殘?bào)w分解有機(jī)物及氨氮速度，加速溶解氧消耗，加劇水體黑臭。
黑臭水體治理的技術(shù)路線(xiàn)
城市河道的黑臭治理遵循“外源減排、內(nèi)源清淤、水質(zhì)凈化、清水補(bǔ)給、生態(tài)恢復(fù)”的技術(shù)路線(xiàn)。其中外源減排和內(nèi)源清淤是基礎(chǔ)與前提，水質(zhì)凈化是階段性手段，水動(dòng)力改善技術(shù)和生態(tài)恢復(fù)是長(zhǎng)效保障措施。
一是外源阻斷技術(shù)。外源阻斷包括城市截污納管和面源控制兩種情況。針對(duì)缺乏完善污水收集系統(tǒng)的水體，通過(guò)建設(shè)和改造水體沿岸的污水管道，將污水截流納入污水收集和處理系統(tǒng)，從源頭上削減污染物的直接排放。針對(duì)目前尚無(wú)條件進(jìn)行截污納管的污水，可在原位采用高效一級(jí)強(qiáng)化污水處理技術(shù)或工藝，快速高效去除水中的污染物，避免污水直排對(duì)水體的污染。
城市面源污染主要來(lái)源于雨水徑流中含有的污染物，其控制技術(shù)主要包括各種城市低影響開(kāi)發(fā)（如海綿城市）技術(shù)、初期雨水控制技術(shù)和生態(tài)護(hù)岸技術(shù)等。城市水體周邊的垃圾等是面源污染物的重要來(lái)源，因此水體周邊垃圾的清理是面源污染控制的重要措施。
二是內(nèi)源控制技術(shù)。清淤疏浚技術(shù)通常有兩種：一種是抽干湖/河水后清淤;另一種是用挖泥船直接從水中清除淤泥。后者的應(yīng)用范圍較廣，江河湖庫(kù)都可用之。清淤疏浚能相對(duì)快速地改善水質(zhì)，但清淤過(guò)程因擾動(dòng)易導(dǎo)致污染物大量進(jìn)入水體，影響到水體生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，因而具有一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性，不能作為一種污染水體的長(zhǎng)效治理措施。
三是水質(zhì)凈化技術(shù)。城市黑臭水體的水質(zhì)凈化技術(shù)主要包括：人工曝氣充氧（通入空氣、純氧或臭氧等），可以提高水體溶解氧濃度和氧化還原電位，緩解水體黑臭狀況。德國(guó)薩爾河、英國(guó)泰晤士河、澳大利亞天鵝河、中國(guó)的蘇州河等治理中都采用了曝氣增氧的方法。絮凝沉淀技術(shù)是指向城市污染河流的水體中投加鐵鹽、鈣鹽、鋁鹽等藥劑，使之與水體中溶解態(tài)磷酸鹽形成不溶性固體沉淀至河床底泥中。但需要注意的是，化學(xué)絮凝法的費(fèi)用較高，并且產(chǎn)生較多沉積物，某些化學(xué)藥劑具有一定毒性，在環(huán)境條件改變時(shí)會(huì)形成二次污染。人工濕地技術(shù)是利用土壤—微生物—植物生態(tài)系統(tǒng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽進(jìn)行去除的技術(shù)，多采用表面流濕地或潛流濕地，濕地植物可選擇沉水植物或挺水植物。生態(tài)浮島是一種經(jīng)過(guò)人工設(shè)計(jì)建造、漂浮于水面上供動(dòng)植物和微生物生長(zhǎng)、繁衍、棲息的生物生態(tài)設(shè)施，通過(guò)構(gòu)建水域生態(tài)系統(tǒng)對(duì)水體中的污染物攝食、消化、降解等，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化。穩(wěn)定塘是一種人工強(qiáng)化措施與自然凈化功能相結(jié)合的水質(zhì)凈化技術(shù)，如多水塘技術(shù)和水生植物塘技術(shù)等�？衫盟w沿岸多個(gè)天然水塘或人工水塘對(duì)污染水體進(jìn)行凈化。
四是水動(dòng)力改善技術(shù)。調(diào)水不僅可借助大量清潔水源稀釋黑臭水體中污染物的濃度，而且可加強(qiáng)污染物的擴(kuò)散、凈化和輸出，對(duì)于納污負(fù)荷高、水動(dòng)力不足、
環(huán)境容量低的城市黑臭水體治理效果明顯。但調(diào)用清潔水來(lái)改善河水水質(zhì)是對(duì)水資源的浪費(fèi)，應(yīng)盡量采用非常規(guī)水源，如再生水和雨洪利用。同時(shí)在調(diào)水的過(guò)程中要防止引入新的污染源。
五是生態(tài)恢復(fù)技術(shù)。水體黑臭現(xiàn)象往往是由于水中氮磷濃度較高引起藻類(lèi)暴發(fā)等次生問(wèn)題，造成水質(zhì)惡化、藻毒素問(wèn)題和其他水生生物的大量死亡，繼而導(dǎo)致黑臭復(fù)發(fā)。城市河道富營(yíng)養(yǎng)化控制的關(guān)鍵是磷的控制，目前污水處理廠出水標(biāo)準(zhǔn)中磷的指標(biāo)限值遠(yuǎn)高于地表水標(biāo)準(zhǔn)限值。因此，在有條件的地方實(shí)行區(qū)域限磷或提高污水總磷排放標(biāo)準(zhǔn)是十分有效的措施。進(jìn)入水體的磷大多以磷酸鹽形式沉淀在底泥中，因此保持水—泥界面弱堿性、有氧狀態(tài)是河道富營(yíng)養(yǎng)化控制的主要舉措。藻類(lèi)生長(zhǎng)人工控制技術(shù)包括各種物理、化學(xué)和生物技術(shù)。物理控制技術(shù)包括藻類(lèi)直接收集和紫外線(xiàn)殺藻等，化學(xué)控制技術(shù)包括投加無(wú)機(jī)或有機(jī)抑（殺）藻劑，生物控制技術(shù)包括種植抑藻水生植物或投放食藻魚(yú)類(lèi)等。這些措施一般在應(yīng)急時(shí)采用。水生態(tài)修復(fù)包括水生植物和水生動(dòng)物（如魚(yú)類(lèi)、底棲動(dòng)物等）食物鏈的修復(fù)與水文生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建。利用生態(tài)學(xué)原理構(gòu)建的食物鏈，可以持續(xù)去除城市水體中污染物和營(yíng)養(yǎng)物，改善水體生境。
 

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