摘要：城市黑臭水体不仅给群众带来了极差的感官体验，也是直接影响群众生产生活的突出水环境问题，国务院颁布的《水污染防治行动计划》提出“到2020年，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内；到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除”的控制性目标。城市黑臭水体治理是一个复杂的系统工程，应根据黑臭成因、污染程度和治理目标，因地制宜、综合施策。本文介绍了常用的黑臭水体治理技术，分析了不同技术措施的特点。在此基础上，以济南市城区河道大涧沟黑臭水体治理实践为例，介绍了济南市黑臭水体治理的工作思路、采用的技术措施以及经验教训，以期为我国城市黑臭水体治理提供借鉴。
关键词：黑臭水体；治理措施；问题建议
一、黑臭水体现状
城市发展建设与水资源密切相关，由于城市环境建设中没有实施生态保护措施，再加上城市水资源的污染、河道清理不及时、水体的自净能力差等原因，使得城市河道水体极易出现黑臭现象。根据第一轮全国黑臭水体摸底排查结果，截至2016年2月18日，在全国295座地级及以上城市中，218座城市排查出黑臭水体，已认定的黑臭水体总数1861个。[1]
为贯彻落实《水污染防治行动计划》，根据《城市黑臭水体整治工作指南》，济南市推出了《济南市城市黑臭水体整治工作实施方案》，方案确定了济南市建成区是指济南市主城区绕城高速以内以及长清区主城区。根据以往掌握的水体污染和投诉情况，按照济南市各区对所辖区域范围的城市水体的黑臭情况进行汇总，编制了济南市城市黑臭水体清单。名单包括37处黑臭水体，其中有27处黑臭水体的黑臭级别为“重度”，10处黑臭水体的黑臭级别为“轻度”。
二、黑臭水体成因
1.有机物污染
在形成城市黑臭水体的因素之中，有机物污染是直接原因。而与有机物直接相关的，则主要是水体缺氧或者厌氧状态等条件的形成。水体中有机物含量过高时，水体内的好氧微生物利用有机物进行代谢分解，其结果就是水中溶解氧DO的大幅下降而使得水体呈现出缺氧甚至厌氧状态。如水体污化系统中的多污带和α—中污带均表现出这样的特性。在这样的条件下，有机物的分解则会产生NH3、H2S等恶臭物质，水体变臭就成了必然结果。而此时水体中的Fe2+、Mn2+等金属离子会与H2S氧化后的产物S2-结合形成FeS和MnS等化合物，被悬浮颗粒吸附后会致使水体变黑[2]。
2.底质污染与底泥再悬浮
底泥再悬浮是导致水体黑臭的重要因素之一。水体有其自我净化能力，当有机物进入水体后，水中及水底的微生物会对其加以消解，同时经过沉淀作用，便形成底泥。底泥是内源污染物，在水力冲刷、人为扰动以及生物活动影响下，引起沉积底泥再悬浮，进而在一系列物理—化学—生物综合作用下，吸附在底泥颗粒上的污染物与孔隙水发生交换，从而向水体中释放污染物，大量悬浮颗粒漂浮在水中，导致水体发黑、发臭，即形成二次污染；另外大量底泥为微生物提供良好的生存空间，其中放线菌和蓝藻通过代谢作用使得底泥甲烷化、反硝化，导致底泥上浮及水体黑臭。
3.水体热污染
水体热污染作为黑臭水体成因的一个附加因素，有其正反馈机制。其来源主要有工业冷却水的排入、污水处理厂退水以及居民日常生活用水的排入，另外自然升温也是不可忽略的，如夏季温度明显高于冬季，其结果是水体局部甚至整个水体温度上升。水体水温升高的影响主要包含两部分:其一，温度升高，水体中微生物体内酶系的活性升高，微生物生命活动加强，分解有机物的速率提高，致使水体内的溶解氧进一步减少；其二，当氧分压、含盐量一定时，水体中的溶解氧含量随着温度的升高而降低[3]，温度高则由空气溶解至水体中氧量减少。
4.水动力学条件不足
水动力学条件不足、水循环不畅也是引起河道水体黑臭的原因之一，诸如河道水量不足、流速低缓以及河道渠道化、硬质化等都有可能导致河道黑臭[4]。由于河道水流不畅，即水流速度平缓，该条件适合大部分藻类生长对流速的要求，导致水体中藻类浓度过高，水体出现霉臭味；同时，当水体中藻类过度增值时，对氧气的竞争使得部分藻类枯萎死亡，而微生物对其残体的分解作用也会恶化水质。
三、黑臭水体整治技术
1.截污纳管
截污纳管是黑臭水体整治最直接有效的工程措施，也是采取其他技术措施的前提。通过沿河沿湖铺设污水截流管线，并合理设置提升（输运）泵房，将污水截流并纳入城市污水收集和处理系统。对老旧城区的雨污合流制管网，应沿河岸或湖岸布置溢流控制装置。无法沿河沿湖截流污染源的，可考虑就地处理等工程措施。严禁将城区截流的污水直接排入城市河流下游。实际应用中，应考虑溢流装置排出口和接纳水体水位的标高，并设置止回装置，防止暴雨时倒灌。
2.面源控制
可结合海绵城市的建设，采用各种低影响开发（LID）技术、初期雨水控制与净化技术、地表固体废弃物收集技术、土壤与绿化肥分流失控制技术，以及生态护岸与隔离（阻断）技术；畜禽养殖面源控制主要可采用粪尿分类、雨污分离、固体粪便堆肥处理利用、污水就地处理后农地回用等技术。
3.清淤疏浚
包括机械清淤和水力清淤等方式，工程中需考虑城市水体原有黑臭水的存储和净化措施。清淤前，需做好底泥污染调查，明确疏浚范围和疏浚深度；根据当地气候和降雨特征，合理选择底泥清淤季节；清淤工作不得影响水生生物生长；清淤后回水水质应满足“无黑臭”的指标要求。
4.岸线修复
采取植草沟、生态护岸、透水砖等形式，对原有硬化河岸（湖岸）进行改造，通过恢复岸线和水体的自然净化功能，强化水体的污染治理效果；需进行植物收割的，应选定合适的季节。
5.生态净化
主要采用人工湿地、生态浮岛、水生植物种植等技术方法，利用土壤¬—微生物¬—植物生态系统有效去除水体中的有机物、氮、磷等污染物；综合考虑水质净化、景观提升与植物的气候适应性，尽量采用净化效果好的本地物种，并关注其在水体中的空间布局与搭配；需进行植物收割的，应选定合适的季节。
6.人工增氧
主要采用跌水、喷泉、射流，以及其他各类曝气形式有效提升水体的溶解氧水平；通过合理设计，实现人工增氧的同时，辅助提升水体流动性能；射流和喷泉的水柱喷射高度不宜超过1米，否则容易形成气溶胶或水雾，对周边环境造成一定的影响。
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四、工程案例
1.河道概况
根据以往掌握的水体污染和投诉情况，大涧沟部分河段被列入黑臭水体整治范围。大涧沟位于市中区，起源于卧虎山水库，沿途穿过103省道、济微路、二环南路、京沪铁路、二环西路等重要交通要道，最后接入腊山分洪道，全长约16km。大涧沟黑臭水体整治范围起点自二环南路，终点至刘长山路，全长约2km。该段河道沿线附近有井家沟村、魏华庄、白马山油库、106医院等居民小区和工业企业，河道流经大型工业企业处未见明显排污口，河道淤积严重，污水量较大，水质差。
2.黑臭水体成因分析
（1）已建污水管网没有排水出路
针对大涧沟沿线污水直排入河的问题，市公用事业局组织实施大涧沟河道雨污分流工程。在二环南路、魏华北路、克朗山南路敷设污水管线，将污水收集后分别接入规划大涧沟污水处理站、二环西路污水系统。因规划大涧沟污水处理站以及二环西路污水系统尚未建成，致使污水没有出路，只能临时排入大涧沟。
（2）初期径流雨水污染
该段河道地处郊区，河道汇水范围内的雨水大多通过地面径流直接入河或通过雨水管渠直排入河道，初期雨水入河前没有采取污染控制措施，尤其是河道周边农田较多，初期雨水中氮磷等营养元素含量丰富，一旦在河道内积存，容易形成黑臭水体。
（3）河道淤积污染水体
河道存在一定的淤积，黑臭底泥污染物向水体释放，污染水质。
（4）环保理念匮乏
周边居民环保理念匮乏，环保意识淡薄，乱倒乱丢垃圾等不文明行为时有发生，造成河道垃圾堆积发酵，污染水体环境。
3.综合整治思路
（1）明确目标，整体规划。科学识别黑臭水体及其形成机理与变化特征，结合污染源、水系分布和补水来源等情况，合理制定城市黑臭水体的整治目标、总体方案和具体工作计划。
（2）因地制宜，标本兼治。针对城市水体黑臭成因、当地自然人文环境条件和城区经济发展水平，综合应用控源截污、内源治理、生态修复等措施，全面消除黑臭，改善人居住环境质量。
（3）生态改善，长效保持。多渠道科学开辟补水水源，改善水动力条件，修复水生态系统，提升水体自然净化能力，实现城市水环境持续改善。
（4）部门联动，政策保障。坚持政府主导，强化部分协作，明确职责分工，完善政策法规体系，鼓励多渠道融资，健全城市水体日常维护管理机制。
（5）强化监管，公众参与。强化全过程监管，建立水体水质监测、预警应对机制；开辟城市黑臭水体整治信息公开渠道，鼓励公众参与，接收社会监督。
4.综合整治方案
（1）控源截污
河道内污水来源主要是上游坦克训练营及二环南路污水管排入河道的污水以及河道沿线魏华北路、克朗山南路桥两侧村庄居民排放的生活污水。针对该部分污水，市公用事业局组织实施大涧沟河道雨污分流工程：在二环南路、魏华北路、克朗山南路敷设污水管线，将污水收集后分别接入规划大涧沟污水处理站、二环西路污水系统。因规划大涧沟污水处理站以及二环西路污水系统尚未建成，致使污水没有出路，只能临时排入大涧沟。针对该问题与大涧沟污水处理站及二环西路污水系统主管部门对接，完善河道周边污水管网的排水出路。
（2）内源治理
对大涧沟（二环南路～刘长山路）段河道全线进行清淤治理，清除河道底泥，消除内源污染。清淤深度综合考虑现状桥涵护底及下游河道现状高程衔接，结合现状河底高程及现状淤积情况确定本次清淤深度为0.5～1米，清淤长度约2km。
（3）其他措施
由于本段河道不进行拓宽改造，只对现状河道进行清淤，受两侧空间限制，只考虑沿河道浅滩线栽植好管理、净化能力强的水生植物如芦苇、紅廖、灯芯草等，控制初期雨水污染，改善入河雨水水质。
5.存在问题及建议
（1）河道整治范围仅限于部分河段，并未对河道全线进行综合治理，上游河道污染以及下游排水不畅等问题会影响黑臭水体治理效果，建议协调相关部门对河道上下游同步实施河道综合整治。
（2）拟建项目建设期间，不可避免地会给道路交通带来影响。施工期间的交通组织和安全问题应该引起足够重视。建议有关部门制定周密的计划和可行措施，合理疏导交通，将施工对交通的影响降到最低。
（3）建议政府相关职能部门加强管道清淤疏浚的维护与管理，应在资金与政策给予扶持和倾斜。
（4）加强政府对主城区内排水排污的监督管理力度，适当加强惩罚力度，培养城市居民企业的排水排污合理观念。
（5）建议联合协调水利部门，对河道进行补水，增加水体流动性和环境容量。
五、结语
城市河道黑臭水体的治理需全面了解河流污染的类型，摸清水体黑臭的原因，从城市水系统、区域水循环和生态建设的高度进行城市水体综合治理，避免“头痛医头，脚痛医脚”，在借鉴国外成功治理经验的基础上，把握好因地制宜和因时制宜的原则，针对不同的水体对症治理。实施“一河一策”治理思路，健全长效机制，引进“河长制”，加强管理。
参考文献
[1]田建波,范擎虹.浅析我国黑臭水体现状及整治技术.技术与市场[J],2016,23(8):65-66.
[2]孙静,李欣,朱军.浅谈城市黑臭水体的形成及治理.科学与财富[J],2016(Z1):559-560.
[3]肖靓,赵文涛,栾敬帅等.城市河流黑臭预测模型及污染控制技术研究进展[J],安徽农业科学,2014,42(26):9116-9120.
[4]王浩,严登华,肖伟华等.基于流域水循环的水污染总量控制:理论、方法与应用[M],北京:中国水利水电出版社,2012.
论文作者:曹翰林1,付敬2,李超1
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/20
标签：水体论文; 河道论文; 污水论文; 城市论文; 济南市论文; 有机物论文; 二环论文; 《基层建设》2018年第21期论文;