李创锋
广州市悦瑞环境工程有限公司 广东广州 510000
摘要：城市黑臭水体是目前我国经济发展中面临的一个重大难题，也是制约我国经济发展的一个主要因素。现阶段使用较为广泛的城市黑臭水体整治技术主要有清除污染淤泥、截污管网拦截污水、水域生态修复等技术，其中前两个治理技术在国内已基本形成一套完善的技术体系和施工规范流程，而生态修复技术是近年来新引用的河道治理技术，细分下来又分为：底泥生物修复技术、微生物生态修复剂技术以及水生植物修复技术等，每种技术均具有其独特的优点，但也存在着某些缺陷；所以，在实际黑臭水体整治过程中，应根据实际情况，从中挑选出最佳的整治技术组合成为完善的治理方案。城市黑臭水体的整治是一项非常复杂、非常繁琐的综合型整治工作，其任重而道远，值得我们不断探索和研究。鉴于此，本文主要分析黑臭水体治理主要问题与治理思路。
关键词：黑臭水体；治理；问题
1、黑臭水体治理的需求
环境问题历来与经济发展并行不悖，伴随着中国的发展、整体国力的增强，习主席提出的实现“中国梦”理念与方向也将环境问题提升到了生态文明的高度。而与城市发展及城市形象息息相关的黑臭水体治理问题也被提升到了一个前所未有的高度。以2015年提出的《水污染防治行动计划》（简称“水十条”）为代表，中央采取了一系列强有力的举措，表现出国家领导层面对于治理黑臭水体的决心。这是在新时期国家、民族生存发展的需要。
自然系统与人类系统之间有紧密的相互影响性，而水环境生态系统是自然生态系统的重要组成部分，人类社会发展与之关系密切。维持、保护自然系统的平衡及正常运作，是维护人类系统发展的重大课题，也是可持续发展的核心理念。恢复流域水体的自净能力一消纳水体污染负荷，才能保障河道水质指标；同时恢复水域生态系统，增加水域生物体系的多样性、完善水域生物链循环、才能保障流域生态功能的正常运作。彻底消除黑臭水体，提升流域生态功能是协调人与自然和谐共存的需要。
黑臭水体散发恶臭、降低河道景观、文化的功能品质，给城市形象和周边居民带来极大的困扰。彻底消除黑臭水体，恢复河道水清岸绿的景观，为市民提供亲水条件，能大大提升居民幸福感和满意度，这也是改善城市感官体验、树立城市良好形象的需要。
2、黑臭水体成因
随着城市化步伐的加快和工业化程度的提高，城市河流遭到日益严重的污染，水体出现季节性或终年黑臭，城市黑臭水体问题已经成为我国许多城市共同面临的难题。
《城市黑臭水体整治工作指南》对城市黑臭水体提出了明确定义，即指城市建成区内，呈现令人不悦的颜色和（或）散发令人不适气味的水体统称，属于地表水环境质量标准中的劣五类水。黑臭是水体遭受到超过其自净能力的有机污染的一种极端体现。具体表现为水体发黑发臭，水生植被退化严重，浮游生物稀少，水体食物链断裂，从而导致区域水体生态失衡，功能退化甚至丧失。
黑臭水体成因主要有以下几方面
1 有机物污染
城市河流不仅供水，同时也已成为城市工业废水、居民生活污水的主要排放场所。随着工业废水和生活污水的大量排放，河流中有机碳污染物（COD、BOD）、有机氮污染物（NH3-N）以及含磷化合物负荷不断加大。有机污染物在分解过程中耗氧大于复氧，造成水体缺氧，厌氧微生物大量繁殖并分解有机物产生大量有臭气体如甲烷（CH4）、硫化氢（H2S）、氨（NH3）等逸出水面进入大气使水体发臭。有机物主要是指糖类、蛋白质、油脂、氨基酸、酯类等。
这些物质以悬浮态或溶解态存在于污废水中。排入水体后能在微生物作用下分解成CO2和水等简单无机物，同时消耗大量的氧。除此之外，当水体中受到有机碳与有机氮以及有机磷污染物污染时，无论其中是否有充分的DO，在适合的水温下都将受到好氧放线菌或厌氧微生物的降解，排放出不同种类发臭物质，引起水体不同程度的黑臭。
在《黄浦江水体黑臭的由来》一文中，认为造成水体黑臭的根本原因是有机污染日益严重，黄浦江水体稀释自净能力的差距越来越大。
2 氨氮、总磷污染
生活污水中各种有机还原氮磷物质在水体中缓慢的好氧降解，导致水体DO降低。含氮有机物降解的耗氧远大于碳有机物降解的耗氧，氮磷物质与一般的碳水化合物一起参与耗氧过程，使水体中DO降低，导致水质恶化，发黑发臭。
《影响珠江广州河段局部水体黑臭的主要原因剖析》一文中，从污染物耗氧、污染物降解能力、水体氧平衡和水文条件等方面剖析这种水质污染的原因，进而提出解决广州河段水污染控制的有效途径。指出珠江广州河段DO低，局部水体发黑发臭的主要原因是水体中NH3-N太多，大量消耗水中的DO所致。据NH3-N耗氧实验结果，广州河段研究断面NH3-N平均耗氧系数为3.3。因此，目前的河水要增加1mgDO，就必须减少0.303mgNH3-N，可见降低NH3-N的浓度对提高河水的DO至关重要。
3 污染底质再悬浮和污染底泥污染释放
城市河流污染的特点就是不仅是其水质受到严重污染，而其底泥的污染也非常严重。水体中的大量污染物沉淀并累积在河流底泥中，某种意义上，底泥是排入河流中各种污染的主要归属之一。大量的污染严重的底泥在物理、化学和生物等一系列作用下，吸附在底泥颗粒上的污染物与孔隙水发生交换，从而向水中释放污染物，造成水体二次污染，导致河道水体常年黑臭；大量的底泥也为微生物提供了繁殖的温床，在这些微生物中，放线菌和蓝藻类对水体黑臭贡献最大。沉积在河床底部的污泥，由于水流的冲刷、人为扰动，大型工程的建设以及生物活动均能引起底泥再悬浮。悬浮于水流中的底泥颗粒本身对水体也起着致黑的作用，应太林等研究得出悬浮颗粒物中主要致黑成分为易被氧化的硫化亚铁和硫化亚锰，即本身有颜色的则参与致黑。1997年应太林等还对不同扰动下底泥再悬浮对苏州河黑臭的影响研究中，得出随着扰动速度的增加可以加剧河流水质的黑臭程度。
4 水动力学条件
水动力不足、水体循环不畅也是引起水体黑臭的成因之一。例如河道水量不足、河道堵塞、河道渠道化、硬底化等都有可能使得水体逐步丧失生态功能，流动性降低或完全消失，直接导致水体复氧能力衰退，局部水域或水层亏氧问题严重，形成适宜蓝绿藻快速繁殖的水动力条件，导致水体藻类浓度过高，水体出现霉臭味；同时也增加水华暴发的风险，引发水体水质恶化，导致河道水体黑臭。
5 其他因素
（1）水体热污染：城市河流的热污染是指河流两岸工厂向水体排放的高温废水，如电站的冷却水，它不仅能威胁到河流中水生生物的繁殖和生存，同时它使局部甚至整个河流的水温上升，而水温是促进水体发臭的一个重要因素。
（2）重金属污染：重金属污染也是城市河流污染类型的一种，对河流黑臭的贡献主要在于水体中铁、锰的浓度，而悬浮物质中的铁、锰是重要的致黑因子之一。
（3）航运：城市河流的主要功能之一就是航运。船舶污染是一种综合性的污染，但总体来说主要和运输货物的性质、船上的生活污水、垃圾、粪便以及废油的排放有关。而航运对河流产生黑臭还有一大贡献，就是它会导致河流沉积物发生再悬浮。
此外，生活、工业垃圾的随意堆放、城市暴雨径流、支流泄水或上游的污水等对河流的黑臭均具有不同程度的贡献。
3、治理黑臭水体的主要问题
1 污染源控制不利，市政截污工程不完善，地区污水排放不合理
污染源控制主要是指对外源污染入水源头的截断和控制，这边分主要通过市政截污工程来实现，并辅以对工业排污企业的污染排放监管控制、对城乡结合地区的农业、养殖业的污染监管控制及城镇面源污染的控制来实现，
但是，目前很多城市的老城区市政截污工程多采用合流制，雨季易发生溢流，新城区的分流制雨水管道的初期雨水或旱雨水也对黑臭现象的产生造成了一定影响。此外，许多城市水体特别是中小城市工业企业污水排放口对着水体直排污废水，城镇污水厂尾水超标排放，许多城乡接合部地区分散式畜禽养殖废水不经处理直接排放到就近水体。河岸两边垃圾成堆，水面被漂浮物、悬浮物覆盖这些情况在村镇十分常见。而地方监管部门由于管理水平、污染源分布零散隐蔽和资金投入有限等主观客观因素难以实现监管到位，间接成为黑臭水体产生的推手。
2 污染水体内部反应
水体在接受了深度污染源之后水质已对自身净化恢复造成负担，各种复杂污染物在水下环境的自反应和相互反应，造成了整个水生态系统崩溃。可以说，内源污染是导致水体黑臭现象的主要因素。大量有机物在厌氧菌作用下发生分解，其中间产物和最终产物中有一系列的硫化氢、氨、硫醇等发臭物质引起水体发臭。
3 注重建设实施、忽视效果运维
自《水污染防治行动计划》和《城市黑臭水体整治工作指南》发布以来，各地政府积极行动，响应中央政策，在城市黑臭水体整治工作中取得了积极的进展。各地区基层相继完成了黑臭水体的普查工作及整治方案的编制工作，有些地方也迅速启动了工程建设并取得一定的成效。但是黑臭水体的整治工作是一项综合性的治理工作，对各方面条件的要求十分严格，控源截污是实施其他技术的前提，恢复流域生态体系是治理效果长效的保障。但是部分地区由于缺乏系统性的规划及协调，出现了技术实施的错乱，导致控源截污不到，盲目上马治污及生态修复工程，或是干脆只进行控源截污，不进行治污和生态修复，《城市黑臭水体整治工作指南》中明确指出断源（控源）—截污—治污—生态修复是整治城市黑臭水体的总体思路和必要措施，黑臭水体形成后，水体生态体系已经被完全破坏，单纯依靠控源截污或是水利的清淤，不治理流域水体的污染，不恢复流域自净能力，是无法彻底消除流域黑臭问题的；而有些地方则重视治理过程，对于工程完成后的后续运维不够重视，导致水体治理效果反复，造成重复投资。
4、黑臭水体治理的思路
城市黑臭水体主要是由于点源污染、面源污染、内源污染和水生态系统不完善等原因严重影响主城区内各河流湖泊水质，恶化了主城区水生态环境。
根据住建部推出的《城市黑臭水体整治工作指南》的指导思想，治理黑臭水体应该遵循断源（控源）—截污—治污—生态修复的总体思路来进行。断源、截污是黑臭水体整治最直接有效的手段，也是后续治理技术实施的前提和基础；在这个基础上对黑臭水体进行治理，削减、消除流域中的污染负荷，提升流域整体水质指标，使其消除黑臭现象；再通过生态修复技术，逐步建立流域水生动植物生物链条，初步恢复流域生态体系，并通过维护管养，巩固其生态系统的形成及发展，最终达到使流域恢复自净能力，生态平衡重新形成，生态功能得以正常运行的长效整治目标。
黑臭水体治理主要要考虑以下几点：
1）确保河道第一功能不受影响。河道的首要功能是行洪排涝，任何治理工艺的实施都必须以不能影响该功能的正常运行为前提。
2）控制入水的污染负荷。对直排入河湖的污水进行截污，消减外源污染负荷；首先选择将污水纳入市政管网导入污水处理厂处理，如污水不能纳入管网可在纳入管网前采用分散式一体化污水处理系统进行处理后再排入河湖。
3）加强控源力度。完善排污相关的法律法规及实施规范，加强监管，尽可能做好污染源特别是面源污染的管控。
4）治理内源污染。通过对黑臭水体污染底泥和污染物质悬浮层的清除，延缓流、消除流域内源污染的释放，减少流域新增污染负荷。
5）削减水体污染负荷。流域黑臭水体形成后，水体含有大量污染物质，且由于水质长期超标导致厌氧菌滋生，河道底泥表层也受到污染。因此需要对流域受污染的河床进行生态清淤，清除污染底泥和污染物悬浮层；同时提升水体溶解氧浓度，利用技术手段消除、削减水体中的污染物质，已达到治理污水的目的。
6）提高水体修复能力。当入河污染量波动较大时，容易出现污染负荷高于系统净化能力的情况，因此需要改善水体微生物环境、激活生物体系，实现生态重建。
7）建立有效的流域长效运维机制。在完成初步治理后，流域黑臭水体基本消除，河道生态系统初步建立，这时候河道的自净能力还十分弱小，不能以为已经高枕无忧了。需要由主管部门牵头，联合多方单位及机构，建立一套有效的监管运维机制，以巩固治理成果，确保流域治理效果的长期有效。
在治理黑臭水体的过程中，需要系统分析水环境特点、水体特征及污染物来源并结合控制目标，预测水体整治效果，最终形成包含“治理-运行-管养”的完善的黑臭水体整治方案。
技术路线见图1。
图1 技术路线
总之，目前，城市的水环境质量受到严重威胁，导致城市接纳水污染状况日益严重，水体中化学需氧量（COD）、氮（N）、磷（P）等污染物严重超标，河流水体污染严重，出现季节性或终年黑臭。国务院发布的《水污染防治计划》已经把城市黑臭水体治理列入其中，故黑臭水体治理已成为当今研究热点。本文简述了黑臭水体的成因，根据被污染水体类型不同提出了相应的治理理念。为我国城市黑臭水体的治理提供参考。
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论文作者:李创锋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/9/30
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