上海市水利工程集团有限公司
摘要：以青浦向阳河黑臭河道治理为目标，应用截污纳管、机械疏浚与生态修复组合技术治理黑臭水体，通过截污、疏浚、建造生态护岸、种植水生植物等措施对该水体进行修复治理。结果表明，经过6个月的综合治理，上述工程措施能够有效去除水中的有机物、氨氮、总磷等污染物，恢复了水体中植物和动物组成的生态系统，增加水体溶解氧和透明度，提高了水体自净能力并明显改善了河道景观效果，在技术上是切实可行的，具有良好的社会和环境效益。
关键词：黑臭河道；疏浚；水生植物；生态护岸；水体修复
1 前言
向阳河位于上海市青浦区香花桥街道，南北走向，南起上达河，北至A16沪常高速，总长度5754m，该河道是香花桥街道南北向的一条主干河道，也是区域防洪除涝的主要力量。此外该河道还兼具农业灌溉的作用，河道两侧分布大面积农田，是当地农业灌溉的主要取水源。该河道水体基本不流动，水面藻类生长旺盛，富营养化状态明显，甚至出现水华现象，水体自净能力基本丧失，属于典型的重污染河道。究其原因，一是河道沿岸部分企业未纳管污水，周边农村的生活污水无组织排入河道；二是河道沿线农田所施用的化肥、农药等季节性面源污染较为严重；三是河道长期没有清淤，底泥淤积严重；四是河道内堆积的大量生活垃圾，持续释放高负荷污染物。综合考虑该河道面临的问题，采用截污、疏浚、生态护岸、种植水生植物等措施对该水体进行修复治理。
2 工程概况
工程范围内向阳河与17条河道交汇，共涉及13座口门控制建筑物，与8条东西向的主干道路相交，河道两岸共有企业32家。以北青公路为界，以北为张江高新技术产业开发区的范围，以南为青浦工业园区的范围（见图1）。
根据《青浦区水利规划（2013年~2020年）》，向阳河河道堤顶标高为4.20m。除北青公路以北的河道西岸堤顶高程在4.20m以上外，大部分堤顶高程均在3.80m左右，对不达标的岸段、结合现场实际情况，分别采用生态土堤、新建二级小挡墙等措施进行达标改造。对沿河排污企业进行截污纳管，最大程度的减少污染物的直接排入河道。对河道全线进行底泥疏浚，彻底清除河道内已经被严重污染的底泥。实施范围内河道两岸现有挡墙的墙前增种水生植物，改善水环境的同时，又可增加景观效果；对岸顶6m范围内进行生态护岸改造，提高岸坡的水土保持能力和截污降污能力。对河道沿岸堆积的建筑垃圾和生活垃圾进行清理，减少污染物的释放。
图3 堤顶岸坡绿化
3.4 水生植物调控
水生植物修复技术主要是利用植物发达根系以及水下茎叶的吸附和吸收作用，去除水中污染物，净化水质。如铅、镉、汞、砷等重金属和氮、磷、钾以及其他一些有机物质，通过复杂的物理、化学变化被植物体体贮存起来，然后通过收割植物等途径永久的脱离水体，实现水体中污染物浓度大幅度降低。同时，水生植物发达的根系为微生物生长提供附着、栖息的场所，有利于微生物降解水中机污染物。此外，水生植物还能有效稳定底泥，植物根系纵横交错形成密集的过滤层使水体中的胶体、重金属和悬浮颗粒等被底泥吸附沉降。通过水生植物系统构建，逐渐改变河流生态结构的单一性为多样性，从而提高水环境承载力，并美化水域环境 [4-5]。
生态浮床技术是应用无土栽培的原理，把具有净水、观赏及经济价值的高等水生植物或经改良驯化后的陆生草本、木本植物移栽到富营养化水体的水面种植，利用可漂浮在水面并能够承受较大重量的生态浮板作为载体，通过植物深入水中强大根系的吸收、吸附、截留作用，物种竞争相克的机理，以及微生物的生化降解等作用，削减水体中的氮、磷及有机物，并以收获植物体的形式将其搬离水体，从而达到净化水质的效果[6]。
本工程河道内部选用生态浮床种植挺水植物，并在距岸边1m左右范围内的浅水区种植沉水植物。芦苇、再力花、美人蕉、金鱼藻、苦草等水生植物能够从水中吸收无机盐类营养物，去除水中氮和磷，其庞大的根系还是大量微生物吸附的良好介质，有利于降解水中的有机污染物。水生植物还可以通过光合作用提高水体中的含氧量，使水体变得清澈、水质得到改善。本工程水生植物主要种植在靠近居民区或工厂企业的河道段，共计16498m2，一方面是因为该区域是河道污染物的主要产生段，污染物浓度相对较高；另一方面种植水生植物可以满足附近居民接近水面、欣赏水景，休闲娱乐的要求。
图4 河道水生植物
4 结果分析
在2017年4月～10月向阳河河道治理期间，对河道水质进行定期监测，共设置4个取样点，取样点均匀分布整条河道，利用采水器在水下80cm处进行取样。
根据施工计划，4月～6月进行河道截污及疏浚施工，DO由治理前1.22mg/L增加到6月的3.56mg/L;治理前COD平均浓度为56.64mg/L，6月份疏浚工程结束后河道COD降低到30.25mg/L;氨氮浓度由治理前的6.45mg/L降低到6月份的1.46mg/L；总磷也由1.32mg/L降低到0.30mg/L；透明度由20.5cm增加到48.2cm;通过截污及疏浚工程后，向阳河的水质由劣V类提升到IV类。6月～10月为生态护岸建造与水生植物的种植与生长期，DO含量由6月份的3.56mg/L增加到10月份的6.85mg/L；COD浓度由30.25mg/L降低到24.02mg/L；氨氮由1.46mg/L降低到0.94mg/L；总磷由0.30mg/L降低到0.18mg/L；透明度由48.2cm增加到76.8cm。
随着整个工程施工的完成，污染物排放量大幅度降低，岸坡植被及水生植物稳定生长，河道中的污染物浓度明显降低，通过近6个月的河道整治，COD、氨氮、总磷的去除率分别为57.6%、85.4%和86.4%，均达到了地表水III类水标准。经过治理后，向阳河水体透明度达到0.7ｍ左右，河道水质得到明显改善，不仅黑臭消除、水面清洁，河道中芦苇、再力花、美人蕉、黑藻、苦草等水植物长势良好，河道水生态恢复良好，同时也打破了水面的宁静，增添了水面的情趣，具有较高的景观价值。
参考文献
[1] 季树勋.生态修复技术在城市污染河道治理中的应用[J].科技资讯，2008（2）：181.
[2] 程庆霖，何岩，黄民生等.城市黑臭河道治理方法的研究进展[J］.上海化工，2011（2）：25-31.
[3] 杨立生，徐永新．水利工程护坡生态化设计技术分析［J］．价值工程，2010，29(30):44．
[4] 张捷鑫，吴纯德，陈维平，等．污染河道治理技术研究进展［J］.生态科学，2005，24(2):178-181．
[5] 李燕，王丽卿．大型水生植物的生态功能及其应用［J］.环境污染与防治，2007，(5):3-9．
[6] 白丽荣，郑博颖，等．生态浮床技术及应用的研究进展［J］.衡水学院院报，2014，16(4):52-54．
作者简介
訾祥，1989年2月生，籍贯江苏徐州，硕士研究生学历，现就职于上海市水利工程集团有限公司。
论文作者:訾祥
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/20
标签：河道论文; 水生植物论文; 水体论文; 污染物论文; 生态论文; 护岸论文; 根系论文; 《防护工程》2018年第20期论文;