初期雨水對(duì)黑臭水體的形成影響及其處理

王水云 李緒忠 肖偉龍

長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司 湖南 長(zhǎng)沙 410019

隨著城鎮(zhèn)化率提高，雨污水產(chǎn)量顯著加大，大量未處理的雨污水排入水體，導(dǎo)致了黑臭水體的產(chǎn)生。目前，黑臭水體的治理取得了階段性的成果，但是各地對(duì)《城市黑臭水體整治工作指南》提出的技術(shù)路線難以綜合實(shí)施，針對(duì)不同水體分析治理的對(duì)策千篇一律，黑臭水體治理工作治標(biāo)不治本，“治理-污染-治理”現(xiàn)象仍然存在。其主要原因是不同區(qū)域城市黑臭水體治理工作存在較大的技術(shù)難題和管理難題，并且忽略了導(dǎo)致水體黑臭的源頭治理工作，特別是外源污染對(duì)黑臭水體形成的影響。

1 黑臭水體的現(xiàn)狀和成因

1.1 黑臭水體的現(xiàn)狀

城市江河湖泊水體的健康不僅影響居民休閑生活和城市的景觀生態(tài)，還在改善城市小氣候、貯水調(diào)洪和海綿城市的建設(shè)中也起到重要作用。幾十年來，公眾環(huán)境保護(hù)意識(shí)淡薄、水域大面積污染、水體黑臭現(xiàn)象層出不窮，嚴(yán)重破壞了城市美好形象。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部公布信息：截至2018年底，我國(guó)城市黑臭水體數(shù)量總認(rèn)定數(shù)2100個(gè)，治理完成83%；城市黑臭水體公里數(shù)8021公里，治理完成76%，其中，每公里黑臭水體的治理投資費(fèi)用高達(dá)504萬元。但調(diào)查發(fā)現(xiàn)，黑臭水體治理存在整治工作系統(tǒng)性差，上下游水體協(xié)調(diào)性差，整治工程內(nèi)源治理不到位， 缺乏生態(tài)修復(fù)工程措施，集中于截污工程的工作未到達(dá)預(yù)期效果等問題。

這與《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的目標(biāo)還存在一定的差距，且“先污染后治理”或者是“邊污染邊治理”的歷史路線應(yīng)該改正，預(yù)防黑臭水體的形成、維護(hù)城市水體的健康比治理更為重要。

1.2 黑臭水體的成因

目前，黑臭水體的形成機(jī)理獲得了廣泛研究，但是結(jié)果不太全面，對(duì)黑臭水體的評(píng)價(jià)指標(biāo)也尚未統(tǒng)一?？陀^上來說，水體黑臭的現(xiàn)象在水里，但是根源卻在岸上，因具體的區(qū)域環(huán)境條件而各有不同，大致分為以下三個(gè)方面的原因：

1.2.1 外源污染的進(jìn)入

外源污染包括點(diǎn)源污染和面源污染，是導(dǎo)致水體黑臭的首要成因，帶有長(zhǎng)期性破壞的基本特點(diǎn)。初期雨水直排、排污口直排污廢水、雨季管道溢流、農(nóng)業(yè)污染等使得水體富集了許多超過其環(huán)境容量、造成水體黑臭的有機(jī)污染物、重金屬等。在水體中的微生物分解有機(jī)物，消耗大量氧氣，水體耗氧量大于水體復(fù)氧，導(dǎo)致水體長(zhǎng)時(shí)間處于缺氧狀態(tài)，致使厭氧細(xì)菌大量繁殖，降解有機(jī)物質(zhì)，產(chǎn)生氨（NH3）、硫化氫（H2S）等臭氣，且研究發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)黑臭水體中生成的硫醚類化合物、喬司脒和2-二甲基異莰醇等也是致使水體發(fā)臭的物質(zhì)。

1.2.2 內(nèi)源污染的釋放

底泥包括有機(jī)底泥和無機(jī)底泥，黑臭底泥上浮是水體黑臭的重要成因。進(jìn)入水體的部分污染物沒有被微生物降解，而是通過沉積、遷移、轉(zhuǎn)化作用進(jìn)入水體底泥，在沖刷或者人為影響下，吸附在底泥顆粒上的有機(jī)物和無機(jī)鹽釋放至水體表面，使水體發(fā)黑。

1.2.3 水體環(huán)境因素

水體環(huán)境因素主要包括水體溫度、pH、微生物種類及其生態(tài)環(huán)境、氣候、季節(jié)、水動(dòng)力條件等。呂佳佳分析溫度、水深對(duì)黑臭水形成的影響發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水體溫度大于25℃，水深大于0.9米時(shí)，黑臭水體容易形成。而且，目前認(rèn)為與水體黑臭有關(guān)的好氧放線菌在25℃時(shí)繁殖速率達(dá)到頂峰，水體黑臭程度最大，因此，在黑臭水體的治理過程中，控制水環(huán)境因素也是必要的一步。

1.3 黑臭水體的處理

黑臭水體的處理方法大致分為物理法、化學(xué)法以及生物法。物理法和化學(xué)法在一些處理實(shí)例中效果良好，對(duì)于某些只采用生物法處理效果不達(dá)標(biāo)的污水水體有較好作用。但是，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，黑臭水體的治理工作是防止黑臭水體的形成。事實(shí)上，住建部頒布的《城市黑臭水體整治工作指南》提出了外源減排是黑臭水體治理的基礎(chǔ)，主要是解決城市污水管網(wǎng)設(shè)施落后、點(diǎn)源污染和面源污染控制處理不妥善，大量污染物進(jìn)入水體破壞其水系統(tǒng)環(huán)境給水體造成的危害。因此，完善城市截污系統(tǒng)，將雨污水截流納入城市污水處理廠或者其它處理設(shè)施，或者通過改善城市整體環(huán)境、收集城市初期雨水，以控制面源污染的方式從源頭上削減進(jìn)入水體的污染物。

2 初期雨水對(duì)形成黑臭水體的影響

初期雨水是指降雨初期的雨水溶解了空氣中酸性氣體、工廠廢氣、汽車尾氣等污染性氣體，降落后沖刷屋面、城市道路等，使晴天時(shí)沉積在屋面道路表面上的污染物和沖刷而出的自身材料混合到雨水中，形成有機(jī)物、重金屬、氮、磷濃度高于城市生活污水的雨水。許靜監(jiān)測(cè)了西安建筑科技大學(xué)環(huán)工樓春季降雨的屋面初期雨水，測(cè)得CODMn、NH3-N的最高值分別為30mg/L、10mg/L，濃度是地表水V類標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)倍。對(duì)深圳大工業(yè)區(qū)初期雨水水質(zhì)污染特征研究發(fā)現(xiàn)，在工業(yè)區(qū)居住區(qū)，初期雨水的COD、TN、NH3-N、TP濃度最高分別達(dá)1467mg/L、29.43 mg/L、19.64 mg/L、3.16mg/L，工業(yè)區(qū)其它區(qū)域的相應(yīng)污染物濃度也高于城市生活污水和周圍環(huán)境水體中的相應(yīng)值。杜玉來對(duì)合肥市經(jīng)開區(qū)初期雨水水質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，CODCr、TN、NH3-N和TP的降雨徑流事件平均濃度分別是地表水Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)的2.00～6.44倍，2.98～8.25倍，1.47～5.15倍，2.13～3.18倍。使用綜合化學(xué)指標(biāo)法表征黑臭水體時(shí)，程江等對(duì)平原河網(wǎng)地區(qū)水體黑臭預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)也是采用了CODMn、BOD5、NH3-N、TP和DO的關(guān)鍵指標(biāo)。實(shí)際上，不同的城市，城市不同功能分區(qū)、不同的下墊面之間的初期雨水污染物濃度會(huì)存在一定的差異，但是測(cè)得的污染物濃度仍然與《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》存在差距，未經(jīng)收集處理排放至城市水體，會(huì)影響水體黑臭現(xiàn)象的產(chǎn)生。

3 結(jié)語

總之，黑臭水體的治理工作如火如荼，針對(duì)降雨造成的面源污染對(duì)水體造成的危害和雨水的資源化利用也越來越受重視。因此，不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r建立長(zhǎng)期有效的監(jiān)測(cè)機(jī)制，分析初期雨水的污染物成分和水量，確定合理的初期棄流量，設(shè)置適宜的收集處理裝置，以減輕城市面源污染對(duì)城市水體的影響，減少黑臭水體的產(chǎn)生，加強(qiáng)雨水資源回收利用。