城市黑臭水體成因及治理策略探析

摘要：黑臭水體不僅嚴(yán)重污染了城市的水環(huán)境系統(tǒng)，而且影響城市美觀以及人民生活質(zhì)量。本文對(duì)城市黑臭水體形成因素進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并提出相應(yīng)的治理修復(fù)措施，為未來城市黑臭水體的治理提供了思路。

關(guān)鍵詞：黑臭水體，有機(jī)污染物，底泥，治理措施

1.引言

城市黑臭水體作為城市水污染之一，不僅破壞了原有河流水體的水質(zhì)，影響了城市居民的生活環(huán)境，而且影響了城市的美觀。2015年，國(guó)務(wù)院已明確指出要系統(tǒng)治理黑臭水體，并將黑臭水體的治理納入國(guó)家治理水污染體系范圍[1]。因此，如何從根源上治理城市的黑臭水體是解決問題的關(guān)鍵。而黑臭水體由于其污染成分復(fù)雜，需要根據(jù)其水質(zhì)甚至地域特性，制定相關(guān)的治理措施。

2.黑臭水體形成的主要因素

2.1 外源有機(jī)污染物的影響

水體中有機(jī)污染物的含量能夠直接影響黑臭水體的形成。隨著城市的不斷發(fā)展，人民的生活水平不斷提高。大量的生活污水被排入水體，導(dǎo)致外源有機(jī)物不斷進(jìn)入水體，進(jìn)而污染水體。此外，由于部分城市的污水治理能力較低，處理設(shè)施較差，進(jìn)一步加劇了有機(jī)污染物對(duì)都水體的“侵蝕”。而這些有機(jī)污染物（如：糖類、油脂、蛋白質(zhì)等）在被微生物降解的過程中，將會(huì)消耗大量的溶解氧，造成水體處于缺氧狀態(tài)[2]。而當(dāng)水體中的溶解氧濃度下降到一定程度時(shí)，水體中的厭氧微生物細(xì)菌便迅速增殖，并在厭氧條件下將水體中的有機(jī)污染物分解成硫化氫、氨氣等臭味氣體，造成水體惡化和黑臭。

2.2 底泥的影響

河流水體的底部純?cè)诖罅康奈勰?，這些底泥中含有相當(dāng)數(shù)量級(jí)的微生物細(xì)菌。在正常水體環(huán)境中，這些底泥中的微生物細(xì)菌能夠有效去除污染物質(zhì)，凈化水體;但隨著水體污染加劇，大量污染物侵入水體并隨著沉降或吸附的方式在底泥中不斷富集累積，破壞底泥的微生物群落結(jié)構(gòu)，進(jìn)而“殺死”有益的微生物細(xì)菌，隨著微生物細(xì)菌的不斷死亡并累積于底泥。隨著底泥中的微生物不斷死亡、分解成有害的物質(zhì)和氣體，不僅進(jìn)一步加劇了底泥以及水體的污染，而且產(chǎn)生的氣體會(huì)擾動(dòng)水體的底泥，在氣體的作用下，水體的底泥以推移和懸浮形式與水體不斷接觸，并與水體產(chǎn)生相應(yīng)的物理、化學(xué)、生物交換作用，同時(shí)釋放所產(chǎn)生的有機(jī)污染物和無機(jī)鹽，進(jìn)一步污染水體[3]。

2.3 水體流動(dòng)的影響

流動(dòng)性較差的水體以及已經(jīng)被污染、其生態(tài)功能開始衰退的水體均極易引發(fā)或加速水體生態(tài)系統(tǒng)的崩潰，進(jìn)而形成黑臭水體。這是因?yàn)樗w流動(dòng)性與水體的復(fù)氧能力相關(guān)，正常流動(dòng)或生態(tài)功能較好的水體具有較高的復(fù)氧能力，能夠通過水體一定流動(dòng)“帶入”氧氣，恢復(fù)水中溶解氧的含量;而當(dāng)水體流動(dòng)性降低甚至完全崩潰時(shí)，將直接削弱水體的復(fù)氧能力，使得水體無法及時(shí)補(bǔ)充溶解氧，造成水體的生態(tài)系統(tǒng)逐漸崩潰;而且水體復(fù)氧能力的削弱甚至能夠造成局部水域嚴(yán)重缺少溶解氧，在這種缺氧或厭氧的條件下，藻類植物不斷生長(zhǎng)繁殖，不僅能夠形成水華現(xiàn)象，并且會(huì)干擾甚至抑制其它微生物細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖，從而惡化水體水質(zhì)。

3.治理措施

3.1物理法

物理法即通過物理治理措施控制惡化水體的因素，進(jìn)而凈化水體。清淤是針對(duì)底泥對(duì)黑臭水體的影響，通過清除污染的河流水體底部淤積的污泥，減少底泥對(duì)水體水質(zhì)的影響;并通過清除淤泥，淘洗不必要的微生物細(xì)菌及死亡、腐爛藻類植物，減少底泥與水體之間的交換作用，從而凈化水體[4]。但在實(shí)際工程中清淤仍存在許多問題，第一，清淤雖然能夠?qū)⑹芪廴镜暮恿魉w底部的淤泥清除，但無法徹底根除，只能清理部分淤泥，因此容易引發(fā)水體黑臭復(fù)發(fā)現(xiàn)象;第二，雖然清淤能夠?qū)⒉槐匾奈⑸锛?xì)菌及死亡、腐爛藻類植物進(jìn)行清洗，但這種清洗不具有針對(duì)性，在清除這些雜菌和藻類植物的同時(shí)也將能夠凈化水體的微生物細(xì)菌進(jìn)行淘洗，破壞了后續(xù)的生態(tài)系統(tǒng);第三，河流水體清淤所需成本較高，需要耗費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力，而且清除后的淤泥需要進(jìn)一步處理，也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的處理費(fèi)用。曝氣法即向受污染的水體中施加氧氣或空氣，通過提高水體中溶解氧的含量，從而改變水體微生物群落結(jié)果，改善水體水質(zhì)，增強(qiáng)水體的自凈能力。雖然曝氣法能夠?qū)ξ廴舅w進(jìn)行改善而且不會(huì)為水體帶來二次污染，但目前曝氣法對(duì)于污染較為嚴(yán)重或較長(zhǎng)時(shí)間的黑臭水體的改善和修復(fù)效果較差，而且曝氣設(shè)備的噪聲較大、電能消耗較高。

3.2化學(xué)法

化學(xué)法即向污染的水體中投加化學(xué)試劑，通過與污染水體中的污染物質(zhì)進(jìn)行絮凝沉淀或氧化還原反應(yīng)，使得水體中的污染物質(zhì)被轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的無毒物質(zhì)，進(jìn)而凈化水體。目前常用的化學(xué)試劑分為三大類：絮凝劑（鐵鹽、鋁鹽等），氧化劑（雙氧水等），沉淀劑（生石灰、氧化鈣等）。陳靜等[5]發(fā)現(xiàn)通過投加鋁鹽和鐵鹽絮凝劑能夠在較短的時(shí)間內(nèi)快速凈化水體、改善水質(zhì);但這種絮凝劑的作用時(shí)間較短，僅為2天左右，投加費(fèi)能夠達(dá)到0.2元/m3;而且當(dāng)絮凝劑無法有效對(duì)水體中的污染物質(zhì)進(jìn)行絮凝沉淀，極易產(chǎn)生二次污染?；瘜W(xué)法雖然能夠在短時(shí)間內(nèi)快速對(duì)污染水體進(jìn)行有效修復(fù)及改善，但化學(xué)法無法直接解決黑臭水體問題，不適宜長(zhǎng)時(shí)間治理污染水體，甚至能夠?qū)ξ⑸锛?xì)菌產(chǎn)生負(fù)面作用。因此，通常將化學(xué)法作為輔助手段，通過與其它修復(fù)、治理技術(shù)結(jié)合用于黑臭水體的治理。

3.3 生物法

相比于物理法與化學(xué)法，生物法的來源更加廣泛。尤其近年來，生物法作為環(huán)境友好的治理方法受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛研究，這是因?yàn)樯锓ú粌H能夠有效治理污染水體，而且不會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生二次污染。植物首先通過根系的吸附作用將水體中的污染物質(zhì)進(jìn)行截留，隨后植物與水體生態(tài)環(huán)境所形成的天然生態(tài)系統(tǒng)會(huì)利用微生物細(xì)菌將這些污染物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)水體凈化。但種植植物技術(shù)仍存在缺點(diǎn)，植物與水體所形成的生態(tài)系統(tǒng)需要一定的時(shí)間。因此，如何進(jìn)一步選取更為有效的植物以及如何克服溫度對(duì)植物修復(fù)效果的影響是未來研究的重點(diǎn)之一。

4.結(jié)語

城市的黑臭水體不僅影響了整個(gè)水體的美觀，而且影響了河流水體的水質(zhì)。因此，如何有效治理城市黑臭水體是亟需解決的重要問題，由于治理黑臭水體較為復(fù)雜，在確定治理修復(fù)方案時(shí)，需要針對(duì)不同區(qū)域的不同水體，根據(jù)水質(zhì)特性、水質(zhì)成分，提出最為適宜的治理方案，才能更為有效的治理黑臭水體。

參考文獻(xiàn)

[1]韓瀟倩.城市黑臭水體綜合整治案例分析[J].廣東化工，2020，47（08）：108-109.

[2]胡智東. 探析城市黑臭水體治理技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)[J]. 農(nóng)家參謀， 2019， 621（11）：188.

[3]原效凱，李巍，周文龍，黃裕鋒.城市河道黑臭水體治理工作探討[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2019（09）：51-53.

[4]王蕾蕾.淺析城市黑臭水體治理技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)[J].石化技術(shù)，2019，26（05）：306-311.

[5]陳靜，郭慧光，王鴻良，等.滇池草海藍(lán)藻清除應(yīng)急藥劑篩選現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究[J].云南環(huán)境科學(xué)，1999，18（ 2） ： 30-33.

作者簡(jiǎn)介

劉志彥（1985年11月）男，漢族，籍貫遼寧北票，碩士研究生學(xué)歷，工程師，研究方向—— 黑臭水體治理。