我國黑臭水體治理進(jìn)展及思路

鄭州大學(xué)護(hù)理與健康學(xué)院 侯秉含

隨著“水十條”即《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的發(fā)布，黑臭水體問題已逐漸成為環(huán)境整治中的關(guān)鍵所在。由生態(tài)環(huán)境部與住建部發(fā)布的信息全國已治理黑臭水體數(shù)量占總認(rèn)定數(shù)量的98.2%，部分城市治理工作已經(jīng)完成，滿足了各地級(jí)市及以上城市在2020年將黑臭水體控制在10%以內(nèi)的要求[1]。與此同時(shí)，伴隨著《關(guān)于推進(jìn)農(nóng)村黑臭水體治理工作的指導(dǎo)意見》的發(fā)布，我國各省份逐步開始了農(nóng)村區(qū)域內(nèi)的黑臭水體治理工作。現(xiàn)有城市黑臭水體整治措施與經(jīng)驗(yàn)會(huì)對(duì)農(nóng)村黑臭水體的治理有著巨大幫助，故通過城市及農(nóng)村黑臭水體整體治理進(jìn)行總結(jié)研究來對(duì)下一步農(nóng)村黑臭水體的總體規(guī)劃提供相應(yīng)思路與治理依據(jù)，推動(dòng)農(nóng)村人居環(huán)境的進(jìn)一步改善。

一、黑臭水體基本情況

（一）黑臭水體的概念

黑臭水體出現(xiàn)的主要原因是進(jìn)入水體的污染物超出了水體可承受的極限。從形成機(jī)理分析，水體發(fā)出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象主要是水體中大量污染物進(jìn)入使水體種溶解氧的消耗速率遠(yuǎn)大于水體復(fù)氧效率，從而使水體處于缺氧或厭氧條件下，原本穩(wěn)定的循環(huán)機(jī)制被打破，鐵、硫等元素在該條件下發(fā)生反應(yīng)生成FeS、H2S物質(zhì)，使水體出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象。黑臭水體根據(jù)城市和農(nóng)村的定義可總結(jié)概括為顏色與氣味存在異常且令人難以忍受的水體；城市與農(nóng)村黑臭水體的污染程度劃分均由透明度、氨氮及氧化還原電位這些指標(biāo)所決定，而所屬類型的劃分則由區(qū)域所決定。黑臭水體其特征主要在于污染種類多、污染物負(fù)荷高、水力條件差等方面。在農(nóng)村黑臭水體中，其污染物類型主要包括了有機(jī)物、氮、磷、重金屬、表面活性劑、農(nóng)藥等污染物，水體中COD、氨氮（NH3-N）、TN、TP等大多高于地表V類水的標(biāo) 準(zhǔn)（GB 3838-2002）[3-4]。 此外，農(nóng)村地區(qū)水體多為處于靜止或環(huán)流狀態(tài)的坑塘、溝渠、小型河流，由于其面積小且水動(dòng)力條件較差、水循環(huán)動(dòng)力不足，導(dǎo)致其物理性污染明顯，透明度與DO值均處于較低水平且伴隨刺鼻性氣味。

（二）城市黑臭水體情況

從生態(tài)環(huán)境部數(shù)據(jù)可知，在2019年底以前全國范圍內(nèi)已被確認(rèn)的黑臭水體總數(shù)達(dá)2899個(gè)，其中在36個(gè)重點(diǎn)城市中共有1063個(gè)水體被認(rèn)定為黑臭水日，其余城市黑臭水體數(shù)量為1836個(gè)；從流域的角度看，110個(gè)位于長江經(jīng)濟(jì)帶周圍的城市的黑臭水體總數(shù)為1372個(gè)，49個(gè)位于黃河流域的地級(jí)市內(nèi)共有253個(gè)黑臭水體。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部發(fā)布信息，截至2020年底全國已認(rèn)定黑臭水體總數(shù)較2019年增加了15個(gè)，共2914個(gè)。根據(jù)資料顯示，在已認(rèn)定黑臭水體中河流的總長達(dá)到了5596Km，占總量的85.7%左右；其余黑臭水體多為湖泊與池塘，占比分別為4.5%與9.8%。從水體黑臭程度來看，已排查認(rèn)定水體中33.5%屬于重度黑臭級(jí)別，66.5%屬于輕度黑臭級(jí)別。

（三）城市黑臭水體治理進(jìn)展

根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布信息顯示，2018年全國已認(rèn)定的黑臭水體中整治工作完成率為66%；生態(tài)環(huán)境部水生態(tài)環(huán)境司發(fā)布信息2019年全國295個(gè)城市中黑臭水體數(shù)量為2899個(gè)，其中86.7%的水體均已得到妥善治理。36個(gè)重點(diǎn)城市的黑臭水體治理工作已經(jīng)完成了96.2%，且剩余的40個(gè)左右黑臭水體均已開展治理；除重點(diǎn)城市外的其他地級(jí)市共有1836個(gè)，其中1491個(gè)水體已完成治理約占總數(shù)的81.2%。其中位于長江經(jīng)濟(jì)帶及黃河流域的地級(jí)市的黑臭水體治理工作完成率分別為87%與85%，其中位于長江經(jīng)濟(jì)帶附近的重點(diǎn)城市黑臭水體治理完成率達(dá)到了95.6%。根據(jù)上述信息結(jié)合生態(tài)環(huán)境部在2021年發(fā)布的公告，即全國黑臭水體治理完成率以達(dá)到98.2%，可以發(fā)現(xiàn)我國城市黑臭水體治理工作滿足了“水十條”所提出的治理要求，且已接近完成。

“十四五”規(guī)劃與二十大報(bào)告中均提到要完全消除城市黑臭水體，結(jié)合我國各省市目前治理現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，城市黑臭水體治理的重點(diǎn)將逐步轉(zhuǎn)移到縣級(jí)城市。我國地區(qū)廣闊，縣域數(shù)量重點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)與發(fā)展情況存在較大差異，這就需要相關(guān)本門通力合作共同制定科學(xué)的治理規(guī)劃。在后續(xù)治理中需要繼續(xù)利用多種措施方法相融合，通過物理、化學(xué)、生物相結(jié)合的方法，針對(duì)黑臭水體的特點(diǎn)進(jìn)行來對(duì)其進(jìn)行整體治理。在城市黑臭水體整體治理中，通過外源及內(nèi)源污染治理技術(shù)、水體治理與生態(tài)修復(fù)技術(shù)、水系修復(fù)、生態(tài)護(hù)岸等技術(shù)措施相結(jié)合，通過物理、化學(xué)、生物相結(jié)合的方法，針對(duì)黑臭水體的特點(diǎn)進(jìn)行來對(duì)其進(jìn)行整體治理。

（四）農(nóng)村黑臭水體治理進(jìn)展

農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染治理的總體要求、主要任務(wù)、行動(dòng)目標(biāo)以及保障措施，在2018年2月由中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染治理攻堅(jiān)戰(zhàn)行動(dòng)計(jì)劃》明確說明。其中主要提出，通過農(nóng)村污染治理，助力鄉(xiāng)村綠色發(fā)展，改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，形成科學(xué)的工作體制機(jī)制運(yùn)用于農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染的治理，加強(qiáng)鄉(xiāng)村地區(qū)環(huán)境監(jiān)督力度，調(diào)動(dòng)農(nóng)村居民自覺參加農(nóng)業(yè)農(nóng)村的環(huán)境保護(hù)工作。使農(nóng)村飲用水水源的得到有效保護(hù)，保證農(nóng)村地區(qū)飲水安全；改善農(nóng)村人居環(huán)境，將生活垃圾與污水得到妥善處理；逐步尖山農(nóng)藥、化肥及農(nóng)業(yè)用水的使用量；提高在農(nóng)業(yè)面源污染污水及綜合利用的治理效果，加強(qiáng)監(jiān)督中的力度，鼓勵(lì)農(nóng)村居民參加鄉(xiāng)村環(huán)境質(zhì)量的主動(dòng)性[5]。

在《關(guān)于推進(jìn)農(nóng)村黑臭水體治理工作的指導(dǎo)意見》中提出了“以房前屋后河塘溝渠為重點(diǎn)實(shí)施清淤疏浚，采取綜合措施恢復(fù)水生態(tài)，逐步消除農(nóng)村黑臭水體”的具體要求[6]。逐步解決農(nóng)村黑臭水體問題，推動(dòng)農(nóng)村各類水污染的治理，使農(nóng)村人居環(huán)境得到有效改善。其中提出了在，到2020年重點(diǎn)任務(wù)為后續(xù)農(nóng)村黑臭水體治理打基礎(chǔ)，完成黑臭水體數(shù)量的排查，形成一套切實(shí)可行的規(guī)章制度并開展部分試點(diǎn)示范工作。在2025年時(shí)形成一批科學(xué)、完善的治理模式且需兼具可復(fù)制、推廣的特點(diǎn)。在2035年時(shí)基本完成農(nóng)村黑臭水體的治理。

二、黑臭水體治理技術(shù)

黑臭水體的治理應(yīng)遵循“控源截污、內(nèi)源治理;活水循環(huán)、清水補(bǔ)給; 水質(zhì)凈化、生態(tài)修復(fù)”的基本技術(shù)路線具體實(shí)施。已認(rèn)定的2869個(gè)黑臭水體分布于我國的不同位置，每個(gè)水體的水質(zhì)、水利條件、污染物特征都不盡相同。根據(jù)這些相應(yīng)因素的差異，在不同水體治理時(shí)應(yīng)根據(jù)其實(shí)際條件選擇合適修復(fù)技術(shù)。

（一）水體污染源控制及治理

水體的污染源分為“外源”與“內(nèi)源”兩類，污染源的治理是后續(xù)黑臭水體治理的基礎(chǔ)。外源污染控制中截污納管及面源污染的控制是其主要措施。在外源污染的控制中王浩等[7]以水環(huán)境遷移轉(zhuǎn)化模擬目標(biāo)倒逼核算與目標(biāo)倒逼核算技術(shù)為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)源頭減排的目的，這是在治理工作中較為合理的一種方法。針對(duì)現(xiàn)階段治理中以實(shí)際調(diào)查為依據(jù)，根據(jù)水體污染的不同情況選取合適的治理措施。

在水力條件差或封閉水體中，溶解氧不足是導(dǎo)致水體黑臭的一大原因。當(dāng)水體復(fù)氧率低于耗氧量時(shí)，人工增氧就尤為重要了。在人工增氧時(shí)由于所處環(huán)境條件不同，所選擇曝氣方式也有差異?，F(xiàn)階段常見曝氣形式主要有以下幾種，鼓風(fēng)、表面機(jī)械、潛水射流、跌水等曝氣方式；在黑臭水體整治工作中依據(jù)水力條件、水質(zhì)改善需求、污染源特征等因素選擇合適曝氣方式。當(dāng)黑臭水體的水體深度較深、透明度低、水力條件較差的情況下可采用人工浮床技術(shù)。通過選用合適的材料充當(dāng)載體為水生植物及微生物提供生長繁殖的空間，利用水生植物的生長代謝以及植物根系所附著的微生物來吸收水體中的污染物。當(dāng)水體污染程度較輕且需長效保持時(shí)，人工濕地技術(shù)則極為合適。人工濕地在改善水體環(huán)境的同時(shí)也滿足城市發(fā)展中綠色景觀的需求。其在人工條件下通過相應(yīng)的工藝組合來模擬自然生態(tài)環(huán)境，達(dá)到恢復(fù)水體自凈能力的作用，以此來解決黑臭水體問題。微生物強(qiáng)化技術(shù)在水體流動(dòng)性較差，水體需應(yīng)急處理時(shí)會(huì)有較好的效果。微生物強(qiáng)化技術(shù)主要是利用微生物菌劑的繁殖代謝作用吸收水體中部分污染物，以降低水體污染程度。絮凝沉淀技術(shù)適用于腐殖質(zhì)和懸浮污染物等引起的重度污染的預(yù)處理及應(yīng)急處理。在該情況下，利用合適絮凝劑以及沉淀工藝以達(dá)到水體處理的效果，但是絮凝劑的使用會(huì)水體環(huán)境造成影響。

（二）黑臭水體生態(tài)修復(fù)相關(guān)研究

城市黑臭水體治理過程中會(huì)遇到各種不同現(xiàn)象，單靠某種單一技術(shù)很難達(dá)到消除黑臭水體的目標(biāo)，這也就促進(jìn)各項(xiàng)技術(shù)相互配合以達(dá)到更好的處理效果。隨著城市黑臭水體治理工作的不斷推進(jìn)，相應(yīng)生態(tài)修復(fù)的技術(shù)也在不斷地進(jìn)步。許多專家學(xué)者也對(duì)相應(yīng)技術(shù)與措施進(jìn)行了研究。

吳卿[8]等通過對(duì)太陽能曝氣-生物強(qiáng)化浮床對(duì)景觀水體中氮素的去除研究發(fā)現(xiàn)曝氣的浮床較無曝氣浮床的NH+4－N去除率提高了81.17% 。鄭心愿[9]等通過對(duì)磁加載多效澄清技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)該技術(shù)對(duì)城市黑臭水體有較好地處理效果。陳月芳[10]等通過研究微生物、鐵碳微電解及水生植物浮床共同作用對(duì)農(nóng)村生活污水處理效果影響發(fā)現(xiàn)微生物與鐵碳微電解強(qiáng)化浮床對(duì)污染物的降解效果以及降解速率均強(qiáng)于傳統(tǒng)植物浮床和微生物填料強(qiáng)化浮床，且微生物耦合鐵碳微電解強(qiáng)化浮床對(duì)浮床植物有明顯的促生長作用。王碩[11]等發(fā)現(xiàn)微納米氣泡曝氣使好氧微生物成為絕對(duì)優(yōu)勢菌種，顯著提高了水體的可生化性，從而加速了水體內(nèi)污染物的降解。Wu[12]等通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)微納米氣泡技術(shù) (MBT)可以通過提高溶解氧和激活好氧微生物來改善城市黑臭河流的水質(zhì)。李陽陽[13]等發(fā)現(xiàn)不同DO條件下CFI的TN去除效果均明顯高于普通生態(tài)浮島( FI)，表明其具有強(qiáng)化脫氮作用。Lu[14]等選用香蒲、荸薺、香蒲以及燈芯草水生植物以及曝氣裝置構(gòu)建人工浮島，其可抑制藻類生長，提高DO濃度，且可有效去除NH+ 4-N等污染物。齊鈺鵬[15]等通過微納米曝氣與微孔曝氣對(duì)比的方式證明微納米曝氣對(duì)碳纖維人工浮床具有更好地強(qiáng)化去除效果且微納米曝氣條件下對(duì)各污染物的去除率始終優(yōu)于傳統(tǒng)曝氣。

在黑臭水體的治理中物理、化學(xué)與生物修復(fù)措施都有著其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，但單獨(dú)作用時(shí)也都存在著無法忽視的缺點(diǎn)；因此在現(xiàn)階段黑臭水體的治理與研究中多是將這三種類型技術(shù)中的一種或多種進(jìn)行組合運(yùn)用，以此來實(shí)現(xiàn)黑臭水體的凈化與其資源化再利用，達(dá)到“系統(tǒng)綜合、標(biāo)本兼治、經(jīng)濟(jì)適用、利用優(yōu)先、綠色安全”的目標(biāo)。

三、農(nóng)村黑臭水體治理

從國家公布的數(shù)據(jù)來看，我國城市黑臭水體的治理已經(jīng)完成，生態(tài)環(huán)境部與住建部表示在“十四五”內(nèi)消除剩余的黑臭水體。隨著治理工作的需要，我國農(nóng)村地區(qū)的黑臭水體治理工作正在有序推進(jìn)?，F(xiàn)階段城市黑臭水體消除的措施與經(jīng)驗(yàn)將對(duì)后續(xù)我國農(nóng)村黑臭水體治理工作的規(guī)劃有著巨大的幫助。

治理思路及流程：基于前期城市黑臭水體治理工作經(jīng)驗(yàn)以及研究成果總結(jié)對(duì)農(nóng)村黑臭水體治理的思路以及相關(guān)流程規(guī)劃有著巨大幫助。具體內(nèi)容見表1。

表1 治理各階段問題與作用

四、總結(jié)

城市黑臭水體治理工作在各方努力下已基本接近完成，在“十四五”期間在縣城區(qū)域內(nèi)著力完成完全清除黑臭水體的目標(biāo)。這為農(nóng)村黑臭水體的治理積累了一大批治理經(jīng)驗(yàn)與措施。但由于農(nóng)村黑臭水體相較于城市黑臭水體而言在許多方面都存在差異，故需要因地制宜結(jié)合水體實(shí)際情況確定合適黑臭水體治理措施。其中由于農(nóng)村黑臭水體大多都屬于是小微型黑臭水體且水動(dòng)力條件較差，在這種情況下城市黑臭水體治理中的生態(tài)修復(fù)技術(shù)就尤為關(guān)鍵。通過生態(tài)修復(fù)技術(shù)使水體自然修復(fù)能力逐漸恢復(fù)，已到達(dá)黑臭水體凈化和長效保持的目的。在農(nóng)村黑臭水體后續(xù)治理中，對(duì)外源及內(nèi)源污染的控制與水體的生態(tài)修復(fù)應(yīng)是研究的重點(diǎn)方向。通過減少污染源輸入與水體修復(fù)來達(dá)到2035年消除農(nóng)村黑臭水體的目標(biāo)。