范小溪
(廣東省環境技術中心 廣東廣州 510308)
由于城市現代化建設速率的不斷加快,城市下墊面硬化程度的持續增大,降雨往往裹挾著大量灰塵、渣土、油漬等進入水體,形成城市面源污染;大氣濕沉降中的氨氮等營養鹽是水體氮素的重要輸入源,是水體氮含量增加,水體富營養化加重,進而影響河湖生態系統的穩定性;由于缺乏環境保護意識,生活垃圾等沿河拋灑、生活污水直接排放等導致河道水體污染物含量過高;此外,河道底泥淤積嚴重,其中的氮、磷營養物質在一定的物理、化學等環境條件下,從底泥中釋放出來重新進入水中,從而形成水體污染負荷。
自然環境中的水資源具有一定的自我凈化能力,但當受污染程度遠超出水環境的承載能力時,水體的溶解氧濃度將降低,甚至為零,水體發黑發臭,富營養化,水生生物由于生存環境的惡劣,逐漸消亡,甚至滅絕,最終導致河道生態平衡嚴重破壞,水體的自凈能力下降。
城市河涌整治的目標是改善水質,消除水體黑臭現象,提高水體凈化能力,改善水體景觀效果,恢復生態平衡。針對城市河涌的治理,有關研究學者也分析提出了一些頗有成效的方法,我國也在水污染的問題上給予了很大的重視,下文主要介紹目前國內外較常見的河涌污染治理方法。
(1)河涌曝氣。河涌水質污染首先體現在對水體溶解氧含量降低。人工曝氣是根據河道受污染后缺氧的特點,向水體充入空氣或氧氣,加速水體復氧過程,提高水體中好氧微生物的活力,從而改善水質。
(2)生態補水。將較潔凈的水資源排放到受污染的河涌中,借此以沖刷和稀釋水中的污染物,改善水動力條件。
(3)底泥疏浚。底泥疏浚法主要針對河涌內源污染,將重金屬與有機污染物移至表層污泥當中,解決氮、磷等營養元素的污染釋放,可以對河底的污染物更加簡單地進行清除,改善水質。
(1)化學除藻。為控制因水體富營養化導致的藻類生長泛濫,化學除藻技術已被廣泛運用。通過化學作用能夠迅速去除河中的藻類生物,但是化學試劑中存在較多有害物質素,容易造成二次污染,影響水體生物,破壞生態平衡。
(2)化學除磷法。通過投加化學藥劑形成不溶性磷酸鹽沉淀物,最終通過固液分離的方法使磷從污水中被去除,從而改善水質。該技術操作簡單、除磷效率高,可達80%~90%,但所用藥量大,處理費用高,且產生大量的化學污泥。
(1)植物修復。通過向受污染的河涌里移植適當的水生植物進行水質的凈化,水生植物可以利用其自身特性將污水中的總含氮量和總含磷量降低,同時產生氧氣,提高水體中的溶氧量含量,抑制水中藻類生物的生長,有助于污染的治理。植物修復具有治理成本較低,可以美化水體景觀等優點,其局限性是水生植物在污染物濃度高的情況下較難存活,且植物生長具有季節性。
(2)微生物修復。微生物修復是以微生物的代謝活動為基礎,通過對有毒有害物質進行講解和轉化,修復受破壞的生態平衡,達到治理目的。作為生物修復技術之一,微生物修復技術具有凈化污染物,促進生態向良性方向演替的功能,對于生態系統的修復有著良好的應用前景,但仍存在著一定的局限性,如難降解物質多,微生物資源仍需開發;環境存在有毒有害物質,效果受抑制;微生物代謝途徑不明,二次污染風險大;微生物代謝影響因素多,效果不穩定;微生物菌群關系不清等。因此,未來微生物修復的研究方向包括群落結構分析,去除機理研究、生物傳感器及生物模型開發等。
(3)生物膜法。通過利用天然河床上依附的生物膜的凈化作用及過濾作用,人工填充濾料或載體,供細菌絮凝生長,形成生物膜。當被污染的河水流經生物膜表面時,水中的有機物被微生物所吸附、吸收和降解,從而達到水體凈化作用。生物膜法在中小河流凈化方面具有凈化效果好,便于管理的優點;目前國內還沒有成熟的生物膜技術應用于河流,但不乏與生物膜法相關的新工藝,如懸浮填料移動床技術等,具有廣闊的應用前景。
(4)人工浮島。人工在水體表面建設浮島,在浮島上培育植物,利用植物和聚集在植物周圍的微生物的特性吸收污染水體中的營養物質和污染物,同時抑制水體中的藻類生長,改善水體的生態。并且浮島的建設也具有水生生物棲息空間、美化水面景觀、減少風浪、改善水質等功能。
(5)人工濕地。通過人工科學建立起與自然濕地功能類似的具有滲透性的濕地,擁有水體、浸沒式植物和浮現式植物等生態結構。通過人工濕地的特性可以有效地去除顆粒物,吸附可溶性有機物,去除重金屬離子及富營養化元素等。因人工濕地工藝簡單,運行管理方便,投資較少等優點,目前在河流污染治理和生態恢復中得到重視,應用較為廣泛。
總而言之,城市河涌治理技術包括物理治理技術、化學治理技術、生物-生態治理技術,各種治理技術在實際運用中都存在一定的局限性,因此,在河涌治理實際工程中需要根據河涌的規模、周邊環境、污染程度、污染物類別、治理目標及成本預算等因素選擇適宜的治理技術。為了更有效地改善河涌的水質,未來需要相關學者、技術人員投入更多時間精力,為城市河涌整治提供技術支持。
[1]鄒定光.城市河涌治理技術探討[J].環境與發展.2017(09).
[2]黃銳婷.城市河涌污染治理相關技術探討[J].科技經濟導刊.2017(29).