黑臭水體成因及生態(tài)治理措施研究

王仲偉

(山東巨野巨源水務(wù)發(fā)展有限公司，山東 巨野 274900)

城市水體是影響城市環(huán)境、景觀效果與居民正常生活的重要因素[1]。黑臭水體已成為制約城市水體保護(hù)措施制定的最主要問題之一。當(dāng)水體受污染嚴(yán)重時(shí)，水體污染物濃度升高，使厭氧微生物大量繁殖并分解水中有機(jī)物，從而產(chǎn)生難溶于水的有臭味氣體，使水體透明度降低，形成黑臭水體[2- 3]。黑臭水體已成為了城市水體污染最主要的因素之一，如何結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，分析產(chǎn)生城市黑臭水體形成的主要原因，制定合理的黑臭水體治理措施，是保護(hù)城市水體安全急需解決的突出問題。

生態(tài)河道是具有良好景觀效果、合理生態(tài)組織結(jié)構(gòu)、良好運(yùn)轉(zhuǎn)功能及一定修復(fù)能力的城市水體。河道生態(tài)主要由河流中的水生物系統(tǒng)組成，找出合理的生態(tài)治理措施，形成生態(tài)河道護(hù)岸，有利于水體凈化，減輕黑臭水體對(duì)居民正常生活的影響?！耙缓右徊摺敝卫泶胧┑奶岢?，可形成生態(tài)河道治理的針對(duì)性，基于“河長制”的管理原則，針對(duì)不同河流實(shí)際情況，制定合理的治理措施，是減緩黑臭水體現(xiàn)象的有效措施。

目前針對(duì)黑臭水體治理措施的研究，主要分為化學(xué)治理與生物治理2種。李亮等[4]研究了過氧化鈣(CaO2)對(duì)黑臭水體的修復(fù)作用，指出CaO2在水體中可釋放大量溶解氧，可顯著促進(jìn)好氧微生物的活性增強(qiáng)，加快對(duì)水體中有機(jī)物的降解；王熙等[5]研究了CaO2對(duì)水體中氨氮含量的影響，指出與空白處理相比，施加CaO2的處理氨氮釋放速率明顯較低，空白與處理組的氨氮釋放速率分別為0.468mg/(L·d)和0.179mg/(L·d)；徐玉良等研究了生態(tài)措施對(duì)昆山市黑臭水體的治理效果，指出經(jīng)過生態(tài)治理措施后，昆山市黑臭水體有了明顯的改善，溶解氧、COD、總磷、總氮等水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到了《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，效果顯著[6]。

1 研究區(qū)域概況與研究方法

1.1 樣品采集方法

對(duì)河段分別進(jìn)行河流水質(zhì)長時(shí)間監(jiān)測(cè)，水體共布置15個(gè)采樣點(diǎn)，分別于4—10月連續(xù)測(cè)定，水樣采用有機(jī)玻璃采水器采集，每個(gè)點(diǎn)分別采集3組水樣，測(cè)其平均值，水樣分別進(jìn)行氨氮(NH3-N)、溶解氧(DO)、透明度3項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定。

1.2 研究方法

試驗(yàn)選擇在相對(duì)位置相同的區(qū)域，分別設(shè)置空白處理(CK處理)和3個(gè)試驗(yàn)處理，3個(gè)試驗(yàn)處理分別種植等密度的狐尾藻(處理Ⅰ)、蘆葦(處理Ⅱ)和梭魚草(處理Ⅲ)，不同處理除種植藻類的種類不同，其余要素均一致。試驗(yàn)開始之前，測(cè)量一次水體中的水質(zhì)指標(biāo)，保證各項(xiàng)試驗(yàn)背景值一致。試驗(yàn)主要測(cè)定透明度、溶解氧和氨氮3個(gè)指標(biāo)，通過試驗(yàn)測(cè)定，選出生態(tài)治理的最優(yōu)方案。

2 結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)治理措施效果分析

2.1.1 不同治理措施下水體溶解氧變化情況

通過對(duì)不同措施下水體中溶解氧含量的長期觀察，其結(jié)果如圖1所示。圖1顯示，水體中溶解氧含量隨時(shí)間變化呈先降低后增加的趨勢(shì)，不同處理水體溶解氧含量均在7、8月份達(dá)到最低值，這可能是由于在夏季，水體中的動(dòng)植物活性較高，各種生物的呼吸作用遠(yuǎn)高于植物白天的光合作用，致使水體中溶解氧含量較低。從圖中可以看出，不同措施對(duì)水體溶解氧含量的影響不同，其中CK處理在各時(shí)段的溶解氧含量最低，表明不同生態(tài)治理措施均對(duì)水質(zhì)有一定程度的改善。同時(shí)，處理Ⅰ的水體溶解氧含量在各時(shí)段均最高，最高較CK處理提高了68.9%，其余處理分別提高了34.8%和31.3%，因此，在水體中種植狐尾藻，對(duì)水體溶解氧含量的提高最明顯。

2.1.2 不同治理措施下水體透明度變化情況

通過對(duì)不同措施下水體透明度的長期觀察，其結(jié)果如圖2所示。圖2顯示，水體透明度隨時(shí)間變化呈先降低后增加的趨勢(shì)，不同處理水體透明度均在7、8月份達(dá)到最低值，這可能是由于在夏季，水體中的動(dòng)植物活性較高，造成水體透明度較低。在圖中可以看出，不同措施對(duì)水體透明度的影響不同，其中CK處理在各時(shí)段透明度最低，表明不同生態(tài)治理措施均對(duì)水質(zhì)有一定程度的改善。同時(shí)，處理Ⅰ的水體透明度在各時(shí)段均最高，最高可達(dá)40cm，較CK處理提高了81.8%，其余處理分別提高了55.0%和50.0%，因此，在水體中種植狐尾藻，對(duì)水體透明度的提高最明顯。

圖2 不同處理水體透明度變化趨勢(shì)圖

2.1.3 不同治理措施下水體氨氮變化情況

通過對(duì)不同措施下水體氨氮含量的長期觀察，其結(jié)果如圖3所示。圖3顯示，水體氨氮含量隨時(shí)間變化呈先增加后降低的趨勢(shì)，不同處理水體氨氮均在6月份達(dá)到最高值，這可能是由于在夏季，水體中的動(dòng)植物活性較高，造成水體氨氮含量較高。在圖中可以看出，不同措施對(duì)水體氨氮含量的影響不同，其中CK處理在各時(shí)段氨氮含量均最高，表明不同生態(tài)治理措施均對(duì)水質(zhì)有一定程度的改善。同時(shí)，處理Ⅰ的水體氨氮含量在各時(shí)段均最低，較CK處理降低了67.1%，其余處理分別降低了45.1%和39.1%，因此，在水體中種植狐尾藻，對(duì)水體氨氮含量的降低效果最明顯。

圖3 不同處理水體氨氮含量變化趨勢(shì)圖

2.2 黑臭水體形成成因分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)排查情況，形成黑臭水體的原因主要有以下幾方面：

(1)當(dāng)?shù)赜晁^多，造成其余區(qū)域污染物質(zhì)流入。年降雨量達(dá)到1000mm以上，較大降雨造成土壤、公路等地表設(shè)施中的有機(jī)元素流入城市水體中，使城市水體富營養(yǎng)化加劇，形成了黑臭水體。

(2)工業(yè)廢水、居民生活廢水直排入河，由于企業(yè)管理規(guī)范化制度較薄弱，相關(guān)法律法規(guī)不完善，居民環(huán)保意識(shí)較弱，不達(dá)標(biāo)的工業(yè)廢水、生活污水未經(jīng)處理，私自排入周邊河道，導(dǎo)致水體受到嚴(yán)重污染。水中藻類大量生長，使水體水色偏黃偏綠，而當(dāng)藻類死去后又會(huì)在水內(nèi)進(jìn)行氧化作用，這時(shí)水體就會(huì)變臭。工業(yè)廢水增加了水體中鐵離子、錳離子等重金屬含量的積累，被污染水體中形成的甲烷、氨氮、硫化氫等氣體與水中金屬離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，形成了大量FeS、MnS等物質(zhì)，這些物質(zhì)懸浮與水體中，降低了水體透明度，使水體變黑。

(3)城市水體補(bǔ)給水源水質(zhì)未達(dá)標(biāo)，污水轉(zhuǎn)運(yùn)過程中存在一定的泄露問題。目前，城市水體補(bǔ)給水源的監(jiān)測(cè)設(shè)施完善度較低，存在未對(duì)補(bǔ)給水源水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的現(xiàn)象，進(jìn)一步加劇了城市黑臭水體的產(chǎn)生。

(4)水中植物無人管理。在冬季，尤其是人工濕地中的植物無人管理，造成水體中植物尸體腐爛，加速了水體中底泥CH4和H2S等臭味氣體的產(chǎn)生，這些氣體難溶于水，致使水體黑臭。

3 結(jié)論與對(duì)策

本文研究了不同生態(tài)治理措施對(duì)黑臭水體的治理效果，發(fā)現(xiàn)分別在水體中種植狐尾藻、蘆葦和梭魚草后，種植狐尾藻處理水體溶解氧含量最高、水體透明度最高、氨氮含量最低，而且隨時(shí)間變化，狐尾藻的水質(zhì)治理效果一直保持在較高的水平，因此采用種植狐尾藻的生態(tài)治理措施，可進(jìn)一步緩解黑臭水體的產(chǎn)生。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)排查，分析出黑臭水體產(chǎn)生的主要原因是由于工業(yè)廢水和居民生活污水的無節(jié)制排放，因此在今后的治理過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①降低污染源的排放，加大執(zhí)法力度，禁止企業(yè)排放污水，禁止民眾隨意傾倒垃圾及生活污水；②及時(shí)治理黑臭水體，清理水中的雜物及藻類，疏通河道，使死水變?yōu)榛钏岣咚w水質(zhì)；③加大宣傳教育力度，提高居民綜合素質(zhì)，做到治理黑臭水體人人有責(zé)；④采用生物環(huán)保治理方法改善河道內(nèi)循環(huán)，通過種植凈化水體的植物，投放微生物，投放魚類等，使河道重新變得清澈，達(dá)到治理黑臭的目的；⑤針對(duì)試驗(yàn)研究的狐尾藻生態(tài)治理措施，在各城市水體實(shí)行“一河一策”管理制度，基于“河長制”形成河道河長管理體系，及時(shí)系統(tǒng)地對(duì)黑臭水體進(jìn)行治理。

水規(guī)總院對(duì)遵義市綠塘水庫開展水利工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文執(zhí)行情況監(jiān)督檢查工作

本站訊 2018年9月26～28日，水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院和中水淮河規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司、中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司、長江勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)劃研究有限公司的專家組成檢查組，檢查了遵義水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院(以下簡稱遵義院)設(shè)計(jì)的綠塘水庫工程各專業(yè)強(qiáng)制性條文執(zhí)行情況。

檢查組聽取了遵義院的自查工作匯報(bào)，從水文規(guī)劃、工程地質(zhì)、水工、機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu)、環(huán)境移民水保、勞動(dòng)安全與工業(yè)衛(wèi)生等專業(yè)設(shè)計(jì)，以及遵義院質(zhì)量管理體系等方面進(jìn)行了資料抽查，并赴工程施工現(xiàn)場(chǎng)與業(yè)主、施工及監(jiān)理單位進(jìn)行座談交流。檢查組對(duì)檢查中發(fā)現(xiàn)的問題逐一提出了整改建議，要求設(shè)計(jì)單位認(rèn)真落實(shí)整改。

水利部國際合作與科技司的有關(guān)人員參加了此次檢查工作。

(水規(guī)總院網(wǎng)站)