城市污染河道生態修復分析
——以無錫小渲河為例

趙建忠

無錫恒誠水利工程建設有限公司 江蘇無錫 214071

隨著我國經濟高速發展，城市河流水環境面臨嚴峻挑戰。點源污染、面源污染、內源污染帶來的氮、磷、有機物等污染物使河道原有的自凈過程失衡，導致水體酸化，溶解氧降低，藻類滋生，出現富營養化甚至黑臭，破壞了河道原有的生態系統功能，嚴重影響城市景觀和社會經濟發展[1]。城市河道生態修復主要以河道水生態系統結構和功能恢復為核心，一般組合使用物理法、化學法、生物法，結合外源、內源污染控制輔助工程措施。物理法主要有曝氣增氧、底泥疏浚、引水沖污、機械除藻等[2]。化學法通過向河道內投放絮凝劑、沉淀劑等化學制劑實現水體凈化過程，對河道生態環境和水生動植物有一定影響[2]。輔助工程措施包括截污納管、建設生態堤岸、設置前置庫等[2]。生態修復要求按照生態學原理對水治理工程進行頂層設計，利用生態系統自凈能力消除污染并維持結構和功能穩定，在治理水質的同時改善河道景觀實現長效治理[3]。

針對《水污染防治行動計劃》和江蘇省關于城市黑臭水體整治工作要求，無錫市人民政府于2016年5月編制了《無錫市黑臭水體整治計劃表》確定了市區38條河道為黑臭水體。要求以“消除市區黑臭水體”為核心，用5年時間進行綜合整治，確保到2020年底前達到一般景觀用水標準，實現市區河道水循環正常、水生態良好。其中，連接蠡湖與大運河的“梁溪河”作為無錫的“母親河”，22條支浜中在治理前有17條黑臭。近年來陸續實施的河道治理工程實現了部分支浜消除黑臭，但主要斷面水質仍劣于地表V類水標準，急需開展生態修復工程進一步實現水質提升到景觀水標準。生態修復技術在太湖五里湖[4]、日本琵琶湖富營養化治理中得到成功運用[5]，在排口來水復雜、缺乏生態基流的城市河流治理中報道較少。

梁溪河支浜小渲河聯通蠡湖，流經居民集中居住區，管網狀況復雜且改造難度較大，是典型的缺乏生態基流的城市污染河道。本研究以小渲河生態修復工程為例，通過比較工程實施前后水質變化情況，分析生態修復工程對水質的改善效果，探討城市污染河道水質改善的技術與機理，為城市河道的綜合治理提供借鑒。

1 小渲河概括

小渲河北起梁溪河，南至環湖路與西蠡湖交匯，在環湖路橋下有圍堰將小渲河分割為南北兩段。小渲河全長約1000m，河寬平均約為15m，水域面積約15000m2，河道常水位平均水深約2.0m。河道東岸為無錫（國家）工業設計知識產權園學習、辦公區域、無錫市蠡園中心小學，河道西岸為蘭寶西苑、湖濱南苑、湖濱北苑居民住宅區域。河道兩側主要為直立石砌駁岸，部分區域為混凝土漿砌駁岸，幾乎與河邊生態系統隔斷。

小渲河承擔了周邊區域的排澇功能，沿線排查可見管口23個，多為雨水管口，個別管口在晴天仍有污水流出。根據調查，雖然河道沿線大部分區域已經過污水管網的全覆蓋，但還存在已截污地塊排水不規范情況，沿線居民仍有通過雨水管排放污水或直排污水管入河等不文明的現象存在。同時河道兩岸附近設有多個垃圾堆放點，垃圾滲濾液通過地表徑流直接流入河中，造成水體污染。除外源污染外，淤泥等內源污染也是惡化水環境誘因之一。現場調研結果表明，小渲河底泥最大厚度約30cm，部分底質為建筑垃圾及碎石等。

治理前，小渲河水體呈綠色，透明度30-50 cm，水體內水生動植物較少，污染源復雜，景觀效果不佳，水質為地表水劣V類（表1）。

表1 小渲河生態修復工程實施前水質狀況

2 工程概況

2.1 治理目標

（1）感官目標：杜絕河道藻類爆發，提升河道的感官效果。

（2）水質目標：在無山洪暴雨排澇的情況下，治理段水環境質量明顯改善，全面消除黑臭，抑制藻類暴發，主要水質指標達到地表III類水標準（《地表水環境質量標準》GB3838-2002）。一般性臺風暴雨天，河道水生態系統穩定，臺風暴雨過后3-7天水質全面恢復；短期臨時性污染，河道水生態系統穩定，臺風暴雨過后7-10天水質全面恢復。

2.2 生態修復工藝流程

圖1 小渲河生態修復工程技術路線

2018年8-11月，工程項目施工完成后穩定一個月。本項目建設以生態方式為主，根據河道的功能規劃、地形地貌、水深等實際情況，遵循水生態系統構建的基本原則，采取分區規劃建設的思路，建立“強化處理—深度凈化—穩態化”三位一體、“動靜”結合的“水生態自我凈化系統”水質凈化系統。實現水體生物自凈并保持水質穩定，同時使河道水體維護達到低成本和長效可持續的目的。治理過程中，禁止向水體隨意投加化學類藥劑，禁止植種不明外來物種，以免造成二次污染和水體生態災難。

根據河道形態、水文、水質等基礎條件，因勢利導，以“底質處理--截污控源--改善水質--生態多樣--景觀優美”為基本養護路線，選用排污口處理、底泥改善、曝氣增氧、水生植物、微生物構建等建設措施，針對性的采用具體措施，保證達到水質提升、生態多樣、景觀優美的目標。總體技術路線見圖1。

2.3 技術工藝參數

輔助工程措施包括樁木圍堰建設、降排水及地形微整、底部消毒與改良、雨污口預處理。構建兩處樁木圍堰。底泥消毒、活化處理15000 m2。雨污口采用生態浮毯對其進行凈化處理。曝氣增氧配置1.5kw/h噴泉曝氣裝置6套。

沉水植物群落構建配置耐寒苦草4000 m2，金魚藻-輪葉黑藻混種7000 m2，在河道內合適水深區域進行成段的種植。浮葉植物群落構建配置睡蓮24盆，銅錢草、粉綠狐尾藻各160 m2，浮毯框體160 m2。挺水植物構建配置蘆葦、香蒲50 m2。水生動物群落構建投放食藻型浮游動物900 L，環棱螺100 kg，河蚌50 kg，黑魚10尾。

2.4 水質監測

（1）樣點設置和樣品采集。本實驗共設4個采樣點，由北向南依次設置在棰子橋北側、建筑路北側、滴翠路南側、環湖路北側。其中1號點為梁溪河交匯點，建筑路北側2號點位為區級控制斷面，3號、4號點分別位于被分割的小渲河北段河南段。除1號點外，其余3個點位均布設有組合的生態修復區工藝。

（2）理化指標測定。從2019年1月至11月，每月初采集各點位表層水樣檢測水質指標。透明度用塞氏盤法當場測定。水溫、pH、溶解氧（DO）、電導率、總溶解固體等指標用YSI6600V2型多參數水質監測儀（美國）現場測定。實驗室測定的理化指標主要包括：氨氮（NH3-N）、總磷（TP）、CODCr、CODMn。測定方法主要參照國家環境保護局水與廢水監測分析方法編委會編寫的《水與廢水監測分析方法》（2002）。

3 工程運行效果

3.1 水質提升情況

圖2 治理前后水質指標變化情況

該工程建成后連續11個月維護期內，河道水質明顯改善，氨氮、總磷和CODCr的去除率分別達到82.3%、80.1%和53.0%，溶解氧由3.1mg/L提高到7.8mg/L，水質達到地表水III類水標準。但是在2019年8、9月，受連續降水影響，地表徑流超過截污泵處理量，發生混流污水入河，造成短期內部分指標超標。其中，8月份CODCr達到23mg/L，影響水質降為IV類。9月CODCr達到21mg/L，NH3-N達到3.33mg/L，TP達到0.30 mg/L，均超過地表III類水質標準，氨氮超標230%，TP超標50%，使得總體水質降為劣V類。氨氮、總磷治理前分別為2.56±0.20、0.33±0.07mg/L，兩指標僅在9月受偶發降水上升至治理前水平，分別達到治理前的130%和91%。CODCr顯示治理后5、8、9月均較其它月份高，但未達到治理前水平，總體削減率低于氨氮和總磷。

DO從治理前的3.1±0.5mg/L上升到治理后的5.1以上，最高的2019年1月達到11.5mg/L，低值出現在8、9月和11月。根據感官指標，治理河段水面清潔，水體回歸正常顏色，透明度顯著提高，藻類聚集和黑臭現象完全消除。構建的植物群落定植、生長良好，提升了河道的景觀效果，依稀可見投放的水生動物，河道生態系統恢復明顯。

3.2 運行管理

根據以往河道治理經驗，項目后續運行維護需配備專業管理人員，建立嚴格的管理養護制度，才能夠保證設備穩定運行，河道環境的長效維持。養護人員應當熟練掌握曝氣設備的操作流程、故障處理和維護方法，定期巡檢確定設備運行狀態和效果。水生植物養護要做到換季及時補種，平時清理控制生物量，控制蟲害，保證沉水、漂浮、挺水植物群落凈化和景觀效果。另外要針對汛期污水入河、藻華爆發等問題制定應急預案，儲備一定的物理化學處置物資，確保透明度和溶解氧快速恢復，保護沉水植物和水生動物應對突發水質惡化。

4 結論與展望

近一年的連續監測顯示，無錫市小渲河治理與生態修復工程達到了設計水質目標，取得了良好的生態和社會效益。治理河段水體回歸正常顏色，透明度顯著提高，藻類聚集和黑臭現象完全消除，水質指標已經達到設計要求。水生植物、動物長勢良好，提升了河道的景觀效果，河道生態系統結構趨于穩定，功能得到提升。該項目運行費用較低，處理效果穩定，具有工程化應用推廣價值。

后期應當加大力度做好雨排口處理，嚴格控制混流污水和面源徑流污水入河。做好管理養護人員培訓和學習，維護設備和生態系統良好穩定運行。同時，繼續加強宣傳教育，嚴控河道兩岸居民侵占綠化用地種菜，削減肥料淋溶及農藥入河。