詳細(xì)闡述了黑臭水體主要成因及判別標(biāo)準(zhǔn)，并在此基礎(chǔ)上針對(duì)性地提出了如物理法、化學(xué)法以及生物的生態(tài)修復(fù)法等手段來治理黑臭水體，希望對(duì)治理黑臭水體，改善人居環(huán)境有所裨益。

1 概述

改革開放以來，隨著我國(guó)城市化的發(fā)展，環(huán)境污染愈發(fā)嚴(yán)重，而一些城鎮(zhèn)的自然水體出現(xiàn)了嚴(yán)重的黑臭現(xiàn)象，嚴(yán)重影響城市環(huán)境和周邊居民的生活。出現(xiàn)如此現(xiàn)象，主要是因?yàn)榇蟛糠殖鞘械乃h(huán)境處理基礎(chǔ)設(shè)施不完善、城市居民缺乏環(huán)保意識(shí)以及工礦企業(yè)偷排污水。根據(jù)2017年5月31日中國(guó)環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的《2016年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》發(fā)現(xiàn)全國(guó)共有1 285個(gè)黑臭水體整治項(xiàng)目，我國(guó)愈發(fā)重視黑臭水體的治理。而因廉價(jià)、無二次污染、高效去污等優(yōu)點(diǎn)著稱的生態(tài)修復(fù)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于黑臭水體的治理，但常常出現(xiàn)使用時(shí)忽略實(shí)事求是、標(biāo)本兼治的現(xiàn)象。

2 黑臭水體成因及判別標(biāo)準(zhǔn)

2.1 黑臭水體成因

水體變黑發(fā)臭主要是因?yàn)樗形⑸锏姆纸饣顒?dòng)產(chǎn)生大量氨氮化合物和硫化氫，導(dǎo)致水體含氧量不足，這也使得大量污染物沉積，水體因大量氧氣被消耗而處于厭氧或缺氧，從而促進(jìn)了金屬離子和硫離子的結(jié)合，導(dǎo)致懸浮顆粒被硫離子吸附，使得河流湖泊等水體變黑，厭氧分解的有機(jī)物產(chǎn)生的硫化氫、氨氣，導(dǎo)致水體發(fā)臭。研究表明，這一現(xiàn)象在夏季等溫度高時(shí)尤為明顯，尤為此時(shí)水中微生物活性增強(qiáng)。

水體的自凈能力不足也導(dǎo)致了城市水體變黑發(fā)臭。當(dāng)水體中各種生物的新陳代謝的產(chǎn)物得不到及時(shí)分解處理，淤泥長(zhǎng)期積存在水底，水體因排入大量污廢水而使得水體長(zhǎng)期有大量懸浮物，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，生態(tài)平衡遭到破壞，這些因素都大大削弱了水體的自凈能力，并且由于城市規(guī)劃河道時(shí)因裁彎取直而導(dǎo)致河流天然水動(dòng)力不足，水體無法得到正常循環(huán)，長(zhǎng)此以往必然導(dǎo)致黑臭水體的產(chǎn)生。

2.2 黑臭水體判別標(biāo)準(zhǔn)

在《城市黑臭水體整治工作指南》中根據(jù)不同指標(biāo)評(píng)價(jià)黑臭程度，將黑臭水體細(xì)分，具體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)詳見表1。

3 治理方法

在整治城市黑臭水體過程中應(yīng)遵循:合理性、全面性、經(jīng)濟(jì)性、有效性和安全性的原則。不但要使城市水體消黑除臭，提高水體的水動(dòng)力環(huán)境，恢復(fù)水體自凈能力，修復(fù)水體的自然生態(tài)環(huán)境，并長(zhǎng)期保持城市水體的清潔美麗。針對(duì)其黑臭水體的成因，應(yīng)采用控源截污、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)等綜合措施來消除黑臭。

如今主要采用物理法、化學(xué)法以及生物的生態(tài)修復(fù)法來治理黑臭水體。本文將重點(diǎn)討論生物的生態(tài)修復(fù)法。

3.1 物理方法

黑臭水體治理的物理方法主要是采用控源截污的方式，即攔截內(nèi)源、阻斷外源，逐漸恢復(fù)水體的自然生態(tài)。因此需要當(dāng)?shù)爻鞘型晟瞥鞘械呐潘芫W(wǎng)體系，將排水管網(wǎng)截留式合流制，將初期雨水排入污水處理廠處理，有條件時(shí)，盡量設(shè)計(jì)為合流制雨水管網(wǎng)，加強(qiáng)對(duì)偷排污廢水企業(yè)的懲處力度，從而減輕城市自然水體的水質(zhì)負(fù)荷。采用河道清淤、底泥疏浚等方式降低水體內(nèi)源污染，并注意污泥的運(yùn)輸和處置，避免二次污染。此外采用河道跌水、機(jī)械曝氣、建設(shè)噴泉、機(jī)械射流等方式提升水質(zhì)溶解氧含量，可以改變城市水體的厭氧或缺氧狀態(tài)，提高城市自然水體的水動(dòng)力。

3.2 化學(xué)方法

治理黑臭水體的化學(xué)方法主要是向黑臭水體中投放大量的化學(xué)藥劑，利用化學(xué)藥劑與水中污染物發(fā)生的聚合作用，形成的聚合物在重力作用下自然沉淀，從而使得溶解性污染物從水中分離，最終形成無毒無味的物質(zhì)或沉積在水體底部。石灰，Ca(OH)₂,Ca O₂，鐵鹽，鋁鹽等化學(xué)藥劑，可以有效地去除水中懸浮物質(zhì)，改善水質(zhì)。雖然化學(xué)法可以有效地去除水中的有機(jī)物、鐵錳等重金屬離子，能夠在短期內(nèi)快速實(shí)現(xiàn)水體的凈化，但不能保存城市水體的長(zhǎng)期活性，投入成本太大，黑臭水體容易反彈，并且化學(xué)藥劑容易對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成二次破壞，治標(biāo)不治本。

3.3 生物生態(tài)修復(fù)方法

生物—生態(tài)修復(fù)是一種根據(jù)水中的動(dòng)植物、微生物的新陳代謝作用去除水中污染物以恢復(fù)水體生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)功能的治理方法。因其長(zhǎng)期有效、經(jīng)濟(jì)合理、文明環(huán)保、清潔美麗而被廣泛應(yīng)用于黑臭水體治理和海綿城市規(guī)劃。該方法主要是微生物修復(fù)和水生植物修復(fù)技術(shù)。

水生植物修復(fù)法是如今應(yīng)用比較廣泛的經(jīng)濟(jì)環(huán)保的水處理方法，該方法被大量應(yīng)用于富營(yíng)養(yǎng)化、富含重金屬等盛水污廢水體中，并且其具有美化環(huán)境無二次污染的特點(diǎn)。水生植物法通常是采用種植浮萍、水葫蘆、荷花和水蓮等，在應(yīng)用中植物的挑選應(yīng)因地制宜，以本土耐污性植物為最佳。

3.3.1 水生植物技術(shù)處理黑臭水體的主要機(jī)理

1)直接吸收。水體中的一些物質(zhì)是某些水生植物新陳代謝的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這些水生植物能夠直接吸收水體中的污染物。對(duì)于重金屬等非水生植物所需的物質(zhì)，植物也能通過螯合作用等方式富集在植物體內(nèi)，從而凈化水體。

2)物理作用。水生植物通過過濾、吸附、凝聚等物理作用實(shí)現(xiàn)對(duì)黑臭水體的凈化。

3)微生物作用。水中的有機(jī)物作為微生物的新陳代謝的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而被去除。微生物棲息在植物的根系上，并且植物脫落的根毛、表皮細(xì)胞是微生物的養(yǎng)料，促進(jìn)了微生物的新陳代謝。植物與微生物的共生關(guān)系，進(jìn)一步促進(jìn)了水體污染物質(zhì)的去除。

4)抑藻作用。由于部分水生植物能夠直接分泌出抑藻物質(zhì)，克制了水中藻類的繁殖;并且由于水生植物與藻類在光能、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)中，由于其體型大、吸收強(qiáng)、周期長(zhǎng)等因素而處于優(yōu)勢(shì)地位，抑制了水中藻類的生長(zhǎng)。

5)酶催化。植物分泌的生化酶在對(duì)有機(jī)污染物的降解、轉(zhuǎn)化中發(fā)揮了巨大的作用，植物死亡后，酶釋放到水體中，可以繼續(xù)發(fā)揮降解作用。

3.3.2 水生植物修復(fù)應(yīng)用

常見的水生植物修復(fù)水體生態(tài)的技術(shù)是生態(tài)浮島與人工濕地。生態(tài)浮島是一種構(gòu)建在河道中流速不大的漂浮體，這種漂浮體使用無土載體種植植物。生態(tài)浮島還具有美化城市，豐富生物棲息地的作用。人工濕地利用土壤介質(zhì)的截留吸附過濾作用、各種生物的吸收和降解作用實(shí)現(xiàn)對(duì)黑臭水體的凈化。通過大量的實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，水體中的氮磷、鐵錳等元素可以直接被植物吸收富集，極大地降低了水中污染物質(zhì)的含量，并且水生植物的根部可以向水中輸送大量氧氣，增加溶解氧的含量，逐漸美化水體環(huán)境。并且種植水生植物可以固定底泥，吸附懸浮物質(zhì)，極大地降低了水中懸浮物質(zhì)的含量，防止底泥的二次污染。雖然水生植物修復(fù)水體優(yōu)點(diǎn)眾多，但也有一定的局限性，如應(yīng)注意植物因季節(jié)變化產(chǎn)生的凈化效果的差異，不同種類的植物處理不同水質(zhì)的差異，以及植物枯萎后若未及時(shí)處理極易造成水體的二次污染等情況。所以應(yīng)因地制宜，一河一策，及時(shí)收割調(diào)節(jié)植物，防止二次污染。此外應(yīng)注意與其他方法的結(jié)合，面對(duì)河流水質(zhì)特別差時(shí)，可以結(jié)合曝氣、微生物的協(xié)同作用、生物膜、生態(tài)浮床、空氣過濾器等方法，實(shí)踐證明是切實(shí)可行的。

人工濕地可以分為以土壤基質(zhì)為主和以植物碎石床為主兩種類型。前者占地面積較大，后者通過在不同部位栽種不同的優(yōu)良水生或濕生高等維管束植物，大幅提高水力負(fù)荷，極大地減少占地面積，規(guī)劃科學(xué)合理，經(jīng)濟(jì)節(jié)能，越來越為實(shí)際工程青睞。其一般工藝如下:

上游水體→上游取水口→生態(tài)礫石床→多段植物碎石床→上游水體。

3.3.3 微生物修復(fù)應(yīng)用

微生物修復(fù)是利用微生物的新陳代謝作用凈化水質(zhì)的環(huán)保型工藝。主要是培養(yǎng)水體原生微生物、接種外來的特種微生物，以及投加促進(jìn)微生物繁殖的藥劑等來實(shí)現(xiàn)凈化水質(zhì)。但水中微生物的生理活性易受制于外界環(huán)境。采用固定水中游離微生物方式能夠促進(jìn)微生物的快速繁殖，促進(jìn)水中氮磷物質(zhì)的去除。但微生物法的局限性表現(xiàn)在微生物的專一性，需長(zhǎng)期馴化，生長(zhǎng)環(huán)境嚴(yán)苛。

3.3.4 生態(tài)岸帶修復(fù)

生態(tài)岸帶修復(fù)是多學(xué)科交叉的河岸管理工藝。在整治黑臭水體的過程中，通過河岸周邊植物對(duì)流經(jīng)水體的吸附截留作用，河道水體水質(zhì)得以改善。生態(tài)護(hù)岸因其促進(jìn)水體下滲、維持水循環(huán)、防止水土流失、促進(jìn)生物多樣性、調(diào)節(jié)河溪湖泊微氣候而被廣泛應(yīng)用于海綿城市中。具有一定寬度的河岸帶具有過濾、吸附、沉積、吸收和削弱污染物毒性等功能，優(yōu)化進(jìn)入地下的水體的水質(zhì)。1980年Lowrance等發(fā)現(xiàn)通過河岸帶植被的過濾等作用可以有效降解水質(zhì)氮磷物質(zhì)，并且被河岸植被帶過濾直流吸附的含氮量為進(jìn)入到河流中的6倍，并且被生態(tài)河岸帶截流過濾的水中污染物得到植物根際微生物的降解。生態(tài)駁岸兼具削減進(jìn)入水體中的污染物質(zhì)、提升水質(zhì)、美化自然環(huán)境的功能。

生態(tài)岸帶生態(tài)修復(fù)機(jī)理主要是微生物以及動(dòng)植物的生殖活動(dòng)以及過濾凈化匯集等共同作用。河流濱岸帶為水中動(dòng)植物提供正常生活、生長(zhǎng)、覓食、繁衍的場(chǎng)所和生存條件，從而在駁岸帶形成生物群落和促進(jìn)生態(tài)循環(huán)。河流河道作為水中污染物質(zhì)流動(dòng)的載體以及生物活動(dòng)的渠道，而水體流動(dòng)促進(jìn)了水和水中動(dòng)植物的交換，而其他類型的生物群系流動(dòng)于河流濱岸帶進(jìn)行。河流各個(gè)方向的通道使得水中動(dòng)植物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以向各方向移動(dòng)，而營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)由于濃度差的流動(dòng)過程吸收了大量物質(zhì)、生物等。河流濱岸帶相當(dāng)于大型過濾凈化器，其過濾吸附攔截功能減少了水中沉積物的流動(dòng)，例如呈現(xiàn)出過濾凈化作用的河往往是河道寬闊、水動(dòng)力充足、流動(dòng)性好的河流。河流河道的寬度和聯(lián)系性關(guān)系著河流水體中物質(zhì)的流入輸出、轉(zhuǎn)移、過濾或者消失。在整個(gè)河流流域范圍內(nèi)，駁岸帶聯(lián)系著水體的各個(gè)生態(tài)群落的棲息地，匯集整個(gè)河流流域并提供物質(zhì)。

在規(guī)劃河流濱岸帶時(shí)，應(yīng)因地制宜、統(tǒng)籌兼顧、放眼全局、充分利用水流及原生生物，結(jié)合先進(jìn)的工程技術(shù)和管理措施整治河流污染，恢復(fù)生態(tài)。

4 結(jié)語

物理法、化學(xué)方法、生物—生態(tài)修復(fù)法都在城市黑臭水體治理中扮演著重要角色，而人工曝氣增氧的方法可以促進(jìn)水體中氨氮的去除，增加水中溶解氧的含量，改善底泥環(huán)境，凈化水質(zhì)。

在城市飛速發(fā)展的如今，黑臭水體治理工程任重而道遠(yuǎn)。在整治黑臭水體過程中，首先我們必須實(shí)事求是，積極調(diào)研，與時(shí)俱進(jìn)，因地制宜，根據(jù)河流的實(shí)際水質(zhì)情況，對(duì)癥下藥，標(biāo)本兼治，一河一策，多技術(shù)多工藝結(jié)合，切忌以偏概全?；谕λ∷人参镆约拔⑸飦碇卫沓鞘泻诔羲w，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，迅速恢復(fù)黑臭水體河道的生態(tài)系統(tǒng)，建成生態(tài)宜居，幸福美麗的城市。

聲明：本文所用圖片、文字來源《山西建筑》2021年3月，版權(quán)歸原作者所有。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請(qǐng)與本網(wǎng)聯(lián)系刪除

相關(guān)鏈接：標(biāo)準(zhǔn)，硫化氫，生物，微生物