江河、湖泊等水體可以為城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村提供飲用水源以及水運(yùn)交通之利,對(duì)城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村的存在形態(tài)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。然而,城鄉(xiāng)水體歷來(lái)被人們認(rèn)為是生活污水、工業(yè)廢水的排污場(chǎng)所。并且隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展及人口的不斷增長(zhǎng),水體污染問(wèn)題日益嚴(yán)重,引起了人們?cè)絹?lái)越廣泛的關(guān)注。
從上世紀(jì)80年代起,隨著我國(guó)改革開(kāi)放力度的不斷加大,我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了持續(xù)高速發(fā)展階段。這導(dǎo)致各地在大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)時(shí)往往以犧牲環(huán)境為代價(jià),大量工業(yè)廢水經(jīng)簡(jiǎn)單處理甚至不處理就和生活污水就近排入河道,走上了先污染后治理的老路,重蹈了西方國(guó)家的覆轍。到20世紀(jì)90年代中,日趨嚴(yán)重的河流污染問(wèn)題引起了全國(guó)各級(jí)政府和百姓的關(guān)注,許多城市斥資對(duì)河流展開(kāi)大規(guī)模整治。1999年我國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)顯示:我國(guó)141個(gè)國(guó)控城市河段中有63.8%的城市河段水質(zhì)為Ⅳ類到劣Ⅴ類。到目前為止,據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)80%以上的城市河流受到了污染。全國(guó)各種工業(yè)廢水和生活污水日排放超過(guò)2億t,城市河流污染種類雜多,包括:有機(jī)污染、重金屬污染、酸堿污染等。南方城市缺水量的60%~70%是由水污染造成的,90%以上的城市地表水域受到嚴(yán)重污染,超過(guò)10000km的城市河段喪失了Ⅴ類水的最基本使用功能,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化。
根據(jù)《城市黑臭水體整治工作指南》,城市黑臭水體是指城市建成區(qū)內(nèi),呈現(xiàn)令人不悅的顏色和(或)散發(fā)令人不適氣味的水體的統(tǒng)稱。Lazaro(1979)指出河流黑臭現(xiàn)象其實(shí)是一種生物化學(xué)現(xiàn)象,即水體中有機(jī)物的分解。大量有機(jī)污染物進(jìn)入水體,微生物借此迅速大量繁殖,而這一過(guò)程中厭氧細(xì)菌產(chǎn)生的甲硫醇(CH3SH)、硫化氫(H2S)和氨(NH3),好氧細(xì)菌產(chǎn)生的喬司脒(geosmin)和2-甲基異嵌醇(2-MIB)是臭水河的主要臭味來(lái)源。從感官上可以將水域的水質(zhì)表現(xiàn)劃分為黃(灰)綠無(wú)臭、灰褐微臭、黑臭、深黑惡臭4級(jí)。
臭水河中的污染物來(lái)源可分為三部分,一是外源污染;二是內(nèi)源污染(底泥污染);三是水體中的污染,這三者之間相互關(guān)聯(lián)并保持動(dòng)態(tài)平衡。水體的外源污染主要來(lái)源沿岸的點(diǎn)源污染排放、地表徑流和上游的過(guò)境污染。水體中的污染顆粒會(huì)沉降在底泥表面并且底泥污染物也會(huì)向水體中釋放,最終形成一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。外源污染物又可分為點(diǎn)源和非點(diǎn)源兩大類:①點(diǎn)源污染。其主要是指以管道等方式集中排放污染物的污染源,主要包括工業(yè)廢水、固體廢物處理廠等。因其排放污染源性質(zhì)、排放量和排放方式不同,其對(duì)水體的影響也不同;②非點(diǎn)源污染。通常指點(diǎn)源污染以外的污染源。主要指降水和徑流過(guò)程中把大氣和地表中溶解和固體污染物帶入水域而造成污染的污染源。其具有以下幾個(gè)特質(zhì):沒(méi)有固定的發(fā)生地點(diǎn);污染物的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有固定的時(shí)間和空間;污染物受氣候、地形、植被、土壤和人為活動(dòng)等綜合影響;無(wú)法像點(diǎn)源污染那樣采取集中處理的方法控制。
就臭水河而言,非點(diǎn)源污染有以下幾個(gè)例子:①城鎮(zhèn)地表徑流。主要是指在降水過(guò)程中,所形成的徑流沖刷建筑物、街道、草坪、工廠和住宅區(qū)以及其他透水或不透水地面,使各種污染物直接或間接流入河道;②農(nóng)田地表徑流。來(lái)自農(nóng)田的污染源有泥沙、氮磷化肥、農(nóng)藥等,而農(nóng)田在地表分布廣泛,是非點(diǎn)源污染的重點(diǎn)控制類型。
(1)工業(yè)污染物源頭減排:①以循環(huán)經(jīng)濟(jì)為核心的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方針政策;②推行清潔生產(chǎn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中污染物減排;③對(duì)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行調(diào)整升級(jí)和改造。
(2)滯留減排系統(tǒng)。針對(duì)城市建成區(qū)域硬化面積擴(kuò)張,減少了雨水下滲的途徑,導(dǎo)致徑流匯流時(shí)間降低,最終導(dǎo)致建成區(qū)積水內(nèi)澇。為解決這一問(wèn)題,開(kāi)發(fā)了一種新型植被淺溝雨水徑流處理技術(shù),當(dāng)?shù)乇韽搅饔晁M(jìn)入淺溝后沿坡向流動(dòng),可通過(guò)滯留、植被過(guò)濾、吸附作用對(duì)徑流進(jìn)行凈化,部分聚集于淺溝底部的徑流雨水通過(guò)下滲進(jìn)入滲排管周圍的濾料層,過(guò)濾后的徑流雨水再經(jīng)滲排管排入水體或其他設(shè)施。由于淺溝底部埋置了滲排管,淺溝的過(guò)濾和滲透能力得到了顯著的提高,且占地面積小、截污能力強(qiáng),適用于住宅區(qū)域的徑流污染控制系統(tǒng),對(duì)暴雨徑流的削減可達(dá)72.62%~79.75%,并能對(duì)雨水徑流中的顆粒污染物和部分溶解性污染物進(jìn)行深度處理。
(3)農(nóng)田徑流生態(tài)攔截技術(shù)。主要包括水塘、濕地、布置水窖技術(shù)。人工水塘技術(shù)是在人工開(kāi)挖建造的水塘中種植大型水生生物以增加水流與生物膜的接觸,有利于懸浮顆粒和有機(jī)物的去處。人工濕地技術(shù)是一種人為將污水有控制的引流到種有水生生物的土地上,用不同的方式控制停留時(shí)間并使其沿著一定方向流動(dòng),通過(guò)過(guò)濾、沉降、植物吸收、微生物分解等來(lái)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化的生物處理技術(shù)。而布置水窖則多用于南方,如云南等地。沿田間溝渠布設(shè)多個(gè)水窖,當(dāng)暴雨通過(guò)田間溝渠時(shí)進(jìn)行截留,以減少農(nóng)田徑流攜氮磷等污染物進(jìn)入下游水體,同時(shí)又可實(shí)現(xiàn)水資源的再利用。
(4)底泥疏挖工藝。將底泥從水下疏挖后輸送到岸上,有管道輸送和駁船輸送兩種方式。管道輸送工作連續(xù),生產(chǎn)效率高,當(dāng)含泥率低時(shí)可長(zhǎng)距離輸送,輸泥距離超過(guò)挖泥船排距時(shí),還可加設(shè)接力泵站。采用管道輸送泥漿并加設(shè)接力泵船的疏挖施工工藝。駁船為間接輸送,將挖泥船挖出的泥裝入駁船,運(yùn)到岸邊,再用抓斗或泵將泥排出,這種運(yùn)泥方式工序繁雜,生產(chǎn)效率較低,一般用于含泥量高或輸送距離長(zhǎng)的場(chǎng)合。絞吸式挖泥船能夠?qū)⑼诰?、輸送、排出等疏浚工序一次完成,在施工中連續(xù)作業(yè),它通過(guò)船上離心式泥泵的作用產(chǎn)生一定真空把挖掘的泥漿經(jīng)吸泥管吸入、提升,再通過(guò)船上輸泥管排到岸邊堆泥場(chǎng)或底泥處理廠,是一種效率較高的疏挖工藝流程。
(1)化學(xué)絮凝技術(shù)。化學(xué)絮凝處理是通過(guò)投放化學(xué)藥劑去除水體污染物以達(dá)到凈化水質(zhì)的方法。對(duì)于污染嚴(yán)重的水體如臭水河的治理,這一方法的快速、高效顯示了其一定的優(yōu)越性。但化學(xué)藥劑的效果容易受水體環(huán)境變化的影響,且必須考慮其對(duì)水生生物的毒性以及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的二次污染,因此這種技術(shù)的應(yīng)用有很大的局限性,一般只作為臨時(shí)應(yīng)急措施使用。
(2)生物/生態(tài)技術(shù)。這類技術(shù)主要是利用微生物、植物的生命活動(dòng),對(duì)水體中懸浮顆粒污染物的攔截、吸附和有機(jī)污染物的降解、轉(zhuǎn)化,最大限度恢復(fù)水體自凈能力,使水質(zhì)得到凈化并恢復(fù)其水生生態(tài)系統(tǒng)。這類技術(shù)具有處理效果好、工程造價(jià)低、能耗低、運(yùn)行成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)不用向水體投放藥劑,不會(huì)形成二次污染并可以與綠化環(huán)境及景觀改善相結(jié)合,創(chuàng)造人與自然相融合的優(yōu)美環(huán)境。
(1)綜合調(diào)水。綜合調(diào)水能有效改善臭水河的自凈能力,有利于水體中有機(jī)污染物的擴(kuò)散和降解。在進(jìn)出水體河口建設(shè)雙向水閘,在確保防汛安全的前提下,實(shí)施綜合調(diào)水方案,改善水體及其支流水質(zhì),滿足景觀和親水要求。
(2)閘壩改造技術(shù)。通過(guò)閘壩改變?nèi)牒又Я魉W(xué)特性,控制科學(xué)合理的水位和水量,強(qiáng)化水體的復(fù)氧作用,提高有機(jī)污染物的降解速率,改善臭水河水質(zhì)。橡膠壩具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、運(yùn)行管理方便、景觀效果好、利于行、泄洪等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)水流溢過(guò)壩體時(shí)會(huì)產(chǎn)生水跌、紊動(dòng)而進(jìn)行曝氣,水中DO含量會(huì)明顯提高,有助于有機(jī)污染物的降解。
從總體上來(lái)講,我國(guó)水體污染問(wèn)題較世界其他國(guó)家更為嚴(yán)重且水體污染的原因復(fù)雜,導(dǎo)致我國(guó)水體黑臭嚴(yán)重,治理任務(wù)相當(dāng)艱巨。因此我們應(yīng)有科學(xué)、系統(tǒng)的治理思路,不能陷入“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”的誤區(qū),要尊重自然規(guī)律。這樣才能恢復(fù)我國(guó)的“綠水青山”,奠定可持續(xù)發(fā)展之基。