黑臭水體評(píng)價(jià)及治理方法

摘要：隨著城市建設(shè)及城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市河道的水體黑臭現(xiàn)象已經(jīng)成為城市水環(huán)境中普遍存在的問題。本文主要從物理指標(biāo)和化學(xué)指標(biāo)兩個(gè)方面介紹了黑臭水體的評(píng)價(jià)體系，然后在此基礎(chǔ)上從外源減排、內(nèi)源治理、水質(zhì)凈化、補(bǔ)水活水等技術(shù)方面講述了黑臭水體的治理方法，結(jié)果表明，黑臭水體情況因地而異，各地目前沒有一個(gè)統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為此，如何制定一個(gè)科學(xué)有效的黑臭水體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系并基于此選擇有效的治理方法來提升公眾的滿意度是今后的研究重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：黑臭水體，評(píng)價(jià)，治理

中圖分類號(hào)：X52??????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡(jiǎn)介：張玲（1987- ），女，講師，碩士，研究方向：遙感技術(shù)應(yīng)用。

1?引言

隨著城市建設(shè)及城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市水環(huán)境問題日益突出。近年來，我們城市河道的水污染現(xiàn)象也越來越嚴(yán)重，如江蘇南京的秦淮河等，城市河道的水體黑臭現(xiàn)象已經(jīng)成為城市水環(huán)境中普遍存在的問題。黑臭水體作為一種特殊水質(zhì)的水體，既影響了市容，又破壞了城市環(huán)境，對(duì)人民的身體健康造成了一定的危害。所謂黑臭水體評(píng)價(jià)，就是按照某種方法，對(duì)水體的各項(xiàng)指標(biāo)如物理、化學(xué)和生物指標(biāo)等進(jìn)行定量描述。

早在20世紀(jì)30年代就有國(guó)外學(xué)者研究黑臭水體，研究方向主要集中在水體發(fā)生黑臭的機(jī)理上，如Hishida在1988年指出，由于河道水流不暢導(dǎo)致水體中藻類濃度過高以及喬司脒的產(chǎn)生，是造成水體黑臭的直接原因[1];在2014年，Kutovaya研究指出揮發(fā)性有機(jī)硫化物是導(dǎo)致黑臭的主要物質(zhì)[2]。我國(guó)學(xué)者從20世紀(jì)80年代開始研究黑臭水體，也主要側(cè)重于形成機(jī)理分析及評(píng)價(jià)。早在1983年，羅紀(jì)旦等通過實(shí)驗(yàn)證明腐殖質(zhì)和富里酸是主要致黑物質(zhì)，可用腐殖質(zhì)含量來衡量水體發(fā)黑程度[3];隨后，駱夢(mèng)文在1986年指出黃浦江水體呈現(xiàn)黑臭現(xiàn)象的主要原因是有機(jī)物污染、熱污染以及底泥污染[4];2006年，程江等用溶解氧、氨氮、生化需氧量、水溫、化學(xué)耗氧量五個(gè)基本水質(zhì)指標(biāo)，構(gòu)建了平原河網(wǎng)地區(qū)河流水體黑臭預(yù)評(píng)價(jià)體系[5]。由此看來，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)黑臭水體進(jìn)行了研究，但是由于黑臭水體的形成原因比較復(fù)雜，受個(gè)人主觀的影響也比較大，因此，目前還沒有制定出統(tǒng)一的黑臭水體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。本文對(duì)現(xiàn)有的黑臭水體評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了總結(jié)，詳細(xì)闡述了黑臭水體的評(píng)價(jià)方法及治理舉措，為進(jìn)一步進(jìn)行環(huán)境整治提供了參考依據(jù)。

2?黑臭水體評(píng)價(jià)方法

2.1 物理指標(biāo)法

物理指標(biāo)法也稱之為感官指標(biāo)評(píng)價(jià)法，該評(píng)價(jià)方法是從黑臭水體的概念出發(fā)來進(jìn)行評(píng)價(jià)。2016年，國(guó)家發(fā)布的《城市黑臭水體整治工作指南》中描述，城市黑臭水體為城市建成區(qū)內(nèi)的水體，也就是居民身邊的黑臭水體。根據(jù)百姓的實(shí)際感觀判斷，從“黑”和“臭”兩種感官體驗(yàn)來描述城市黑臭水體，即呈現(xiàn)令人不悅的顏色和（或）散發(fā)令人不適氣味的水體。為此，該方法根據(jù)水體的感官特征對(duì)河流水質(zhì)污染情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。該方法能夠更直接地反映出黑臭水體的情況，但是此種方法主觀性比較強(qiáng)。

2.2 化學(xué)指標(biāo)法

化學(xué)指標(biāo)法主要是基于水質(zhì)的化學(xué)指標(biāo)參數(shù)來進(jìn)行評(píng)價(jià)，本文介紹的化學(xué)指標(biāo)法主要有多元線性回歸模型、黑臭多因子加權(quán)指數(shù)模型、有機(jī)污染指數(shù)模型、綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)模型等。

（1）多元線性回歸模型

胡榮梅等人使用多元線性回歸方法建立了無錫市運(yùn)河黑臭評(píng)價(jià)模型[6]。該模型中用黑臭指數(shù)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行定量分析，然后用多元非線性回歸模型來描述黑臭指數(shù)與多個(gè)水質(zhì)參數(shù)（溶解氧、化學(xué)溶解氧、水溫）之間的關(guān)系，進(jìn)而根據(jù)所建立的多元線性回歸模型水質(zhì)參數(shù)直接判斷出是否為黑臭水體。多元線性回歸模型具體如下：

該多元線性回歸模型可以為水質(zhì)有機(jī)污染預(yù)報(bào)或者為以防治黑臭水體為目標(biāo)的水質(zhì)規(guī)劃提供技術(shù)支撐。

（2）黑臭多因子加權(quán)指數(shù)模型

該模型是根據(jù)上海地區(qū)的水質(zhì)特征提出的[7]，其考慮到引起河道黑臭的因素很多，因此，在建立黑臭多因子加權(quán)指數(shù)模型時(shí)考慮了多個(gè)因素，即化學(xué)耗氧量、氨氮、溶解氧、溶解氧實(shí)測(cè)值與實(shí)測(cè)水溫時(shí)溶解氧飽和值之百分比等，具體公式如下：

式中，I為黑臭指數(shù)，?CODMN 為高錳酸鉀法測(cè)定的化學(xué)需氧量，NH3-N為氨氮濃度，DO飽為DO實(shí)測(cè)值與實(shí)測(cè)水溫時(shí)DO飽和值之百分比。

該模型中，當(dāng)黑臭指數(shù)大于15時(shí)，水體出現(xiàn)黑臭，根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)研結(jié)果顯示，該模型能比較全面地反映水體黑臭程度。

（3）有機(jī)污染指數(shù)模型

該模型考慮到河水污染主要是由有機(jī)污染引起的，因此其建立的是黑臭指數(shù)與有機(jī)污染物（生化需氧量、溶解氧、氨氮、化學(xué)耗氧量）之間的關(guān)系，進(jìn)而根據(jù)所建立的有機(jī)污染指數(shù)模型判斷出是否為黑臭水體污染。該有機(jī)污染指數(shù)模型[8]具體如下：

當(dāng)黑臭指數(shù)居于2-4時(shí)，水體屬于輕度污染，當(dāng)黑臭指數(shù)大約4時(shí)，屬于重度污染。

（4）綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)模型

該模型是徐祖信（2005）綜合考慮了生化需氧量、溶解氧、氨氮、化學(xué)耗氧量、總體磷的單因子水質(zhì)指數(shù)提出的，其最終得到河流總體的綜合水質(zhì)類別[9]。該模型可以比較綜合地考慮河流的綜合水質(zhì)信息，計(jì)算方便，結(jié)果直觀，可以為進(jìn)一步進(jìn)行水質(zhì)優(yōu)劣評(píng)價(jià)提供參考。

式中，X1為河流的綜合水質(zhì)類別，X2為在X1類水質(zhì)變化區(qū)間內(nèi)，綜合水質(zhì)的位置。X3為比水環(huán)境功能區(qū)目標(biāo)差的單項(xiàng)指標(biāo)個(gè)數(shù)，X4位為水體功能區(qū)與綜合水質(zhì)比較的結(jié)果。

該模型是根據(jù)的值來判斷綜合水質(zhì)類型。當(dāng)該值處于1-2時(shí)，綜合水質(zhì)類型為Ⅰ類當(dāng)該值處于2-3時(shí)，是Ⅱ類，當(dāng)該值處于3-4時(shí)，是Ⅲ類，當(dāng)該值 4-5時(shí)是Ⅳ類，當(dāng)該值處于5-6時(shí)，是Ⅴ類，當(dāng)該值處于6-7時(shí)，是劣Ⅴ類，但是不黑臭，當(dāng)該值處大于7時(shí)，是劣Ⅴ類，且黑臭。

3?黑臭水體的治理方法

目前黑臭水體的治理方法很多，主要分為幾大類，即外源減排、內(nèi)源治理、水質(zhì)凈化、補(bǔ)水活水等[10]。

3.1 外源減排

外源減排類別主要保留截污納管和面源控制兩種技術(shù)。對(duì)于截污納管技術(shù)而言，該技術(shù)主要是鋪設(shè)截流管線，設(shè)置提升泵房，在此基礎(chǔ)上，將污染統(tǒng)一收集到城市污染處理系統(tǒng)中，該方法能將黑臭水體與城市污水系統(tǒng)融合為一個(gè)系統(tǒng)，但是采用該方法處理黑臭水體時(shí)，花費(fèi)太高，投資金額較大，實(shí)施難度也較大，這樣也會(huì)影響水體功能。面源控制技術(shù)主要是結(jié)合海綿城市建設(shè)的相關(guān)技術(shù)，控制下雨時(shí)雨水中所攜帶的污染物，但是該方法的工程量相對(duì)較大，受地形制約影響范圍過大。

3.2 內(nèi)源治理

內(nèi)源治理主要包括清淤疏浚和水生殘?bào)w清理兩個(gè)方面。對(duì)于清淤疏浚而言，該技術(shù)主要是側(cè)重于底泥中的污染物，采用機(jī)械或者水體力量的方法將底泥中的污染物清理出來，從而降低了污染物的內(nèi)源負(fù)荷。在采用該方法進(jìn)行黑臭水體治理時(shí)，底泥污染物的深度難以控制，且底泥的處理難度較大，比較容易出現(xiàn)二次污染。

3.3 水質(zhì)凈化

水質(zhì)凈化主要分為人工增氧、絮凝沉淀、微生物強(qiáng)化凈化和人工濕地等。人工增氧主要是通過提升水體溶解氧水平來抑制厭氧分解。通常情況下，提升水體溶解氧的方法主要有人工曝氣充氧、跌水、噴泉等。該方法適用于重度的黑臭水體，容易對(duì)水體行洪造成影響，進(jìn)而影響電能。絮凝沉淀主要是通過在水體中投放絮凝劑，使水體污染物快速沉淀，該方法不適合大面積使用，且必須在水體外進(jìn)行，技術(shù)成本比較高。微生物強(qiáng)化凈化主要是通過人工方式對(duì)微生物進(jìn)行降解，加速污染物的分解和轉(zhuǎn)化，該方法不適合大規(guī)模應(yīng)用。人工濕地主要適用于水體連通不好的水體，該方法旨在水中建立一個(gè)微生態(tài)系統(tǒng)來凈化水質(zhì)。

3.4 補(bǔ)水活水

該方法主要是通過活水循環(huán)和清水補(bǔ)給兩種方法進(jìn)行?；钏h(huán)的運(yùn)營(yíng)成本較高，實(shí)施難度大，其主要是采用加強(qiáng)水循環(huán)動(dòng)力的方法凈化水質(zhì)。清水補(bǔ)給主要是引用合適的水源，該方法要求必須在水源附件有適宜的水源，且必須對(duì)水質(zhì)進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。

4 結(jié)論與建議

城市黑臭水體現(xiàn)已成為公眾關(guān)心的“民生工程”，黑臭水體評(píng)價(jià)體系因地而異，各地目前沒有一個(gè)統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為此，如何制定一個(gè)科學(xué)有效的黑臭水體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系并基于此選擇有效的治理方法來提升公眾的滿意度是今后的研究重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]Hishida?Y， Ashitani?K， Fujiwara K. Occurrence of musty odor in the Yodo?River[J].Waterence?& Technology，2011（20）：193-196.

[2]Kutovaya?O A， Watson S B. Development and application of a molecular assay to detect and monitor geosmin-producing cyanobacteria and actinomycetes in the Great Lakes[J].Journal of Great Lakes Research，2014（02）：404-414.

[3]羅紀(jì)旦，方柏容.黃浦江水體黑臭問題研究[J].上海環(huán)境科學(xué)，1983（05）：7-9.

[4]駱夢(mèng)文.黃浦江水體黑臭的由來[J].上海環(huán)境科學(xué)，1986（05）：32+38.

[5]程江，吳阿娜，車越，等.平原河網(wǎng)地區(qū)水體黑臭預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)關(guān)鍵指標(biāo)研究[J].中國(guó)給水排水，2006（09）：18-22.

[6]胡榮梅，鞠華.蘇南太湖地區(qū)主要城市水環(huán)境污染綜合防治研究（下）[J].環(huán)境科學(xué)，1986（05）：16-25+96.

[7]方宇翹，張國(guó)瑩.蘇州河水的黑臭現(xiàn)象研究[J].上海環(huán)境科學(xué)，1993（12）：21-26.

[8]阮仁良，黃長(zhǎng)纓.蘇州河水質(zhì)黑臭評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)的探討[J].上海水務(wù)，2002（03）：32-36.

[9]徐祖信.我國(guó)河流綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評(píng)價(jià)方法研究[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005（04）：482-488.

[10]杜鼎.湘潭市典型黑臭水體整治效果及評(píng)價(jià)體系研究[D].湖南科技大學(xué)，2018.

Abstract：With the rapid development of urban construction and urban economy， black and smelly water in urban watercourses has become a common problem in urban water environment.This article mainly introduced the water evaluation system from two aspects of physical and chemical indicators black smelly， and talked about the story of black smelly water treatment method from exogenous emissions reduction， and internal governance， water purification， water filling water technology.The results showed that the black smelly water situation varies from place to place， there is no an unified evaluation standard everywhere.therefore， how to formulate a scientific and effective black smelly water evaluation standard system and select effective governance based on the method to improve the public satisfaction is the research emphasis in the future.

Key words：Black and smelly water;Evaluation;Treatment