城市黑臭水體成因、危害評(píng)估及防治措施研究

周春艷 翟元清

遼寧北方陸海環(huán)境檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)有限公司 遼寧營(yíng)口 115000

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，大量農(nóng)村人口涌入城市，城市呈飛速擴(kuò)張狀態(tài)。城市污水亂排濫放以及地下污水管網(wǎng)混亂等歷史遺留問題也隨之爆發(fā)出來。作為這些問題爆發(fā)產(chǎn)生的主要水體污染，黑臭水體對(duì)城市居民的生活質(zhì)量造成了極大的負(fù)面影響。解決黑臭水體問題刻不容緩。本研究探討了黑臭水體的產(chǎn)生原因以及治理方法，為水體環(huán)境損害評(píng)估提供了基礎(chǔ)。

1 城市黑臭水體產(chǎn)生原因

城市生活廢水濫排為河流帶入過量的有機(jī)物、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素。河流內(nèi)的微生物和植物大量生長(zhǎng)消耗了大量的氧氣，導(dǎo)致河流溶解氧含量過低產(chǎn)生大量黑臭物質(zhì)是導(dǎo)致城市黑臭水體的重要因素。而有機(jī)物富集在水體表面形成的有機(jī)物膜會(huì)阻礙水氣界面交換，從而加劇水體黑臭，形成惡性循環(huán)[1]。

河流水量不足，流動(dòng)性差，河岸帶硬質(zhì)化等原因造成的水動(dòng)力學(xué)條件不足也是導(dǎo)致河流水體黑臭的原因。河流水流不暢會(huì)導(dǎo)致污染物難以擴(kuò)散，造成局部水體藻類濃度偏高，造成水體黑臭。同時(shí)污泥淤積導(dǎo)致的河床上升，外來生物入侵以及攔河壩的修建等多種影響河流流動(dòng)性的因素俊輝導(dǎo)致水動(dòng)力學(xué)條件變化，影響水體污染物擴(kuò)散，造成水體環(huán)境惡化。同時(shí)河岸帶硬質(zhì)化、河道渠道化等人工措施會(huì)影響水體循環(huán)，阻礙地表水和地下水之間的連通作用，影響水體自凈能力。

2 城市黑臭水體的危害

城市黑臭水體對(duì)環(huán)境的危害首先體現(xiàn)在黑臭水體對(duì)水體水質(zhì)以及水體底質(zhì)的污泥影響[2]。黑臭水體會(huì)嚴(yán)重影響水體底質(zhì)污泥，對(duì)水體的使用價(jià)值和生態(tài)功能造成極大的負(fù)面影響。城市污水一般含有過量的N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素，這些營(yíng)養(yǎng)元素會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，造成大量細(xì)菌微生物滋生。嚴(yán)重影響水體溶解氧含量。在厭氧條件下微生物和細(xì)菌的分解作用會(huì)產(chǎn)生大量的腐殖質(zhì)和氨氣，導(dǎo)致水體發(fā)黑發(fā)臭，形成黑臭水體[3]。

微生物和細(xì)菌在黑臭水體中會(huì)持續(xù)發(fā)生厭氧反應(yīng)，不僅會(huì)造成城市黑臭水體的惡性循環(huán)，還會(huì)在并釋放出有毒有害物質(zhì)，對(duì)人體造成一定刺激，對(duì)黑臭水體附近的城市居民的身心健康造成負(fù)面效果。研究表明，城市黑臭水體會(huì)對(duì)周邊人群造成極大的負(fù)面影響，其輻射范圍高達(dá)200m，主要污染為細(xì)菌污染和真菌污染。

城市水體是城市生態(tài)環(huán)境調(diào)節(jié)不可或缺的一環(huán)，它不僅接納城市污水，還兼具美化城市環(huán)境，豐富城市生活，優(yōu)化城市空氣的效果。但城市水體轉(zhuǎn)變?yōu)楹诔羲w后，不僅失去了水體自凈能力和生態(tài)調(diào)節(jié)能力，反而會(huì)對(duì)城市生態(tài)環(huán)境造成極大的負(fù)面影響，同時(shí)因?yàn)槠鋹盒匝h(huán)還會(huì)導(dǎo)致更多的黑臭水體的發(fā)生。如果不對(duì)城市黑臭水體進(jìn)行修復(fù)將其治理恢復(fù)，那么城市黑臭水體將不斷惡化，黑臭水體將對(duì)城市生態(tài)平衡造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。城市水體還具有城市景觀效應(yīng)，為城市生活的居民提供休閑娛樂的場(chǎng)所，黑臭水體對(duì)人體感官的沖擊嚴(yán)重影響了城市居民的生活，破壞了城市風(fēng)貌，阻礙了城市的發(fā)展的同時(shí)，還惡化了周邊的生態(tài)環(huán)境[4]。

3 城市黑臭水體治理方法

控源截污技術(shù)主要針對(duì)污水排放比較集中的城市區(qū)域。它是先進(jìn)源頭治理黑臭水體最為有效的技術(shù)之一。通過對(duì)改造河流沿岸的污水管道進(jìn)行建設(shè)和改造，將污水截流，讓其在排入河流之前首先進(jìn)入污水收集和處理系統(tǒng)，可以從源頭減少城市污水對(duì)河流的污染，是目前黑臭水體治理效果最顯著的措施。

內(nèi)源治理是從根本上改造城市黑臭水體的方法。內(nèi)源治理主要通過一系列物理化學(xué)技術(shù)，改善黑臭水體水質(zhì)和底質(zhì)，主要包括物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)以及生物修復(fù)技術(shù)。其中物理修復(fù)技術(shù)主要包括底泥原位掩蔽技術(shù)、垃圾清理、生物殘?bào)w及漂浮物清理和清淤疏浚等多種針對(duì)河流底泥和懸浮物的技術(shù)，通組織底泥污染物向河道水體釋放。

生態(tài)修復(fù)的原理是利用植物、微生物或植物-微生物聯(lián)合系統(tǒng)，降解水體中的污染物過程，它在修復(fù)環(huán)境生態(tài)的同時(shí)不會(huì)造成二次污染，是一種理想的黑臭水體修復(fù)技術(shù)。生態(tài)修復(fù)在城市環(huán)境修復(fù)過程中主要包括生物膜技術(shù)、生態(tài)浮島和人工濕地。生物膜技術(shù)主要利用的是微生物在載體上生長(zhǎng)所形成的生物膜對(duì)水體進(jìn)行凈化，目前很多生態(tài)材料都被應(yīng)用于載體，如碎石、纖維、塑料等，微生物在載體上由內(nèi)向外生長(zhǎng)，包括厭氧層、兼性厭氧層和好氧層，水體污染物在生物膜不同區(qū)域進(jìn)行降解。生物膜技術(shù)對(duì)有機(jī)污染物濃度較高的水體，具有較好的治理效果，其處理效率高，修復(fù)效果好，運(yùn)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單占地面積小，操作簡(jiǎn)單投資成本低，因此而受到人們的重視，并加以實(shí)踐應(yīng)用到治理。生態(tài)浮島是利用無土栽培技術(shù)，在黑臭河中種植適宜環(huán)境生長(zhǎng)的水生植物和陸生植物，采用可漂浮材料作為基質(zhì)或載體，設(shè)計(jì)的人工生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)浮島采用竹子、木材、泡沫和塑料等材料構(gòu)成框架和浮床，經(jīng)過水下固定，在浮床上利用無土栽培技術(shù)種植適宜環(huán)境生長(zhǎng)的水生植物和陸生植物。人工濕地是一種人為設(shè)計(jì)的由基質(zhì)、植物和微生物組成生態(tài)系統(tǒng)，其作用原理主要包括吸附、沉淀、氧化還原、微生物分解等。其中，植物是人工濕地系統(tǒng)的靈魂，在水體凈化中起關(guān)鍵性作用。植物不僅可以利用根部吸收水體中的污染物質(zhì)，還能為微生物提供作用場(chǎng)所，而微生物是系統(tǒng)中不可缺少的一部分，它不僅在降解有機(jī)物中扮演中重要的角色，還與植物之間存在聯(lián)合作用效應(yīng)。人工濕地在水量水質(zhì)變化不大的城市廢水治理中，被大量推廣，其不僅可以起到廢水治理的作用，還能美化城市風(fēng)景。人工濕地技術(shù)具有較強(qiáng)的污染物去除能力，出水水質(zhì)好，節(jié)省建造和運(yùn)行的費(fèi)用，管理簡(jiǎn)便，不使用化學(xué)藥劑，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，是一種真正意義上的綠色可持續(xù)發(fā)展的水體治理手段，因此國(guó)內(nèi)外己將人工濕地技術(shù)作為治理黑臭河流的技術(shù)手段之一。