城市河流水污染治理與修復(fù)技術(shù)研究

王 娟，甘祝名

（安徽國信環(huán)境保護(hù)工程研究院有限公司，安徽 合肥 230000）

城市河流在城市中具有重要地位，是城市水資源的重要來源之一，能夠?qū)Τ鞘泄┧a(chǎn)生一定影響。除此之外，城市河流也是城市的重要景觀，城市河流污染會(huì)影響人們的生活質(zhì)量。因此，我們需要對(duì)城市河流水污染進(jìn)行治理與修復(fù)，原位修復(fù)指的是在不替換水資源或轉(zhuǎn)移污染區(qū)域的前提下，將水資源情況進(jìn)行復(fù)位，這樣既節(jié)省了大量人力、物力成本，又有效治理了水資源，是城市河流污染治理與修復(fù)的主要發(fā)展趨勢(shì)。

1 城市河流水污染成因

1.1 城市開發(fā)與河流保護(hù)工作不協(xié)調(diào)

目前，部分城市注重自身經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不斷進(jìn)行城市化建設(shè)，擴(kuò)大城市面積，吸納外來人口，周邊鄉(xiāng)村被納入城市中，導(dǎo)致城市人口數(shù)量劇增。在巨大的人口壓力下，水資源的使用量增加，污水排放量也隨之增加。城市在注重經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)不注重河流保護(hù)，會(huì)導(dǎo)致大量污水被排放到城市河流中，造成城市河流嚴(yán)重污染。

1.2 工廠污水排放

城市在進(jìn)行相關(guān)建設(shè)規(guī)劃時(shí)，為了完成城市發(fā)展目標(biāo)，滿足人們的生活需求，大量工廠的工業(yè)廢水會(huì)直接排放進(jìn)城市河流中，導(dǎo)致河流污染。工廠不斷增加經(jīng)營項(xiàng)目、擴(kuò)大規(guī)模，其污水排放量也不斷加大，加劇了城市河流的污染程度。雖然部分地區(qū)出臺(tái)了城市河流保護(hù)政策，但在巨大利益的驅(qū)使下，部分工廠鋌而走險(xiǎn)，仍然在未經(jīng)處理的情況下，將工業(yè)廢水排入城市河流中。

1.3 農(nóng)業(yè)廢水排放

某些城市周邊農(nóng)民為了增加收入會(huì)使用農(nóng)藥、化肥等提高農(nóng)作物產(chǎn)量，這些化學(xué)物質(zhì)成分較為復(fù)雜，在被土壤吸收后，部分化學(xué)物質(zhì)會(huì)殘留在土壤中，并隨著地下水進(jìn)入城市河流中，造成河流污染。部分地區(qū)農(nóng)民大量養(yǎng)殖牲畜，牲畜的排泄物和其他廢水被隨意排放，這些廢水也會(huì)進(jìn)入城市河流中，導(dǎo)致城市河流受到污染，影響城市供水。

1.4 城市生活廢水排放

隨著城市化進(jìn)程的加速，部分城市的人口數(shù)量劇增，隨著人口增加的還有水資源的使用量及廢水的排放量［1］。部分沒有經(jīng)過凈化處理的城市廢水被直接排入城市河流中，造成城市河流污染。

1.5 面源污染

某些地區(qū)的城市河流存在面源污染，面源污染也叫非點(diǎn)污染，主要指在降雨時(shí)，部分非特定地點(diǎn)由于受到雨水沖刷，導(dǎo)致部分污染物隨著雨水的流動(dòng)進(jìn)入城市河流，造成水體污染的情況。

2 常見污染物

2.1 營養(yǎng)物質(zhì)

營養(yǎng)物質(zhì)是常見的污染物之一，指的是可引起水體富營養(yǎng)化的物質(zhì)，主要是氮、磷、鉀、硫等物質(zhì)，這些物質(zhì)在水體中不會(huì)被有機(jī)物或微生物生化降解，影響河流生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致魚類等無法正常生存，進(jìn)而導(dǎo)致人體的健康和安全受到影響?；适菭I養(yǎng)物質(zhì)的主要來源，化肥中氮、磷、鉀、硫等含量較高，能夠促進(jìn)植物生長，提高產(chǎn)量，但對(duì)水體的影響十分負(fù)面，會(huì)導(dǎo)致浮游藻類快速繁殖，部分水生物滅絕，影響河流內(nèi)部的生態(tài)系統(tǒng)，增加水污染的嚴(yán)重程度。

2.2 抗生素

抗生素的主要來源是人或動(dòng)物的排泄物，人或動(dòng)物在服用抗生素后，無法完全吸收，這部分不被吸收的抗生素會(huì)隨著排泄物進(jìn)入城市河流中，造成城市河流污染?？股卦谒w中存在的時(shí)間越長，耐藥性細(xì)菌形成的可能性就越大，其存在的數(shù)量也會(huì)不斷增加，進(jìn)而對(duì)人體健康產(chǎn)生較大影響。

2.3 重金屬

重金屬污染的來源主要是工業(yè)廢水的排放和重金屬超標(biāo)制品的使用。重金屬原本的含義是指比重大于五的金屬，主要有金、銀、銅、鐵、鉛等，這些物質(zhì)一旦被水中的生物吸收，可能會(huì)隨著水資源的使用進(jìn)入人體內(nèi)，對(duì)人們的生命健康產(chǎn)生較大影響。2011年4月初，中國首個(gè)“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃——《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》［2］獲得國務(wù)院正式批復(fù)，防治規(guī)劃力求控制5種重金屬污染。

2.4 油

油污染主要是由油船泄露、石油化工廠廢水排放、油加工廠廢水排放等因素造成。除這部分加工廠外，食品加工、紡織及造紙等企業(yè)的廢水中也會(huì)有油的含量［3］。這部分油被排放到城市河流中，會(huì)在城市河流水面上形成一層膜，將水體與大氣隔絕，導(dǎo)致水體中的氧氣含量下降，河流中的水生物因此死亡。河流中的油也會(huì)隨著人們對(duì)水資源的使用進(jìn)入千家萬戶，對(duì)人體造成損傷，影響人體健康。

3 城市河流水污染治理策略

3.1 轉(zhuǎn)變管理觀念

要有效對(duì)城市河流水污染進(jìn)行治理，相關(guān)部門應(yīng)轉(zhuǎn)變現(xiàn)有城市河流保護(hù)的觀念。部分城市規(guī)劃者尚未認(rèn)識(shí)到保護(hù)城市河流的重要性，只關(guān)注城市的建設(shè)、發(fā)展及經(jīng)濟(jì)需求，對(duì)城市河流的保護(hù)意識(shí)薄弱，都會(huì)導(dǎo)致城市河流污染嚴(yán)重。城市河流是城市的重要景觀與供水來源，一旦嚴(yán)重污染，會(huì)對(duì)城市發(fā)展和人們的生命健康造成較為嚴(yán)重的影響，因此需要提高重視程度。

3.2 加強(qiáng)源頭治理

相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)城市河流水污染的源頭治理。首先，對(duì)城市廢水排放問題應(yīng)該加強(qiáng)控制，從源頭出發(fā)，減少工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)廢水、城市生活廢水等廢水的排放量。勒令相關(guān)工廠將廢水進(jìn)行處理，在檢測符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)行排放，并制定激勵(lì)機(jī)制，引導(dǎo)工廠將廢水處理達(dá)標(biāo)后排放。對(duì)于積極處理廢水的工廠予以獎(jiǎng)勵(lì)，激勵(lì)內(nèi)容要與工廠利益相關(guān)，促使工廠積極進(jìn)行廢水處理，從源頭上減輕城市河流污染。除此之外，還應(yīng)該輔助工廠引進(jìn)相關(guān)凈化設(shè)備和技術(shù)，減少工廠凈水成本投入，避免其為了利益鋌而走險(xiǎn)，將未經(jīng)處理的工業(yè)廢水排放至城市河流中，造成城市河流嚴(yán)重污染，影響城市發(fā)展與人們的生命健康。

3.3 嚴(yán)格執(zhí)法

要有效對(duì)城市河流水污染進(jìn)行治理，相關(guān)部門應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)法，避免由于監(jiān)管不嚴(yán)等原因?qū)е鲁鞘泻恿魇艿轿廴?。?yán)格執(zhí)法可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。

3.3.1 完善相關(guān)機(jī)制

針對(duì)廢水排放制定廢水凈化標(biāo)準(zhǔn)、廢水排放標(biāo)準(zhǔn)等，并嚴(yán)格落實(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)存在廢水排放不達(dá)標(biāo)的情況，及時(shí)進(jìn)行處理。

3.3.2 設(shè)立專門的監(jiān)督部門

所設(shè)部門以監(jiān)督城市河流污染情況為主，其工作內(nèi)容包括但不限于城市河流污染治理、污染修復(fù)、廢水排放取樣檢測、對(duì)污染行為及時(shí)追責(zé)等，監(jiān)督部門人員要具有較強(qiáng)的環(huán)保意識(shí)與職業(yè)素養(yǎng)，將監(jiān)督權(quán)落到實(shí)處。

3.3.3 加大宣傳力度

相關(guān)部門應(yīng)加大宣傳力度，使群眾能夠意識(shí)到保護(hù)城市河流的好處與重要性，積極參與到河流保護(hù)工作中。

3.3.4 鼓勵(lì)群眾監(jiān)督

對(duì)積極參與監(jiān)督的群眾予以激勵(lì)或表彰，并在接到群眾舉報(bào)的第一時(shí)間到現(xiàn)場進(jìn)行采樣核實(shí)。

3.3.5 嚴(yán)格追責(zé)

在勒令部分工廠對(duì)廢水進(jìn)行處理但工廠拒不配合的情況下，應(yīng)該將其 移送相關(guān)司法部門進(jìn)行追責(zé)。

4 城市河流水污染修復(fù)技術(shù)

4.1 物理復(fù)位修復(fù)技術(shù)

4.1.1 曝氣復(fù)氧技術(shù)

油污染或營養(yǎng)物質(zhì)污染等會(huì)導(dǎo)致水體內(nèi)部氧氣不足，水生物多樣性減少及死亡等情況，而曝氣復(fù)氧技術(shù)能夠有效增加水體中的氧氣含量。曝氣復(fù)氧技術(shù)在使用前應(yīng)充分進(jìn)行以下三點(diǎn)準(zhǔn)備。

4.1.1.1 取樣檢測

對(duì)水體進(jìn)行取樣檢測，明確水體現(xiàn)階段的狀況，根據(jù)實(shí)際情況確定改善目標(biāo)，計(jì)算出水體需要的氧氣量。

4.1.1.2 選擇設(shè)備

在確定水體氧氣量需求的基礎(chǔ)上，選擇合適的設(shè)備，部分設(shè)備充氧效率與充氧量有限，需要謹(jǐn)慎選擇。

4.1.1.3 制定方案

需要對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地考察，根據(jù)實(shí)際情況制定曝氣復(fù)氧方案，曝氣復(fù)氧技術(shù)能夠有效增加水體中的氧氣含量，但如果不從源頭解決污染問題，依舊不是長久之計(jì)。

4.1.2 截污分流技術(shù)

截污分流是城市河流污染治理的重要方式之一，其主要通過建設(shè)雨水、污水管網(wǎng)，將城市內(nèi)部廢水集中起來進(jìn)行統(tǒng)一處理。一般會(huì)為此建立污水處理廠，將工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城市生活廢水通過管道集中到污水處理廠中，處理后再進(jìn)行排放。這種方式能夠有效減少城市河流中污染物的數(shù)量，控制城市河流污染問題。

4.1.3 沖水引流技術(shù)

沖水引流技術(shù)是使用干凈的水資源與城市河流中的水資源進(jìn)行替換，新引進(jìn)的水會(huì)稀釋河道中的污染物，整體降低城市河流的污染程度，通過水的替換，提升河流的自清潔能力。但沖水引流技術(shù)無法從源頭上解決城市河流污染問題，只能被動(dòng)地替換污水，因此在使用前，相關(guān)人員需要結(jié)合城市河流污染的實(shí)際情況選擇這項(xiàng)技術(shù)。

4.1.4 河道清淤技術(shù)

在水體受到污染后，部分河流的河道內(nèi)會(huì)出現(xiàn)污染物堆積的情況，并且河道中的有機(jī)物會(huì)由于細(xì)菌分解導(dǎo)致水中溶解氧濃度降低，產(chǎn)生惡臭味道，這種味道來源于硫化氫氣體，對(duì)城市河流的周邊環(huán)境產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響［4］。河道清淤就是疏挖河道底部的淤泥，減少河道淤泥中的污染物與有機(jī)物含量，從而達(dá)到減少城市河流污染的目的。

4.2 化學(xué)復(fù)位修復(fù)技術(shù)

4.2.1 化學(xué)除藻法

上文中提到營養(yǎng)物質(zhì)污染會(huì)導(dǎo)致浮游藻類快速繁殖，化學(xué)除藻法就是將化學(xué)藥劑投放到水體中，通過藥物中的特定成分作用于藻細(xì)胞，使藻細(xì)胞失去活性而死亡。常用的殺藻藥物有硫酸銅、絡(luò)合銅、漂白粉、二氧化氯、紅霉素等，使用這些化學(xué)藥劑能夠快速清除水中的藻類，讓水體變得清澈，但同時(shí)這些化學(xué)藥劑也會(huì)將部分有益藻全部清除，減少水中有益藻的數(shù)量，而且大量使用也會(huì)對(duì)水體造成二次污染。水中生物受其影響會(huì)缺氧而死，而大量化學(xué)物質(zhì)一旦被人體吸收，也會(huì)對(duì)人體的健康產(chǎn)生不良影響，因此相關(guān)人員需要計(jì)算使用劑量并謹(jǐn)慎使用。

4.2.2 重金屬化學(xué)固定法

城市河流中的重金屬污染屬于較為嚴(yán)重的污染之一，會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生較大的負(fù)面影響，同時(shí)嚴(yán)重影響水中生物及人體健康，急需對(duì)其進(jìn)行治理。重金屬化學(xué)固定法是治理重金屬污染的主要方法之一，其主要是通過化學(xué)的方式將水中的有毒重金屬固定起來，將其活躍的形態(tài)轉(zhuǎn)化成不活潑的形態(tài)，避免其在水中進(jìn)一步擴(kuò)散，以此降低城市河流污染程度［5］。重金屬化學(xué)固定法主要有兩種：一是通過物理、化學(xué)的吸附作用使得重金屬不易浸出；二是使重金屬與材料發(fā)生鍵合反應(yīng)形成復(fù)合物，或者因?yàn)槎叽笮∠嗨贫霈F(xiàn)置換現(xiàn)象，最終導(dǎo)致重金屬固化。

4.3 生物復(fù)位修復(fù)技術(shù)

4.3.1 生物膜法

生物膜法能夠有效改變水體氨氮含量超標(biāo)的問題，在傳統(tǒng)的處理方式中，對(duì)高濃度氨氮污水主要采用吹脫法、汽提法等方式進(jìn)行治理，但傳統(tǒng)的處理方式耗能高、效率低，并且容易對(duì)城市河流造成二次污染。而新型的“膜法脫氨”技術(shù)，由疏水多孔膜提供傳質(zhì)界面，再使調(diào)堿后的氨氮廢水和吸收劑如稀酸等分別流經(jīng)膜兩側(cè)，污水中的氨就會(huì)被稀酸吸收，從而使廢水中的氨氮值降低，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

4.3.2 植物修復(fù)法

植物修復(fù)法是利用綠色植物吸收污染物的方法，主要針對(duì)重金屬污染、營養(yǎng)物質(zhì)污染等水體污染。植物修復(fù)法主要以種植水生植物、沉水植物和陸生植物為主，利用這部分植物吸收水體中的營養(yǎng)物質(zhì)和重金屬，從而達(dá)到凈化城市河流的目的。植物修復(fù)法使用成本低，不會(huì)對(duì)河流周圍的土壤以及河道造成破壞，同時(shí)還可以發(fā)揮景觀作用，使河流及周邊更加美觀，因此被廣泛使用。

4.3.3 微生物修復(fù)法

微生物修復(fù)法不需要置換河道中的淤泥及河水，只需要將微生物投放到河流中，通過微生物的降解作用達(dá)到凈化河流的目的。微生物修復(fù)法具有成本較低、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，其對(duì)河流水質(zhì)的影響立竿見影，效果顯著，但在使用中也需要注意不能過多投放，一旦微生物大量繁殖，也會(huì)對(duì)水資源造成一定影響。

4.4 生態(tài)復(fù)位修復(fù)技術(shù)

4.4.1 生態(tài)清淤技術(shù)

生態(tài)清淤技術(shù)與物理上的河道清淤技術(shù)不同，河道清淤是通過人工挖掘或使用相關(guān)設(shè)備對(duì)河道內(nèi)的淤泥進(jìn)行清理，而生態(tài)清淤技術(shù)則是利用微生物進(jìn)行河道清淤，通過微生物的降解作用，將河道內(nèi)的有機(jī)物和污染物進(jìn)行生物降解，這些物質(zhì)會(huì)被微生物轉(zhuǎn)化成菌體，使河道底部的淤泥出現(xiàn)硝化現(xiàn)象，從而達(dá)到城市河流污染修復(fù)的目的［6］。

4.4.2 人工濕地技術(shù)

人工濕地技術(shù)需要較多步驟才能完成，首先相關(guān)人員需要考察需凈化區(qū)域是否能夠使用人工濕地技術(shù)，在能夠使用人工濕地技術(shù)的前提下，選擇合適的礫石、砂石、土壤以及混合料等材料作為填充材料；其次，將準(zhǔn)備好的填料填充到河床上，利用填料本身的性質(zhì)與填料之間的縫隙可以實(shí)現(xiàn)城市河流的初步凈化；最后，在填充好的河床上種植綠色植物，在選擇植物時(shí)應(yīng)該以容易成活、成長周期較長的植物為主。在整個(gè)流程完成后，相當(dāng)于在城市河流河床上建立了一個(gè)人工濕地，通過植物、填充物等對(duì)城市河流進(jìn)行凈化，在凈化的同時(shí)增加了美觀性。

4.4.3 人工生態(tài)浮島技術(shù)

生態(tài)浮島是指在水面上漂浮的、有利于水生物、植物、微生物等生物生存的環(huán)境，人工生態(tài)浮島則是指人工將漂浮物放置在水中。人工生態(tài)浮島技術(shù)能夠有效促進(jìn)微生物、植物、水生物的生存與繁殖，通過促進(jìn)這些生物的生長，達(dá)到降解水體中的污染物，凈化城市河流的目的。除此之外，人工生態(tài)浮島和人工濕地相同，都能增加城市河流的美觀性，目前已經(jīng)逐漸成為城市河流凈化常用的主要技術(shù)之一。

5 結(jié)語

綜上所述，水資源對(duì)人們的生活具有不可或缺的重要作用，同時(shí)也是促進(jìn)城市發(fā)展不可缺少的資源之一，而城市河流是為城市提供水資源的重要渠道，因此，城市河流水污染的治理與修復(fù)至關(guān)重要。相關(guān)部門應(yīng)該結(jié)合城市的實(shí)際情況，選擇適當(dāng)?shù)闹卫砼c修復(fù)技術(shù)，在保障城市河流生態(tài)系統(tǒng)不被二次破壞的前提下進(jìn)行治理與修復(fù)，避免由于水質(zhì)問題導(dǎo)致人們的生命健康受到不良影響，提升城市河流水資源的質(zhì)量，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。