鄉(xiāng)鎮(zhèn)黑臭水體成因及治理措施分析

摘要：隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人口規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，但環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)明顯滯后于鎮(zhèn)區(qū)發(fā)展，鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)河成為部分地區(qū)生活污水的排放渠道，造成水環(huán)境污染，形成黑臭水體。以福建省某鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)河黑臭水體整治工程為例，調(diào)查周邊環(huán)境及污染物排放情況，分析黑臭水體的成因，并提出整治措施，以改善沿岸環(huán)境，為當(dāng)?shù)鼐用駹I(yíng)造宜居的生活空間。

關(guān)鍵詞：黑臭水體；成因；治理措施；鄉(xiāng)鎮(zhèn)

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）12-0-0375

Analysis of the causes and control measures of black and odorous water bodies in townships

ZHANG Yan

（Fuzhou Branch of CSCEC AECOM Consultants Co.， Ltd.， Fuzhou 350000， China）

Abstract： With the rapid development of township economy， the population size continues to grow， however， the construction of environmental infrastructure is significantly lagging behind the development of the town， and the inland rivers in some areas have become discharge channels for domestic sewage， causing water pollution and forming black and odorous water bodies. Taking the remediation project of black and odorous water bodies in a township in Fujian province as an example， the surrounding environment and pollutant emissions are investigated， the causes of black and odorous water bodies are analyzed， and the remediation measures are proposed， so as to improve the coastal environment and create livable living spaces for local residents.

Keywords： black and odorous water body; causes; control measures; townships

近年來(lái)，福建省某鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人口持續(xù)增長(zhǎng)，但環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)明顯滯后于鎮(zhèn)區(qū)發(fā)展，導(dǎo)致鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)河成為生活污水的排放場(chǎng)所，造成水環(huán)境污染，形成黑臭水體[1-2]，如圖1所示。據(jù)調(diào)查，該鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)河黑臭水體長(zhǎng)度約為3 km，水深為0.5～1.8 m，黑臭河道水體流速緩慢，水動(dòng)力情況較差，流速小于0.1 m/s，上游來(lái)水較少，補(bǔ)水主要來(lái)源于降雨匯流，其次是農(nóng)村生活污水排放。

1 污染源調(diào)查

該鎮(zhèn)區(qū)位于城鄉(xiāng)接合部，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，項(xiàng)目區(qū)匯水范圍內(nèi)無(wú)工業(yè)企業(yè)，周邊居民區(qū)密集，居住人口較多，污水收集管網(wǎng)建設(shè)不足，主要污染源為生活污染源、農(nóng)業(yè)面源及內(nèi)源污染[3-4]。

1.1 居民生活污染

據(jù)統(tǒng)計(jì)，該鎮(zhèn)區(qū)現(xiàn)有常住人口約為12 000人，涉及項(xiàng)目區(qū)內(nèi)河污染的人口約為3 000人，參考《生活源產(chǎn)排污系數(shù)及使用說(shuō)明》，該地區(qū)居民生活排水量為110 L/（人·d），化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）排放量為61 g/（人·d），氨氮為8.86 g/（人·d），總氮為11.38 g/（人·d），總磷為0.92 g/（人·d）。排放系數(shù)取0.9，入河系數(shù)取0.8。經(jīng)計(jì)算，從項(xiàng)目區(qū)生活污染源來(lái)看，生活污水的年入河量為12.05萬(wàn)t，COD為48.09 t，氨氮為6.99 t，總氮為8.97 t，總磷為0.73 t。

1.2 農(nóng)業(yè)面源污染

在降水或灌溉過(guò)程中，化肥、農(nóng)藥及其他污染物可以通過(guò)農(nóng)田地表徑流、農(nóng)田排水和地下滲漏等途徑進(jìn)入水體，形成農(nóng)業(yè)面源污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)有耕地面積較少，約為22.3 hm2。肥料在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中未得到充分利用，每667 m2的農(nóng)田總氮流失系數(shù)為1.233 kg，氨氮流失系數(shù)為0.107 kg，總磷流失系數(shù)為0.389 kg。入河系數(shù)取0.8。經(jīng)計(jì)算，從項(xiàng)目區(qū)農(nóng)業(yè)污染源來(lái)看，氨氮年入河量為0.03 t，總氮為0.33 t，總磷為0.10 t。

1.3 內(nèi)源污染

黑臭水體的內(nèi)源污染物質(zhì)主要通過(guò)河道底泥釋放。項(xiàng)目區(qū)黑臭水體底泥厚度為0.16～0.80 m，底泥為灰黑色，積于河底，呈疏松狀，富含有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)鹽。污染物通過(guò)大氣沉降、廢水排放、雨水淋溶與沖刷進(jìn)入水體，最后沉積到底泥中并逐漸富集，使底泥受到污染。污染底泥含水量高，黏土顆粒含量多，重金屬含量高，強(qiáng)度低，有明顯臭味，成分復(fù)雜，具有明顯的層序結(jié)構(gòu)。河道底泥對(duì)水質(zhì)的影響是通過(guò)水-泥界面的平衡來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即外源控制水質(zhì)下降或某個(gè)季節(jié)水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)時(shí)，底泥中污染物就會(huì)逐步釋放，補(bǔ)給上覆水，這是底泥中污染物對(duì)水質(zhì)造成影響的根本原因。

2 黑臭水體成因

總體來(lái)看，該鎮(zhèn)區(qū)村莊基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)短板突出，面源污染治理不到位。

2.1 污水管網(wǎng)破損嚴(yán)重，污水處理設(shè)施規(guī)范化建設(shè)有待加強(qiáng)

管網(wǎng)使用年限較長(zhǎng)，存在斷頭、破損和老化等問(wèn)題，因此污水未能有效收集。部分污水收集主干管和支干管覆蓋范圍小，部分地區(qū)尚未鋪設(shè)污水收集主干管。早期建設(shè)的污水處理設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，部分存在治理模式不合理、終端負(fù)荷不足、設(shè)施結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、滲漏和堵塞等問(wèn)題，缺乏專業(yè)維護(hù)，無(wú)法正常發(fā)揮污染治理效能，導(dǎo)致出水水質(zhì)不能滿足要求。

2.2 覆蓋率不足，雨污混流，黑灰水未全收集處理

污水收集毛細(xì)管接入不到位，接戶率不足，接戶不規(guī)范，未做包管，未設(shè)清掃隔油井，管徑未達(dá)到相關(guān)農(nóng)村生活污水技術(shù)規(guī)范要求，管道容易堵塞。部分地區(qū)污水收集以雨污合流制為主，無(wú)完整排水系統(tǒng)，降雨期間，雨水和污水混合漫流現(xiàn)象嚴(yán)重。廚房污水、衛(wèi)生間污水和洗滌池污水等未完全收集，導(dǎo)致污水處理站進(jìn)水量偏少、負(fù)荷率低，受益農(nóng)戶數(shù)量少。屋頂陽(yáng)臺(tái)的雨水管道接入污水系統(tǒng)，雨污混流導(dǎo)致污水管網(wǎng)超負(fù)荷運(yùn)行，雨天污水溢流。洗衣廢水和廚房廢水未全部收集處理，直排雨水溝，黑水、灰水和油水未分類收集，導(dǎo)致污水處理設(shè)施進(jìn)水濃度和收集率低。

2.3 垃圾收集處理環(huán)節(jié)仍存在不足，面源污染治理不到位

目前，“村收集、鎮(zhèn)運(yùn)輸、縣處理”的農(nóng)村生活垃圾收運(yùn)處置體系已基本建立，各地在轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)普遍采用市場(chǎng)化運(yùn)作方式，但項(xiàng)目所在地垃圾收集設(shè)施建設(shè)不規(guī)范，存在固定收集點(diǎn)未密封、設(shè)施損壞、垃圾未投放到收集點(diǎn)等問(wèn)題，導(dǎo)致部分垃圾進(jìn)入水體，水質(zhì)惡化。該鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)河河道水量較小，水體流動(dòng)性差，自凈能力較弱，面源污染物進(jìn)入水體并在水體聚集，容易造成水質(zhì)惡化和水體黑臭，目前，面源污染治理還存在不足。一是化肥、農(nóng)藥污染未有效控制。該鎮(zhèn)區(qū)人口密集，土地開(kāi)發(fā)利用程度高，部分河道周邊仍存在大面積的農(nóng)田，化肥、農(nóng)藥污染物隨雨水進(jìn)入水體，影響水質(zhì)。二是河道淤積和內(nèi)源污染。項(xiàng)目區(qū)水體流動(dòng)性差，部分河道淤積嚴(yán)重，雜草叢生，底泥富集大量的有機(jī)質(zhì)和污染物，導(dǎo)致底泥黑臭，夏天時(shí)常發(fā)生底泥上浮現(xiàn)象，嚴(yán)重影響地區(qū)水質(zhì)和村莊景觀。

3 黑臭水體治理措施

對(duì)該鎮(zhèn)區(qū)黑臭水體上游及沿岸進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，結(jié)合水體水質(zhì)、底泥污染情況，制定針對(duì)性的綜合治理措施。技術(shù)方案采用“控源截污+清淤疏浚+水生態(tài)修復(fù)”的組合方式。

3.1 控源截污措施

為確?；緦?shí)現(xiàn)晴天污水不入河，結(jié)合區(qū)域雨污分流建設(shè)進(jìn)度和兩岸建筑分布情況，在河道兩側(cè)新建截污管道，防止周邊居民生活污水直接排入河道，新建截污管道長(zhǎng)度約為4.2 km。截污工程建設(shè)內(nèi)容主要包括沿河道兩側(cè)的新建截污管、截流井及提升泵等。

3.2 清淤疏浚措施

對(duì)黑臭水體底泥淤積處進(jìn)行生態(tài)清淤，清理河道底泥，同時(shí)清理人為堆積的垃圾。清淤疏浚以機(jī)械清理為主，人工清理為輔，同時(shí)保持原有河底高程無(wú)變化。河道采取清淤疏浚措施，可改善黑臭水體的連通性和蓄滯能力，提高河道的行洪、滯洪能力，保證防洪、排澇安全。挖除河道受污染的底泥，可提高水體的流動(dòng)性，改善河流生態(tài)環(huán)境，間接提高生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力和水質(zhì)穩(wěn)定性。清淤疏浚施工工序?yàn)楹拥篱_(kāi)閘放水→河床開(kāi)挖→河道清淤→底泥脫水外運(yùn)。

3.3 水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)措施

水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)措施主要是通過(guò)生態(tài)修復(fù)來(lái)控制水體污染，削減水體中N、P及有機(jī)物，完善食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建良性水生態(tài)系統(tǒng)，以提升水體自凈能力和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。

3.3.1 提高水體透明度，恢復(fù)沉水植物群落

“草型清水態(tài)”自凈系統(tǒng)構(gòu)建初期，水體透明度至少達(dá)到水深的1/2倍，光學(xué)補(bǔ)償?shù)墓鈴?qiáng)度才能滿足沉水植物的正常生長(zhǎng)需求。沉水植物群落是這種自凈系統(tǒng)的重要組成部分和初級(jí)生產(chǎn)者，不僅通過(guò)發(fā)達(dá)的根系固定底泥沉積物，減少沉積物中的營(yíng)養(yǎng)鹽再釋放，還可增加水流阻力，降低水流速度，間接降低水體底層懸浮顆粒物、膠體顆粒物的再懸浮，植物葉片也可吸附水中懸浮顆粒物，保障水體具有較高的透明度。另外，沉水植物與水體中藻類進(jìn)行資源競(jìng)爭(zhēng)，分泌化感物質(zhì)抑制藻類生長(zhǎng)繁殖。因此，建立高覆蓋率的大型沉水植被群落是河湖生態(tài)恢復(fù)并保持優(yōu)良水質(zhì)及清水態(tài)的基礎(chǔ)。

沉水植物群落包括草甸型沉水植物及冠層型沉水植物。草甸型沉水植物主要選擇苦草屬?？嗖菥哂兄晷桶⒏毎l(fā)達(dá)的特點(diǎn)，對(duì)底泥有較強(qiáng)的固定能力，有效抑制底泥再懸浮，同時(shí)通過(guò)根系分泌物改變根際理化環(huán)境，增強(qiáng)底泥對(duì)磷的吸附能力，降低水體富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)。冠層型沉水植物主要選擇黑藻、眼子菜和狐尾藻等。在河流沿岸種植，有效去除地表徑流、排口等來(lái)水帶來(lái)的大量懸浮物，促進(jìn)懸浮物快速沉降，保障水體具有較高的透明度。黑藻是多年生沉水植物，生存范圍廣，適應(yīng)能力強(qiáng)，是凈化雨污水的理想植物，常在富營(yíng)養(yǎng)化水體植被恢復(fù)工程中作為先鋒物種。

3.3.2 食物網(wǎng)構(gòu)建工程

食物網(wǎng)構(gòu)建工程是通過(guò)優(yōu)化和調(diào)整生物種群結(jié)構(gòu)，提高生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性、生態(tài)完整性和穩(wěn)定性，同時(shí)進(jìn)一步改善水質(zhì)，降低水質(zhì)超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)?；謴?fù)水生動(dòng)物生境，構(gòu)建合理的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)。食物網(wǎng)中，各種生物相互作用，可合理放養(yǎng)魚(yú)類，培育濾食效率高的植食性大型浮游動(dòng)物，削減藻類生物量，提高水體透明度，改善水質(zhì)。此外，底層魚(yú)類的活動(dòng)可促進(jìn)底泥中氮、磷向水體釋放。

沉水植物種植初期，可放養(yǎng)適量肉食性魚(yú)類，如烏鱧、翹嘴鲌等，控制水體底棲雜食性魚(yú)類繁殖，消除魚(yú)類對(duì)底泥的攪動(dòng)，確保沉水植物正常扎根生長(zhǎng)。可放養(yǎng)適量浮游動(dòng)物，如枝角類，濾食浮游藻類，控制藻類生長(zhǎng)繁殖。放養(yǎng)適量底棲動(dòng)物，如背角無(wú)齒蚌、環(huán)陵螺等，濾食懸浮顆粒物，刮食沉水植物葉片上的附著藻類，使水體保持較高的透明度，促進(jìn)植物充分利用光能、快速生長(zhǎng)。沉水植物生長(zhǎng)穩(wěn)定后，利用“魚(yú)-草”平衡原理，放養(yǎng)適量草食性魚(yú)類，如鳊魚(yú)，控制水草莖葉生長(zhǎng)速度，促進(jìn)植物根須發(fā)展，增強(qiáng)對(duì)沉積物的固定能力。

4 結(jié)論

黑臭水體治理項(xiàng)目采用“截污控源+清淤疏浚+水生態(tài)修復(fù)”的方式，從源頭上降低水體污染物含量。隨著項(xiàng)目的有序?qū)嵤?，?dāng)?shù)貎?nèi)河黑臭水體污染問(wèn)題可以得到有效解決，沿岸生態(tài)環(huán)境得到改善，更加宜居。

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作者簡(jiǎn)介：張燕（1987—），女，福建龍巖人，工程師。研究方向：水環(huán)境污染防治。