仁源水處理藥劑結(jié)晶氯化鋁生產(chǎn)廠(chǎng)家城市黑臭水體：污染現(xiàn)狀、成因、評(píng)價(jià)方法、治理技術(shù)與對(duì)策

　　仁源水處理藥劑結(jié)晶氯化鋁廠(chǎng)家城市黑臭水體：污染現(xiàn)狀、成因、評(píng)價(jià)方法、治理技術(shù)與對(duì)策。研究背景：隨著城市現(xiàn)代化、工業(yè)化的逐步發(fā)展，大量生活污水及工業(yè)污水向水體超負(fù)荷排放，水體自?xún)裟芰χ饾u降低，有機(jī)污染物大量排入，在好氧微生物的分解下，水體耗氧速率大于復(fù)氧速率，造成水體缺氧，有機(jī)物被厭氧分解，產(chǎn)生致黑致臭物質(zhì)，最終導(dǎo)致水體黑臭。《城市黑臭水體工作指南》將城市黑臭水體定義為“城市建成區(qū)內(nèi)的具有令人不悅的顏色或散發(fā)令人不適氣味的水體，并以百姓的感官判斷為主要依據(jù)”。城市黑臭水體不僅破壞河流生態(tài)系統(tǒng)、損害城市景觀(guān)，而且也會(huì)影響居民生活、危害人體健康，是目前較為突出的一種城市環(huán)境問(wèn)題。

　　我國(guó)城市黑臭水體具有較為明顯的地域特征(圖1)，黑臭河道以“黑河騰沖線(xiàn)”為分界線(xiàn)，集中分布于我國(guó)的東南部，并且其密集程度與經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度呈正相關(guān)，在環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈、長(zhǎng)三角經(jīng)濟(jì)圈、珠三角經(jīng)濟(jì)圈分布尤為顯著，特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)且水系較多的中南地區(qū)和華東地區(qū)城市黑臭水體的占比高達(dá)71%。早在1963年，上海蘇州河、黃浦江就被發(fā)現(xiàn)了黑臭現(xiàn)象，隨后是南京的秦淮河、蘇州的外城河和武漢的黃孝河等。截止2018年底，根據(jù)全國(guó)城市黑臭水體整治監(jiān)督平臺(tái)顯示，全國(guó)已認(rèn)定的城市黑臭水體數(shù)量總計(jì)為2100條，其中已完成治理1745個(gè)，治理中為264個(gè)，方案制定中為91個(gè)。但是，已經(jīng)完成治理的河道若得不到長(zhǎng)效維持，依然存在較高的水質(zhì)再次惡化的風(fēng)險(xiǎn)，因此，我國(guó)城市黑臭水體的治理任務(wù)依然十分艱巨。

　　圖1 黑臭河道區(qū)位分布

　　一 摘 要

　　水體污染嚴(yán)重制約著我國(guó)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，水體黑臭是水體污染的典型表現(xiàn)之一。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)當(dāng)前城市黑臭水體現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查、分析，概括總結(jié)了城市黑臭水體的主要污染成因及致黑致臭機(jī)理，在對(duì)當(dāng)前常用的城市黑臭水體的評(píng)價(jià)方法、治理技術(shù)調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)剖析了城市黑臭水體治理技術(shù)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)及其適用性，最終從整治模式、公眾參與及長(zhǎng)效管理等角度提出下一步的工作建議，為城市水環(huán)境的治理及水體生態(tài)維護(hù)提供決策依據(jù)。

　　二 城市黑臭水體成因及機(jī)理

　　1.城市黑臭水體污染成因

　　1.1 有機(jī)污染物高負(fù)荷排放

　　隨著城市化加快，生活污水、工業(yè)廢水排放量日益遞增，而城市配套管網(wǎng)建設(shè)滯后，收集和處理污水的效率較低，導(dǎo)致大量有機(jī)污染物排入河流。有機(jī)物(如糖類(lèi)、氨基酸、油脂、蛋白質(zhì)等)分解，消耗大量的溶解氧(DO)，致使厭氧微生物數(shù)量急劇增加，并釋放出大量有臭氣氣體(如H2S、NH3、CH4等)，導(dǎo)致水體發(fā)黑發(fā)臭;且未經(jīng)分解的有機(jī)物富集在水面形成一層有機(jī)物膜，破壞正常水-氣界面的交換，從而加劇水體發(fā)黑發(fā)臭。

　　1.2 底泥再懸浮

　　底泥是污染物的重要集散地，但由于水體擾動(dòng)，底泥中的污染物會(huì)再次懸浮，對(duì)河流造成二次污染。一方面，在一系列物理、化學(xué)和生物作用下，吸附在底泥顆粒上的污染物與孔隙水發(fā)生交換，向上腹水釋放，導(dǎo)致水體中有機(jī)污染物含量增加;另一方面，底泥是厭氧微生物活躍的重要場(chǎng)所，特別是藍(lán)藻和放線(xiàn)菌等微生物分解有機(jī)物質(zhì)使底泥甲烷化、反硝化，致使底泥上浮和水體黑臭。而懸浮顆粒物含有的硫化亞鐵和硫化亞錳易被氧化，本身對(duì)水體起著致黑的主導(dǎo)作用。

　　1.3 河網(wǎng)水體流動(dòng)性差

　　河網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)特點(diǎn)，對(duì)外界干擾有一定的抵抗和恢復(fù)能力，但很多河道存在曲折交錯(cuò)、下游水位頂托等缺點(diǎn)，導(dǎo)致河網(wǎng)水動(dòng)力條件差，不利于污染物的遷移擴(kuò)散。此外，河網(wǎng)資源人為過(guò)度開(kāi)發(fā)，大量圍墾占用河流兩岸灘地，修建水利工程，河道渠道化、硬質(zhì)化等，導(dǎo)致河道系統(tǒng)生態(tài)環(huán)境異質(zhì)性降低，污染物積累，水體自?xún)裟芰�減弱，生態(tài)系統(tǒng)退化，最終導(dǎo)致水體呈現(xiàn)黑臭現(xiàn)象。

　　1.4 水體熱污染

　　溫度較高的工業(yè)高溫廢水、污水處理廠(chǎng)退水以及生活污水等排入河流，導(dǎo)致水體局部溫度升高，產(chǎn)生城市熱污染現(xiàn)象，是導(dǎo)致城市水體黑臭的重要原因。水溫升高會(huì)使DO含量降低，也會(huì)加快微生物降解有機(jī)物質(zhì)的速率，進(jìn)一步降低水體DO濃度，釋放多種發(fā)臭物質(zhì)。Wood等發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水溫<8℃和>35℃時(shí)，放線(xiàn)菌分解有機(jī)物產(chǎn)生致黑臭物質(zhì)的過(guò)程受到抑制，河流一般不黑臭;但當(dāng)水溫達(dá)到25℃時(shí)，放線(xiàn)菌最活躍，河流最易出現(xiàn)黑臭。

　　1.5 其它因素

　　水體中鐵錳的存在是主要的致黑因子，因此重金屬污染是河流水體黑臭的重要原因。生活污水中含氮磷有機(jī)物質(zhì)緩慢好氧降解，也會(huì)導(dǎo)致DO降低、水質(zhì)惡化、發(fā)黑發(fā)臭。此外，如航運(yùn)污染等，也是導(dǎo)致河流水體發(fā)黑發(fā)臭的重要因素。

　　2.致黑致臭機(jī)理分析

　　2.1 致黑機(jī)理

　　水體中的主要致黑物質(zhì)包括吸附于懸浮顆粒上的不溶性黑色污染物質(zhì)，及可溶于水體的有色有機(jī)化合物(主要為腐殖質(zhì)類(lèi)有機(jī)物)，致黑成分為FeS、MnS。在厭氧條件下，微生物可促進(jìn)FeS、MnS的形成，其主要過(guò)程為：

　　微生物好氧分解有機(jī)物質(zhì)，使水體呈缺氧環(huán)境，此時(shí)厭氧微生物的活動(dòng)加速Fe3+還原為Fe2+;且隨著有機(jī)物濃度升高，鐵被還原的速度加快，水體變黑速度也顯著加快。當(dāng)過(guò)量外源有機(jī)硫和硫酸鹽存在時(shí)，微生物可將一部分有機(jī)硫分解為無(wú)機(jī)硫化合物(以H2S為主)，另一部分則沉積于底泥中，在放線(xiàn)菌等微生物的代謝作用下產(chǎn)生氣體，氣泡托浮黑色底泥顆粒物上浮，加速了水體的黑臭進(jìn)程。

　　2.2 致臭機(jī)理

　　水體中主要的致臭物質(zhì)為：揮發(fā)性有機(jī)硫化物、二甲基一硫、二甲基二硫、二甲基三硫及甲硫醇(MT)等。惡臭物質(zhì)形成的過(guò)程主要為以下3方面：

　　1)CH4、H2S、NH3等小分子氣體。當(dāng)水體處于重污染水平時(shí)，有機(jī)物好氧分解造成水體嚴(yán)重缺氧，厭氧微生物大量生長(zhǎng)，降解有機(jī)污染物產(chǎn)生H2S、NH3、CH4等揮發(fā)性惡臭物質(zhì)。在厭氧環(huán)境下，硫酸鹽還原菌利用有機(jī)污染物作為電子供體，還原硫酸鹽生成H2S，具體反應(yīng)如下：

　　2)水解型厭氧菌將大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，在硫酸鹽還原菌及其它厭氧菌的共同作用下，利用小分子有機(jī)物分解含硫有機(jī)污染物，產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)硫化物(VOSCS)，該有機(jī)硫化物主要包含：二硫化碳(C2S)、羰基硫(COS)、二甲基二硫醚(DMDS)、甲硫醚(DMS)、MT。水體中藍(lán)藻的分解也會(huì)產(chǎn)生大量揮發(fā)性有機(jī)硫化物，致使水體黑臭。藍(lán)藻體內(nèi)含硫氨基酸約1%，大量死亡、分解后，產(chǎn)生高濃度含硫前驅(qū)物，在沉積物的強(qiáng)還原條件下，產(chǎn)生大量致黑臭物質(zhì)。

　　3)土臭素：?jiǎn)趟倦吆?-二甲基異茨醇(2-MBI)。在重污染水體中，外源污染物輸入量過(guò)剩，同時(shí)水體處于嚴(yán)重的缺氧狀態(tài)，水體中的真菌、放線(xiàn)菌、部分藻類(lèi)大量繁殖，其新陳代謝過(guò)程中會(huì)分泌多種醇類(lèi)異臭物質(zhì)，如喬司脒和2-MBI，是導(dǎo)致水體發(fā)臭的主要臭味源之一。其發(fā)臭閾值分別是4，9 ng/L。此外，藻類(lèi)裂解伴隨著β-紫羅蘭酮(醛)等致臭物質(zhì)釋放，當(dāng)其大量溢出，也會(huì)導(dǎo)致水體惡臭。

　　三 城市黑臭水體的評(píng)價(jià)方法

　　城市黑臭水體的評(píng)價(jià)方法目前沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，常用評(píng)價(jià)方法主要有物理評(píng)方法、化學(xué)評(píng)價(jià)法和生物評(píng)價(jià)法。

　　物理評(píng)價(jià)方法主要是通過(guò)人類(lèi)感官對(duì)河道進(jìn)行黑臭判斷，將水色分為4等級(jí)：黃/灰綠(無(wú)臭)、灰褐(微臭)、黑(臭)和深黑(惡臭)，其中微臭為貼近水面有感覺(jué)，黑臭為站在河流旁有感覺(jué)，惡臭是距離河流1 m以外有感覺(jué)。該方法雖然直觀(guān)快速，但主觀(guān)性較強(qiáng)，結(jié)果不具統(tǒng)一參考性。

　　化學(xué)評(píng)價(jià)法包括單一指標(biāo)法、綜合化學(xué)指標(biāo)臨界法、黑臭指數(shù)(I)法、多元線(xiàn)性回歸模型、綜合評(píng)價(jià)法、指南法等。

　　單一指標(biāo)法常用的有3種：

　　1)DO指數(shù)法：當(dāng)DO≤2.0 mg/L，污染指數(shù)為1，表示黑臭;

　　2)色度(CH)表征法，臨界值為21.5;

　　3)氧化還原電位(ORP)表征法ORP<-100 mV時(shí)，水體出現(xiàn)黑臭。

　　綜合化學(xué)指標(biāo)臨界法：

　　1)DO≤2 mg/L、CODCr≥15 mg/L、BOD5≥14 mg/L、NH4+-N≥8 mg/L、TP≥0.8 mg/L，水體發(fā)生黑臭;

　　2)厭氧條件且水深≥0.9 m，總有機(jī)碳≥150 mg/L，TN≥50 mg/L，F(xiàn)e2+≥0.2 mg/L，溫度≥25 ℃，高污染水體發(fā)生黑臭。

　　雖然單一指標(biāo)法和綜合化學(xué)指標(biāo)臨界法在實(shí)際應(yīng)用中較為簡(jiǎn)便快捷，但單指標(biāo)和多指標(biāo)有時(shí)都無(wú)法準(zhǔn)確描述現(xiàn)狀，可靠性相對(duì)較低。

　　黑臭指數(shù)(I)法是通過(guò)構(gòu)建綜合指標(biāo)全面評(píng)價(jià)水體的黑臭程度，主要是建立黑臭水體主要環(huán)境因素和關(guān)鍵指標(biāo)之間的關(guān)系方程。但由于不同流域河流存在較大差異，選擇的評(píng)價(jià)方程式不同，最終判別結(jié)果也存在較大差異。

　　多元非線(xiàn)性回歸模型評(píng)價(jià)法是通過(guò)監(jiān)測(cè)大量水質(zhì)指標(biāo)(如pH、DO、NH4+-N、TN、TP、PO43--P等)選取相關(guān)性較高的水質(zhì)指標(biāo)構(gòu)建模型。能較全面、準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)水體的黑臭狀況，但在構(gòu)建模型時(shí)需要監(jiān)測(cè)大量水質(zhì)指標(biāo)，并進(jìn)行篩選、比較、計(jì)算，過(guò)程較為復(fù)雜。

　　綜合評(píng)價(jià)法是基于矩陣運(yùn)算評(píng)價(jià)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)方式對(duì)于黑臭水體的評(píng)價(jià)，具有較高科學(xué)性，可模擬人類(lèi)思維方式，對(duì)于黑臭水體的評(píng)價(jià)能夠直觀(guān)進(jìn)行推理，但地域針對(duì)性較強(qiáng)，黑臭閥值需根據(jù)實(shí)際情況而定。

　　指南法是《城市黑臭水體政治工作指南》中明確提出的城市建成區(qū)內(nèi)水體黑臭評(píng)價(jià)的指標(biāo)、指標(biāo)閾值及評(píng)價(jià)原則。此方法雖然應(yīng)用簡(jiǎn)單、效果直觀(guān)，但并未明確黑臭水體的時(shí)間跨度，故無(wú)法界定黑臭水體的間接性黑臭類(lèi)別和長(zhǎng)期性的黑臭類(lèi)別。

　　生物評(píng)價(jià)法主要通過(guò)生物毒性效應(yīng)及水生生物種類(lèi)及水質(zhì)狀況的相關(guān)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，該方法能客觀(guān)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，但考慮不夠完善。目前，針對(duì)黑臭水體生物指標(biāo)評(píng)價(jià)的研究數(shù)據(jù)量較少，需要以后進(jìn)一步的研究探討。

　　四 城市黑臭水體治理技術(shù)集成

　　當(dāng)前城市黑臭水體的治理遵循“控源截污、內(nèi)源清淤、水質(zhì)提升、清水補(bǔ)給、生態(tài)恢復(fù)”的技術(shù)路線(xiàn)。在治理過(guò)程中，外源減排和內(nèi)源清淤是基礎(chǔ)，水質(zhì)凈化、清水補(bǔ)給是水質(zhì)穩(wěn)步提升的保證，生態(tài)恢復(fù)使城市黑臭水體的生態(tài)系統(tǒng)呈現(xiàn)一定的穩(wěn)定性。

　　1.控源截污技術(shù)

　　控源截污是從源頭控制污染源進(jìn)入水體，是城市黑臭水體治理的基礎(chǔ)和前提，該工作主要包括截污納管及水體面源污染的控制。現(xiàn)階段對(duì)于控源截污技術(shù)研究主要體現(xiàn)在：

　　1)構(gòu)建適宜的排水體制和截留技術(shù)：通過(guò)關(guān)閉排污口實(shí)現(xiàn)截?cái)辔廴驹矗�以達(dá)到削減排污量，減少水體污染物的目的。

　　2)分流制下初期雨水的處理技術(shù)：源頭減量，就地處理;收集調(diào)蓄處理;加強(qiáng)維護(hù)管理。

　　3)合流制溢流控制技術(shù)：主要從源頭控制、管道系統(tǒng)控制、儲(chǔ)存調(diào)蓄和末端處理等階段進(jìn)行控制。

　　4)智能管網(wǎng)控制集成技術(shù)：通過(guò)設(shè)定管網(wǎng)優(yōu)化目標(biāo)，構(gòu)建模型，根據(jù)不同需求，對(duì)城市水文、水質(zhì)變化過(guò)程進(jìn)行有效模擬，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市排水系統(tǒng)的科學(xué)管理，比如蓄水處理與溢流模型(STORM)、雨洪管理模型(SWMM)、托普卡匹模型(TOPKAPI)等。

　　但目前很多城市管網(wǎng)設(shè)施自身存在設(shè)置不合理、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高低不一、錯(cuò)接或混接、運(yùn)營(yíng)維護(hù)不到位導(dǎo)致管道堵塞淤積等問(wèn)題，使得“控源截污”措施不能發(fā)揮出核心作用。

　　2.內(nèi)源治理

　　底泥是水體污染物的“匯”和“源”，想要實(shí)現(xiàn)對(duì)城市黑臭水體的有效治理需要對(duì)底泥進(jìn)行疏浚修復(fù)。污染底泥的處理技術(shù)具體包括原位處理和異位處理。原位處理是直接在受污染底泥上采用物理、化學(xué)和生物的方法，使污染物分解、轉(zhuǎn)化、隔離等，將污染物從底泥中去除或穩(wěn)定。原位處理的物理修復(fù)通常是原位覆蓋法，阻隔底泥的再懸浮和擴(kuò)散;化學(xué)修復(fù)是向水體中投入定量化學(xué)藥品，通過(guò)一系列氧化、還原、沉淀等使污染物在底泥中保持穩(wěn)定;生物修復(fù)是通過(guò)生物的代謝減少底泥含量，主要表現(xiàn)在微生物、動(dòng)物及植物修復(fù)。但是，原位處理并未將污染物從根本上移除，存在水體二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。異位處理是將污染重、釋放量大的上層底泥移出水體再進(jìn)行固化填埋或物理、化學(xué)、生物處理，處理后的污泥可以進(jìn)一步資源化利用，如制陶粒、水泥、制磚等。雖然異位修復(fù)技術(shù)相對(duì)成熟，但疏浚底泥工程量大資金耗費(fèi)多，易對(duì)土壤和周邊環(huán)境造成二次污染，且對(duì)河道底部和水體生態(tài)系統(tǒng)破壞嚴(yán)重。

　　3.水質(zhì)提升

　　3.1 原位曝氣

　　水體缺氧是城市黑臭水體最顯著的表現(xiàn)，因此保持水體耗氧/復(fù)氧平衡、增加水體DO含量是改善城市黑臭水體的首要工作。曝氣的作用主要有3種：

　　1)向水體中充入空氣或純氧提高水體DO含量，抑制厭氧微生物厭氧分解和藻類(lèi)的生長(zhǎng)，提高水生動(dòng)物生存環(huán)境，恢復(fù)水體自?xún)裟芰?

　　2)改善水體和底泥氧化還原環(huán)境：在DO作用下，水中Fe2+在好氧微生物作用下氧化成Fe(OH)3沉淀附著在底泥表面，減少底泥再懸浮和污染物擴(kuò)散，同時(shí)Fe3+與底泥中PO43-結(jié)合降低TP含量;

　　3)增加水體的擾動(dòng)，促進(jìn)底泥中氨氮向水體擴(kuò)散，降低底泥中氮含量，還能促進(jìn)底泥微生物數(shù)量和多樣性的增加。

　　3.2 投加化學(xué)藥劑

　　化學(xué)藥劑修復(fù)技術(shù)是通過(guò)投加化學(xué)藥劑與受污染沉積物之間的物理作用(一般為沉淀聚合)、化學(xué)反應(yīng)(一般為氧化還原反應(yīng))等使沉積物中的有害物質(zhì)減量，同時(shí)讓污染物在底泥中脫離，轉(zhuǎn)變?yōu)榈投净蛘邿o(wú)毒的穩(wěn)定化學(xué)形態(tài)。常用化學(xué)藥劑多為強(qiáng)化絮凝劑、化學(xué)殺藻劑、化學(xué)除磷劑和化學(xué)脫氮、沸石及改性過(guò)氧化鈣、氧化-載鈉改性材料、硝酸鈣材料等。除了化學(xué)藥劑本身對(duì)污染物處理效果的影響，化學(xué)藥劑的投加方式通常也與水體中營(yíng)養(yǎng)鹽的釋放有關(guān)，有研究表明注射CaO2加快了有機(jī)磷的礦化速度，鐵鋁結(jié)合態(tài)磷和鈣結(jié)合態(tài)磷也明顯增加，使內(nèi)源磷持留能力增強(qiáng)。化學(xué)藥劑修復(fù)技術(shù)是在受污染沉積物原位修復(fù)中快速且有效的恢復(fù)方式，但該方法使用成本高，效果不持久，易造成水體的二次污染;而且，由于沉積物透水性能差、污染物成分復(fù)雜，采用投加藥劑只能修復(fù)表層沉積物，而憎水性有機(jī)污染物和重金屬均得不到有效的處理。

　　3.3 集成治理技術(shù)

　　內(nèi)源污染阻斷與黑臭快速消除技術(shù)是通過(guò)在河岸帶建立獨(dú)立的污水處理系統(tǒng)，將部分河水從主河道內(nèi)分流出來(lái)進(jìn)行單獨(dú)處理，凈化后的水再返回河道，既可保證污染河水得到充分有效的處理，也可保障河道原有各功能的作用。目前應(yīng)用較為廣泛的集成治理技術(shù)有土地處理技術(shù)、生物處理技術(shù)和物理化學(xué)處理技術(shù)。土地處理技術(shù)是通過(guò)自由水面人工濕地系統(tǒng)、潛流式人工濕地系統(tǒng)及多級(jí)土壤滲濾系統(tǒng)凈化水質(zhì)。生物處理技術(shù)是在反應(yīng)器內(nèi)安置填料和曝氣系統(tǒng)，通過(guò)填料表面生長(zhǎng)的生物膜以及反應(yīng)器內(nèi)游離的菌膠團(tuán)共同對(duì)污水進(jìn)行凈化處理。物理化學(xué)處理技術(shù)常見(jiàn)應(yīng)用為“超磁分離成套凈化設(shè)備”，是通過(guò)磁核、絮凝劑的物理絮凝作用，使水體中的污染物形成以磁種為核的磁性微絮體，再經(jīng)過(guò)永磁場(chǎng)將微絮體與水分離，從而實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化。多技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用具有更好的效果與應(yīng)用前景，如高效絮凝生物澄清一體化污水處理系統(tǒng)。

　　4.生態(tài)補(bǔ)水

　　生態(tài)補(bǔ)水是恢復(fù)水動(dòng)力的一種重要方式，是通過(guò)水體置換，用清潔、低濃度營(yíng)養(yǎng)的水更換富營(yíng)養(yǎng)化的水，或增加進(jìn)水量將水體原有的水沖刷出去，補(bǔ)充受損生態(tài)系統(tǒng)缺失的環(huán)境因子，改善、修復(fù)、恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及自我調(diào)節(jié)能力。根據(jù)《城市黑臭水體整治工作指南》，利用城市再生水、清潔地表水等實(shí)施“清水補(bǔ)給”，可以改善滯留、緩流水體的水動(dòng)力，有效提高水體的流動(dòng)性，是解決黑臭問(wèn)題的適宜技術(shù)方法。其方法是將黑臭水體通過(guò)泵或其它方式輸送至污水處理廠(chǎng)處理，然后將水質(zhì)好的水引入污染河道或以實(shí)現(xiàn)黑臭消除。但本方法的實(shí)施受到諸多條件的限制，且底泥污染、外源污染等也需要同步進(jìn)行處理，否則將導(dǎo)致污染擴(kuò)散到更大的區(qū)域。雖然生態(tài)補(bǔ)水可稀釋水體，迅速降低污染物濃度，增加水體DO和生物量，增加水體流動(dòng)性，從而防止和預(yù)防水體富營(yíng)養(yǎng)化或者發(fā)生黑臭現(xiàn)象，但不能從根本上解決污染物對(duì)水生態(tài)環(huán)境破壞的問(wèn)題。

　　5.生態(tài)治理技術(shù)

　　生態(tài)治理技術(shù)主要是通過(guò)創(chuàng)造適宜多種生物生息繁衍的環(huán)境，重建并恢復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)水體生物多樣性，并充分利用生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)再生、自我修復(fù)等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，主要包括水生植物修復(fù)法、水生動(dòng)物修復(fù)法、微生物修復(fù)法等。

　　5.1微生物修復(fù)法

　　微生物修復(fù)法是通過(guò)向水體投加微生物菌劑或激活微生物活性，形成明顯的優(yōu)勢(shì)菌群，采用生物調(diào)控法，調(diào)控微生物與水環(huán)境其它生物之間的關(guān)系，以達(dá)到生態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)提升。常用的菌劑主要包括有機(jī)物降解細(xì)菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌和日本EM菌(有效微生物菌群)，能夠高效去除水體中的氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、重金屬及難降解有機(jī)污染物，其作用機(jī)理是通過(guò)細(xì)胞分泌的胞外酶和胞內(nèi)酶將復(fù)雜有機(jī)物分解為簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物，并降解污染物質(zhì)消除毒性。Chai等綜合PHA強(qiáng)化脫氮微生物學(xué)機(jī)制、菌-藻競(jìng)爭(zhēng)和協(xié)同作用，基于水體生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性以及水體生態(tài)修復(fù)自?xún)衾碚撗芯砍隽怂�體微生物活化技術(shù)。但目前的生態(tài)修復(fù)技術(shù)存在應(yīng)用技術(shù)單一或簡(jiǎn)單疊加的情況，缺乏對(duì)水生植物生長(zhǎng)控制性影響因子的深入研究，導(dǎo)致很多不確定因素，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。而且，水生動(dòng)物如何與植物生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)搭配仍是構(gòu)建完整生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)難點(diǎn)。

　　5.2 水生植物修復(fù)法

　　水生植物修復(fù)法是應(yīng)用水生植物的生態(tài)凈化作用，通過(guò)其在生長(zhǎng)過(guò)程中吸收污染水體和底泥中氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同化成蛋白質(zhì)和核酸等自身的結(jié)構(gòu)組織物質(zhì)，以去除水體中的氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽;對(duì)于易于揮發(fā)的有機(jī)物(如三氯甲烷、四氯化碳及無(wú)機(jī)物汞)，水生植物吸收后會(huì)通過(guò)蒸騰作用轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)釋放到大氣中;且在光合作用的下植物釋放O2固定CO2能夠改善水體缺氧狀態(tài)，緩解水體和底泥的黑臭現(xiàn)象。常素云等研究了不同植物(狐尾藻、金魚(yú)藻、篦齒眼子菜等)的組配對(duì)水體凈化效果的影響，結(jié)果表明在香蒲與篦齒眼子菜的組配下NH3-N和TP的去除率分別達(dá)到了62.1%和83.9%。但是，水生植物的生長(zhǎng)、繁殖、空間分布受水體生境條件諸多因素的制約，修復(fù)周期長(zhǎng)，對(duì)于應(yīng)急性水質(zhì)惡化和底泥污染效果不明顯。因此應(yīng)針對(duì)不同水體來(lái)探索水生植物恢復(fù)的限制因子，改善不利于植物生長(zhǎng)的環(huán)境因子，為水生植物恢復(fù)創(chuàng)造良好的生境條件。

　　5.3 水生動(dòng)物修復(fù)法

　　水生動(dòng)物修復(fù)法是通過(guò)浮游動(dòng)物、游泳動(dòng)物和底棲動(dòng)物吸食水體中的游離細(xì)菌、浮游藻類(lèi)、有機(jī)碎屑等，并定期對(duì)游泳動(dòng)物和底棲動(dòng)物進(jìn)行打撈，有效減少水體的懸浮物，提高水體的透明度。常用的水生動(dòng)物修復(fù)法包含經(jīng)典生物操縱法和非經(jīng)典生物操縱法：生物操縱理論是通過(guò)調(diào)整魚(yú)類(lèi)群落，保護(hù)牧食性浮游動(dòng)物生物量，控制浮游植物的異常增殖;而非經(jīng)典生物操縱法是通過(guò)減少肉食性魚(yú)類(lèi)數(shù)量或增加濾食性魚(yú)類(lèi)直接牧食藍(lán)綠藻。王壽兵等利用生物操縱和非生物操縱技術(shù)的協(xié)同作用，對(duì)上海寶鋼水庫(kù)、陳行水庫(kù)、滴水湖等水庫(kù)的藍(lán)藻進(jìn)行控制，取得了較好的實(shí)踐效果。但生物操縱的作用效果受到諸多環(huán)境因素的影響，不同的水環(huán)境條件及不同的放養(yǎng)措施都會(huì)導(dǎo)致修復(fù)效果差異顯著;并且生物投放會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中其它生物群落產(chǎn)生一定的影響，因此在實(shí)際操控過(guò)程中需要對(duì)投放動(dòng)物的生物量和密度進(jìn)行定量化合理的控制。

　　五 城市黑臭水體整治的對(duì)策與建議

　　1.強(qiáng)化控源截污，創(chuàng)新城市黑臭水體整治運(yùn)作模式

　　盡管城市黑臭水體的治理已經(jīng)采取了較多控源截污措施，但仍存在著隱藏排污口排污、初期雨水直排入河、合流制管網(wǎng)的清污混流及餐飲和洗車(chē)等污水直排道路雨水口的現(xiàn)象，因此必須徹底切斷岸上污染源，開(kāi)展精細(xì)化的系統(tǒng)整治工作，建立河道水質(zhì)不反彈的長(zhǎng)效機(jī)制。

　　2.與海綿城市的建設(shè)進(jìn)行結(jié)合

　　與海綿城市的建設(shè)進(jìn)行結(jié)合，最大程度地發(fā)揮城市本身的作用。通過(guò)下滲減排、集蓄利用對(duì)排入河道的水體進(jìn)行預(yù)處理，避免雨水以最短路徑直排入河，有效降低雨水徑流帶來(lái)的入河污染量，并從建筑小區(qū)、道路廣場(chǎng)等源頭控制入河污染物總量，實(shí)現(xiàn)城市良性水文循環(huán)。

　　3.加強(qiáng)城市黑臭水體治理的公眾參度與公眾監(jiān)督程度

　　公眾參與能夠有效推動(dòng)城市黑臭水體的治理。在未來(lái)河道治理中，應(yīng)該更加明確政府及社會(huì)各方的權(quán)力與責(zé)任，發(fā)揮各自職能優(yōu)勢(shì);加強(qiáng)政府和社會(huì)組織者間的互動(dòng)與交流合作;加強(qiáng)公眾參與機(jī)制的運(yùn)行和效果的評(píng)估工作。

　　4.已治理河道的長(zhǎng)效管理措施

　　河道是避免城市黑臭水體治理反復(fù)的關(guān)鍵。一方面，可建立水利部門(mén)、環(huán)保部門(mén)、市政部門(mén)等多部門(mén)的聯(lián)動(dòng)管理機(jī)制，落實(shí)河道的專(zhuān)門(mén)管護(hù)責(zé)任單位及對(duì)應(yīng)考核單位，養(yǎng)護(hù)與監(jiān)管同時(shí)進(jìn)行;另一方面，可建立城市黑臭水體治理綜合管理平臺(tái)，利用遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，精確監(jiān)測(cè)水體水質(zhì)，實(shí)現(xiàn)城市黑臭水體的長(zhǎng)效綜合治理。

　　六 展 望

　　近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在水體黑臭研究領(lǐng)域已做了廣泛研究，特別是在研究形成機(jī)理方面尤其對(duì)致黑微生物、致黑致臭污染物以及治理修復(fù)技術(shù)方面做了大量的研究，并且針對(duì)不同區(qū)域河流的特征設(shè)計(jì)相應(yīng)的治理方案、建立相應(yīng)的黑臭模型進(jìn)行定量化研究，對(duì)各種現(xiàn)有的修復(fù)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化提升等。盡管如此，目前對(duì)城市黑臭水體形成機(jī)理的深層次研究相對(duì)較少，后續(xù)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)此方面的研究，明確城市黑臭水體產(chǎn)生的機(jī)理，也為其處置對(duì)策技術(shù)研究提供基礎(chǔ);應(yīng)加強(qiáng)對(duì)城市黑臭水體處理處置技術(shù)的研究，針對(duì)水體主要的致黑致臭因子，深入研究高效去除技術(shù);應(yīng)完善相關(guān)法律法規(guī)，落實(shí)管護(hù)責(zé)任單位，加強(qiáng)管理和監(jiān)督，維護(hù)河流治理成效，從根本上解決城市黑臭水問(wèn)題。

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