探究黑臭水体形成原因与治理技术

胡捷

深圳市深水水务咨询有限公司518000

摘要：随着现阶段我国工业化进程的持续加快，我国在许多方面已经取得了一定的成就，但是黑臭水体是我国现阶段许多城市共同面临的水污染问题，因此为了更好地解决黑臭水体问题，必须要对其产生的原因以及相应的治理技术进行深入探讨。

关键词：黑臭水体；形成原因；治理技术；方法措施

前言：我国社会经济高速增长，城市化快速发展，带来了较严重的环境污染问题。由于环境保护意识薄弱，加上治理技术落后和治理投入不足，使工业及生活污染物大量排放，导致很多区域的水体尤其是城市水体出现了常年性或者季节性的黑臭现象。水体黑臭使区域社会与经济发展受到制约，影响城镇生态文明形象，也对区域生态安全和居民健康造成严重威胁，黑臭水体治理已成为推进生态文明建设亟需解决的重大环境问题。

1黑臭水体的形成原因

第一，氮磷等污染物的排放会导致黑臭水体的形成。这些污染物进入水中，氧化分解的过程中导致水中氧浓度降低，这样一来容易出现缺氧或是厌氧状态，许多微生物大量繁殖，有机物分解、腐败的速度加快，许多恶臭气体浮出水面，造成水体发黑发臭。

第二，水底部的泥潭等内污染源影响了水体，导致水体发臭。一些泥沙长期沉积在水底，由于水体的冲刷以及人力的作用下产生悬浮现象，因此，在底部泥沙中的污染物发生一系列化学反应，这样一来就会导致二次污染，同时，大量的底泥导致微生物的繁殖，放线菌和蓝藻通过代谢能够使底泥甲烷化、反硝化，导致底泥上浮，形成水体发黑。

第三，水动力学条件不足、水循环不畅也是引起水体黑臭的原因之一。河道水量不足、流速低缓导致污泥淤积，污水滞留，垃圾沉淀，水体复氧速率衰减。河道的渠道化、硬质化，导致河道系统生态环境异质性降低，污染物积累，水体自净能力减弱，生态系统退化，最终形成黑臭水体。

最后，是水体热污染。水体热污染主要由于一些工业用水在冷却后产生的污染以及居民的日常生活污水，这些水源不仅对水中动植物的生存和繁殖能力产生影响，还会导致水中相关微生物呈现异常的活跃的状态，溶解水中氧的浓度，导致水中氧浓度大大降低，当河流中水体温度总体低于8℃或者是高于35℃时，放线菌分解有机物的活动将会受到抑制，也就不会产生黑臭现象，然而，当水体温度达到25℃左右时，放线菌繁殖率增高，水体黑臭也就很严重，在水温较高时，硫酸盐还原菌活性显著增强，导致水中硫酸根还原成硫化氢，这样一来，身体也会产生发黑发臭的现象。

2黑臭水体形成机理

2.1致黑机理

基于目前国内外研究结果，水体致黑机理大致分为：①水体中的Fe、Mn元素在缺氧条件下被还原，与水中的硫化物反应生成的FeS、MnS等带负电胶体，这些胶体沉于池底或吸附在悬浮颗粒上浮于水体表面，使水体呈现黑色；②有机物只要达到一定负荷水平就对水体有致黑作用，尤其是含硫有机物，能使水体在7～13d就变黑，且含硫有机物能使原本黑臭的水体颜色变得更深；③水体中的不溶性物质和溶于水的带色有机化合物（主要是腐殖类物质）也是造成水体颜色加深的重要因素。

2.2致臭机理

水体中的致臭物质主要有以下几种：①硫化氢、氨：大量有机物在厌氧菌作用下会分解产生硫化氢、氨、硫醇等发臭物质；②硫醚类物质：腐殖酸、富里酸的水解产物在水体中脱氨基、脱羧酸或在细菌分解作用下会产生游离氨臭气和具有相当臭味的硫醚类物质；③土臭素和异茨醇：厌氧条件下，厌氧放线菌分泌产生土臭素和异茨醇；④乔司脒和2－二甲基异莰醇：蓝藻、硅藻等产生的乔司脒和2－二甲基异莰醇在低浓度下就能导致水体发臭；⑤DMTS：底泥释放的硫化氢与死亡藻类在缺氧腐败过程中产生的DMTS具有臭味。

目前对黑臭水体产生的原因及机理的研究已经有了一定的进展，但依然存在较多不足，形成机理还未全面明确。黑臭水体的形成是一个复杂的过程，对具体河道的黑臭原因，应结合具体情况和环境因素进行综合分析。对不同地区、不同类型、不同污染源、不同水体功能类别进行区分，明确湖塘、江河以及城市沟渠等不同类型水体在黑臭形成中的差异，才能有针对性地确定治理对策。

黑臭水体的形成是多因素共同作用的结果，各因素是如何作用以及影响的，都是下一步应该深入研究的问题。

3黑臭水体治理技术

根据《城市黑臭水体整治工作指南》，城市黑臭水体的治理应该按照“控源截污、内源治理；活水循环、清水补给；水质净化、生态修复”的基本技术路线具体实施。

3.1控源截污（截断外源）

“黑臭在水里，根源在岸上，关键在排口，核心在管网”。做好黑臭河道治理首要是控源截污，控源截污包括截污纳管和面源控制2部分内容。

3.1.1点源控制的主要方式是截污纳管

点源控制的主要方式是截污纳管，即通过沿水塘、明渠、湖边铺设污水截流管线，并合理设置提升（输送）泵房，将污水截流并纳入城市污水处理厂。从源头控制污水向水体的排放，此举既是改善黑臭水体最直接有效的工程措施，也是采取其他技术措施的前提。严格排查城市水体周边的饭店、宾馆、旅游景点、农家乐餐饮等分散直排的单位，修建截污管道，将其纳入城镇污水处理厂或自建污水处理设施处理后排放或回用。新建项目原则上不允许新增排污口；对现有的排污口进行综合整治，按照回用优先、集中处理、搬迁归并、调整入水体方式等分类制定排污口整治方案。

3.1.2面源控制

面源污染主要为初期雨水和地表固体废弃物，包括沿河居民倾倒生活垃圾产生的污染。面源控制可结合海绵城市的建设，采用低影响开发技术、初期雨水净化技术以及生态护岸等。

3.2内源治理

内源治理主要是对污染底泥进行处理，有清淤疏浚和底泥原位修复两方面。清余疏浚主要是进行淤泥表层污染物的清理，利用水中的生物群恢复，但是必须要考虑到清淤的深度，注意到对保护层的控制，从而避免破坏原有生态系统。另一方面考虑到需要疏浚的数量过于庞大、成分过于复杂，一旦处理不慎，将很可能二次污染周围环境，现阶段，有一系列科学的技术手段，实现有效的清淤疏浚。采取底泥原位修复时，将不会采用疏浚，而是直接治理原有的底泥，水体中溶解氧和营养盐导致许多土壤微生物对水体的自然净化过程缓慢，原位修复通过对水体底部增加改良剂，能够提高生物活性和繁殖能力，能够引入多种微生物，以及所需要的营养物质，生物污染物分解，达到底泥的修复，净化水质。

3.3活水循环与清水补给

活水循环与清水补给都是通过改善水体的水动力条件来缩短水体交换周期，修复受损生态系统。目前最直接有效的方法是调水引流。在相关人员对太湖水环境治理过程中，实践表明科学的调水引流能够增强水体原有的有序流动，显著提高了水环境容量。但是，此方法的投资较大，持续性不强，对引水水体和引入水水体还可能产生负面影响，引起两水体的生态系统发生变化。

实践证明，想要有效治理水体黑臭，需要坚持长期的调水引流工作，同时结合污染源控制和彻底地清淤。

3.4水质净化与生态修复

3.4.1絮凝沉淀

絮凝沉淀净化水质的方法包括向水体投加絮凝剂促进悬浮物絮凝、投加铁盐促进磷沉淀、加入石灰脱氮等。这类方法一般不受气候条件影响，短期内见效快。此方法实际上只实现了污染物的转移，并没有将污染物彻底去除。化学药剂成本较高，对水体的生态环境和生物生长都有一定的影响，容易产生二次污染，因此一般只作为应急或辅助措施使用。

3.4.2岸带修复

传统的三面光、不透水的硬质护岸割裂了土壤与水体的渗透关系，破坏了生物多样性，影响了河流的自净能力。岸带修复是指为防止岸带受冲刷，在坡面上所做的各种铺砌和栽植，将硬质护岸改造成梯田式软质生态护岸，从而在保持边坡稳定的基础上，提高边坡的生物多样性，增加岸带与水文的沟通联系，形成水－土－生物之间良性循环，构建一个平衡多样的边坡生态系统。

具体修复措施包括：以石块或植被代替传统的浆砌石或钢筋混凝土挡墙；改变河岸带的曲度，以缓解河岸被过度冲刷的现象；丰富水生植物的种类和数量；减少硬化坡面和直立式护坡，减缓坡度，大量种植乔木、草本和灌木植被等。

采用生态护岸，能够有效保持水土并对地面径流截污，在保证河道行洪功能的同时，打造秀美岸带景观。

3.4.3水质净化

（1）微生物强化技术。黑臭水体的微生物强化技术是通过微生物的降解作用来实现的。在实际应用中，主要通过投加微生物菌剂、酶制剂种或者直接向黑臭河道投加微生物促生剂，促进“土著”微生物的生长等方法来加快微生物降解水体污染物的速度。

（2）生物膜技术。生物膜技术是一种“附着生长型”污水处理方法。生物膜上附着生长着大量微生物，与污水接触过程中，微生物通过截留、吸附、降解等多种手段消除水体污染物，提升黑臭水体水质。生物膜法的本质是采用人为干预手段强化天然河流中生物净化过程。近年来，生物膜技术日益得到设计人员的重视，砾石接触氧化法、排水沟（渠）的接触氧化法等在设计中应用较多。

（3）水生植物净化技术。水生植物是水体自净性能发挥的重要组成部分，植物通过代谢作用使进入环境中的污染物质无害化。在黑臭水体治理工程中，所选择植物往往需要通过小试甚至中试来确定其处理效果后方可大范围实施，选用的首层植物需有很强的繁殖能力和抗逆能力、且易栽培管理、可资源化利用、具有观赏性等特点。常用的植物净化技术有人工湿地、氧化塘、生态浮床、人工浮岛等。

3.4.4人工增氧

水体缺氧是水体黑臭的根本原因。人工增氧使得水体中溶解氧增多，微生物代谢能力增强，对水体黑臭的消除具有显著的效果。但是，曝气增氧需消耗大量的能力，噪音大；此外，在低水位或者通航的航道采用曝气增氧还会造成底泥悬浮，恶化水质。

3.5综合管理措施

针对目前我国黑臭水体治理过程中不断出现的新问题，同时也是为了促进水环境管理水平的不断提高，急需实施相应的综合管理措施，从管理体制、法律与政策、监控预警等方面提出对策。

首先，应建立综合协调机制，政府相关各部门之间需紧密联系起来，加强协调与合作，齐抓共管，合力治理黑臭水体。其次，大力推广“河长制”，落实责任到人，公布黑臭水体名称、责任人、达标期限及治理效果，避免出现责任推脱现象。此外，应落实科学监测监控，鼓励综合应用高科技信息技术手段，利用自动在线监测、自动视频监测、人工巡视监控、网络信息传媒等手段，构建水体监控预警体系，并建立黑臭水体信息共享平台，制定黑臭水体信息公开制度，定期向社会公布治理情况，接受全社会监督，鼓励公众参与黑臭水体治理。最后，应建立黑臭水体治理工程运行维护长效机制，实行工程的常态化养护，确保长效运行和提升水质改善的效果。

4结语

水体黑臭化是多种因素综合作用的结果，黑臭水体整治措施的制定需针对黑臭成因展开研究，需因地制宜，采用一种或多种措施共同作用，还清水体水质。同时，如何长效保持水体治理效果及保护现有的洁净河流，是黑臭水体整治工作面临的另一挑战，需要研究人员、工程人员进一步的深入研究和探索。

参考文献

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