周春艷 翟元清
遼寧北方陸海環(huán)境檢驗監(jiān)測有限公司 遼寧營口 115000
隨著我國城市化進程的不斷推進,大量農(nóng)村人口涌入城市,城市呈飛速擴張狀態(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,黑臭水體對城市居民的生活質(zhì)量造成了極大的負面影響。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)境損害評估提供了基礎。
城市生活廢水濫排為河流帶入過量的有機物、氮、磷等營養(yǎng)元素。河流內(nèi)的微生物和植物大量生長消耗了大量的氧氣,導致河流溶解氧含量過低產(chǎn)生大量黑臭物質(zhì)是導致城市黑臭水體的重要因素。而有機物富集在水體表面形成的有機物膜會阻礙水氣界面交換,從而加劇水體黑臭,形成惡性循環(huán)[1]。
河流水量不足,流動性差,河岸帶硬質(zhì)化等原因造成的水動力學條件不足也是導致河流水體黑臭的原因。河流水流不暢會導致污染物難以擴散,造成局部水體藻類濃度偏高,造成水體黑臭。同時污泥淤積導致的河床上升,外來生物入侵以及攔河壩的修建等多種影響河流流動性的因素俊輝導致水動力學條件變化,影響水體污染物擴散,造成水體環(huán)境惡化。同時河岸帶硬質(zhì)化、河道渠道化等人工措施會影響水體循環(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。
城市黑臭水體對環(huán)境的危害首先體現(xiàn)在黑臭水體對水體水質(zhì)以及水體底質(zhì)的污泥影響[2]。黑臭水體會嚴重影響水體底質(zhì)污泥,對水體的使用價值和生態(tài)功能造成極大的負面影響。城市污水一般含有過量的N、P、K等營養(yǎng)元素,這些營養(yǎng)元素會導致水體富營養(yǎng)化,造成大量細菌微生物滋生。嚴重影響水體溶解氧含量。在厭氧條件下微生物和細菌的分解作用會產(chǎn)生大量的腐殖質(zhì)和氨氣,導致水體發(fā)黑發(fā)臭,形成黑臭水體[3]。
微生物和細菌在黑臭水體中會持續(xù)發(fā)生厭氧反應,不僅會造成城市黑臭水體的惡性循環(huán),還會在并釋放出有毒有害物質(zhì),對人體造成一定刺激,對黑臭水體附近的城市居民的身心健康造成負面效果。研究表明,城市黑臭水體會對周邊人群造成極大的負面影響,其輻射范圍高達200m,主要污染為細菌污染和真菌污染。
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,反而會對城市生態(tài)環(huán)境造成極大的負面影響,同時因為其惡性循環(huán)還會導致更多的黑臭水體的發(fā)生。如果不對城市黑臭水體進行修復將其治理恢復,那么城市黑臭水體將不斷惡化,黑臭水體將對城市生態(tài)平衡造成嚴重的負面影響。城市水體還具有城市景觀效應,為城市生活的居民提供休閑娛樂的場所,黑臭水體對人體感官的沖擊嚴重影響了城市居民的生活,破壞了城市風貌,阻礙了城市的發(fā)展的同時,還惡化了周邊的生態(tài)環(huán)境[4]。
控源截污技術(shù)主要針對污水排放比較集中的城市區(qū)域。它是先進源頭治理黑臭水體最為有效的技術(shù)之一。通過對改造河流沿岸的污水管道進行建設和改造,將污水截流,讓其在排入河流之前首先進入污水收集和處理系統(tǒng),可以從源頭減少城市污水對河流的污染,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技術(shù),改善黑臭水體水質(zhì)和底質(zhì),主要包括物理修復技術(shù)、化學修復技術(shù)以及生物修復技術(shù)。其中物理修復技術(shù)主要包括底泥原位掩蔽技術(shù)、垃圾清理、生物殘體及漂浮物清理和清淤疏浚等多種針對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,它在修復環(huán)境生態(tài)的同時不會造成二次污染,是一種理想的黑臭水體修復技術(shù)。生態(tài)修復在城市環(huán)境修復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所形成的生物膜對水體進行凈化,目前很多生態(tài)材料都被應用于載體,如碎石、纖維、塑料等,微生物在載體上由內(nèi)向外生長,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)域進行降解。生物膜技術(shù)對有機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,修復效果好,運行結(jié)構(gòu)簡單占地面積小,操作簡單投資成本低,因此而受到人們的重視,并加以實踐應用到治理。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,設計的人工生態(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)境生長的水生植物和陸生植物。人工濕地是一種人為設計的由基質(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。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,還能美化城市風景。人工濕地技術(shù)具有較強的污染物去除能力,出水水質(zhì)好,節(jié)省建造和運行的費用,管理簡便,不使用化學藥劑,不會產(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。