黑臭水體的產生原因及綜合治理研究

O李學萌（河北省高碑店市環境保護局 河北 074000）

黑臭水體的產生原因及綜合治理研究

O李學萌
（河北省高碑店市環境保護局 河北 074000）

水是生命之源，對于人類有著至關重要的作用。隨著水質的惡化，黑臭水體現象屢見不鮮，水環境的治理也越來越受到人們的關注，如何在水治理的同時不破壞原有的生態環境，構建一個人與自然和諧相處的環境是人們不斷追求的目標與方向。研究以我國黑臭水體現狀及發生機理為基礎，具體分析了我國黑臭水體發生的原因，并針對原因，概述了黑臭水體的治理方法，提出了綜合性工藝治理黑臭水體的改進方法，以期為水治理相關工作與研究人員提供參考。

黑臭水體；發生機理；產生原因；治理方法

水是人類賴以生存和發展的基礎，隨著社會經濟的發展和人民生活水平的提高，水環境保護的重要性日益突顯。我國自“九五”期間開始啟動重點流域水污染防治規劃，經過近20年的治理，在大江大河水質改善的同時，城市中自然或人工形成的河流、河道和小型湖泊等水體水質尚未好轉，部分城市出現多條黑臭水體，甚至城市區域內的主干線河流也出現黑臭現象。因此，恢復城市河道、湖泊應有的景觀水體功能是城市居民的一個迫切要求。

1.我國城市黑臭水體現狀

水體黑臭是大部分國家工業化發展階段產生的環境產物。國外發達國家在工業化、城市化發展進程中，也出現過城市水體污染及黑臭的現象。隨著我國近幾十年來城鎮化和工業化進程的加快，城市水體大面積污染嚴重，黑臭水體逐漸形成，且屢見不鮮。截至2016年2月，我國已排查出黑臭水體1861個，河流占85．7%，湖、塘占14．3%。從地域分布來看，南、北方地區分別占64．3%和35．7%，總體呈南多北少的趨勢；從省份來看，60%的黑臭水體分布在廣東、山東等東南沿海、經濟相對發達地區。

“十二五”以來，我國對解決和治理城市黑臭水體十分重視。2015年4月，國務院發布的《水污染防治行動計劃》對黑臭水體治理和水體水質提出了明確要求，到2020年，我國地級及以上城市建成區黑臭水體均控制在10%以內；到2030年，城市建成區黑臭水體總體得到消除。2015年8月，住建部、環保部發布《城市黑臭水體整治工作指南》，對城市黑臭水體整治工作的目標、原則、工作流程等均作出了明確規定，并對城市黑臭水體的識別、分級、整治方案編制方法以及整治技術的選擇和效果評估、政策機制保障提出了明確的要求。根據《指南》，到2015年年底前，地級及以上城市建成區應完成水體排查，公布黑臭水體名稱、責任人及達標期限(已基本完成)；2017年年底前，地級及以上城市建成區應實現河面無大面積漂浮物，河岸無垃圾，無違法排污口；直轄市、省會城市、計劃單列市建成區基本消除黑臭水體。

2.水體黑臭的特點、發生機理及主要原因

(1)黑臭水體特點

城市黑臭水體是呈現令人不悅的顏色和(或)散發令人不適氣味的水體的統稱。一般黑臭水體具有以下四個特點：①水體有機污染較嚴重，富營養化較為明顯；②顏色呈黑色或泛黑色，具有極差的感官體驗；③散發刺激的氣味，引起人們的不愉快或厭惡；④水體中DO較低，透明度較差，氨氮較高。

《城市黑臭水體整治工作指南》中根據黑臭程度的不同，將黑臭水體細分為“輕度”和“重度”兩級，分級的評價指標有四個，分級標準詳見表1。

表1 城市黑臭水體污染程度分級標準

(2)水體黑臭的發生機理

水中的溶氧是黑臭水體的一個重要衡量指標。水體黑臭主要是水體缺氧造成的，同時也與水體富營養化和底泥沉積有關，是有機污染的一種極端現象。大量有機污染物進入水體，在好氧微生物的生化作用下，消耗了水體中大量的氧氣，使水體轉化成缺氧狀態，致使厭氧細菌大量繁殖，導致有機物腐敗、分解、發酵，轉化為氨氮、腐殖質、硫化氫、甲烷和硫醇等發臭物質。此過程引起水體中耗氧速率大于復氧速率，造成缺氧環境，產生的有臭氣體逸出水面進入大氣，水中鐵、錳等重金屬被還原，與水中的硫形成硫化亞鐵等化合物，形成大量吸附了FeS、MnS的帶負電膠體的懸浮顆粒，使水體變黑、變臭，詳見圖1。

圖1 水體黑臭發生機理

(3)水體黑臭的主要原因

①外源污染

外源污染是水體黑臭的重要原因之一，外源污染一般包括：A．雨水地表徑流所帶來的地表和土壤中的有機物和氮磷元素；B．大氣降塵所帶來的外來有機物和氮磷元素；C．外部工業、生活污水的排入；D．補水的水源帶來大量污染物。這些有機物大量消耗水中氧氣，當溶解氧下降到一個過低的水平時，厭氧菌分解有機物揮發性的小分子化合物，從而散發臭味，氣體在上升過程中攜帶污泥，使水體發黑。

②內源污染

內源污染是黑臭水體的另一重要原因，內源污染一般包括：A．水體本身不斷衍生死亡的生物群落積累而成的有機物污染，尤其夏季高溫時藻類繁殖加速導致水體缺氧，冬季植物死亡腐爛形成內源污染；B．水中底泥釋放的污染物也不斷污染水體，使水體富營養化，并可能含有一些有毒害物質。污染物厭氧發酵產生的甲烷和氮氣導致底泥上浮造成水體黑臭。

此外，水體的物理狀態，比如流動性差，水溫高，都會對水體的黑臭造成影響。

3.黑臭水體的治理方法

對于黑臭水體的治理，每家企業采用的工藝不同，但都是基于自身優勢工藝基礎上，對水體做的一些水質改善。

(1)一般方法及其優缺點

①投藥——滅藻劑對生態系統有毒害作用，對原環境會有二次污染的情況，短時間有效，長時間投藥難免會產生抗藥性，不宜采用。

②曝氣、推流——適合輕度污染水體，能提高水體的自我凈化能力，對于嚴重污染的水體，需較大的曝氣量，水面會出現持久不散的泡沫等，而且曝氣不能解決水中有機物，尤其是氮磷的污染情況。

③生物接觸氧化——利用微生物的新陳代謝作用降解水體內的有機物，將大分子物質分解成小分子的物質，但是微生物需要適宜的載體附著，適宜的生長環境，好氧微生物的新陳代謝需要氧氣的供給，單純依靠微生物解決水體污染是不可行的。

④生態系統——投放水生動、植物，適合輕度污染水體，經培養后可達到生態平衡，一個完整的生態系統必須要有穩定的生產者、消費者、分解者。用生態方法來處理景觀水體，就是模擬自然界中生產者、消費者、分解者的比例。水生植物就是景觀水體當中的生產者，水生動物就是景觀水體當中的消費者，微生物就是分解者。在實際運用當中，會結合項目本身需求，輔助搭配一些物理技術，以求更好的進行景觀水處理。

(2)綜合性工藝治理黑臭水體

每一種處理方式都有其優劣勢，有其適用范圍，超出這個適用范圍，即便是一個好的方法也達不到最基本的效果，基于生態方法處理的基礎上，以流水不腐、生態自然為原理，根據原有水體的水質情況，主要針對原有的造成水體黑臭的原因，研究提出一種就地消除，原地凈化的綜合性工藝。

首先，截斷外源污染，禁止生活污水以及工業污水等直接排入水體?？梢苑舛屡盼劭?，將其接至其他排放點或處理點，在岸邊建設綠化帶，并根據水底的淤泥情況進一步判斷是否需要清淤還是部分清淤。

其次，增加循環系統。依據本研究所用的獨特的專利技術產品——WQX系列，在水中建立循環系統，使其具有流動性，同時設備可以將水中的懸浮物過濾，提高水體的澄清度；在設備凈化過程中，設備獨特的曝氣溶氧功能給水體不斷提供充足的氧氣；而且，集成設備占地面積小，功能全面，便于維修養護。

最后，水體經過循環過濾系統的預處理后，水質得到改善，可以建立生態系統，利用分解者、生產者、消費者的食物鏈關系，將水中的有機物分解凈化。最終人工的生態系統演變成自然型生態系統，具有穩定、長效的功能，生態系統中各種要素的構成比例與發揮作用，均依托本研發與反復試驗結果，形成的生態系統在一年內都能形成自然型的生態系統，各要素構成穩定，不會出現單一物種不受控的情形。

綜合式黑臭水體治理方法具有效果好、能耗低，同時運行能耗可以在水生態平衡后進一步降低的優勢。經過綜合工藝治理后的水體，不會出現黑臭再發的現象，水體清澈度均在1米以上，水質長期穩定在四類地表水體指標范圍內?？傊?，黑臭水體綜合治理方法可以達到美化環境、水質凈化于一體的效果，生態景觀性良好，是未來水環境治理發展的趨勢。

4.結論

城市水體具有調節當地環境氣候，美化居住環境，維持當地水量平衡的功能，如何使得城市水體在低成本的水治理上發揮出巨大的優勢，是我們每個水環境治理的研究及工作者應該思考的問題，綜合式水體治理方式將有良好的發展前景，值得進一步推廣與研究。

[1]鄭毅.基于城市黑臭水體治理與水質長效改善的技術分析[J].資源節約與環保,2015(12).

[2]王旭,王永剛,孫長虹等.城市黑臭水體形成機理與評價方法研究進展[J].應用生態學報,2016(4).

[3]程慶霖,何巖,黃民生等.城市黑臭河道治理方法的研究進展[J].上?；?2011(2).

Study on the cause of the black odor water body and its comprehensive treatment

Li Xuemeng

(Environmental Protection Bureau of Gaobeidian City Hebei Province, Hebei, 074000)

For the improvement of governance to governance, the deterioration of the water is the life source for human beings have a vital role. With the increase of water, black odor water the phenomenon to be common, water environment governance is also more and more by the people's attention, how in the water and does not destroy the original ecological environment, building a person and natural harmony of the environment is that people continue to pursue the target and direction of China's black smelly water status and mechanism as the basis, the specifi c analysis of the black odor water reason, and in view of the reason, an overview of the black odor water method, puts forward the comprehensive art treatment of black and odorous water method to water treatment work and research personnel for reference.

Black odor water body；mechanism；cause；treatment method

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李學萌（1987～），女，河北省高碑店市環境保護局，研究方向：地表水的污染處理控制技術。