江河、湖泊等水體可以為城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村提供飲用水源以及水運交通之利,對城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村的存在形態(tài)及經(jīng)濟發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。然而,城鄉(xiāng)水體歷來被人們認為是生活污水、工業(yè)廢水的排污場所。并且隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展及人口的不斷增長,水體污染問題日益嚴重,引起了人們越來越廣泛的關(guān)注。
從上世紀80年代起,隨著我國改革開放力度的不斷加大,我國經(jīng)濟進入了持續(xù)高速發(fā)展階段。這導(dǎo)致各地在大力發(fā)展經(jīng)濟時往往以犧牲環(huán)境為代價,大量工業(yè)廢水經(jīng)簡單處理甚至不處理就和生活污水就近排入河道,走上了先污染后治理的老路,重蹈了西方國家的覆轍。到20世紀90年代中,日趨嚴重的河流污染問題引起了全國各級政府和百姓的關(guān)注,許多城市斥資對河流展開大規(guī)模整治。1999年我國環(huán)境狀況公報顯示:我國141個國控城市河段中有63.8%的城市河段水質(zhì)為Ⅳ類到劣Ⅴ類。到目前為止,據(jù)統(tǒng)計,我國80%以上的城市河流受到了污染。全國各種工業(yè)廢水和生活污水日排放超過2億t,城市河流污染種類雜多,包括:有機污染、重金屬污染、酸堿污染等。南方城市缺水量的60%~70%是由水污染造成的,90%以上的城市地表水域受到嚴重污染,超過10000km的城市河段喪失了Ⅴ類水的最基本使用功能,導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)嚴重退化。
根據(jù)《城市黑臭水體整治工作指南》,城市黑臭水體是指城市建成區(qū)內(nèi),呈現(xiàn)令人不悅的顏色和(或)散發(fā)令人不適氣味的水體的統(tǒng)稱。Lazaro(1979)指出河流黑臭現(xiàn)象其實是一種生物化學現(xiàn)象,即水體中有機物的分解。大量有機污染物進入水體,微生物借此迅速大量繁殖,而這一過程中厭氧細菌產(chǎn)生的甲硫醇(CH3SH)、硫化氫(H2S)和氨(NH3),好氧細菌產(chǎn)生的喬司脒(geosmin)和2-甲基異嵌醇(2-MIB)是臭水河的主要臭味來源。從感官上可以將水域的水質(zhì)表現(xiàn)劃分為黃(灰)綠無臭、灰褐微臭、黑臭、深黑惡臭4級。
臭水河中的污染物來源可分為三部分,一是外源污染;二是內(nèi)源污染(底泥污染);三是水體中的污染,這三者之間相互關(guān)聯(lián)并保持動態(tài)平衡。水體的外源污染主要來源沿岸的點源污染排放、地表徑流和上游的過境污染。水體中的污染顆粒會沉降在底泥表面并且底泥污染物也會向水體中釋放,最終形成一個動態(tài)平衡。外源污染物又可分為點源和非點源兩大類:①點源污染。其主要是指以管道等方式集中排放污染物的污染源,主要包括工業(yè)廢水、固體廢物處理廠等。因其排放污染源性質(zhì)、排放量和排放方式不同,其對水體的影響也不同;②非點源污染。通常指點源污染以外的污染源。主要指降水和徑流過程中把大氣和地表中溶解和固體污染物帶入水域而造成污染的污染源。其具有以下幾個特質(zhì):沒有固定的發(fā)生地點;污染物的運動沒有固定的時間和空間;污染物受氣候、地形、植被、土壤和人為活動等綜合影響;無法像點源污染那樣采取集中處理的方法控制。
就臭水河而言,非點源污染有以下幾個例子:①城鎮(zhèn)地表徑流。主要是指在降水過程中,所形成的徑流沖刷建筑物、街道、草坪、工廠和住宅區(qū)以及其他透水或不透水地面,使各種污染物直接或間接流入河道;②農(nóng)田地表徑流。來自農(nóng)田的污染源有泥沙、氮磷化肥、農(nóng)藥等,而農(nóng)田在地表分布廣泛,是非點源污染的重點控制類型。
(1)工業(yè)污染物源頭減排:①以循環(huán)經(jīng)濟為核心的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方針政策;②推行清潔生產(chǎn)技術(shù),實現(xiàn)生產(chǎn)過程中污染物減排;③對產(chǎn)業(yè)進行調(diào)整升級和改造。
(2)滯留減排系統(tǒng)。針對城市建成區(qū)域硬化面積擴張,減少了雨水下滲的途徑,導(dǎo)致徑流匯流時間降低,最終導(dǎo)致建成區(qū)積水內(nèi)澇。為解決這一問題,開發(fā)了一種新型植被淺溝雨水徑流處理技術(shù),當?shù)乇韽搅饔晁M入淺溝后沿坡向流動,可通過滯留、植被過濾、吸附作用對徑流進行凈化,部分聚集于淺溝底部的徑流雨水通過下滲進入滲排管周圍的濾料層,過濾后的徑流雨水再經(jīng)滲排管排入水體或其他設(shè)施。由于淺溝底部埋置了滲排管,淺溝的過濾和滲透能力得到了顯著的提高,且占地面積小、截污能力強,適用于住宅區(qū)域的徑流污染控制系統(tǒng),對暴雨徑流的削減可達72.62%~79.75%,并能對雨水徑流中的顆粒污染物和部分溶解性污染物進行深度處理。
(3)農(nóng)田徑流生態(tài)攔截技術(shù)。主要包括水塘、濕地、布置水窖技術(shù)。人工水塘技術(shù)是在人工開挖建造的水塘中種植大型水生生物以增加水流與生物膜的接觸,有利于懸浮顆粒和有機物的去處。人工濕地技術(shù)是一種人為將污水有控制的引流到種有水生生物的土地上,用不同的方式控制停留時間并使其沿著一定方向流動,通過過濾、沉降、植物吸收、微生物分解等來實現(xiàn)水質(zhì)凈化的生物處理技術(shù)。而布置水窖則多用于南方,如云南等地。沿田間溝渠布設(shè)多個水窖,當暴雨通過田間溝渠時進行截留,以減少農(nóng)田徑流攜氮磷等污染物進入下游水體,同時又可實現(xiàn)水資源的再利用。
(4)底泥疏挖工藝。將底泥從水下疏挖后輸送到岸上,有管道輸送和駁船輸送兩種方式。管道輸送工作連續(xù),生產(chǎn)效率高,當含泥率低時可長距離輸送,輸泥距離超過挖泥船排距時,還可加設(shè)接力泵站。采用管道輸送泥漿并加設(shè)接力泵船的疏挖施工工藝。駁船為間接輸送,將挖泥船挖出的泥裝入駁船,運到岸邊,再用抓斗或泵將泥排出,這種運泥方式工序繁雜,生產(chǎn)效率較低,一般用于含泥量高或輸送距離長的場合。絞吸式挖泥船能夠?qū)⑼诰颉⑤斔汀⑴懦龅仁杩9ば蛞淮瓮瓿桑谑┕ぶ羞B續(xù)作業(yè),它通過船上離心式泥泵的作用產(chǎn)生一定真空把挖掘的泥漿經(jīng)吸泥管吸入、提升,再通過船上輸泥管排到岸邊堆泥場或底泥處理廠,是一種效率較高的疏挖工藝流程。
(1)化學絮凝技術(shù)。化學絮凝處理是通過投放化學藥劑去除水體污染物以達到凈化水質(zhì)的方法。對于污染嚴重的水體如臭水河的治理,這一方法的快速、高效顯示了其一定的優(yōu)越性。但化學藥劑的效果容易受水體環(huán)境變化的影響,且必須考慮其對水生生物的毒性以及對生態(tài)系統(tǒng)的二次污染,因此這種技術(shù)的應(yīng)用有很大的局限性,一般只作為臨時應(yīng)急措施使用。
(2)生物/生態(tài)技術(shù)。這類技術(shù)主要是利用微生物、植物的生命活動,對水體中懸浮顆粒污染物的攔截、吸附和有機污染物的降解、轉(zhuǎn)化,最大限度恢復(fù)水體自凈能力,使水質(zhì)得到凈化并恢復(fù)其水生生態(tài)系統(tǒng)。這類技術(shù)具有處理效果好、工程造價低、能耗低、運行成本低廉等優(yōu)點。同時不用向水體投放藥劑,不會形成二次污染并可以與綠化環(huán)境及景觀改善相結(jié)合,創(chuàng)造人與自然相融合的優(yōu)美環(huán)境。
(1)綜合調(diào)水。綜合調(diào)水能有效改善臭水河的自凈能力,有利于水體中有機污染物的擴散和降解。在進出水體河口建設(shè)雙向水閘,在確保防汛安全的前提下,實施綜合調(diào)水方案,改善水體及其支流水質(zhì),滿足景觀和親水要求。
(2)閘壩改造技術(shù)。通過閘壩改變?nèi)牒又Я魉W特性,控制科學合理的水位和水量,強化水體的復(fù)氧作用,提高有機污染物的降解速率,改善臭水河水質(zhì)。橡膠壩具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低、運行管理方便、景觀效果好、利于行、泄洪等優(yōu)點。當水流溢過壩體時會產(chǎn)生水跌、紊動而進行曝氣,水中DO含量會明顯提高,有助于有機污染物的降解。
從總體上來講,我國水體污染問題較世界其他國家更為嚴重且水體污染的原因復(fù)雜,導(dǎo)致我國水體黑臭嚴重,治理任務(wù)相當艱巨。因此我們應(yīng)有科學、系統(tǒng)的治理思路,不能陷入“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”的誤區(qū),要尊重自然規(guī)律。這樣才能恢復(fù)我國的“綠水青山”,奠定可持續(xù)發(fā)展之基。