黑臭水體河底末端修復(fù)治理研究

高凡

（中建材資源環(huán)境有限公司，北京 100000）

1 黑臭水體形成原因

為采取科學(xué)措施治理黑臭水體，治理人員需明確黑臭水體的形成原因，分析不同類(lèi)型黑臭水體的產(chǎn)生機(jī)理，以便正確選擇修復(fù)治理技術(shù)。第一，水體含氧量下降，水體中有機(jī)物與腐殖質(zhì)含量占比高會(huì)消耗水體中大量氧氣，如氧氣含量低于2 mg/L，會(huì)使水體處于卻缺氧狀態(tài)，不具有自?xún)裟芰Α５诙w底部污泥釋放污染物，甲烷等氣體的釋放也使得底泥上浮，部分河道中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)富集，藻類(lèi)生長(zhǎng)茂盛，此類(lèi)植物死亡分解后，會(huì)產(chǎn)生氨氮化合物，引發(fā)水體黑臭現(xiàn)象。第三，水體流動(dòng)性決定水體的自?xún)裟芰Γ鲃?dòng)性差的河道極容易出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象，此類(lèi)水域污染物嚴(yán)重堆積，提升水華風(fēng)險(xiǎn)的爆發(fā)概率，致使水體含氧量急速下降，加快水體被污染的速度，增加治理難度。

2 黑臭水體河底末端修復(fù)治理技術(shù)

2.1 黑臭水體評(píng)價(jià)

在確定治理技術(shù)應(yīng)用方式前，需依據(jù)實(shí)際情況對(duì)黑臭水體做出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，作為制訂技術(shù)應(yīng)用方案的數(shù)據(jù)依據(jù)，黑臭指數(shù)法是現(xiàn)下黑臭水體治理常用評(píng)價(jià)法，計(jì)算公式如下：

式中，Pj為編號(hào)j河道的指數(shù)，Pij為j河道i指標(biāo)污染指數(shù)，Cij與Ci0分別為各項(xiàng)i指標(biāo)的濃度與濃度標(biāo)準(zhǔn)值。

該評(píng)價(jià)法消除傳統(tǒng)評(píng)價(jià)法的弊端，可得出較為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)果，在黑臭水體修復(fù)治理工作開(kāi)展中具有較高的參考價(jià)值，有助于提升治理方案的實(shí)際可行性。考慮多種外界因素對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，更符合黑臭水體的治理需要，以便治理人員準(zhǔn)確判斷水體的污染情況，采取最科學(xué)的治理措施，解決水體污染問(wèn)題，充分發(fā)揮黑臭水體河底末端修復(fù)治理技術(shù)的作用，維護(hù)地區(qū)生態(tài)環(huán)境[1]。

2.2 水生動(dòng)物修復(fù)

生態(tài)鏈完整性即河道生態(tài)修復(fù)能力的體現(xiàn)，也可用于黑臭水體治理，增強(qiáng)河道的自我修復(fù)能力，減少污染治理對(duì)河床的不良影響，構(gòu)建功能完整的河道生態(tài)系統(tǒng)，同時(shí)提升河道的觀賞性。該修復(fù)技術(shù)通常與水生植物修復(fù)同時(shí)使用，深入分析黑臭水體的特點(diǎn)，明確黑臭水體的治理目標(biāo)，針對(duì)水體的實(shí)際情況確定技術(shù)應(yīng)用方案，增加水體中動(dòng)物種類(lèi)，完善河道水體環(huán)境，使水體具有較強(qiáng)的自我修復(fù)能力，打造美觀性強(qiáng)的自然生態(tài)景觀。運(yùn)用該技術(shù)尤其需重視動(dòng)物數(shù)量的確認(rèn)，某黑臭水體覆蓋面積為106.7 ha，據(jù)此治理人員設(shè)計(jì)水體動(dòng)物投放數(shù)量，如表1 所述，保證投入水生動(dòng)物的成活率，逐漸實(shí)現(xiàn)生態(tài)修復(fù)目標(biāo)。

表1 水生動(dòng)物投放數(shù)量

2.3 人工曝氣

人工曝氣修復(fù)技術(shù)的原理為增加水體的含氧量，使水體的含氧量達(dá)到環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，為水生生物生存創(chuàng)造基礎(chǔ)條件，提升水體生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，強(qiáng)化河道水體的凈化能力，解決水體黑臭的問(wèn)題。該修復(fù)技術(shù)應(yīng)用方式如下：第一，曝氣方式選擇，全面掌握黑臭水體的情況，分析待治理黑臭水體的環(huán)境特征，科學(xué)選擇技術(shù)設(shè)備，常見(jiàn)曝氣形式有表面曝氣、鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械曝氣等，某黑臭水體深度為4 m 左右，對(duì)美觀性要求較高，因此，治理人員選擇浮水噴泉曝氣形式，治理效果明顯。第二，考慮外界因素對(duì)黑臭水體治理的影響，確定曝氣技術(shù)的應(yīng)用方式，判斷使用機(jī)械設(shè)備的數(shù)量方式，控制機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。以浮水噴泉曝氣為例，實(shí)際治理時(shí)噴水高度需低于1 m[2]。

2.4 微生物強(qiáng)化修復(fù)

微生物是水體的重要組成部分，其數(shù)量與種類(lèi)直接對(duì)水體的自我修復(fù)能力起決定性作用，為此治理人員也可利用微生物實(shí)現(xiàn)水體修復(fù)目標(biāo)，提升河道水體的水質(zhì)。在黑臭水體治理中，微生物可分解水體中污染物，促使污染物存在形式轉(zhuǎn)換，不會(huì)對(duì)河床造成破壞，更符合黑臭河道治理需要，可同時(shí)治理水體的內(nèi)源污染與外源污染，PGPR 原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)是常用微生物強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)。在實(shí)際運(yùn)用該技術(shù)治理黑臭水體時(shí)，需依據(jù)水體治理需要，設(shè)計(jì)修復(fù)系統(tǒng)的布設(shè)方案，包括設(shè)備的布設(shè)間距，同一河道中兩套設(shè)備的間距應(yīng)控制在500~700 m為最佳，具體數(shù)值結(jié)合實(shí)際情況確定。

3 黑臭水體河底末端修復(fù)治理策略

3.1 水體概況分析

為保證黑臭水體河底末端治理方案的合理性，治理人員應(yīng)關(guān)注待治理水體的實(shí)際情況，采集河道水體環(huán)境信息，驗(yàn)證信息的真實(shí)性，確定黑臭水體河底末端治理需要。第一，調(diào)查治理水體的地理位置、河道寬度、需治理長(zhǎng)度等，分析該水域的功能，按照標(biāo)準(zhǔn)判斷黑臭水體的級(jí)別。當(dāng)水體透明度高于25 cm、含氧量超過(guò)2 mg/L 時(shí)，水體未出現(xiàn)黑臭，否則需采取措施治理污染。第二，探析河道水體被污染的原因，查明造成水體黑臭的污染源，依據(jù)污染源的特點(diǎn)，確定河底末端修復(fù)治理方案，確保采用的治理方案符合河道治理需要，可解決河道污染問(wèn)題，修復(fù)河道生態(tài)環(huán)境。第三，關(guān)注待治理河道的流動(dòng)性。流動(dòng)性差也是加劇水體污染的主要原因，治理中治理人員也需考慮水體流動(dòng)性對(duì)水質(zhì)的影響，以便優(yōu)化河底末端治理方案，提高黑臭水體治理效果，保證黑臭水體治理工作的質(zhì)量。

某黑臭水體河底末端修復(fù)工作開(kāi)始前，治理人員深入施工現(xiàn)場(chǎng)，了解待治理黑臭水體實(shí)際情況，測(cè)量待治理水體的長(zhǎng)度、寬度、透明度等，發(fā)現(xiàn)該水域部分區(qū)域透明度低于15 m，已達(dá)到黑臭標(biāo)準(zhǔn)，急需治理，同時(shí)考慮河道分布特點(diǎn)，制訂黑臭水體的治理方案，并在實(shí)際實(shí)施方案前，對(duì)方案作出優(yōu)化調(diào)整。基于水體分析結(jié)果，治理人員決定河道沿線(xiàn)設(shè)置7 個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，用于采集河道各區(qū)域的水質(zhì)信息，包括透明度、氧氣含量等，發(fā)現(xiàn)河道各處透明度均低于25 m，僅有部分區(qū)域水體含氧量超過(guò)2 mg/L，按照檢測(cè)結(jié)果設(shè)計(jì)的治理方案具有較高的應(yīng)用價(jià)值，可解決河道存在的水體污染問(wèn)題。其他黑臭水體河底末端治理工程中，治理人員也應(yīng)分析治理河道的外部環(huán)境條件，借鑒其他黑臭水體的治理經(jīng)驗(yàn)，調(diào)整治理方案，發(fā)揮治理技術(shù)的作用，逐步改善黑臭水體的環(huán)境，增強(qiáng)水體的自?xún)裟芰3]。

3.2 規(guī)范治理流程

現(xiàn)階段黑臭水體治理難度較大，對(duì)治理人員的技術(shù)水平提出更高要求，為此治理人員需規(guī)范技術(shù)運(yùn)用流程，確保技術(shù)運(yùn)用方式符合黑臭水體治理需要。治理人員應(yīng)按照規(guī)范運(yùn)用修復(fù)工藝，達(dá)到預(yù)期修復(fù)效果。實(shí)際運(yùn)用修復(fù)工藝時(shí)，需關(guān)注污染底泥的厚度，得出準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果選擇治理方式，判斷污染底泥高程與生態(tài)修復(fù)高程之間的關(guān)系，據(jù)此制訂河道的修復(fù)方案，增強(qiáng)設(shè)計(jì)修復(fù)方案的實(shí)際可行性，在不影響河道周邊生態(tài)環(huán)境的條件下，完成黑臭水體治理工作。通常情況下采用環(huán)保疏浚方式完成河道治理，如污染底泥高程低于生態(tài)修復(fù)高程，且二者差值超過(guò)0.5 m，或污染底泥高程高于生態(tài)修復(fù)高程，差值在0.5 m 以上，需采用組合式修復(fù)工藝，其中第一種情況修復(fù)工藝應(yīng)用流程復(fù)雜，疏浚與處理后，還需開(kāi)展生態(tài)礫石河床修復(fù)工作。

以某黑臭河道治理工程為例，治理人員在工作開(kāi)始前，結(jié)合河底末端修復(fù)工藝的運(yùn)用原理，明確規(guī)定工藝的運(yùn)用流程，要求治理人員準(zhǔn)確測(cè)量底泥高程，將其與生態(tài)修復(fù)高程做比較，正確選擇修復(fù)黑臭水體的方法。測(cè)量中發(fā)現(xiàn)該河道各區(qū)域污染底泥高程差距較大，超過(guò)1 m，治理情況較為復(fù)雜，需按照污泥高程與設(shè)計(jì)高程的關(guān)系，將河道劃分為多個(gè)區(qū)域，分別采取措施完成治理工作。為此治理人員科學(xué)劃分治理區(qū)域，學(xué)習(xí)不同條件下運(yùn)用修復(fù)工藝的流程，針對(duì)不同區(qū)域的治理需要，設(shè)計(jì)不同的修復(fù)治理方案，黑臭水體治理效果顯著提升，水體污染得到控制。可見(jiàn)規(guī)范工藝流程的重要性，其他黑臭水體治理工作中，治理人員也要學(xué)習(xí)技術(shù)運(yùn)用規(guī)范，分析水域環(huán)境信息，選擇最科學(xué)的河底末端修復(fù)工藝運(yùn)用方式，保證生態(tài)環(huán)境修復(fù)效果，為地區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

3.3 明確修復(fù)治理要點(diǎn)

治理人員要結(jié)合黑臭水體的實(shí)際情況，確定疏浚土的用量，細(xì)化設(shè)計(jì)方案，提升治理法方案與黑臭河道的匹配度，降低治理人員實(shí)施治理方案的難度，凸顯環(huán)保疏浚工藝的運(yùn)用價(jià)值。與此同時(shí)，治理人員還需檢測(cè)河道污泥的種類(lèi)，分析不同類(lèi)別污泥對(duì)河道的危害程度，結(jié)合不同種類(lèi)污泥的特性，分別確定污泥的處置方式，處置后按照治理需要修正河道底泥，進(jìn)一步強(qiáng)化治理工作質(zhì)量[4]。

污泥底泥高于生態(tài)修復(fù)高程，且二者高程差超過(guò)0.5 m時(shí)，可采用環(huán)保疏浚與原位處理相結(jié)合的生態(tài)修復(fù)方式，檢驗(yàn)回填土的質(zhì)量，確保回填土的土質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)不會(huì)對(duì)水體造成二次污染，順利完成黑臭水體河底末端治理工作。治理中需注意以下問(wèn)題：第一，控制河道中回填土的厚度，使用前再次檢驗(yàn)土質(zhì)，通常將回填厚度與生態(tài)修復(fù)方案保持一致，使回填土發(fā)揮應(yīng)有作用，實(shí)現(xiàn)河道河床的修復(fù)；第二，結(jié)束回填工作后，需壓實(shí)回填土，如使用的回填土為黏性土，需保證回填土的壓實(shí)度達(dá)到91%，非黏性土的壓實(shí)度也應(yīng)超過(guò)60%，常用于回填的材料有優(yōu)質(zhì)土、塊石與砂礫等。

污泥高程低于設(shè)計(jì)高程，且二者間差值高于0.5 m，該條件下治理人員治理黑臭水體難度較大，為此治理人員在工作中需遵循以下技術(shù)應(yīng)用原則：第一，將回填土的厚度控制在20 cm左右，按照回填土的種類(lèi)檢驗(yàn)其壓實(shí)度，壓實(shí)度驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與污泥高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一致，起到隔離水體與下層污染物的作用，避免下層污染物擴(kuò)散再次污染水體；第二，設(shè)置礫石床，增強(qiáng)治理后水體的自?xún)裟芰Γ褂玫[石的直徑應(yīng)控制在0.15 m 內(nèi)，盡量縮短河床處理與回填之間的時(shí)間，鋪設(shè)礫石床后采用分層回填法，回填部分壓實(shí)度不應(yīng)低于90%。

3.4 制訂布置方案

第一，整合設(shè)置檢測(cè)點(diǎn)的信息，了解河道各區(qū)域的污染情況，明確各水域的污染治理目標(biāo)，以便工作人員選擇最合適的治理策略。第二，結(jié)合各區(qū)域污泥的厚度，細(xì)化污染治理方案，規(guī)范治理工藝的技術(shù)應(yīng)用方式，嚴(yán)格按照要求完成治理工作，確保技術(shù)參數(shù)科學(xué)，符合黑臭水體的治理需要。第三，河底坡度控制，根據(jù)修復(fù)后河道需具備的生態(tài)功能，確保回填土的坡度在合理范圍內(nèi)，提升自理后河道的穩(wěn)定性。堅(jiān)持分段治理原則，依據(jù)污染情況將水體劃分為多個(gè)區(qū)域，有針對(duì)性地制訂布置方案，高質(zhì)量完成黑臭水體河底末端治理工作，優(yōu)化河道的生態(tài)環(huán)境，使修復(fù)后河道的自?xún)裟芰μ嵘瑢?shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，黑臭水體河底末端修復(fù)治理技術(shù)具有較高的研究?jī)r(jià)值，有助于提升黑臭水體治理效率，消除黑臭水體治理產(chǎn)生的消極影響。相關(guān)人員需關(guān)注技術(shù)領(lǐng)域最新研究成果，學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用理念，不斷創(chuàng)新河底末端修復(fù)治理技術(shù)的應(yīng)用方式，實(shí)現(xiàn)黑臭水體治理目標(biāo)，保護(hù)地區(qū)生態(tài)環(huán)境，推動(dòng)地區(qū)可持續(xù)發(fā)展。