農村小微黑臭水體生態修復實踐分析

摘要""本文分析了農村小微黑臭水體的成因與常見治理技術，并通過其修復示范工程實踐，探究了小微黑臭水體生態修復技術體系和實施效果。農村小微水體黑臭的成因主要有外源污染物排入、內源底泥污染物釋放和水體流動性差等，外源污染源主要有農村生活污水、畜禽養殖廢水、水產養殖廢水、工業廢水和種植業面源污染5類。黑臭水體水質凈化技術種類較多，從治理原理劃分主要有物理修復技術、化學修復技術以及生物—生態修復技術3類，其中生物—生態修復技術因具有環境友好等優點，在實踐中應用廣泛。F市農村小微黑臭水體生態修復示范工程實踐，形成了“截污控源+沉、浮、挺水植物生態系統+生物濾墻”生物—生態修復技術體系，該修復技術體系對農村污水生態修復效果較好，顯著提升了水質和生態環境質量。本研究為相關地區農村小微黑臭水體的治理提供參考。

關鍵詞""水塘；小微黑臭水體；污染特征；治理措施；生態修復

中圖分類號""X52；X143 """"""文獻標識碼""A """"""文章編號""1007-7731（2025）04-0086-06

DOI號""10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.04.018

Practice analysis of ecological restoration of small and micro black-odorous water bodies in rural areas

CHEN Jianjun WU Huijun XIE Qinying ZHAN Jingyi QIN Yongsheng CHEN Hongbo

（¹Guangdong Polytechnic of Environmental Protection Engineering， Foshan 528216， China;

²Foshan Ruifeng Environmental Protection Technology Co.， Ltd.， Foshan 528244， China）

Abstract The causes of rural small and micro black-odorous water bodies， as well as common treatment technologies were analyzed. Through the practice of its restoration demonstration project， the ecological restoration technology system and its implementation effects on small and micro black-odorous water bodies were explored. It was identified that the main causes of black-odorous conditions in rural small and micro black-odorous water bodies include the entry of external pollutants， the release of internal sediment pollutants， and poor water flow. External pollution sources primarily consist of rural domestic wastewater， livestock and poultry farming wastewater， aquaculture wastewater， industrial wastewater， and non-point source pollution of planting industry. Various water purification technologies for black-odorous water bodies were discussed， which could be categorized into three types based on their treatment principles： physical restoration techniques， chemical restoration techniques， and bio-ecological restoration techniques， among which bio-ecological remediation technology was widely used in practice because of its environmental friendliness and other advantages. In the rural small and micro black-odorous water bodies ecological restoration demonstration project in F City， a bio-ecological remediation technology system termed “pollution interception and source control + submerged， floating， and emergent plant ecosystem + biological filter wall” had been developed. This restoration technology system had been found to be effective in the ecological restoration of rural wastewater， leading to a significant improvement in water quality and the quality of the ecological environment. This study provides a reference for the treatment of small and micro black-odorous water bodies in relevant rural areas.

Keywords "pond; small and micro black-odorous water bodies; pollution characteristics; management measures; ecological restoration

農村污水治理是農村環境治理的重難點之一。黑臭水體水質凈化技術種類較多，按治理方式可分為原位修復和異位凈化技術兩類，根據治理原理可分為物理修復技術、化學修復技術和生物—生態修復技術3類^[1]。除了以上常規技術，小微黑臭水體治理出現了一些新的技術。例如，商放澤等^[2]采用新型光催化氧化方法進行了小微黑臭水體治理研究，該技術無需清淤即可實現原位修復；王順永等^[3]采用新型磁性絮凝劑進行了黑臭水體治理應用研究，表明磁處理技術具有占地面積小、絮凝沉降性能好和易反復利用等優點。因農村地理環境及水體污染情況較復雜，小微黑臭水體治理技術方法有一定的局限性，導致農村污水治理效果不穩定。因此，針對農村小微黑臭水體的生態修復模式的研究具有積極的意義。本文分析農村小微黑臭水體的成因與常見的治理技術，并通過F市農村小微黑臭水體修復示范實踐，展開調查分析，探究其生態修復技術體系及實施效果，為相關地區農村小微黑臭水體的治理提供參考。

1 農村小微黑臭水體的成因與修復技術

1.1 農村小微黑臭水體的成因

水體黑臭主要由外源污染物排入、內源底泥污染物釋放及水體流動性差等引起^[4]。大量或持續外源性污染物如生活污水、畜禽糞便等輸入水體，有機物好氧分解大量消耗水體內氧氣^[5]，而復氧速率較慢，水體溶解氧得不到有效補充，水體逐漸呈厭氧狀態，有機物在厭氧環境下被分解成發黑發臭物質，導致水體黑臭^[6]。黑臭水體中致黑物質主要由吸附了硫化亞鐵（FeS）、硫化錳（MnS）"等化合物的懸浮顆粒物和有色腐殖質類化合物組成；黑臭水體中致臭物質主要由硫化氫（H₂S）、氨（NH₃）、硫醚類化合物和多種醇類異臭物質等組成。農村小微黑臭水體類型主要為水體面積較小的坑塘和溝渠，為死水且水量較少。農村小微水體外源污染源主要有農村生活污水、畜禽養殖廢水、水產養殖廢水、工業廢水和種植業面源污染5類^[7-8]。

1.2 黑臭水體修復常用技術

黑臭水體水質凈化技術種類較多，從治理原理劃分主要有物理修復技術、化學修復技術以及生物—生態修復技術3類。

1.2.1 物理修復技術 物理修復技術主要通過物理或機械方法修復污染水體。常用的物理修復技術主要有以下3種。（1）補水稀釋技術，通過補水工程從其他水域調入較好水質的水，對原黑臭水體進行稀釋從而降低污染物濃度。例如，杭州西湖通過引入錢塘江水進行水體治理，引水后西進區水體的總磷濃度下降較快^[9]。（2）掩蔽技術，指在河湖底部上層放置覆蓋物以隔絕底泥與上層水，防止河湖底部底泥中污染物釋放到上層水體中。如百花湖采用原位掩蔽技術進行了修復，對抑制底泥中汞釋放具有較好的效果^[10]。（3）底泥疏浚，指通過清除河湖底部底泥，降低河湖中的污染物濃度，使水質得到改善。采用底泥疏浚技術進行治理的河湖較多，如諸青等^[11]研究了南漪湖生態清淤試驗方案，結果表明采用“表層底泥清淤疏浚+深層疏浚”的方案，可滿足水質達標要求。

1.2.2 化學修復技術 該技術通過將化學試劑投放到污染水體，利用化學修復劑與污染物發生氧化、還原、吸附、沉淀、聚合或絡合等反應，使污染物從水體中分離、降解、轉化或穩定為低毒、無毒、無害等物質，或形成沉淀，達到凈化水體的目的。常用的化學修復技術有以下3種。（1）混凝沉淀法，指將混凝劑投放至污染水源，使漂浮物沉底，從而使水體污染物含量降低。戴林明等^[12]采用Ca（OH）₂-FeSO₄混凝沉淀法進行脫除鎢冶煉廢水中的氟、磷與砷研究，得出該方法相較于分步除雜具備除雜效果好、反應時間短和試劑用量少等優勢。（2）化學除藻法，指將殺藻劑等投放至污染河流、湖泊中，以除去藻類。（3）重金屬固定法，主要適用于重金屬含量較高水體，是一種主要針對重金屬污染水體的凈化技術。

1.2.3 生物—生態修復技術 該方法利用水生植物根系對污染物進行吸收，以及通過水體微生物分解和降解污染物，主要有以下3種。（1）植物修復法，利用挺水、浮水和沉水植物的根系吸收水體及底泥中的氮、磷和重金屬離子等污染物質。（2）微生物制劑修復，指通過人為投放微生物制劑，以提高微生物數量的方式強化水體微生物對污染物的降解能力。劉銀潔^[13] 采用生物膜結構與水體中的有機物交融方法進行生物好氧層中的鏈球菌分解水體中有機物研究，表明該方法在實際應用中對水體的凈化效果較佳。（3）人工浮島技術，指在浮島上固定水生植物，通過植物根系吸收水體中的氮、磷，以及根系微生物對污染物的降解作用，達到去除氮、磷污染的目的。

2 農村小微黑臭水體修復實踐

黑臭水體的修復方法多樣，一般分為物理修復方法、化學修復方法及生物—生態修復方法等。物理修復方法通常具有明確且相對簡單的操作步驟，便于工程實施；該方法需借助大型設備或進行大量物質搬運，導致成本上升。化學修復方法通過化學反應快速去除或降低污染物毒性，可以處理多種類型的污染物，包括重金屬和有機物等；但化學試劑殘留或處理不當可能導致二次污染。項目修復工程實踐中主要采取了生物—生態修復技術方法。該技術因其環境友好、成本低廉、可持續性、高效性、廣泛適用性以及促進生物多樣性等優點，成為解決環境問題的有力工具。

2.1 水塘水體狀況

對編號為1#、2#、5#、6#、7#和10#的6個水塘進行水生態修復研究，水塘分布如圖1所示。

通過現場調查，發現這些水塘塘底淤泥淤積過厚，水體富營養化較嚴重，大部分水塘的水體呈淺綠色，6#和7#塘水體呈黑色（表1）。6個水塘的總面積共20 099.08 m²，均受到不同程度污染，屬于藻型渾水狀態，水體生態結構不健全，自凈能力有限，在大量生活污水流入水體的情況下，水體呈高度富營養化狀態，出現較嚴重的藻類水華。

水體中大薸繁殖過盛，缺乏必要的浮游動物，能見度低。塘底淤泥深約1 m，大量垃圾沉積各水塘水質調查參照文獻[14]進行，結果如表2所示。參照湖泊富營養化評價方法及分級標準^[14]，總磷（TP）濃度大于0.10 mg/L的為富營養型湖泊，TP在0.01～0.10 mg/L為中營養型湖泊，TP小于0.01 mg/L為貧營養型湖泊），可以看出6個水塘的水體中總磷濃度均大于0.10 mg/L，水體均呈富營養化。水塘水體中溶解氧（DO）濃度低，水色偏綠，若不及時對水塘水體采取修復措施，污染物的持續排入會導致水中營養鹽增多，進而可能導致水華。《農村黑臭水體治理工作指南（試行）》^[15]規定通過水質監測判定水體是否黑臭，其水質監測指標包括透明度（SD）、DO和氨氮（NH⁺₄-N）3項指標，其中任意1項指標不達標即判定為黑臭水體。黑臭水體指標閾值為SDlt;25 cm（水深不足25 cm時，透明度按水深的40%取值），DOlt;2 mg/L，NH⁺₄-Ngt;15 mg/L。根據表2中SD、DO和NH⁺₄-N 3個指標的檢測結果，可判定水塘水體均為黑臭水體。

2.2 水塘水體修復方案

現場調查發現，生活污染為水塘水體的主要污染來源。污染源控制是前提，水質達標的保證是水質治理技術。通過外源截污防止外來的各種污染物直接或間接進入水體，底泥疏浚、垃圾清理等內源污染控制措施進行污染源控制；水質治理技術主要采用生物—生態修復技術，通過生態和生物凈化使溶解性有機物分解。整個治理實施內容包括截污預處理站點建設及水塘生境營造、水生植物生態系統帶構建和生物濾墻凈化系統構建等，構建“截污控源+沉水、浮水、挺水植物生態系統+生物濾墻”生物—生態修復技術體系。

2.2.1 生活污水截污 生活污水一體化處理是一種高效、集成的污水處理方案。生活污水一體化處理設備常采用生物膜法，特別是缺氧+好氧（A/O）處理工藝。該工藝結合了缺氧與好氧兩種生物處理過程，通過推流式生物接觸氧化池進行處理。設備內部包含初沉池、I級和II級接觸氧化池、二沉池和污泥池等組件（圖2），實現污水的全面處理。其中，初沉池用于去除污水中的大顆粒懸浮物；接觸氧化池包括I、II級接觸氧化池，是生物處理的核心部分，通過鼓風曝氣使微生物與污水充分接觸，去除污水中的有機物和營養物質；二沉池用于沉淀和分離接觸氧化池中的污泥；污泥池收集和處理二沉池產生的污泥。經試驗分析一體化設備對農村生活污水各項指標的去除率較高，化學需氧量（COD）平均去除率8.41%，NH⁺₄-N平均去除率98.40%，TP平均去除率95.54%，總氮（TN）平均去除率91.92%。這表明，AO一體化設備在處理農村生活污水方面表現出色，對主要污染物如有機物、NH⁺₄-N、TP和TN等均具有較高的去除率。在實際應用中，需根據具體情況進行合理選擇設備結構形式（地埋式或地上玻璃鋼結構）和放置位置，以確保達到最佳的去除效果。

2.2.2 塘底清淤 塘底清淤是一項重要的水體維護措施，通過去除水塘中的淤泥、沉積物和其他雜質，來改善水質、恢復水體的自凈能力。塘底清淤采用機械清淤，并輔以人工清淤。通過試驗分析得出，各水塘淤泥中有機物的含量占淤泥樣品質量的70%～80%，淤泥的濕密度為1.34 g/cm3。根據公式有機物質量（kg）= 淤泥密度（kg/m3）× 淤泥體積（m3）× 有機物含量（%），可以計算出每立方米淤泥中的有機物質量。通過計算，此次水塘清淤可以清除的有機物污染物的量為5 655.88～6 463.86 kg，可見，塘底清淤措施可以明顯降低水體受到的內源污染影響（表3）。

2.2.3 水生植物生態系統構建 陳金煥^[16]采用室內實驗方法進行水生植物凈化能力研究，得出水生植物具有顯著的凈化能力：挺水植物美人蕉對TP的去除效率達95.9%，蘆葦對TP的去除率為73.5%，千屈菜對TN和NH⁺₄-N的去除效率分別為97.9%和99.0%；沉水植物黑藻、眼子菜等對NH⁺₄-N的去除率均能達到95%左右；浮水植物睡蓮對TN去除率為81.9%。水生植物通過吸收、富集、過濾、吸附、沉降、競爭、抑制、氧氣釋放、微生物協同以及生物多樣性提升等多種機制，對水體產生了顯著的凈化效果。這些機制共同作用，使得水生植物成為水生態修復中的重要組成部分。

水生植物生態系統的構建是一個綜合性的過程，旨在通過合理搭配和配置不同生長習性的水生植物，以形成一個穩定、健康且具有自凈能力的水生生態系統。在構建水生植物生態系統前，需對水塘進行排水，清除底部的垃圾、雜草等雜物，并對底泥進行消毒和活化處理，以改善底泥的生態環境，提高水生植物的成活率。根據目標池塘或水體的生態條件，選擇適宜的沉水植物、浮水植物和挺水植物。常見的沉水植物有苦草、黑藻和金魚藻等；浮水植物有睡蓮、浮萍等；挺水植物有美人蕉、菖蒲和再力花等。在沉水植物生長逐步茂盛后，可以投放適量的水生動物，依次投放濾食性魚類（白鰱和花鰱）、肉食性魚類（烏鱧）、底棲動物（螺貝類）和蝦類等進入水塘，以構建完整的生態系統，進一步增強水體的自凈能力，提升生態系統的穩定性。水生動物放養需充分考慮物種的配置結構（營養結構和時空結構），掌握放養情況，包括種類、個體尺寸、生活習性、適應季節和數量等。水生植物系統構建區常見水生植物的布置密度如表4所示。水生植物的布置密度需綜合考慮多種因素，在實際應用中，應根據具體情況進行靈活調整以達到最佳效果。

2.2.4 生物濾墻技術 生物濾墻技術利用填料、微生物和植物對污水中的有機物、氮和磷等污染物進行降解和轉化，達到凈化水質的目的。該技術的作用原理為污水水流從濾墻一側流入，利用濾墻中的填料、微生物和植物經物理沉淀、過濾吸附和微生物降解等多種作用除去水流中的有機和無機污染物，修復水體從濾墻另一端流出^[17-18]（圖3）。由于部分農村地區污水收集和處理系統建設不完善等，生活污水易流入坑塘溝渠；雨水也會帶動生活污水、畜禽養殖廢水等流入坑塘溝渠。駱其金等^[19]采用人工濕地與可滲透反應墻組合工藝進行污染河水處理研究，得出該組合工藝對COD、TN和TP的平均去除率分別為55.09%、42.15%和82.91%。實踐表明，生物濾墻可以有效阻截雨水沖刷污染物，減少雨水沖刷外源污染物造成的水體污染。

2.3 水塘水體生態修復效果

水塘水體生態修復效果的評價通常基于多個維度和指標，以下是對水生態修復效果進行清晰分點表示和歸納：DO增加，水體的富營養化狀態得到改善；魚類數量增加，底棲動物多樣性提高；有機物含量降低，沉積物厚度減少。通過對1#、2#、5#、6#、7#和10#共6個水塘進行生態改造修復，實現了以下治理目標：在與外界水體無任何接觸，只依靠降水作為補水的條件下，景觀水體水生態系統穩定后的水體清澈見底；水質達到GB3838—2002《地表水環境質量標準》Ⅴ類水標準；杜絕了藻類水華的暴發；提高了水系生態植被覆蓋率，很大程度上提升了周邊的景觀效果；增加了水生動植物多樣性，建立了更加健全的水生態系統。最終實現水清、草靚，水生態景觀和生態功能恢復的治理目標。

3 結語

本文分析了農村小微黑臭水體的成因與常見治理技術，并通過修復示范工程實踐，探究了小微黑臭水體生態修復技術體系和實施效果。農村小微水體黑臭的成因主要有外源污染物排入、內源底泥污染物釋放和水體流動性差等，外源污染源主要有農村生活污水、畜禽養殖廢水、水產養殖廢水、工業廢水和種植業面源污染5類。黑臭水體水質凈化技術種類較多，從治理原理劃分主要有物理修復技術、化學修復技術以及生物—生態修復技術3類。F市農村小微黑臭水體生態修復示范工程實踐，形成了“截污控源+沉水、浮水、挺水植物生態系統+生物濾墻”生物—生態修復技術體系，該技術體系對農村污水生態修復效果較好，顯著提升了水質和生態環境質量。本文為相關地區農村小微黑臭水體的治理提供參考。

參考文獻

[1] 李艷薔. 植物浮床改善城市污染水體水質的試驗研究[D]. 武漢：武漢理工大學，2012.

[2] 商放澤，許亮，郎琪，等. 基于新型光催化氧化的小微黑臭水體治理研究[J]. 環境科學與技術，2021，44（6）：103-112.

[3] 王順永，李玉成，張學勝，等. 新型磁性絮凝劑的制備及其在農村黑臭水體治理中的應用[J]. 生物學雜志，2022，39（2）：84-89.

[4] 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，2016，27（4）：1331-1340.

[5] 閔宗譜，陳強，梁定超，等. 我國農村水污染現狀及其處理技術分析[J]. 安徽農業科學，2016，44（29）：51-54.

[6] LU G H，MA Q，ZHANG J H. Analysis of black water aggregation in Taihu Lake[J]. Water science and engineering，2011，4（4）：374-385.

[7] 鄧元，李麗，楊曉梅，等. 農村黑臭水體的成因及治理策略[J]. 廣東化工，2022，49（2）：77-78.

[8] 束方會，黃帥，劉曼絮. 生態文明視角下農村黑臭水體成因探究及治理措施[J]. 農業技術與裝備，2021（5）：65-66.

[9] 朱軍政，韓曾萃. 西湖引水淡化總磷濃度效果研究[J]. 水力發電學報，2010，29（3）：137-142.

[10] 沈佳佳.百花湖含汞底泥的原位掩蔽治理技術研究及工程效益評估[D].杭州：浙江農林大學，2015.

[11] 諸青，黃偉.南漪湖生態清淤試驗工程方案研究[J].海河水利，2024（1）：32-36.

[12] 戴林明，彭玉玲. Ca（OH）₂-FeSO₄混凝沉淀法脫除鎢冶煉廢水中氟、磷、砷的研究[J]. 中國鎢業，2021，36（2）：48-52.

[13] 劉銀潔. 環境生物技術在水污染治理中的應用[J]. 中國資源綜合利用，2021，39（7）：199-200，204.

[14] 王明翠，劉雪芹，張建輝.湖泊富營養化評價方法及分級標準[J].中國環境監測，2002（5）：47-49.

[15] 中華人民共和國生態環境部辦公廳. 關于印發《農村黑臭水體治理工作指南（試行）》的通知[EB/OL]. （2019-11-7）"[2024-09-14]. https：//www.h2o-china.com/news/299403.html.

[16] 陳金煥. 滴水湖水生植物原位生態修復技術研究[D]. 上海：華東師范大學，2020.

[17] 駱其金，諶建宇，許振成，等. 適用于污染河水修復的可滲透反應墻材料篩選[J]. 水處理技術，2010，36（3）：55-58.

[18] KUMARASINGHE U，KAWAMOTO K，SAITO T，et al. Evaluation of applicability of filling materials in permeable reactive barrier （PRB）"system to remediate groundwater contaminated with Cd and Pb at open solid waste dump sites[J]. Process safety and environmental protection，2018，120：118-127.

[19] 駱其金，諶建宇，龐志華，等. 人工濕地/滲透性反應墻工藝凈化受污染河水研究[J]. 中國給水排水，2016，32（1）：1-4.

（責任編輯：何""艷）