徐海鳴

摘 要：該文以城市河道水體修復(fù)技術(shù)為研究對(duì)象，從生態(tài)—生物方法，物理方法和化學(xué)方法三個(gè)方面進(jìn)行了綜述性探討，根據(jù)河道水體污染的實(shí)際情況選擇合理的修復(fù)技術(shù)十分重要，對(duì)于大型河道水體治理，常常采用幾種技術(shù)組合進(jìn)行處理。這些技術(shù)只是對(duì)被污染的水體采取的一種末端措施，最根本的還是要削減河道污染源的排入，保持河道清潔、清淤清雜，以減少污染源的人為性和外源性。避免污水直排河道，建設(shè)污水處理廠和集中式污水處理系統(tǒng)，對(duì)于超標(biāo)排污者，嚴(yán)格依法查處。建立有主有從、有統(tǒng)一監(jiān)管、有依法分管、職權(quán)和義務(wù)清晰、高度協(xié)調(diào)、高效運(yùn)作的水環(huán)境管理體制，這才是當(dāng)務(wù)之急。

關(guān)鍵詞：城市 河道 水體 修復(fù)

中圖分類號(hào)：X522 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）11（b）-095-02

在城市形成和發(fā)展的過程中，城市河流作為重要的資源和環(huán)境載體，關(guān)系到城市生存，制約著城市發(fā)展，是影響著城市風(fēng)格和美化城市環(huán)境的重要因素。我國城市河道水變黑變臭，藻類繁殖現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。據(jù)調(diào)查，我國城市河道大約有50%受到不同程度的污染，對(duì)這些河道水體進(jìn)行治理修復(fù)，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及城市景觀、生態(tài)環(huán)境建設(shè)的迫切需要。我國城市河道水體污染主要包括氮磷等營養(yǎng)物和有機(jī)物污染兩方面，而且污染物的來源比較復(fù)雜，既有天然源又有人為源；既有外源性又有內(nèi)源性?？刂仆庠葱晕廴疚?，可從控制人為污染著手，以法律的手段控制人為污染源的排入。而對(duì)內(nèi)源性污染物，要根據(jù)水體中主要控制元素采取不同的方法。目前國際上采用的水體修復(fù)技術(shù)主要有3種方法：物理、化學(xué)和生態(tài)—生物方法。

1 河道水體修復(fù)技術(shù)

1.1 生態(tài)—生物方法

生態(tài)—生物污水處理技術(shù)，是利用培育的植物或培養(yǎng)接種的微生物的生命活動(dòng)，對(duì)水中污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用，從而使水體得到凈化的技術(shù)，具有處理效果好，工程造價(jià)相對(duì)較低，耗能低或不需耗能、運(yùn)行成本低廉、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。還可以與綠化環(huán)境及景觀改善相結(jié)合，在治理區(qū)建立休閑和體育設(shè)施，創(chuàng)造人與自然相融合的優(yōu)美環(huán)境。所以這種成本低廉的實(shí)用技術(shù)非常適用我國河道水處理。生態(tài)—生物方法主要包括生物膜法、水生植物系統(tǒng)、投放生物菌種或微生物促生劑等。

1.1.1 生物膜法

是指用天然材料（如卵石）、合成材料（如纖維）為載體，河道水經(jīng)過時(shí)，在其表面形成一種特殊的生物膜，生物膜表面積大，可為微生物提供較大的附著表面，有利于加強(qiáng)對(duì)污染物的降解作用。其反應(yīng)過程是：（1）基質(zhì)向生物膜表面擴(kuò)散；（2）在生物膜內(nèi)部擴(kuò)散；（3）微生物分泌的酵素與催化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（4）代謝生成物排出生物膜。經(jīng)過這些反應(yīng)后水體基本得到凈化，再排入河道中。日本坂川古崎凈化場就是河道水體修復(fù)典型的例子，從幾年的觀測(cè)表明，河道污染水體有了明顯的改善。水凈化場結(jié)構(gòu)十分簡單，主體結(jié)構(gòu)是高4.5 m，長28 m的地下矩形廊道，內(nèi)部放置直徑15～40 cm不等的卵石。用水泵將河水泵入柵形進(jìn)水口，經(jīng)導(dǎo)水結(jié)構(gòu)后水流均勻平順流入甬道。

1.1.2 水生植物系統(tǒng)

水生植物系統(tǒng)對(duì)水體的凈化作用主要有以下幾種：（1）吸收作用。主要是利用水生植物（例如風(fēng)眼蓮、蘆葦、狹葉香蒲、麗藻等）吸收利用污水中的氮磷元素及水中一些重金屬元素。（2）降解作用。水生植物群落的存在，為微生物和微型生物提供了附著基質(zhì)和棲息的場所。這些生物能大大加速截流在根系周圍的有機(jī)膠體或懸浮物的分解礦化。（3）吸附、過濾、沉淀作用。浮水植物發(fā)達(dá)的根系與水體接觸面積很大，能形成一道密集的過濾層，當(dāng)水流經(jīng)過時(shí)，不溶性膠體會(huì)被根系粘附或吸附而沉降下來，特別是將其中的有機(jī)碎屑沉降下來。一般來說，內(nèi)源污染的主要貢獻(xiàn)者是水中的有機(jī)碎屑。（4）對(duì)藻類的抑制作用。

1.1.3 生物菌種和微生物促生劑

就是直接向污染河道水體中投加經(jīng)過培育篩選的一種或多種微生物菌種和投加微生物促生劑（營養(yǎng)物質(zhì)）。目前對(duì)于在污染水體中直接投加微生物菌種的生物修復(fù)技術(shù)爭議較多，焦點(diǎn)集中在使用菌種是否帶來環(huán)境安全性問題。另外對(duì)于流動(dòng)性且污染程度較輕的水體來說，直接投放微生物菌種效果不是很好。而對(duì)于投放微生物促生劑，不存在安全性問題，而且通過促生作用，促進(jìn)了污染物降解微生物生長，使污染水體的BOD5，CODcr迅速下降，溶解氧明顯上升，黑臭消除。生物檢測(cè)結(jié)果表明，投放藥劑后的河道中，微生物由厭氧向好氧演替，生物由低等向高等演替，生物的多樣性不斷增加。同時(shí)，它還是一種投資少，成本低，見效快的水體修復(fù)技術(shù)。

1.1.4 河道曝氣復(fù)氧

污染嚴(yán)重的河道水體由于耗氧量大于水體的復(fù)氧量，溶解氧降低，甚至處于缺氧（或厭氧）狀態(tài)。向缺氧（或厭氧）狀態(tài)的河道進(jìn)行人工充氧（此過程稱河道曝氣復(fù)氧）可以增加河道的自凈能力，改善水質(zhì)，改善和恢復(fù)河道的生還能力。研究表明，上、下游 30 m范圍內(nèi)水體的DO濃度比對(duì)照區(qū)顯著升高，特別是底層水體DO濃度升高了5～8 倍；運(yùn)行一段時(shí)間后，水體的透明度得到明顯改善，水體中的化學(xué)耗氧量（COD）、總氮（TN）、氨氮（NH4+-N）、總磷（TP）濃度則顯著降低，對(duì)其最大去除率分別達(dá)到37.2%，16.9%，45.6%和33.5%。

1.1.5 生物操縱技術(shù)

是指在湖泊富營養(yǎng)化控制方面運(yùn)用生物操縱措施即增加兇猛性魚類數(shù)量以控制浮游生物食性魚的數(shù)量，從而減少浮游生物食性魚類對(duì)浮游動(dòng)物的捕食，以利于浮游動(dòng)物種群（特別是枝角類）增長，浮游動(dòng)物種群的增長加大了對(duì)浮游植物的攝食，這樣就可抑制浮游植物的過量生長以至水華的發(fā)生。崔福義等在30g/m3水體的放養(yǎng)生物量下，對(duì)微型生態(tài)系統(tǒng)中鰱、鳙魚的生物操縱作用進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明：鰱、鳙魚的放養(yǎng)，尤其是混養(yǎng)可有效抑制水體中水蚤類浮游動(dòng)物的孳生，而且水體中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)得到了一定程度的去除，浮游藻類尤其是藍(lán)、綠藻的生物量也被控制在較低的水平，從而有效控制水體富營養(yǎng)化進(jìn)程。endprint

1.2 物理方法

包括疏挖底泥、引水沖淤、截污治污、機(jī)械除藻等。

1.2.1 疏挖底泥

是指把污染底泥從河道中清除出去，可以較大程度地削減底泥對(duì)上覆水體的污染貢獻(xiàn)率，從而改善水質(zhì)。但是，其中卻存在許多問題，對(duì)特定水體而言，對(duì)其底泥的疏浚是否有必要，或者疏浚到什么程度就可以達(dá)到所需水質(zhì)的要求，才不至于將深層底泥中富集的重金屬等污染物質(zhì)暴露出來而二次污染上覆水體。國內(nèi)外許多專家都反對(duì)這種清除河道的方法，因?yàn)槿绻顚拥啄嘀懈患闹亟饘僖坏┍┞冻鰜?，這將是非常危險(xiǎn)的。另外，被清除出來的污泥的最終處置也是一個(gè)問題，是安全填埋還是合理利用。這些都要進(jìn)行充分的研究證明才可得出具體的方法。例如瑞典的 Trummen湖，清除表層1 m厚的底泥后，水深增加1.1～1.7 m，TP濃度迅速下降，這種狀態(tài)維持了18 d。

1.2.2 引水沖淤

是指引進(jìn)外部清潔水源來改善河道水水質(zhì)。對(duì)于浮游植物的生長量來說，河水的滯留時(shí)間是關(guān)鍵性控制因素。如果流入河道的污水只在河道作短暫的停留，即使河道中的營養(yǎng)鹽極為豐富，也只能生產(chǎn)極為有限的生物量，其數(shù)量比預(yù)想的要少得多。因此在水源允許的情況下，引進(jìn)外部清潔水源，增加河水水量，這樣既可以人為地縮短水在河道中的停留時(shí)間，使污染河水不易在河道中滯留而導(dǎo)致黑臭，同時(shí)又可通過引水時(shí)河道水動(dòng)力學(xué)重要條件的改善使水體復(fù)氧量增加，有助于河道自凈能力的提高。引水技術(shù)改善河道水體水質(zhì)的實(shí)例較多，如上海蘇州河的綜合調(diào)水工程，福州內(nèi)河的引水沖污工程。另外，成都市府南河的綜合整治、蘇州古城河道的治理工程中曾對(duì)調(diào)水技術(shù)進(jìn)行過實(shí)驗(yàn)：調(diào)水并未減少污染河道的污染物通量，只是由于清潔水的大幅度增加使污染水質(zhì)得到改善。總的來說，對(duì)于污染河道上游或附近具有充足的清潔水源、水利設(shè)施較完善的河網(wǎng)地區(qū)，利用調(diào)水改善河道水質(zhì)是一種投資少、成本低、見效快的處理工程。

1.2.3 截污治污

即將原本直接排入城市河道水體的污水收集到污水廠處理后再排放。目的是削減排入受納水體的污染物總量，為進(jìn)一步凈化水質(zhì)創(chuàng)造條件。武漢東湖的水果湖水域，在污水截流后，湖水中BOD5、TP、TN、S逐年上升的趨勢(shì)得到遏制，污染物總量逐年下降，水中溶解氧上升，湖區(qū)水環(huán)境得到明顯改善。

1.2.4 機(jī)械除藻

河道中藻類的大量增殖，使得一些以河道水作為水源的一些水廠不同程度地受到季節(jié)性藻類的威脅，尤其在高溫、藻類爆發(fā)季節(jié)更增加了給水處理技術(shù)的難度，提高了制水成本。因此解決富營養(yǎng)化河道水技術(shù)是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。河道水除藻技術(shù)可參考湖泊水處理技術(shù)，用處理湖泊水藻類的方法來處理河道水藻類。如直接過濾除藻工藝、氣浮法除藻、慢濾池過濾、微濾機(jī)除藻等方法。同時(shí)還有生物和化學(xué)方法去藻，如生物膜法除藻、ClO2除藻、O3和活性炭處理、投加Fe3+或Al3+鹽。這些方法都是通過實(shí)驗(yàn)證明的，效果不錯(cuò)。

1.3 化學(xué)方法

是指用化學(xué)藥劑去除水中污染物。如今市場上有許多不同種類的新型高分子合成藥劑。不同的藥劑對(duì)水質(zhì)控制參數(shù)的去除效果也不一樣。利用藥劑法去除水中污染物例子很多，如天津市津河水處理工程的初期工程，采用了天津市綠潔公司生產(chǎn)的高效凈水劑對(duì)津河水進(jìn)行處理，此凈水劑是由多種藥劑復(fù)配并加催化劑組成。處理后的水不生藻類，水體澄清不顯色，臭味降低，對(duì)COD、NH3-N、BOD5、S都有一定的去除率，尤其是對(duì)TP的去除率，處理后水中總磷含量達(dá)到了0.025 mg/L，符合景觀娛樂用水的A類標(biāo)準(zhǔn)?？偟膩碚f，用化學(xué)藥劑處理河道水，使用方便、見效快、效果明顯，但是費(fèi)用比較高，而且易造成二次污染。

2 結(jié)語

上述修復(fù)技術(shù)各有特點(diǎn)，根據(jù)河道水體的污染的實(shí)際情況選擇合理的修復(fù)技術(shù)十分重要，對(duì)于大型河道水體治理，常常采用幾種技術(shù)組合進(jìn)行處理。如蘇州河環(huán)境綜合治理一期工程就是一個(gè)典型的使用多種水體修復(fù)技術(shù)的實(shí)例，考慮到各階段不同的治理目標(biāo)、各種不同性質(zhì)的污染源與現(xiàn)有的水利設(shè)施，工程中采用了引水沖淤、河道曝氣復(fù)氧、底泥疏浚等修復(fù)技術(shù)，取得了良好效果。以上這些技術(shù)只是對(duì)被污染的水體采取的一種末端措施，最根本的還是要削減河道污染源的排入，保持河道清潔、清淤清雜，以減少污染源的人為性和外源性。避免污水直排河道，建設(shè)污水處理廠和集中式污水處理系統(tǒng)，對(duì)于超標(biāo)排污者，嚴(yán)格依法查處。建立有主有從、有統(tǒng)一監(jiān)管、有依法分管、職權(quán)和義務(wù)清晰、高度協(xié)調(diào)、高效運(yùn)作的水環(huán)境管理體制，這才是當(dāng)務(wù)之急。

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