吳建宇（浙江江南工程管理股份有限公司，浙江 杭州 310013）

0 引 言

伴隨著過(guò)去 40 余年的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，廣東省深圳市已出現(xiàn)大面積的黑臭水體現(xiàn)象。這破壞了人民的生活居住和生態(tài)環(huán)境，與堅(jiān)持青山綠水就是金山銀山的生態(tài)發(fā)展理念格格不入。2019 年 8 月，《中共中央 國(guó)務(wù)院關(guān)于支持深圳建設(shè)中國(guó)特色社會(huì)主義先行示范區(qū)的意見(jiàn)》發(fā)布。站在新起點(diǎn)上，深圳市朝著世界級(jí)城市行列前行，而光明區(qū)在將深圳市建設(shè)成中國(guó)特色社會(huì)主義先行示范區(qū)中有著舉足輕重的地位，支持光明區(qū)生態(tài)文明建設(shè)也刻不容緩。

深圳市光明區(qū)黑臭水體治理對(duì)象涉及多條河流，如茅洲河、新陂頭河、木墩河、玉田河、樓村水、公明排洪渠、羅仔坑水等，又有星羅棋布、河網(wǎng)相連的河涌。黑臭水體治理工程包括正本清源、面源污染治理、干支管網(wǎng)完善、初雨調(diào)蓄、小微水體治理、暗涵小河汊治理及生態(tài)補(bǔ)水。其治理范圍廣，規(guī)模大，任務(wù)重。

隨著光明區(qū)的規(guī)模日益膨脹，城市的工業(yè)廢水和居民生活污水的排放量不斷增加，但區(qū)域的控源截污基礎(chǔ)設(shè)施顯現(xiàn)不足，導(dǎo)致了大量污染物涌入河流，水體中的 COD（化學(xué)需氧量）、BOD（生物需氧量）、氮、磷污染物濃度超標(biāo)，河流水體出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象。2015 年國(guó)務(wù)院頒布的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》對(duì)黑臭水體問(wèn)題提出明確要求，到 2020 年我國(guó)地級(jí)以上城市建成區(qū)黑臭水體控制在 10%以內(nèi)；到 2030 年城市黑臭水體總體得到消除[1]。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)城市黑臭水體產(chǎn)生的機(jī)理作了大量研究，得出黑臭的成因是多方面的，涉及的因素較多，包括有機(jī)污染物、溶解氧（DO）[2]、氮磷污染[3]、底泥及底質(zhì)再懸浮[4]、微生物代謝以及熱污染[5]等。

1 黑臭水體形成機(jī)理

水體黑臭現(xiàn)象的產(chǎn)生是一個(gè)復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物過(guò)程，涉及的因素較多，但主要包括以下三個(gè)方面：（1）工業(yè)廢水和生活污水的排放，帶來(lái)大量的有機(jī)質(zhì)，這些有機(jī)質(zhì)在氧化過(guò)程中消耗了水體中的氧氣，而水體缺氧導(dǎo)致厭氧生物迅速分解有機(jī)質(zhì)，使水體發(fā)臭；（2）水體缺乏溶解氧（DO）導(dǎo)致水中的 Fe（鐵）、Mn（錳）等金屬元素被還原并與水中的硫元素反應(yīng)形成大量懸浮粒物，使水體發(fā)黑；（3）由河道堵塞、河流動(dòng)力學(xué)條件不良等引起的流水不暢也是引發(fā)水體黑臭的又一關(guān)鍵因素。

1.1 致黑機(jī)理

水體中需養(yǎng)生物的生命活動(dòng)以及大量還原物質(zhì)的氧化消耗了水體中的溶解氧（DO），導(dǎo)致其含量降低。在水體底部（下覆水和底泥）缺氧層中，SO42-作為電子受體，被硫酸鹽還原細(xì)菌還原成 S2-[6]。同時(shí) Fe、Mn 等金屬離子亦被其他微生物還原成 Fe2+、Mn2+等還原態(tài)離子[7]，底部的S2-與 Fe2+、Mn2+等金屬離子結(jié)合生成金屬硫化物帶負(fù)電膠體，這些膠體吸附懸浮顆粒，隨著水體擾動(dòng)被釋放并懸浮于上覆水體，致使水體發(fā)黑[8-9]。

1.2 致臭機(jī)理

水體中的致臭物質(zhì)主要有幾下幾種。（1）硫化氫、氨：水體中在缺乏溶解氧（DO）的條件下，大量有機(jī)物在厭氧細(xì)菌的作用下被分解成硫化氫、氨類等發(fā)臭物質(zhì)[10]。（2）硫醚類物質(zhì)：腐殖酸、富里酸的水解產(chǎn)物在水體中脫氨基、脫羧基或細(xì)菌分解作用下會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)臭味的硫醚類物質(zhì)[11]。（3）土臭素和異茨醇：厭氧條件下，含硫蛋白被以放線菌為主的微生物代謝而產(chǎn)生土臭素和異茨醇[12]。

2 光明區(qū)黑臭水體主要治理技術(shù)

2.1 光明區(qū)河流水質(zhì)概況

深圳市河流受地質(zhì)構(gòu)造控制，以海岸山脈和羊臺(tái)山為主要分水嶺。其地形地貌的特點(diǎn)決定了河流水系的分布和走向，小河溝分布眾多、分布廣、干流短是深圳市水系的一個(gè)特點(diǎn)，整體劃分為珠江三角洲水系、東江中下游水系和粵東沿海水系 3 個(gè)水系。

光明區(qū)有多條河流經(jīng)過(guò)，小河溝、小河汊分布眾多，而眾多河流中又以茅洲河為代表。茅洲河發(fā)源于深圳市羊臺(tái)山北麓，經(jīng)東莞市匯入伶仃洋，干流全長(zhǎng) 41.61 km，流域面積 398.13 km2。隨著深圳的快速發(fā)展，光明區(qū)沿茅洲河兩岸人口和企業(yè)聚集，大量的工業(yè)廢水和居民生活污水不斷排入，導(dǎo)致茅洲河水質(zhì)不斷下降，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象。

早在 2012 年，深圳市就對(duì)光明區(qū)眾多河流采取整治措施，但直到現(xiàn)在河水污染問(wèn)題任未得到有效的控制和治理。究其原因，主要如下。

（1）內(nèi)源污染難以控制。目前光明區(qū)分布大量企業(yè)，多為以電鍍?yōu)榇淼碾娮优涮桩a(chǎn)業(yè)。河流區(qū)域內(nèi)重點(diǎn)污染企業(yè)高達(dá)上千個(gè)，企業(yè)偷排污水履禁不止，內(nèi)源污染難以得到有效控制。

（2）外源截污配套設(shè)施不完善。目前光明區(qū)市政污水管網(wǎng)配套設(shè)施落后且不足，大量污水管線未按規(guī)劃建設(shè)。沿河道流域的大量生活污水直接排放入河，污水處理廠處理能力達(dá)不到現(xiàn)狀要求。

（3）征地拆遷難度大。拆遷涉及當(dāng)?shù)鼐用竦慕?jīng)濟(jì)利益，征地拆遷補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)和周邊相比較低，加上當(dāng)?shù)鼐用癜餐林剡w，導(dǎo)致拆遷進(jìn)度緩慢。

（4）生態(tài)破壞嚴(yán)重。隨著城市的不斷發(fā)展，光明區(qū)人口聚集，大量土地被開(kāi)發(fā)，樹(shù)木肆意被砍伐，破壞了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。

2.2 黑臭水體主要治理技術(shù)及措施

目前，城市黑臭水體治理要遵循“外源減排、內(nèi)源清淤、水質(zhì)凈化、清水補(bǔ)給、生態(tài)恢復(fù)”技術(shù)路線。其中，控源截污是基礎(chǔ)和前提，只有控制好污染源的排放，才能從根本上解決黑臭問(wèn)題，進(jìn)而避免出現(xiàn)黑臭反彈現(xiàn)象；內(nèi)源清淤是重要手段，它是指對(duì)懸浮于淤泥表層的污染底泥進(jìn)行清除，以利于削減內(nèi)源污染物，促使水生生物種群恢復(fù)，但需注意清淤的深度，保護(hù)下層底泥不被破壞，避免破壞水體原有生態(tài)系統(tǒng)；水質(zhì)凈化、清水補(bǔ)給是通過(guò)改善水體的水動(dòng)力條件來(lái)縮短水體交換周期，增強(qiáng)水體自凈能力；生態(tài)修復(fù)是通過(guò)修復(fù)水體生態(tài)功能來(lái)增強(qiáng)水體修復(fù)能力，是水質(zhì)長(zhǎng)效改善及保持的必要措施。

光明區(qū)黑臭水體治理技術(shù)遵循“控源截污、清淤疏浚、生態(tài)修復(fù)、引水補(bǔ)給”方針。具體操作技術(shù)及措施如下。

2.2.1 控源截污

（1）點(diǎn)源控制。點(diǎn)源控制指的是將從污染源排放的污水納入污水截污收集管系進(jìn)行集中處理，這也是目前國(guó)內(nèi)各省市在黑臭水體治理過(guò)程中采取的主要措施。目前光明區(qū)全面消除黑臭水體治理工程（光明水質(zhì)凈化廠服務(wù)范圍）中，對(duì)市政污水管道進(jìn)行修復(fù)完善，其中完善干網(wǎng)10.3 km，完善新增支管網(wǎng) 9.86 km，整治錯(cuò)節(jié)漏排 890處，清淤量 14.89 m3，修復(fù)污水檢查井 11 848 座、合流井1 458 座及污水口 9 679 處。通過(guò)修復(fù)整治市政污水管網(wǎng)體系，將外來(lái)的污染物納入管網(wǎng)收集處理，可有效削減污染負(fù)荷，然而管網(wǎng)的構(gòu)建工程量較大、投資高，施工期間易引發(fā)交通堵塞，而且由于市政管道埋藏在地下，后期維護(hù)與保養(yǎng)比較困難。

（2）面源控制。面源控制指的是通過(guò)控制雨水徑流中的污染物濃度從而減少水體的外源污染負(fù)荷。在光明區(qū)全面消除黑臭水體治理工程（光明水質(zhì)凈化廠服務(wù)范圍）中，面源污染防治任務(wù)有 7 個(gè)垃圾臨時(shí)中轉(zhuǎn)站及 3 個(gè)汽車修理廠，從源頭上削減了面污染。同時(shí)在面源污染治理過(guò)程中也結(jié)合了海綿城市的理念，采用初雨徑流污染控制技術(shù)，新建了 5 個(gè)調(diào)蓄池，能容納 6.1 萬(wàn) m3的初雨水，還增設(shè)了大量的截留井，調(diào)控截留倍數(shù)，建立起完善的雨水收集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了初雨水的全部收集。由于光明區(qū)面源污染治理過(guò)程中涉及的面很廣，受污染的城區(qū)和流域都要重新規(guī)劃，設(shè)計(jì)和施工都比較困難；且面源污染整治過(guò)程中涉及到征地拆遷、用地紅線等問(wèn)題，有些居民不愿意配合，工程推進(jìn)不容易。

2.2.2 清淤疏浚

清淤疏浚是指將河道受污染底泥清除出水體，直接減輕河道中致黑污染物的負(fù)荷，從而達(dá)到削減水體中致黑污染物的目的。在光明區(qū)全面消除黑臭水體治理工程（光明水質(zhì)凈化廠服務(wù)范圍）中，清淤疏浚包括 9 條支流水系，總長(zhǎng)20.36 km；51 條小微溝渠，總長(zhǎng) 26.68 km；26 個(gè)小湖塘，面積 18.71 萬(wàn) m2；11 條暗涵小河汊，總長(zhǎng) 10.45 km。對(duì)這些河道中懸浮于淤泥表層的污染底泥進(jìn)行清除，有利于水生生物種落的恢復(fù)，但需注意控制好清淤的深度，保護(hù)下層底泥不被破壞，避免水體原有的生態(tài)系統(tǒng)平衡發(fā)生紊亂[13]。此外，清淤疏浚底泥的數(shù)量巨大，成分復(fù)雜，若處理不妥，有可能對(duì)周邊環(huán)境造成二次污染。

2.2.3 生態(tài)修復(fù)

在光明區(qū)全面消除黑臭水體治理工程（光明水質(zhì)凈化廠服務(wù)范圍）中，生態(tài)修復(fù)利用的是植物吸收、提取、分解、轉(zhuǎn)化或固定環(huán)境中的污染物的措施。在新陂頭河北一支、新陂頭河北二支等流域兩岸進(jìn)行了生態(tài)護(hù)坡設(shè)計(jì)，在斜坡或邊坡面上做了各種鋪砌和植物種植，將硬質(zhì)岸坡改造成梯田式軟質(zhì)生態(tài)岸坡，從而在保持邊坡穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，提高邊坡的生物多樣性。采用生態(tài)護(hù)坡設(shè)計(jì)能夠有效地保持水土并對(duì)地面徑流截污，在保證河道排流泄洪的同時(shí)，也打造出兩岸秀麗的生態(tài)風(fēng)景。此外，在木墩河、鵝頸水等流域種植了睡蓮、水浮蓮、蘆葦、香蒲、茭白等水生植物，有效地降低了水體中的 COD、TN（總氮）、TP（總磷）、氨氮等濃度。在黑臭水體治理過(guò)程中，利用植物修復(fù)治理技術(shù)，有效保護(hù)了水體生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及改善了居民生活環(huán)境。

2.2.4 引水補(bǔ)給

在光明區(qū)全面消除黑臭水體治理工程（光明水質(zhì)凈化廠服務(wù)范圍）中，引水補(bǔ)給是指將河流原有黑臭水體集中排放處理，再引入清潔水源。在清潔水源的沖擊下，對(duì)黑臭水體進(jìn)行稀釋，增強(qiáng)河流水域的自凈能力，修復(fù)受損的生態(tài)系統(tǒng)。這種方法可以有效降低水體中致黑污染物濃度，效果較明顯。但這種方法工程量巨大，水資源需求量高，耗費(fèi)資金較多，且對(duì)地理?xiàng)l件要求高。

3 建議措施

在光明區(qū)黑臭水體治理過(guò)程中除了以上措施外，還可以增加一些輔助性措施，以達(dá)到去除黑臭的良好效果。

3.1 曝氣復(fù)氧

曝氣復(fù)氧是指在水體中安置曝氣裝置，提高水體中的溶解氧（DO）含量，增強(qiáng)好氧微生物的代謝活動(dòng)，促進(jìn)其對(duì)水體中有機(jī)污染物的分解，減輕水體中致黑污染物的負(fù)荷。在光明區(qū)容易出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象的流域，可以在其水體中增加曝氣裝置，通過(guò)間歇性的曝氣，增加水體中的溶解氧（DO）含量，促進(jìn)底泥的分解，提高微生物的降解速率，從而凈化水質(zhì)。

3.2 人工浮床

在治理后的小河溝、河流等水域，以高分子材料為載體，將水生植物如石菖蒲、金魚(yú)藻、水葫蘆等種植到水體中，構(gòu)建填料-水生植物-微生物三者協(xié)同作用系統(tǒng)，通過(guò)水生植物的吸收、微生物的降解作用，降低水體污染物負(fù)荷，從而使水體中的污染物得到有效去除。

3.3 生物操作技術(shù)

在治理后的小河溝、河流等水域，通過(guò)對(duì)水生生物群及棲息地的調(diào)節(jié)，增強(qiáng)其中的內(nèi)部相互作用，促使浮游植物生物量下降，以提高水體透明度，改善水質(zhì)。雖然該項(xiàng)技術(shù)對(duì)于改善水質(zhì)及生態(tài)環(huán)境有顯著效果，但是在具體實(shí)施過(guò)程中需要開(kāi)展大量深度調(diào)研工作，防止物種入侵以及食物鏈的破壞。

4 結(jié) 語(yǔ)

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)黑臭水體的研究偏向治理技術(shù)與污染程度的分析方法，需對(duì)其深層次的理解作進(jìn)一步研究。黑臭水體的形成是多方面因素共同作用的結(jié)果，治理不同區(qū)域的黑臭水體應(yīng)采取不同的措施。深圳市光明區(qū)黑臭水體的治理除了采取目前的措施以外，更應(yīng)以城市城市生態(tài)文明建設(shè)理論為指導(dǎo)，融合海綿城市的建設(shè)理念，以海綿城市的“滲、滯、蓄、用”等功能有效地減少面源和點(diǎn)源污染。

黑臭水體治理是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在治理方法上沒(méi)有“一招鮮”。只有結(jié)合光明區(qū)水體污染程度和當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境因素合理選擇治理技術(shù)，因地制宜、因河而異，多措并舉、多管齊下，做到治管結(jié)合，長(zhǎng)期維護(hù)，才能從根本上解決黑臭水體問(wèn)題，避免后期出現(xiàn)水體返臭現(xiàn)象，從而改善水質(zhì)，打造出碧水藍(lán)天的和諧生態(tài)環(huán)境。