唐中亞，茆吉慶，戴 晶，郭 翔，張洋陽，*

(1.揚(yáng)州市給排水管理處，江蘇 揚(yáng)州 225000；2.南大鹽城環(huán)境檢測科技有限公司，江蘇 鹽城 224002)

0 引言

當(dāng)前，我國水體污染問題已日益突出，水環(huán)境現(xiàn)狀不容樂觀[1]，國家也相繼頒布了“水十條”等政策，城市黑臭河道治理已經(jīng)成為提升城市水生態(tài)環(huán)境的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。城市河道作為城市景觀生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，承載著泄洪排澇、農(nóng)業(yè)灌溉、交通運(yùn)輸、休閑娛樂等重要功能[2-3]。當(dāng)河道中的污染物負(fù)荷遠(yuǎn)超其自凈能力時(shí)，水體含氧量大量減少，導(dǎo)致水中的有機(jī)物腐敗變質(zhì)，從而引發(fā)黑臭現(xiàn)象[4]。黑臭河道最明顯的現(xiàn)象表現(xiàn)為水體發(fā)黑、變臭，水生植物和動(dòng)物死亡，河道的嚴(yán)重污染不僅會(huì)制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且會(huì)直接危害到城市居民的健康和城市生態(tài)安全[5]。因此，城市黑臭河道的治理已經(jīng)迫在眉睫。

近年以來，各地政府已運(yùn)用多種黑臭河道治理技術(shù)進(jìn)行了黑臭水體消除[6-7]。黑臭河道治理技術(shù)主要是為改善水質(zhì)而采用的各種技術(shù)手段[8]，最常見的有物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、微生物技術(shù)、生態(tài)修復(fù)技術(shù)等。物理技術(shù)主要有河道清淤、換水引流、曝氣混合、超聲波去藻等[9]；化學(xué)技術(shù)主要是利用絮凝劑凈水、除藻等，目前所用的絮凝劑主要有無機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑、微生物絮凝劑和復(fù)合絮凝劑等[10]。微生物技術(shù)主要是在河道中通過人工添加經(jīng)過篩選的外源微生物菌種，從而加速水體中污染物的分解，增強(qiáng)水體的自凈能力，使用過程中可添加生物填料，促進(jìn)微生物的生長[9]。生態(tài)修復(fù)技術(shù)包括人工濕地、生態(tài)浮島等，需從河道的水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，選擇合適的技術(shù)對河道進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，可通過種植凈水型水生植物、投放水生動(dòng)物進(jìn)行河道生態(tài)修復(fù)，增強(qiáng)水體自凈能力，改善水環(huán)境質(zhì)量[11-12]。

1 揚(yáng)州市主城區(qū)黑臭河道整治現(xiàn)狀

揚(yáng)州市行政區(qū)劃主要包括廣陵區(qū)、邗江區(qū)、江都區(qū)、開發(fā)區(qū)等，揚(yáng)州市自2014年已組織實(shí)施了城市“清水活水”綜合整治三年行動(dòng)，通過“控源截污、內(nèi)源治理、生態(tài)修復(fù)、補(bǔ)水活水、長效管理”等手段，在黑臭河道整治工作中已經(jīng)取得階段性成效；并在2019年組織實(shí)施了《揚(yáng)州市城市黑臭水體治理攻堅(jiān)戰(zhàn)實(shí)施方案》，全面推進(jìn)城市黑臭河道治理，不斷改善城市水環(huán)境質(zhì)量。2019年揚(yáng)州市給排水管理處還通過第三方對已經(jīng)修復(fù)治理過的79條黑臭河道進(jìn)行了連續(xù)跟蹤監(jiān)測。

溶解氧是衡量水體自凈能力的重要指標(biāo)，當(dāng)水中溶解氧較高時(shí)，可提高好氧微生物的活力，從而降解水中的有機(jī)污染物，凈化水質(zhì)；相反，若溶解氧降低時(shí)，說明水體受到污染，自凈能力減弱。氨氮是水體中的營養(yǎng)素，可導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化；同時(shí)也是水體中的主要耗氧污染物，是水體發(fā)生黑臭的主要原因之一。氧化還原電位是用來表征水體氧化還原特性的基本指標(biāo)，氧化還原電位值越高，說明水體氧化特性越強(qiáng)；氧化還原電位越低，說明水體還原特性越強(qiáng)，氧化還原電位可間接反映水體受污染的程度。透明度是評判水質(zhì)優(yōu)劣最直觀的指標(biāo)之一，透明度主要由水體所包含懸浮物、泥沙、水體植物及微生物等物質(zhì)的多少來決定，其受水生植物尤其是藻類變化的影響較大。

通過河道監(jiān)測數(shù)據(jù)對揚(yáng)州市主城區(qū)內(nèi)共16條河道進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)選取時(shí)間段為2020年1月至9月(由于疫情原因，2月份未監(jiān)測)，取每條河道上、中、下游的平均值作為依據(jù)。黑臭河道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行住建部《城市黑臭水體整治工作指南》，監(jiān)測指標(biāo)分別是透明度、溶解氧、氧化還原電位和氨氮，具體限值如表1。

表1 城市黑臭水體污染程度分級標(biāo)準(zhǔn)

2 主要黑臭河道現(xiàn)狀分析

2.1 廣陵區(qū)4條黑臭河道現(xiàn)狀分析

以廣陵區(qū)內(nèi)丁家河、躍進(jìn)河、七里河支河文峰河和同心河?xùn)|段等河道為例，主要實(shí)施了雨污分流、截污納管、清淤疏浚[13]等治理手段。對透明度、氧化還原電位、溶解氧和氨氮數(shù)據(jù)的變化進(jìn)行分析，變化趨勢見圖1。

從圖1(a)中可以看出，四條河道的透明度基本達(dá)標(biāo)，除躍進(jìn)河4月22日的透明度為24 cm，其他均在25 cm以上，說明水體相對較清澈，河道清淤疏浚起到了一定的效果。從圖1(c)中可以看出，除躍進(jìn)河在1月17日、4月22日、5月12日出現(xiàn)了溶解氧輕度超標(biāo)，其余3條河道基本達(dá)標(biāo)，但每月的波動(dòng)較大，其中3月、6月、8月的數(shù)據(jù)較好，說明水質(zhì)存在季節(jié)性波動(dòng)。結(jié)合圖1(b)和圖1(d)可以看出，氧化還原電位和氨氮較不穩(wěn)定，變化較大，該區(qū)4條河在1月17日的氧化還原電位數(shù)據(jù)整體偏低，其中最低的為七里河支河文峰河，數(shù)值為-105 mV，不利于有機(jī)污染物的分解，同時(shí)氨氮的數(shù)值整體偏高，可能是藻類物質(zhì)大量生長及死亡后釋放出大量有機(jī)物及氨氮；根據(jù)現(xiàn)場踏勘，河道表面有少量垃圾，河道周邊存在垃圾堆積，可能導(dǎo)致垃圾堆積滲濾液混入河中，導(dǎo)致水質(zhì)變差。從整體上來看，這4條河中，躍進(jìn)河水質(zhì)最差，多次出現(xiàn)返黑臭現(xiàn)象，其氨氮最高值達(dá)19.4 mg/L，表現(xiàn)為重度黑臭，丁家河、七里河支河文峰河和同心河?xùn)|段也出現(xiàn)不同程度超標(biāo)。

2.2 邗江區(qū)4條黑臭河道現(xiàn)狀分析

以邗江區(qū)內(nèi)大楊沖河、竹西河、官河南段、四望亭河等河道為例，主要實(shí)施了新建截污泵站、清淤疏浚、人工曝氣、生態(tài)修復(fù)等治理手段。對透明度、氧化還原電位、溶解氧和氨氮數(shù)據(jù)的變化進(jìn)行分析，變化趨勢圖見圖2。

從圖2(a)和圖2(c)中可以看出，大楊沖河、竹西河、官河南段、四望亭河的透明度均在25 cm以上，溶解氧2.0 mg/L以上，說明水體較清澈，溶解氧高有利于水中好氧微生物的生長，提高水體凈化能力；但4月22日、7月24日和9月11日，4條河均出現(xiàn)了溶解氧下降趨勢，可能是受藻類生長季節(jié)性波動(dòng)影響，當(dāng)藻類過渡生長或死亡時(shí)，會(huì)消耗水體中的溶解氧。圖2(b)表明這4條河的氧化還原電位除官河南段在1月17日數(shù)值較低，為19 mV，其余均達(dá)標(biāo)，氧化還原電位高說明氧化性強(qiáng)于還原性，利于有機(jī)污染物的分解。從圖2(d)中可以看出，竹西河和官河南段的氨氮整體呈下降趨勢，但竹西河在5月12日出現(xiàn)了超標(biāo)反彈，數(shù)值為9.37 mg/L，呈輕度黑臭，可能是受污水侵入影響；四望亭河和大楊沖干河的氨氮存在明顯波動(dòng)，分別在4月22日和8月21日達(dá)到氨氮最大值，數(shù)值分別為10.2 mg/L和13.4 mg/L，呈輕度黑臭，可能河道周邊有潛在污染源，水質(zhì)受影響較大。

圖1 廣陵區(qū)河道監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總Fig.1 Summary of river monitoring data in Guangling District

圖2 邗江區(qū)河道監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總Fig.2 Summary of river monitoring data in Hanjiang District

2.3 江都區(qū)4條黑臭河道現(xiàn)狀分析

以江都區(qū)內(nèi)雙溝新河、中心河、張綱河、團(tuán)結(jié)河等河道為例，主要采取了雨污分流、補(bǔ)水優(yōu)化[14]、人工濕地等治理措施。對透明度、氧化還原電位、溶解氧和氨氮數(shù)據(jù)的變化進(jìn)行分析，變化趨勢圖分別見圖3。

圖3 江都區(qū)河道監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總Fig.3 Summary of river monitoring data in Dujiang District

從圖3(a)中可以看出，監(jiān)測期間江都區(qū)4條河的透明度均達(dá)標(biāo)，說明河道活水優(yōu)化起到了效果，但水體透明度呈明顯波動(dòng)，可能是水底的泥沙較多，水流較大時(shí)會(huì)擾動(dòng)泥沙，從而導(dǎo)致水體懸浮物增加，濁度變大。圖3(b)中，雙溝新河的氧化還原電位波動(dòng)較大，在3月至6月數(shù)值較低，表明水體還原性強(qiáng)，不利于污染物的分解。從圖3(c)中可以看出，只有張綱河在3月17日和9月11日出現(xiàn)了溶解氧輕度超標(biāo)，數(shù)值分別為1.9 mg/L和1.6 mg/L，其他的溶解氧整體較好，其中團(tuán)結(jié)河和張綱河在5月11日的溶解氧達(dá)到了14 mg/L以上，可能由于此時(shí)的藻類生長比較旺盛，光合作用較強(qiáng)，導(dǎo)致溶解氧短暫性升高。從圖3(d)中可以看出，1～8月這四條河的氨氮整體趨于穩(wěn)定，水質(zhì)較好，其中團(tuán)結(jié)河的氨氮最低，僅為0.123 mg/L；但中心河和張綱河在9月11日出現(xiàn)了氨氮輕度超標(biāo)，數(shù)值分別為13.9 mg/L和9.73 mg/L，同時(shí)其溶解氧也呈下降趨勢，說明此時(shí)水質(zhì)已經(jīng)變差。結(jié)合現(xiàn)場踏勘情況，這兩條河的周邊都建有工業(yè)企業(yè)，可能存在污水侵入的風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 開發(fā)區(qū)4條黑臭河道現(xiàn)狀分析

以開發(fā)區(qū)內(nèi)東長河、楊子河、西沙河、施港河等河道為例，主要采用了雨污分流、清淤疏浚、生態(tài)修復(fù)[15]等治理措施。對透明度、氧化還原電位、溶解氧和氨氮數(shù)據(jù)的變化進(jìn)行分析，變化趨勢圖分別見圖4。

圖4 開發(fā)區(qū)河道監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總Fig.4 Summary of river monitoring data in Development Zone

從圖4(a)中可以看出，這4條河的透明度都在35 cm以上，說明河道清淤疏浚前期效果較好，但總體呈下降趨勢，需要進(jìn)行進(jìn)一步維護(hù)。圖4(b)中，僅西沙河在1月18日的氧化還原電位輕度超標(biāo)，數(shù)值為21 mV，表明此時(shí)水體氧化性弱，不利于污染物的分解，4月22日，氧化還原電位升高至最大值，為238 mV。從圖4(c)中可以看出，楊子河、西沙河、施港河的溶解氧數(shù)據(jù)整體較穩(wěn)定，僅東長河在4月22日和7月24日出現(xiàn)了輕度超標(biāo)，數(shù)值分別為1.6 mg/L和1.7 mg/L，從趨勢上可以看出，東長河可能存在間歇式污染。從圖4(d)中可以看出，楊子河、西沙河和施港河這3條河除了西沙河在1月18日的氨氮存在輕度超標(biāo)外，總體呈下降趨勢，相對比較穩(wěn)定；東長河氨氮波動(dòng)較大，分別在1月18日、4月22日和9月12日出現(xiàn)了輕度超標(biāo)，數(shù)值分別為8.31 mg/L、8.35 mg/L和11.0 mg/L，其溶解氧在同一時(shí)間也呈下降趨勢，結(jié)合現(xiàn)場踏勘情況，河道周邊的企業(yè)可能為潛在污染源。

3 結(jié)論

通過對揚(yáng)州市主城區(qū)內(nèi)16條黑臭河道1月至9月的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以看出水體的透明度和溶解氧在經(jīng)過清淤疏浚、人工曝氣后得到了明顯改觀，透明度均值為48 cm，溶解氧均值為6.6 mg/L，說明水體較清澈，水中好氧微生物活力較強(qiáng)，有利于水體凈化。氧化還原電位存在小幅度波動(dòng)，最高數(shù)值達(dá)238 mV，但最低的僅-105 mV，為七里河支河文峰河，表明該河道呈輕度黑臭，受浮游生物、藻類物質(zhì)等影響較大。氨氮數(shù)據(jù)變化較大，最低數(shù)值僅為0.123 mg/L，表現(xiàn)較好，但最高值達(dá)19.4 mg/L，為躍進(jìn)河，已超輕度黑臭限值，表明該河道此時(shí)已出現(xiàn)返黑臭現(xiàn)象，受污水侵入等影響，水體自凈能力遠(yuǎn)超負(fù)荷，從而引起水體發(fā)黑、變臭等。綜上所述，黑臭河道的治理任重道遠(yuǎn)，需要持續(xù)跟進(jìn)，不斷優(yōu)化治理手段，進(jìn)而從根本上消除黑臭。