邵明星,鄭海利
(1.沈陽市鐵西區(qū)農業(yè)農村局,遼寧 沈陽 110000;2.中水北方勘測設計研究有限責任公司水生態(tài)院,天津 300000)
近幾年來,隨著城市建設及工業(yè)發(fā)展進度的加快,城市黑臭水體問題日益突出,城市建成區(qū)內呈現(xiàn)令人不悅的顏色和散發(fā)令人不適氣味,也引發(fā)了環(huán)保及社會各界的關注,城市黑臭水體整治工作也成為各部門重點安排部署的工作之一[1-3]。本文以沈陽市細河鐵西段(四環(huán)~入河口)為例,重點分析其存在問題、黑臭水體形成原因、治理方法以及水質改善長效管理解決方案等問題。
細河是沈陽渾河的一級支流,也是一條承泄城市雨水、農田澇水和市政污水處理廠尾水的平原排水河道,起源于衛(wèi)工明渠進水閘,河流全長78.2 km,流域面積244.8 km2。本次研究治理范圍為鐵西區(qū)段(四環(huán)橋入河口)之間的細河主河道,河道段長度約52.5 km,控制流域面積95.55 km2。
目前建成區(qū)外段河道水源主要是仙女河污水處理廠、 西部污水處理廠、振興污水處理廠排放的尾水。由于歷史原因,細河部分河道段底泥重金屬超標嚴重,加上污水處理廠溢流管、沿岸部分工業(yè)排污口將污水排入細河,造成細河水體黑臭,細河綜合治理也勢在必行。
本次細河鐵西段(四環(huán)~入河口)河道治理總長度52.5 km,河道寬度20 m~60 m之間。水體常年保持輕度黑臭或重度黑臭,居民投訴較多,社會影響較差。由于河道污染源來源種類多、問題復雜,細河黑臭水體治理情況復雜、任務艱巨。
1)河床上游侵占嚴重,部分河段排澇標準較低,兩側盜采砂問題;此外交通體系不完善,通達性差,兩側堤頂無巡堤路,私搭亂建嚴重。
2)植物種類單一,植被覆蓋率低,景觀效果差,生態(tài)系統(tǒng)差。
3)水體黑臭、底泥污染問題突出,偷排問題,工業(yè)廢渣生活垃圾堆積,自凈能力弱。
根據(jù)細河鐵西段(四環(huán)-入河口)水質檢測結果,細河四環(huán)-入河口段上、中、下游水質均屬于劣Ⅴ類,主要超標污染物有氨氮(NH3-N)、總磷(TP)、化學需氧量(COD)、高錳酸鉀指數(shù)(CODMn)和汞(Hg),最大超標倍數(shù)分別為:NH3-N最大超標7.15倍,TP最大超標0.98倍,COD最大超標0.35倍,CODMn最大超標0.27倍,Hg最大超標5倍。《城市黑臭水體整治工作指南》(下稱“指南”)中將黑臭水體細分為“輕度黑臭”和“重度黑臭”兩級。按照該黑臭等級分級標準,根據(jù)監(jiān)測統(tǒng)計指標,細河建成區(qū)外上游段屬于輕度黑臭等級,下游段黑臭問題更突出,超標污染物為NH3-N。
另外,細河上共有國考斷面與市考斷面各一處。國考斷面為位于于洪區(qū)的于臺橋斷面,市考斷面位于經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)的土西橋斷面。根據(jù)沈陽市環(huán)境保護局發(fā)布的沈環(huán)保[2018]82號文件,于臺橋與土西橋斷面考核目標均為地表水V類,其中于臺橋斷面的氨氮標準適當放寬至劣V類。根據(jù)沈陽市生態(tài)環(huán)保局的監(jiān)測結果,細河兩處考核斷面的現(xiàn)狀水質均為劣V類,且超標較多,尚未達到考核標準。
目前我國底泥污染現(xiàn)狀判斷尚無國家標準,但根據(jù)工程經(jīng)驗及專家判斷,當河道底泥TN≥1000 mg/kg,TP≥500 mg/kg時,即認為河道應進行清淤。根據(jù)2018年11月13日至12月13日對細河鐵西段(四環(huán)-入河口)共72個調查點位斷面的底泥檢測情況,細河鐵西段(四環(huán)-入河口)底泥中TN和TP平均值分別達到1937 mg/kg和5791 mg/kg,TN和TP最大值分別達到8708 mg/kg和39293 mg/kg,TN和TP最大超標分別為7.7倍和77.6倍,由此可知細河鐵西段TN和TP污染較為嚴重。
此外,從底泥檢測結果可以看出,細河底泥較多點位的重金屬超出《農用污泥中污染物控制標準》(GB 4284-2018)B級污泥產(chǎn)物污染物限值(允許使用污泥產(chǎn)物的土地類型:園地、牧草地、不種植食用農作物的耕地),底泥55個調查點位中,超標點位比例為34.5%,其中汞、銅、鋅、鎳、鉻、鎘、砷最大超標倍數(shù)分別為0.89倍、0.11倍、2.11倍、3.74倍、0.25倍、1.77倍、5.00倍。
圖1 氨氮檢測指標匯總
圖2 重金屬檢測指標匯總
根據(jù)以上調查分析,通過以往工程治理經(jīng)驗及前期同類工程調研,細河建成區(qū)外段河道水體黑臭治理可采用綜合治理方式,按照源頭治理、綜合整治、生態(tài)修復、分期實施的總體方案,徹底根治細河黑臭水體問題:首先控源截污,封堵入河非法排污口,改善入河水源水質;其次為內源治理,徹底清除底泥內源污染;再次,通過河道管理范圍內岸帶修復和水體修復,逐步恢復水體自凈能力。但由于細河上游來水情況復雜和其他歷史原因,建成區(qū)外段細河治理效果要有折扣[4-5]。
(1)控源截污
控源截污,從源頭控制污水向城市水體排放,主要針對城市水體沿岸污水排放口、分流制雨水管道初期雨水或旱流水排放口、合流制污水系統(tǒng)沿岸排放口等永久性工程治理。因此細河治理首先應對入河排污口進行封堵和拆除,同時對污水管網(wǎng)有空白部分企業(yè)管道需截污納管,通過截污納管及排污口整治,解決入河水源問題,為徹底整治細河黑臭問題提供首要保障。
(2)內源及面源治理
主要針對河道內源底泥污染以及河道沿線面源污染進行系統(tǒng)治理,包括城市段清淤、農村段疏浚以及黑臭底泥固化處理,徹底根治河道內源污染問題,本次河道段共計清淤量約40萬m3。清淤后的淤泥根據(jù)污染程度分類處置,對約15萬m3超標污泥進行固化和資源化處理,對約25萬m3非超標淤泥進行無害化處置。
其次對細河鐵西段(四環(huán)~入河口)河道進行封育處理,河道兩岸沿線建封育圍擋,禁止耕種及放牧,以有效控制農藥化肥以及糞便直接排入河道,同時全面清理細河兩岸及鄰近農村地區(qū)的垃圾,有效遏制河道沿線的面源污染。
(3)綜合整治措施
1)河道防洪整治工程
通過堤防填筑,使上游約17 km段河道,清淤后按照20 a一遇標準修建堤防;同時加強防護工程,進行格賓石籠防護,防止沖刷破壞及水土流失,共計整治約22 km。此外對細河兩條支線:紅領巾排干以及四分干進行整治,清除垃圾,整治河口,減少支線污染源入河,減輕污染。
2)生態(tài)綠帶工程
細河生態(tài)景觀廊道以“生態(tài)、文化、展演、體驗”為特色,形成“一水三脈五節(jié)點”的總體布局,通過細河水生態(tài)廊道的建設,形成城市水脈、生態(tài)綠脈、歷史文脈的有機融合,沿岸串接八處景觀節(jié)點,形成鐵西新興產(chǎn)業(yè)功能的文化展演空間,與濱水公共綠地的生態(tài)開放空間。近期景觀面積55 hm2,生態(tài)廊道長度10.8 km。
3)水生態(tài)修復
根據(jù)項目河道周邊環(huán)境、水質、水生植物、水生動物等現(xiàn)狀條件,結合其他工程措施布置后,可能性污染物匯入等,根據(jù)細河上下游不同的建設需求和周邊現(xiàn)狀,選取不同的生態(tài)措施對細河進行生態(tài)修復治理。重點在細河城市段實施水體生態(tài)修復工程包括底質改良工程、增加人工增氧曝氣裝置、建生態(tài)浮床、微生物改良、栽植水生植物、地被植物栽植等[6]。
遠期主要是通過污水廠提標改造、濕地及生態(tài)手段,對細河水質進行改善。
首先對上游污水處理來水進行進一步提升改造,包括西部一期污水處理廠擴容,西部一期、二期、冶金園等污水處理廠提標,從現(xiàn)有1級A類,提升至地表水Ⅴ類。并加強監(jiān)管,確保達標排放。
其次結合實際情況,選定將U谷公園改造為功能性濕地,統(tǒng)一凈化上游來水、西部一期污水廠出水及大挨金泵站市政雨水。同時在土北閘上右岸,利用廢棄坑塘魚池,建設閘上濕地。在土北閘下至渾河口,利用細河河道,建設河道濕地。
同時在細河沿線村莊調整農業(yè)種植結構,禁施化肥。建設細河防護林。建立村落垃圾收集轉運系統(tǒng),清理農村溝道坑塘,建設溝口濕地。村莊內建設小型污水處理設施,強化農村污染防控、河道管理等長效機制。
此外,為應急改善細河水質,充分利用外部水源條件,遠期在渾河岸邊通過建設取水泵站,通過管道為細河進行補水,改善細河生態(tài)水質環(huán)境。
細河鐵西段(四環(huán)~入河口)河道主要存在水體黑臭、水質污染嚴重;底泥淤積、底泥重金屬污染嚴重;生態(tài)護坡少,岸帶綠化差等問題。通過控源截污、內源治理、清水補給和生態(tài)修復等一系列綜合整治措施后,將逐步消除水體黑臭問題,但治理后,應強化管理,落實河長制,嚴格按照細河“一河一策”五大清單進行核對長效管護,同時建立第三方監(jiān)管機制,通過聘請第三方監(jiān)測,對河流的污染源管控、水質監(jiān)測、兩岸環(huán)境整治等工作進行評估,發(fā)現(xiàn)問題、上報情況、監(jiān)督整改落實;另外應建立監(jiān)督舉報機制,接受公眾監(jiān)督。使細河鐵西段河道黑臭污染問題徹底根治,使細河變成一條“河清岸綠,魚翔淺底”的生態(tài)之河。