蔡文炎

（廣州市白云湖水利工程管理中心，廣東 廣州 510640）

0 引言

國務院頒布的《水污染防治行動計劃》中要求，到2030 年，應總體消除城市建成區(qū)黑臭水體，住建部和環(huán)保部印發(fā)的《關(guān)于印發(fā)城市黑臭水體整治工作指南的通知》（建城〔2015〕130 號）也指出，水體底泥屬于內(nèi)源污染，治理城市黑臭水體有多種技術(shù)手段，包括內(nèi)源治理、控源截污、生態(tài)修復等，其中河道污染底泥治理是內(nèi)源治理的主要手段[1]。河道淤積是水利工程中常見的現(xiàn)象，對河道淤積成因進行分析有利于有針對性地提出合適的治理方案或措施。

1 河道淤積成因分析

河道淤積指河里的泥沙淤積到河底，河床不斷抬高的現(xiàn)象。河流水動力變化引起的泥沙轉(zhuǎn)換是引起河道淤積的主要原因，人為破壞亦能帶來此種影響[2-3]。人為破壞造成河道淤積最突出的是惡意填河，往河道傾倒垃圾等違法行為，相應地可通過加強執(zhí)法解決。由于河流水動力變化導致的淤積問題，從淤積顆粒來源進行分類，可分為自然土顆粒淤積和污染懸浮物淤積。

1.1 自然土顆粒淤積

強降雨條件下，地表土壤顆粒隨降水進入河流中，從而形成黏附力較強的淤泥，流水沖擊造成土壤的遷移、沉積。淤泥的不斷堆積可能使河道出現(xiàn)嚴重堵塞，河道正常功能將受到抑制（如黃河）。對自然土顆粒淤積可通過加強水動力（束水沖沙）或人工清淤來進行治理[4]。

1.2 污染懸浮物淤積

現(xiàn)實生產(chǎn)生活中產(chǎn)生的污水，通常會直接或間接排放到河道中，由于實際河道寬度較大，河道水流速度較為緩慢，污水中的懸浮物下沉造成河床淤積。污染懸浮物淤積主要發(fā)生在城區(qū)河道，這樣淤積形成的底泥中存在大量污染性物質(zhì)，尤其是致病有機物和重金屬離子，這些污染物具有難分解的特點，長期影響將導致城市生態(tài)環(huán)境惡化。而從避免二次污染的角度考慮，傳統(tǒng)的清淤措施難以適用于污染底泥的治理。

2 污染底泥清淤存在的問題

《城市黑臭水體整治工作指南》指出，清淤疏浚是適用于所有黑臭水體的治理手段，有利于清理重度黑臭水體中的底泥污染物，可迅速減輕黑臭水體的內(nèi)源污染負荷，避免底泥污染物因?qū)嵤┢渌卫泶胧┒M入水體。但在實踐中發(fā)現(xiàn)底泥清淤存在一些問題，包括清淤過程造成的污染水體、污染底泥處置、回淤等問題。

2.1 清淤過程污染水體的問題

水下清淤施工相對簡單，造價較低，但清淤過程將對水體造成污染。現(xiàn)在市場上出現(xiàn)不少“環(huán)保清淤”技術(shù)，但都只能減少而無法避免對水體的污染。排干清淤可盡量避免污染水體，但需圍堰施工，施工時間以旱季及雨季來臨之前為宜，同時通過高效的施工組織縮短工期以免影響雨季河道行洪。2021 年，為確保白云湖引水渠正常使用以及對原有渠道保護、修復，白云湖引水渠需進行局部圍堰清淤施工作業(yè)，施工時間選在年末旱季天氣干燥、河涌水位較低以及水利調(diào)度壓力較少的時段，采用分區(qū)分段圍堰斷水排干（圖1）后開挖對底泥進行清淤的方式，岸上岸下多臺班清淤車輛、運載車輛及人工淤泥裝袋集中同時作業(yè)（圖2），通過精細化管理、各工序密切配合銜接的施工組織方式，以最大效度提高作業(yè)效率、縮短工期，降低對河道過水和行洪的影響時長。

圖1 白云湖引水渠分區(qū)分段圍堰排干

圖2 白云湖引水渠清淤施工

2.2 污染底泥處置問題

污染底泥含有有毒有害物質(zhì)，不能像普通的淤泥一樣處置，否則容易引起周圍環(huán)境的二次污染。因此有必要對清淤后產(chǎn)生的淤泥進行合理的處置，需要專門的處置場所和堆放場地。《城市黑臭水體整治工作指南》也指出，由于底泥的運輸、處理、處置較為困難，處理不當則會引起二次污染。前幾年廣州計劃對一批河涌進行清淤治理，最后因為底泥處置問題而擱置。

2.3 存在回淤問題

只有還有污水排入河道，必然還存在浮泥淤積問題。海珠區(qū)赤崗涌整治是廣州市早期城區(qū)內(nèi)河涌整治比較成功的案例，2005 年5 月20 日，水利部汪恕誠部長視察赤崗涌整治工程時給予很高評價，且在2006 年9 月，赤崗涌被廣州建委組織選入“廣州水鄉(xiāng)新八景”[5]。赤崗涌整治采用了沿涌截污、清淤、生態(tài)護岸、建閘調(diào)控等綜合措施，一期工程還對涌底換填砂。但由于有一較大暗涵接入河涌，暗涵平時攔截污水，但在雨季存在污水溢流，導致河底很快就又有浮泥淤積出現(xiàn)。因此，應在其他治理措施實施后再進行底泥清淤才能取得預期效果。

3 污染底泥原位修復

底泥處理主要是為了減少受污染底泥造成的水體污染，從而達到既不污染環(huán)境又不危害生態(tài)的效果。由于底泥清淤存在各種問題，專家學者經(jīng)過研究，提出污染底泥原位修復技術(shù)。

3.1 原位掩蔽修復技術(shù)

3.1.1 定義

原位掩蔽是一種物理修復方式，通過將覆蓋物置于污泥之上，隔離水體與污染底泥，達到防止底泥中的污染物向水體擴散的目的。

3.1.2 效果

原位掩蔽對有毒且有污染持久性的污染底泥有十分明顯的修復效果，能防止有毒污染物對水體的二次污染，同時還具有工程造價低的特點。

3.1.3 適用條件

原位掩蔽無法處置新淤積的底泥，同時還會提高河床底高程，減小水體庫容，因此一般只用于深海底泥修復。國內(nèi)曾有個別工程使用膜袋混凝土或土工膜進行掩蔽隔離底泥，但引起很大爭議，特別是生態(tài)專家認為此種將水體與底泥隔離的做法并不生態(tài)。

3.2 原位生物修復技術(shù)

3.2.1 定義

原位生物修復則是通過生物修復手段，在不危害自然生態(tài)環(huán)境條件的前提下，不搬運或運輸受污染對象，僅在原場所上整治污染。底泥原位生物修復分為原位工程修復和原位自然修復兩大類。原位工程修復，是在污染場所加入生物生長所需物質(zhì)或與特定污染物親和的微生物以促進環(huán)境修復。原位自然修復，則是利用底泥中原有微生物進行環(huán)境修復，整個修復過程在自然條件下進行。

3.2.2 效果

從理論上看，生物修復技術(shù)可加速底泥微生物的迅速繁殖，這些微生物具有分解底泥中的有機質(zhì)，有利于氨氮、硫化氫等有毒氣體的釋放，加厚底泥好氧層，減少泥層厚度。此外，生物修復技術(shù)還能加快底泥中微量營養(yǎng)物質(zhì)的釋放，增加藻類多樣性，同時阻隔下層底泥釋放的有毒物質(zhì)，促進泥水交界面好氧微生物分解有機污染物，提高水體生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量循環(huán)效率，增強水體自凈能力。近年來，白云湖積極采用生物修復工程修復水生態(tài)，通過構(gòu)建高水力負荷輕污染人工湖生態(tài)系統(tǒng)加快水生態(tài)循環(huán)，改善水質(zhì)和底泥，主要措施包括近岸、浮水與沉水水生植物種植、人工生態(tài)浮床、人工曝氣除藻裝置、碳素纖維生態(tài)草裝置（圖3～圖5），并配合魚苗投放、食藻蟲應急投放等措施清除有害生物，沉水植物的成活率得到提高，對沉水植物群落的構(gòu)建，加強底泥凈化能力有顯著成效。

圖3 生態(tài)護岸水生植物

圖4 人工生態(tài)浮床

圖5 碳素纖維生態(tài)草裝置

3.2.3 適用條件

原位生物修復技術(shù)適用于靜水水體或流速很小的河流，不適用于流速較大的河流。廣州曾在內(nèi)河涌開展過原位生物修復試驗，一開始效果還不錯，但一場大雨后，水體中的微生物被沖走，就又回復到原來的狀態(tài)。

4 結(jié)語

作為我國現(xiàn)階段水污染治理中亟待解決的問題之一，黑臭水體治理也是國家“水十條”中強調(diào)的重點工作之一。正如《城市黑臭水體整治工作指南》所指出，由于城市黑臭水體成因復雜，且影響因素眾多，因此城市黑臭水體的整治也應更綜合、全面，在技術(shù)措施的選擇上應系統(tǒng)考慮，通過組合不同技術(shù)手段，多策并用，消除城市黑臭水體。

黑臭水體是河流污染的一種表象，其嚴重損害河流生態(tài)系統(tǒng)，影響城市景觀，對居民生活和公共衛(wèi)生健康有諸多負面影響。外源污染物排放、內(nèi)源污染物影響、水動力不足都是造成河涌水體黑臭的原因，因此，河道內(nèi)部的修復技術(shù)只是治理黑臭水體的手段之一，從源頭上杜絕污染物的隨意排放，才是治理河道污染的根本途徑，只有如此才能循序漸進地恢復水生態(tài)環(huán)境，使河涌水體不再黑、臭。當前，“控源為本，截污優(yōu)先”是受到廣泛認同的黑臭水體治理基本原則，“控源截污”其根源在岸上，關(guān)鍵在于排口，管網(wǎng)則是其核心。只有嚴格控制岸上污染源，消除污染根源，系統(tǒng)合理分配排口、管網(wǎng)，控制污染源出口，才能達到有效治理。此外，由于控源截污角度治理黑臭水體的方式眾多，各地需因地制宜，根據(jù)實際情況選用恰當?shù)闹卫泶胧?/p>

而污染底泥治理也應在控源截污基礎(chǔ)上基于對底泥污染物成分和河流水文特性的調(diào)查分析，結(jié)合具體情況采取合適的底泥治理措施對河流進行生態(tài)修復。