廖永洪

（梅州森淼環(huán)?？萍加邢薰?廣東梅州 514000）

引言

河涌是廣東方言中河流的一種稱謂，在廣州地區(qū)主要指除珠江干流以外的河道水系。境內(nèi)河涌縱橫交錯(cuò)，景色優(yōu)美。近年來，隨著城市化、工業(yè)化進(jìn)程的加快，居民生活污水不斷排入城區(qū)河涌，污水在涌內(nèi)迂回往復(fù)，緩慢消散，加重河道污染[1]。2021 年9 月，生態(tài)環(huán)境部督察組督察時(shí)發(fā)現(xiàn)，中山市大量污水未收集處理直接排入河，內(nèi)河涌污染嚴(yán)重，2021 年第二季度1028條河涌中，劣Ⅴ類河涌達(dá)459 條，占44.6%，水污染治理形勢依然嚴(yán)峻。近年來，廣東省加大了河涌治理力度，相繼出臺(tái)了《城市內(nèi)河涌水環(huán)境調(diào)查技術(shù)規(guī)范》《廣東省全面推行河長制 “一河一策” 實(shí)施方案（2017-2020 年）》《廣東省珠江三角洲河涌整治與修復(fù)規(guī)劃》等等，著力打好碧水保衛(wèi)戰(zhàn)，整治城市黑臭水體。

1 流域黑臭河涌生態(tài)修復(fù)工藝

黑臭河涌污染類型主要是水體的富營養(yǎng)化，大量有機(jī)污染物沉積于河涌底泥，經(jīng)長期厭氧分解產(chǎn)生硫化氫臭氣及硫化鐵等，從而導(dǎo)致河涌發(fā)黑發(fā)臭。目前，流域黑臭河涌生態(tài)修復(fù)工藝主要包括以下幾種。

1.1 物理法

流域河涌黑臭的主要因素之一是河涌水體供氧、好氧發(fā)生了失衡，因此，通過物理法，加強(qiáng)河涌水體溶解氧含量，增強(qiáng)河涌水體自凈功能，促進(jìn)水環(huán)境修復(fù)。目前，物理法修復(fù)黑臭河涌工藝，主要包括人工曝氣、底泥疏浚和調(diào)水補(bǔ)水等。

（1）人工曝氣是通過人工充入氧氣，使河涌中復(fù)氧速率大于好氧速率，恢復(fù)河涌水體好氧水平，通過快速氧化分解硫化氫、硫化鐵及氨等致黑臭物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)河涌水體改善的效果。此外，人工曝氣能夠增加水體交換、擾動(dòng)及微循環(huán)流動(dòng)，使河涌水體溶解氧加速傳遞、擴(kuò)散（見表1）。

（2）底泥疏浚。河涌沉積物中含有重金屬、營養(yǎng)物等，即便在外源污染得到有效控制的基礎(chǔ)上，河涌中的生物或物理等因素，也會(huì)促使沉積物釋放，出現(xiàn)水質(zhì)惡化或富營養(yǎng)化，因此，通過底泥疏浚，可將河涌污染底泥永久去除，從而達(dá)到修復(fù)水體的效果。目前，河涌底泥疏浚包括：利用熱解法、玻璃化、生物降解等技術(shù)破壞疏浚底泥污染物或降低污染物質(zhì)；淋洗法、超聲波降解法、浮選法等固相分離污染物與疏浚底泥；穩(wěn)定固化污染物技術(shù)。

（3）調(diào)水補(bǔ)水。利用群閘聯(lián)控或者單閘單控，為惡臭河涌調(diào)水補(bǔ)水，調(diào)活水體，增大水體流速，能夠有效改善氨氮、化學(xué)需氧量等[2]。

1.2 化學(xué)法

化學(xué)法修復(fù)惡臭河涌，主要是利用鐵鹽、鋁鹽等混凝劑、生石灰沉淀劑或雙氧水等氧化劑去除河涌中的懸浮物、氮及溶解態(tài)磷等目標(biāo)污染物?；瘜W(xué)法包括化學(xué)除藻法、化學(xué)除磷法和化學(xué)絮凝法[3]。

（1）化學(xué)除藻法。惡臭河涌中，由于水體富營養(yǎng)化加劇藻類生物快速生長泛濫，選用化學(xué)除藻法就是利用化學(xué)試劑快速除去河涌中的藻類生物，從而實(shí)現(xiàn)去除河涌中的藻類生物。但化學(xué)除藻法不宜長期使用，過量除藻劑的使用，易導(dǎo)致河涌二次污染，且藻類生物抗藥性增強(qiáng)，影響除藻效率。

（2）化學(xué)除磷法。在黑臭河涌中投加化學(xué)藥劑，使河涌水體中形成不溶性磷酸鹽沉淀物，再通過固液分離技術(shù)，將污水中的磷去除，實(shí)現(xiàn)改善河涌水質(zhì)的效果?；瘜W(xué)除磷法可達(dá)到80%-95%的高效除磷效果，且該工藝技術(shù)操作簡便。但不足之處是藥劑使用量較大，處理費(fèi)用高，且化學(xué)藥劑的使用會(huì)產(chǎn)生化學(xué)污泥污染物。

（3）化學(xué)絮凝法。將絮凝劑投加至黑臭河涌中，以改善河涌水質(zhì)。在河涌水流量低或者封閉型地表水污染較重時(shí)，大多選擇化學(xué)絮凝工藝技術(shù)[4～6]?；瘜W(xué)絮凝工藝處理黑臭河涌具有良好的除磷效果，在富營養(yǎng)化較重的城市黑臭河涌治理中具有廣泛的應(yīng)用前景，可有效去除黑臭河涌中的總磷、固體懸浮物、化學(xué)需氧量等污染物。

1.3 生物法

生物法修復(fù)黑臭河涌包括植物凈化技術(shù)、微生物強(qiáng)化技術(shù)、生物膜技術(shù)和生物-生態(tài)凈化技術(shù)。

（1）植物凈化技術(shù)。水生植物具有發(fā)達(dá)的根系，在其生長過程中吸收黑臭河涌中的有毒有害物質(zhì)，從而降低河涌水體中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)、污染物，避免河涌因氮磷等營養(yǎng)物含量高而出現(xiàn)富營養(yǎng)化，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)進(jìn)一步改善的效果。目前，水生植物用以凈化河涌有睡蓮、浮萍、馬蹄蓮、蘆葦、美人蕉等。植物凈化技術(shù)修復(fù)黑臭河涌成本低，可美化水體景觀，但其不足是受溫度等影響，存在顯著的季節(jié)性，且在污染物濃度高的河涌中難以存活。

（2）微生物強(qiáng)化技術(shù)。以微生物作為代謝活動(dòng)基礎(chǔ)物，降解、轉(zhuǎn)化黑臭河涌水體中的有毒有害物質(zhì)，從而達(dá)到修復(fù)被破壞的水生態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)黑臭水體修復(fù)目的。利用微生物強(qiáng)化技術(shù)，不僅能夠凈化河涌污染物，還能夠使河涌水體生態(tài)朝著良性方向演替。微生物強(qiáng)化技術(shù)具有良好應(yīng)用前景，但也有其不足，如微生物代謝途徑不明，存在二次污染風(fēng)險(xiǎn)，代謝影響因素較多，修復(fù)效果穩(wěn)定性差[7]。

（3）生物膜技術(shù)。利用天然或合成材料，為微生物生長提供附著表面，利用微生物的降解作用，實(shí)現(xiàn)黑臭城市河涌修復(fù)效果。目前，生物膜技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于黑臭河涌修復(fù)，在河涌內(nèi)采用生物廊道、生物濾池等工藝技術(shù)，當(dāng)河涌中的有機(jī)物被微生物吸附、吸收，實(shí)現(xiàn)河涌中的污染物降解，達(dá)到水體凈化的效果。

（4）生物-生態(tài)凈化技術(shù)。利用生態(tài)系統(tǒng)自身調(diào)控、凈化和修復(fù)能力，運(yùn)用其自身規(guī)律和特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)黑臭河涌水體凈化效果。目前，生物-生態(tài)凈化技術(shù)主要有曝氣增氧-生態(tài)凈化技術(shù)、生物酶-生態(tài)復(fù)合技術(shù)等等。

2 流域黑臭河涌生態(tài)現(xiàn)狀

城市河涌在經(jīng)濟(jì)社會(huì)和城市的長期發(fā)展過程中，一直扮演著十分重要的角色，在城市防洪、排澇、航運(yùn)過程中發(fā)揮著重要作用。在流域河涌管理過程中，要根據(jù)流域河涌現(xiàn)狀，認(rèn)真做好管理、整治、利用及保護(hù)工作。其中，分析流域河涌水質(zhì)現(xiàn)狀是做好治理、整治、利用和保護(hù)工作的前提，發(fā)揮著重要的基礎(chǔ)性作用。

2.1 項(xiàng)目概況

某流域河涌綜合治理工程，全長10.25km，流域匯水面積4.15km2，支涌從上游至下游規(guī)劃河道寬度為6.5-40.5m，河道過流量3.2-6.5m3/s。在河涌未治理前，整個(gè)河涌水體呈黑色、渾濁，且散發(fā)出濃烈的惡臭氣味。根據(jù)《城市黑臭水體整治工作指南》，經(jīng)河涌水樣監(jiān)測，對水體中的溶解氧、透明度、氨氮等進(jìn)行監(jiān)測，水質(zhì)均為V 類，根據(jù)《指南》，該河涌水體的黑臭程度為輕度黑臭水體（見表2）。

表2 該河涌水體污染程度

2.2 原因分析

根據(jù)流域河涌周邊調(diào)查及污染源分析，其流入河涌的污染主要有點(diǎn)源污染：居民生活污水直排、截污管滲漏溢流，以及雨污水管錯(cuò)混接等，點(diǎn)源污染物濃度較高，排入河涌地段較為集中，對河涌水體污染貢獻(xiàn)度大。面源污染，主要是來自流域周邊城中村、老舊小區(qū)，生活垃圾、城市建設(shè)垃圾等，堆放在河涌周邊水域，經(jīng)雨水浸泡、滲漏、沖刷等，再隨著雨水徑流至河涌水體，從而導(dǎo)致河涌水體變質(zhì)變差。面源污染范圍廣、污染物成分復(fù)雜多樣，可控性較差。內(nèi)源污染主要是指河涌底泥長期積累物，如水生物落葉、懸浮物、漂浮物、藻類等在微生物作用下分解產(chǎn)生的污染物[8]。內(nèi)源污染物影響河涌水質(zhì)緩慢且長期，汛期或夏季高溫時(shí)節(jié)，河涌氮、磷及有機(jī)物較大。

2.3 排口調(diào)查

經(jīng)過現(xiàn)場走訪調(diào)查統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)該修復(fù)流域河涌排水口多達(dá)85 處，其中，合流排口53 處，污水排口11處，雨水排口21 處。點(diǎn)源污染為該流域河涌的主要污染，雨水、污水及合流排口為其排口性質(zhì)。從排口管徑測量結(jié)果來看，主要介于200-850mm 之間，其中600mm 管徑居多。污水排口主要分布于南支涌工業(yè)區(qū)和北支涌生活區(qū)。河涌污水主要有綜合性生活污水和工業(yè)區(qū)排水。

3 流域黑臭河涌生態(tài)修復(fù)方案

流域黑臭河涌生態(tài)修復(fù)，需要根據(jù)其河涌水質(zhì)及排污調(diào)查等，科學(xué)合理的制定出相應(yīng)的修復(fù)方案，確定明確的修復(fù)技術(shù)路線，加強(qiáng)截污控源、清淤疏浚、清水補(bǔ)給和生態(tài)修復(fù)等，做到綜合施策，確保能夠取得預(yù)期實(shí)效。

3.1 技術(shù)路線

流域黑臭河涌修復(fù)工藝遵循“適用性、綜合性、經(jīng)濟(jì)性、長效性和安全性”原則，按照“一河一策”的方案，選擇“截污控源、清淤疏浚、清水補(bǔ)給、生態(tài)修復(fù)”的技術(shù)路線。

3.2 截污控源

根據(jù)河涌周邊污染源調(diào)查情況，針對不同片區(qū)的污染源選擇相應(yīng)的截污控源措施。

一是采取雨污分流。例如，城中村、老舊小區(qū)生活污水，則選擇雨污分流措施，改造條件片區(qū)，改造雨污分流系統(tǒng)。根據(jù)管線鋪設(shè)情況，選擇相應(yīng)的改造方案，一方面，新建雨污分流系統(tǒng)，另一方面，還要保留原河流系統(tǒng)中的污水系統(tǒng)。針對部分老舊小區(qū)沒有施工條件的，可沿河截污納管。

二是完善市政管網(wǎng)。根據(jù)現(xiàn)場污染源調(diào)查情況，對運(yùn)行不合理的市政管網(wǎng)，過流能力無法滿足設(shè)計(jì)要求或者實(shí)際過流能力的，應(yīng)及時(shí)做好漏管、缺管的升級改造或改擴(kuò)建，將污水引導(dǎo)至相應(yīng)的污水主干管，實(shí)現(xiàn)截污控源。

三是改造雨水混接。通過河涌周邊市政管網(wǎng)的物探調(diào)查，發(fā)現(xiàn)存在部分雨水管接進(jìn)污水管、污水管接進(jìn)雨水管的混接現(xiàn)象，要對其混接、錯(cuò)接點(diǎn)位進(jìn)行改造，將雨水管改接至雨水井，污水管改接至污水井。可通過封堵錯(cuò)接管道或另鋪設(shè)新的管道等[9]。

3.3 清淤疏浚

通過黑臭河涌現(xiàn)狀來看，4 條河涌不同程度的存在底泥淤積現(xiàn)象，根據(jù)環(huán)保及排澇防洪需要，需要在部分河涌段進(jìn)行清淤。

一是清淤厚度。根據(jù)底泥監(jiān)測來看，4 條河涌底泥厚度在0.25m-0.78m 之間，污染底泥淤積厚度平均約為0.55m。根據(jù)清淤需要，對底泥污染層、污染過渡層底泥進(jìn)行環(huán)保清淤，清淤厚度設(shè)計(jì)在0.5m-0.78m。

二是清淤方法。本次河涌底泥清淤選擇濕法清淤施工，在退潮后關(guān)閉主涌水閘，從上游至下游順序進(jìn)行，先河涌中央再到兩側(cè)的順序，選擇機(jī)械與人工清淤相結(jié)合。

三是清淤斷面。河涌清淤兼顧環(huán)保與防洪相結(jié)合，滿足河涌行洪斷面，清楚底泥污染層，保留河床底泥生態(tài)系統(tǒng)。針對本河涌河道較寬，兩岸坡度較緩，清淤時(shí)先從緩坡底部開始，清淤邊坡坡比1:1.5-1:55，根據(jù)河涌地質(zhì)及寬度確定具體坡比。

四是底泥處理。將清淤產(chǎn)生的底泥輸送至底泥處理廠格柵沉渣池，做好固液分流，底泥沉淀，余水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)外排。調(diào)理底泥至脫水車間進(jìn)行脫水，制成泥餅回填利用。

3.4 清水補(bǔ)給

清水補(bǔ)給涉及水源多樣性、復(fù)雜性，應(yīng)從流域及水資源方面做好清水補(bǔ)給。

一是活水水源。根據(jù)流域黑臭河涌水源分析，主要有中水和外河。其中，中水主要來自附近城鎮(zhèn)生活污水處理廠排放的尾水；外河可通過已補(bǔ)水的較大河涌，也可通過增設(shè)堰壩體存蓄雨水，以滿足河涌活水水源補(bǔ)給所需。

二是活水平衡分析。本次整治工程涉及4 條河涌，可利用蒙大拿法（以預(yù)先確定的多年平均流量百分?jǐn)?shù)為基礎(chǔ)，將保護(hù)水生態(tài)河水環(huán)境的河流流量推薦值分為最大允許極限值、最佳范圍值等，根據(jù)歷史流量資料可以評價(jià)或估算生態(tài)水量。）或R2CORSS 法（生物棲息地質(zhì)量的水力學(xué)指標(biāo)，認(rèn)為如能在淺灘類型棲息地，保持這些參數(shù)在適宜的水平，即可維護(hù)魚類在河流內(nèi)的水生棲息地將河流平均深度、平均流速和濕周率作為反映，專門針對水資源論證方面設(shè)置。）分別對不同河涌補(bǔ)水量及水源可用水量進(jìn)行分析。

三是補(bǔ)水水源分析。分析4 條河涌補(bǔ)水，北河涌通過設(shè)置堰壩攔截雨水，保證該河涌有水狀態(tài)；南河涌、南河支涌通過附近城鎮(zhèn)生活污水處理廠排放的尾水，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水。

3.5 生態(tài)修復(fù)。

根據(jù)流域黑臭河涌水體生態(tài)修復(fù)實(shí)際需要，選擇微生物生態(tài)修復(fù)、水生植物修復(fù)和水生物生態(tài)保育[10]。

第一步：微生物生態(tài)修復(fù)。通過黑臭河涌污水提取、催化、激活、培育原址原位微生物，投放生長定制微生物工具酶，激發(fā)黑臭河涌水體污水及底泥中具有分解氨氮、總磷等微生物組團(tuán)，加速繁殖，進(jìn)一步分解底泥有機(jī)質(zhì)膠體、懸浮物；利用微生物呼吸作用，經(jīng)硝化、反硝化還原硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮，去除氨氮。此外，通過抑制河涌藻類因氨、有機(jī)氨等生長導(dǎo)致黑臭，降低河涌化學(xué)需氧量、生化需氧量，提升河涌水質(zhì)透明度。

第二步：水生植物生態(tài)修復(fù)。經(jīng)投放苦草、竹葉眼子菜、狐尾藻等沉水植物，經(jīng)培育成耐堿、耐酸、抗污染沉水植物群，進(jìn)一步去除流域黑臭河涌氨氮及黑臭物，吸收水中富營養(yǎng)物，凈化水質(zhì)。此外，還可采取植物浮島、河道曝氣、氧化塘、生態(tài)駁岸等，對黑臭河涌進(jìn)行綜合生態(tài)改造。

第三步：水生物生態(tài)保育。將生長系列水生生物投放，使河涌河床底部60%以上為沉水植物所覆蓋，建立水生生態(tài)系統(tǒng)，構(gòu)建良性生態(tài)系統(tǒng)。采集攝食富營養(yǎng)化藻類、懸浮物浮游動(dòng)物，生成一類、二類水生物，進(jìn)一步凈化水質(zhì)，修復(fù)河涌水體生態(tài)系統(tǒng)食物鏈，降解河涌底泥污染物，將底污中營養(yǎng)物轉(zhuǎn)移至植物蛋白，再轉(zhuǎn)化成動(dòng)物蛋白，增強(qiáng)河涌自凈能力，提升河涌環(huán)境容量，重構(gòu)良好自然水環(huán)境系統(tǒng)。經(jīng)微生物修復(fù)、水生植物修復(fù)和水生物生態(tài)保育，監(jiān)測流域河涌水質(zhì)，滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng) 水 樣 監(jiān) 測，COD 濃 度＜20mg/L，NH3-N 濃 度＜1.0mg/L，TP 濃度＜0.2mg/L。

結(jié)語

隨著工業(yè)化、城市化進(jìn)程的加快，以及城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，大量生活污染物、工業(yè)污染物直接排入到周邊水環(huán)境中，加劇了城市河涌污染程度，使一些承擔(dān)著排洪、泄洪、景觀等功能的城市河涌水質(zhì)變差，黑臭河涌污染主要是由于水體的富營養(yǎng)化加劇，水體中大量有機(jī)污染物沉積于河涌底泥，經(jīng)長期厭氧分解產(chǎn)生硫化氫臭氣及硫化鐵，導(dǎo)致河涌發(fā)黑發(fā)臭，出現(xiàn)了黑臭現(xiàn)象。城市河涌黑臭不僅污染了環(huán)境，導(dǎo)致河涌水體凈化等功能衰退、喪失，也會(huì)直接對河涌周圍居住的市民生產(chǎn)生活造成較大困擾。因此，需要根據(jù)黑臭河涌的現(xiàn)狀，分析其污染物狀況，根據(jù)不同修復(fù)工藝技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)，采取合適的修復(fù)工藝技術(shù)。盡快恢復(fù)河涌的行洪和環(huán)保功能，根據(jù)河涌的污染源及其排污調(diào)查分析，堅(jiān)持“一河一策”，選擇適宜的生態(tài)綜合治理方法，為市民打造良好的生態(tài)居住環(huán)境，不斷提升居民的獲得感、幸福感。