摘" " " 要：近年來(lái)在國(guó)家制定的有關(guān)環(huán)境領(lǐng)域的相關(guān)文件中，曾多次明確強(qiáng)調(diào)要進(jìn)行黑臭水體的治理，各地也積極響國(guó)家政策，制定當(dāng)?shù)胤煞ㄒ?guī)，對(duì)黑臭水體進(jìn)行整治，然而近年來(lái)部分治理好的城市的黑臭水體有出現(xiàn)返臭現(xiàn)象，同時(shí)農(nóng)村黑臭水體的治理也才剛剛開(kāi)始，由此看來(lái)，無(wú)論農(nóng)村黑臭水體還是城市黑臭水體治理壓力都不容小覷。對(duì)3種黑臭水體修復(fù)技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，以期為黑臭水體的治理提供方法依據(jù)。

關(guān)" 鍵" 詞：黑臭水體；成因；危害；修復(fù)技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：X522" " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A" " "文章編號(hào)： 1004-0935（2023）02-0269-04

我國(guó)黑臭水體的治理，在 2015 年國(guó)務(wù)院發(fā)布的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》中明確指出到 2030 年城市建成區(qū)黑臭水體總體得到消除[1]。在治理城市黑臭水體條例有效實(shí)施的同時(shí)，針對(duì)農(nóng)村水環(huán)境的改善，中共中央、國(guó)務(wù)院下發(fā)了《農(nóng)村人居環(huán)境整治提升五年行動(dòng)方案》，要求加強(qiáng)農(nóng)村黑臭水體的治理，在 2025 年前基本消除農(nóng)村大面積黑臭水" 體[2]。國(guó)家針對(duì)城市和農(nóng)村黑臭水體的實(shí)際情況，制定了不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，但近年來(lái)治理好的城市黑臭水體出現(xiàn)返臭現(xiàn)象，農(nóng)村黑臭水體的治理才剛剛開(kāi)始，因此，無(wú)論農(nóng)村黑臭水體還是城市黑臭水體治理壓力都不容小覷。目前黑臭水體治理技術(shù)按照原理主要分為物理法、化學(xué)法和生物生態(tài)法三大類(lèi)[3]。

1" 黑臭水體成因及危害

1.1" 黑臭水體成因

“黑臭”是指受污染水體出現(xiàn)變黑、發(fā)臭的現(xiàn)象，對(duì)城市景觀、生態(tài)系統(tǒng)功能以及居民居住環(huán)境都造成很大的負(fù)面影響。導(dǎo)致水體出現(xiàn)“黑臭”的原因有很多，本文主要從以下幾個(gè)方面解釋水體出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象的緣由。

1.1.1" 重金屬污染

由于工業(yè)廢水的亂排亂放，致使水中具有了超量的重金屬離子，這些重金屬離子又會(huì)與硫化物形成 FeS、MnS 等致黑化合物，從而使水體呈現(xiàn)灰色或黑色。

1.1.2" 溶解氧含量低

污水的直接排放會(huì)導(dǎo)致水體中有機(jī)污染物的含量升高，溶解氧在水體自凈分解有機(jī)物的過(guò)程中被迅速消耗，再加上受污染水體往往本身流動(dòng)性降低，為厭氧微生物提供了一個(gè)良好的厭氧環(huán)境。厭氧微生物在分解有機(jī)物的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生腐殖質(zhì)、NH3、H2S 等具有異味的氣體。

1.1.3" 基礎(chǔ)設(shè)施不完善

河道管理體制不完善和污水管網(wǎng)的漏洞都會(huì)產(chǎn)生污水的錯(cuò)排、漏排。另外城市水系統(tǒng)，水循環(huán)條件的不足會(huì)導(dǎo)致污染物積累和水自凈能力減弱[4]。

除了上述原因外，高溫廢水的直接排放、航運(yùn)過(guò)程中污染物的泄漏等，都會(huì)直接或間接導(dǎo)致水體出現(xiàn)的黑臭現(xiàn)象。

1.2" 黑臭水體的危害

1.2.1" 對(duì)居民健康產(chǎn)生危害

黑臭水體中存在致病微生物，它們具有一定的生物毒性，因此會(huì)導(dǎo)致水廠對(duì)水源水的處理難度增加、居民飲用水質(zhì)量下降等問(wèn)題。

1.2.2" 對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響

黑臭水體的存在會(huì)損害自然景觀，有損城市面貌，阻礙生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)行循環(huán)，甚至造成地下水污染。

1.2.3" 造成水資源的流失

當(dāng)水體呈現(xiàn)黑臭現(xiàn)象而不治理時(shí)，水中溶解氧會(huì)嚴(yán)重下降，水中動(dòng)植物的生存環(huán)境受到危害，當(dāng)水生生物大量死亡后，尸體得不到及時(shí)處理會(huì)進(jìn)一步加重水體污染，最后甚至導(dǎo)致水體衰亡。且污染的水體尚具有一定的流動(dòng)性，不及時(shí)治理也會(huì)造成更大范圍的污染。

2" 黑臭水體修復(fù)技術(shù)

2.1" 物理修復(fù)技術(shù)

物理修復(fù)技術(shù)是黑臭水體修復(fù)中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一，主要包括清淤疏浚、曝氣、引水稀釋和原位覆蓋等方法[5]。

清淤疏浚是指通過(guò)人力或機(jī)械設(shè)備從河道中移除被污染的底泥，從而降低黑臭水體的內(nèi)源污染。董敏[6]等采用生態(tài)清淤的方法對(duì)白洋淀水域內(nèi)源污染問(wèn)題進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)多方面的試驗(yàn)，證明了生態(tài)清淤能夠有效降低白洋淀區(qū)域內(nèi)的內(nèi)源污染，且對(duì)環(huán)境變化具備一定的適應(yīng)性?？锎淦糩7]等對(duì)七里海潟湖濕地進(jìn)行清淤疏浚工程后，潟湖的水體交換能力和生態(tài)環(huán)境都有所改善。清淤作為一種重要的工程措施被應(yīng)用于黑臭河道的整治中，并不能徹底治理黑臭水體，但可短期內(nèi)消除黑臭，可用于應(yīng)急處理階段。

曝氣是指通過(guò)某些曝氣設(shè)施對(duì)水體進(jìn)行復(fù)氧，來(lái)提高水中溶解氧的濃度。在對(duì)河北省某黑臭水體治理項(xiàng)目中，張玲玲[8]等采用了超微氣泡富氧+生物活化的曝氣技術(shù)進(jìn)行水體治理，使得NH4+-N 去除率達(dá) 98%，TP 去除率為 85%，使黑臭水體得到長(zhǎng)效久治的良好效果。但根據(jù)吳佐京通[9]等對(duì)曝氣處理黑臭水體的探究，認(rèn)為曝氣技術(shù)治理黑臭水體的效果受諸多因素影響，如深度、位置、強(qiáng)度和時(shí)間等影響治理效果的程度不一、機(jī)理不同；并且各因素的影響作用并非相互獨(dú)立，比如曝氣強(qiáng)度與曝氣時(shí)間成負(fù)相關(guān)關(guān)系，當(dāng)曝氣時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，曝氣強(qiáng)度的影響會(huì)逐漸降低。所以曝氣因?yàn)榉N種限制，在實(shí)際應(yīng)用中也并非十分理想。

引水稀釋是指通過(guò)水利設(shè)施引入清潔水源對(duì)黑臭河道進(jìn)行稀釋?zhuān)涌焖w交換，提升水體的流動(dòng)性。牟潤(rùn)芝[10]等采用再生水補(bǔ)水活水技術(shù)，通過(guò)在中游進(jìn)行補(bǔ)水，對(duì)青島張村河黑臭水體進(jìn)行治理，治理后水體水質(zhì)由原來(lái)的劣Ⅴ類(lèi)水提升為Ⅴ類(lèi)水。但由于引水稀釋只是將水體中污染物進(jìn)行了轉(zhuǎn)移，水中污染物量并沒(méi)有減少，因此并不能從根本上治理黑臭水體。

原位覆蓋是指通過(guò)物理手段將受污染底泥和上覆水分隔開(kāi)來(lái)，防止底泥懸浮并控制污染物的釋放。原位覆蓋的第一次實(shí)施是在 1978 年，美國(guó)康涅狄格州紐黑文市用沙子對(duì)小鎮(zhèn)中央長(zhǎng)島海灣的污染底泥進(jìn)行覆蓋，使長(zhǎng)島海灣污染情況得到很大改" " 善[11]。ZHOU[12]等設(shè)計(jì)了一種含有生物沸石的生物反應(yīng)性薄層（BTC），在江蘇省揚(yáng)州的一條富營(yíng)養(yǎng)化河流加以試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，BTC對(duì)TN的還原效率最高可達(dá) 56.69%。但原位覆蓋只是將污染物覆蓋在水底，不僅會(huì)抬高河床破壞河道，同時(shí)也增加了污染風(fēng)險(xiǎn)，因此，原位覆蓋也只是水體治理的應(yīng)急手段，不能徹底治理黑臭水體。

2.2" 化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)技術(shù)在修復(fù)黑臭水體中的應(yīng)用主要包括藥劑法和電化學(xué)法[13]。藥劑法是指直接向水體中投加藥劑（混凝劑、氧化劑、沉淀劑等）去除污染物的方法。王順永[14]等制備一種新型磁性絮凝劑處理農(nóng)村黑臭水體。結(jié)果表明，該絮凝劑對(duì)濁度、色度和COD的降解率分別可達(dá) 92.0%、84.2%和 79.9%，且該絮凝劑在重復(fù)利用3次后仍具有一定的效果。程玲[15]等采用新型共價(jià)鍵絮凝劑（HCC）處理黑臭水體，研究結(jié)果表明，對(duì)NH4+-N和TN的去除率分別可達(dá) 100%和80%，且能夠有效降低黑臭水體的濁度。另外，對(duì)于黑臭水體中的氨氮污染物，宗剛[16]等利用二氧化鈦/石墨烯的復(fù)合催化劑進(jìn)行處理，研究結(jié)果表明，在實(shí)際處理過(guò)程中對(duì)氨氮的去除率可達(dá)71.7%。

電化學(xué)法是通過(guò)外加電場(chǎng)，使污染物發(fā)生一些物理、化學(xué)反應(yīng)，從而被去除。張東方[17]等使用電化學(xué)氧化裝置對(duì)深圳前海鐵石片區(qū)的鐵排河黑臭水水樣進(jìn)行處理，研究結(jié)果表明，NH4+-N的降解率可達(dá) 93.3%。DING[18]等開(kāi)發(fā)一種電化學(xué)系統(tǒng)，用來(lái)去除廢水中的NH4+-N，試驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)對(duì)廢水中的 NH4+-N去除率可達(dá) 85%以上。

用化學(xué)方法可作為黑臭水體治理的應(yīng)急處理措施，但由于該方法在治理黑臭水體的過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生大量淤泥，且該技術(shù)無(wú)法確定是否會(huì)對(duì)河道的生境造成破壞，所以一般不推薦使用，尤其在水體水質(zhì)恢復(fù)期?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)對(duì)化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的底泥的處理也再進(jìn)行相關(guān)的研究，張蕭漢[19]等對(duì)河道底泥的研究認(rèn)為清淤仍是國(guó)內(nèi)目前最直接的手段。但該手段的工程量巨大，需要資金較多，對(duì)大面積的黑臭水體并不適用。

2.3" 生物修復(fù)技術(shù)

生物生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要包括兩種：一種是通過(guò)在污染河道種植植物，依靠植物的光合作用對(duì)污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化的植物修復(fù)技術(shù)。徐玉良[20]等通過(guò)建設(shè)濕地型生態(tài)島對(duì)昆山市望山河黑臭水體進(jìn)行治理，10 個(gè)月后，水體的 COD、TP和NH4+-N都能達(dá)到Ⅲ～Ⅴ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，且河道水體的生物多樣性明顯增加，水體自凈能力增強(qiáng)；蔡魯祥[21]等利用生態(tài)浮島復(fù)合技術(shù)對(duì)寧波市前塘黑臭河水進(jìn)行處理，試驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)種植水生植物組合可以有效提高黑臭河段的水質(zhì)，TP的去除率大于44％，COD 的去除率大于 79.9%。

另一種是向污染河流中直接投加微生物，通過(guò)微生物的分解、硝化、反硝化等作用對(duì)污染物進(jìn)行降解的微生物修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)能夠提升水體的自凈能力，對(duì)水環(huán)境的影響也較為溫和。從發(fā)展進(jìn)程來(lái)說(shuō)，投菌法是由國(guó)外較早的發(fā)展并興起，但是該技術(shù)在國(guó)內(nèi)的起步較晚，這就導(dǎo)致我國(guó)在使用投菌法處理黑臭水體時(shí)，其所使用的菌種大多要從國(guó)外進(jìn)口，這勢(shì)必導(dǎo)致該項(xiàng)技術(shù)的成本增加，并降低菌種的針對(duì)性，且由于是國(guó)外進(jìn)口，可能會(huì)有一些生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。也正是由于這些生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)使得投菌法的進(jìn)展在我國(guó)或多或少的會(huì)受到一些制約。因此，要研發(fā)出適合我國(guó)本土的微生物菌劑。王海珊[22]等利用從黑臭水體底泥中提取的土著菌制備復(fù)合菌劑，試驗(yàn)結(jié)果表明，該復(fù)合菌劑對(duì)NH4+-N、TP 和 COD 的去除率分別可達(dá) 92.39%、89.29%、62.93%，且土著菌可以使黑臭水體中的優(yōu)勢(shì)菌群增加；許崢[23]等分別研究不同純種微生物菌劑對(duì)黑臭水體底泥的降解效果，研究結(jié)果表明所有菌劑中對(duì)污染物的降解效果最好的是反硝化菌，對(duì) TN 和有機(jī)質(zhì)的去除率分別可達(dá)到 59.90%和 20.93%。

另外，還可以通過(guò)向水體中投加微生物促生劑來(lái)增強(qiáng)微生物新陳代謝的能力，使原生動(dòng)物和后生動(dòng)物的數(shù)量得以增長(zhǎng)，從而改善水體的生態(tài)環(huán)境。與其他整治方法相比，制劑的投加量小，且所加制劑不含外來(lái)微生物，沒(méi)有附加危險(xiǎn)。所以生物促生劑在河道水體修復(fù)中具有廣泛的應(yīng)用前景。

3" 結(jié)束語(yǔ)

在綜合各方因素的條件下，現(xiàn)階段在黑臭水體治理方面的3種修復(fù)技術(shù)中，生物修復(fù)技術(shù)具有較好的應(yīng)用前景，也取得了較為明顯的成效，其在實(shí)施治理的過(guò)程中對(duì)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境影響較另外兩種技術(shù)小，符合我國(guó)提出的綠色發(fā)展理念。但該項(xiàng)技術(shù)仍面臨一些挑戰(zhàn)：處理的效率相對(duì)較緩慢，周期長(zhǎng)；微生物的專(zhuān)一性使得微生物能降解污染物的種類(lèi)較少；微生物未被馴化時(shí)其對(duì)生存環(huán)境要求較高，使部分微生物存活條件嚴(yán)苛，若直接進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用時(shí)將難以存活。因此在該項(xiàng)技術(shù)的使用過(guò)程中也需要不斷地去進(jìn)行探索，以期在未來(lái)成為一種較為理想的黑臭水體修復(fù)技術(shù)。

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Study on the Causes of Black and Smelly Water

and Related Remediation Technologies

WU Zhuo-yang

（School of Municipal and Environmental Engineering， Shenyang Jianzhu University， Shenyang Liaoning 110168， China）

Abstract： In recent years， in the relevant documents formulated by the state in the field of environment， it has been clearly emphasized for many times that the treatment of black and smelly water bodies should be carried out. All localities have also actively responded to national policies and formulated local laws and regulations to treat black and smelly water bodies. However， in recent years， some treated black and smelly water bodies in cities have returned odor， and the treatment of black and smelly water bodies in rural areas has just begun， The pressure on the treatment of black and odorous water bodies in both rural and urban areas should not be underestimated. In this paper， three remediation technologies of black and smelly water were compared， providing a method basis for the treatment of black and smelly water.

Key words： Black odor water body; Origin; Harm; Repair technology