只有水體環境優美,人們才樂于依水而居,伴水而嬉。所以說,當前開展對城市黑臭水體的治理,根本目的就是要對水環境進行生態修復,讓它更宜人。那么在整個治理過程中,該如何輔之以“全療程”修復手段呢?
“蒹葭蒼蒼,白露為霜。所謂伊人,在水一方。”出自《詩經·蒹葭》,憂傷而悵惋的詞句,浸潤著秋日水長的思緒。其中對水質雖無描述,但想必是清澈的,任是誰,面對一汪黑臭水,也絕無如此感懷之情了。
只有水體環境優美,人們才樂于依水而居,伴水而嬉。所以說,當前開展對城市黑臭水體的治理,根本目的就是要對水環境進行生態修復,讓它更宜人。那么在整個治理過程中,該如何輔之以“全療程”修復手段呢?為此,某媒體采訪了清華大學環境學院教授劉翔。
城市水體承擔著哪些水環境功能?黑臭水體喪失了哪些水環境功能?
首先,城市水體通常也是自然水系統的一個組成部分,盡管難免帶有人工改造的痕跡。因而它承載著自然水體的生態功能屬性,參與水循環、水流動,提供水生生物繁衍生息的環境,甚至還具有航運功能;其次,城市賦予它景觀休閑功能,很多城市注重水景觀打造,把城市與水的聯系結合到城市的人居生活中,甚至還承載著水文化的傳承,豐富了城市的人文環境;最后就是社會功能屬性,人類最初傍河而居,大多是因為供水排水以及交通的方便,豐富的城市水域、水網還具有一定的局域氣候調節功能。但相對于黑臭水體來說,這三個功能基本全部喪失。具體表現就是水流狀態不佳,滯流、緩流、斷流情況普遍,多數水體淤積狀況嚴重;水質受到嚴重污染,黑臭現象時有發生,水生態功能退化,水生生物減少、甚至絕跡,大部分黑臭水體僅成為污水排放的受納體。所以要對這種水體進行治理,使它能夠逐漸恢復在城市生態水系中的功能定位。
發生水體黑臭的原因是什么?如何判斷水體自凈能力的強弱?
從廣義上講,水體黑臭是一種感觀狀況,通常是指水質受到破壞后發生的從顏色、氣味表現出的異常,不一定就是黑色,也可能是因工業排污而引發的其他異常顏色。其成因從根本上說與人類的生活和生產排放污染物有關,而這種污染已經超出了它自身能夠消納的能力。治理黑臭水體,就是要控制進入到水體的污染物,并使之降低到水體承受范圍以內,也就是恢復它的自凈能力并使其所承受的污染量不超過這種能力。那么,如何判斷水體自凈能力的修復程度呢?通常,溶解氧恢復到能維持在2毫克/升以上,水質較清澈、顏色正常,水生生物得到明顯恢復。當然,更為精確的是通過水質監測作判斷。
黑臭水體污染的來源是什么?治理相應地該采取何種工程技術措施?
水體的污染來源分為外源和內源。一般而言,把點源和面源污染輸入稱為外源,把河道沉積物的污染物釋放(底泥)稱之為內源。外源指水體外部污染輸入到水體里的;內源是指存在于水體的某種物質、在一定條件下通過釋放而產生的污染。因此,這兩種污染是有區別的。當然,它們之間也有一定的關聯性。比如有些內源并不是水體自身產生的,而是外源進入水體后轉化而成的,如降雨排入河道,它可能帶來泥沙,泥沙中可能會附著一些污染的物質,這些挾帶有機物、重金屬污染的泥沙,可能會因水流的緩滯而沉淀并進入到底泥中,這時就形成了內源。
這些內源在一定條件下,比如說在缺氧狀態下,可能會腐化,有機物分解后會產生硫化氫、氨氣,帶有揮發性并有惡臭氣味,或產生一些氣泡并帶動底泥上浮,帶給人們的是一些不良的觀感,這些因素也導致了水體的水質變差。這是內源導致水體污染的機理。從理論上說,如果能夠完全截斷來自外源的污染,那么內源污源也會越來越少。所以說,外源的阻斷是根本,內源也要控制,使之不會對水體產生更大的影響。從工程手段上講,包括阻斷污水入河、雨水入河前的凈化等,這些工程措施可以對來自外源的污染進行控制。內源的存在狀態與外源不同,它存在于水體的底部,沒有辦法通過截污的方式去處理。對于內源的處理方式,通常來講有3種:第一種是移除,即通過清淤的工程手段,將內源移出水體;第二種是消化或固定,通過創造一些條件,把污源消解。比如投放氧化劑,一些耗氧性的物質就會被氧化掉,一些重金屬可以通過還原將其固定,不再向水體釋放;第三種方法是隔離。如采用石英砂覆蓋以隔絕底泥與水體的接觸和交換。
各地現在用的更多的是清淤。但要注意清淤要有一個合理的深度,不是挖得越干凈越好。無論從工程造價上來講,還是從維持河道的生態系統上講,一般來說,就是把因污染沉積的這部分清除,也就是原河道的本底狀態就可以了。清淤工程一定要做探測,可以通過底泥采樣機進行探測,根據河道積存的底泥狀況確定,而不是一個絕對的數值。因為水流的狀況不同,可能上、中、下游的底泥層都是不同的。石英砂覆蓋比投放藥劑便宜,缺點是不適應大面積的覆蓋。這種工程措施在我國用的少,因為我國的底泥污染通常帶來的是河道的淤積,而覆沙技術不能解決河道淤積問題。在我國,只有在不需要考慮過水能力的情況下,才可以采用這種方法。
為黑臭水體保持治理效果,在水域調度和補水方面應該采取哪些措施?
要保持黑臭水體治理效果,就需要保持水體一定的流動狀態,有一定的流速。解決這個問題就是要有足夠的水源補水。通常情況是有客水或上游水補充或更新。但有的地方因季節或水體特性不具備這個條件,通常采取的作法是定期換水或者通過推流、曝氣等輔助措施,讓水能夠局部地循環流動起來,以改善水體的水文條件。
在一些水源不足的地區沒那么多的水量,可以采用分級攔蓄的方式,比如閘、壩,把水攔住,存放一段時間后再進行更新更換,但這種方法對水生態具有一定的不利影響,應綜合考慮。原則上,不鼓勵采用遠距離調水的方式,特別是調水沖污的手段是不可取的,這種手段沒有解決水質污染問題,只是污染的轉移。在客水缺乏的情況下,可以考慮其他補水方式,比如再生水、凈化后的雨水等,可以作為補水來源。特別是北方缺水地區,將這種城市非傳統水資源作為重要的補水源,也是常用的方式。但前提是要達到一定水質標準。
從根本上來講,城市污水處理的尾水或再生水,城市降雨徑流,最終都是要回歸到水體的。無論是主觀地接受,還是客觀的存在,這是個現實。而現在要解決的問題,是主動去控制它的水質,使其達到自然水體能接受的要求,那么,這就成為生態補水的一種方式了。我們希望有意識地在水體治理工程中設計這些補水方式,有目的地去控制這些補水的水質和水量,起到良性補水作用。
黑臭水體治理的難點在于治理效果的長效保持。因為除了來自本區域的污染之外,可能還有來自流域的被動污染,關鍵還是要抓住重點:截污要徹底、內源要控制、流態要改善、生態要恢復。
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