我國改革開放以來,工業化、城鎮化步伐不斷加快,社會經濟發展成效顯著,但伴隨而來的是日益嚴重的環境污染問題,其中,水環境污染問題因與居民生活密切相關而備受關注,成為制約社會經濟穩步發展的環保“短板”。根據住建部和環保部聯合公布的全國城市黑臭水體排查情況(建辦城函[2016]125號),截至2016年2月,全國295座地級及以上城市中,共有216座城市排查出黑臭水體1811個,其中,河流1545條,占85.4%。
近年來,環保部門逐漸加大水環境污染整治力度。2015年4月,國務院印發《水污染防治行動計劃》,提出要因地制宜采取控源截污、垃圾清理、清淤疏浚、生態修復等措施來整治城市黑臭水體,從國家層面對水污染防治工作提出了要求。2015年8月,住建部、環保部聯合發布了《城市黑臭水體整治工作指南》,進一步明確了包括控源截污技術、內源治理技術、生態修復技術和其他治理措施等在內的治理黑臭水體具體技術,指導地方各級政府加快推進城市黑臭水體整治工作。
本文對國內外城市黑臭河涌污染的綜合整治策略進行歸納分析,為我國的城市黑臭河涌治理與修復提供一定的參考依據。
自19世紀中葉開始,西方歐美國家在城市化進程中由于人口劇增、工業高度集中、工業廢水和生活污水排放量大幅增加,導致水環境受到嚴重污染。歐美各國開始對區域水環境污染展開包含治理技術、管理機制、法律保障等多方面的綜合整治。
在治理技術方面,發達國家在受污染河流水體中采取人工曝氣、建設截污工程及污水處理設施等措施,取得了很好的治理成效。德國、美國先后利用曝氣設備對Saar、Homewood運河河口、密西西比河明尼蘇達碼頭區域等水體進行曝氣治理,有效地去除了河道內水體的臭味[1]。倫敦政府通過采取污染源截留、修建污水處理廠及河道原位處理等工程措施對泰晤士河展開綜合整治,將母親河逐漸恢復成干凈河流[2]。韓國政府在清溪川流域水環境綜合整治工程中采取了復原河道、嚴控廢水排放、集水調水以及工程凈水等多項措施,有效控制了流域水質惡化。
在建立管理體制方面,發達國家也采取了強有力的措施。美國建立流域管理體制,成立田納西河流域管理局實施流域管理。英國泰晤士河水務局對流域實行統一治理和水資源統一管理。國際合作開展跨流域水環境整治工作也取得了較好成績。為了全面處理萊茵河流域環境問題,流域內各國共同成立了“保護萊茵河國際委員會”,先后簽署了一系列萊茵河環保協議和保護公約,并通過制定“萊茵河2000年行動計劃”、“萊茵河2020行動計劃”,嚴格限制污水排放,將人工河段恢復原狀,興建大批市政污水處理廠和工業廢水處理設施,使萊茵河流域水環境逐漸改善。
國內水污染綜合整治
近年來,伴隨著我國工業化、城市化進程加快,也出現了跟歐美類似的城鎮化問題:城鎮規模不斷擴大,人口急劇膨脹、污染物排放量明顯增加,而相應的污染控制措施跟不上要求,致使水環境污染負荷日益加重。
雖然我國水環境污染控制研究起步較晚,但發展較快,已經取得了較為明顯的成效。綜合來看,目前我國各地應對黑臭河涌污染的措施主要是流域工程整治措施和污染物排放管理措施。
截污控源
總結國內河涌治理的經驗,切斷污染源是河道整治需考慮的首要問題。我國大部分河涌除擔負排澇、泄洪的功能外,還是沿線城鎮、農村的納污河,大量的畜禽養殖廢水和農村生活污水排入河中。要整治河道必須首先實施流域截污工程,完善管網銜接,貫通上下游截污干管,提高廢水集中收集和處理率。徹底清除河道兩岸堆積的廢物等潛在污染源,防止二次污染。
底泥疏浚
城鎮河涌由于長期污染且水流緩慢,導致積累大量淤泥。為防止底泥泛起,沉積的氮磷被釋放出來而使水體變質、泛臭,需要進行必要的清淤工作。通過實施清淤疏浚,可以將底泥中的污染物移出河道生態系統,顯著降低內源氮磷負荷。
建設污水處理廠
截污的同時,還應不斷加強城市污水管網建設和污水處理廠建設,將直接排入水體的污水截流進入市政污水管網系統,經污水處理廠處理后達標排放。需要不斷優化提升管網布局的合理性和完整性,提高污水處理率,才能從根本上、源頭上減少排入城市內河水體的污染,為河流水質的修復和改善提供可能。
引水工程
引調清潔水在污染河道綜合治理中始終具有十分重要的作用,不僅增加水量,稀釋污水,還可增加流速,有利于水體復氧,使好氧污染物降解,河道水質得到改善。黎坤等對珠海市前山河水力排污沖淤聯合調度的效果進行分析,結果表明由于大量干凈水源的稀釋和交換,前山河總體水質明顯改善;其他類似的調水案例還有上海蘇州河的綜合調水工程、福州內河的引水沖污工程等。
生物-生態修復技術
城市河道護坡建設應當積極鼓勵推行生態護坡型技術,在滿足防洪標準要求的前提上,建設生態防護平臺,栽種適宜的喬冠草樹種,構筑河岸生態體系。對于現有的部分或全段采用混凝土或漿砌石結構進行護坡的城市河道,由于其隔斷了地下水與土壤、水中生物間的相互聯系,破壞了河道的自凈能力,也應制定計劃逐步改造為生態護坡。蔡婧等人研究表明生態護坡對地表徑流有延滯作用,在控制地表徑流污染方面具有良好的生態效益。
以人工水草作為載體,利用光合細菌、枯草桿菌和氧化硫硫桿菌形成的多功能人工水草生物膜開展上海市中心城區黑臭河水凈化研究,結果表明,生物膜對黑臭河水中COD、BOD5、NH3-N和TP均有較高的去除率,水體中Fe2+和硫化物得到完全去除。
曝氣充氧技術
張紹君等人對深圳某黑臭水體采取采用快速溶氣純氧曝氣工藝,結果表明黑臭水體中的DO濃度可迅速提高,色度和嗅閾值可顯著下降,有效消除了河水黑臭現象,對COD也有一定的去除效果。
規劃管理措施
在涉及到城市河道的城市生態景觀與防洪規劃設計中,既要結合河道景觀、生態等方面的要求來綜合選擇如河道走向、河道斷面、護岸工程、河灘地利用、堤頂處理等多種防洪工程,也應盡可能將河道設計成寬淺式斷面以降低流速,采用生態工程措施加強河道綠化,增加土地綜合利用,保持景觀生態優質發展。
城鎮黑臭河涌的治理工作是一個復雜而系統的工程,而且每條河涌的實際受污情況各不相同,因此一定要根據河涌實際情況,充分借鑒國內外的成功治理經驗,采取切實有效的治理技術進行因地制宜的綜合整治,以實現《城市黑臭水體整治工作指南》提出的“2017年底前,地級及以上城市建成區應實現河面無大面積漂浮物,河岸無垃圾,無違法排污口;直轄市、省會城市、計劃單列市建成區基本消除黑臭水體。到2020年底前,地級及以上城市建成區黑臭水體均控制在10%以內。到2030年,城市建成區黑臭水體總體得到消除”的目標。