沈阳市北运河黑臭水体污染原因及治理对策分析

孙莹 许翼 张华 张帆 袁英兰 李子音

1.沈阳环境科学研究院 辽宁沈阳 110167；

2.辽宁省城市生态重点实验室 辽宁沈阳 110167；

3.沈阳环科检测技术有限公司 辽宁沈阳 110167

1 北运河概况

沈阳市城区环城水系主要由南运河、北运河（新开河）、卫工河（卫工明渠）[1]及沿途5个公园湖[2]组成，全长50.9km，水域面积104.1hm2。南、北运河为我市环城水系重要组成部分，由浑河引水，于大东区东塔桥分流，分为南、北两条运河。

北运河全长27.8km，河道平均宽度32m，是环城水系中流域面积最大的河流。流经浑南区、大东区、沈河区、皇姑区、于洪区[3]及新民市、辽中区后入蒲河。沿途有北陵公园内的昭陵静湖，于向工街分流，部分河水与北部污水处理厂尾水汇流进入卫工河，部分经于洪区汇入蒲河。现阶段主承担在汛期泄洪排涝，兼顾农田灌溉渠道，向蒲河供给农灌输水的功能（主要灌溉于洪区、新民市、辽中区的23万亩水田）。

图1 沈阳市中心城区水系分布图

2 北运河现状

2.1 水质情况

在北运河东塔桥、边东桥、联合路、崇山东路等位点设立了采样点进行水质监测，发现北运河2015年夏季氨氮范围为0.1-18.0mg/L，总氮在 0.4-14.7mg/L，总磷在0.2-1.7mg/L，pH在6.1-7.0。2016年春季COD范围为24-30mg/L，氨氮范围为3.24-8.09mg/L，总氮在8.7-10.3mg/L，总磷在0.09-0.72mg/L。

表1 2015年7月水质分析结果（mg/L）

表2 2016年3月水质分析结果（mg/L）

同时根据沈阳市黑臭水体水质监测设置的42个点位数据，依据《城市黑臭水体整治工作指南》，北运河属于重度黑臭水体。

2.2 排水体制

北运河排水系统内大部分为雨污合流制，且三、四级马路下排水管道也未完成分流，在雨季合流，污水由现状泵站提升后排入北运河，进而导致北运河水质受到严重污染。北运河沿线泵站出水管道8处、污雨水混排口6处，严重影响北运河水质。

2.3 污水处理设施及入河排污口

北部污水处理厂采用普通活性污泥法，设计排水标准二级，设计处理量40万t/d，实际处理量39.85万t/d，出水排入北运河、卫工明渠。

北运河沿线排查出2个排污口，分别为北部污水处理厂和辽沈二街铁路小区污水处理站排口，主要为处理后的生活污水。经初步估算，经这2个排口汇入北运河的COD为3643.71t/a，氨氮为488.1t/a，总氮为1170.62t/a，总磷为90.75t/a。

2.4 内源污染及岸线垃圾

北运河内源污染主要是河道内部淤泥向水体释放污染物质，影响水质。对河道底泥的监测结果表明，底泥中镉、汞、砷、铅、铬含量均未超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB15618-2018)的土壤污染风险管制值，铜、六六六、滴滴涕含量均未超过土壤污染风险管制值，在部分点位汞、镍、锌高于土壤污染风险筛选值。

河道底部原河床目前已被淤泥覆盖，富营养化严重，河道内水草疯长，影响环境。同时河底淤泥处于厌氧发酵状态，可能向河道释放污染物质进而影响水质。此外，底泥的淤积导致河床底部升高，减弱河道行洪能力。

北运河底泥淤积段东起新立堡立交桥，西至白山路桥，包括北陵公园、友谊宾馆湖面，由东向西流经沈河区、大东区和皇姑区，淤积河道全长为21.3km，淤泥平均厚度为0.5m。

3 存在问题

3.1 富营养化污染具有明显的季节性特征。

北方河流可显著分成冰封期、供水中温期和高温丰水期，三个时段比例大致为31%、38%和31%[4]。冰封期为12月至3月中下旬，水温多在零度，排污导致水流速较大处不结冰。该时段天然支流断流，人工河渠断水，各类排水比例加大。污染特征为冰封导致复氧能力差，低温导致自净功能减弱，生物活力降低导致污染特征不显著，水质和底质质量降低。3月中下旬至6月和9月下旬至11月为中温期，该时段水量高于枯水期且小于丰水期。水生生物开始复苏和生长，水质表观状态良好。高温期主要指7、8月份雨量充分且水温较高的时段，该时段降雨和水库弃水量较大，河道渗漏量趋于平稳，干流和支流水量充分。污染特征为底质对水质的作用增强，河道生物作用等自净功能加强，局部黑臭和富营养化特征显著以及二次污染现象多发，光照最强，水生物活动加剧。9月至10月水温逐渐降低，水量有所减少，水生物活力逐渐减弱。

3.2 污水厂排放标准低，污水处理能力有待加强

现有污水处理厂出水执行排放标准较低，北部污水处理厂实施《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中规定的二级标准，尚未达到国家一级A标准要求。

3.3 合流制管网截流倍数低，雨季溢流污染未有效控制

北运河采用雨污合流制排水系统，现有合流制管网截流倍数低，雨季污水溢流现象尚未得到有效控制。沿线存在多处溢流口，超出管道能力的雨污水通过沿线溢流口直接排入附近水体，对水质产生较大影响。

3.4 雨污混错接较多，排水系统管理水平有待提高

北运河约有171处雨污混接，主要以商业网点排水出口混接为主，其次为建筑小区/公建排水出口混接和市政街路排水管线混接。

3.5 底泥淤积较重，内源污染控制待加强

北运河河道的黑臭底泥淤积情况较为严重，底泥中氮磷和有机质的含量都较高，在水流的冲刷下，存在较高的释放风险，从而加重水体污染，导致水体富营养化。

3.6 间歇性引水，导致水源补给不足，水体置换率低

由于受季节性影响，水力部门为了保护水利设施，在冬季基本不予供水。北运河3至4月冰雪融化导致干流水量开始增加，但速度缓慢，4至5月源头蓄水设施的河流得到农灌和景观用水的补充，直到6至7月开始降雨才能充分补充。就目前情况看，中小河流的河道积（蓄）水维持了近三分之一时段的景观用水，大河和库区补水保证了三分之一时段的清洁补水，雨季降雨保证了三分之一时段的充足补水。与此相比，年度各类排水量基本保持恒定并呈现逐年增长的趋势。同时由于运河的水流速度缓慢，水体置换速率非常低[5]。

4 治理对策

针对沈阳市北运河现状和问题，沈阳市从以下方面促进相关工作的推进。

4.1 控源截污

（1）管网建设。目前，沈阳市主城区大部分采用雨污合流制，相关清污分流设施的建设相对滞后于地面设施的建设。老城区做好老化管网修缮、扩建、分流等措施。新建区和规划建设区管网设施应合理规划和建设，做到雨污分流。

（2）雨污混接摘除。缕清管网混接情况，将混接的污水管线改接入污水管道，解决北运河周边混错接的问题。

（3）污水处理厂提标、扩容或新建。目前沈阳市城区大型污水处理厂的提标改造已逐步开始实施，按照国家“水十条”要求，改造后出水水质将达到国家一级A排放标准。但是，城乡污水厂的提标改造尚未纳入议程。同时，新建的污水处理设施仍沿用现行污水厂的传统工艺，这对于提高污水厂的功效以及适应新形势的需要非常不利。因此，新建污水处理厂应适应受纳水系的生态建设需求，设计增加除磷脱氮的可行工艺与措施，避免未来的二次改造及将遇到的各种难题。

（4）溢流污染控制。针对沿线市政溢流口的间歇性排污，切实做好管网改造和雨水利用是控制溢流污染的基本措施。建立调蓄湖、雨污调蓄池等做好初期雨水收集，并增大清洁雨水进入河道的能力。

4.2 水生态修复

目前北运河两侧延伸区域的生态绿化不足，景观水平较低，沿线开展岸带护坡改造工程，依托浑河的自然生态景观，丰富沿线旅游资源，通过梳理滨水岸线，综合提升绿化、景观和配套设施，使北运河沿线成为国内一流、具有北国风光特色的沈阳城市新名片。

4.3 建设能力提升

建立在线实时监控系统，对北运河水体水质、流量进行在线实时监控。实施在线监测，实现及时发现问题及时解决问题的新局面。

5 取得效果及建议

采取以上治理对策后，北运河水质得到明显提升，在沈阳市黑臭水体专项督查中顺利摘帽。具体水质情况见表3。

为巩固北运河治理效果，在今后的日常工作中应持续加强水资源保护、水污染防治、河湖水域岸线管理保护、水环境治理、水生态修复、执法监管等工作。

表3 运河2018年黑臭水体专项督查水质情况