黑臭水体评价及治理方法

摘要：隨着城市建设及城市经济的快速发展，城市河道的水体黑臭现象已经成为城市水环境中普遍存在的问题。本文主要从物理指标和化学指标两个方面介绍了黑臭水体的评价体系，然后在此基础上从外源减排、内源治理、水质净化、补水活水等技术方面讲述了黑臭水体的治理方法，结果表明，黑臭水体情况因地而异，各地目前没有一个统一的评价标准，为此，如何制定一个科学有效的黑臭水体评价标准体系并基于此选择有效的治理方法来提升公众的满意度是今后的研究重点。

关键词：黑臭水体，评价，治理

中图分类号：X52          文献标识码：A

作者简介：张玲（1987- ），女，讲师，硕士，研究方向：遥感技术应用。

1 引言

随着城市建设及城市经济的快速发展，城市水环境问题日益突出。近年来，我们城市河道的水污染现象也越来越严重，如江苏南京的秦淮河等，城市河道的水体黑臭现象已经成为城市水环境中普遍存在的问题。黑臭水体作为一种特殊水质的水体，既影响了市容，又破坏了城市环境，对人民的身体健康造成了一定的危害。所谓黑臭水体评价，就是按照某种方法，对水体的各项指标如物理、化学和生物指标等进行定量描述。

早在20世纪30年代就有国外学者研究黑臭水体，研究方向主要集中在水体发生黑臭的机理上，如Hishida在1988年指出，由于河道水流不畅导致水体中藻类浓度过高以及乔司脒的产生，是造成水体黑臭的直接原因[1];在2014年，Kutovaya研究指出挥发性有机硫化物是导致黑臭的主要物质[2]。我国学者从20世纪80年代开始研究黑臭水体，也主要侧重于形成机理分析及评价。早在1983年，罗纪旦等通过实验证明腐殖质和富里酸是主要致黑物质，可用腐殖质含量来衡量水体发黑程度[3];随后，骆梦文在1986年指出黄浦江水体呈现黑臭现象的主要原因是有机物污染、热污染以及底泥污染[4];2006年，程江等用溶解氧、氨氮、生化需氧量、水温、化学耗氧量五个基本水质指标，构建了平原河网地区河流水体黑臭预评价体系[5]。由此看来，国内外很多学者对黑臭水体进行了研究，但是由于黑臭水体的形成原因比较复杂，受个人主观的影响也比较大，因此，目前还没有制定出统一的黑臭水体评价标准。本文对现有的黑臭水体评价方法进行了总结，详细阐述了黑臭水体的评价方法及治理举措，为进一步进行环境整治提供了参考依据。

2 黑臭水体评价方法

2.1 物理指标法

物理指标法也称之为感官指标评价法，该评价方法是从黑臭水体的概念出发来进行评价。2016年，国家发布的《城市黑臭水体整治工作指南》中描述，城市黑臭水体为城市建成区内的水体，也就是居民身边的黑臭水体。根据百姓的实际感观判断，从“黑”和“臭”两种感官体验来描述城市黑臭水体，即呈现令人不悦的颜色和（或）散发令人不适气味的水体。为此，该方法根据水体的感官特征对河流水质污染情况进行评价。该方法能够更直接地反映出黑臭水体的情况，但是此种方法主观性比较强。

2.2 化学指标法

化学指标法主要是基于水质的化学指标参数来进行评价，本文介绍的化学指标法主要有多元线性回归模型、黑臭多因子加权指数模型、有机污染指数模型、综合水质标识指数模型等。

（1）多元线性回归模型

胡荣梅等人使用多元线性回归方法建立了无锡市运河黑臭评价模型[6]。该模型中用黑臭指数对水质进行定量分析，然后用多元非线性回归模型来描述黑臭指数与多个水质参数（溶解氧、化学溶解氧、水温）之间的关系，进而根据所建立的多元线性回归模型水质参数直接判断出是否为黑臭水体。多元线性回归模型具体如下：

该多元线性回归模型可以为水质有机污染预报或者为以防治黑臭水体为目标的水质规划提供技术支撑。

（2）黑臭多因子加权指数模型

该模型是根据上海地区的水质特征提出的[7]，其考虑到引起河道黑臭的因素很多，因此，在建立黑臭多因子加权指数模型时考虑了多个因素，即化学耗氧量、氨氮、溶解氧、溶解氧实测值与实测水温时溶解氧饱和值之百分比等，具体公式如下：

式中，I为黑臭指数， CODMN 为高锰酸钾法测定的化学需氧量，NH3-N为氨氮浓度，DO饱为DO实测值与实测水温时DO饱和值之百分比。

该模型中，当黑臭指数大于15时，水体出现黑臭，根据数据调研结果显示，该模型能比较全面地反映水体黑臭程度。

（3）有机污染指数模型

该模型考虑到河水污染主要是由有机污染引起的，因此其建立的是黑臭指数与有机污染物（生化需氧量、溶解氧、氨氮、化学耗氧量）之间的关系，进而根据所建立的有机污染指数模型判断出是否为黑臭水体污染。该有机污染指数模型[8]具体如下：

当黑臭指数居于2-4时，水体属于轻度污染，当黑臭指数大约4时，属于重度污染。

（4）综合水质标识指数模型

该模型是徐祖信（2005）综合考虑了生化需氧量、溶解氧、氨氮、化学耗氧量、总体磷的单因子水质指数提出的，其最终得到河流总体的综合水质类别[9]。该模型可以比较综合地考虑河流的综合水质信息，計算方便，结果直观，可以为进一步进行水质优劣评价提供参考。

式中，X1为河流的综合水质类别，X2为在X1类水质变化区间内，综合水质的位置。X3为比水环境功能区目标差的单项指标个数，X4位为水体功能区与综合水质比较的结果。

该模型是根据的值来判断综合水质类型。当该值处于1-2时，综合水质类型为Ⅰ类当该值处于2-3时，是Ⅱ类，当该值处于3-4时，是Ⅲ类，当该值 4-5时是Ⅳ类，当该值处于5-6时，是Ⅴ类，当该值处于6-7时，是劣Ⅴ类，但是不黑臭，当该值处大于7时，是劣Ⅴ类，且黑臭。

3 黑臭水体的治理方法

目前黑臭水体的治理方法很多，主要分为几大类，即外源减排、内源治理、水质净化、补水活水等[10]。

3.1 外源减排

外源减排类别主要保留截污纳管和面源控制两种技术。对于截污纳管技术而言，该技术主要是铺设截流管线，设置提升泵房，在此基础上，将污染统一收集到城市污染处理系统中，该方法能将黑臭水体与城市污水系统融合为一个系统，但是采用该方法处理黑臭水体时，花费太高，投资金额较大，实施难度也较大，这样也会影响水体功能。面源控制技术主要是结合海绵城市建设的相关技术，控制下雨时雨水中所携带的污染物，但是该方法的工程量相对较大，受地形制约影响范围过大。

3.2 内源治理

内源治理主要包括清淤疏浚和水生残体清理两个方面。对于清淤疏浚而言，该技术主要是侧重于底泥中的污染物，采用机械或者水体力量的方法将底泥中的污染物清理出来，从而降低了污染物的内源负荷。在采用该方法进行黑臭水体治理时，底泥污染物的深度难以控制，且底泥的处理难度较大，比较容易出现二次污染。

3.3 水质净化

水质净化主要分为人工增氧、絮凝沉淀、微生物强化净化和人工湿地等。人工增氧主要是通过提升水体溶解氧水平来抑制厌氧分解。通常情况下，提升水体溶解氧的方法主要有人工曝气充氧、跌水、喷泉等。该方法适用于重度的黑臭水体，容易对水体行洪造成影响，进而影响电能。絮凝沉淀主要是通过在水体中投放絮凝剂，使水体污染物快速沉淀，该方法不适合大面积使用，且必须在水体外进行，技术成本比较高。微生物强化净化主要是通过人工方式对微生物进行降解，加速污染物的分解和转化，该方法不适合大规模应用。人工湿地主要适用于水体连通不好的水体，该方法旨在水中建立一个微生态系统来净化水质。

3.4 补水活水

该方法主要是通过活水循环和清水补给两种方法进行。活水循环的运营成本较高，实施难度大，其主要是采用加强水循环动力的方法净化水质。清水补给主要是引用合适的水源，该方法要求必须在水源附件有适宜的水源，且必须对水质进行长期监测。

4 结论与建议

城市黑臭水体现已成为公众关心的“民生工程”，黑臭水体评价体系因地而异，各地目前没有一个统一的评价标准，为此，如何制定一个科学有效的黑臭水体评价标准体系并基于此选择有效的治理方法来提升公众的满意度是今后的研究重点。

参考文献：

[1]Hishida Y， Ashitani K， Fujiwara K. Occurrence of musty odor in the Yodo River[J].Waterence & Technology，2011（20）：193-196.

[2]Kutovaya O A， Watson S B. Development and application of a molecular assay to detect and monitor geosmin-producing cyanobacteria and actinomycetes in the Great Lakes[J].Journal of Great Lakes Research，2014（02）：404-414.

[3]罗纪旦，方柏容.黄浦江水体黑臭问题研究[J].上海环境科学，1983（05）：7-9.

[4]骆梦文.黄浦江水体黑臭的由来[J].上海环境科学，1986（05）：32+38.

[5]程江，吴阿娜，车越，等.平原河网地区水体黑臭预测评价关键指标研究[J].中国给水排水，2006（09）：18-22.

[6]胡荣梅，鞠华.苏南太湖地区主要城市水环境污染综合防治研究（下）[J].环境科学，1986（05）：16-25+96.

[7]方宇翘，张国莹.苏州河水的黑臭现象研究[J].上海环境科学，1993（12）：21-26.

[8]阮仁良，黃长缨.苏州河水质黑臭评价方法和标准的探讨[J].上海水务，2002（03）：32-36.

[9]徐祖信.我国河流综合水质标识指数评价方法研究[J].同济大学学报（自然科学版），2005（04）：482-488.

[10]杜鼎.湘潭市典型黑臭水体整治效果及评价体系研究[D].湖南科技大学，2018.

Abstract：With the rapid development of urban construction and urban economy， black and smelly water in urban watercourses has become a common problem in urban water environment.This article mainly introduced the water evaluation system from two aspects of physical and chemical indicators black smelly， and talked about the story of black smelly water treatment method from exogenous emissions reduction， and internal governance， water purification， water filling water technology.The results showed that the black smelly water situation varies from place to place， there is no an unified evaluation standard everywhere.therefore， how to formulate a scientific and effective black smelly water evaluation standard system and select effective governance based on the method to improve the public satisfaction is the research emphasis in the future.

Key words：Black and smelly water;Evaluation;Treatment