城市浅水湖泊污染源及污染过程分析

严晓庆 霍燚 施静静 宓罗泽

摘要：浅水湖泊污染是城市水污染重要形式，其在影响湖泊水文生态的基础上，对于城市居民的身体健康造成较大影响。本文在阐述城市浅水湖泊污染主要来源的基础上，结合管家岸河污染情况，就城市浅水湖泊污染过程展开分析，并指出浅水湖泊污染治理的具体办法。期望能为城市浅水湖泊污染治理提供有效参考，促进城市水文生态的进一步优化。

关键词：浅水湖泊;污染源;污染过程;治理

中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）12-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.12.077

Analysis of pollution sources and process of shallow lakes in cities

Yan Xiaoqing，Huo Yi，Shi Jingjing，Mi Luoze

（Yushun Ecological Construction Co.，Ltd.，Ningbo Zhejiang 315042，China）

Abstract：Shallow water lake pollution is an important form of urban water pollution.On the basis of affecting the hydrological ecology of lakes， it has a greater impact on the health of urban residents. Based on the main sources of pollution in shallow lakes in the city， this paper analyzes the pollution process of shallow lakes in the city，and analyzes the pollution process of shallow lakes in cities，and points out the specific methods of pollution control in shallow lakes.It is expected to provide an effective reference for the pollution control of urban shallow lakes and promote the further optimization of urban hydrological ecology.

Key words：Shallow water lake;Pollution source;Pollution process;Treatment

1 城市淺水湖泊污染源分析

浅水湖泊是城市水资源存储的重要形式，相比于深水湖泊及河流，浅水湖泊具有湖泊水浅、水量少、流动性差的特点。在城市生活中，浅水回避的湖水极易受多种因素发生污染，当发生污染时，水中生物多样性会集聚减少，同时湖水的透明度会下降，这不仅影响了城市整体形象，而且对于城市水资源应用、城市居民身体健康和生活质量造成较大影响。从城市浅水湖泊污染物来源来看，主要的污染源包含3个层面：其一，在城市生活中，部分生活、生产的污水未经过处理或处理效果不达标，然后直接排除，这些污水井排水管道流入到浅水湖泊当中，这给浅水湖泊水造成了较大污染。尤其是一些工业污水中的污染成分较为复杂，污水中的硫化氢、胺、氨、硫醇、FeS、MnS、COD、氮、磷含量较高，这使得浅水湖泊中的氧气含量快速消耗，造成湖泊动物、植物死亡，引起水体黑臭。其二，在下雨天气，雨水会对城市固体废物形成冲刷，其携带城市固废或者固废中的有毒有害物汇集到浅水湖泊，会造成一定的水污染。其三，浅水湖泊流通性较差，在长时间作用下，各污染源排出的污染物有很大一部分会依附在水中悬浮粒子表面，并沉积到湖泊底泥当中，湖泊底泥中污染物的释放是一个相当复杂的过程，其释放量受湖泊底层上覆水中溶解氧、营养盐水平、水温、pH、生物活性、风浪扰动等因素的影响，当浅水湖泊扰动较大时，底泥中的污染物会扩散到水中，形成二次污染。

2 城市浅水湖泊污染过程分析

2.1 项目背景

城市“因水而生、因水而兴”，然而在城市化建设及各个工业建设背景下，我国许多城市浅水湖泊污染严重，水生态退化问题突出;在一些浅水湖泊污染严重的区域，甚至出现了季节性和常年性水体黑臭现象。对此，需进行城市浅水湖泊污染源追踪，并分析水污染的具体过程，然后结合具体污染情况进行水污染治理。本研究以管家岸河污染情况为例，就其水污染的过程展开实验分析。

2.2 浅水湖泊污染过程实验分析

2.2.1 材料与设备

本次实验材料分两种类型：浅水湖泊底泥和上覆水。就底泥而言，采用柱状采泥器采泥管家岸河底泥，取泥深度、泥块直径分别为15cm、110cm，共计取泥12次，然后采用塑料袋密封采集的泥块，并于冰箱中保存待用，要求冰箱温度调节至5℃。上覆水样本收集过程中，采用有机玻璃取样器选取污水样本，要求取水点与污泥采集点对应。针对采集的上覆水，需在实验前对其进行稀释处理，稀释采用纯净水，同时需采用0.45μm的滤膜进行过滤，以此来降低生物干扰性，然后对其营养盐水平进行具体测定。

实验设备选择中，采用精密增力电动搅拌机，材料盛放器皿使用5L烧杯，此外，选择恒温箱、过滤器、温度计等设备备用。

2.2.2 浅水湖泊污染过程实验分析方法

具体实验操作步骤为：（1）按照垂直切分的方式对圆柱形泥样进行切割，要求每个泥样切除两份，总计24份，然后选择24个烧杯，在每个烧杯中放入切分好的泥块，然后添加稀释后的上覆水，上覆水添加量为5L。（2）控制上覆水营养盐水平、水温、扰动状态，然后进行样品中TOC、TP、NH3-N的释放实验。该过程中，对水温进行调节，将水温分别控制在10℃、20℃、25℃;同时保证取样管底端距底泥表面3cn。（3）在精密增力电动搅拌机的支撑下，对上覆水和表层底泥进行搅拌，确保实验操作更加接近真实情况。最后，参照《水和废水监测分析方法》的相关规范，就水中TOC、TP、NH3-N含量进行测定。

2.3 浅水湖泊污染过程实验结果

2.3.1 上覆水营养盐水平对底泥污染物释放的影响

针对上覆水营养盐水平对底泥污染物释放状况的分析，控制实验温度为25℃，随后选择3种水样进行对比，3种水样分别为湖水、80%稀释水样、60%稀释水样。研究结果如图1、2、3所示。试样过程中，设定营养盐处于不同运动状态、不同营养水平。

由图1、2、3可知，在改变上覆水水质后，水中TOC、TP、NH3-N的具有较为明显的释放性。相对而言，在60%稀释水样中，其TOC、TP均处于较高释放水平，整体释放速率较大;而在80%系数水样中，NH3-N的释放速率明显高于其他水样。与两种稀释水样相比，湖水中TOC、TP、NH3-N的释放速率相对较慢。需要注意的是，基于实验设备及时间限制，本研究中TOC、TP、NH3-N的释放仅做趋势观察，其并未完成最终释放而达到平衡，这是因为在长期沉积作用下，底泥本身较为稳定，在有限的试验时间内，很难快速完成底泥的解析。

2.3.2 水溫对底泥污染物释放的作用

为探究水温对底泥污染物释放的作用，在底泥和对应部位上覆水选择中，对其pH值进行控制，要求底泥、上覆水的pH均保持在8.86。随后，设定10℃、20℃、25℃三种温度条件进行分析。

研究结果表明，随着上覆水水温提升，上层底泥中TOC、TP、NH3-N的释放能力也有所增强，并且水温越高，这种释放能力越强。从作用机理来看，随着温度的升高，底泥中生物的活动能力有所增强，受其影响，生物会对整个污泥形成扰动，这在一定程度上使得厌氧转化的速度加快，此时，间隙水耗氧能力增强，而泥层中电极电位会逐渐降低，由此实现了底泥表面相应物质的还原。在这种还原环境下，生物不仅既有较强的反硝化能力，而且氨化能力也更加突出。基于这一特征，在进行城市浅水湖泊底泥疏浚过程中，应尽可能地安排在冬季进行，这是因为冬季浅水湖泊的水体温度较低，在一定程度上，其降低了污染物的释放速率，避免了底泥疏浚对上覆水的影响。

2.3.3 水体运动状态对污染物释放的作用

水体运动状态不同，其对于污染物释放的影响也存在较大差异。研究表明：当水体扰动较大时，原本底泥中的污染物会再次悬浮到水中，这使得水和沉积物之间的有机质交换加快，促使底泥间隙水扩散速度提升。最终实现了多种TOC、TP、NH3-N等物质的释放。结合生活实践可知，当水体扰动越大时，这种影响更加明显;这也是浅水湖泊底泥挖掘和疏浚工程中，水体富营养化的重要成因。基于这一变化特征，在进行水体疏浚时，应减少水上运动项目，控制水体的运动状态，以此来实现底泥污染物释放的有效抑制。

3 基于多种污染源的浅水湖污染治理

新时期，人们对于城市浅水湖泊水体保护提出了较高要求，结合管家岸河污染治理状况可知，要实现浅水湖泊污染的高效治理，还应注重以下要点把控：

3.1 注重城市排污系统规划

城市浅水湖泊水体流通性较差，这使得城市工业污水、生活污水排入其中后，污染物会持续堆积，由此加重了水污染程度。对此，在浅水湖前端环节，应注重城市排污系统的有效规划。一方面，应注重污水处理厂排污工艺的优化，系统采用化学法、A/0、A2/O、A2/O2、SBR等工艺进行污水处理，确保城市污水达到排放标准。另一方面，在城市雨污管道优化的基础上，增加拦护设施，实现大体积污染物的有效拦截，实现浅水湖泊的有效保护。

3.2 补充清洁水

为避免城市浅水湖泊的水质持续恶化。在雨污排放控制的基础上，还应注重数量的有效补充。在湖泊水量补充前，应先选择低温条件，对湖泊底泥进行疏浚处理，以此来扩大湖泊的蓄水能力。同时，针对刚刚完成清理的湖水，应做污水净化处理，进一步清除水中多种污染物质，确保水体清洁。最后，进行清洁水的有效补充。需要注意的是，在清洁水补充阶段，应注重补充水运动状态的控制，避免水速过大，对现有湖水造成较大扰动，引起二次污染。

3.3 加强湖水生态防护

生态防护是城市浅水湖防护的有效手段，同时其也是现代污水治理的重要趋势。在生态防护中，可通过湖泊堤岸改造、绿色植物种植来优化湖泊周围环境，以此来保留和营造较大面积的湿地，保持湖滨带的完整性及多样性。另外，应在主题性原则的指导下，建设人工湿地，以此来净化湖水，创造滨水景观。需要注意的是，城市浅水湖污染质量是一项长期性工作，其需要各个阶层的广泛参与，因此，应遵循长期性原则、教育与示范原则来改变人们的观念，提升人员水资源保护意识，实现城市浅水湖的有效保护。

4 结论

浅水湖泊污染极大地影响了城市水资源的开发应用质量，同时其对于城市整体形象和居民身体健康造成了较大影响。新时期，要实现浅水湖泊污染问题的有效治理，工作人员还应系统化的分析浅水湖泊污染的主要来源，然后在分析污染过程的基础上，针对性地进行浅水湖泊污染治理方法优化和改进，这样才能有效地提升城市浅水湖泊污染治理的质量，进而营造良好的水文生态环境，提升人们生活质量。

参考文献

[1]王海燕，陈凯麒，祁昌军，等.大型浅水湖泊三维水环境数值模拟及关键参数研究[J].四川环境，2019，38（1）：81-86.

[2]章威.底泥疏浚对城市浅水湖泊环境效应的影响[J].当代化工研究，2018，36（12）：18-19.

收稿日期：2020-10-11

作者简介：严晓庆（1983-），女，本科学历，工程师，研究方向为水利水电工程。