城市黑臭水体整治的技术探讨
——以宁德市福洋溪为例
2023-01-15吴小燕
吴小燕
(宁德市蕉城环境监测站,福建 宁德 352100)
随着经济社会的快速发展,城市黑臭水体已成为群众身边突出的生态环境问题,严重影响了群众的生活质量。2015年4 月国务院颁布的《水污染防治行动计划》[1]提出“到2020年,地级及以上城市建成区黑臭水体控制在10%以内;到2030年,城市建成区黑臭水体总体得到消除”的控制目标。城 市黑臭水体整治已经成为地方各级人民政府改善城市人居环境工作的重要内容,然而,由于城市水体黑臭成因复杂、影响因素众多,整治任务十分艰巨。
本文以宁德市福洋溪为例,综合探讨了黑臭水体的成因,分析整治措施、治理成效以及长效机制的建立。近年来,福洋溪水质恶化,黑臭现象明显,严重影响中心城市形象和周边居民的生活质量,因此福洋溪的黑臭水体整治工作十分必要和迫切。
1 福洋溪黑臭水体成因
城市黑臭水体形成的原因很复杂,主要包括有机污染物输入、水体热污染、底泥污染、水动力差以及生态基流量不足等[2]。
1.1 点源污染
福洋溪全长5 495米,地处城乡结合部,周边有住宅小区、水产品市场、石业加工区及企事业单位等,居住人口近15 000人,是人口、企业密集区域。长期以来,福洋片区存在农业面源污染、生活污水和工业废水未经处理直排现象,导致水质恶化。福洋溪的水环境容量有限,接纳的污水量超过其纳污能力,是福洋溪水质恶化最重要的原因。
福洋片区基础设施相对薄弱,雨污分流管网不够完善,基本是合流或混排,排口数量多且分散,经排查有80多个排口;老城区道路及污水管网无整体规划,大量民房紧挨河道建设,污水干管因无岸上建设路由而埋设在河道之内,因管道老化、破损,污水渗漏污染河道,而一些管道无法铺设的地方,污水经由雨水管道直接排入河道;福洋溪周边有多家水产品加工企业,部分企业存在污水直排现象,河道沿岸还存在畜禽养殖业违法排污、餐饮店违规排放等情况。
1.2 面源污染
目前,城市面源污染已成为受纳水体的主要污染来源之一[3]。宁德作为沿海城市,气候湿润、雨量充沛,年平均降水量为1 811.2 mm,年平均降水日178天。降雨初期的雨水径流会冲刷地面垃圾、废弃物等,携带大量的SS、氮、磷、有机物及重金属等污染物质直接流入河道,加剧受纳水体的黑臭程度。
1.3 内源污染
河道的底泥、淤泥是福洋溪形成黑臭水体的重要原因。受地势影响,福洋溪上游河道坡度较大,底泥淤积较少;中下地段坡度平缓,且有多处暗涵,底泥淤积多。受污染的底泥中含有大量有机质、氮、磷和重金属等污染物。污染物在氧化分解过程中会消耗水体中的溶解氧,使水体进入缺氧或厌氧状态,有机物在厌氧微生物的作用下分解、发酵,产生甲烷、氨、硫化氢等恶臭气体,导致水体发黑发臭。
2020年7月,相关部门对福洋溪下游的南大塘排涝渠底泥特征污染物进行检测和分析(见表1),对照《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)[4],表明该河道底泥中重金属(镉、汞、砷、铅、铬)指标含量低于农用地土壤污染风险筛选值,对土壤生态环境造成的风险低,但底泥中的有机质含量高。
表1 河道底泥检测结果
2 福洋溪黑臭水体整治措施
福洋溪黑臭水体整治坚持治标和治本相结合,采用控源截污、内源治理、垃圾清理、生态修复等综合手段。
2.1 控源截污
从源头控制污染物排入水体是解决福洋溪水体黑臭问题最主要的工程治理措施。
2.1.1 排口整治
福洋溪污水排口整治工作对污水排口展开全面的排查,整治各类排口80多个,重点对沿河截污管道老化、破损等问题进行修复整改。对废弃的污水排口进行封堵,保证无漏水;对于在用的排口进行整治后接入新建的排污管网;整治河岸违章搭盖,累计拆除河流周边的鸡鸭舍182处,面积约5 820平方米;加强福洋片区餐饮企业油污治理,餐饮企业安装油烟净化器、油水分离设施的有70多家。通过分类整治各种入河排污口,基本解决了污水直排河道问题,保障了后续黑臭水体整治工作的进行。
2.1.2 截污纳管
福洋溪大力推进新的污水管网建设,修复改造老旧污水管网。针对福洋片区水产品加工企业多及部分企业污水直排的情况,片区内18家水产品加工企业已建设污水处理设施14套并投入使用;对周边的雨污管网进行改造,新建的污水管网接纳各水产品加工企业污水处理设施出水和居民生活废水,确保污水全部接入市政污水管道,原雨污合流管网作为雨水管网使用;完成鼎盛花园、陈家洋村、祥和新村等11个区域的雨污分流和管网修复,其中铺设干管2.93千米、支管11.5千米,安装压力管1.58千米,同时完成房屋雨水立管改造;对福洋溪沿河区域的已有污水管网进行全面排查,对存在堵塞、破损、错接的污水管道进行疏通、修复,确保污水管网的畅通。
2.1.3 提升污水处理能力
相关部门对贵岐山污水处理厂进行扩能改造,实现全部膜池8万吨/日通水运行。
2.2 内源治理
整治工作对福洋溪的淤积河段进行河道底泥的清淤工作。对河道实施分段清淤,累计清淤1 560米,清淤量4 680立方米,通过对河段进行清淤疏浚,提高水体流动性,加强水生态修复,恢复和增强水体自净能力;妥善处理清理出的淤泥,根据底泥的性质及污染特性,采取合适的处置方式,严禁随意堆放,减少降雨期间污染物入河,避免造成二次污染;此外还需及时清除季节性落叶、水面漂浮物,同时加强水面垃圾清捞等日常维护。
2.3 生态修复
生态修复是黑臭水体治理的重要环节,通过修复河道的水生态系统,可以提升水体的自净能力,保证水质长期稳定。经过截污控源、内源清淤治理后的福洋溪在河床上铺设了河沙卵石,挡墙下设置生态护脚,河道中间设置生态岛,并种植水生植物和挺水植物,在起到美观河道、柔化挡墙作用的同时,又兼顾了生态净化功能和生态多样性修复功能,部分河段还对周边闲置空地进行绿化修复,固土美化。治理前后对比见图1。
图1 福洋溪治理前后对比图
3 福洋溪黑臭水体治理成效分析
3.1 评价方法
本文采用《城市黑臭 水体整治工作指南》[5]所规定的方法,在福洋溪上下游设置2个监测点位,基于2019年1月至2021年12月的监测数据评价该水体的黑臭程度。城市黑臭水体分级的评价指标包括透明度、溶解氧、氧化还原电位和氨氮,相关指标测定方法见表2、分级标准见表3。
表2 水质指标测定方法
表3 城市黑臭水体污染程度分级标准
3.2 治理前后水质变化分析
在2019年1月至2021年12月期间,相关部门对福洋溪的两个监测点位进行水质监测,以1年为周期,分3个阶段分析该河段的水质变化情况。
3.2.1 监测点1水质变化情况
2019年1月至2021年12月,福洋溪上游的监测点1水质逐步提升,黑臭现象逐年改善,治理效果显著。2019年、2020年和2021年,监测点1溶解氧分别为2.17±0.84 mg/L、5.56±2.65 mg/L和6.66±2.85 mg/L;氨氮分别为22.5±8.7 mg/L、4.72±1.96 mg/L和1.11±1.28 mg/L;透明度分别为0.19±0.11 m、0.38±0.05 m和0.43±0.09 m;氧化还原电位分别为-47±98 mV、128±49 mV和139±52 mV。三个阶段溶解氧、透明度和氧化还原电位指标均值逐年升高,氨氮含量均值逐年下降,其中第一阶段到第二阶段指标数值变化显著,第三阶段水质进一步改善,基本达到了消除黑臭的标准。
3.2.2 监测点2水质变化情况
2020年1月至2021年12月,福洋溪下游的监测点2水质各指标明显转好,水质得到改善,治理成效显著。溶解氧从6.40±1.33 mg/L上升至6.91±1.54 mg/L,透明度从0.36±0.07 m上升至0.51±0.04 m,氧化还原电位从-6±59 mV上升至135±41 mV,指标均值改善;氨氮从20.2±5.06 mg/L下降至3.97±3.12 mg/L,从重度黑臭级别降至达标,水质明显提升。
总体而言,福洋溪经综合治理后,黑臭现象明显改善,其中最直接的表现是氨氮浓度明显下降。根据主成分分析法(PCA)对水体黑臭影响因子的研究发现,在黑臭水体的十二项指标中,水体中的总氮、氨氮和总磷对水体黑臭影响最大[8]。综合治理后主要污染指标变化情况汇总见表4;各单项指标变化情况见图2、图3、图4、图5。
图2 水体治理前后溶解氧变化情况
图3 水体治理前后氨氮变化情况
图4 水体治理前后透明度变化情况
图5 水体治理前后氧化还原电位变化情况
表4 综 合治理后主要污染指标变化情况汇总表
4 结语
福洋溪黑臭水体的形成主要是点源污染、面源污染和内源底泥淤积三个因素共同作用的结果,流域经过三年的综合整治,采取了控源截污、内源治理、生态修复等综合治理措施,四项黑臭指标均明显改善,综合整治成效显著,河道生态环境恢复,水质达标,基本消除了黑臭现象。
城市黑臭水体治理是一项长期、动态的过程,为确保河水长清,建立长效管理机制尤为重要。具体来说,一是要严格落实“河长制”,加强各部门组织协调、责任落实、密切配合、协调联动,强化日常巡查与管理;二是严格执行污水排入排水管网许可制度,做好排水、排污许可证核发工作,杜绝生活污水和工业废水直排入河;三是定期开展水质监测,持续跟踪水体、水质变化;四是定期向社会公布城市水体、水质监测与评价结果,接受公众监督。