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黑臭水体治理需要全疗程生态修复—访清华大学环境学院教授刘翔

北极星环保网来源:2016/11/15 16:18:17我要投稿
所属行业: 环境修复  关键词:黑臭水体 生态修复 流域治理

北极星环保网讯:黑臭水体治理的难点在于治理效果的长效保持。因为除了来自本区域的污染之外,可能还有来自流域的被动污染,关键还是要抓住重点:截污要彻底、内源要控制、流态要改善、生态要恢复。那么在整个治理过程中,该如何辅之以“全疗程”修复手段呢?为此,本报记者采访了清华大学环境学院教授刘翔。

记 者:城市水体承担着哪些水环境功能? 黑臭水体丧失了哪些水环境功能?

刘 翔:首先,城市水体通常也是自然水系统的一个组成部分,尽管难免带有人工改造的痕迹。因而它承载着自然水体的生态功能属性,参与水循环、水流动,提供水生生物繁衍生息的环境,甚至还具有航运功能;其次,城市赋予它景观休闲功能,很多城市注重水景观打造,把城市与水的联系结合到城市的人居生活中,甚至还承载着水文化的传承,丰富了城市的人文环境;最后就是社会功能属性,人类最初傍河而居,大多是因为供水排水以及交通的方便,丰富的城市水域、水网还具有一定的局域气候调节功能。但相对于黑臭水体来说,这三个功能基本全部丧失。具体表现就是水流状态不佳,滞流、缓流、断流情况普遍,多数水体淤积状况严重;水质受到严重污染,黑臭现象时有发生,水生态功能退化,水生生物减少、甚至绝迹,大部分黑臭水体仅成为污水排放的受纳体。所以要对这种水体进行治理,使它能够逐渐恢复在城市生态水系中的功能定位。

记 者:发生水体黑臭的原因是什么?

如何判断水体自净能力的强弱?

刘 翔:从广义上讲,水体黑臭是一种感观状况,通常是指水质受到破坏后发生的从颜色、气味表现出的异常,不一定就是黑色,也可能是因工业排污而引发的其他异常颜色。其成因从根本上说与人类的生活和生产排放污染物有关,而这种污染已经超出了它自身能够消纳的能力。治理黑臭水体,就是要控制进入到水体的污染物,并使之降低到水体承受范围以内,也就是恢复它的自净能力并使其所承受的污染量不超过这种能力。那么,如何判断水体自净能力的修复程度呢?通常,溶解氧恢复到能维持在2毫克/升以上,水质较清澈、颜色正常,水生生物得到明显恢复。当然,更为精确的是通过水质监测作判断。

记 者:黑臭水体污染的来源是什么?

治理相应地该采取何种工程技术措施?

刘 翔:水体的污染来源分为外源和内源。一般而言,把点源和面源污染输入称为外源,把河道沉积物的污染物释放(底泥)称之为内源。外源指水体外部污染输入到水体里的;内源是指存在于水体的某种物质、在一定条件下通过释放而产生的污染。因此,这两种污染是有区别的。当然,它们之间也有一定的关联性。比如有些内源并不是水体自身产生的,而是外源进入水体后转化而成的,如降雨排入河道,它可能带来泥沙,泥沙中可能会附着一些污染的物质,这些挟带有机物、重金属污染的泥沙,可能会因水流的缓滞而沉淀并进入到底泥中,这时就形成了内源。这些内源在一定条件下,比如说在缺氧状态下,可能会腐化,有机物分解后会产生硫化氢、氨气,带有挥发性并有恶臭气味,或产生一些气泡并带动底泥上浮,带给人们的是一些不良的观感,这些因素也导致了水体的水质变差。这是内源导致水体污染的机理。从理论上说,如果能够完全截断来自外源的污染,那么内源污源也会越来越少。所以说,外源的阻断是根本,内源也要控制,使之不会对水体产生更大的影响。从工程手段上讲,包括阻断污水入河、雨水入河前的净化等,这些工程措施可以对来自外源的污染进行控制。内源的存在状态与外源不同,它存在于水体的底部,没有办法通过截污的方式去处理。对于内源的处理方式,通常来讲有3种:第一种是移除,即通过清淤的工程手段,将内源移出水体;第二种是消化或固定,通过创造一些条件,把污源消解。比如投放氧化剂,一些耗氧性的物质就会被氧化掉,一些重金属可以通过还原将其固定,不再向水体释放;第三种方法是隔离。如采用石英砂覆盖以隔绝底泥与水体的接触和交换。 各地现在用的更多的是清淤。但要注意清淤要有一个合理的深度,不是挖得越干净越好。无论从工程造价上来讲,还是从维持河道的生态系统上讲,一般来说,就是把因污染沉积的这部分清除,也就是原河道的本底状态就可以了。清淤工程一定要做探测,可以通过底泥采样机进行探测,根据河道积存的底泥状况确定,而不是一个绝对的数值。因为水流的状况不同,可能上、中、下游的底泥层都是不同的。石英砂覆盖比投放药剂便宜,缺点是不适应大面积的覆盖。这种工程措施在我国用的少,因为我国的底泥污染通常带来的是河道的淤积,而覆沙技术不能解决河道淤积问题。在我国,只有在不需要考虑过水能力的情况下,才可以采用这种方法。

记 者:为黑臭水体保持治理效果,在水域调

度和补水方面应该采取哪些措施?

刘 翔:要保持黑臭水体治理效果,就需要保持水体一定的流动状态,有一定的流速。解决这个问题就是要有足够的水源补水。通常情况是有客水或上游水补充或更新。但有的地方因季节或水体特性不具备这个条件,通常采取的作法是定期换水或者通过推流、曝气等辅助措施,让水能够局部地循环流动起来,以改善水体的水文条件。在一些水源不足的地区没那么多的水量,可以采用分级拦蓄的方式,比如闸、坝,把水拦住,存放一段时间后再进行更新更换,但这种方法对水生态具有一定的不利影响,应综合考虑。原则上,不鼓励采用远距离调水的方式,特别是调水冲污的手段是不可取的,这种手段没有解决水质污染问题,只是污染的转移。在客水缺乏的情况下,可以考虑其他补水方式,比如再生水、净化后的雨水等,可以作为补水来源。特别是北方缺水地区,将这种城市非传统水资源作为重要的补水源,也是常用的方式。但前提是要达到一定水质标准。 从根本上来讲,城市污水处理的尾水或再生水,城市降雨径流,最终都是要回归到水体的。无论是主观地接受,还是客观的存在,这是个现实。而现在要解决的问题,是主动去控制它的水质,使其达到自然水体能接受的要求,那么,这就成为生态补水的一种方式了。我们希望有意识地在水体治理工程中设计这些补水方式,有目的地去控制这些补水的水质和水量,起到良性补水作用。

记 者:在黑臭水体治理中,原地处理和原位处理有什么区别?

涉及到的工程手段有哪些?

刘 翔:原地和原位有一些区别。原地处理通常是指把河道中的水抽上来处理后再排回去。比如在河道旁设置净化设施,这种方法叫原地处理。原位就是在河道中进行处理。原位处理有不同的方法,比如投放微生物制剂或化学药剂、河水曝气、生态浮岛、在河道中建造净化处理装置等,这些都属于原位处理的技术。从原理上讲,包括物理方法、化学和生物的方法,更多的是多种方法的组合。各种方法也有各自的特点以及局限性,要根据河水污染的状况、程度、污染物种类而定。比如说,河道中大量有机物污染,可能采取生物降解、化学氧化处理的方法会比较有效,如果是河水变黑,可能是水体中硫化物、铁锰离子过高造成的,采用物理化学的方法,比如化学沉淀则更有效。原地处理和原位处理技术适用的对象和场合是不同的。原位处理一般不是长效性处理技术,通常只是一种应急、临时性的措施。原地处理也称为旁路处理,就是在不具备截污条件、河流水质污染非常严重且没有流动性,只能用人工强制措施才能把水质在短时间恢复的情况下采用的一种工程措施,类似于给水体做个“透析”,具体手段有很多,如生物净化、超磁、强氧化、高速过滤、混凝沉淀等技术。

记 者:如何将流域污染治理与区域污染治理结合在一起?

刘 翔:确切地说,是局域治理与流域治理的关系。作为各地政府来说,可能更多地关注本行政地区的水体治理。但通常来讲,很多河流是有上游来水的,它可能是干净的,也可能是污染的,甚至是严重污染。如果上游来水污染严重,那么只治理本行政区域这一段的流域水体,肯定不能根本解决污染问题。所以说,跨行政区的流域水体污染的治理,必须是上下游联动的。但现在,面临着行政分割流域的困境。所以现在的环境管理方式是在河流跨界区域设考核断面,要求上下游行政区域各负其责。具体讲就是出境水质与入境水质相比的关系。比如说,出境水质不劣于入境水质、甚至更好,说明当地对水质改善下了功夫。通过这种方式鼓励各地政府治理过境水污染。但这种考核对治理地来说是不公平的,因为治理后的水,会流往下游,而上游来水还是被污染的,循环往复。这时就需要设定一个补偿机制。就是说,如果入境断面的水体没有达到水质考核要求,应该给其下游行政区以经济补偿。至于补偿多少,要根据利益驱动测算出一个合理的数值,使补偿金大于治理费用。同时还要配合以处罚机制,对考核没通过的上游行政区政府进行追责,迫使其主动承担治理工作并努力地对污染水体进行治理。另外,跨界断面水质考核排名将由环境保护部门公示,增强社会监督。

延伸阅读:

介绍几种流域水环境修复技术

塔里木河流域生态环境修复方案

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