广州市河涌长效治理对策研究--以广州市口涌为例

摘要：本文笔者通过实例探讨了广州市河涌整治工程的试验措施及过程，供大家参考。

关键词：河涌整治方法措施

随着近年来中国城市化水平的不断提高，城市化进程对水环境，尤其是城市水环境的影响更是愈来愈显著，对水生态、水环境产生一定影响，同时经济和社会的进步又使人们对人居环境、生态景观、防洪安全等提出更高的要求。

1、河涌概况

本次生态修复试验段位于广州市口涌旧闸门至上游广佛分界线，总长度约800米，河涌平均宽约8m，平均水深约0.8m。试验段常年库容水量约5000m3。

虽然口涌于2010年7月前完成了两岸的景观整治和部分截污工程，但由于底泥污染物释放和截污不完全，上游南海段和河涌两岸仍有大量生活污水排入，加之口涌受珠江潮汐影响大，开闸后排入河涌的污水沿河道进行往复运动，导致河道水体污染严重、底泥淤积，严重时，水体黑臭并散发着腥臭恶臭味，底泥污染严重，有疏松上浮现象，水体CODcr、NH3-N等严重超标，该河涌已完全失去了自净化能力。

2、河涌治理前污染状况及水质指标

水体表观及底泥状况 治理段水体表观呈墨黑色乳浊色，水体浑浊、表面有油污漂浮，散发臭味；底泥淤积严重，有30cm以上黑色浮泥层，极易上浮。

化学需氧量（CODcr） 135mg/L

氨氮（NH3-N） 29.7mg/L

溶解氧（DO） 0 mg/L

透明度 小于6cm

3试验段治理工艺选择及治理目标

3.1治理工艺选择

本项目治理技术的选择主要集中在解决入河外源污染控制、河涌水体修复和河涌底泥修复等方面的河涌污染治理关键问题，治理技术定位于原位生物修复，通过强化微生物自然分解能力来改善河涌水质，分别投加高效复合菌剂和环境净化剂来改善河涌水体水质和底泥，同时辅之以环境工程手段如曝气增氧措施，使河涌现有的有机污染负荷和新增负荷得到降解，消除河涌水体、底泥污染程度，强化河涌自净能力。根据治理思路，在口涌试验段生物处理工程试验河段构建以下处理措施：

（1）人工增氧曝气系统

河涌水体溶解氧丧矢是河涌黑臭根本原因，考虑到口涌水体中溶解氧不高，本工程在口涌设有10台人工增氧曝气设备（4台1.5KW叶轮式增氧机，6台1.5KW喷涌式增氧机），通过人工增氧曝气改善口涌水体的溶解氧状况，提升水体的抗冲击负荷能力，消除水体中的黑臭物质，避免水体呈现黑臭现象，影响周边居民的生产生活，改善居民的居住环境。

（2）水体微生物净化技术

在曝气增氧设备正常运行下，开始向水体投加高效复合菌制剂，投放前，首先把高效复合菌剂用治理河涌的水稀释50倍后，充分曝气（7小时）来激活微生物活性，激活后的菌剂采用高压喷药设备均匀喷入治理河涌。

（3）底泥生物修复技术

底泥有机污染物长期厌氧分解产生H2S等臭气以及FeS等有色金属硫化物，是造成河道黑臭的主要原因。

由于试验段受珠江潮汐影响，水体是流动的，如投放外源微生物、生物促生剂等或许是有效的，但其作用可能随水的流动或置换而消失。本项目中采用的是用沸石做成培养基微生物的生菌制剂的环境净化剂，它密度高，不会随水的流动或置换而消失，只需要撒落在被污染的河涌，它能在短期内有效改善地底泥污染程度，抑制底泥耗氧速率。

3.2治理目标

主要任务：消除试验段水体黑臭状况，降低CODcr、NH3-N等理化指标，提高水体透明度，改善水体生态环境，逐步恢复水体的自净功能。

4.3 试验前后底泥变化分析

4.3.1底泥有机质的变化

本工程中，底泥生物修复技术是试验段治理的重点，主要是利用底泥净化剂对底泥有机污染物进行强化分解，降低底泥TOC，提高底泥对有机污染物分解能力，整个试验过程中，各监测点有机质的含量均平稳下降，经过1个月对河涌底泥持续修复，经过底泥生物氧化后的泥水界面由原来的黑色变为褐色，臭味基本消除，其TOC由治理前的28.35×104 mg/kg 降到9.1×104 mg/kg，降低了3.1倍，完全达到了预期目标。这是由于环境净化剂沉降至底泥后，促进底泥中微生物的快速生长，这些微生物以底泥中的有机污染物作为基质，在生物合成的同时，还通过异化作用降解了底泥中大量的有机质。

4.3.2底泥总氮的变化

总氮在治理前后均有一定幅度的下降，但较底泥有机质的下降幅度偏小。在治理过程中，总氮含量时有反跳，这可能是底泥中氨氮在转化的同时，有机氮在微生物的作用下，又分解生成大量氨氮的缘故，当氨氮的生成速度大于其转化速度时，氨氮含量就会上升，反之，则下降。自12月29日起，各总氮含量变化不大，可能与温度下降，微生物作用减弱有关。

4.4 治理前后水体指标变化分析

底泥是河道的组成部分，吸附在底泥中的污染物大量释放到水体中，会使水体水质变差，因此，底泥污染物的削减对水体影响很大。通过对底泥、水体变化的分析，可进一步了解底泥污染对上覆水体的影响，得出更有针对性的结论。

4.4.1水体DO变化

溶解氧是衡量城市河流水质最主要的指标之一，城市河流中存在还原性物质，这些物质在氧化过程中将消耗水体中的溶解氧，如果河流中的大气复氧速度小于溶解氧的消耗速度，水中溶解氧将逐渐降低。当溶解氧耗尽后，水体将转为厌氧状态，河水变黑变臭。如何复氧，国内外有多种不同的方法，如橡胶坝、人工曝气等，其中人工曝气增氧是最为常用的一个方法。在前期调研阶段，发现口涌河道水体存在着溶解氧偏低的现象，因此本项目在河面上设置有10台增氧设备（4台1.5KW叶轮式增氧机，6台1.5KW喷涌式增氧机），试验河段，经过人工增氧曝气后，河道水体的溶解氧状况得到了很好的改善，使水体维持在溶解氧丰富的良好状态，各监测点溶解氧变化分析可知：治理前，各取样点断面溶氧含量均很低（

4.4.2水体透明度变化

水体透明度指标是水体水质改善最直接的指标，水体水质一旦有所改善，水体的透明度必定会有所提高，随着生物修复措施的持续，全河涌水体透明度进一步增加，并表现为从上游到下游逐步增高的趋势。口涌治理前水体透明度不高，约10cm左右，经处理后，水体透明度得到了明显的改善，在试验河段的上中游监测点，水体透明度上升到35cm以上，在试验河段的下游，水体透明度进一步上升到45cm以上，水体透明度上升了近25cm，通过多次对河道水体水质进行了监测，水体透明度上、中、下游水体变化基本上比较稳定，特别是下游，基本上都维持在45cm以上。在污染水体的生物修复中，DO是黑臭水体向净洁水体转化的重要指标，水体中溶氧主要取决于水体中藻类放氧量、大气复氧、水体有机污染物生化耗氧量、底泥耗氧量等因素，而水体的DO增加有助于河涌微生物区系由厌氧向好氧转化，好氧微生物区系的建立使河涌生态体系从低等向高等演替，并增加生物多样性，强化水体的自净能力。

4.4.3水体CODcr变化

CODcr是水体污染状况的一个主要的指标，从CODcr指标中可以看出水体中污染物浓度的高低，也既是水体污染程度。该处理工艺对口涌水体的CODcr具有明显的去除效果，改善了水体的感官情况，完全消除了水体中的致黑致臭物质。水体CODcr变化分析可知，随着生物修复措施的进行，处理河段CODcr明显低于治理前，并且随着时间的推移，这一结果不断加强。治理前河涌CODcr平均值为120mg/L左右，水体经过治理后各取样点的CODcr有明显下降，到了12月10日以后，去除率逐步保持稳定，全河涌平均CODcr基本上维持在50mg/L左右，各取样点去除率达60％以上。

4.4.4水体NH3-N变化

水体中的含N、P营养物质是造成水体污染的主要原因，一旦水体中含有较多的N、P营养物质，在微生物作用下的分解过程将大量消耗水体中的溶解氧，导致水体中的溶解氧降低，严重时将导致水体呈现缺氧状况，在厌氧微生物的作用下，将产生致黑致臭的物质，影响水体的感官效果。口涌水体中的NH3-N浓度变化可以看出，各取样点水体氨氮含量呈下降趋势，从治理前到工程竣工验收，NH3-N去除率达60％以上。

5.结论

（1）广州河道底质有机污染非常严重，但传统的清淤方法对许多有机污染严重的河道并不适用，通过底泥修复技术可以快速有效地降解有机污泥，从而恢复河道自净能力，改善水体环境，故生物修复已成为河道治理的一大重要发展方向。

（2）在口涌生物修复试验中，该技术减少了河道底泥和水体中大量的有机污染物；使水体DO上升，底泥和水体中的污染指标也有一定程度的下降，试验效果明显。该技术能充分发挥土著微生物的作用，完全不存在环境适应性问题和安全性问题。

（3）对治理后的底泥和水体进行单项污染指数评价可得：底泥有机质污染情况明显好转，但仍有必要进一步治理；试验达到削减水体中的各污染指标60%以上、消除水体黑臭的目标。

6.结束语

口涌生态治理工程与2010年8月15日进场开工建设，至2010年10月8日曝气增氧设备开始运行，并开始投放高效复合菌剂及环境净化剂，工程于2011年1月21日竣工验收。通过连续几个月运行，水质和生态监测表明，该河段水体水质处于较好水平，完全达到了预期目标，很大程度上改善了口涌水体的水质状况以及景观效果，改善了河道周边居民的居住环境。

试验证明，生物修复技术对改善类似口涌黑臭水质净化上效果显著、成本低廉，而且具有独特的优势和经济社会效益，应用前景十分广阔。可以按照其规定的应用程序在城市受污染河道和江湖库塘的治理中大力推广，以改善我国水环境状况和促进我国社会经济的可持续发展