农村黑臭水体的成因及治理对策

(整期优先)网络出版时间:2024-04-16
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农村黑臭水体的成因及治理对策

王瑞1,崔江伟1,张治宏1,闫家豪2

1.西安工业大学建筑工程学院,2陕西省西安市高新一中

摘要黑臭水体目前已经对农村的生态环境造成了极大的影响,已严重破坏了农村人口的生活和居住环境。本文通过分析农村黑臭水体的特点及污染成因,总结了农村黑臭水体的评价方法,并提出控源截污+内源整治+水质净化的水体治理对策,旨在为农村黑臭水体的治理工作提供实质性的参考。

关键词:农村黑臭水体;污染成因;评价方法;治理对策

引言

随着城镇化和工业化的快速推进以及人口数量的持续增长,污水与垃圾的排放压力越来越大,环境恶化的情况越发严重。污水的出现和处理问题异常突出,尤其在农村地区,由于缺乏完善的市政管理体系,大多数的农村尚未建立完全的污水收集和处理系统,排污水通常在周边水域直接排放,从而使得水体的自净能力持续削弱,水域富营养化问题加剧,水体色泽变黑,气味恶臭。

20182月,中华人民共和国政府发布了《农村人居环境整治三年行动方案》,提出了逐步解决农村污水问题,采取全面的手段以修复水环境生态消除农村的黑臭水问题。20197月,中央农办、生态环境部等九大部门联合印发了《农村生活污水治理的指导意见》,将农村黑臭水体污染的处理作为要任务。20213月,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出,要持之以恒地推进农村人居环境的整治工作,坚决应对如垃圾围村和农村黑臭水体等突出的环境问题[1]

1农村黑臭水体特点及形成原因

识别黑臭水体主要依赖水的感知特质,任何出现颜色异常(如发黑、发黄、发白等)以及味道异常的水体,都可视为黑臭水体。在我国,农村地域辽阔,人口分布疏散,环保基础设施较薄弱,大量分散型的污染源导致了农村的黑臭水体问题。这些黑臭水体显现出数量众多、基础薄弱、区域化、碎片化及分散性等特点。

水环境的吸纳容量是受限的,当水中的污染物浓度超过了水体自净能力,就会产生黑臭现象。黑臭水体中致黑物质主要是吸附了FeSMnS等的悬浮颗粒物和有色腐殖质类有机化合物,在缺氧或厌氧环境下有机物厌氧分解形成黑褐色水团,Fe2+Mn2+等和H2S反应生成FeSMnS等黑色物质,这些黑色物质一部分会附在悬浮微粒上,另一部分会因气泡作用而浮到上层水域。水体发臭的原因则是有机和无机污染物在水中大量消耗氧气,导致水中的氧气含量降低,经厌氧菌作用的有机物质分解过程从好氧反应变为厌氧反应,在这一过程中会产生硫化氢、硫醇、硫醚、氨等有臭味的物质,使得水体变得恶臭,其中硫化物对水体发臭有着很大的影响,是导致水体变臭的关键因素[2]。农村黑臭水体污染的源头结构包括

1)农村生活污水污染:未经处理的生活污水大部分通过污水管道、明渠排入附近河流,有机物进入水体后受到好氧菌和厌氧微生物的降解,排放出硫化氢、氨等恶臭物质,导致水体变黑发臭。

2)生活垃圾和生产废物污染:由于农村地区生活垃圾的收集并不彻底,加上农业生产过程中产生的废弃物,如农膜、农药包装、农作物剩余的秸秆和疾病致死的动物尸体的随意丢弃,导致了周边道路、沟渠以及水塘周围的空地上到处都是垃圾和秸秆。这种情况造成了水路断面持续缩小,严重的淤积堵塞,使得河道水质和流量持续下滑,日渐失去流动性,复氧能力变得不足,为藻类生物提供了适合其大量繁殖的环境,从而导致了水质的严重恶化[3]

3)畜禽养殖污染:大多数农村的小型养殖场因为无法建立环保设施,致使动物排泄物在没有任何保护措施的情况下被随意堆放,特别在多雨季节,这些污物随着地表径流进入附近的水坑和沟渠,造成了水质的恶化和异味[4]

4)底泥淤积:水污染物不断沉降积累,底泥将成为水污染物质的最终储存场所,一旦发生河流或池塘的水质环境的变动,底泥里的污染物质就有可能通过溶解或降解等过程再度释放进水域,形成二次污染”。

2农村黑臭水体评价方法

水体黑臭成因比较复杂,过程受多个因素影响,因此准确评价水体的黑臭程度尤为重要。常用评价方法有物理评价法、化学评价法和生物评价法。物理评价法主要是感官评价,化学评价法主要包括黑臭指数法、综合评价法、模型法、指南法等,但是上述方法大多普适性较差针对农村黑臭水体,感官分析+NH3-N评价法十分适用于农村黑臭水体分级评价。该方法采用水色和气味两个表观因素对水体感官污染进行评价。气味以距离河岸1m处的异味程度来判定。分级标准如下:轻度黑臭为站在水体旁(1m内)有臭味,水体颜色为黄绿色/深绿色;重度黑臭为距离水体1m外有臭味,水体为灰褐色/灰黑色/黑色。将感官分析与评价因子NH3-N相结合得出感官分析+NH3-N评价法的标准是:轻度黑臭,感官轻度+NH3-N8.015.0mg/L;重度黑臭,感官重度+NH3-N>15.0mg/L,若两者冲突,以NH3-N浓度为准;不黑不臭,

NH3-N<8.0mg/L[5]

3农村黑臭水体治理技术

随着国家高度重视农村黑臭水体的治理,并不断发布各种行动方案和指导意见农村黑臭水体的治理工作已经全面展开。黑臭水体治理技术繁多,根据功能分成控源截污、内源整治和水质治理三类,控源截污和内源污染控制是基础,水质治理是水质稳步提升的保证[6]

控源截污。控源截污的目的是防止外来的各种污水、污染物等直接或间接排入水体,主要措施包括截污纳管、控制面源污染等,控源截污是黑臭水体治理的首要任务。

内源整治。内源污染治理主要有底泥疏浚、垃圾清理等措施,底泥疏浚技术是将底泥中大量污染物迁移出河流生态系统,减少底泥污染物向水体释放,显著降低河流水体内源污染负荷。

水质治理。水质治理技术主要以生物-生态法为主导,使有机物和营养物质分解,清除水中的溶解性污染物。

1生态浮床技术:生态浮床以水生植物为主体,高分子轻质材料为载体,利用生物群落协同作用降低污染物,改善水域生态环境。生态浮床污染物的去除途径主要是植物吸收、分解、转化水中的污染物,该系统中污水中有机物和悬浮固体大部分通过过滤和好氧降解过程去除,氮的去除主要通过硝化、反硝化和植物体系,磷和重金属主要通过沉淀去除[7]

2人工湿地技术:其依靠物理、化学、生物等多方面协同完成的,利用大型植物将环境中的氧气转运到基质内,进而刺激根系周围微生物的增长,分解消耗水中的污染物以微生物为主,为水的净化提供足够的分解者,有机污染物的分解主要依赖于湿地植物的吸收、转化以及植物根系附近和基质内微生物的分解代谢

3曝气增氧技术:曝气增氧技术是通过设置跌水、喷泉、人工向受污染水体中鼓入空气或氧气等方式,加速水体复氧过程,逐步恢复水体的自净功能和水生态系统通过人工曝气增氧方法,能有效提升水中的溶解氧含量,进一步分解未被完全氧化的有机物和臭味黑色物质,从而改善水质,提升水中微生物的活力,实现水质的修复[8]

4补水活水技术:补水活水是原位生态治水,建立活水生态系统,以循环流水为载体利用其交换、运送和净化功能,实现持续高效净化作用,增强水体修复能力,从根本上解决发黑发臭的问题[9]

4结论

综上所述,农村黑臭水体已严重破坏了农村居民的生活环境。农村黑臭水体具有数量多、基础弱、区域化、碎片化、分散性等特点,成因复杂、影响因素多,治理难度大、治理周期长。农村黑臭水体形成的主要原因是由无节制的生活废水排放,河道底泥淤积以及缺乏垃圾处理监管引起的。通过控源截污+内源整治+水质净化技术相结合,可以改善农村河道黑臭状况。对于农村黑臭水体的治理,我们应该建立一套长久的机制,实施农村黑臭水监管体系,从根本上解决导致水体恶臭的环境问题,让农村黑臭河道治理长久清。

参考文献

[1] 邓元,李丽,杨晓梅,.农村黑臭水体的成因及治理策略[J].广东化工, 2022, 49(2):77-78.

[2] 宁海丽, 田建茹, 李伟娜, 等. 青岛市农村黑臭水体污染调查及治理对策研究[J].四川环境, 2022, 41(6):149-153.

[3] 张美玲, 林彰文. 广东省农村黑臭水体现状及治理对策研究[J]. 四川农业科技, 2022, (11):102-105.

[4] 孙莹. 沈阳市农村黑臭水体治理效果及对策研究[J]. 环境保护科学, 2023, 49(2):99-104.

[5] 王莉,刘萌硕,李婷婷,. 农村黑臭水体评价方法研究[J]. 中国给水排水, 2023. 39(4):94-99.

[5] 刘红茹,王阵阵,王信增,. 北方地区农村黑臭水体成因及治理对策研究[J].环境科学与管理,2022,47(6):15-19.

[7] 徐红灯,张琪,孙蕾,.我国黑臭水体形成机理及治理技术研究[J].智能城市, 2021, 7(03):125-126.

[8] 廖勇强. 微生物修复技术在河源某农村地区黑臭水体治理中的应用研究[J]. 环境生态学, 2022, 4(12):98-101.

[9] 张强.黑臭水体形成原因及治理技术分析[J].资源节约与环保, 2021, 2:107-108.