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水环境治理工程中的内源治理技术

​李晓雨 李卓阳 赵欣 孙季璇

摘要: 在城市和工业发展进程逐渐加快的同时,水环境污染问题也越发严重,在一定程度上制约了区域经济发展,同时也对人们的身体健康和生产生活造成一定影响。因此要想创新城市面貌、提升居民生活质量、维护良好水生态环境,则需全面开展水环境综合治理,解决水质恶化和水生态退化等普遍问题。文章对城市水体环境中内源污染的现状进行分析,并就内源治理技术在水环境治理工程的运用进行探讨,以期为相关作业提供参考。
关键词: 水环境治理;内源治理;生态环境
DOI:10.12721/ccn.2023.157045
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目前城市水体环境不容乐观,存在一些搁置多年未清理的区域,水环境治理工程需要本着生态环境可持续发展的理念,在治理的同时降低对原有生态环境的破坏,疏浚的同时还应当进行科学修复,结合不同情况制定合理的技术实施方案,综合考虑经济效益和环境效益,促进水污染治理工作的健康发展。

1.城市水体环境中内源污染的现状

由于城市内部水体的流动性较差,没有足够的水动力促使其快速循环,加之社会经济和城市化建设进程不断加快,污水产出和排放量也在不断增加,城市水体中污染物的数量呈现上升趋势,水环境发生严重变化,其中的厌氧微生物和有机物发生反应,并伴随重金属超标等问题,污染物持续堆积,在底部形成深色沉淀物,长此以往的恶性循环导致水体恶化,形成黑水。而外来污染物的不断涌入,经过长期的积累沉淀,使污染源呈现内源性,底部沉积物中内含大量的有机物,在一定条件下会从固化沉淀中释放出来,对水质造成二次污染,使城市水环境遭受严重影响,臭水、黑水情况日益加剧,影响了城市美观性,同时也给人们的生产生活造成一定干扰,严重时会影响饮用水安全。

2.内源治理技术在水环境治理工程的运用

2.1异位治理技术的运用

异位治理技术就是将受污染水体底部的沉积物去除,也是内源治理中最为高效和直观的方式,以减少底部有机物和淤泥的积累,增加水体容量,降低内源污染性,通常是采取人工和机械协同作业的方法进行清除,最终达到改善水质的目的。沉积物的疏浚主要采取环保清淤的作业形式,当水体沉积物超过一定浓度时,为防止其危害人类健康和自然生态系统,需要对淤泥层进行清除,但作业过程中还要确保不破坏原有水生态环境,为物种和生物多样性提供保护,因此可结合实际情况,分析受污染程度和沉积物的厚度,在清除淤泥层和浮动淤泥层中的泥沙时,注意保留原有旧土层中的泥沙,为后续的生态恢复创造良好框架。

当沉积物和淤泥等被清除以后,水体中的有机物含量明显降低,生物密度也呈现下降趋势,再利用鼓风机去除表面沉积物营养物质,使其中的重金属含量和潜力有所下降,大幅降低了生态风险,基于不同城市各类水体的区别性,疏浚表层各类有害物质后,对水质和生物结构的影响会略有差异,但总体上有机物和氮磷含量均呈现下降结果,对生态环境有明显的改善。异位治理虽然可以较为快速的清除底部沉积物,但其作业成本较高,并且对淤泥进行疏浚不可避免的会对水生态系统造成破坏,一般疏浚后水生植物和生物的数量也会随之减少,同时地表污染物在施工过程中也可能对周围水体产生不利影响,给区域环境带来二次污染的风险。

2.2原位治理技术的运用

原位治理技术主要是不移动沉积物的同时,对其进行有效治理,与异位治理相比,此项技术保存了沉积物,可以防止或减少污染物进入其中,且对淤泥扰动较小,避免了疏浚过程中对生态系统的二次污染。

2.2.1底层覆盖法

此方法主要是通过设置沉积物覆盖层,避免污染物向沉积物中释放,实现沉积物与水体的分离。常用的覆盖材料主要有细沙、红土、石英砂等,在实施过程中,需要分析当前实际情况是否符合运用此项技术的基本条件,覆盖层能否对污染源有效控制,并且水体的流速不宜过快,覆盖的范围还应当考虑是否影响周边建筑和水道等当前和未来的使用。底层覆盖法虽然具有对当前水环境和潜在环境破坏小的优点,但也存在一定的局限性,例如加盖材料势必会减少原有蓄水量,对水环境底层结构和坡度造成改变;并且原位底层覆盖也并不能完全消除污染物和污染源的危害,底层有机物和淤泥中的有害物质依然有释放到水中的风险。

2.2.2化学药剂投入法

化学添加物通过氧化、还原、沉淀、水解、聚合和沉积物中的其他污染物反应,降低沉积物中的污染物水平或将其转化为无毒形式。向水体中添加铝盐、铁盐和石灰后,加入的盐类在水中形成的离子在沉积物表面形成活性层,再与其中的磷进行反应形成沉淀,以减少甚至抑制水体中磷的扩散。钙离子可与污染物中磷酸盐进行反应,形成稳定磷盐。将硝酸钙置于黑臭水中,与空白组相比,水中的总磷含量有效降低。利用特定化学药剂的强氧化特性可改变重金属的形态,并与反射化学物质的特性相互作用,降低沉积物中重金属污染的风险。同时其具有缓释氧的作用,可以改善底泥中微生物的新陈代谢,促进微生物对黑色底泥的修复,降低硫酸挥发度,有效去除黑色沉积物气味。然而,化学品的引入带来了一些风险,通常用于紧急处理。

2.2.3微生物修复法

微生物在生态系统中充当分解者,通过新陈代谢减少水中的污染物,有效控制细菌污染,增加黑臭水体沉积物,就地降解沉积物中的有机污染,重建受损严重的下游生物链,加速沉积物矿化进程。沉积物被破碎、转化、转移,减少了沉积物的有机质,减小了体积和厚度。微生物处理技术具有诸多特点,诸如效果好、资金消耗低等。此外,该技术不需要在受污染的水体中放置化学品,也不存在二次污染的风险。然而,微生物制剂对黑色和有气味沉积物的处理仍处于实验室和中试水平。经过实验表明,利用微生物制剂处理水体沉积物,能有效减小其厚度,机物降解率和生物降解性提高,水体显著改善。除了直接添加微生物,还可以向沉积物中添加生物生长促进剂,以刺激沉积物中本地微生物的生长和繁殖,使微生物降解污染物的速度大幅度提高。定期向水源注入微生物,促进水体修复。

结语:内源污染是需要迫切解决的水污染问题,必须从根本上控制污染物的迁移和转化,才能有效地处理水体。相关工作人员需结合实际案例,在外部生产减少后,制定针对性强的污染控制制度,以控制内源性污染,并将绿色化学品和生物制品结合起来,有效修复污染水域。

参考文献:

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[2]曾曲波.水环境治理工程内源治理关键技术的探讨[J].珠江水运,2021(20):28-32.