上海市区和城郊结合部的河流大部分污染严重,其中有许多河道出现严重的黑臭。苏州河环境综合整治一期工程的治理目标也仅仅是基本消除苏州河的黑臭。可见,黑臭在老百姓心目中是比污染指标有着更深刻的理解。引清调度在近阶段的主要目标是要消除河网内的水质黑臭现象,进而逐步向水功能目标要求迈进。本书为此专题就河道黑臭的成因及其评价方法作一探讨,以促进对黑臭治理的研究。
城市生活污水对河流的影响是间接性的,生活污水中的许多物质对河流中的生物是没有毒害作用的,反而为河流中的许多生物提供了初级食物。但生活污水中的物质被河水生物和微生物利用,将需用消耗大量的氧气。当氧气的消耗速率大于河水复氧时,河水就开始出现缺氧状态,严重缺氧将导致大部分生物死亡。如果污水有机物浓度非常高,而河水流速非常缓慢,则河流会出现厌氧状态。此时河水中的主要生物是厌氧微生物,厌氧微生物能够利用有机物,但并不彻底降解有机物,而是分解为氨氮、腐殖质、硫化氢、甲烷和硫醇等物质,使水体变黑、变臭。
黑臭是有机污染的一种极端现象,是由于水体缺氧,有机物腐败而造成的。当大量的有机污染物进入水体,在好氧微生物的生化作用下,消耗了水体中大量的氧气,使水体转化成缺氧状态,致使厌氧细菌大量繁殖,有机物腐败、分解、发酵。一般而言,人们所嗅到的恶臭物多达4000多种,危害最大的有十几种。恶臭产生的原因取决于发臭物质所具有的“发臭因”的分子结构:如硫(=S)、硫基(-SH)、硫氰基(-SCN)、羟基(-OH)、醛基(-CHO)、羰基(-CO)和羧基(-COOH)等。
水质黑臭多属有机质在嫌气状态下的腐败发臭,属综合性的指标。目前没有黑臭的监测指标,国内外主要用有机污染指标来表示,如化学耗氧量(CODCr或CODMn,考虑到目前国内污染源控制,本书选用前者)、五日生化需氧量(BOD5)、溶解氧(DO)、氨氮(NH3—N)等。CODCr是指水体中能被氧化的物质在一定条件下被氧化时所消耗的氧的量,而BOD5是指由于好气性微生物的作用使水体有机物完全氧化所需的水中的溶解氧的量,二者均是衡量水体被污染程度的指标。DO则是指溶解在水体中的氧的含量,清洁的水在正常情况下所含溶解氧接近饱和状态,当水体受到有机污染而开始有机物的氧化耗氧时,水体的溶解氧逐步减少,当污染严重时氧化作用进行得很快,水体来不及从空气中吸收充足的氧来补充水体中的氧,水体中的溶解氧不断减少,甚至接近零,在这种情况下,厌氧菌大量繁殖,有机物发生腐败作用,水体就会发黑发臭,因此DO是水体黑臭的主要控制指标。NH3—N主要来源于农业化肥、生活污水和一些化学工业废水,排入水体中的有机氨很不稳定,有氧存在时,在微生物的作用下继续转化,成为无机氮化物,整个转化过程需消耗水中大量的氧气,使水质变坏,发黑发臭,故NH3—N也认为是引起水体黑臭的重要污染因子。(www.daowen.com)
根据GB3838—2002《地表水环境质量标准》选取参数的控制指标意义,CODCr和BOD5主要控制水体有机污染物,防治水体黑臭;DO是水体感官指标及保护水生物的基准要求,如鱼类生存要求等;在GB3838—88中,虽然没有NH3—N指标,但选用了凯氏氮、非离子氨等多项指标来分析评价。可见,上述四项有机污染指标是黑臭评价中最为常用和可靠的指标。亚洲开发银行的技术援助项目“苏州河环境综合整治工程水质管理规划”中,也主要对上述四项指标进行分析和研究。综合国内外相关黑臭问题的研究,作者认为上述四项指标是基本能包容黑臭的基本影响指标。
苏州河第三次调水试验数据,根据水体不黑臭的现象出现时测定的水体指标表明,各主要指标的浓度变化范围为:CODCr30~40mg/L,BOD510~15mg/L,NH3—N 6~7mg/L,DO 0.5~0.7mg/L。这与GB3838—2002《地表水环境质量标准》中的CODCr和BOD5的V类标准基本一致,与NH3—N和DO的V类标准还相差较大。
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