仙人河黑臭水体 珠三角感潮河网水体黑臭评价方法初探

　　摘要：随着经济的高速发展和人口的快速增长，污染源排放增加，珠三角感潮河网水体黑臭现象严重，目前尚没有一种适用于珠三角感潮河网水体黑臭的评价方法。在系统分析国内黑臭评价方法的基础上，结合广州市海珠区调水试验数据，提出适用于珠三角感潮河网的黑臭评价方法。试验证明，提出的方法简便、可行。利用提出的黑臭评价方法对调水黑臭改善效果进行了评价与分析。
　　关键词：黑臭；评价；调水试验；感潮河网
　　中图分类号：TE991.2文献标识码：A
　　1 概况
　　黑臭是水质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[1]。伴随着城市快速扩张、工业化进程加快、人口急剧膨胀，珠三角河网受到严重污染，其中有许多河涌特别是断头涌出现季节性或常年性黑臭现象。
　　国内对黑臭的研究从上世纪80年代上海开始，已有的研究主要集中于长三角上海、苏州等地区[1-11]。而在珠三角地区，对于黑臭治理的研究较多[12-16]，黑臭产生的原因和计算相关研究较少。罗家海（2001）对珠江广州河段黑臭产生的原因进行了分析；唐秀云（2003）在研究佛山汾江时，对河流水体黑臭与水质化学特征的关系进行了探索，分析了溶解氧与河水发生恶臭的组合关系，但是没有提出自己的黑臭标准和计算方法。
　　水体黑臭多属有机质在嫌气状态下的腐败发臭，属综合性指标。目前没有黑臭的监测指标，迄今为止国内外关于水体黑臭尚无统一的评价方法和标准[1]。对于黑臭的监测指标，国内外主要用有机污染指标来表示[1]，如化学耗氧量（CODCr或CODMn）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮(NH3-N)和溶解氧(DO)等。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，主要对BOD5 、CODCr、NH3-N和DO进行黑臭的分析和研究[1]。在1991年完成的国家“七五”科技攻关课题《珠江广州河段水环境背景特征和水污染综合防治规划研究》中指出[17]，珠江广州河段水污染主要以有机污染为主，主要有氨氮、总磷、溶解氧和石油类。罗家海（2001）在研究珠江广州河段局部水体黑臭时也提出，珠江广州河段溶解氧低， 局部水体黑臭的主要原因是水体中氨氮太多，大量消耗水中的溶解氧所致。珠三角河涌水体黑臭主要是由有机污染引起的，根据黑臭的成因，总结上述文献中关于黑臭评价指标的研究，本文确定珠三角河网地区黑臭评价指标主要为有机污染指标，即包括NH3-N、BOD5和CODCr。
　　2 广州市海珠区调水试验概述
　　广州市海珠区调水试验范围主要为海珠区新�围。海珠区新�围位于珠江后航道以北，赤沙涌以西，地铁2号线以南（见图1）。根据《广州市中心城区河涌水系规划》，本试验区包括两个水系网络：石榴岗河西北部水网络─生活商业区，石榴岗河南部水网络─果树保护区。黄冲涌以西、石榴岗河以北主要是生活商业区，包括1条河和14条河涌，总长33.62km，涉及水闸2座（见图2）。
　　广州市海珠区调水试验的总体思路是充分利用现有水利工程体系，贯彻温家宝总理提出的“以动治静、以净释污、以丰补枯、改善水质”的十六字方针。试验通过对水闸的优化调度，在生活商业区，主要从石榴岗河引水，从北濠涌排水，形成由东北向西南的整体单向流动。现场试验从2005年11月开始至2006年7月结束，共取得试验数据144504组。
　　3 黑臭评价方法研究
　　黑臭评价实际上是水环境质量的一种现状评价。目前与有机污染相关的评价方法较多，如叠加型指数法、均值型指数法、加权法、水质指数法、聚类分析法、模糊分析法等。上海市自来水公司根据多年的实践经验，提出黄浦江水体黑臭的评价方法（污染指数法）[8]，主要采用水体中的NH3-N实测值和DO饱和百分率的比值进行评价；上海市高校协作组在研究黄埔江时，也提出一种有机污染综合评价法（A值）[1]，采用BOD5、CODCr、NH3-N和DO的实测值和标准值的比值之和进行评价。上海市有关单位在研究黄浦江水质时，提出三种评价黑臭的方法[11]：有机污染综合评价法，采用BOD5、CODCr、NH3-N和DO的实测值和标准值的比值之和进行评价；污染指数法，采用水体中NH3-N实测值和DO饱和百分率的比值进行评价；单一指数法，当DO含量大于2mg/L时，溶解氧指数为0，表明没有黑臭，反之则有。总结国内学者对黑臭评价标准和方法的研究，见表1。
　　从表1中可以看出，针对不同河流的研究其黑臭判别的方程是不相同的。目前，有关河流黑臭的评价没有统一的标准和方法，现在还是针对各自的河流提出适合自己的黑臭指数模型。河流黑臭现象己经比较普遍，在研究和评价河流黑臭时，不同的河流应根据各河流流域特点以及污染特征建立黑臭指数关系式对其黑臭进行判别。
　　珠三角感潮河网水污染以有机污染为主，水体黑臭也主要是由于NH3-N等有机污染物太高所致。根据调查研究，本文提出适用于广州市海珠区新�围河网地区黑臭评价方法（黑臭加权评价法），采用BOD5、CODCr和NH3-N的实测值和标准值的比值之和进行评价，公式如下：
　　黑臭加权评价值（BI）＝ （1）
　　式中，BOD5(i)、CODCr(i)、NH3-N(i)为实测值；BOD5(0)、CODCr(0)、NH3-N(0)为标准值。
　　与上海市高校协作组提出的有机污染综合评价法相比，黑臭加权评价法不考虑DO的影响，主要是由于珠三角感潮河网特别是城区的细小河涌黑臭特别严重，水体中DO几乎为零，DO与NH3-N等有机污染物相比，对黑臭的贡献可以忽。
　　黑臭加权评价法是根据有机污染综合评价法类推得到的，将黑臭分为0～3级，黑臭程度从不黑臭到严重黑臭，其中1级表明开始出现黑臭（微臭）。根据实际考察和对试验数据进行分析，本文得到不出现黑臭各指标的浓度范围，根据此范围，提出黑臭评价所用标准值如下：BOD5为20mg/L，CODCr为50mg/L，NH3-N为8mg/L，以适用于海珠区河涌黑臭评价。则1级为微臭，即BI值为1～2；2级（BI为2～3）为黑臭；3级（BI>3）时水体为严重黑臭；0级（BI台涌>瑞宝涌>上冲涌>龙潭涌>杨湾涌>大塘涌>大围涌，西禄涌BI均值最小为4.34，黑臭改善了56.7%；台涌黑臭程度改善了63.0%；大围涌黑臭情况最严重，BI均值为11.72，黑臭程度也改善了33.8%。涨潮时各河涌黑臭情况优劣顺序则为西禄涌>台涌>瑞宝涌>龙潭涌>大塘涌>杨湾涌>上冲涌>大围涌，西禄涌黑臭情况最好，BI均值为2.27，黑臭改善程度达到了68.7%，而大塘涌黑臭情况最差，BI均值为7.51，黑臭程度改善了53.3%。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 　　③平潮期有雨与无雨相比，黑臭程度改善的百分比提高了10.4%。高潮期强降雨的情况下，涨潮时对黑臭程度的改善最为有利，改善百分比平均达到66.6%；退潮时黑臭改善程度百分比平均值则为46.4。所以，降雨对河涌黑臭程度的改善影响较大。
　　④外江涨潮时比退潮时河涌水体黑臭改善程度大，各断头涌水体黑臭程度改善比退潮时提高了8.4%。
　　（2）调水后，河涌黑臭分级
　　①生活商业区各条河涌黑臭情况都有不同程度的改善，台涌、龙潭涌、西禄涌和瑞宝涌等4条河涌高潮期涨潮时都出现了不黑臭的时段。
　　②生活商业区内80%以上河涌严重黑臭的时间和长度均有所缩短，其中，大塘涌改善效果最明显，水体严重黑臭时间缩短了17.3%，瑞宝涌严重黑臭时间缩短了11.8%，而西禄涌严重黑臭时间也缩短了接近10%；龙潭涌、上冲涌和杨湾涌水体严重黑臭情况略有改善，如龙潭涌水体严重黑臭时间缩短了6.3%。
　　③调水后，由于引水的推力和稀释作用，西禄涌和瑞宝涌黑臭情况最好，西禄涌接近一半的时间不会出现严重黑臭。
　　④按照黑臭分级，调水后，涨潮时黑臭情况改善最为明显，但无臭的时间最长也只有6%，西禄涌微臭的时间最长也只能达到50%。说明，在现状情况下，由于污染源及河涌底泥等的影响，仅仅依靠引调水无法达到生活商业区断头涌基本消除黑臭现象的目标。
　　5 结论
　　（1）系统分析国内黑臭评价方法的基础上，结合广州市海珠区调水试验数据，提出适用于珠三角感潮河网的黑臭评价方法（黑臭加权评价法），试验证明，方法简便、可行。
　　（2）经计算，广州市海珠区调水对生活商业区黑臭改善效果非常明显；降雨对河涌黑臭程度的改善影响较大；外江涨潮时比退潮时黑臭改善程度大。
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