清華教授專訪：黑臭水體治理需要全療程生態修復
“蒹葭蒼蒼，白露為霜。所謂伊人，在水一方。”出自《詩經˙蒹葭》，憂傷而悵惋的詞句，浸潤著秋日水長的思緒。其中對水質雖無描述，但想必是清澈的，任是誰，面對一汪黑臭水，也絕無如此感懷之情了。
只有水體環境優美，人們才樂于依水而居，伴水而嬉。所以說，當前開展對城市黑臭水體的治理，根本目的就是要對水環境進行生態修復，讓它更宜人。那么在整個治理過程中，該如何輔之以“全療程”修復手段呢?為此，本報記者采訪了清華大學環境學院教授劉翔。
記者：城市水體承擔著哪些水環境功能?黑臭水體喪失了哪些水環境功能?
劉翔：首先，城市水體通常也是自然水系統的一個組成部分，盡管難免帶有人工改造的痕跡。因而它承載著自然水體的生態功能屬性，參與水循環、水流動，提供水生生物繁衍生息的環境，甚至還具有航運功能;其次，城市賦予它景觀休閑功能，很多城市注重水景觀打造，把城市與水的聯系結合到城市的人居生活中，甚至還承載著水文化的傳承，豐富了城市的人文環境;最后就是社會功能屬性，人類最初傍河而居，大多是因為供水排水以及交通的方便，豐富的城市水域、水網還具有一定的局域氣候調節功能。但相對于黑臭水體來說，這三個功能基本全部喪失。具體表現就是水流狀態不佳，滯流、緩流、斷流情況普遍，多數水體淤積狀況嚴重;水質受到嚴重污染，黑臭現象時有發生，水生態功能退化，水生生物減少、甚至絕跡，大部分黑臭水體僅成為污水排放的受納體。所以要對這種水體進行治理，使它能夠逐漸恢復在城市生態水系中的功能定位。
記者：發生水體黑臭的原因是什么?如何判斷水體自凈能力的強弱?
劉翔：從廣義上講，水體黑臭是一種感觀狀況，通常是指水質受到破壞后發生的從顏色、氣味表現出的異常，不一定就是黑色，也可能是因工業排污而引發的其他異常顏色。其成因從根本上說與人類的生活和生產排放污染物有關，而這種污染已經超出了它自身能夠消納的能力。治理黑臭水體，就是要控制進入到水體的污染物，并使之降低到水體承受范圍以內，也就是恢復它的自凈能力并使其所承受的污染量不超過這種能力。那么，如何判斷水體自凈能力的修復程度呢?通常，溶解氧恢復到能維持在2毫克/升以上，水質較清澈、顏色正常，水生生物得到明顯恢復。當然，更為精確的是通過水質監測作判斷。
記者：黑臭水體污染的來源是什么?治理相應地該采取何種工程技術措施?
劉翔：水體的污染來源分為外源和內源。一般而言，把點源和面源污染輸入稱為外源，把河道沉積物的污染物釋放(底泥)稱之為內源。外源指水體外部污染輸入到水體里的;內源是指存在于水體的某種物質、在一定條件下通過釋放而產生的污染。因此，這兩種污染是有區別的。當然，它們之間也有一定的關聯性。比如有些內源并不是水體自身產生的，而是外源進入水體后轉化而成的，如降雨排入河道，它可能帶來泥沙，泥沙中可能會附著一些污染的物質，這些挾帶有機物、重金屬污染的泥沙，可能會因水流的緩滯而沉淀并進入到底泥中，這時就形成了內源。這些內源在一定條件下，比如說在缺氧狀態下，可能會腐化，有機物分解后會產生硫化氫、氨氣，帶有揮發性并有惡臭氣味，或產生一些氣泡并帶動底泥上浮，帶給人們的是一些不良的觀感，這些因素也導致了水體的水質變差。這是內源導致水體污染的機理。從理論上說，如果能夠完全截斷來自外源的污染，那么內源污源也會越來越少。所以說，外源的阻斷是根本，內源也要控制，使之不會對水體產生更大的影響。從工程手段上講，包括阻斷污水入河、雨水入河前的凈化等，這些工程措施可以對來自外源的污染進行控制。內源的存在狀態與外源不同，它存在于水體的底部，沒有辦法通過截污的方式去處理。對于內源的處理方式，通常來講有3種：第一種是移除，即通過清淤的工程手段，將內源移出水體;第二種是消化或固定，通過創造一些條件，把污源消解。比如投放氧化劑，一些耗氧性的物質就會被氧化掉，一些重金屬可以通過還原將其固定，不再向水體釋放;第三種方法是隔離。如采用石英砂覆蓋以隔絕底泥與水體的接觸和交換。
各地現在用的更多的是清淤。但要注意清淤要有一個合理的深度，不是挖得越干凈越好。無論從工程造價上來講，還是從維持河道的生態系統上講，一般來說，就是把因污染沉積的這部分清除，也就是原河道的本底狀態就可以了。清淤工程一定要做探測，可以通過底泥采樣機進行探測，根據河道積存的底泥狀況確定，而不是一個絕對的數值。因為水流的狀況不同，可能上、中、下游的底泥層都是不同的。石英砂覆蓋比投放藥劑便宜，缺點是不適應大面積的覆蓋。這種工程措施在我國用的少，因為我國的底泥污染通常帶來的是河道的淤積，而覆沙技術不能解決河道淤積問題。在我國，只有在不需要考慮過水能力的情況下，才可以采用這種方法。
記者：為黑臭水體保持治理效果，在水域調度和補水方面應該采取哪些措施?
劉翔：要保持黑臭水體治理效果，就需要保持水體一定的流動狀態，有一定的流速。解決這個問題就是要有足夠的水源補水。通常情況是有客水或上游水補充或更新。但有的地方因季節或水體特性不具備這個條件，通常采取的作法是定期換水或者通過推流、曝氣等輔助措施，讓水能夠局部地循環流動起來，以改善水體的水文條件。在一些水源不足的地區沒那么多的水量，可以采用分級攔蓄的方式，比如閘、壩，把水攔住，存放一段時間后再進行更新更換，但這種方法對水生態具有一定的不利影響，應綜合考慮。原則上，不鼓勵采用遠距離調水的方式，特別是調水沖污的手段是不可取的，這種手段沒有解決水質污染問題，只是污染的轉移。在客水缺乏的情況下，可以考慮其他補水方式，比如再生水、凈化后的雨水等，可以作為補水來源。特別是北方缺水地區，將這種城市非傳統水資源作為重要的補水源，也是常用的方式。但前提是要達到一定水質標準。
從根本上來講，城市污水處理的尾水或再生水，城市降雨徑流，最終都是要回歸到水體的。無論是主觀地接受，還是客觀的存在，這是個現實。而現在要解決的問題，是主動去控制它的水質，使其達到自然水體能接受的要求，那么，這就成為生態補水的一種方式了。我們希望有意識地在水體治理工程中設計這些補水方式，有目的地去控制這些補水的水質和水量，起到良性補水作用。
記者：在黑臭水體治理中，原地處理和原位處理有什么區別?涉及到的工程手段有哪些?
劉翔：原地和原位有一些區別。原地處理通常是指把河道中的水抽上來處理后再排回去。比如在河道旁設置凈化設施，這種方法叫原地處理。原位就是在河道中進行處理。原位處理有不同的方法，比如投放微生物制劑或化學藥劑、河水曝氣、生態浮島、在河道中建造凈化處理裝置等，這些都屬于原位處理的技術。從原理上講，包括物理方法、化學和生物的方法，更多的是多種方法的組合。各種方法也有各自的特點以及局限性，要根據河水污染的狀況、程度、污染物種類而定。比如說，河道中大量有機物污染，可能采取生物降解、化學氧化處理的方法會比較有效，如果是河水變黑，可能是水體中硫化物、鐵錳離子過高造成的，采用物理化學的方法，比如化學沉淀則更有效。原地處理和原位處理技術適用的對象和場合是不同的。原位處理一般不是長效性處理技術，通常只是一種應急、臨時性的措施。原地處理也稱為旁路處理，就是在不具備截污條件、河流水質污染非常嚴重且沒有流動性，只能用人工強制措施才能把水質在短時間恢復的情況下采用的一種工程措施，類似于給水體做個“透析”，具體手段有很多，如生物凈化、超磁、強氧化、高速過濾、混凝沉淀等技術。
記者：如何將流域污染治理與區域污染治理結合在一起?
劉翔：確切地說，是局域治理與流域治理的關系。作為各地政府來說，可能更多地關注本行政地區的水體治理。但通常來講，很多河流是有上游來水的，它可能是干凈的，也可能是污染的，甚至是嚴重污染。如果上游來水污染嚴重，那么只治理本行政區域這一段的流域水體，肯定不能根本解決污染問題。所以說，跨行政區的流域水體污染的治理，必須是上下游聯動的。但現在，面臨著行政分割流域的困境。所以現在的環境管理方式是在河流跨界區域設考核斷面，要求上下游行政區域各負其責。具體講就是出境水質與入境水質相比的關系。比如說，出境水質不劣于入境水質、甚至更好，說明當地對水質改善下了功夫。通過這種方式鼓勵各地政府治理過境水污染。但這種考核對治理地來說是不公平的，因為治理后的水，會流往下游，而上游來水還是被污染的，循環往復。這時就需要設定一個補償機制。就是說，如果入境斷面的水體沒有達到水質考核要求，應該給其下游行政區以經濟補償。至于補償多少，要根據利益驅動測算出一個合理的數值，使補償金大于治理費用。同時還要配合以處罰機制，對考核沒通過的上游行政區政府進行追責，迫使其主動承擔治理工作并努力地對污染水體進行治理。另外，跨界斷面水質考核排名將由環境保護部門公示，增強社會監督。
黑臭水體治理的難點在于治理效果的長效保持。因為除了來自本區域的污染之外，可能還有來自流域的被動污染，關鍵還是要抓住重點：截污要徹底、內源要控制、流態要改善、生態要恢復。
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