1997年应太林等在《苏州河水体黑臭机理及底质再悬浮对水体的影响》文章中,探讨了苏州河水体黑臭现象,证实了水体发黑主要与存在吸附了的带负电胶体悬浮颗粒有关,且腐殖质是吸附物或络合物的主要组成。剂治严等用Ⅲ类地面水对典型污染断面的底质进行了反复搅拌清洗试验。结果表明,随着清洗次数的增加,水体的黑臭指数下降最终可不黑臭。底泥再悬浮对水质的影响试验表明,搅拌速度增加,各项指标恶化,黑臭加剧。
2.2致臭
发黑水体中产生臭味的途径很多,但以下2种比较突出:①大量有机物在厌氧菌作用下发生分解,其中间产物和最终产物中有一系列的硫化氢、氨、硫醇等发臭物质产生,引起水体发臭。②通过对腐殖物质的分析,从腐殖酸、富里酸的酸水解产物中得到的近20种氨基酸和大量游离氨,这些氨基酸在水体中以脱氨基作用、脱羧酸作用以及某些细菌如变形杆菌分解含硫氨基酸等3种分解方式,产生了大量的游离氨臭气和具有相当臭味的胺类、硫化氢以及具有特殊恶臭的硫醇类物质。③厌氧条件下由厌氧放线菌分泌产生的土臭素和异茨醇。这类发臭物质的嗅阈值为0.05~0.1μg/L,极低浓度就容易引起强烈的臭味效应。CH4,H2S,NH3等发臭气体被认为是水体黑臭中的发臭物质。
国内学者对河流恶臭问题也进行了一些研究。李梓君等
对浑河主要恶臭物质及发臭特性的研究,说明了发臭物质的特性及其主要相关因子:水况因子(泾污比和污水滞留时间)、气象因子(水温、风向、风速和气温)、底泥因子(底泥量与分布)和化学因子(COD和DO)。
唐秀云对佛山汾江水体恶臭的化学因素特性研究,初步测定了汾江河水质中pH值,氧化-还原电位(V),DO,COD,TN,NH3-N,硫化物(S2-),H2S,BOD5,嗅阈值,有机酸,有机碱等与水质黑臭有关的项目分析了DO与河水发生恶臭的组合关系,提出恶臭指数为客观衡量恶臭程度和状况提供了一个定量依据。
3结语
近年来,国内外学者在水体黑臭研究领域内做了不少的工作,在研究范围与深度方面均有所拓展,目前国外的研究偏重于机理方面,尤其对致黑微生物进行了大量的研究,而国内的研究则更偏重于分析引起黑臭的污染物和治理技术方面,并建立适合当地河流的黑臭模型对黑臭程度进行定量化的研究,但总的看来,对黑臭原因机理的深层次研究极少见。关于城市河流的黑臭现象到底是一个渐变过程,还是一个突发过程;在一个具备了黑臭的基本条件(DO=0)的水体中,是哪些环境因素、什么样的变化趋势会增大黑臭发生的可能;黑臭过程是一个在相当大范围水域内整体同步发生、演化的,还是由局部发生后逐渐扩散,影响到大范围水域的;
又是哪些因素会抑制其发生;在黑臭现象发生后,具备什么条件,施加什么影响,才会导致其缓解乃至消失等一系列问题,现有理论尚不能给出系统、合理的解释。总之,随着我国城市化的进程不断加快,城市人口的增加,工业的发展,生活和社会活动模式的变化,使城市河道受到日益严重的污染,出现水体黑臭的现象将更加频繁,更多关于黑臭的问题急待科学合理的解释,黑臭原因机理的研究必将有更大的发展。
水体黑臭的原因
水体黑臭是各种因素综合作用的结果,下面就主要因素进行分析。
有机污染导致黑臭
水体黑臭现象是一种生物化学现象—水体中有机物的厌氧分解,有机物在分解过程中耗氧大于复氧,造成水体缺氧,厌氧微生物大量繁殖并分解有机物产生大量有臭气体如甲烷、硫化氢、氨等逸出水面进入大气,使水体发臭。有机物主要是指糖类、蛋白质、油脂、氨基酸、酯类等,这些物质以悬浮态或溶解态存在于污废水中,排入水体后能在微生物作用下分解成二氧化碳和水等简单无机物,同时消耗大量的氧。在标准情况下,水中溶解氧为9mg/L,溶解氧降至4mg/L以下时,将严重影响鱼类和水生生物的生存,当溶解氧降至1mg/L时,大部分鱼类会窒息死亡,当溶解氧降至0mg/L时,
水中厌养生物占据优势,有机物进行厌养分,造成水体黑臭。
现在滏阳河衡水段溶解氧的平均值是2.62mg/L。除此之外,当水体中受到有机碳与有机氮以及有机磷污染物污染时,无论其中是否有充分的溶解氧,在适合的水温下都将受到好氧放线菌或厌氧微生物的降解,排放出不同种类发臭物质,引起水体不同程度的黑臭。
氨氮、总磷导致黑臭
滏阳河氨氮的平均值是21.82mg/L,总磷的平均值是1.13mg/L。由此可见,氨氮、总磷是滏阳河的重要污染物,各种有机还原氮磷物质在水体中缓慢的好氧降解是滏阳河溶解氧低的主要原因。含氮有机物降解的耗氧远大于碳有机物降解的耗氧,氮磷物质与一般的碳水化合物一起参与耗氧过程,使水体中溶解氧降低,导致水质恶化,发黑发臭,所以应提倡使用无磷洗涤用品。
重金属污染导致黑臭
水体缺氧导致水中铁、锰等重金属还原,与水中的硫形成硫化亚铁等,在水体致黑作用中占主导作用,并且悬浮物质中的锰粒子是重要的致黑因子之一。
目前滏阳河高锰酸盐指数平均值是32.3mg/L(正常为≤15mg/L),硫化物的平均值是1.42mg/L(正常为≤1.0mg/L)。
垃圾污染导致黑臭
滏阳河是相对静止的水系,两岸居民向河道倾倒各种废
弃物和生活垃圾及禽畜粪便的现象十分严重,郊区居民更是将田中杂草、秸杆随便扔入河道,河道作为“天然垃圾箱”,越扔越脏、越脏越扔,恶性循环,极大影响了河道水质,垃圾腐烂也导致水体出现黑臭。
工业废水和生活污水导致黑臭
目前衡水市区段有13个排污口,有的排出的污水为豆青色,而且较为浓稠.较低的污水纳管率,其中还有部分纳管后直排河道,河道成为各种废水特别是生活污水的纳污之地。另外,上游来水大部分为污水.众多污水的排入是引起河道黑臭的根本原因。
底泥污染导致黑臭
由于其水流缓慢,大量的污染物沉淀并累积在底泥中,而且滏阳河近年来一直没有清淤,底泥的数量和污染程度都非常大,吸附在底泥颗粒上的污染物与孔隙水发生交换,从而向外释放污染物,造成水体二次污染,导致滏阳河水体常年黑臭;大量的底泥也为微生物提供了繁殖的温床。在这些微生物中,放线菌和蓝藻类对水体黑臭贡献最大.微生物分解底泥中的有机物产生臭气,同时,黑色底泥也被产生的气体形成的气泡托浮到达水体表面,导致黑臭。
水体中常见处于氧化态(直接点就是溶氧充足的状态)的物质有: O2(氧气当然是);SO42–(硫酸根)、NO3–(硝