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黑臭水体形成原因及机理

黑臭水体形成原因及机理


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城市黑臭水体是百姓反映强烈的水环境问题,不仅损害了城市人居环境,也严重影响城市形象。消除城市黑臭水体,需要构建完善的城市水系统和区域健康水循环体系,从根本上改善和修复城市水生态环境。这对促进城市生态文明建设、提升城市品质、促进经济发展都具有重要意义。


黑臭水体形成原因


有机物、氮、磷等外源污染物的排放


大量有机污染物、有机还原氮、磷等外源污染物进入水体后,在氧化分解过程中耗氧速率大于复氧速率,导致水体溶解氧浓度降低,水体转化成缺氧或厌氧状态。随后,厌氧微生物大量繁殖,促进有机物分解、腐败、发酵,同时产生甲烷、硫化氢发气等恶臭气体逸出水面进入大气,造成水黑发臭。


底泥等内源污染物的影响


底泥是排入河流中各种污染的主要归属之是城市水体的主要内源污染物。沉积底泥在水体冲刷和人为影响下再悬浮,随后,吸附在底泥颗粒上的污染物在一系列物理、化学、生物作用下释放回水体,造成水体二次污染。同时,大量的底泥也是各种微生物繁殖的温床,其中,放线菌和蓝藻通过代谢作用使得底泥甲烷化、反硝化,导致底泥上浮及水体黑臭。


水动力学条件不足


       水动力学条件不足、水循环不畅也是引起水体黑臭的原因之一。河道水量不足、流速低缓导致污泥淤积,污水滞留,垃圾沉淀,水体复氧速率衰减河道的渠道化、硬质化,导致河道系统生态环境异质性降低,污染物积累,水体自浄能力减弱,生态系统退化,最终形成黑臭水体。


水体热污染


水体热污染通常来源于工业冷却水及居民生活污水,它不仅影响到水体中动植物的生存和繁殖,而且会促使微生物活动异常,溶解氧浓度大幅度降低,WOOD等指出,当水体温度低于8℃或高于35℃时,放线菌分解有机污染物的活动受到抑制,水体几乎不产生黑臭。而在25℃时放线菌的繁殖率最高,水体的黑臭也最严重。在较高水温下,硫酸盐还原菌活性显著增强,导致水体中更多的硫酸根被还原成硫化氢,使得水体发臭。


黑臭水体形成机理


致黑机理


基于目前国内外研究结果,水体致黑机理大致分为:


①水体中的Fe、Mn元素在缺氧条件下被还原,与水中的硫化物反应生成的FeS、MnS等带负电胶体,这些胶体浮于水体表面,使水体呈现黑色;②有机物只要达到一定负荷水平就对水体有致黑作用,尤其是含硫有机物,能使水体在7~13d就变黑,且含硫有机物能使原本黑臭的水体颜色变得更深;③水体中的不溶性物质和溶于水的带色有机化合物(主要是腐殖类物质)也是造成水体颜色加深的重要因素。


致臭机理


  ①硫硫化氢、氨:大量有机物在厌氧菌作用下会分解产生硫化氢、氨、硫醇等发臭物质;②硫瞇类物质:腐殖酸、富里酸的水解产物在水体中脱氨基、脱羧酸或在细菌分解作用下会产生游离氨臭气和具有相当臭味的硫醚类物质;③土臭素和异茨醇:厌氧条件下,厌氧放线菌分泌产生土臭素和异茨醇;④乔司脒和2-二甲基异莰醇:蓝藻、硅藻等产生的乔司脒和2-二甲基异莰醇在低浓度下就能导致水体发臭;⑤DMTS:底泥释放的硫化氢与死亡藻类在缺氧腐败过程中产生的DMTS具有臭味。


       目前对黑臭水体产生的原因及机理的研究已经有了一定的进展,但依然存在较多不足,形成机理还未全面明确。黑臭水体的形成是一个复杂的过程,对具体河道的黑臭原因,应结合具体情况和环境因素进行综合分析,针对性地确定治理对策。



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