摘要
针对当前城市河道污染问题尤其是水体黑臭现象较为突出的问题，分析了城市河道黑臭的原因，阐述了国内外各种河道黑臭评价模型的特点和实用性，并比较了控制黑臭水体的物理、化学、生物-生态修复等不同技术的特征及优缺点，为实践中的工艺的选择和优化提供了参考。
关键词 城市河道；黑臭成因；评价模型；控制技术
中图分类号 S181.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）26-09116-05
Review on Black-odor Prediction Models and Pollution Control Technology for Urban River
XIAO Liang， ZHAO Wen-tao et al
（State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse， College of Environmental Science and Engineering， Tongji University， Shanghai 200092）
Abstract According to the existing pollution problems of urban city， especially the black and odor problem， the causes of this problem were analyzed， and the features and practicability of various black-odor prediction models of urban river were expounded. Different pollution control technologies for this problem were compared， including the physical， chemical， bio-ecological restoration technology， which was supposed to provide the reference for process selection and optimization in practice.
Key words Urban river； Black-odor cause； Prediction model； Pollution control technology
城市河流是城市景观水体主要组成部分之一，不仅具有水土保持、贮水调洪和水质涵养等经济价值，同时也有美化城市景观和丰富城市文化内涵的生态价值和文化价值，已经成为诸多城市魅力的代言，如南京的秦淮河、北京的“六海”、成都的府南河、西安的护城河和合肥的南淝河等。然而随着城市化步伐的加快和工业化程度的提高，城市河流作为城市废水和生活污水的主要排污通道和场所，承受了过多的污染而导致水体发黑发臭[1-2]。
水体黑臭是非常严重的水污染现象，毒害水中生物，使水生生物和水鸟等绝迹；破坏河流生态系统，使河流作为饮用、景观、游泳或养鱼等用途和价值被破坏；与此同时也给人类生活和身体健康造成严重危害[1]，如水体黑臭会引起人类感官不适，严重时可导致厌食、恶心，甚至损害中枢神经和大脑皮层的兴奋和调节功能。目前，我国80%以上的城市河流受到污染，呈现出季节性或者常年性的黑臭现象[3]，破坏了城市的美好形象，严重制约着我国城市的发展[1]。
1 城市河流黑臭成因分析
“黑臭”是指水体视觉上呈黑色或泛黑色，嗅觉上会散发出刺激人的嗅觉器官并引起人不愉快或厌恶的气味。水体黑臭是一种生物化学现象[2]。国内外众多研究表明，水体发生黑臭的机理与水体中有机物污染、悬浮颗粒、环境条件以及底泥污染等因素有关。
1.1 有机物污染
长期以来，城市污水的处理率一直很低，未经处理的工业废水和生活污水直接排入城市河道是导致有机污染严重、普遍出现水体黑臭现象的主要原因之一[4]。有机污染物进入水体后，在耗氧微生物的作用下，消耗水中大量氧气，待水体氧气消耗殆尽，厌氧细菌将大量繁殖，产生大量致臭气体（如甲烷、硫化氢和氨等）逸出水面进入大气[1，5] 。此外，有机物分解产生的胺类、二甲基异莰醇、乔司眯（Geosmin）[6-7]、硫醇和硫醚类化合物[8]等物质也会导致水体发臭。同时，大多数有机污染物富集在水体表面形成的有机物膜会破坏正常水气界面交换，从而加剧了水体发黑发臭[4]。
1.2 悬浮颗粒
国内外许多学者的研究认为，Fe和Mn 离子是导致水体发黑的主要原因。研究发现，当大量有机物等耗氧物质进入水体后，水体中的溶解氧持续降低，有机物分解出的H2S在水体中电离成HS-、S2-，与水中的Fe、Mn等离子结合形成FeS、MnS 等金属硫化物的悬浮颗粒，从而导致水体颜色发黑[9]。另外，腐殖质也可能会吸附这些悬浮颗粒形成络合物[10]。
1.3 环境条件
环境条件包括气候、气压、水温、水速、径污比、溶氧都会对河流黑臭产生影响。水体一般在夏季呈现出显著的黑臭现象，而在冬季黑臭现象较低。其主要原因一方面是微生物的活动的频率与温度表现出显著的正相关性，另一方面是水体中的溶解氧含量随着温度的升高而降低，呈现显著的负相关性。国外很多研究皆指出，水体黑臭是由放线菌在有机污染物存在下所产生的乔司眯引起[11-12]。而放线菌的代谢活动受环境温度影响很大。径污比就是径流量与排入河流中污水量的比值，河流的径污比越大，就表示河流稀释能力越强，而其受污染的可能性和污染程度就越小；反之，河流污染严重，易发生黑臭现象。