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（1.环境保护部南京环境科学研究所，南京 210042；2. 河海大学环境学院，南京 210098）
摘要： 随着城市化进程的不断发展，城市河道污染问题日益严重，河道黑臭成为我国许多城市面临的环境问题。文章介绍了南京市黑臭河道的现状、成因及整治技术，归纳了一些常用的黑臭河道整治措施，同时选取南京市典型黑臭河道金川河为治理案例，为正在开展的城市黑臭河道治理提供有价值的参考。
关键词： 南京；河道现状；治理措施
第一作者简介： 汪龙眠（1981—），男，江苏人，助理研究员，主要从事水体污染控制与生态修复方面的研究。Email：wlm@nies.org
城市河流作为城市环境重要的组成部分，不仅有水体循环、水土保持、贮水调洪、水质涵养等功能，而且还能调节温湿度、改善城市小气候，健康的城市水体环境是城市可持续发展的重要保障。然而随着经济的快速发展和城市化进程的加快，我国许多城市河流水质污染和生态退化问题十分突出，出现了季节性和常年性水体黑臭现象。城市河道黑臭主要是过量纳污导致水体供氧和耗氧失衡的结果，水体缺氧乃至厌氧条件下污染物转化并产生氨氮、硫化氢、挥发性有机酸等恶臭物质以及铁、锰硫化物等黑色物质。河道黑臭严重地影响了城市形象与居民生活，制约了城市的发展。因此消除城市黑臭水体、改善城市水环境质量已成为城市环境整治的工作中亟待解决的任务之一。
南京市境内有长江、淮河、太湖三条水系，其中长江水系是南京市的主要水系，占南京市土地总面积的 95.49%。研究表明，南京市河道黑臭现象十分严重。根据近年来南京城区河道的监测资料显示，在南京主城区居民生活密集区的典型河道中，诸如金川河流域、秦淮河水质均未达到相应的规划功能Ⅴ类水标准，金川河流域等多条河流黑臭现象严重。全市监测水环境断面（点）250 个，155 个断面水质达到功能类别标准，达标率 62% [1] 。长江南京段水质总磷超标 0.43 倍，其他指标达到Ⅱ类标准；内秦淮河、外秦淮河、金川河水质，氨氮、总磷、生化需氧量都超过Ⅴ类水标准，水质为最差的劣Ⅴ类水；玄武湖水质为Ⅴ类水，但总氮略有超标；在湖泊中，固城湖、石臼湖水质保持良好。富营养化是影响湖泊水质的最大威胁，按综合营养状态指数评价，玄武湖、莫愁湖水质较差，为轻度富营养化水平；石臼湖、固城湖、金牛湖为中营养化水平。从南京市的实际情况来看，引起河道黑臭的原因主要有以下几点。
大量外源性污染物进入河道是河道黑臭的主要原因。工业废水、生活污水和垃圾、畜禽粪便、农田化肥及重金属等都会引起水体黑臭。大量未经处理的污水直接排入河道，使河水溶解氧几乎为零，导致河道出现黑臭现象。
由于南京地处长江下游，污染程度越来越严重的上游来水加剧了河道的黑臭程度。一方面，受污染的河道无法通过引用清水来进行恢复；另一方面，已经治理好的河道可能会再次被上游来水所污染。
由于城市发展、市政建设或其他历史原因，当前在南京还存在许多断头浜和淤塞河段，水系尚不能完全沟通，另外许多排污口和下水沟的存在使相当多的河道水系结构更复杂，治理难度更大。
由于历史原因，南京市城区地下排水管网老化严重，雨污混接，加之城市人口增速太快，市政地下排水管网建设跟不上等原因，致使南京部分河道的功能被异化为接纳污水、雨水的排水管道，缺乏相应的污水处理措施从而产生黑臭。
由于污染严重和环境条件恶劣，以致水体食物链中最重要最基础的一环（即底端腐食群落食物链）极度缺失，造成水体自身净化能力消失殆尽，导致进入水体的有机污染物无法得到及时有效分解，加剧水质恶化。
城市河流环境恶化对城市居民的健康和城市生态安全构成了严重的威胁，河流水质净化与生态修复日益成为人们关注的焦点和热点。目前国内外采用的黑臭河道治理技术主要可分为物理、化学和生物-生态法三类方法 [2] 。
黑臭河道治理的物理方法包括人工曝气、底泥疏浚和调水等 [3] 。水体供氧和耗氧失衡是引起水体发生黑臭的主要原因之一。曝气复氧被认为是治理河道污染的一种有效措施，可以提高水体中的溶解氧含量，强化水体的自净功能，促进水体生态系统的恢复，目前已在工程实践中得以应用。底泥是河道中污染物的“汇”与“源”，所以底泥疏浚是被广泛应用的一种黑臭河道治理技术，常用的底泥疏浚主要有干床清挖、船载抓斗清挖和水力冲挖等方式，目的在于较大程度地控制内源污染、增加河道槽蓄量、提高水体泄洪和自净功能。调水的目的是通过水利设施（如闸门、泵站）的调控引入污染河道上游或附近的清洁水源以改善河流的水动力学条件，增强水中污染物的扩散、净化和输出，能够快速缓解水体黑臭，但不能实现黑臭河道水质的长期稳定改善。
黑臭河道治理的化学方法主要包括强化絮凝、化学氧化和化学沉淀等 [4] 。所使用的化学药剂主要有铁盐和铝盐等混凝剂、双氧水等氧化剂和生石灰等沉淀剂，目的在于去除水中目标污染物（悬浮物、溶解态磷和氮等），提高水体透明度。但是，以上所采用的化学药剂是否会改变生境，并造成对生物生长的影响等都需进一步研究。
黑臭河道水生态恢复是重现河道“水清草茂”自然本色的必经之路，也是长效和稳定改善水环境质量的重要手段。黑臭河道治理的生物-生态方法可以从根本上恢复河流系统的生态功能，是国内外近年来发展很快的一种技术 [5] 。主要包括微生物强化技术、生物膜技术、植物净化技术和生物-生态净化技术。通过利用培育的植物或培养、接种的微生物的代谢活动，对水体中的污染物进行转移、转化和降解，改善河流水质，同时构建具有完整营养级结构的水生态系统，从根本上恢复河流系统的健康。生物-生态法应用于黑臭河道的治理，具有稳定有效、安全持久、工程造价较低、运行成本低廉、可与绿化环境及景观改善相结合等特点，但其处理效果易受水文和气候等外部条件的影响，同时系统地有效后续管理维护是生物-生态法应用过程中急需解决的重要问题 [6] 。
河道黑臭根本原因在于河道底泥和水体耗氧造成水体缺氧，微生物以厌氧为主，有机物的不完全分解产生H2S、NH3 等有毒物质，缺氧和有毒物质使以氧为呼吸代谢底物的原生动物、后生动物、高等动物等大部分生物死亡，河道生态系统崩溃，自净能力丧失。因此，改变河道微生物区系，接种河道生物系统（包括藻类、好氧土著微生物、原生动物、后生动物等）是黑臭河道生物修复的重要的技术环节。
由于南京黑臭河道面广量大，需要综合利用多种技术，采取截污治污、底泥疏浚、沟通水系、引清调水、水土保持和生态修复等多项措施，以取得较好的整治效果，从而消除南京河道黑臭现象，还原河道水清、面洁、岸绿、景美的自然风貌。
黑臭河道整治的关键是截污治污，否则不能从根本上改善水质。要加强市政污水管网建设，尽可能地将污水纳管后经污水处理厂处理后再排放，对沿河单位的排水口加强水质监测，保证达标排放，严格控制进入河道的各种污染源。
底泥耗氧是河道黑臭的主要原因之一，底泥是各种污染物主要归宿场所，水体污染导致底泥淤腐并加剧水体富营养化进程，所以必须彻底清除河道内已经被严重污染的底泥，再通过底泥生物氧化等方法重建河道底部生态。
应当因地制宜地沟通水系，盘活水体，才可有效提高河道的自净能力。水系通畅后才能充分发挥现有水利工程设施的作用，加快水体循环，沟通水系为下一步的引清调水提供基础条件。
引清调水从遵循自然状况、实现水体定向有序流动着手，充分利用潮汐动力优势，通过对现有水利工程设施的联合调度运行，实现水体的定向、定量和有序流动，以达到引清冲污、科学利用水资源、全面改善水环境质量的目的。
水体的流动会对河岸产生冲刷造成水土流失，船行波、浪涌和潮起潮落以及沿岸植被的破坏都是引起水土流失的原因。水土流失将造成河道淤塞，淤泥累积而发黑发臭，因地制宜地建设生态护岸是防止水土流失的有效办法。
河流是一种开放流动连续性的生态系统，在黑臭河道的治理过程中，结合河流的生态功能采取一些适当的生化处理措施和生态技术也是改善水质非常有效的办法之一。如及时清除泛滥的藻类等，合理发展各种水生动植物，可实现水生态平衡发展。
由于污染严重、生态系统结构被严重破坏、食物链支离破碎、物质循环和能量流动的途径缩短、循环周期变短，黑臭河道通过碎屑食物链的能量增多、整个生态系统功能丧失殆尽。因而想从根本上治理黑臭河道，就要从河流生态系统的结构和功能入手。依据高效、经济、环保的原则，使河道整治的工程措施和长效管理办法能因地制宜、人水和谐地发挥作用，从而最大限度地保持河道水生态系统不断循环和进化，并逐步恢复河道水体生态系统的结构与功能，使河道内的水生态系统能长期自我维护、恢复自净功能，最终达到持续、稳定、自然、原生态的状态。
金川河发源于清凉山、鼓楼高地北侧、紫金山西麓，流经栖霞、玄武、鼓楼、下关 4 区，在南京长江大桥南岸桥头堡处汇入长江南京河段，汇水面积 26km 2 。金川河上游有玄武湖，玄武湖通过明城墙下大树根涵闸和西北护城河与金川河干流连通。金川河干流上、中段有 6条支流，即金川河东支、中支、西支、北支、老干流和西北护城河。西北护城河东北部有南十里长沟、张王庙沟和郭家山沟 3 条支流汇入。南十里长沟又有一支、二支和三支 3 条支流汇入。根据近年来南京城区河道的监测资料显示，在南京主城区居民生活密集区的典型河道中，诸如金川河流域，水质未达到相应的规划功能Ⅴ类水标准，流域黑臭现象严重。金川河中氨氮、总磷、生化需氧量都超过Ⅴ类水标准，水质为最差的劣Ⅴ类水。
河道整治是个系统工程，需要水利、环保、城建、规划、土地管理、航运、园林等多个部门的协作。在金川河河道的治理中，通过河道清淤、水面保洁、控制排污等工程措施，削减进入河道的污染物总量，防止河道水体的恶化，但要从根本上提高金川河水资源的承载能力，逐步改善水体质量，还需采取水体置换、引水配水工程，使水体流动起来，变“死水”为活水。通过采取疏浚、截污和引水等工程措施后，就要解决湖泊中的富营养化、湖水浑浊、透明度难以提高这些问题。金川河河道水生生态系统遭到破坏，湖泊从草型转变为藻型，浮游植物控制整个水生生态系统。因此，对此问题还应采用生态方法解决。生态修复是利用生态学方法进行湖泊污染治理，利用各营养生物种群间的生态关系，控制（增加、减少或引入）某些种群，改善水生生态系统的结构和功能，调节水生生态系统的平衡。通过种植一定面积的高等水生植物，如美人蕉、旱伞草、万寿菊等，在水陆交错带，配备其他的水生植物群落，包括湿生植物、挺水植物（如芦苇）、浮水植物等，可以去除水体中的营养物，使水质得到改善，水体透明度提高，水生动植物多样性得到自然恢复，使富营养化的水体变清。
城市黑臭河道治理是一项十分复杂的系统工程，任何单一技术都不是治理黑臭河道的一劳永逸的药方，在河道治理的具体实践中，要根据具体情况，特别是水体污染状况及污染物的种类，将物理、化学和生物-生态方法有效结合起来，使河道治理的有效性、长效性、经济性和生态相容性统一起来，开发出适合我国国情的高效低耗河道治理共性技术，结合南京市河道的具体污染现状，选取合适的技术组合对南京市河道进行治理，应成为河道治理的重要方向。
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