水环境及污染防治

水环境及污染防治广州市河涌底泥污染现状调查与评价……………………………………李明光，钟继洪，李淑仪，等（1）污水生化处理中污泥减量技术的应用……………刘红叶，程晓如（6）丝状菌污泥膨胀的微生物学理论与控制对策……张勇强，邹凯旋（9）气水比对印染废水生化处理效果的影响…………………………………………邓汉泳，许毅，陈肖芳（12）几种絮凝剂在污泥脱水中应用的比较研究………吕锦玲，陈建中（14）大气环境及污染防治遥感测量在机动车排放调查和I/M项目评估中应用的初步分析…………………………………………农加进，黄荣，双菊荣（17）噪声及污染防治高压蒸汽排空消声器设计与应用……………………………易翔峰（20）固体废物及处理美国对危险废物产生者的管理及启示………………………关志刚（23）废干电池热解物料酸溶及溶液净化试验…………胡粤辉，凌维靖（27）环境与可持续发展岩溶山区煤矿环境影响防治………刘以礼，程义祥，潘明芳，等（30）环境评价基于粗集、遗传神经网络的环境质量评价……………………………………李云辉，梁永宁，张红珍，等（35）水质评价模式识别的BP神经网络方法…………………………………………韩波，孙利，黄勇（40）环境信息与计算机技术MATLAB在计算烟气连续监测系统中气态污染物相对准确度的应用…………………………………………曹玉珍，蔡明，黄国梁（44）动态与信息简讯《广州环境科学》2005年总目录……………………………………（47）封面摄影新世纪羊城新八景——莲峰观海刘祥主管单位广州市环境保护局主办单位广州市环境科学学会编辑出版《广州环境科学》编辑部地址广州市吉祥路95号邮政编码510030电话[phone]E-mail：[e-mail]印刷华南理工大学印刷厂主任傅家谟副主任甘海章赖光赐委员王作新刘攸弘齐雨藻朱锡海陈成章汪晋三李萍萍余国扬吴政奇吴乾钊骆世明姚继业黄兆源曾凡棠彭绍盛主编甘海章栏目编辑王仁宇尹伊伟刘攸弘李战隆施性清黄卓尔黄谦德责任编辑熊晓琪林焕章广州环境科学（季刊）第20卷第4期（总第80期）·2005年12月30日出版·1985年12月创刊GUANGZHOUHUANJINGKEXUE《广州环境科学》编委会（按姓氏笔画排序）目次广东省资料性出版物登记证号粤A第1038号内部资料·免费交流首届穗版内部资料优秀奖《中文科技期刊数据库》入编期刊《中国知识资源总库》入编期刊Vol.20，No.4Dec.20051第20卷第4期2005年12月广州环境科学GUANGZHOUENVIRONMENTALSCIENCES1调查背景及目的广州市位于珠江三角洲中北部，境内河流众多、河网密布，除珠江广州河段、流溪河、白坭河、增江等较大河流外，仅市区现有河涌就有231条（段）之多，总长达913km，是珠江广州河段长度的8.6倍。广州市河涌还承担着重要的防洪、排涝、航运、饮用水源、灌溉及排污等功能，是广州市水生态环境的重要组成部分。近年来，在河涌综合整治工作中，清淤是一项重要措施，但面临着如何清淤以及对淤泥如何进行处理和管理的问题。广州市此前尚未开展过大范围河涌底泥性质较为系统的调查研究，仅在水环境质量常规监测中对珠江广州河段及个别河涌底泥进行1次/a的采样分析。因此，为适应未来几年河涌综合整治全面展开的形势，为河涌淤泥处置与管理及水生态环境的建设提供科学依据，有必要开展较为系统全面的河涌底泥现状调查，以对其性质及污染现状有总体了解。2调查与分析工作概况2.1调查时间、范围与采样点布设本调查于2005年3月下旬至5月底进行。调查范围包括广州市10个行政区、2个县级市。调查的河涌包括：广州市原8区（荔湾、东山、越秀、天河、黄埔、芳村、海珠、白云）的231条河涌（实际采样222条）；外围2区2市的11条主要河涌，即花都区的新街河、田美河、天马河、白坭河；番禺区的市桥河、丹山河、栊枕运河；南沙开发区的榴岗河、蕉门河；增城市的百花林水库下游河段；从化市的小海河。按照重要河涌适当多布与一般河涌均匀布点相结合和采样点确定以保证该点在河涌区段的代表性为原则，而河涌区段根据调查目的以中下游为主，具体位置确定采用先在地形图上初步确定，然后现场校核确定的方法，要求河涌区段内河道较为平直，并与河道水工建筑、水工构筑物、排污口、支流汇入口及汇入干流口等均保持一定距离。共布设297个采样点，达到1条河涌至少布设1个采样点的水平（见表1）。广州市河涌底泥污染现状调查与评价李明光1钟继洪2李淑仪3郑武1（1广州市环境保护科学研究所，广州510620；2广东省生态环境与土壤研究所，广州510650；3广东省农业环境综合治理重点实验室，广州510650）摘要2005年3~5月对广州市主要河涌底泥进行了较为系统的采样分析。分析评价结果表明，广州市河涌底泥受有机物、植物营养盐、石油类和重金属污染比较严重，其它污染物，如硫化物、氰化物、氟化物、挥发酚等以及难降解有毒有机物，包括DDT、666、PCBs、PAHs等污染并不严重，污染总体呈由老城区向外围逐步降低的态势。随后根据河涌底泥的主要污染特征进行了较为粗略的污染区划，并指出污染重点控制区域。关键词底泥污染河涌广州市收稿日期：2005-07-21，修改稿收到日期：2005-08-16老城区124.093.9天河区175.7125.2黄埔区268.8166.9开发区72.731.3芳村区4916.54318.5海珠区6722.66226.7白云区8729.37632.8花都区113.741.7番禺区93.031.3南沙区62.020.9增城市31.010.4从化市31.010.4区域采样点/个比例/%调查河涌/条比例/%合计297100232100表1广州市河涌底泥现状调查采样点布设情况注：本文中老城区指荔湾、东山、越秀区，开发区指广州开发区，南沙区为南沙开发区。220卷4期2.2采样方法与分析项目采样使用自制柱状采样器或掘斗状采样器，按沉积厚度采集河涌表层沉积物混合样，其中有机物分析项目样本用玻璃瓶采集。分析项目分为基本项目和特定项目，共36项。基本项目主要是了解底泥的组成与物理性状及某些基本化学性质，共6项；特定项目是仅对部分采样点的底泥进行分析的项目，按区域常见性、代表性及重要性程度分为2级，共30项。具体项目名称及采样数量见表2。分析方法采用国家标准方法或环保、农业行业标准方法，限于篇幅不再列出。3分析与评价结果3.1沉积状况与物理性状调查表明，广州市河涌均有不同程度的淤积，表层沉积物厚度范围为0.005~1.8m，平均厚度为0.36m，多数（约75%）不到0.5m。总的来看，较大、较长的河涌以及河涌下游段沉积的底泥较厚。河涌表层沉积物主要呈泥砂浆状，没有形成明显的结构体，只有少数沉积较厚些的采样点的沉积物呈不很明显的上粘下砂的质地分层结构。河涌底泥质地总体上属偏砂，其砂粒平均含量达431.31g/kg，是粘粒含量的2倍（见表3）。若以美国土壤质地标准分类，则可将广州市河涌底泥质地分为砂土、壤质砂土、壤土、砂质壤土、粉砂壤土、粘壤土、砂质粘壤土、粉砂质粘壤土和粉砂质粘土共9种类型。其中，底泥属砂土类的占16.5%，属壤土类的占82.2%，属粘土类的占1.3%（见表4）。广州市河涌底泥的密度范围为0.57~1.55g/cm3，平均密度仅为1.01g/cm3，比较疏松，这与有机质含量较高紧密相关。河涌底泥含水率一般处于基本饱和状态。这里所指的含水量，是样本采集后，部分重力水自然流失后的含水量，可以作为河涌清淤时的底泥初始含水量。广州市河涌底泥平均初始含水量为52.6%，范围为15.0%~88.0%。3.2化学组成、性质与污染现状3.2.1酸碱性（pH值）广州市河涌底泥主要呈中性（pH值为6.5~7.5）及微碱性（pH值为7.5~8.5），两者比例分别为67%和28.6%，pH值＜6.5和pH值＞8.5的样本只占4.4%。广州市河涌底泥pH最小值为5.1，最大值为9.5。由于广州市河涌底泥pH值多在6.5以上，因此，有利于重金属保持结合状态而不溶出，降低重金属污染影响。3.2.2有机质与植物营养盐广州市河涌底泥有机质含量为1.6~191.4g/kg，平均为51.5g/kg；有机碳含量为10.95~111.04g/kg，平均为29.89g/kg。河涌底泥有机质和有机碳含量较项目调查与分析项目样本数/个基本淤积厚度、含水率、粒径分布/颗粒组成、密度、pH值、有机质/有机碳297特定Ⅰ级：一般性化学污染项目（石油类、挥发酚、硫化物、氰化物、氟化物）Ⅰ级：重金属（As、Cd、Cr、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni的固相总含量）Ⅰ级：植物养分和营养盐（TN、NH3-N、NO2-N、NO3-N；颗粒磷/全磷、溶解性磷/速效磷；全钾和速效钾）域级：难降解有毒有机物（DDT、六六六、PCBs、PAHs）域级：无机矿物质（Fe、Al、Ca、Si的氧化物）域级：病原微生物污染指标（大肠杆菌）5320表2河涌底泥采样分析项目与样本数量表3广州市河涌底泥不同粒径颗粒含量状况g/kg＞3.0mm砾石0.00400.3039.592.0~3.0mm粗砂0.00176.308.060.05~2.0mm砂粒24.32943.94431.310.002~0.05mm粉粒4.29794.21350.80分级质地最小值最大值平均值＜0.002mm粘粒33.63458.28217.89表4广州市主要河涌底泥质地分布情况砂土3511.8壤土3712.5砂质壤土4715.8粉砂质壤土4816.2粘壤土4816.2砂质粘壤土258.4质地类型质地命名个数/个比例/%壤质砂土144.7砂土类粉砂质粘壤土3913.1壤土类粘土类粉砂质粘土41.3297100全市广州环境科学320卷4期高，均接近广州近郊菜园土含量水平，约为广州土壤背景值的2倍[1]（见表5），土壤有机质肥力评价表明其有机质含量水平属于丰富至极丰富水平，缺乏的只占9.1%。以水体底质有机污染临界值（即有机质＞34g/kg，有机碳＞20g/kg）[2]评价，受有机质污染的样点比例为61.6%，其中，重污染的为26.3%，重污染水平相当于我国疏浚物海洋倾倒分类评价上限（疏浚物海洋倾倒分类评价指《疏竣物海洋倾倒分类和评价程序》（国海环字［2002］398号）），即有26.3%的样本因有机污染构成河涌淤泥海洋倾倒处置的障碍（见表6）。可见，广州市河涌底泥受有机废物污染比较严重。广州市河涌底泥的氮、磷、钾总量及有效态的含量均较高，其水平与菜园土相近[3]（见表7），受河涌水体营养盐污染影响明显。参照土壤养分等级划分标准进行的底泥养分水平评价表明，广州市河涌底泥中总N、总P含量达丰富水平的样点分别占56.6%和54.7%，K含量主要集中在中等水平；有效养分N、P、K达丰富水平的均超过60%。营养处于缺乏水平的最高为总P这1项，其比例也仅占15%（见表8）。因此，广州市河涌底泥富营养化程度比较严重。有机质51.526128.450.828.81河涌底泥广州土壤背景值[1]污水厂污泥[1]菜园土[1]水稻土[1]有机碳29.8915.2975.5329.8816.94表5广州市河涌底泥等有机质与有机碳平均含量g/kg指数分级P≤11＜P≤1.51.5＜P≤2P＞2污染程度未污染轻污染中污染重污染样点数/个比例/%样点数/个比例/%样点数/个比例/%样点数/个比例/%有机质含量0~3434~5151~68＞68分布11438.46020.24515.27826.3表6广州市河涌底泥有机质污染程度状况g/kg平均值2.532.1616.2355.15187.71209.970.624.13项目总Ng/kg总Pg/kg总Kg/kg有效Pmg/kg有效Kmg/kgNH3-Nmg/kgNaNO2mg/kgNaNO3mg/kg菜园土[3]1.13~3.421.00~1.7013.0~18.027~8545~100———表7广州市主要河涌底泥氮、磷、钾含量与组成状况级别丰富中等缺乏丰富中等