郑州城市内河黑臭水体中新型污染物的赋存特征及去除技术探索

摘要：着眼于郑州城市内河黑臭水体的本研究，对新型污染物赋存特征展开深入探究。经多个采样点分析确定其浓度、时空分布以及与常规污染物关系，通过生态风险评估展现潜在威胁并探寻传统与新型去除技术，案例显示成效显著的新型技术可为郑州内河黑臭水体治理提供坚实助力。

关键词：郑州内河；黑臭水体；新型污染物；赋存特征；去除技术

引言：

郑州城市内河作为城市生态的重要组成部分，对于保持生态平衡具有重大意义。然而当前内河黑臭水体问题严峻，在新型污染物方面的研究相对匮乏。深入钻研其赋存特征与去除技术是本研究的目的，为内河治理提供有力支持。

一、郑州城市内河黑臭水体现状

郑州城市内河纵横交织贾鲁河、金水河等共同构成了城市水系网络，其对调控城市微气候、保持生态平衡意义重大，同时也是城市景观以及居民休闲的重要依托。然而内河黑臭问题十分严峻，大量未经有效处理的生活污水、工业废水，携带着高浓度的有机物、氮磷等污染物流入内河超过了水体自净能力，而污水直排就是造成这一情况的主要原因。由于底泥长期处于淤积状态，积聚在其中的污染物在厌氧环境下发生分解从而释放出硫化氢等致使水体发臭的物质。部分内河还存在水流缓慢、水动力不足的问题这使得水体循环不顺畅，难以有效补充溶解氧进而加重了黑臭的状况。在航运较为频繁的区域船舶出现油污泄漏、垃圾倾倒等现象，让内河水质恶化的情况更为严重。当前内河部分河段水体发黑发臭，水生生物数量大幅减少周边居民生活受到干扰，城市生态环境与形象严重受损迫切需要得到有效的治理[1]。

二、郑州城市内河黑臭水体中新型污染物的赋存特征

2.1 采样点设置与样品采集

为精确探寻郑州城市内河黑臭水体里新型污染物的赋存特征，在进行采样点布局时充分考虑了内河的复杂环境。在贾鲁河上游的水源保护区设置 3 个采样点，以此监测水源受新型污染物最初影响的程度。在中游的工业聚集区由于化工、制药企业较为密集，故而每隔 2 公里设置 1 个采样点总共设置了 5 个，主要是为了追踪工业排污所带来的新型污染物的踪迹。在下游人口密集的城镇段，依据生活污水排放口的分布情况设置4个采样点。金水河等其他内河照此方式，同样设置了 20 个采样点。水样采集于水体表层下 0.3 - 0.5 米的位置采用经过严格校准的有机玻璃采水器，每个采样点采集 3 次并进行混合以此确保水样具有代表性。对于底泥采样运用重力柱状采样器获取 0 - 30 厘米深度的泥样，采样结束后迅速将样品冷藏，并在 4 小时内送往实验室全程确保样品的稳定性。

2.2 检测分析方法

针对采集到的各类样品运用先进精确的检测技术展开分析，针对水样中的持久性有机污染物比如多氯联苯（PCBs）这种运用高分辨气相色谱——高分辨质谱联用仪（GC-HRMS）开展检测，该仪器分辨率超 10000能有效分离与定量分析痕量 PCBs。检测前利用固相萃取技术，通过 C18 固相萃取柱富集水样中的 PCBs其回收率可达 70% - 90%。对于内分泌干扰物运用超高效液相色谱——串联质谱仪（UPLC - MS/MS）检测把色谱柱温度优化至 35℃，选用乙腈——水体系作流动相，如此便能精准识别和测定多种内分泌干扰物。处理底泥样品时先经 48 小时冷冻干燥除去水分随后研磨并过 100 目筛，接着利用加速溶剂萃取仪在 100℃、1500 psi条件下萃取新型污染物，最后结合上述仪器进行检测。针对每一批样品都设置空白与加标回收实验，将回收率控制在 80% - 110%以此保障数据准确可靠。

2.3 赋存特征分析

经精细检测分析明确了郑州城市内河新型污染物的存在特性，浓度上水样中抗生素类新型污染物里四环素浓度范围在 50 - 200 ng/L，磺胺类在 30 - 150 ng/L 。底泥中四环素浓度在 100 - 500 ng/g远高于水样，表明底泥是抗生素重要蓄积地。空间分布上工业聚集区河段新型污染物浓度显著高于其他区域，比如 PCBs 浓度是上游水源区的 5 - 10 倍。河流交汇处因水系混合，污染物种类增多呈现复杂的复合污染状况。时间变化方面，夏季受雨水冲刷和农业面源污染影响新型污染物浓度普遍升高；秋季水生植物生长净化部分污染物，浓度有所下降。相关性分析显示新型污染物与氨氮、化学需氧量等常规污染物呈正相关，相关系数在 0.6 - 0.8 之间揭示了它们在来源和环境行为上的联系为治理提供关键依据[2]。

三、新型污染物去除技术探索

3.1 传统污水处理技术对新型污染物的去除效果

在传统污水处理技术体系中，活性污泥法、生物膜法和混凝沉淀法对新型污染物各有处理方式。活性污泥法依靠微生物群体吸附分解有机物对部分新型污染物有去除能力，微生物利用酶促反应将可降解的新型污染物转化为无害物。生物膜法借助载体表面微生物膜因其微生物种类丰富、生态结构复杂，对污水中新型污染物进行截流、吸附与降解。混凝沉淀法通过添加混凝剂，使疏水性新型污染物聚集沉淀改变其物理形态实现分离[3]。

以郑州市一污水处理厂为例，该厂采用活性污泥法处理城市污水。污水流入曝气池与活性污泥混合，曝气使微生物以污水中有机物和部分新型污染物为营养源代谢。比如处理抗生素类的磺胺甲恶唑进水浓度约 120 ng/L经 8 小时曝气处理，微生物分解转化后在二沉池沉淀分离出水浓度降至约 30 ng/L，去除率约 75%。处理中工作人员监测关键指标，及时调整曝气强度和回流污泥量，确保处理效果稳定彰显活性污泥法去除特定新型污染物的实际能力。

3.2 新型去除技术研究进展

在新型污染物去除技术范畴内，高级氧化技术依靠强氧化性自由基对污染物进行高效分解。例如芬顿氧化通过亚铁离子与过氧化氢发生反应生成羟基自由基，进而能够把难降解的新型污染物氧化成为小分子物质。膜分离技术借助具有特殊孔径的膜，根据分子大小的不同来达成污染物的截留，其操作过程简便而且分离效果稳定。生物强化技术指的是往处理体系中投入特效微生物，以此增强对特定新型污染物的降解能力。

在郑州一工业园区的污水处理项目里，针对废水中的持久性有机污染物多氯联苯（PCBs）运用生物强化技术。先是挑选出对PCBs具备高效降解能力的菌株并接着在实验室开展扩大培养工作，然后将培养好的菌剂依照一定比例投放至生物处理池中且在处理期间即时监测微生物活性和PCBs浓度。使得最初浓度为80μg/L的废水中PCBs历经20天生物强化处理后降低到10μg/L，去除率高达87.5%，明显提升了对新型污染物的处理成效并给郑州内河相关污染物处理提供了参考。

结语：

本研究明确了郑州城市内河黑臭水体里新型污染物的存在特性，对其生态风险进行评定，同时探寻了有效的去除技术为内河治理提供坚实依据。然而该研究仍存在一定局限性，未来需要深入开展技术方面的研究工作强化多领域之间的协同合作，以此推动内河生态修复。

参考文献：

[1]刘畅.太湖流域工业污染治理技术评估及其微塑料污染赋存特征研究[D].上海市：华东师范大学，2022.DOI：10.27149/d.cnki.ghdsu.2022.000435.

[2]韩沂伶，吴东海.水环境中微塑料的赋存特征及控制技术研究进展[J].环境科学与技术，2021，44（09）：7-16.DOI：10.19672/j.cnki.1003-6504.0258.21.338.

[3]薛扬扬.珠江三角洲典型河涌黑臭水体污染特征及生态浮岛原位修复技术研究[D].广东省：华南理工大学，2022.DOI：10.27151/d.cnki.ghnlu.2022.001472.