农村污水治理是农村环境治理的重难点之一。黑臭水体水质净化技术种类较多，按治理方式可分为原位修复和异位净化技术两类，根据治理原理可分为物理修复技术、化学修复技术和生物—生态修复技术3类[1]。除了以上常规技术，小微黑臭水体治理出现了一些新的技术。例如，商放泽等[2]采用新型光催化氧化方法进行了小微黑臭水体治理研究，该技术无需清淤即可实现原位修复；王顺永等[3]采用新型磁性絮凝剂进行了黑臭水体治理应用研究，表明磁处理技术具有占地面积小、絮凝沉降性能好和易反复利用等优点。因农村地理环境及水体污染情况较复杂，小微黑臭水体治理技术方法有一定的局限性，导致农村污水治理效果不稳定。因此，针对农村小微黑臭水体的生态修复模式的研究具有积极的意义。本文分析农村小微黑臭水体的成因与常见的治理技术，并通过F市农村小微黑臭水体修复示范实践，展开调查分析，探究其生态修复技术体系及实施效果，为相关地区农村小微黑臭水体的治理提供参考。
1 农村小微黑臭水体的成因与修复技术
1.1 农村小微黑臭水体的成因
水体黑臭主要由外源污染物排入、内源底泥污染物释放及水体流动性差等引起[4]。大量或持续外源性污染物如生活污水、畜禽粪便等输入水体，有机物好氧分解大量消耗水体内氧气[5]，而复氧速率较慢，水体溶解氧得不到有效补充，水体逐渐呈厌氧状态，有机物在厌氧环境下被分解成发黑发臭物质，导致水体黑臭[6]。黑臭水体中致黑物质主要由吸附了硫化亚铁（FeS）、硫化锰（MnS） 等化合物的悬浮颗粒物和有色腐殖质类化合物组成；黑臭水体中致臭物质主要由硫化氢（H2S）、氨（NH3）、硫醚类化合物和多种醇类异臭物质等组成。农村小微黑臭水体类型主要为水体面积较小的坑塘和沟渠，为死水且水量较少。农村小微水体外源污染源主要有农村生活污水、畜禽养殖废水、水产养殖废水、工业废水和种植业面源污染5类[7-8]。
1.2 黑臭水体修复常用技术
黑臭水体水质净化技术种类较多，从治理原理划分主要有物理修复技术、化学修复技术以及生物—生态修复技术3类。
1.2.1 物理修复技术
物理修复技术主要通过物理或机械方法修复污染水体。常用的物理修复技术主要有以下3种。（1）补水稀释技术，通过补水工程从其他水域调入较好水质的水，对原黑臭水体进行稀释从而降低污染物浓度。例如，杭州西湖通过引入钱塘江水进行水体治理，引水后西进区水体的总磷浓度下降较快[9]。（2）掩蔽技术，指在河湖底部上层放置覆盖物以隔绝底泥与上层水，防止河湖底部底泥中污染物释放到上层水体中。如百花湖采用原位掩蔽技术进行了修复，对抑制底泥中汞释放具有较好的效果[10]。（3）底泥疏浚，指通过清除河湖底部底泥，降低河湖中的污染物浓度，使水质得到改善。采用底泥疏浚技术进行治理的河湖较多，如诸青等[11]研究了南漪湖生态清淤试验方案，结果表明采用“表层底泥清淤疏浚+深层疏浚”的方案，可满足水质达标要求。
1.2.2 化学修复技术
该技术通过将化学试剂投放到污染水体，利用化学修复剂与污染物发生氧化、还原、吸附、沉淀、聚合或络合等反应，使污染物从水体中分离、降解、转化或稳定为低毒、无毒、无害等物质，或形成沉淀，达到净化水体的目的。常用的化学修复技术有以下3种。（1）混凝沉淀法，指将混凝剂投放至污染水源，使漂浮物沉底，从而使水体污染物含量降低。戴林明等[12]采用Ca（OH）2-FeSO4混凝沉淀法进行脱除钨冶炼废水中的氟、磷与砷研究，得出该方法相较于分步除杂具备除杂效果好、反应时间短和试剂用量少等优势。（2）化学除藻法，指将杀藻剂等投放至污染河流、湖泊中，以除去藻类。（3）重金属固定法，主要适用于重金属含量较高水体，是一种主要针对重金属污染水体的净化技术。
1.2.3 生物—生态修复技术
该方法利用水生植物根系对污染物进行吸收，以及通过水体微生物分解和降解污染物，主要有以下3种。（1）植物修复法，利用挺水、浮水和沉水植物的根系吸收水体及底泥中的氮、磷和重金属离子等污染物质。（2）微生物制剂修复，指通过人为投放微生物制剂，以提高微生物数量的方式强化水体微生物对污染物的降解能力。刘银洁[13] 采用生物膜结构与水体中的有机物交融方法进行生物好氧层中的链球菌分解水体中有机物研究，表明该方法在实际应用中对水体的净化效果较佳。（3）人工浮岛技术，指在浮岛上固定水生植物，通过植物根系吸收水体中的氮、磷，以及根系微生物对污染物的降解作用，达到去除氮、磷污染的目的。
2 农村小微黑臭水体修复实践
黑臭水体的修复方法多样，一般分为物理修复方法、化学修复方法及生物—生态修复方法等。物理修复方法通常具有明确且相对简单的操作步骤，便于工程实施；该方法需借助大型设备或进行大量物质搬运，导致成本上升。化学修复方法通过化学反应快速去除或降低污染物毒性，可以处理多种类型的污染物，包括重金属和有机物等；但化学试剂残留或处理不当可能导致二次污染。项目修复工程实践中主要采取了生物—生态修复技术方法。该技术因其环境友好、成本低廉、可持续性、高效性、广泛适用性以及促进生物多样性等优点，成为解决环境问题的有力工具。
2.1 水塘水体状况
对编号为1#、2#、5#、6#、7#和10#的6个水塘进行水生态修复研究，水塘分布如图1所示。
通过现场调查，发现这些水塘塘底淤泥淤积过厚，水体富营养化较严重，大部分水塘的水体呈浅绿色，6#和7#塘水体呈黑色（表1）。6个水塘的总面积共20 099.08 m2，均受到不同程度污染，属于藻型浑水状态，水体生态结构不健全，自净能力有限，在大量生活污水流入水体的情况下，水体呈高度富营养化状态，出现较严重的藻类水华。
表1 各水塘基本情况 |
| 水塘编号 | 面积/m2 | 水深/m | 水体情况 |
|---|---|---|---|
| 1# | 5 979.24 | 0.7～1.5 | 藻型混水状态，缺乏沉水植物的调节，透明度不高，有大量杂鱼。塘底淤泥深约1 m |
| 2# | 3 663.66 | 0.3 | 藻型混水状态，缺乏沉水植物的调节，透明度不高。塘底淤泥深约1 m |
| 5# | 2 786.38 | 0.5 | 藻型混水状态，水体富营养化严重，透明度差。塘底淤泥深约1 m |
| 6# | 4 251.21 | 0.3 | 黑臭，悬浮物较多，感官效果差。塘底淤泥深约1 m |
| 7# | 1 802.06 | 0.3 | 氨氮及亚硝酸盐含量超标，水体黑臭，透明度及感官效果差。塘底淤泥深约1 m |
| 10# | 1 616.53 | 0.2 | 水体中大薸繁殖过盛，缺乏必要的浮游动物，能见度低。塘底淤泥深约1 m，大量垃圾沉积 |
各水塘水质调查参照文献[14]进行，结果如表2所示。参照湖泊富营养化评价方法及分级标准[14]，总磷（TP）浓度大于0.10 mg/L的为富营养型湖泊，TP在0.01～0.10 mg/L为中营养型湖泊，TP小于0.01 mg/L为贫营养型湖泊），可以看出6个水塘的水体中总磷浓度均大于0.10 mg/L，水体均呈富营养化。水塘水体中溶解氧（DO）浓度低，水色偏绿，若不及时对水塘水体采取修复措施，污染物的持续排入会导致水中营养盐增多，进而可能导致水华。《农村黑臭水体治理工作指南（试行）》[15]规定通过水质监测判定水体是否黑臭，其水质监测指标包括透明度（SD）、DO和氨氮（
-N）3项指标，其中任意1项指标不达标即判定为黑臭水体。黑臭水体指标阈值为SD<25 cm（水深不足25 cm时，透明度按水深的40%取值），DO<2 mg/L，
-N>15 mg/L。根据表2中SD、DO和
-N 3个指标的检测结果，可判定水塘水体均为黑臭水体。
-N）3项指标，其中任意1项指标不达标即判定为黑臭水体。黑臭水体指标阈值为SD<25 cm（水深不足25 cm时，透明度按水深的40%取值），DO<2 mg/L， -N>15 mg/L。根据表2中SD、DO和 -N 3个指标的检测结果，可判定水塘水体均为黑臭水体。表2 各水塘水质检测结果 |
| 水塘编号 | |  -N | 总磷（TP） | 悬浮物（SS）/（mg/L） | | 透明度（SD）/cm |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1# | 47 | 6.01 | 0.36 | 77 | 0.78 | 20 |
| 2# | 48 | 3.63 | 0.58 | 24 | 0.94 | 15 |
| 5# | 78 | 2.79 | 1.18 | 32 | 0.82 | 16 |
| 6# | 48 | 8.98 | 1.27 | 30 | 0.56 | 15 |
| 7# | 76 | 5.73 | 0.92 | 28 | 0.45 | 10 |
| 10# | 35 | 3.78 | 0.46 | 33 | 0.62 | 10 |
2.2 水塘水体修复方案
现场调查发现，生活污染为水塘水体的主要污染来源。污染源控制是前提，水质达标的保证是水质治理技术。通过外源截污防止外来的各种污染物直接或间接进入水体，底泥疏浚、垃圾清理等内源污染控制措施进行污染源控制；水质治理技术主要采用生物—生态修复技术，通过生态和生物净化使溶解性有机物分解。整个治理实施内容包括截污预处理站点建设及水塘生境营造、水生植物生态系统带构建和生物滤墙净化系统构建等，构建“截污控源+沉水、浮水、挺水植物生态系统+生物滤墙”生物—生态修复技术体系。
2.2.1 生活污水截污
生活污水一体化处理是一种高效、集成的污水处理方案。生活污水一体化处理设备常采用生物膜法，特别是缺氧+好氧（A/O）处理工艺。该工艺结合了缺氧与好氧两种生物处理过程，通过推流式生物接触氧化池进行处理。设备内部包含初沉池、I级和II级接触氧化池、二沉池和污泥池等组件（图2），实现污水的全面处理。其中，初沉池用于去除污水中的大颗粒悬浮物；接触氧化池包括I、II级接触氧化池，是生物处理的核心部分，通过鼓风曝气使微生物与污水充分接触，去除污水中的有机物和营养物质；二沉池用于沉淀和分离接触氧化池中的污泥；污泥池收集和处理二沉池产生的污泥。经试验分析一体化设备对农村生活污水各项指标的去除率较高，化学需氧量（COD）平均去除率8.41%，
-N平均去除率98.40%，TP平均去除率95.54%，总氮（TN）平均去除率91.92%。这表明，AO一体化设备在处理农村生活污水方面表现出色，对主要污染物如有机物、
-N、TP和TN等均具有较高的去除率。在实际应用中，需根据具体情况进行合理选择设备结构形式（地埋式或地上玻璃钢结构）和放置位置，以确保达到最佳的去除效果。
-N平均去除率98.40%，TP平均去除率95.54%，总氮（TN）平均去除率91.92%。这表明，AO一体化设备在处理农村生活污水方面表现出色，对主要污染物如有机物、 -N、TP和TN等均具有较高的去除率。在实际应用中，需根据具体情况进行合理选择设备结构形式（地埋式或地上玻璃钢结构）和放置位置，以确保达到最佳的去除效果。
2.2.2 塘底清淤
塘底清淤是一项重要的水体维护措施，通过去除水塘中的淤泥、沉积物和其他杂质，来改善水质、恢复水体的自净能力。塘底清淤采用机械清淤，并辅以人工清淤。通过试验分析得出，各水塘淤泥中有机物的含量占淤泥样品质量的70%～80%，淤泥的湿密度为1.34 g/cm³。根据公式有机物质量（kg）= 淤泥密度（kg/m³）× 淤泥体积（m³）× 有机物含量（%），可以计算出每立方米淤泥中的有机物质量。通过计算，此次水塘清淤可以清除的有机物污染物的量为5 655.88～6 463.86 kg，可见，塘底清淤措施可以明显降低水体受到的内源污染影响（表3）。
表3 清淤及底改情况 |
| 村塘编号 | 清淤和底质改良面积/m2 | 清淤厚度/m | 清淤量/m3 |
|---|---|---|---|
| 合计 | 20 099.08 | / | 6 029.724 |
| 1# | 5 979.24 | 0.3 | 1 793.772 |
| 2# | 3 663.66 | 0.3 | 1 099.098 |
| 5# | 2 786.38 | 0.3 | 835.914 |
| 6# | 4 251.21 | 0.3 | 1 275.363 |
| 7# | 1 802.06 | 0.3 | 540.618 |
| 10# | 1 616.53 | 0.3 | 484.959 |
2.2.3 水生植物生态系统构建
陈金焕[16]采用室内实验方法进行水生植物净化能力研究，得出水生植物具有显著的净化能力：挺水植物美人蕉对TP的去除效率达95.9%，芦苇对TP的去除率为73.5%，千屈菜对TN和
-N的去除效率分别为97.9%和99.0%；沉水植物黑藻、眼子菜等对
-N的去除率均能达到95%左右；浮水植物睡莲对TN去除率为81.9%。水生植物通过吸收、富集、过滤、吸附、沉降、竞争、抑制、氧气释放、微生物协同以及生物多样性提升等多种机制，对水体产生了显著的净化效果。这些机制共同作用，使得水生植物成为水生态修复中的重要组成部分。
-N的去除效率分别为97.9%和99.0%；沉水植物黑藻、眼子菜等对 -N的去除率均能达到95%左右；浮水植物睡莲对TN去除率为81.9%。水生植物通过吸收、富集、过滤、吸附、沉降、竞争、抑制、氧气释放、微生物协同以及生物多样性提升等多种机制，对水体产生了显著的净化效果。这些机制共同作用，使得水生植物成为水生态修复中的重要组成部分。水生植物生态系统的构建是一个综合性的过程，旨在通过合理搭配和配置不同生长习性的水生植物，以形成一个稳定、健康且具有自净能力的水生生态系统。在构建水生植物生态系统前，需对水塘进行排水，清除底部的垃圾、杂草等杂物，并对底泥进行消毒和活化处理，以改善底泥的生态环境，提高水生植物的成活率。根据目标池塘或水体的生态条件，选择适宜的沉水植物、浮水植物和挺水植物。常见的沉水植物有苦草、黑藻和金鱼藻等；浮水植物有睡莲、浮萍等；挺水植物有美人蕉、菖蒲和再力花等。在沉水植物生长逐步茂盛后，可以投放适量的水生动物，依次投放滤食性鱼类（白鲢和花鲢）、肉食性鱼类（乌鳢）、底栖动物（螺贝类）和虾类等进入水塘，以构建完整的生态系统，进一步增强水体的自净能力，提升生态系统的稳定性。水生动物放养需充分考虑物种的配置结构（营养结构和时空结构），掌握放养情况，包括种类、个体尺寸、生活习性、适应季节和数量等。水生植物系统构建区常见水生植物的布置密度如表4所示。水生植物的布置密度需综合考虑多种因素，在实际应用中，应根据具体情况进行灵活调整以达到最佳效果。
表4 水生植物布置密度 |
| 类型 | 植物种类 | 规格 | 种植密度/（丛/m2） |
|---|---|---|---|
| 沉水植物 | 矮生苦草、金鱼藻和伊乐藻 | 4株/丛，株高大于20 cm，有完整的根系 | 20 |
| 浮水植物 | 睡莲 | 3株/丛，株高大于20 cm，有完整的根系 | 3 |
| 挺水植物 | 再力花、千屈菜、菖蒲和鸢尾 | 3株/丛，株高大于20 cm，有完整的根系 | 9 |
2.2.4 生物滤墙技术
生物滤墙技术利用填料、微生物和植物对污水中的有机物、氮和磷等污染物进行降解和转化，达到净化水质的目的。该技术的作用原理为污水水流从滤墙一侧流入，利用滤墙中的填料、微生物和植物经物理沉淀、过滤吸附和微生物降解等多种作用除去水流中的有机和无机污染物，修复水体从滤墙另一端流出[17-18]（图3）。由于部分农村地区污水收集和处理系统建设不完善等，生活污水易流入坑塘沟渠；雨水也会带动生活污水、畜禽养殖废水等流入坑塘沟渠。骆其金等[19]采用人工湿地与可渗透反应墙组合工艺进行污染河水处理研究，得出该组合工艺对COD、TN和TP的平均去除率分别为55.09%、42.15%和82.91%。实践表明，生物滤墙可以有效阻截雨水冲刷污染物，减少雨水冲刷外源污染物造成的水体污染。
2.3 水塘水体生态修复效果
水塘水体生态修复效果的评价通常基于多个维度和指标，以下是对水生态修复效果进行清晰分点表示和归纳：DO增加，水体的富营养化状态得到改善；鱼类数量增加，底栖动物多样性提高；有机物含量降低，沉积物厚度减少。通过对1#、2#、5#、6#、7#和10#共6个水塘进行生态改造修复，实现了以下治理目标：在与外界水体无任何接触，只依靠降水作为补水的条件下，景观水体水生态系统稳定后的水体清澈见底；水质达到GB3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水标准；杜绝了藻类水华的暴发；提高了水系生态植被覆盖率，很大程度上提升了周边的景观效果；增加了水生动植物多样性，建立了更加健全的水生态系统。最终实现水清、草靓，水生态景观和生态功能恢复的治理目标。
3 结语
本文分析了农村小微黑臭水体的成因与常见治理技术，并通过修复示范工程实践，探究了小微黑臭水体生态修复技术体系和实施效果。农村小微水体黑臭的成因主要有外源污染物排入、内源底泥污染物释放和水体流动性差等，外源污染源主要有农村生活污水、畜禽养殖废水、水产养殖废水、工业废水和种植业面源污染5类。黑臭水体水质净化技术种类较多，从治理原理划分主要有物理修复技术、化学修复技术以及生物—生态修复技术3类。F市农村小微黑臭水体生态修复示范工程实践，形成了“截污控源+沉水、浮水、挺水植物生态系统+生物滤墙”生物—生态修复技术体系，该技术体系对农村污水生态修复效果较好，显著提升了水质和生态环境质量。本文为相关地区农村小微黑臭水体的治理提供参考。