竺山湾流域河湖系统污染物总量控制研究

复杂河湖系统的总量控制需考虑河湖双重控制目标,以太湖西北部竺山湾流域为研究对象,运用排污系数法计算了区域内的入河污染负荷;构建了一维河网和二维湖体水环境数学模型,对水环境数学模型进行了率定;基于多重目标的河网水环境容量计算方法,计算了河网水环境容量,并分配至各控制单元;定量分析了各控制单元各污染物总量达标情况下的削减量及削减率。结果表明:竺山湾流域COD削减量为834.4 t,削减率为13.8%;氨氮削减量为226.1 t,削减率为36.5%;总氮削减量为724.8 t,削减率为55.2%;总磷削减量为108.9 t,削减率为73.4%。论文成果对于开展竺山湾流域污染物总量控制和水环境保护具有重要指导意义,同时为类似的河湖系统水污染物总量控制提供借鉴。     

汉江中游水污染规律与控制方案研究

汉江中游是汉江流域的重要区段和历史文化名城襄樊市所在地,其水环境保护意义重大。干流襄樊市区上游水质良好,为Ⅱ-Ⅲ类;干流宜城段及除清溪河外的所有支流均污染严惩。“九五”期间工业COD重于生活COD,占61.8%(1998)。预测“十五”期间生活COD重于工业COD,占58.92%;污染负荷集中于襄樊市区、枣阳、襄阳三个流域段,共占COD总负荷的75.32%(1998);制浆造纸业COD在工业源中占49.96%(1998)。治理6家重点工业源排污大户共需资金9300万元,削减COD17726t/a。在工业源全面达标排放的基础上,“十五”期间安排了治理生活污水含A、B、C三种项目类型的三个工程方案。第一方案突出了襄樊市区、枣阳、老河口三市的生活污水治理,“十五”期间投资4．8亿元,削减COD17000t/a,实现汉江中游全流域2005年的水质目标,第二方案总投资6．98亿元,削减COD25500t/a,保证汉江中游全流域稳定地达水质目标;第三方案总投资7．58亿元,削减COD29100t/a,为汉江中游水质进一步改善提供条件。建议保证第一方案,创造条件部分实施第二、第三方案。     

汉江中游水污染规律与控制方案研究

汉江中游是汉江流域的重要区段和历史文化名城襄樊市所在地 ,其水环境保护意义重大。干流襄樊市区上游水质良好 ,为Ⅱ～Ⅲ类 ;干流宜城段及除清溪河外的所有支流均污染严重。“九五”期间工业COD重于生活COD ,占 6 1.8% (1998)。预测“十五”期间生活COD重于工业COD ,占58.92 % ;污染负荷集中于襄樊市区、枣阳、襄阳三个流域段 ,共占COD总负荷的 75.32 % (1998) ;制浆造纸业COD在工业源中占 4 9.96 % (1998)。治理 6家重点工业源排污大户共需资金 930 0万元 ,削减COD 1772 6t/a。在工业源全面达标排放的基础上 ,“十五”期间安排了治理生活污水含A、B、C三种项目类型的三个工程方案。第一方案突出了襄樊市区、枣阳、老河口三市的生活污水治理 ,“十五”期间投资 4 80 0 0万元 ,削减COD 170 0 0t/a ,实现汉江中游全流域 2 0 0 5年的水质目标 ;第二方案总投资 6 980 0万元 ,削减COD 2 550 0t/a ,保证汉江中游全流域稳定地达水质目标 ;第三方案总投资7580 0万元 ,削减COD 2 910 0t/a ,为汉江中游水质进一步改善提供条件。建议保证第一方案 ,创造条件部分实施第二、第三方案     

水污染物总量控制目标分配研究——考虑主体功能区环境约束

随着污染物总量控制手段在我国的不断推进与深化,不同区域间污染物总量控制目标的公平合理分配方法是目前污染物总量管理研究的热点。文章从公平性的角度出发,充分考虑社会经济发展水平、水污染物削减潜力、主体功能区类型环境目标约束、水环境质量及资源禀赋等方面的差异,构建国家水污染物总量控制目标分配指标体系,利用熵值法与改进等比例分配相结合的方法对2015年国家COD和氨氮总量控制目标进行省级行政单元分配。结果显示,COD和氨氮在各省市自治区的削减目标分配特征基本一致,但削减率存在明显的地区差异。削减率较高的地区主要集中在东部的北京、天津、上海、河北、山东、浙江和广东等地以及中西部的山西、陕西、宁夏和青海等部分地区,其COD和氨氮削减率高于全国平均削减率,分别介于9.1%-14.1%和11.0%-21.8%,这主要与其主体功能区的发展要求、经济发展水平、污染治理水平和水环境质量状况等因素有关。削减率较低的地区主要集中在西部的西藏、新疆、甘肃、贵州和云南等地以及东部的福建和江苏等部分发达地区,其COD和氨氮削减率低于全国平均削减率,分别介于4.7%-7.7%和6.6%-9.5%。其中,西部五省区较低的削减率与其较小的水环境压力、较高的主体功能区环境目标约束有关,东部两省因其污染治理水平较高,削减率略低于全国平均削减水平。从COD和氨氮分配结果来看,符合不同主体功能区类型对水环境质量的要求以及污染减排的最终目的。该分配方法体系,在考虑公平的基础上同时兼顾了地区之间的差异性,为我国在不同区域间进行污染物总量控制目标分配提供了新的思路,对于实现不同地区间协同控制以及水环境质量的改善具有重要的指导意义。     

基于控制单元的水环境容量核算研究——以锦江流域为例

水环境容量核算是流域水环境容量总量分配的重要依据，关系到流域水质目标的实现。控制单元作为流域水环境管理的一个基本实施单位，以其为基础开展水环境容量核算，对于科学制定控制单元容量总量分配具有重要意义。以江西省锦江流域为例，根据水环境容量核算的基本原理，结合锦江流域的污染状况、水质现状和水环境功能区划，对流域各控制单元COD和氨氮的水环境容量进行分析，结果表明，控制单元的水环境容量与其内排污口的分布及功能区水质目标密切相关，COD的水环境容量以高安控制单元的最大，为 21 811 t/a；其次为上宜控制单元，为 21 168 t/a；再次为新丰控制单元，为 14 493 t/a；万载控制单元的最小，为 7 607 t/a。氨氮的水环境容量在各控制单元的分布特征与COD的略有不同，以上宜控制单元的最大，为790 t/a；其次为高安控制单元，为664 t/a；再次为新丰控制单元，为462 t/a；万载控制单元的最小，为303 t/a     

基于水功能区纳污能力的攀枝花限制排污总量研究

实施水功能区限制纳污红线管理,控制陆域范围污染物排放总量,是保障水功能区水质达标的根本途径。针对现有水功能区划分及管理偏重考虑水体自然属性和完整性,缺乏与行政区划、陆域污染源分布的衔接,提出以水功能区划分成果为基础,综合考虑自然水系、行政区划、污染源分布情况的陆域控制单元划分方法,在此基础上,利用GIS空间分析建立水功能区与陆域控制单元的响应关系,制定基于水功能区纳污能力的陆域污染物限制排放总量方案。以攀枝花市河段为例,将攀枝花市划分为15个控制单元,19个控制子单元进行限制排污总量计算及分配,攀枝花全市COD、氨氮限制排放总量分别为17 437.6 t/a、1 866.0 t/a,与攀枝花市污染物总量控制规划成果基本一致。     

负荷历时曲线法在梁子湖流域污染容量总量控制中的应用

采用负荷历时曲线法(LDC),基于水质保护目标,研究水体纳污能力,确定最大日负荷总量(TMDL)是当前流域污染总量控制的主要方法之一。根据梁子湖高桥河流域控制断面2008~2011年的水文、水质数据,以主要污染物COD为指标,将负荷历史曲线法运用到梁子湖高桥河等子流域污染容量总量控制中,对该流域的最大日负荷(TMDL)变化规律进行分析,提出流域不同水文条件下的污染负荷消减量。研究结果表明:梁子湖水环境受面源污染影响较大。高桥河、徐家港、张家桥港、山坡港、宁港流域,在高流量期实际负荷值均已超出了允许负荷,其削减量分别为61.36、4.33、12.98、3.84、7.13 t/d;徐家港和宁港流域在丰水期实际负荷值也超出了允许负荷,削减量分别为0.16、0.17 t/d。该研究为流域相关管理部门对湖泊水环境的污染控制提供可靠的决策依据。     

辽河流域工业行业污染减排潜力实证研究

随着经济总量的持续增长,降低产污强度,从源头减少污染产生是促进污染减排的重要手段。基于2008年辽河流域工业行业环境统计数据,以COD,NH3-N两项指标为研究对象,识别出7类重点行业,其COD,NH3-N产生量分别占工业产生总量的77%、90%,排放量占工业总量的81%、77%。分析了重点行业的产污强度及末端去除率水平,表明工业行业产污强度高是工业污染严重的主要原因,发展清洁生产具有较大的减排潜力。设计工业行业发展清洁生产情景并测算出到2015年辽河工业的污染物排放情况,结果显示,通过适当限制重污染行业增长速度、重点降低产污强度、适当提高末端去除率,在流域工业行业产值年均增长率14.75%的情况下,2015年工业污染物排放量与2008年相比,COD削减45%-55%,NH3-N削减21%-33%。以此为流域工业污染防治"十二五"规划提供技术支持。     

汉江下游水污染协同控制探讨

以一维河流单种污染物的水污染协同控制理论为基础,以汉江武汉段水质达到国家III级为目的,探讨了河流的水污染控制量。根据各排污口的实测CODCr、BOD5、NH3-N浓度和排放流量,结合河流的流量和水质标准,得出汉江武汉段的水污染协同控制量。计算结果表明,汽配排污口BOD5排放量需削减198 t/a,汉正下河街排污口BOD5排放量需削减617 t/a,其它排污口BOD5排放量在允许值范围以内;各排污口的CODCr排放量均在允许值范围以内;国棉三厂排污口NH3-N排放量需削减57 t/a,汉正下河街排污口NH3-N排放量需削减95 t/a,其它排污口NH3-N排放量在允许值范围以内。该方法充分考虑各污染源合理利用环境的自然降解能力,比简单要求每个污染源都达标排放更合理,对各污染源也更加公平,也容易被排污企业接受,具有一定的实用价值。     

西太湖区域水环境容量分配及水质可控目标研究

西太湖流域产业、人口集聚,水环境污染一直以来是该区域经济可持续发展的制约因素之一,利用2010年的监测数据对西太湖主要入湖河流及湖体的水环境状况进行了分析,通过对研究区域工业点源、城镇和农村生活源、农田面源和畜禽水产污染源排污的分布情况调查,并计算了入河污染物量;利用构建的西太湖区域水量水质数学模型,估算了区域水环境容量,依据水环境功能区的水质目标与水域面积分配到了各市/区,在充分调查现有与规划的各类型污染源总量控制工程措施的基础上,量化出具有空间分布的流域污染削减率,并提出水质可控目标。结果表明:太湖湖体受总氮污染影响总体水质劣于Ⅴ类,研究区域主要入湖河流基本处于Ⅳ类,氨氮超标最严重;进入水体的COD为25 410.2 t/a,氨氮2 795.4 t/a,总氮4 646.4 t/a,总磷313.8 t/a,其中城镇生活源污染物入河量所占的比例最大,各类污染物均在35%~50%,尤以宜兴市和常州武进区负荷较大;各控制单元进入水体的污染物量基本都超过了水环境容量,近期各市/区COD、氨氮、总氮和总磷的削减率分别为8.0%~56.0%,8.0%~62.1%,6.0%~41.8%,8.0%~59.9%,远期污染物削减率更高;最终通过模型推算,定出西太湖湖体各污染因子的可控目标,2015年,COD、氨氮、总氮和总磷分别为4.50、0.80、3.50和0.08 mg/L,2020年进一步达到4.50、0.60、3.00和0.07 mg/L,为西太湖总量控制提供科学依据。     

负荷历时曲线法在赣江流域TMDL计划中的应用

赣江流域是鄱阳湖水系的第一大流域，由于人口密度大、企业多，使得赣江流域的水环境日趋严重。为此，以赣江流域为对象，选择外洲站点为代表性站点，绘制赣江流域污染物的流量历时曲线和负荷历时曲线；并分析污染物最大日负荷的变化特征，赣江流域各月、各季节和各水情期的污染物最大日负荷波动较大，各时间段的污染物最大日负荷呈负偏态分布；最后比较了赣江流域现状负荷通量和允许负荷通量，发现赣江流域总体水质较好，COD有部分盈余，但NH3 N和TP的现状负荷已接近最大允许负荷，尤其在丰水期，说明面源对赣江流域的NH3 N和TP的贡献较大，赣江流域的污染物控制应以面源控制为主     

武汉市后官湖水环境问题和污染防治对策分析

武汉市后官湖因流域城镇化迅速发展,水环境状况日渐恶化。首先对后官湖水质历史和现状分析,得出TP、TN和CODMn为主要超标因子。再结合流域土地利用现状、湖泊污染特征及其行政区划等,将后官湖流域划分成5个污染控制区(H1、H2、H3、H4和H5污染控制区),对各污染控制区中点源、面源污染进行分析,得出点源和农村生活为流域最重要污染源,两源共计排放CODMn、TN、TP和NH3-N占整个流域污染的82.9%,76%,78%和80.8%。污染控制区贡献量中,CODMn最大为H4(25.7%)和H3(23.97%);TN最大为H3(30.28%)和H4(25.31%);TP最大为H4(29.33%)和H2(25.62%);NH3-N最大为H3(31.77%)和H4(24.44%)。单位面积入湖强度中,H3区域CODMn、TN、TP和NH3-N强度最大,分别为35.57t/(a·km2),6.87t/(a·km2),0.85t/(a·km2)和5.57t/(a·km2),表现出污染强度"西低东高"的污染特征。针对上述污染特征本研究提出后官湖流域和各个分区污染防治对策,并对基于流域分区控制下污染物入湖量进行了测算。     

马颊河水系三条河流水质变化及污染物入海通量分析

分析了徒骇河、德惠新河与马颊河2003~2010年入海断面水质变化状况及入海通量的变化趋势。结果表明：徒骇河与德惠新河主要超标污染物为CODCr、CODMn、BOD5、NH3 N、石油类，主要表现为耗氧类有机污染与有机有毒类污染。马颊河主要超标污染物除CODCr、CODMn、BOD5、NH3 N、石油类外，还包括TP与VHB，以上各水质指标浓度分别超过III类水质标准的9、7、12、6、7、9、13倍，表现为耗氧类有机污染、营养盐类污染及有机有毒类污染问题。3条河流中，马颊河污染最为严重。研究期间，除德惠新河的无机无毒类与有机有毒类分类综合污染指数呈一定的上升趋势外，其它类别分类综合污染指数均呈下降趋势，表明3条河流的污染程度有所缓解。徒骇河TN、TP的入海通量总体上呈下降的趋势，其他两条河流污染物的入海通量均有所增加，至2010年，3条河流CODCr、CODMn、NH3 N、TN、TP及石油类入海通量分别为73 871、12 963、1 025、26、69、162 t，16 075、2 997、365、304、13、31 t及51 571、10 801、1 738、626、934、140 t；且3条河流主要污染物入海通量的贡献顺序为徒骇河>马颊河>德惠新河     

长江入海口徐六泾断面2005～2012年水环境因子及入海通量变化特征

分别于2005～2012年的4个季节对长江入海口徐六泾断面水质实施了29个航次的监测。2005、2010和2012年为丰水年,2006、2011年为枯水年,其余3 a为平水年。2005～2012年化学耗氧量（CODCr）的年度平均浓度范围为52～1469 mg/L,氨-氮（NH4 N）为0051～0358 mg/L,总磷（TP）为0069～0255 mg/L,活性磷酸盐（PO4 P）为0044～0098 mg/L,石油类（Oil）为2367～7939 μg/L,铜（Cu）为171～277 μg/L,镉（Cd）为0057～0116 μg/L,砷（As）为234～294 μg/L。引入计算Spearman秩相关系数的方法分析评价指标与时间序列间的相关性,并检验相关系数的显著性意义。评价结果显示,长江入海径流量呈现上升的趋势,但趋势不显著。年平均浓度呈上升趋势的污染因子水质要素从强到弱到小依次为TP、PO4 P、NH4 N、Oil和CODCr,TP上升趋势显著,呈下降趋势的水质要素从强到弱依次为Cu、As和Cd,Cu下降趋势显著;长江入海口的水质综合标准指数呈显著上升趋势,监测断面水质等级持续下降,污染状况持续恶化;长江污染物入海通量总体呈显著增加趋势,特别是氮的输出通量有较大增加。研究表明,长江入海口水质恶化速度加剧,应引起政府和社会的足够重视,保护长江水质刻不容缓     

三峡水库入库污染负荷研究(Ⅰ)--蓄水前污染负荷现状

分析蓄水前三峡水库入库污染负荷,包括库区污染负荷,如城市生活污水、工业废水、农业面源、船舶流动污染源;主要干支流长江、嘉陵江、乌江的入库背景污染负荷,包括上游天然背景负荷和上游污染贡献负荷,为三峡水库水污染防治提供理论依据。研究表明：①进入三峡库区的污染源主要来自长江、嘉陵江、乌江上游输入的背景负荷,包括上游贡献负荷和天然背景负荷,其中：CODCr的天然背景负荷与上游污染贡献负荷较为接近,BOD5、NH3-N的上游贡献负荷略大于天然背景负荷;TP的上游贡献负荷远大于天然背景负荷。因此,“三江”上游区域的污染治理工作应为今后三峡水库水污染防治的重点;②库区内排放的主要污染物是TP、BOD5、TN、CODCr等有机污染物,其累计等标污染负荷比达到98%以上。库区内的主要污染源为农田径流,其等标污染负荷比为77.85%;其次为城市污水,其等标污染负荷比为19.45%,工业废水的等标污染负荷比只占1.62%。因此,农田面源将是今后库区污染防治的重点。     

基于遥感和GIS的赤水河水质对流域土地利用的响应研究

利用2009年TM影像和11个断面的水质监测数据,同时在缓冲区和子流域尺度上,分析了赤水河流域内土地利用方式与水质指标（溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮）之间的相关关系,并建立水质对土地利用结构的空间响应模型。由相关性分析得：从缓冲区尺度到子流域尺度,建设用地与氨氮的相关性由显著正相关变为高度正相关,相关系数达到0836;与高锰酸盐指数的相关性则由普通正相关变为显著正相关,相关系数为0776。耕地与高锰酸盐指数的相关性由显著正相关增加为高度正相关,相关系数达到0913;与氨氮的相关系数也增加到0782;而耕地与溶解氧则由缓冲区尺度的一般负相关变为子流域尺度的显著负相关,相关系数达0609。在缓冲区尺度上,林地与氨氮、高锰酸盐指数呈负相关,相关程度总体上随着缓冲半径的增大而增大;而当研究尺度为依自然属性划分的子流域时,林地与氨氮呈现出显著负相关,相关系数达到0673;与高锰酸盐指数呈现出高度负相关,相关系数达到0822;且在子流域尺度上林地对溶解氧的“汇”的作用才充分表现出来,相关系数达0718。研究结果表明：赤水河流域土地利用方式对水质有重要影响。赤水河流域内的城镇建设用地和耕地对流域水质有着严重的负面影响,承载在其上的城市生活、工业污水和农业面源污染(种养殖)是河流水质污染的重要污染源。林地对流域的水质污染有重要的缓解作用。总体上,各水质参数与土地利用类型间的相关性在子流域和缓冲区两种尺度下表现出一致的规律,但这种相关性在子流域尺度下表现的更为显著。研究成果可为赤水河流域的水污染防治、土地利用方式优化提供科学依据,并为同类研究提供借鉴     

富氧生物膜法修复微污染水源的机理研究

采用弹性立体填料、微孔曝气富氧生物接触氧化法修复上海市受污染的川杨河水,生物填料在进水氨氮浓度2.6～3.1 mg/L和水温20℃～22℃下,7 d自然挂膜培养成功, 氨氮去除率达90%以上。 生化池运行一段时间后,必须根据生物膜厚度和其除污染效率,适时适度冲洗填料和排除池底积泥,以防止好氧生物膜出现厌氧运行状况和影响除污染效果。在川杨河水源水质浊度90～300 NTU、 NH+4-N 0.5～10.0 mg/L、CODMn4.0～10.8 mg/L、污染指数为2～8及生物修复工艺HRT为1.3 h、DO为7.5～10.2 mg/L、g/w为0.5/1的正常运行条件下,观察到膜上的生物相丰富, 微生物种类繁多, 主要是好氧的异养菌和自养菌。生物膜较薄,一般厚度为0.09～0.13 mm,在原水污染物氨氮浓度较低,曝气充足,水中溶解氧浓度高,好氧生物膜传质阻力小、速度快,污染物氨氮的生物降解速率很快,只需较短的水力停留时间,就能达到很高的氨氮去除率。微孔曝气气液传质充分,水中溶解氧充足,膜内无厌氧层存在。好氧生物膜内处于完全的好氧状态,硝化反应比较完全。污染的去除主要是填料上的好氧生物膜在起作用。