流域水污染治理技術研究進展

1、流域水污染治理技術研究進展摘要：流域水環(huán)境污染是我國建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會面臨的一個嚴峻的現(xiàn)實挑戰(zhàn)。隨著環(huán)境污染不斷加重，以及人們環(huán)保意識的加強，流域污染綜合治理已引起人們高度重視?？刂屏饔蛩廴締栴}，進行流域水污染綜合防治，已成為全國水環(huán)境管理研究中的重要課題。本文介紹了我國流域水環(huán)境污染現(xiàn)狀，綜述了國內(nèi)外流域水污染治理技術，最后評述了流域污染治理的發(fā)展方向。關鍵詞：流域污染；治理技術；研究進展Abstract：whenbuildingaresource-savingandenvironment-friendlysociety,ourcountryisfacingaseverecha

2、llengeaboutbasinwaterpollution.Withtheenvironmentalpollutionincreasing,andthestrengtheningofpeople'senvironmentalprotectionawareness,watershedpollutionhasarousedgreatattention.AndithasbecomeanimportanttopicfortheInternationalStudyCenteronWaterEnvironmentalManagementtocontrolanddealwithbasinwater

3、pollution.ThispaperintroducesthepresentsituationofwaterpollutioninRiverBasininChinaandgivesanoverviewoftreatmentapproachaboutwaterpollutionfromhomeandabroad,finallypointsoutthedevelopmentdirectionofcontrollingtheriverpollution.Keywords:RiverPollution;ControlTechnology;ResearchProgress隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展、城市化進程

4、加快及流域人口增長，越來越多的污染物排入河流，早已超過了河流自身的容量，使河流受到不同程度的污染，生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，導致流域水體污染問題日益嚴重1,2。污染事件的頻頻發(fā)生已成為世界普遍問題，引起國內(nèi)外的高度重視，西方從20世紀60年代起就開展了對嚴重污染的河流進行治理并取得了一定的成效，如倫敦泰晤士河3、柏林萊茵河4、首爾清溪川5都恢復了昔日的“清澈”。由于流域是一個社會經(jīng)濟發(fā)展的命脈6,因此，流域綜合整治已經(jīng)引起人們廣泛關注，對污染流域的治理迫在眉睫。.流域污染現(xiàn)狀2013年我國環(huán)境狀況公報7顯示：我國十大流域423條河流的國控斷面中，I出類、IVV類和劣V類水質(zhì)斷面比例分別為71.7%、1

5、9.3%和9.0%,主要污染指標為COD、高鎰酸鹽指數(shù)和BOD5。62座重點湖泊（水庫）972個國控斷面水質(zhì)優(yōu)良、輕度污染、中度污染和重度污染的比例分別為60.7%、26.2%、1.6%、和11.5%,主要污染指標為TP、COD和高鎰酸鹽指數(shù)，富營養(yǎng)、中營養(yǎng)和貧營養(yǎng)的湖泊（水庫）比例分別為27.8%、57.4%和14.8%。309個地級及以上城市的835個集中式飲用水源地達標率為97.3%,主要超標指標為TP、Mn和NH3-N,地下水水源地主要超標指標為Fe、Mn和NH3-N。流域所在地工業(yè)結(jié)構(gòu)和布局的不合理以及對資源的無序開發(fā)使得工業(yè)污染成為主要的流域污染源；流域沿岸城市化的加快，城鎮(zhèn)生活污

6、水問題日漸突出，部分城鎮(zhèn)污水處理廠不正常運行更使得流域廢水處理率不高；化肥、農(nóng)藥的大量使用，不僅污染了水質(zhì)，而且危害水域中的有益動植物，造成相關動植物品種數(shù)量的減少甚至瀕臨滅絕，進一步破壞了水生態(tài)環(huán)境，從而嚴重影響了水源涵養(yǎng)功能，使得水資源短缺、水環(huán)境惡化的態(tài)勢更加嚴峻2,8。.國內(nèi)外流域污染治理現(xiàn)狀國外流域污染治理現(xiàn)狀流域污染在19世紀末就引起了發(fā)達國家的重視，并對流域水污染防治研究已有幾十年甚至上百年的時間，如英國泰晤士河、法國塞納河、日本琵琶湖、加拿大圣勞倫斯河、歐洲萊茵河等世界上一些著名流域，都經(jīng)歷了“先污染后治理”的過程9。這些寶貴經(jīng)驗，對我國開展重點流域水污染防治有重要的參考價值。

7、英國倫敦南部的泰晤士河，是世界上污染最早、危害最嚴重的城市河流之一。經(jīng)過英國政府100多年的綜合治理，泰晤士河已經(jīng)成為國際上治理效果最顯著的河流，也是世界上最干凈的河系之一。泰晤士河治理采取的主要措施有：成立了治理專門委員會和泰晤士河水務局，對泰晤士河進行統(tǒng)一規(guī)劃與管理；對各種治理方案做出評價，篩選出最優(yōu)設計與控制方案，使治理工作花費較少的投資和時間，取得良好的治理效果，建立了有效的資金和技術保障機制。法國為加強塞納河治理，成立了直接隸屬環(huán)境部的流域管理辦事機構(gòu)一流域水管局來加強對塞納河流域水資源管理工作。并且還建立有效的協(xié)調(diào)機制，即建立部際水資源管理委員會，由環(huán)境部、農(nóng)業(yè)部、交通部、衛(wèi)生部等

8、部門組成，主要職責是制定流域綜合治理政策和協(xié)調(diào)部門之間、地方政府之間的工作。經(jīng)過多年的治理，塞納河的水質(zhì)明顯改善，取得了良好的治理效果。日本為了治理琵琶湖流域水質(zhì)狀況，采取各種措施，加強琵琶湖流域的水污染治理，并形成了“源水培育、湖水治理、生態(tài)建設、政府主導、全民參與”的湖泊治理思路。其具體措施為加強城市污水處理廠和農(nóng)村污水處理廠的建設，工商企業(yè)限期實現(xiàn)達標排放，開展用肥皂代替合成洗滌劑的公民運動，以削減入湖污染負荷10。加拿大政府開展了圣勞倫斯河流域綜合治理工程，主要措施有：成立了圣勞倫斯河管理中心，主要從事技術咨詢、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和信息交流等工作，來協(xié)調(diào)管理流域治理項目；建立了由環(huán)境部牽頭負

9、責，多部門齊抓共管的管理體系。經(jīng)過多年努力，圣勞倫斯河流域水污染治理取得了十分明顯的生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益。歐洲為了治理萊茵河的水質(zhì)污染，“萊茵河防治污染國際委員會”（LCPR）從河流整體的生態(tài)系統(tǒng)出發(fā)，先后簽署了一系列的萊茵河環(huán)保協(xié)議，確定了萊茵河治理規(guī)劃，把大馬哈魚回到萊茵河作為治理效果的標志。目前，萊茵河的水質(zhì)已經(jīng)有很大改善，河水基本澄清，水質(zhì)基本恢復。我國流域污染治理現(xiàn)狀隨著國內(nèi)經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展，流域水環(huán)境、水生態(tài)破壞嚴重11?？刂屏饔蛩廴締栴}，進行流域水污染綜合防治，已成為全國水環(huán)境管理研究中的重要課題12。我國水污染防治規(guī)劃的研究，始于20世紀70年代，隨后的“六五”、“七五”和

10、“八五”攻關中，開展了大量的水環(huán)境背景值、水體功能區(qū)劃、水環(huán)境容量理論與總量控制方法等研究。規(guī)劃過程中，運用了水質(zhì)數(shù)學模型、多目標評價預測模型和大規(guī)模系統(tǒng)優(yōu)化方法等定量分析手段，增強了規(guī)劃的科學性13。1994年5月，中國從淮河流域治理入手，開始了流域的治理工作。1995年8月，國務院頒發(fā)了全國第一部流域污染綜合防治行政法規(guī)淮河流域水污染防治暫行條例，進一步明確了治淮的目標。進入“九五”以來，以淮河為先導，隨后海河、遼河、太湖、巢湖、滇池等流域的水污染防治相繼開始，全國大規(guī)模的防治工作，在“三河三湖”等重點流域全面展開。通過開展工業(yè)污染源的治理以及城市水污染的綜合治理，部分水域已經(jīng)基本實現(xiàn)了“

11、九五”確定的階段性污染防治的目標13。21世紀流域的治理工作，在已經(jīng)取得成果的基礎上，重點對水環(huán)境治理，按流域依法統(tǒng)一管理好水資源，加強水環(huán)境的持續(xù)改善和水土保持，促進水土資源優(yōu)化配置，大力發(fā)展污水處理和飲用水凈化處理，以實現(xiàn)水資源的可持續(xù)發(fā)展和利用，保障流域社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。.流域污染治理技術流域污染治理是一項復雜的系統(tǒng)工程，目前國內(nèi)外已經(jīng)在使用的或已試驗的污染河流水體治理技術主要分為物理、化學和生物一生態(tài)3類方法6。物理方法曝氣技術曝氣技術是利用自然跌水（瀑布、噴泉、假山等）或人工曝氣對水體復氧，促進上下層水體的混合，使水體保持好氧狀態(tài)，以提高水中的溶解氧含量，加速水體復氧過程，抑制底

12、泥N、P的釋放，防止水體黑臭現(xiàn)象的發(fā)生。河道曝氣復氧一般采用固定式充氧站和移動式充氧平臺兩種形式。人工曝氣復氧是指向處于缺氧（或厭氧）狀態(tài)的河道進行人工充氧能夠加強河道的自凈能力，改善水質(zhì)、改善或恢復河道的生態(tài)環(huán)境。國外許多的河流都會使用移動式曝氣方式。該工藝具有見效快、機動靈活、安全可靠、設備簡單、投資省、適應性廣對水生生態(tài)不產(chǎn)生任何危害、操作便利等優(yōu)點，極為適合于微污染源水和城市景觀河道的治理。固定充氧曝氣的缺點，就是每個曝氣點的覆蓋面積小，尤其對基本不流動、相對封閉的水體，不能發(fā)揮出其最大的作用。移動式就避免了兩者所有缺點。在德國的Fulda河14、上海的綏寧河15都曾采用人工增氧。環(huán)保

13、疏浚技術環(huán)保疏浚技術是利用機械疏浚方法清除江河湖庫污染底泥，整個工程對環(huán)境及周圍水體的影響都較小。疏浚能消除污染水體的內(nèi)源，減少底泥污染物向水體的釋放。疏浚對沉積物中的營養(yǎng)物、重金屬和持久性有機物等污染物的去除明顯16。這是水體污染治理中普遍采用的方法之一，也是解決內(nèi)源（P污染）釋放的重要措施。原位覆蓋技術。原位覆蓋技術是一種控制江河湖庫內(nèi)污染源的技術。通過在污染底泥表面覆蓋清潔的一種或多種覆蓋物，來阻隔底泥中的污染物向上覆水釋放遷移1。機械除藻水華藍藻大量暴發(fā)時，采用機械除藻，對控制藍藻水華污染，有效降低內(nèi)源N、P等污染物負荷具有十分重要的作用6。調(diào)水通過水利設施（閘門、泵站等）的調(diào)控引入污

14、染水域上游或者附近的清潔水源沖刷稀釋污染水域，以改善水環(huán)境質(zhì)量6。如上海蘇州河的綜合調(diào)水工程17。物理方法只是使污染物轉(zhuǎn)移而并沒有消除，只能緩解污染程度而并非真正凈化水質(zhì)。此類方法治標不治本?；瘜W方法化學治理方法主要是采用各種化學藥劑，如加入化學藥劑殺藻、混凝沉淀、假如石灰脫氮、加入鐵鹽促進磷的沉淀（化學固磷）等6。絮凝沉淀技術絮凝沉淀技術通過投加化學藥劑（一般為混凝劑）來去除水體中污染物的水處理技術。該技術較適用于污染嚴重、較為封閉的地表水體，對SS、濁度、TP、CODcr去除效果較好，對重金屬、TN等同樣有可觀的去除效果，且藥劑用量非常少。但該方法由于極易造成二次污染，不推薦廣泛使用?；瘜W

15、除藻化學除藻是控制藻類生長快速而有效的方法。除藻常用的藥劑有硫酸銅、漂白粉、明磯、聚鋁和硫酸亞鐵等。采用硫酸銅及改變水的pH值可以達到去除水中藻類、降低甚至消除水腥味的效果，并且比單獨投放硫酸銅要好。該方法操作簡單，可在短時問內(nèi)取得明顯效果，提高水體透明度。不足之處在于不能將氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)從水體中清除出來，不能從根本上改變水體的富營養(yǎng)化，而且除藻劑的生物富集以及生物放大作用可能會對水生生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負面影響。因此，除非應急和健康安全許可，化學除藻一般不宜采用。生物一生態(tài)方法生物一生態(tài)法是國內(nèi)外近年來發(fā)展迅猛的一種新技術，其通過培育的植物或接種、培養(yǎng)的微生物的生命活動的過程，對水中污染物進行降解

16、、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移功能，從而讓水體得到凈化的方法，在實施中工程造價相對較低、凈化效果好、低耗能或根本不會耗能、實施成本低廉等優(yōu)點。除此之外，這種處理技術的特點是不會在水體中投放藥劑，絕對不會產(chǎn)生二次污染。還能夠與綠化環(huán)境和景觀改善連接起來，創(chuàng)造人與自然和諧相處的優(yōu)美環(huán)境。生物方法包括水生植物凈化法、生物膜技術、河道曝氣復氧、土地處理法、生物修復法等。水生植物凈化利用水生植物的自然凈化機能，對去除富營養(yǎng)化水體中的TN和TP,增加水體中的溶解氧有明顯效果，且能有效抑制藻類生長。只有重建并依靠優(yōu)化的水生植物大面積的穩(wěn)定存在18,才能實現(xiàn)逐步恢復和提高河道水質(zhì)的目的，在冬季水溫37c的低溫條件下，大多數(shù)本生

17、植物處于生長停滯期，據(jù)報道伊樂藻和范草在低溫條件下具有明顯的生產(chǎn)能力19,20。但水生植物在富營養(yǎng)化水體中透明度低，不能維持正常的光合作用而難以形成穩(wěn)定植被21。生物膜技術生物膜技術是將微生物群體粘附于載體的表面上呈膜狀，在與污水接觸過程中，生物膜上的微生物吸收污水中的有機物為養(yǎng)料然后同化有機物，而起到凈化污水的效果。利用生物膜自凈原理在河道內(nèi)鋪設一些卵石或其他填料22,進而改變水體環(huán)境生態(tài)結(jié)構(gòu)的單一性。目前國外往往在凈化河流的生物膜技術上采用排水溝的接觸氧化法、礫石間隙接觸氧化法、薄層流法、伏流凈化法和生物活性炭填充柱凈化法，這些方法中運用最多的是兩種接觸氧化法。南京大學王學江等采用懸浮填料

18、移動床工藝處理蘇州河支流河水，該工藝在水力停留時間為1.5h,既能較好地去除CODonBOD5,也能達到良好的硝化效果23。生物修復技術生物修復技術(Bioremediation)是利用微生物或者其他水體生物，將水體或土壤中的有害有毒污染物質(zhì)通過生物體內(nèi)分解為CO2和H2O,或轉(zhuǎn)化為無毒無害物質(zhì)的系統(tǒng)化的工程技術。生物修復技術有水生植物修復技術、微生物修復技術、水生動物3.3.4土地處理技術土地作為處理的基本設施,修復技術。土地處理技術是一種行之有效且歷史悠久的水處理技術。它是把利用植物根系、土壤的吸附過濾及自我調(diào)控功能和凈化作用，達到一定程度上對水體凈化的效果。國外經(jīng)驗表明，土地處理系統(tǒng)在有

19、機化合物特別是氨氮和有機氯等有非常好的清理效果。浮島技術人工浮島24是借助浮體上栽培的水生植物，通過植物、根系上的微生物等作用，直接從水體中吸收營養(yǎng)物質(zhì)及其它污染物，達到凈水的目的。另外，其和藻類的生長形成競爭，抑制藻類進行光合作用等，從而抑制或減少“水華”發(fā)生的概率。人工浮島具有凈化水質(zhì)、消減風浪、美化水面景觀、提供水生生物棲息空間等多種功能。人工濕地人工濕地是由人工建造和控制運行的類似與沼澤地的地面，將污水、污泥有控制地投到人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動的過程中利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學、生物三重協(xié)同作用，對污水、污泥進行處理的一種技術25。人工濕地凈化污水

20、的作用是介質(zhì)，水生生物和微生物綜合作用的結(jié)果26,27,影響因素主要包括濕地的水力負荷的比率、滯留時間、填料的選用、種植植物的類型和數(shù)量等287。人工濕地技術作為一種新型的水處理技術，不僅除污效果好，還具有運行管理方便及工程造價低等優(yōu)點。.展望綜上所述，物理、化學和生物一生態(tài)技術各有利弊，所以我們要針對河道具體特點、區(qū)域的具體情況，因地制宜，充分借鑒國內(nèi)外河流治理的實踐經(jīng)驗，開發(fā)集污染河流治理、資源化利用及生態(tài)修復于一體的集成技術，為我國污染河流治理提供參考。參考文獻：1唐艷.污染河流治理技術綜述J.河南科技，2014,3:179.2董曉丹，周琪，周曉東.我國河流湖泊污染的防治技術及發(fā)展趨勢J

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