1、目目 录录 水环境现状与存在问题水环境现状与存在问题 水体中主要污染物与来源水体中主要污染物与来源 水环境保护与生态修复策略水环境保护与生态修复策略 水环境保护与生态修复技术水环境保护与生态修复技术一、水环境现状与存在问题一、水环境现状与存在问题1.1. 河流水体有机污染严重河流水体有机污染严重l 20112011年环境质量公报：七大水系年环境质量公报：七大水系中，中， 海河为重海河为重度污染，黄河、淮河、辽河为中度污染，松花江为度污染，黄河、淮河、辽河为中度污染，松花江为轻度污染轻度污染。l 主要污染项目：高锰酸盐指数、化学需氧量、氨主要污染项目：高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、氮、BODB
2、OD。河流水系支流水体污染严重河流水系支流水体污染严重海河水系水质状况海河水系水质状况淮河水系水质状况淮河水系水质状况辽河水系水质状况辽河水系水质状况河流水系支流水体污染严重河流水系支流水体污染严重松花江水系水质状况松花江水系水质状况2. 2. 城镇河流黑臭与生态破损严重城镇河流黑臭与生态破损严重3. 3. 我国河流水环境存在的主要问题我国河流水环境存在的主要问题l 河流水体污染严重，支流问题突出，主要为有机河流水体污染严重，支流问题突出，主要为有机污染和氮磷污染；污染和氮磷污染；l 入湖河流污染严重，氮磷污染物含量高，对湖泊入湖河流污染严重，氮磷污染物含量高，对湖泊水体富营养化带来严重影响；
3、水体富营养化带来严重影响；l 城镇河流黑臭现象突出，河流生态系统严重受损。城镇河流黑臭现象突出，河流生态系统严重受损。09万吨，总氮270.04万吨，铜2397.我国主要湖泊富营养化程度分部状况2)异位处理/旁路水体净化技术: 接触氧化、沉淀、吸附、生物操控等4%，总磷去除率41.农业面源：种植制度减量与优化施肥三、水环境保护与生态修复策略水生动物修复： 浮游动物、底栖动物、鱼类。水体污染物来源及分类三、水环境保护与生态修复策略(3) 污染物总量控制水生植物修复： 挺水植物、浮水植物、沉水植物。目前：已发生(6700km2)和具备富营养化发生条件的湖泊面积共达14000多km2Mainly s
4、mall urban lakes河流水体有机污染严重135600500067001970s70年代年代1985198980年代后期年代后期Early 20002000年初年初Early 20072007年初年初Mainly small urban lakes (some large/medium)以城市小湖为主部分中型/大型Mainly small urban lakes城市小湖泊为主Frequent emergence in large/medium lakes大中型湖泊大量出现目前：已发生(6700km2)和具备富营养化发生条件的湖泊面积共达14000多km2湖泊富营养化面积湖泊富营养化面
5、积(km2)Expansion in large/medium lakes大中型湖泊出现扩大 4. 我国主要湖泊富营养化状态变化过程我国主要湖泊富营养化状态变化过程重富营养区富营养区中营养区贫营养区贫营养区磷浓度磷浓度(mg/L)0.0191.00.4130.065巢湖巢湖太湖太湖洪洪泽泽湖湖洞庭湖洞庭湖鄱鄱阳阳湖湖东东山湖山湖磁湖磁湖西湖西湖麓湖麓湖甘棠湖甘棠湖长长春南湖春南湖流花湖流花湖荔湾荔湾湖湖蘑菇蘑菇湖湖草海草海玄武湖玄武湖南太子湖南太子湖墨水湖墨水湖东东湖湖东钱东钱湖湖什刹海什刹海南宁南湖南宁南湖瘦西湖瘦西湖南四湖南四湖呼呼伦伦湖湖 镜镜泊湖泊湖邛邛海海淀山湖淀山湖固城湖固城湖乌乌
6、梁素海梁素海滇滇池池五五大大莲莲池池白洋淀白洋淀 岱海岱海 哈素海哈素海 千千岛岛湖湖 抚抚仙湖仙湖 洱洱海海 兴凯兴凯湖湖 松花湖松花湖 纳纳木木错错 青青海湖海湖 博斯博斯腾腾湖湖 柴柴窝窝堡湖堡湖长长白天池白天池 5. 我国主要湖泊富营养化程度分部状况我国主要湖泊富营养化程度分部状况0.2350.76510总总氮氮浓浓度度4.50(mg/L)0二、水体中主要污染物与来源二、水体中主要污染物与来源点源：固定点排放点源：固定点排放有机物、氨氮、重金属等有机物、氨氮、重金属等点源点源: 大规模、集中排放大规模、集中排放 面源面源/非点源：从非点源：从非固定地点排放非固定地点排放化肥、农药等化肥
7、、农药等1. 1. 水体污染物来源及分类水体污染物来源及分类有机物、氮磷、重金属等有机物、氮磷、重金属等面源面源/非点源非点源: 分散式排放分散式排放 中华人民共和国环境保护部、中华人民共和国国家统计局、中华人民共和国农业部 (2010年2月6日)第一次全国污染源普查公报第一次全国污染源普查公报: :各类源废水排放总量2092.81亿吨。主要污染主要污染物排放总量：化学需氧量物排放总量：化学需氧量3028.963028.96万吨，氨氮万吨，氨氮172.91172.91万吨，石油类万吨，石油类78.2178.21万吨，重金属（镉、铬、万吨，重金属（镉、铬、砷、汞、铅）砷、汞、铅）0.090.09
8、万吨，总氮万吨，总氮472.89472.89万吨，总磷万吨，总磷42.3242.32万吨。万吨。2. 2. 我国污染物排放状况我国污染物排放状况l 工业废水工业废水：排放量排放量236.73236.73亿吨。亿吨。l 重点流域（海河、淮河、辽河、太湖、重点流域（海河、淮河、辽河、太湖、巢湖、滇池）实际排入环境水体的污染物排放量：巢湖、滇池）实际排入环境水体的污染物排放量：化学需氧量化学需氧量145.28145.28万吨，氨氮万吨，氨氮2.962.96万吨，石油类万吨，石油类1.851.85万吨，挥发酚万吨，挥发酚0.190.19万吨，重金属万吨，重金属0.010.01万吨。万吨。l 生活污水：
9、排放量生活污水：排放量343.30343.30亿吨。化学需氧量亿吨。化学需氧量1108.051108.05万吨、总氮万吨、总氮202.43202.43万吨、总磷万吨、总磷13.8013.80万吨，万吨，l氨氮氨氮148.93148.93万吨、石油类（含动植物油）万吨、石油类（含动植物油）72.6272.62万吨。万吨。l l 农业源（不包括典型地区农村生活源）中农业源（不包括典型地区农村生活源）中主要水污染物排放（流失）量：化学需氧量主要水污染物排放（流失）量：化学需氧量1324.091324.09万吨，总氮万吨，总氮270.46270.46万吨，总磷万吨，总磷28.4728.47万吨，万吨，
10、铜铜2452.092452.09吨，锌吨，锌4862.584862.58吨。吨。l 种植业种植业l 种植业总氮流失量种植业总氮流失量159.78159.78万吨（其中：万吨（其中：地表径流流失量地表径流流失量32.0132.01万吨，地下淋溶流失量万吨，地下淋溶流失量20.7420.74万吨，基础流失量万吨，基础流失量107.03107.03万吨），总磷流失量万吨），总磷流失量10.8710.87万吨。万吨。l 畜禽养殖业畜禽养殖业l 化学需氧量化学需氧量1268.261268.26万吨，总氮万吨，总氮102.48102.48万吨，总磷万吨，总磷16.0416.04万吨，铜万吨，铜2397.2
11、32397.23吨，锌吨，锌4756.944756.94吨。吨。l 水产养殖业水产养殖业 l 化学需氧量化学需氧量55.8355.83万吨，总氮万吨，总氮8.218.21万吨，万吨，总磷总磷1.561.56万吨，铜万吨，铜54.8554.85吨，锌吨，锌105.63105.63吨。吨。举例一：稻田生态拦截沟渠技术系统1、维持水的自然循环，保证清水来源物化方法：物理拦截、介质吸附、底泥疏浚、充氧曝气、投加化学试剂、调水稀释等水体适宜生物栖息地营造：形态修复、护岸修复、水体中主要污染物与来源径流控制面积：3km21、维持水的自然循环，保证清水来源Expansion in large/medium
12、lakes河流水系支流水体污染严重2)容量总量控制我国主要湖泊富营养化程度分部状况种植业总氮流失量159.一、水环境现状与存在问题Mainly small urban lakes水生植物修复： 挺水植物、浮水植物、沉水植物。工业源 农业源 生活源比较三、水环境保护与生态修复策三、水环境保护与生态修复策略略河流水体污染诊断污染诊断正常使用水体纳污能力污染类型与程度污染物总量控制技术措施对策措施3种控制方法水功能区划水质标准管理措施2级功能区划污染诊断污染诊断 污染诊断污染诊断 否是再诊断经济手段行政手段法律手段公众参与控源治理修复指根据流域或区域的水资源条指根据流域或区域的水资源条件、水环境状况
13、等自然属性，以及水资源开件、水环境状况等自然属性，以及水资源开发利用现状、社会经济发展对水质和水量的发利用现状、社会经济发展对水质和水量的要求等社会属性，要求等社会属性，将一定范围的水域划定为将一定范围的水域划定为具有特定功能并有保护目标的区域。具有特定功能并有保护目标的区域。(1) 水功能区划过过 渡渡 区区排污控制区排污控制区饮用水源区饮用水源区渔业用水区渔业用水区水功能区划分级分类系统水功能区划分级分类系统开发利用区开发利用区缓冲区缓冲区保留区保留区二级区划：协调部门及区域间用水关系工业用水区工业用水区农业用水区农业用水区景观娱乐用水区景观娱乐用水区生态修复区生态修复区保护区保护区一级区
14、划：协调开发与一级区划：协调开发与保护及省区间用水关系保护及省区间用水关系(2) (2) 水体纳污能力水体纳污能力l水体纳污能力水体纳污能力：在给定水域的水文、水动在给定水域的水文、水动力学条件、排污口位置及方式情况下，力学条件、排污口位置及方式情况下，满满足水功能区划确定的水质标准的排污口最足水功能区划确定的水质标准的排污口最大排放量大排放量，通常称为水体允许纳污量或水通常称为水体允许纳污量或水体纳污能力。体纳污能力。 l水环境容量水环境容量：水体使用功能不受破坏条件水体使用功能不受破坏条件下，水体受纳污染物的最大数量下，水体受纳污染物的最大数量(3) (3) 污染物总量控制污染物总量控制内
15、涵内涵：依据某一区域的环境容量确定该区域依据某一区域的环境容量确定该区域内污染物允许排放总量，再按照一定原则内污染物允许排放总量，再按照一定原则分配给区域内的各个污染源，同时制定出分配给区域内的各个污染源，同时制定出一系列政策和措施，以保证区域内污染物一系列政策和措施，以保证区域内污染物排放总量不超过区域允许排放总量。排放总量不超过区域允许排放总量。 分类分类：污染物总量控制可分为宏观污染物总量控制可分为宏观( (目标目标) )总量控制、容量总量控制、行业总量控制总量控制、容量总量控制、行业总量控制3 3类。类。1)1)目标总量控制目标总量控制 从控制区域容许排污量控制目标出发，制定排放口总从
16、控制区域容许排污量控制目标出发，制定排放口总量控制负荷指标的目标总量控制，量控制负荷指标的目标总量控制，以排放限制为控制基以排放限制为控制基点，从污染源可控性入手，进行总量控制负荷分配。点，从污染源可控性入手，进行总量控制负荷分配。 2)2)容量总量控制容量总量控制 从受纳水体容许纳污量出发，制定排放口总量控制负从受纳水体容许纳污量出发，制定排放口总量控制负荷指标。荷指标。以水质标准为控制基点以水质标准为控制基点，以污染源可控性、环，以污染源可控性、环境目标可达性两个方面进行总量控制负荷分配境目标可达性两个方面进行总量控制负荷分配。3) 3) 行业总量控制行业总量控制 从总量控制方案技术、经济
17、评价出发，制定排放口总从总量控制方案技术、经济评价出发，制定排放口总量控制负荷指标。量控制负荷指标。以能源、资源合理利用为控制基点以能源、资源合理利用为控制基点，从最佳生产工艺和实用处理技术两方面进行总量控制负从最佳生产工艺和实用处理技术两方面进行总量控制负荷分配荷分配。山体山体云与水汽云与水汽降水降水水汽输送水汽输送蒸发蒸发植物蒸腾植物蒸腾湖泊入湖河流入湖河流地下径流地下径流下渗下渗地表径流地表径流林地、湿地林地、湿地26261 1、维持水的自然循环，保证清水来源、维持水的自然循环，保证清水来源2 2、规范水的社会循环，优化流域产业结、规范水的社会循环，优化流域产业结构，减少人为污染，源头削
18、减氮磷构，减少人为污染，源头削减氮磷4 4、改善湖泊水质，修复湖泊、改善湖泊水质，修复湖泊生态系统，控制富营养化生态系统，控制富营养化 (4) 湖泊富营养化与蓝藻治理的总体思路湖泊富营养化与蓝藻治理的总体思路 3 3、入湖河流水质强化改、入湖河流水质强化改善，削减入湖氮磷善，削减入湖氮磷5 5、蓝藻水华应急处理处置、蓝藻水华应急处理处置四、水环境保护与生态修复技术5、蓝藻水华应急处理处置水生植物修复： 挺水植物、浮水植物、沉水植物。09万吨，总氮270.09万吨，总氮270.水环境保护与生态修复策略Mainly small urban lakes (some large/medium)21万吨
19、，重金属（镉、铬、砷、汞、铅）0.04万吨，铜2397.我国主要湖泊富营养化程度分部状况面源/非点源：从非固定地点排放主要污染物排放总量：化学需氧量3028.2) 入湖河口湿地修复技术河流水系支流水体污染严重3、入湖河流水质强化改善，削减入湖氮磷种植业总氮流失量159.1. 总体思路总体思路 控控 源源 治治 理理 1. 总体思路总体思路修修 复复 1. 总体思路总体思路控控 源源修修 复复治治 理理区域河流水区域河流水环境保护与环境保护与生态修复生态修复 1. 总体思路总体思路2. 2. 控源技术方法控源技术方法点 源 集中式污水处理技术集中式污水处理技术 物化处理物化处理生化处理生化处理面
20、 源分散式污水处理技术分散式污水处理技术 物化处理物化处理生化处理生化处理物化处理物化处理生化处理生化处理物化处理物化处理 生化处理生化处理 农田化肥农药减量技术农田化肥农药减量技术 生态工程生态工程 生化处理生化处理 优化施肥优化施肥 种植制度种植制度 畜禽水产养殖畜禽水产养殖 农村生活农村生活 农田农田 集中式污水处理技术集中式污水处理技术u工艺流程工艺流程：格栅格栅- -沉砂池沉砂池- -初沉池初沉池- -生物池生物池- -二沉池二沉池- -消毒消毒- -排放。排放。分散式污水处理技术分散式污水处理技术 一体式污水处理装置一体式污水处理装置 多级跌水曝气滤池多级跌水曝气滤池 塔式蚯蚓滤池
21、塔式蚯蚓滤池 土地处理土地处理 人工湿地人工湿地农业面源：种植制度减量与优化施肥农业面源：种植制度减量与优化施肥3. 3. 河流水质净化与污染物治理河流水质净化与污染物治理治治 理理 原位处理异位处理1)原位处理： 物化方法物化方法：物理拦截、介质吸附、底泥疏浚、充氧：物理拦截、介质吸附、底泥疏浚、充氧曝气、投加化学试剂、调水稀释等曝气、投加化学试剂、调水稀释等 生物生物生态方法生态方法：微生物接触氧化、水生植物吸收、：微生物接触氧化、水生植物吸收、生物操控技术等生物操控技术等 物化物化- -生态联合方法：生态联合方法：浮床、吸植物删、前置库浮床、吸植物删、前置库等等2)异位处理/旁路水体净化
22、技术: 接触氧化、沉淀、吸接触氧化、沉淀、吸附、生物操控等附、生物操控等治 理示范工程位置图示范工程位置图n库区处理量库区处理量3万万m3 n 生态库塘生态库塘1.6万万m2n生态河道生态河道3500mn植物栅植物栅3个个n透水坝透水坝3座座径流控制范围：浦南村、径流控制范围：浦南村、河渎村、厚和村河渎村、厚和村 径流控制面积：径流控制面积：3km3km2 2河流水系支流水体污染严重09万吨，总氮270.举例一：稻田生态拦截沟渠技术系统种植业总氮流失量159.中华人民共和国环境保护部、中华人民共和国国家统计局、中华人民共和国农业部 (2010年2月6日)第一次全国污染源普查公报:水体中主要污染
23、物与来源径流控制面积：3km2目前：已发生(6700km2)和具备富营养化发生条件的湖泊面积共达14000多km2Mainly small urban lakes (some large/medium)化学需氧量1268.点源: 大规模、集中排放生物生态方法：微生物接触氧化、水生植物吸收、生物操控技术等径流控制面积：3km2物化方法：物理拦截、介质吸附、底泥疏浚、充氧曝气、投加化学试剂、调水稀释等水体适宜生物栖息地营造：形态修复、护岸修复、 仿照河流中的轮藻设计而成，直接将仿生植物仿照河流中的轮藻设计而成，直接将仿生植物布置在河道内，利用河流内原有的生物群落进行仿布置在河道内，利用河流内原有的
24、生物群落进行仿生植物表面的生物富集形成生物膜，利用生物膜对生植物表面的生物富集形成生物膜，利用生物膜对河流微污染水体进行强化净化。河流微污染水体进行强化净化。 试验结果表明，稳定运行期试验结果表明，稳定运行期CODCODMnMn的去除率达到的去除率达到22.422.4，总氮去除率，总氮去除率35.4%35.4%，总磷去除率，总磷去除率41.641.6。修修 复复 4. 河流水体生态修复技术河流水体生态修复技术水体适宜生物栖息地营造水体适宜生物栖息地营造：水生植物修复：水生植物修复： 挺水植物、浮水植物、沉水植物。挺水植物、浮水植物、沉水植物。水生动物修复：水生动物修复： 浮游动物、底栖动物、鱼
25、类。浮游动物、底栖动物、鱼类。健康水生态系统构建：健康水生态系统构建：关键技术：151415142014151415141617大尺度河道大尺度河道中尺度河道中尺度河道小尺度河道小尺度河道 1) 生态净污型复式河床湿地构建技术生态净污型复式河床湿地构建技术 (ZL200810018736.6) 2) 入湖河口湿地修复技术入湖河口湿地修复技术 3) 河流水体生态修复技术河流水体生态修复技术水生植物修复水生动物修复健康水生态系统构建 水环境保护与生态修复的科技需求 1) 1) 入河排污口水量水质自动采集和监控系统入河排污口水量水质自动采集和监控系统 2) 2) 河流水质传感器和监测传输系统河流水质
26、传感器和监测传输系统 3) 3) 河湖水生态系统健康监测和传输系统河湖水生态系统健康监测和传输系统 4) 4) 湖泊水环境质量和蓝藻水华预测预报系统湖泊水环境质量和蓝藻水华预测预报系统 5) 5) 流域水环境与水生态综合监控系统流域水环境与水生态综合监控系统 6) 6) 流域水污染控制和水环境质量改善技术流域水污染控制和水环境质量改善技术谢谢 谢！谢！辽河水系水质状况辽河水系水质状况河流水系支流水体污染严重河流水系支流水体污染严重松花江水系水质状况松花江水系水质状况重富营养区富营养区中营养区贫营养区贫营养区磷浓度磷浓度(mg/L)0.0191.00.4130.065巢湖巢湖太湖太湖洪洪泽泽湖湖
27、洞庭湖洞庭湖鄱鄱阳阳湖湖东东山湖山湖磁湖磁湖西湖西湖麓湖麓湖甘棠湖甘棠湖长长春南湖春南湖流花湖流花湖荔湾荔湾湖湖蘑菇蘑菇湖湖草海草海玄武湖玄武湖南太子湖南太子湖墨水湖墨水湖东东湖湖东钱东钱湖湖什刹海什刹海南宁南湖南宁南湖瘦西湖瘦西湖南四湖南四湖呼呼伦伦湖湖 镜镜泊湖泊湖邛邛海海淀山湖淀山湖固城湖固城湖乌乌梁素海梁素海滇滇池池五五大大莲莲池池白洋淀白洋淀 岱海岱海 哈素海哈素海 千千岛岛湖湖 抚抚仙湖仙湖 洱洱海海 兴凯兴凯湖湖 松花湖松花湖 纳纳木木错错 青青海湖海湖 博斯博斯腾腾湖湖 柴柴窝窝堡湖堡湖长长白天池白天池 5. 我国主要湖泊富营养化程度分部状况我国主要湖泊富营养化程度分部状况0.
28、2350.76510总总氮氮浓浓度度4.50(mg/L)0二、水体中主要污染物与来源二、水体中主要污染物与来源04万吨，铜2397.水生动物修复： 浮游动物、底栖动物、鱼类。91万吨，石油类78.城镇河流黑臭现象突出，河流生态系统严重受损。水体适宜生物栖息地营造：形态修复、护岸修复、举例一：稻田生态拦截沟渠技术系统4) 湖泊水环境质量和蓝藻水华预测预报系统水生植物修复： 挺水植物、浮水植物、沉水植物。水体适宜生物栖息地营造：形态修复、护岸修复、举例一：稻田生态拦截沟渠技术系统面源/非点源: 分散式排放物化方法：物理拦截、介质吸附、底泥疏浚、充氧曝气、投加化学试剂、调水稀释等径流控制面积：3km
29、2我国主要湖泊富营养化程度分部状况4) 湖泊水环境质量和蓝藻水华预测预报系统三、水环境保护与生态修复策三、水环境保护与生态修复策略略示范工程位置图示范工程位置图n库区处理量库区处理量3万万m3 n 生态库塘生态库塘1.6万万m2n生态河道生态河道3500mn植物栅植物栅3个个n透水坝透水坝3座座径流控制范围：浦南村、径流控制范围：浦南村、河渎村、厚和村河渎村、厚和村 径流控制面积：径流控制面积：3km3km2 2修修 复复 4. 河流水体生态修复技术河流水体生态修复技术 水环境保护与生态修复的科技需求 1) 1) 入河排污口水量水质自动采集和监控系统入河排污口水量水质自动采集和监控系统 2) 2) 河流水质传感器和监测传输系统河流水质传感器和监测传输系统 3) 3) 河湖水生态系统健康监测和传输系统河湖水生态系统健康监测和传输系统 4) 4) 湖泊水环境质量和蓝藻水华预测预报系统湖泊水环境质量和蓝藻水华预测预报系统 5) 5) 流域水环境与水生态综合监控系统流域水环境与水生态综合监控系统 6) 6) 流域水污染控制和水环境质量改善技术流域水污染控制和水环境质量改善技术
