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合肥工业大学 i i i l l l l1111 1lii t l tillii titl 18 8 6 110 本论文经客辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕 士学位论文质量要求。 j 答辩委员会签名：( 工作单位、职称) 。 j 主席： t 委员： 导师： 念碲古团归、砝 荔衫：；r 予矽 主 芬罐已 今的1 避增诊1 极缆 m 卵7 z 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所 知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得金罂互些态堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 i 学位论文作者嫁蝴签字魄少忙4 月 j 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 佥月巴王些太堂有关保留、 汐日 使用学位论文的规定，有权保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权盒胆王些太 兰l 可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文者签名：辫汐曾 导师签名： m 鼍 签字日期：如7 f 年4 月厂7 日签字日期：劲f f 年午月( 拍 学位论文作者毕业后去向：衡扎 工作单位： 通讯地址： 电话：侈占形芦7 7 邮编： 国家重污染事故频发河流水体污染防治案例分析 摘要 本文针对我国城市重污染事故频发河流水体污染防治存在的问题，首先分析 了德国莱茵河、美国俄亥俄河和日本神通川流域水污染状况、原因及防治的政策 措施等。重点介绍了莱茵河流域的莱茵河行动计划( r a p ) 、莱茵河可持续发展 计划，即“莱茵河2 0 2 0 ( p s d r ) 和欧盟水框架指令( e uw f d ) ；俄亥俄河流 域水质卫生委员会( o r s a n c o ) 的有机物探测系统( o d s ) 和紧急事故反应系 统。对于河流突发性污染事故，重点分析1 9 8 6 年德国莱茵河水污染事件、2 0 0 5 年俄亥俄河支流肯塔基河溢油事故及“八大公害事件 之一的日本富山事件，尤 其是鲑鱼2 0 0 0 计划和日本对污染土壤的治理。 其次探讨了我国松花江和淮河流域的水污染状况、主要原因、水污染防治目 标和政策措施，具体分析了2 0 0 5 年松花江水污染事件和2 0 0 8 - - , , 2 0 0 9 年发生的三 次砷污染事件，包括污染事件过程回顾、原因、造成的影响、处理与处置及治理 效果和费用等，并对两次事件的应急监测进行了具体分析。松花江水污染事件 中，沿岸自来水厂对处理工艺进行改进，增加了粒状活性炭吸附处理工艺；淮河 砷污染事件中，采用吸附坝进行治理，即活性氧化铝过滤吸附。 最后，根据国外重污染事故频发河流水体污染防治的经验教训，结合我国重 污染事故频发水体污染防治措施、管理体制和政策手段及应对突发性水污染事件 中存在的不足，提出河流生态修复建议和水质改善措施，以及突发性水污染事故 的预防、应对机制等。运用层次分析法，构建城市河流水体污染事故应急能力评 价指标体系及评价模型，系统分析了评价指标在城市河流水体突发性污染事故应 急能力中的作用和贡献率，得出应急响应是最为重要的部分。采用河流水体污染 事故应急能力评价模型对德国莱茵河、俄亥俄河、日本神通川和我国松花江及淮 河污染事故应急能力进行评价，评价结果表明：欧美等发达国家应对河流水体突 发性污染事故的能力较强；日本神通川镉污染因发生年代较早，应急能力差；欧 美发达国家队突发性污染事件的应急能力要高于我国。但日本的水污染事件应急 响应发展较快，目前其河流水体污染事故应急能力也较高。 关键词：河流水体；重污染事故；污染防治；案例分析；应急能力；评价 w a t e rp o l l u t i o np r e v e n t i o nc a s ea n a l y s i so f n a t i o n a l h e a v yp o l l u t i o no c c u r r i n g - f r e q u e n t l yr i v e r s a b s t r a c t a i m i n ga tt h ep o l l u t i o np r e v e n t i o np r o b l e m so f u r b a nr i v e rw a t e rw h i c h p o l l u t i o na c c i d e n t so c c u rf r e q u e n t l y ，t h i sp a p e rf i r s t l ya n a l y z e sp o l l u t i o nc o n d i t i o n ， r e a s o n sa n dp r e v e n t i o no fp o l i c e sa n dm e a s u r e so ft h eg e r m a n yr h i n er i v e r ，t h e o h i or i v e ra n dj a p a n sj i n z ur i v e rb a s i nw a t e r m a i n l yi n t r o d u c e st h ei n t e r n a t i o n a l r h i n ea c t i o np r o g r a m m e ( r a p ) ，t h ep r o g r a m m ef o rt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t o ft h er h i n e ”r h i n e2 0 2 0 t - ( p s d r ) a n dt h ee uw a t e rf r a m e w o r kd i r e c t i v e ( e u w f d ) ；t h eo r g a n i cd e t e c t i o ns y s t e m ( o d s ) a n de m e r g e n c yr e s p o n s es y s t e mo f t h eo h i or i v e r v a l l e y w a t e rs a n i t a t i o nc o m m i s s i o n ( o r s a n c o ) f o r r i v e r s e m e r g e n tm a s sw a t e rp o l l u t i o n a c c i d e n t ，f o c u s e s o n a n a l y z i n g r h i n ew a t e r p 0 1 1 u t i o ni n c i d e n t si n 19 8 6o fg e r m a n y ，k e n t u c k yr i v e r ，o n eo ft h e o h i or i v e r t r i b u t a r i e s ，o i ls p i l li n2 0 0 5a n dt o y a m a n u i s a n c ee v e n t s ”，e s p e c i a l l ys a l m o n - 2 0 0 0 j a p a n e v e n ti nj a p a n ，o n eo f ”e i g h tp u b l i c p l a na n dc o n t a m i n a t e ds o i lt r e a t m e n ti n s e c o n d l yp r o b e si n t ot h ew a t e rp o l l u t i o ns i t u a t i o na n dm a i nr e a s o n s ，p o l l u t i o n p r e v e n t i o nt a r g e t ，p o l i c ya n dm e a s u r e so ft h es o n g h u ar i v e r a n dh u a i h er i v e r b a s i n d e t a i l e dt h es o n g h u ar i v e rp o l l u t i o ni n c i d e n ti n2 0 0 5a n d t h r e eh u a i h e r i v e rp 0 1 1 u t i o ni n c i d e n t sw h i c hc a u s e db ya r s e n i c i n2 0 0 8t o2 0 0 9 ，i n c l u d i n g p 0 1 1 u t i o ni n c i d e n t s ，p r o c e s sr e v i e w s ，c a u s e s ，i m p a c t ，h a n d l i n ga n dd i s p o s a l a n d t r e a t m e n te f f e c ta n dc o s t s ，a n da n a l y z e dc o n c r e t e l yt h ee m e r g e n c ym o n i t o r i n g i h e p r o c e s so fr i p a r i a nw a t e rp l a n t sw a si m p r o v e di ns o n g h u ar i v e rp o l l u t i o ne v e n t ， w h i c ha d d e dg r a n u l a ra c t i v a t e dc a r b o na d s o r p t i o np r o c e s s ；a r s e n i cw h i c hr e m o v e d b va d s o r p t i o nd a m ，n a m e l ya c t i v a t e da l u m i n af i l t e r i n ga n da d s o r p t i o n ，i nh u a i h e r i v e rp o l l u t i o ne v e n t s f i n a l l y ，a c c o r d i n gt ot h ew a t e rp o l l u t i o np r e v e n t i o ne x p e r i e n c e sa n d l e s s o n so f f o r e i g nr i v e r s c o m b i n e dw i t hi n s u f f i c i e n to fo u rc o u n t r yr i v e rw a t e r sm e a s u r e s ， m a n a g e m e n ts y s t e m p o l i c e sa n dt od e a lw i t he m e r g e n c y w a t e rp o l l u t i o ni n c i d e n t s ， p u t sf o r w a r ds u g g e s t i o n so fr i v e re c o l o g i c a lr e s t o r a t i o n ，w a t e rq u a l i t yi m p r o v e m e n t m e a s u r e s ，p r e v e n t i o na n de m e r g e n c ym a n a g e m e n ts y s t e m u s i n ga h p t oc o n s t r u c t u r b a nr i v e rw a t e rp o l l u t i o ne v e n te m e r g e n c yc a p a b i l i t ye v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m a n de v a l u a t i o nm o d e l ，a n da n a l y z es y s t e m a t i c a l l yt h er o l ea n dc o n t r i b u t i o nr a t eo f e a c hi n d e xi nu r b a nr i v e rw a t e rp o l l u t i o ne v e n te m e r g e n c yc a p a b i l i t ye v a l u a t i o n ， h a v i n gc o n c l u d e dt h a tt h ee m e r g e n c yr e s p o n s e i st h em o s ti m p o r t a n tp a r t a n d n e v a l u a t e dt h er h i n er i v e r ，t h eo h i or i v e r ，t h ej i n z ur i v e ra n dt h es o n g h u a r i v e r t h eh u a i h er i v e rp o l l u t i o na c d i d e n te m e r g e n c yc a p a b i l i t y ，r e s u l ts h o w s t h a t ： d e v e l o p e dc o u n t r i e s ，a se u r o p ea n da m e r i c a ，h a v es t o n g e ra b i l i t yo fr e s p o n d i n g t o t h er i v e r ，se m e r g e n tm a s sw a t e rp o l l u t i o ne v e n t j i n z u r i v e r si sp o o r ，b e c a u s e c a d m i u mp o l l u t i o no c c u r r e de a r l i e r e u r o p e a n da m e r i c a se m e r g e n c yr e s p o n s e c a p a c i t yi sh i g h e rt h a no u rc o u n t r y b u tj a p a nr i v e re m e r g e n c yr e s p o n s ed e v e l o p s l a s t l y ，a tp r e s e n ti t se m e r g e n c yr e s p o n s ec a p a c i t yl sa l s oh i g h e r k e y w o r d s ：r i v e rw a t e r ；e m e r g e n tm a s sw a t e rp o l l u t i o ne v e n t ；p o l l u t i o np r e v e n t i o n ； c a s ea n a l y s i s ；e m e r g e n c yr e s p o n s ec a p a b i l i t y ；e v a l u a t i o n i i i 致谢 本文是在徐得潜教授、陈慧副教授和冯景伟老师的悉心指导下完成的，从选 题、论文构思、查阅文献到最后的定稿都得到了三位老师的指点和帮助。在研究 生学习期间，徐老师给予了我极大的帮助。通过对理论的学习和实践的锻炼，使 我对专业知识以及与本专业相关的各方面知识都得到了升华。同时，导师严谨的 治学作风、踏实的工作态度以及不断探索和创新的精神让我受益匪浅。在此，谨 向导师以及陈慧、冯景伟老师表示深深的谢意和崇高的敬意。 感谢全体老师和同学，是你们为我营造了一个良好的学习环境和氛围；感谢 我的亲人和朋友，是你们无微不至的关怀和支持，使我顺利完成学业。 感谢本论文所引用的参考文献的所有作者。 感谢各位老师和专家学者对本论文的评阅与赐教。 i v 作者：王梅婷 2 0 11 年4 月1 2 日 1 2国内外研究现状：2 1 2 1 国外研究现状2 1 2 2 国内研究现况3 1 3 研究内容及技术路线4 1 3 1 研究内容4 1 3 2 技术路线5 第二章欧美日重污染事故频发河流水体污染防治6 2 1 莱茵河6 2 1 1 流域概况6 2 1 2 莱茵河流域水污染状况及原因7 2 1 3 莱茵河流域水污染防治8 2 1 4 莱茵河水污染事件1 0 2 1 5莱茵河水污染事件应急处理技术与措旌1 l 2 2 俄亥俄河1 2 2 2 1 流域概况1 2 2 2 2 俄亥俄河流域水污染状况1 3 2 2 3 俄亥俄河流域综合开发与治理1 3 2 2 4 俄亥俄河水污染事故1 5 2 2 5 俄亥俄河水污染事故应急处理技术与措施1 6 2 3 神通川1 6 2 3 1 日本神通川概况1 6 2 3 2 神通川水污染状况1 6 2 3 3 神通川镉污染1 6 2 3 4 水污染事件应急与处理措施1 7 第三章国内重污染事故频发河流水体污染防治1 9 3 1 松花江1 9 3 1 1 流域概况1 9 3 1 2 松花江流域水污染状况及原因1 9 3 1 3 松花江流域水污染防治目标2 l 3 1 4松花江流域水污染防治2 1 3 1 5 松花江水污染事件2 2 3 1 6 松花江水污染事件应急与处理措施2 4 3 2 淮河2 6 3 2 1 流域概况j 2 6 3 2 2 水污染状况及原因2 6 3 2 3 淮河流域水污染防治目标2 8 3 2 4 淮河水污染防治措施2 8 3 2 5 淮河流域砷污染事件2 9 3 2 6 淮河砷污染事件应急与处理措施3 l 第四章案例分析与重污染事故应急能力评价3 5 4 1 国内外案例分析3 5 4 1 1 流域概况与污染事故比较3 5 4 1 2国内外重污染事故防范与应急3 6 4 2河流水体重污染事故应急能力评价3 9 4 2 1 河流水体重污染事故应急能力评价研究概述3 9 4 2 2 河流水体重污染事故应急能力评价指标体系的建立4 1 4 2 3 国内外河流水体污染事故应急能力评价5 0 第五章结论、问题与展望5 2 5 1 结论5 2 5 2 问题与展望5 3 参考文献5 4 攻读硕士学位期间发表的论文5 9 插图清单 图1 12 0 0 9 年七大水系水质类别比例图1 图1 22 0 0 9 年1 月全国水质类别比例1 图1 3 桂溪河口上游4 0 0 m 处的采样点4 图1 42 0 0 7 年贺江突发水污染事件4 图1 5 技术路线图5 图2 1 莱茵河流域示意图6 图2 2 欧盟水框架指令执行时间表9 图2 3 水厂对泄漏事故的应急程序1 5 图2 4 肯塔基河浮油污染带1 5 图2 5 镉从工厂到人体及“痛痛病”患者1 7 图3 1 松花江水系分布图1 9 图3 2 松花江流域重点断面2 0 1 0 年第4 9 周水质状况2 0 图3 3 松花江水污染事件2 3 图3 - 4 松花江流域各监测断面硝基苯浓度峰值( 国家环保总局，2 0 0 5 ) 2 5 图3 5 淮河流域水质状况2 7 图3 - 6 淮河流域水污染防治管理体系2 8 图3 7 大沙河砷污染3 0 图3 82 0 0 9 年1 月淮河各断面砷浓度3 0 图3 9 安徽毫州市筑坝拦截污水3 l 图4 1 国家应急管理组织体系3 8 图4 2 环境污染事故危险源危害指数示意图4 0 图4 3 河流水体污染事故应急能力评价指标体系4 2 图4 4 河流水体污染事故应急准备能力评价指标体系4 2 图4 5 河流水体污染事故应急响应能力评价指标体系j 4 3 图4 - 6 河流水体污染事故后期处置能力评价指标体系4 3 图4 7 河流水体污染应急处置效果评价指标体系4 4 表格清单 表3 1 我国主要流域综合治理投资费用比较表2 2 表4 1 主要研究流域水文情况比较表3 5 表4 2 国内外典型案例重污染事故比较3 5 表4 3 平均随机一致性指标4 5 表4 4 目标层一准则层( a b ) 判断矩阵及计算结果4 5 表4 5c i 、c 2 和c 3 相对于b i 的判断矩阵及权重4 6 表4 - 6d l 、d 2 和d 3 相对于c l 的判断矩阵及权重4 6 表4 7d 4 、d 5 和d 6 相对于c 2 的判断矩阵及权重4 6 表4 - 8d 7 、d s 和d 9 相对于c 3 的判断矩阵及权重4 6 表4 - 9c 4 、c 5 和c 6 相对于b l 的判断矩阵及权重4 7 表4 1 0d l o 、d l i 、d 1 2 和d 1 3 相对于c 4 的判断矩阵及权重 4 7 表4 1 ld 1 4 、d l5 和d 1 6 相对于c 5 的判断矩阵及权重4 7 表4 1 2d 1 7 和d 1 8 相对于c 6 的判断矩阵及权重4 7 表4 1 3c 7 和c 8 相对于b 3 的判断矩阵及权重4 7 表4 1 4d 1 9 和d 2 0 相对于c 7 的判断矩阵及权重4 8 表4 1 5d 2 l 和d 2 2 相对于c 8 的判断矩阵及权重4 8 表4 1 6c 9 、c l o 、c l l 和c 1 2 相对于b 4 的判断矩阵及权重4 8 表4 1 7d 2 4 、d 2 5 和d 2 6 相对于c 7 的判断矩阵及权重4 8 表4 1 8d 2 9 、d 3 0 和d 3 1 相对于c 1 0 的判断矩阵及权重4 8 表4 1 9 河流水体污染事故应急能力评价指标权重4 9 表4 2 0 河流水体污染事故应急能力评价标准5 0 表4 2 l 国内外河流水体污染事故应急案例评价结果5 1 第一章绪论 1 1 研究背景及意义 城市化加快与经济的高速增长，导致城市河流遭到不同程度的改变和损害， 重污染事故频繁发生。我国河流水污染依然较重l l 一1 ，水源污染不容乐观，七大 水系水质类别比例与2 0 0 9 年1 月全国水质类别比例分别见图1 1 和图1 2 。2 0 0 8 年 我国1 4 7 7 2 7 5 k m 全年总评价河长中，i 类水河长占总评价河长的6 1 2 ， v 类水河长占l8 2 ，劣v 类水河长占2 0 6 i 川。从东、中、西地区分布看， 我国西部地区河流水质好于中部地区，中部地区好于东部地区，东部地区水质相 对较差，主要超标项目是高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、五日生化需氧量和 挥发酚。“三河三湖 中淮河水系总体为轻度污染，干流水质总体良好，支流总 体为中度污染，主要超标项目是高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮和石油类 等，流域管理难度很大，地表水人均占有量不足全国的1 5 ，是我国缺水地区之 一。近几年来淮河流域污染日趋严重，水质恶化更加剧了水资源的紧张程度 4 - 7 】。海河水系总体为重度污染| 1 1 ，3 8 个省界监测断面中劣v 类断面达到了 5 7 9 ，河流中主要超标项目是化学需氧量、氨氮、高锰酸盐指数、五日生化需 氧量、铅、六价铬、溶解氧、总汞、氟化物、挥发酚等。辽河水体污染也十分严 重，3 6 个国控监测断面中，i 类、类、v 类和劣v 类水质的断面比例分别 为4 1 7 、1 3 9 、8 3 和3 6 1 ，主要超标项目是化学需氧量、氨氮、高锰酸盐 指数和五日生化需氧量等。我国水资源紧缺，部分地区为水质型缺水，在今后相 当长的时间内，水污染仍会成为制约我国经济发展的一个重要因素” 7 j 。 i i 羔 ：暇 类 ：健 图1 12 0 0 9 年七大水系水质类别比例图1 - 22 0 0 9 年1 月全国水质类别比例 在城市经济迅速崛起的同时，资源过度消耗、环境恶化，使得许多河流水体 重污染事故频发，影响周边居民的日常生活，造成的损失也是不可挽回的。2 0 0 9 年环保部共接收并妥善处置突发环境污染事件1 7 1 起，比上年增加了2 6 7 ，其 中水环境污染事件为8 0 起，由企业排污引起的为2 3 起| 1 1 。因此，解决重污染事 故频发河流水体污染问题，进一步研究河流水体污染防治是十分必要的”曲j ，这 对我国合理利用水资源有着积极意义。本课题尝试综合社会科学、技术科学与自 然科学的理论，具体分析德国莱茵河流域、美国俄亥俄河流域和日本神通川流域 水体污染原因，从其治理与预防、维护措施等方面，探索解决我国重污染事故频 发河流水体污染防治的综合机制。方法上，结合德国莱茵河、美国俄亥俄河和日 本神通川水体重污染事故的应对机制和措施，对我国河流水体重污染事故应急响 应全面“体检 。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 随着社会经济的发展和城市人口的增加，城市河流污染日益严重，河流水质 迅速恶化，重污染事故频发。2 0 世纪5 、6 0 年代，欧美工业化迅猛发展，大量工 业废水和生活污水被排入外水体，许多河流水体污染出现了高发期捧、9 j 。因此欧 美日国家开始对河流水体污染进行治理，防治工作也日益发展。 1 9 世纪前半叶，英国泰晤士河水污染尤为严重，因工业发展、人口激增和生 活污水的随意排放，到1 8 5 0 年，河水含氧量几乎为零j l 。2 0 世纪初，沿岸许多 国家大量使用合成洗涤剂、污水处理厂排放大量污水、雨水增加污染负荷及电厂 废水热污染导致泰晤士河完全缺氧，鱼虾几乎绝迹f i 。其第一步治理措施是从 1 8 5 2 到1 8 9 1 年j ：将市区的污水用大型污水管道排至下游河段，市区河段水质 得到有效改善，但却将污染转嫁至下游河段【1 2 1 ，河流生态功能仍未恢复：第二步 从1 9 5 5 年至今，采取全流域治理：1 ) 严格控制“三废 污染排放；2 ) 建设大 型污水处理厂；3 ) 采取河内人工充氧措施。经过1 0 0 多年的治理，河水变清， 成为世界上最清洁的河系之一。2 0 世纪初莱茵河水质恶化，许多生物几乎消失， 被称为“欧洲最大的下水道”。1 9 8 6 年又遭遇了严重的水污染事件，但经过沿岸 各国的有效治理，如筑坝、河道疏浚、采取动态河流管理模式并制订1 9 8 7 年莱 茵行动计划( r a p ) ix 3 l ，整体上恢复了莱茵河的生态系统，改善了水质。 美国河流水污染防治之路的发展是非常漫长的。1 9 7 2 年通过清洁水法案 ( c w a ) 建立了对排入美国水体污染物进行限制和规范的基本框架，1 9 7 3 年进行 修订并建立泄漏反应计划。但在清洁水法通过2 3 年后，美国城市市区的点源污染 仍十分严重，河流氮磷严重超标，突发性水污染事件频繁发生，不仅造成了巨大 的经济损失，而且给社会、环境和人类带来了不可挽回的灾难。1 9 7 7 年，一起四 氯化碳泄漏导致俄亥俄河遭受污染，因缺乏妥善协调的监测系统，无法正确确定 泄露地点。事后成立于1 9 4 8 年俄亥俄河流域水质卫生委员会( o r s a n c o ) l j4 | 与 其它机构确定了解决方案，直接推动了流域水质监测和有机物探测系统( o d s ) 的诞生，可能造成污染事故的公司也被要求建立自己的应急反应计划备案。8 0 年 代，美国开始制定t m d l ( 最大日负荷总量) 计划，形成了一套完整的总量控制 计划体系，包括保护目标的确定、水质标准确定、流域模型、水环境容量计算与 总量分配等技术方法。 2 0 世纪5 、6 0 年代，日本发生多次环境污染事件i i 卜 j ，如汞污染导致的水 俣病、镉污染导致的痛痛病和多氯联苯污染导致的米糠油病等。7 0 年代日本政府 开始实施琵琶湖、赖户内海和东京湾等流域的综合开发和水质保护计划i i7 1 ，9 0 2 年代日本5 j 提出应用生物和非生物材料的改良工程措施治理河川，对利用生物- 生态技术进行水质改善方面进行了许多研究和应用，如植物水质净化设施。该设 施主要包括天然或人工湿地植物净化法、水培植物净化法、水生植物和滤材结合 净化及生物浮床净化法。日本东京都水环境治理l 州除了河道空间整治( 管理用 路、亲水护岸和鱼道修建) 外，更具特色的就是水量调度和水体净化设施建设。 1 9 9 3 年，日本2 4 3 3 条河流中有1 8 8 l 条水质达到环境质量标准，占7 7 3 ，这表 明日本多年来加强水污染治理力度己取得了很大的成就。 一些著名流域的水污染防治经历了几十年甚至上百年的时间，积累了许多宝 贵经验，河流重污染事故的防治也取得了显著成效，河流水环境生态经过改善后 可以走上良性发展的道路。 1 2 2 国内研究现况 我国河流水体污染以有机污染为主，主要是氨氮、生化需氧量、高锰酸盐指 数和挥发酚等。河流水体面临着水体污染、水资源短缺和洪涝灾害等多方面的压 力，水污染防治发展相对缓慢1 4 引。 2 0 世纪7 0 年代，我国开始对工业污染源进行治理，共投入6 0 0 多亿建成工 业废水处理装置6 万多套，废水中酚、氰、砷、硌、铜和铅等有害毒物的排放量 减少了4 0 9 0 ，全国2 7 万多家企业9 0 以上所排废水c o d 有机污染物基本 达标1 2 0 1 。8 0 年代中期开始综合整治城市水环境，提出保、截、治、用、引、排 等方针，强调防污治污为本、综合利用的治理原则，城市污水处理率为3 4 。9 0 年代中期对重点流域进行水污染治理，以淮河治理为先导，海河、辽河及“三 湖”相继展开，但我国水环境问题较复杂，相当长的时期内重点流域的水污染仍 十分严重【2 们。“三河三湖 中淮河、海河和辽河重污染事故经常发生，1 9 9 4 年淮 河上游开闸泄洪使得下游河水受到污染，水质恶化。2 0 0 4 年7 、8 月间，污染创 历史新高f 5 i ，绵延近1 5 0 k m 长的黑黄腥臭污水造成鱼虾几乎绝迹，水源受到污 染。针对这些污染事故，我国实施了污染者付费、排污总量核定制度等措施，废 水治理设施费用增加2 4 5 ，工业废水排放达标率9 6 9 。但许多河流在发生重 污染事故后不久又再次发生突发性污染事故，致使河流水污染的治理前功尽弃。 2 0 0 5 年1 1 月2 4 日b 1 ，重庆市垫江县英特化工有限公司在用双氧水处理苯 中含硫杂质中因操作不当，造成苯系物进入桂溪河( 见图1 3 ) 。当地政府立即开 展应急处置工作，通知下游沿河两岸群众暂时禁用河水，对桂溪河中的死鱼进 行统一收集、集中销毁；堵死污水沉降池的出口，切断含苯废液外流，并对随 消防水流入废水池的苯进行回收；在事发水域及其下游河段开展应急监测； 在河中受污染河段，用5 0 余吨稻草和5 吨活性炭吸附苯系物，力求将苯系物控 制在桂溪河内。2 0 0 6 年在继2 0 0 5 年松花江水污染事件后，第二松花江的支流牛亡 牛河又发生了一起水污染事故【2 。8 月2 1 日凌晨吉林长白山精细化工厂有限公 司在异地处理生产废液的运输途中，将含有二甲基苯胺的废液倾倒入幸亡牛河造成 该河2 5 k m 的河段受到污染。2 2 日零时松辽流域水资源保护局组成调查组到达 距昝亡牛河入第二松花江口5 k m 处的华丹大桥，从卜一7 时进行连续采样，9 时召 开会议研究布置省界监控及应对工作，1 0 时3 0 分调查组再次前往幸亡牛河污染现 场，在活性炭坝前、坝后、华丹大桥、八家子桥布设点位进行跟踪监测，2 0 时污 染水流前锋到达华丹大桥断面，为预测污染走向及可能到达省界的时间提供了依 据。在省委、省政府的领导下，经吉林市政府及有关部门采取积极、科学的防控 应对措施，使忙牛河水污染事故在进入第二松花江前得到有效控制，沿岸未发生 饮水中毒事故。2 0 0 7 年l o 月5 日i 2 ，因酒精厂排污造成贺江信都( 距桂、粤省 界约3 0 k m ) 江段发生突发性水污染事件。此次污染为有机污染，桂、粤省界水 体水质基本未受影响，居民饮用水影响也较小，但贺江信都段约2 0k m 江段鱼类 死亡( 见图1 4 ) ，沿江网箱养鱼户损失较大。2 0 0 8 年7 月2 2 日l ，陕西省山阳 县因钒矿尾矿库泄漏影响了汉江支流天河陕鄂省界的水质，事故发生后长江水资 源保护局迅速启动级响应，与丹江口库区及上游地区的地方政府及水利和环保 部门初步建立了突发水污染事件信息交流和协作机制，事故未造成人畜伤害。 图1 - 3 桂溪河口上游4 0 0 m 处的采样点图1 - 42 0 0 7 年贺江突发水污染事件 我国河流水体污染防治还需进一步研究，以加强环境监管，有效约束各类排 污行为，并鼓励公众参与，形成广泛的监督机制，遏制水体水质恶化，改善河流 水质，形成健康的河流生态环境。 1 3 研究内容及技术路线 1 3 1 研究内容 城市重污染事故频发河流水体受到污染不是一朝一夕的事情，产生的根本原 因是该水域经济活动密集而环境保护失灵。一般常用的工程措施可以达到治标、 局部好转的目的，但难以使河流水体整体得到改善。因此，本研究从系统科学的 方法入手，针对我国河流水污染严峻的现状，选择不同地域、类型和污染成因的 典型河流，以水环境保护、水体污染控制与治理和水污染事件应急处理技术理论 等为基础，吸取国外水污染防治的经验教训，对我国河流水污染存在的问题进行 梳理，总结不同地域河流污染防治和综合治理的技术体系，确定适于我国重污染 事故频发河流水体的防治措施、管理机制和水污染突发事件预防响应机制等。主 要研究内容： 4 1 ) 确定研究任务，拟定研究方案；查阅文献，了解国内外研究现状； 2 ) 收集国外重污染事故频发河流水体基本资料、流域社会经济状况等，根 据德国莱茵河、美国俄亥俄河和日本神通川水污染现状确定水污染因子，整合水 质改善措施、水生态修复技术，吸取国外应对重污染事故的经验教训； 3 ) 收集国内重污染事故频发河流水体( 松花江、淮河和沱江) 基本资料、 流域社会经济状况和水污染现状，找出河流重污染事故频发的原因，分析河流水 环境修复的可行性； 4 ) 对比分析国内外重污染事故频发河流水体污染原因、防治措施等，结合 我国的水体污染防治措施、管理体制和政策手段等存在的不足，提出河流生态修 复的建议和水质改善的措施，以及突发性水污染事故的预防、应对机制等。 5 ) 建立河流水体污染事故应急能力评价指标体系，确定权重，采用层次分 析法对河流水体污染事故应急能力进行评价，并应用于实际案例，即对莱茵河、 俄亥俄河、神通川和我国松花江、淮河污染事故应急能力进行评价，得出结论。 1 3 2 技术路线 本文以重污染事故频发河流水体为研究对象，结合国内外研究成果及成功应 用技术，重点研究河流生态修复、重建及突发性水污染事故应对措施，寻求适于 我国河流水体污染防治的技术、措施等。本课题技术路线见图1 5 。 研究背景及意义 我国河流水体污染防治 松花江和淮河流域 松花江水 污染事件 淮河砷 污染 欧美日河流水体污染防治 莱茵河、俄亥俄河和 日本神通川流域 莱茵河水li 俄亥俄河1 1 日本富 污染事件ii 溢油事故| | 山事件 国内外河流水体案例 分析 国内外河流水体重污染 事故应急能力评价 重污染事故频发河流水体污染防治政策建议 图1 - 5 技术路线图 第二章欧美日重污染事故频发河流水体污染防治 2 1 莱茵河 2 1 1 流域概况 莱茵河( r h i n e ) 位于德国西部，发源于瑞士境内阿尔卑斯山脉的沃德 ( v o r d e r ) 和亨特莱茵( h i n t e r r h e i n ) ，自北向南流经瑞士、奥地利、德国、法 国、卢森堡、比利时及荷兰等9 个国家，最后在鹿特丹附近注入北海。全长 1 3 2 0 k m ，其中8 8 0 k m 可通航，流域面积1 8 5 万k m 2 ( 德国占1 0 万k m 2 ，其中三 分之一在莱法州境内；荷兰占2 5 万k m 2 ) 1 2 2 1 。其大部分河段在德国境内( 约 1 1 0 0 k m ) ，荷兰境内约占1 5 0 多k m ，共有1 3 条支流，主要支流为前莱茵和后莱 茵，前莱茵源于上阿尔帕斯( o b e r a l p p a s s s u r s e l v a ) ，后莱茵源于莱茵瓦尔德峰 ( r h c i n w a l d h o m ) 。莱茵河流域示意图见图2 1 。 图2 - 1 莱茵河流域示意图 莱茵河流域人口5 4 0 0 万，人口密度2 9 0 人k m 2 ，其中德国、荷兰、奥地 利、卢森堡、比利时、列支敦士登等8 个国家、2 0 0 0 万人的饮用水源取自莱茵河 2 3 l 。莱茵河被视为德国的“父亲河”，是灌溉农田、航运、发电和工业用水的重 要水源。其通航里程达8 8 6 k m ，常年可行驶万吨海轮的里程超过7 0 0 k m 。沿河两 岸分布着世界闻名的工业区：巴塞尔米卢斯弗赖堡工业区主要以化工、食品、 纺织和金属加工为主，斯特拉斯堡以纸浆、食品、纺织和金属加工为主，莱茵一内 卡地区是重要的化工基地，科隆鲁尔地区则集石油化工工业、精炼厂、金属加 工、汽车制造、重要服务区和商业中心为一体，鹿特丹欧洲港是造船业、精炼 6 厂、化工、金属加工和重要的欧洲服务区。 2 1 2 莱茵河流域水污染状况及原因 2 1 2 1 流域水污染状况 1 ) 水污染 2 0 世纪中叶以来，随着工业的高速发展，莱茵河一度成为欧洲最大的下水 道。1 9 6 5 年河水c o d 达3 0 1 3 0 m g l ，b o d 5 为5 1 5 m g l ，d o 1 m g l ，河流 中常见的生物物种几乎消失殆尽l ” 。7 0 年代初，大量未经处理的城市和工业污废 水、轮船废油、两岸居民倒入的废渣及化肥农药等，对河流生态系统造成严重破 坏，仅德国段就有3 0 0 家工厂将上千种污染物倾人河中。1 9 7 2 年污染最为严重， 莱法州梅茵兹市河段c o d 为3 0 1 3 0m g l ，b o d 为5 - 1 5m g l ，达到了峰值，d o 接近于零，河流水体几乎完全丧失自净能力。7 0 年代中后期b o d 开始稳步下降， 8 0 年代减少至3m g l 以下，9 0 年代后维持在2m g l 以下。2 0 世纪6 0 年代中期和7 0 年代初氨氮出现了两次污染高峰，超过了3 3m g l ，7 0 年代中后期逐步减少， 2 0 0 0 年以后一直保持在0 1m g l 以下。总磷从1 9 7 3 年的1 1m g l 减少：举2 0 0 0 年的 0 6m g l ，削减率达n 8 5 4 t 2 4 1 。