大创创新训练项目申报

1、中南财经政法大学大学生创新创业训练计划项目申报表项目名称：基于事故致因理论分析研究湖泊水污染成因及其防治模式一以武汉南湖为例分析研究项目类别：J（1-创新训练2创业训练、3-创业实践）负责人：王恚所在院系：信息与安全工程学院专业年级：安全1102联系电话：指导教师：张敬东职称教授职称申报日期：2013年5月日中南财经政法大学教务部制表填报说明一、填写申报表之前，请认真阅读中南财经政法大学大学生创新创业训练计划项目管理办法及其他相关文件。二、请实事求是、逐条、认真地填写申报表中的各项内容。表达应明确、严谨、简洁。三、“项目所属一级学科”应是哲学、经济学、法学、教育学、文学、艺术学、历史学、理学、

2、工学、农学、医学和管理学12个一级学科门类中的一种或多种（跨学科）。四、“负责人及团队成员信息”第一栏请填写项目负责人基本信息。五、申报表请用A4纸打印，表中除签字盖章内容，请尽量打印填写，页面空格不够时请自行加页，做成附件附于表格最后，于左侧装订成册。申报表需提交一式三份，需经项目参与人员签字，指导教师和所在学院审查、签署意见并加盖印章。 TOC o 1-5 h z 一、项目概况4二、项目内容简介5立项背景5引言5 HYPERLINK l bookmark9 o Current Document （一）选题背景5 HYPERLINK l bookmark11 o Current Docume

3、nt （二）问题的提出6 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document （三）南湖周边概况6（四）相关研究现状7（五）理论依据13（六）研究意义15（七）研究基本思路及研究方法15 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 参考文献19 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 主要内容20三、项目特色与创新点21四、申请条件21人员介绍21 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 知识基础与知识条件22 HYPERLINK l

4、bookmark31 o Current Document 成员兴趣与特长22 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 导师优势23五、项目方案24六、预期成果形式25七、经费预算25八、申请人承诺26附件28一、项目概况项目名称基于事故致因理论分析研究湖泊水污染成因及其防治模式一以武汉南湖为例分析研究项目所属一级学科工学、管理学、法学申请经费（元）大写：壹万零肆佰元整小写：10400项目起止时间2013年6月至2014年6月负责人及团队成员信息姓名（签名）学号学院、专业联系电话E-mail1113010237信息与安全工程学院安全工程专业邵宁111

5、3010210信息与安全工程学院安全工程专业张玲瑜1113020130信息与安全工程学院环境工程专业郝杰1213010238信息与安全工程学院安全工程专业孔丹丹1104000347法学院法学专业指导教师信息姓名（签名）学院职称联系电话E-mail张敬东信息与安全工程学院教授二、项目内容简介（立项背景、项目的主要内容及实施目标）可顼背景引言事故致因理论是人们对事故机理所作的逻辑抽象或数学抽象，它是描述事故成因、经过和后果的理论，是研究人、物、环境、管理及事故处置等基本因素如何起作用而形成事故、造成损失的。事故致因理论对于人们认识事故本质，指导事故调查、事故分析、事故预防及事故责任者的处理有重要作

6、用。关于事故的成因及事故的模式，已有不少的理论，这些理论从不同的侧面对事故的发生过程和形成机理进行了阐述，运用几种代表性的理论，以从不同的角度对事故的发生有一个较全面的认识，指导制定预防控制措施，实现科学、系统的安全管理。（一）选题背景针对日趋严重的环境、生态问题，胡锦涛同志在十八大报告中提出，大力推进生态文明建设。胡锦涛说，建设生态文明，是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计。面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势，必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，把生态文明建设放在突出地位，融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程，努力建设美丽中国，实现中

7、华民族永续发展。胡锦涛指出，坚持节约资源和保护环境的基本国策，坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针，着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展，形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式，从源头上扭转生态环境恶化趋势，为人民创造良好生产生活环境，为全球生态安全作出贡献。主要从以下几方面抓起：一是要优化国土空间开发格局；二是要全面促进资源节约；三是要加大自然生态系统和环境保护力度；四是要加强生态文明制度建设。在中国近几十年的社会发展中，环境问题不断地出现，人与自然是否能够和谐相处也成为人们讨论的焦点。在此次的十八大中，相比5年前党的十七大报告直接提到“环境”或“生态”字眼的地

8、方达28处，党的十八大报告中大幅增长至45处，同时值得关注的是，“自然”也成为报告中的一个关键词。在各种环境问题中，水资源作为基础性的自然资源和战略性的经济资源。在这其中，我国湖泊数量多、类型全、分布广，湖泊的形成演化不仅受流域自然环境因素及变化的影响，而且还深受人类活动的干扰，呈现出不同的区域演变特征和生态环境问题。近几十年来，我国湖泊数量、面积和分布都发生了较为显著的变化，并面临着湖泊萎缩与调蓄能力减少、水质下降与富营养化加重、生物多样性减少与生态退化、河湖水力和生态联系阻隔以及湖岸线和环湖地带过度开发等问题，引发一系列生态与环境后果，严重影响流域居民日常生活和经济的可持续发展。中国的湖泊

9、水污染现状不容乐观，准确认识我国湖泊水污染现状，强调其危机感与紧迫感，加大湖泊水污染原因和治理的研究，对改善中国湖泊水污染现状将有着积极意义。安全就是生命，就是效益，安全更是人类社会文明的标志，但是当今社会出现的很多湖泊水污染，对我们的安全造成了很大的威胁。我国城市对水的需求和水污染问题在60年代先从北方和沿海少数城市开始，70年代进一步发展，80年代日趋尖锐和普遍，现已面临严峻形势，亟需尽快解决。然而，长期以来我国湖泊水污染管理工作并不理想，污染问题依旧形势严重。我国政府也采取了一系列的措施，但效果并没有预期那么理想。近年来，我国接连发生多处湖泊水污染，污染发生频率及带来的危害呈逐年上升之势

10、，给居民的饮水安全带来了隐患，面临的形势极其严峻。湖泊水污染发生频繁，一旦出现湖泊水污染，水体污染影响工业生产、增大设备腐蚀、影响产品质量，甚至使生产不能进行下去。湖泊水的污染，又影响人民生活，破坏生态，直接危害人的健康，损害很大。因此，环保方面的水污染特别是湖泊水污染问题已经成为我国急需解决的社会问题。（二）问题的提出随着中国社会经济的发展，环境污染问题日益加剧，而水污染中的湖泊水污染问题更显突出。水是生命之源，世界各国历来重视水的问题，但是普遍还是存在水污染问题。当前，我国江河湖泊和水库普遍受到污染，并仍在迅速发展。水环境污染进一步加剧了水资源短缺，直接威胁饮用水安全和人民健康，影响工农业

11、生产和农作物安全。近几年，各地的水污染接连发生：太湖、巢湖、滇池先后爆发蓝藻污染；江苏沐阳因上游水污染导致数10万人断水；安徽、甘肃、陕西、河南、内蒙古、河北等许多省区的若干市的江河湖泊受到重度污染，严重影响居民的饮水等等。在某种程度上，可以说水污染已成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾难。在种种水污染问题中，湖泊水污染问题逐渐变得更加严重。水污染防治、水环境质量的改善和恢复已成为国民经济可持续发展的关键保障，成为建设小康社会、和谐社会的重要内容。因此，分析和研究水环境污染成因，建立高效的预防治理体系模式显得尤为迫切。近年来，中国学者关于城市水污染研究的文献资料较多，尤其是在2005年松花江污

12、染事件之后，城市饮用水源突发污染受到了政府、公众、企业和学术界的广泛关注，但很少有学者针对水污染问题的成因和治理模式展开详细分析和研究，本课题以湖泊水污染问题为例进行分析研究。由于湖泊水污染的特殊性和复杂性，其污染的成因与一般事故致因理论具有很多相似性，同时也存在一些差异。对鉴于湖泊水污染研究的重要性和必要性和事故致因理论分析问题的科学性和全面性，本项目重视基础理论研究，在事故致因理论基础上剖析了导致湖泊水污染的成因，以揭示其发生规律，为湖泊水污染的预防治理体系模式建立提供有效的、科学的依据和参考。首先分析我国湖泊水污染严重的原因有以下几点：人们对水污染的发生原因没有很清楚的认识，现有的指导理

13、论也不能全面具体的指导解决水污染的工作，根本原因体现的不明显，这样就不能采取针对性强的对策，往往是哪里出了问题再解决哪里，不能从根本上减少和杜绝水污染的发生。在事故分析中，事故致因理论应用最为广泛，它的提出就是为了研究事故发生机理。它从多个角度对事故的原因进行研究，为事故分析和预防提供了良好方法和理论指导。此理论并不是专注于某个领域，虽然事故致因理论大多数的是分析研究对象是安全事故，但是此理论也与污染的原因的分析息息相关。所以以事故致因理论为基础和指导，以湖北省最具代表武汉南湖的湖泊水污染为例分析探究湖泊水污染的成因，将其理论灵活地运用到水污染防治中，灵活的采用此理论来预防和控制湖泊水污染，最

14、终进而间接地指导其他污染的防治。自从大家认识到湖泊污染的严重影响后，国内外很多专家学者从不同的方面来研究过，比如从管理方面等等，但是没有适用的理论。本课题在此背景下，结合武汉南湖水污染现状，尝试运用事故致因理论中的海因里希事故因果连锁理论等理论，构建一个符合实际的理论模式，然后提出了能预防和控制我国湖泊水污染的建议和体系模式，进而简单总结出一般的污染的成因，充分有效地指导预防和治理其他污染。（三）南湖周边概况.南湖周边地区建设现状南湖位于武汉三镇中的武昌，隶属洪山区管辖，为武汉市中心城区的主要湖泊之一。该湖北临武昌交通要道雄楚大街，南傍南湖南路，东倚民族大道，西抵珞狮南路。周边已兴建南湖山庄、

15、丽岛花园、锦绣良缘等居住小区，并环抱中南民院、华中师范大学、中南政法大学、武汉理工大学、中农业大学等众多知名学府，南湖的地理位置对武昌的城市建设和经济发展有非常重要的意义。.南湖周边污水工程建设现状近十几年来，武汉市对于湖泊的保护，在立法、管理、工程和科学研究方面做了大量的工作.特别是针对南湖地区的水污染，武汉市先后利用世行、亚行贷款及自筹资金，建成龙王嘴、汤逊湖和黄家湖3座污水处理厂及相应污水主干管收集系统。特别为解决南湖周边越来越多的排污点对南湖水体的污染，在南湖北岸建成龙王嘴污水处理厂.逐步形成4片污水收集系统、6座污水中途提升泵站。该污水处理厂于2003年正式投入运行，对缓解南湖污染起

16、到了一定的积极作用。.南湖污染现状南湖水质现状1980年代初期，南湖水质良好，湖区有丰富的天然饵料，水中孕育着各种水生生物。为湖区综合发展水产品生产提供了良好的生态环境。但是随着该地区城市化的不断发展和人口剧增，南湖水质不断恶化，其营养程度一直呈上升趋势，虽然龙王嘴污水处理厂投入运行。但南湖水质持续恶化的趋势并没有改变.依据武汉理工大学2004年10月30日对南湖幸福村排污点的监测数据，南湖为重富营养水体，水质指标超劣V类，目前现状湖水呈黄绿色，局部水域在高温季节发出腐臭味。在湖边不时发现浮在湖面的死鱼，以及饮料瓶、方便面袋等生活垃圾。湖北省环境保护厅公布的湖北省武汉城市圈地表水环境质量月报表

17、明，南湖水质自2003年以来一直为劣V类，营养状态指数一直居武汉各大湖泊之首。每逢春末夏初，南湖及部分分支湖泊都会出现大面积翻塘死鱼现象。资料显示，1996-2006这十年间，南湖面积共减少了35%2001年-2002年前后，南湖发生了大规模的人工填湖现象。仅这一年，南湖被填面积高达2.7公顷。2003年，由于武汉市湖泊保护条例的制定实施，南湖填占现象得到一定的遏制。然而近几年来，随着房地产市场的火热，南湖被建设用地大规模地填占。据统计，目前在南湖周边仍有楼盘，还有楼盘正在施工建设。在南湖水污染极其严重的情况下，研究其成因及防治治理体系模式迫在眉睫。（四）相关研究现状.国内相关研究现状我国水环

18、境污染状况不容乐观，水污染控制任务艰巨，依靠科技进步、实施科技创新是控制我国水体污染和保护水环境质量的重要保障。我国自“六五”以来，在湖泊、河流、城市水污染控制与饮用水安全保障等方面开展了广泛的研究，并取得了一定的成果。主要流域常规环境监测体系已初步形成，湖泊富营养化控制与生态修复、河流水环境综合整治、城市水环境保护、饮用水保障技术等方面研究取得了一定的进展，特别是在“三河”（淮河、海河、辽河）、“三湖”（太湖、巢湖、滇池）、三峡库区等重点流域治理的研究工作有了明显的进步。但由于我国水污染的复杂性和长期性等多方面原因，科技支撑存在较大的差距，如对水环境特征、污染过程与机理缺乏系统深入研究、环境

19、监测预警的新技术新方法研发能力不足、水体净化与生态修复技术研究刚刚起步、高效的水污染控制技术与设备集成创新不够、系统的流域水环境管理技术体系尚未形成等，水体污染研究工作尚需进一步加强。中科院长期以来重视水污染防治研究工作，生态环境中心、南京地湖所、南京土壤所、水生所、广州地化所等经过多年的研究积累，已成为我国水污染研究的重要力量。拥有湖泊与环境、环境水质学、环境化学与生态毒理学、淡水生态与生物技术、有机地球化学等一批国家重点实验室和环境光学等国家工程实验室，建设了太湖站、东湖站等从水体污染监测与恢复研究的野外生态站和开展区域环境污染研究的“珠江三角洲环境污染与控制研究中心”等研究单元，形成了水

20、体污染防治研究的重要平台，同时培养造就了一批长期服务于国家水污染研究的人才和创新团队，在基础理论研究、科学监测与预警、治理修复等方面产生了有一定影响的研究成果。（1）基础理论研究水体污染发生机制、污染物迁移转化过程与环境效应等机理研究，是水环保护、水体污染控制与治理的基础。基于综合学科优势和长期研究积累，中科院一直是水污染基础理论研究主要力量。养化的特征、生态演化过程与发生机制研究，认识湖泊富营养化与生态系统退化机理，对探索我国湖泊富营养化的有效控制技术，开展规模化工程治理具有重要意义。1.1湖泊富营养化研研究湖泊富营养化是人类社会活动对湖泊影响导致的湖泊自然演变过程的浓缩。开展我国浅水湖泊富

21、营养化的特征、生态演化过程与发生机制研究，认识湖泊富营养化与生态系统退化机理，对探索我国湖泊富营养化的有效控制技术，开展规模化工程治理具有重要意义。南京地湖所、水生所等通过多年对浅水湖泊的物理、化学、生物和沉积环境的系统研究，深入研究了太湖等流域生源要素循环驱动机制及其失衡机理，分析了蓝藻水华的生消动力学、水生植被的生态系统功能和富营养化导致水生植物消亡的原理，提出了蓝藻生长形成水华的4阶段理论，基于多年治理实践，总结出了湖泊治理要先控源截污、后生态恢复的战略路线，并在太湖、滇池等湖泊治理中贯彻和实施。为我国湖泊大规模治理提供了有力的理论指导，奠定了我院在湖泊科学理论和治理实践方面的引领地位。

22、1.2流域/区域水体污染研究在海河流域，生态环境研究中心等以流域复合污染的形成过程蛔转移转化蛔生态响应蛔控制修复为主线，深入开展了河流污染特征与水环境质量演变机制、复合污染的动力学过程与生态健康效应以及饮用水安全评价研究。广州地化所等对东江流域有机氯农药、多环芳烧、多氯联苯及多澳联苯醒等典型持久性有机污染物(POP9分布特征、来源、输入途径及污染历史等进行了系统的研究。沈阳应用生态所、东北地理所等对松辽水系工业复合污染所致的环境质量演变规律、复合污染毒理过程、水体生态修复原理等进行了系统的研究，为松辽水系污染治理和区域可持续发展提供了科学依据。地理所等对淮河流域的洪水问题、闸坝影响等特征开展了

23、大量的研究工作，分析了淮河流域水环境恶化的根本原因，科学评估了闸坝等水工程活动对河流污染造成的影响。1.3面源污染研究南京土壤所开展了太湖流域不同来源污染物通量研究，建立了营养盐通量及负荷的估算模型，全面分析了主要污染物排放通量和入湖通量，总结了太湖河网区面源综合治理模式，为湖泊面源控制积累了一系列理论与技术成果。同时，南京土壤所组织CERN有关农田生态站等系统开展了我国主要农田氮磷钾营养元素、土壤含水层硝酸盐等污染物的迁移、转化规律等研究。(2)监测预警我国水环境污染呈现流域性、区域性、污染物种类多样性等特点，传统监测方法难以满足现代水体污染现场快速实时监测预警要求，亟待建立覆盖全过程的多尺

24、度、多信息的科学监测管理体系。湖泊富营养化监测在太湖流域，南京地湖所、水生所、遥感所、微系统所等发挥多学科交叉和综合优势，研发集成生化、光电、传感器、网络和空间信息技术，建立集卫星遥感、近地面高光谱监测、地基激光雷达与水质在线监测为一体的立体监控平台，实时监测分析相关指标，结合湖泊水动力学模型、藻类生长、输移和扩散模型，对蓝藻水华的发生、爆发进行科学监测和预警。为保障富营养化湖泊的供水安全提供了有力的技术支撑，提升了我国湖泊水质安全保障应急技术水平和自主创新能力。三峡库区环境监测中科院在三峡库区开展了长期的监测研究，早在1984年就主持了三峡工程前期重大科研项目“长江三峡工程对生态与环境的影响

25、及对策研究”等国家任务，形成了长江三峡工程对生态与环境影响的论证报告等系列研究报告，提出的三峡工程对生态与环境的影响、移民环境容量制约因素等重要结论，为最大限度地减小工程不利影响提供了决策依据。2002年，依托遥感所成立了“三工程生态与环境监测系统信息管理中心”，建设了“长江三峡工程生态与环境监测信息系统”。水生所等开展了库湾及主要入库支流水环境与水华监测工作，对三峡库区及相关区域的水质、污染源、面源污染等环境指标进行了系统的监测和分析，获取了大量的实测数据。面源污染监测依托中科院常熟站、鹰潭站、栾城站等野外生态站的长期定位监测和联网研究，南京土壤所、南京地湖所在太湖河网区、滇池入湖河口，石家

26、庄农业资源中心在白洋淀流域上游等开展了河道，农田等区域的营养盐通量监测，取得了一系列的区域农田生态环境数据，为流域面源污染治理研究提供了重要支撑。图1太湖茶藻立体监测系水环境监控与预警设备安徽光机所、长春应化所、大连化物所等在水环境质量、水污染源、饮用水源等自动在线监测技术与设备研发上取得了一批研究成果。如安徽光机所基于高灵敏光谱监测技术，研发了分类测量水体中多种混合污染物的三维荧光成像仪等应用于巢湖、淮河流域等水体污染监测。生态环境中心研发的“多类水源化学品污染综合监控和预警水质在线生物安全预警系统”，通过生态变化信号来判断水质的污染状况，汶川抗震期间成功应用于成都市区自来水水源水质监测与预

27、警，中央电视台对该项最新科技成果的应用进行了报道。(3)污染控制与生态修复湖泊水体污染治理在太湖流域，南京地湖所、水生所、南京土壤所等研发了消浪、控藻、改造底质、水生植被恢复、湖滨湿地修复等治理技术，创造性地提出的一系列技术集成和配套的水质改善成套技术，如消浪与水质净化相结合的生态消浪技术、物理与化学及生物相结合的组合控藻技术以及基于仿生原理的非生物净化技术等，并施之于工程示范，取得良好的效果，建立了太湖梅梁湾水源地水质净化示范工程，面积达7平方公里，是我国迄今为止实施的湖泊生态修复及水质净化最大规模的水质改善示范工程。控制面源污染，是防治湖泊富营养化的重要途径。南京土壤所等在太湖典型河网区开

28、展了面源污染控制研究，研发集成了生活污水、化肥农药等污染控制技术、面源污染控制的前置库技术、沟渠河网的水质净化技术和河口水生态修复技术等，建立了面积20平方公里的示范工程，形成河网区面源污染控制的技术集成方案。在滇池流域，水生所、南京地湖所、南京土壤所等针对滇池大规模的蓝藻水华问题，开展了生物控藻、机械除藻、湖岸生态修复、蓝藻检测和脱毒、湖泊生态系统管理、城郊面源污染控制、入湖河口水质净化等技术研发，建立了多项示范工程。巢湖作为我国五大淡水湖之一，是国家富营养化治理的重点湖泊，南京地湖所在“七五”期间就主持了国家攻关课题“巢湖富营养化研究”，主编了巢湖一富营养化研究专著，其成果至今仍被公认为在

29、巢湖研究中具有里程碑价值的重要文献。近年来，南京地湖所、水生所等开展了巢湖生物地球化学过程研究和蓝藻水华研究，提出了巢湖富营养化的控制与治理方案。在三峡库区，水生所等开展了生物抑藻等治理工作，武汉植物园、植物所、成都山地所等开展了三峡库区消落带生态恢复与综合整治技术研究与示范，筛选了多种适宜消落区生长的植物，建成消落区试验示范基地。河流复合污染控制生态环境中心等在海河流域开展了长期的河流污染背景调查、控制与修复、多水源综合利用、流域治理工程空间格局评估等技术研究与示范。在辽河流域，沈阳应用生态所等分析了辽河流域中长期污染防治与生态建设问题，编制了辽河流域生态建设总体规划并被政府采用，建成了多个

30、典型区域生态环境改善、重点行业污染治理工程示范。在松花江流域，东北地理所、生态环境中心等在系统研究松花江污染特征和水环境容量的基础上，开展了流域水质、水源地保护与污染控制工作。在淮河流域，地理所等针对淮河闸坝多、河流水污染事件多发、防污防洪矛盾等问题，在综合分析沿河排污环境特征、科学评估闸坝等水工程活动对流域水体污染影响的基础上，提出了通过水工程管理和污染控制的流域污染综合修复途径。3.3城市水污染控制城市面源污染是我国水环境质量恶化的重要原因之一，由城市面源污染引起的水环境问题已严重制约了城市的可持续发展。通过承担“十五”“863”水专项等国家科研任务，生态环境中心、水生所等研发了城市水体面

31、源污染控制技术和管理措施集成系统，以及以复合垂直流人工湿地技术为代表的一系列适用于城市水环境修复的生态工程技术，形成了城市水环境综合整治的技术及管理系，建立了汉阳面源污染控制、武汉月湖水体修复等多处示范工程，相关研究成果在武汉、上海、天津、北京等城市得到广泛应用，建设了北京奥林匹克森林公园人工湿地工程，为奥运环境保障提供了重要的科技支撑。3.4饮用水安全保障饮用水水源地保护是确保饮用水安全的重要前提条件。生态环境中心等针对水源地保护与水质改善，建立了生态型水源构建的科学方法和技术模式，在植物群落配置、生物滤床构造、生物协同作用技术等方面取得突破，为水源地水质改善与生态保护提供科技保障。建设了容

32、量50万m3的天津滨海新区多水源综合利用工程和占地1800多亩的嘉兴市石臼漾水厂水源地治理工程等示范。饮用水水质净化技术是饮用水质安全保障体系的核心。生态环境中心对高级化学氧化、高效吸附、电化学等技术进行单元和集成创新，形成了集成多项单元关键技术和末端水质多级保障新工艺的饮用水质安全风险末端控制系统，开发出小区优质饮用水深度净化的核心技术和成套设备，在北京、深圳和天津等地进行大量的工程示范应用。建立了奥运小区饮用水系统示范工程，使奥运村及场馆饮用水达到直饮标准，保障了北京奥运饮用水安全。3.5污水处理技术在工业污水处理技术研发上，生态环境中心针对污水处理和回用中存在的难题，研发了污水处理与回用

33、的协同技术系统，在北京、大庆、宁夏、胜利油田等10多项工程实践中应用；化学所、生态环境中心等研发了光催化降解技术等高浓度难降解有机废水集成处理工艺技术及设备，在山东建成染料废水处理示范工程。过程工程所研发了铭盐清洁生产、焦化废水强化处理、冶金废水中氨氮回收等技术，并建立了示范工程。沈阳应用生态所稠油污水处理、成都生物所、微生物所等在废水微生物菌剂处理技术、成都有机所等在重金属废水以及焦化废水处理等方面均有深厚的技术积累，建立了相应的工程应用示范。在生活污水处理技术研究上，生态环境中心针对我国中小城镇分散型污水处理率低等问题，研发出一系列适合中小城镇污水处理与回用的技术与设备系统，建设了多个小区

34、中水回用工程。广州等地所针对分散点源污水处理，研究开发了地下湿地与高负荷下渗滤污水处理技术，并建立了稳定运行3年的示范工程。南京土壤所、研究生院等研发了集成真空洁厕、水解酸化、人工湿地等技术。的分散型生活污水处理系统，在常熟等地区建设了示范工程。ffl2农村分散型污水处理在污水处理材料技术研究上，长春应化所开展了高性能膜材料及分离膜的研究工作，研究制备了系列反渗透复合膜功能单体和具有自主知识产权的中试连续复合制膜的高新技术。上海应用物理所研发的新型膜生物反应器，将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合，成功应用于量大面广的有机生活污水处理。生态环境中心研发的新型超滤、板式膜生物反应器及水回用的等

35、配套技术，在化工、食品、医药等行业推广应用，如“超滤法处理、回用印钞擦版废液”技术广泛应用于成都、西安、北京等印钞厂。在目前应用范围最广泛，使用量最大的水处理化学药剂絮凝剂的研发与产业化上，无论在无机高分子絮凝剂基础应用理论，还是在生产技术实践方面，生态环境中心在国内外始终处于主导地位，开建我国絮凝剂现代产业化技术，创建现代产业基地多个，生产规模居世界之首。在重大环境污染事件应急技术研究上，生态环境中心、成都生物所等承担了“十一五”“863”计划重大项目等国家任务，开展了重大环境污染事件的特征污染物实验室检测与快速处理技术研究，尤其针对典型液态有机污染物的爆炸或泄漏方式及其污染阶段，研发高效阻

36、断、快速削减和安全处理关键技术，构建技术集成系统和信息库，形成了多级处理处置应急技术系统。在2008年11月发生的河南省商丘市大沙河神污染事件中，生态环境中心快速反应，自主研发技术在大沙河神污染治理上成功应用，得到了地方政府和环保部的高度评价。2.国外相关研究现状(1)流域水污染治理研究自20世纪50年代以来，世界各国在湖泊水污染与富营养化方面开展了大量工作。美国1972年启动了清洁湖泊计划(cleanlakesprogram)(USEPA1996)。在19761995年，累计投资1.45亿美元开展湖泊修复等方面的研究。日本的琵琶湖(Biwa)、匈牙(利的巴拉顿湖(Balaton)、奥地利的月

37、亮湖(Mondsee)以及奥地利、德国、瑞士边界的康斯坦茨湖(Constance)等，都在湖泊富营养化的研究与防治中做出各具特色的贡献。例如，德国根据其湖泊特点敷设网状下水管道取得一定效果；瑞士主要采用湖水深层曝气和强制循环法改善水质；芬兰利用湖水稀释法治理了一些湖泊；日本的琵琶湖主要采用工业污染源治理、下水管道敷设和芦苇群保护等措施来治理水质；美国和加拿大的五大湖主要利用各种规范来抑制湖区工业、农业和生活污染源的扩大和增加（蒋火华等，2000）。整体上，湖泊富营养化的防治虽然取得了显著的成绩，但远没有达到预期的效果，湖泊水污染与富营养化防控的长期性和艰巨性使世界各国面临沉重压力。突发性水质污

38、染以及应急管理技术研究原水水源突然性污染事件是指在原水水源保护区内由于突然性的污染物泄漏、排放，造成水质瞬间严重恶化、严重威胁水厂取水安全的污染事件。这些突发性污染事件多是由于事故、常规污染源违法排放（包括工厂事故和偷排）、城市或农村的非点源污染受暴雨冲刷等进入水体、船舶等的污染物泄漏、环境因素导致的水质突变、气候突变等自然灾害带来的突发性污染和人为投毒等。根据污染物性质及常发生的方式，突发性环境污染事故可分为：核污染事故；溢油事故；有毒化学品的泄漏、爆炸和扩散事故；非正常大量废水排放造成的污染；自然环境带来的污染；人为破坏造成的污染。突发性水污染事故的特点表现在水污染事故发生、发展和危害的不

39、确定性，影响的长期性和应急主体的不明确。预警应急处理系统在一些经济发达国家发展较早，北美洲美国、加拿大）、欧洲和亚洲的日本、韩国都有所发展，这些国家建立的水质预警系统大部分是建立在大的水污染事件发生之后，对污染物进行监测，但是未提出各类污染物的应急处理技术。近几年，特别是911事件以后水源和供水管网成为恐怖分子袭击的对象，这给供水安全带来了新的问题，供水安全日益受到各国重视，建立原水水质预警应急系统是公认的应对突发性污染的最有效方式，建立原水水质预警系统需要较大的资金投入和较高的技术支持，在资金、技术等无法满足要求的情况下，应尽可能利用水厂已有历史监测数据，运用预测学原理指导水厂运行。以下是世

40、界各国已建成的预警应急处理系统：美国俄亥俄河水质预警系统主要负责对俄亥俄河干流和主要支流的下游地区的水质监测。起初系统是由15个气谱监测仪组成，用以监控有机物的变化，并向美国海岸管理中心提供相关报告。随后，为了满足1976年四氯化碳污染事件和1988年的石油泄漏事件的需要，在原有基础上对系统作了改进，使其具备了更完善的污染物扩散模型、数据收集传输系统和网络共享系统，为更好的应对突发事件、为水厂服务奠定了基础。莱茵河上已经有30多个水质监测站，并且建成了目前世界上最大的生物指示系统（包括鱼、藻类、水蚤、贝类动物和细菌）。塞文河是英格兰和威尔士北部地区的主要水源地。1984年的苯酚污染事件使英国有

41、关部门认识到了水质预警系统的重要，他们在塞文河上建立了一个包括3个水质监测站的水质预警系统。系统由海德自然科学实验室管理，并得到了沿河各水厂在经济和其他方面的大力支持。塞文河的预警系统实现了完全自动化，除了每周的检修时间，都不需要专人进行维护，它可以自己通过电话线将信息传输给相关管理部门。系统可以对甲醛、氨氮、苯酚、VOCs农药和多种水质指标进行实时在线监测，但并不是所有的监测站都装备所有仪器，各监测站根据其实际情况，选择的监测指标略有不同。法国水务集团为巴黎市2/3地区的400万居民提供生活用水，其中95%勺源水来自从塞纳河及其支流。在过去的20年中，已经出现过400多件突发性污染事件，其中

42、40%T件的处理要求改变处理工艺，7%勺事件引起了供水量的减少，3%勺事件导致关闭处理系统。因此建起了完整的水质预警系统，系统包括多个具有自动分析仪的监测站和自动检测仪。每个监测站包括总有机碳、氨氮、硝基氮、氧化物、重金属、有毒物质、溶解氧、温度、pH值和电导率自动监测仪。系统可以对历史数据信息进行储存，当突发性事件发生时，它可以对事件的性质、特征进行及时准确的判定，而后与历史相关信息进行比较，从而找出最佳处理方案。该监测预警系统又包含有监控、自动分析和预测模型系统，并结合了多种水处理工艺，因此可以很好地保障巴黎市内的供水安全。在亚洲，日本建设了淀川河水质监测预警系统，以淀川河为水源的3个水厂

43、可以从系统中获取有关事件及时可靠的信息，根据污染物调查分析和以往经验，淀川主要污染物有农药、苯酚和多种化学物质。因此预警系统配备了相应的有机物监测设备、先进的总碳和紫外分析仪、气谱分析仪。2湖库水质综合控制技术研究动态长期污染对湖库造成直接损害，大量湖库生态系统处于不良状态，形成生物多样性降低、功能下降为特征的退化生态系统，严重威胁人类社会的可持续发展。因此，如何保护现有的湖库生态系统，综合整治和恢复污染退化的湖库，使之恢复到可持续发展的自然状态，已成为人类亟待解决的重要课题。湖库水质控制目标是多方面、多层次的，需要遵循的共同原则是：生态、社会、经济和文化的需求以及生态恢复技术的可靠性和有效性

44、。湖库生态系统标准水质监测器和色味监测仪。有消息表明，韩国利用柳条鱼和水蚤开发成功水质污染预警系统。作为一个由诸多物理化学要素和生物要素组成的复杂统一体，其功能强调生态系统结构和格局及其影响因素的整体性。湖库生态恢复具有整体概念，事实上对湖库生态系统的修复不可能先修复某一个物种再恢复另一部分，而是全面考虑生态系统结构和功能，即便是对某一特定污染的控制也要考虑系统的综合影响。现代湖库生态修复是充分考虑物理因素和有机体之间相互作用的系统工程，强调配套技术的整合。例如，对富营养化湖库的恢复包括污染外源控制、内源清除、环境条件整治直到生态系统恢复的一系列相互作用的恢复工程。（五）理论依据事故致因理论分

45、析事故致因理论是通过对大量典型事故本质原因的分析所提炼出的事故机理和事故模型。这些机理和模型反映了事故发生的规律性，能够为事故的定性定量分析，为事故的预测预防，为改进管理工作，从理论上提供科学的、完整的依据。1事故致因理论模型综述有关文献将事故致因理论分为三大类，分别为事故因果连锁理论、信息处理的人失误事故模型、能量转移论与两类危险源理论。海因里希事故因果连锁理论、博德事故因果连锁理论、亚当斯事故因果连锁理论、北川彻三事故因果连锁理论属于事故因果连锁理论。当前国内外进行事故原因调查与分析时，广泛采用博德事故因果连锁模型，它是反映现代安全观点的事故因果连锁论；威格里斯沃思模型、瑟利模型、劳伦斯模

46、型、撒利模型属于信息处理的人失误事故模型。其中瑟利模型是一个典型的根据人的认知过程分析事故致因的理论，它不仅分析了危险出现、释放直至导致事故的原因，而且还为事故预防提供了一个良好的思路。两类危险源理论、能量意外释放理论属于能量转移论与两类危险源理论。虽然两类危险源理论是比较新的事故致因理论，但能量意外释放理论更好地解释了事故发生的物理本质，可应用于各种类型的包含、利用、储存任何形式能量的系统，也可以与其它的分析方法综合使用，用来分析和控制系统中能量的利用、储存或流动。2博德事故因果连锁模型博德在海因里希事故因果连锁论的基础上，提出了反映现代安全观点的事故因果连锁论，如图3所示。博德认为事故的根

47、本原因是管理失误，管理失误主要表现在对导致事故根本原因的控制不力。当前国内外进行事故原因调查与分析时，广泛采用如下图4所示的事故连锁模型。该模型进一步把物的原因划分为起因物和加害物，前者为导致事故发生的物（机械、物体、物质），后者为直接对人造成伤害的物。在人的问题方面，区分行为人和被害者，前者为引起事故发生的人，后者为事故发生时受到伤害的人。针对不同的物和人，需要采取不同的控制措施。3瑟利模型瑟利模型是一个典型的根据人的认知过程分析事故致因的理论，该模型把事故的发生过程分为危险出现和危险释放两个阶段，这两个阶段各自包括一组类似的人的信息处理过程，即感觉、认识和行为响应。在危险出现阶段，如果人的

48、信息处理的每个环节都正确，危险就能被消除或得到控制；反之,就会使操作者直接面临危险。在危险释放阶段，如果人的信息处理过程的各个环节都是正确的，则虽然面临着已经显现出来的危险，但仍然可以避免危险释放出来，不会带来伤害或损害；反之，危险就会转化成伤害或损害。瑟利模型为事故预防提供了一个良的思路，模型如图5所示。/不安全状C不安全因素个人原因工作条件博德的事故因果连锁物的不安全状态人的不安全行为起因物加害物事故行为人YN认识INN行为响应能避免吗?无危险感觉.认识L行为响应能避免吗?伤害或损坏无伤害Y=是N=否LYN对危险的构成有警告吗?感觉到了这警告吗？对危险的构成有警告吗?感觉到了这警告吗？受害

49、者YNYY图4事故连锁模型人和环境认识到了这警告吗?知道如何避免危险吗？决定要采取行动吗？认识到了这警告吗?知道如何避免危险吗？决定要采取行动吗？图5瑟利模型迫近危险2.4能量意外释放理论吉布森、哈登等人提出了能量意外释放理论，其基本观点是：不希望或异常的能量转移是伤亡事故的致因，即人受伤害的原因只能是某种能量向人体的转移，而事故则是一种能量的不正常或不期望的释放。能量意外释放理论阐明了事故发生的物理本质，指明了防止事故就是防止能量的意外释放，防止人体接触过量能量。在工业生产中经常采用的防止能量意外释放的措施主要有以下几种：用安全的能源代替不安全的能源，限制能量，防止能量蓄积，缓慢地释放能量，

50、设置能量屏蔽设施，在时间或空间上把能量与人隔离。（六）研究意义随着经济等的发展，污染问题日益凸显，尤其是水资源的污染。水是生命之源，世界各国历来重视水的问题，但是普遍还是存在水污染问题。当前，我国江河湖泊和水库普遍受到污染，并仍在迅速发展。水环境污染进一步加剧了水资源短缺，直接威胁饮用水安全和人民健康，影响工农业生产和农作物安全。近几年，各地的水污染事件接连发生：太湖、巢湖、滇池先后爆发蓝藻污染；江苏沐阳因上游水污染导致数10万人断水；安徽、甘肃、陕西、河南、内蒙古、河北等许多省区的若干市的江河湖泊受到重度污染，严重影响居民的饮水等等。在某种程度上，可以说水污染已成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严

51、重的灾难。在各种水污染问题中，湖泊水污染问题变得越来越严重，湖泊水污染防治、水环境质量的改善和恢复已成为国民经济可持续发展的关键保障，成为建设小康社会、和谐社会的重要内容。中国的湖泊水污染现状更是不容乐观，准确认识我国湖泊水污染现状强调其危机感与紧迫感，加大湖泊水污染原因和治理的研究，对改善中国湖泊水污染现状将有着积极意义。对鉴于湖泊水污染研究的重要性和必要性和事故致因理论分析问题的科学性和全面性，本项目重视基础理论研究，在事故致因理论基础上剖析了导致湖泊水污染的影响因素及成因，以揭示其发生规律、危害，为湖泊水污染的预防治理体系模式建立提供有效的、科学的依据和参考。本课题在此背景下，结合具有代

52、表性的武汉南湖湖泊水污染现状，尝试运用事故致因理论中的海因里希事故因果连锁理论等理论，构建一个符合实际的理论模式。然后提出能预防和控制我国湖泊水污染的建议和体系模式，进而简单指导研究一般的污染的成因，指导防治其他污染，为可持续发展进言献策。（七）研究基本思路及研究方法通过文献研究，查阅有关资料，总结近年来武汉市经济发展与南湖污染的间接或者直接关系，通过水质监测，污染物分类，南湖周围建筑物布局，工业布局，武汉市民的环境意识调查，周边企业的污水处理情况，各个排污口的水质情况，水污染随季节性的变化情况，水污染对生物的影响，和东湖进行各个方面的进行比较，总结污染源（工业，生活，人为，其他污染源）网上查

53、询或者现场走访水污染防治先进的地区总结经验，发现不足。总结湖泊水污染防治研究工作的发展现状并取得成果，在事故致因理论基础上剖析了导致湖泊水污染的影响因素及成因，以揭示其发生规律、危害，为湖泊水污染的预防治理体系模式建立提供有效的、科学的依据和参考。尝试运用事故致因理论中的海因里希事故因果连锁理论等理论，构建一个符合实际的理论模式。然后提出了能预防和控制我国湖泊水污染的建议和体系模式，进而简单总结出一般的污染的成因，充分有效地指导预防和治理一般的其他污染，提出新问题及相关管理引导策略，开拓有研究价值的新方向。具体来说，就是在事故致因理论的指导下，结合工学，管理学和法学知识，针对湖泊水污染相关的：

54、湖泊水污染产生的原因（原因分类以及主次），怎样防治湖泊水污染（理清治理思路，考虑宏观型，技术型和管理型控制，从技术，法律措施以及管理方面考虑），从而以南湖为例进行湖泊水污染成因的建立和论证，建立湖泊水污染防治模式，并不断完善，最后在此基础上，作为简单的污染的成因及其防治模式的指导。从这几个问题进行研究，设计研究方案及步骤，提出具体的研究问题及解决方案，制定实施计划，得出结论，具体研究思路和基于事故致因理论分析研究湖泊水污染成因模式图分别如图6、图7所示。通过文献研究，查阅有关资料，总结湖泊污染特别是南湖水污染现状及相关研究现状，确定研究目标通过实证调查，以问卷调查以及访谈形式了解市民及相关企业

55、的环境意识，并且进行水质实验测定及周围建筑物布局、工业布局、排污口水质情况、污染物情况、湖泊水污染对生物的影响、季节性变化情况、企业污水处理情况及技术调查、与经济发展和产业结构的关系，和东湖进行各个方面对比，发现差异，总结原因提出新问题，开拓具有研究价值的新方向通过数据分析，实验探究以及资料整理论证探讨湖泊水污染成因和建立防治模型，理清治理思路，依据法学、管理学和技术方面提出防治措施项目目标图6研究思路框架图新问题图7基于事故致因理论分析研究湖泊水污染成因模式图实证研究方法（研究示意图如图8所示）图8研究方法示意图1、问卷调查法和网络调查法（问卷样板见附件一）针对武汉地区市民（主要是南湖周围市

56、民和学生群体），了解市民的环境意识（主要是水污染问题），统计调查数据。2、访谈式调查法首先，和各位市民和企业相关领导人，政府环保部门进行沟通和交流，总结他们对环境（主要是水污染问题）的看法，分析他们的意识和各个方面存在的问题。同时，与武汉市环保局、武汉市水务局的相关工作人员进行访谈调查，采访专家和学者，了解学者们如何看待当前污染（主要是湖泊水污染问题）的看法，并征求关于如何防治湖泊污染的管理策略和技术等措施。3、实验探究法（南湖水污染现状测评，同时进行部分东湖水质测评）分别对南湖和东湖水质进行各个方面的检测（检测方面由方案决定）综合污染指数法测评运用综合污染指数法。综合污染指数是评价水环境质量

57、的一种重要方法。根据南湖水体富营养化的实际情况，测评中取pH值、汞、磷、氨氮、铅、总大肠杆菌群6项评价项目。水质综合污染指数数学模型P=（P1+P2+P3+-Pi）/N;Pi=Ci/Si;式中：P综合污染指数Pii污染物的污染指数N污染物的种类Cii污染物浓度的实测平均值（毫克/升或个/升）Sii污染物评价标准值（毫克/升或个/升）水质分级情况如表1所示指数P值水质状况分级依据三0.20好多数项目未检出，个别项目检出但在标准内0.210.40较好检出值在标准内，个别项目接近或超标0.410.70轻度污染个别项目检出且超标0.711.00中度污染有两项检出值超标1.012.00重污染相当部分检出

58、值超标2.0严重污染相当部分检出值超标数倍或几十倍表1水质分级情况综合污染指数法用一种最简单的、可以进行统计的数值来评价水质污染状况的方法。它在空间上可以对比不同河段水体的水质污染程度，便于分级分类；在时间上可以表示一个河段，一个地区水质污染的总的变化趋势；改善了用单项指标表征水质污染不够全面的欠缺；解决了用多项指标描述水质污染时不便于进行计算、对比和综合评价的困难；并且克服了用生物指标评价水污染时不易给出简明的定量数值的缺点。抽样检测南湖（东湖）环湖线，等距设置6个抽样检测点（地点根据实验实施过程中合理确定）。地点分别记为A,B,C,D,E,F;每个检测点进行三次抽样检测，每次抽样500ml

59、。除pH值当场测定以外，其余项目均交至环境监测部门进行检测。（检测实验设置和检测结果如表2所示）点项；ABCDEF平均值XPH元素a(mg/L)元素b(mg/L).总大肠杆菌群（cfu/mL）表2检测实验设置和检测结果通过计算得：p值。分析水质属于污染类型，分析各个元素是否符合标准。4、比较分析法通过对南湖和东湖各个方面的比较，及其与其他湖泊水污染防治情况包括国外情况进行比较,分析研究方向、研究意义及思路，从而提出更加有针对性的建议，得出具体的结论。5、模型论证建立法基于事故致因理论，以南湖为例，论证南湖水污染成因和防治模型，探讨治理措施，建立南湖水污染防治模型。防治思路框架图如图9所示。湖泊

60、水污染综合防 %清洁生产源头预防末端治理图9防治思路框架图6.理论推理分析法根据南湖水污染致成因论和防治模型，并不断完善，最后在此基础上，灵活科学推理建立一般的湖泊水污染的基本成因及其防治模式，简单分析探究运用于其他污染防治。综上研究思路和研究方法，具体方法运用示意图如图10所示，形成项目基本流程图如图11所示。问卷调查法需查取证，分析数据，发现同座访谈调查法 采访专家及学者， 吸取看法和辑建诚图10方法运用示意图问卷、访谈调查法图11项目基本流程图文献研究法实验分析法比较类比分析法论证实施参考文献武汉理工大学对南湖幸福村排污点的监测数据,2004.10.30 。齐同湘，对武昌南湖周边污水治理