孟伟-流域水污染控制认识与实践-第九届城镇水务大会

流域水污染控制认识与实践中国环境科学研究院孟伟研究员2014年11月南宁南宁会议报告提纲一、我国流域水污染与湖泊富营养化态势二、流域水污染控制进展与流域水质目标管

理技术体系构建三、流域水污染控制案例与实践一、我国流域水污染与湖泊富营养化态势黄土高原64万km2岩溶地区90万km2干旱半干旱区占52％青藏高原200万km2

形势严峻—自然环境先天不足威胁我国水环境总体形势蒙新高原湖区东北平原、山地湖区青藏高原湖区东部平原湖区云贵高原湖区东北平原、山地湖区湖泊面积4340km2，占全国湖泊面积的5.7%。湖泊的特点是浅水，含盐成分高。东部平原湖区全区湖泊面积23430km2，约占全国湖泊面积的31%。本区湖泊多数都与大河相通，其水文特征与同它相联系的河流特征有很大的相似性。云贵高原湖区全区湖泊面积1100km2

，约占全国湖泊面积的1.4%，多属构造湖和岩溶湖。青藏高原湖区全区湖泊面积36560km2，占全国湖泊面积的48.4%,湖面高程都在4000m以上。湖泊主要靠冰川和冰雪融水补给，由于气候干燥，湖面缩小，水质盐化，多为咸水湖和盐湖。

中国是一个多湖泊国家，大于1km2的湖泊共2300多个；湖泊是中国重要的国土资源，淡水储量为2250亿m3，全国城镇饮用水水源的50%以上源于湖泊，全国粮食产量的近1/4-1/3，工农业总产值的30%以上来自于湖泊流域。蒙新高原湖区全区湖泊面积为8670km2，占全国湖泊面积的11.5%，分布于我国干旱、半干旱地区，其形成多与风蚀、风积有关。受干燥气候的影响,湖水浅,矿化度高,多为咸水湖和盐湖,湖面、湖形游移多变。中国湖泊概况目前20002049总体达到小康水平全面建成小康社会基本实现现代化20211978第一PM2.5问题引起公众普遍关注第二水污染问题仍然突出第三农村环境保护十分薄弱第四环境风险凸显改革开放发展中不平衡不协调不可持续的矛盾依然突出，正处于社会矛盾和风险叠加的转型期。在我国集中出现发达国家上百年工业化进程中分阶段出现的环境问题，呈现明显的结构型、压缩型、复合型特征，老的环境问题尚未得到解决，新的环境问题日益显现。问题最大的制约因素，最难解决的问题，最有可能达不到的目标，就是生态环境！特点结构型压缩型复合型第五生态退化

仍量大面广环境保护面临的压力及主要挑战发展与环境保护间的矛盾较突出，居民追求环境质量意识增强，环境改善仍需要付出长期的努力。中国经济发展将面临需要跨越一个经济发展的陷阱，翻过一个环境保护的高山。人均GDP1000美元3000美元6000美元10000美元工业化工业化初期工业化中期工业化中后期工业化后期或后工业化阶段城市化明显加速持续加快(>50%)相对平稳发展期(>75%)平稳发展期(>75%)经济增长持续快速增长持续高速增长(>8%）平稳增长期平稳增长期产业结构重工业阶段第三产比重>45%第三产业为主导(>50%)第三产业为主经济增长环境退化环境保护的高山，环境改善的开始

环境保护面临的压力及主要挑战人均GDP达到6000美元后，将有两种发展现象，一是顺利实现转型，仅需5-7年时间人均GDP就可达到10000美元，平稳迈进高收入国家行列；另一种是中等收入陷阱，由于发展思路出差错，长期在这个发展阶段徘徊，甚至会陷入停滞、倒退的局面水污染负荷居高不下减排任务重COD3028.96万吨水污染物排放总量超过环境容量，主要污染物减排压力仍然艰巨资源支撑不住环境容纳不下社会承受不起经济发展难以为继

我国流域水污染问题突出有毒有机物微污染耗氧有机物污染消毒副产物和管网污染生物污染藻和藻毒素氨氮和亚硝酸盐饮用水水源地水环境形势严峻重金属污染全国重点城市的饮用水水源水质达标率仅为72.3%农村近3亿人饮用水不达标

我国流域水污染问题突出洱海流域健康状态处于“优”海河流域和黑河流域分别处于“极差”和“差”状态其余七个流域健康状态均在“一般”以下我国十个重点流域的水生态系统健康评价鱼类、大型底栖动物、藻类、水化学、营养状态流域水生态健康现状类别很安全安全一般安全不安全很不安全颜色表征

太湖

巢湖

滇池

洪泽湖

洞庭湖

鄱阳湖

三峡水库

丹江口主库

小浪底水库

我国重点湖库生态安全状况Ⅰ：治理型湖库Ⅲ：保护型湖库Ⅱ：防治结合型湖库2009201020112012201320082007近年来，梅梁湾水质与富营养化状况得到改善梅梁湾：较2008年比，2009到2010年，其TN、TP及COD等主要水质指标明显下降。2011年1至10月与2008年同期相比，TN浓度下降了19.1%，TP浓度下降了近30%；梅梁湾蓝藻发生频次、面积和藻类密度均呈现明显下降。近年来水质快速恶化趋势有所缓解，部分水域水质有所改善子流域在滇池流域的位置该示范区共设置：1个流域尺度2个控源减排1个湖体修复北岸点源新运粮河草海生态合流污水截留率达60%、污染物排放量削减20%，年雨水利用6.03万t、雨水外排量削减50％以上示范河道由典型的黑臭河流转变为清水河流外草海示范区沉水植被盖度达80%以上，透明度1.5m；水清澈见底，TN、TP分别下降60%和54%，Chla

下降65%，水质改善效果明显。滇池北岸城市重污染排水示范区效果（2012年）实现滇池北岸合流污水截留-新运粮河黑臭河流转变清水-草海严重受损区植被恢复效果。水质改善效果：流域水污染与湖泊富营养化形势依然严峻

危及人民群众的生命安全！需要保护水生生物安全需要保障饮用水源水质安全危及区域的生态健康！需要保障社会经济发展影响国家社会安定！

在今后相当一段时间，控制水污染与富营养化依然是我国水环境保护需要解决的主要问题二、流域水污染控制进展与流域

水质目标管理技术体系构建科技重大专项支持流域水环境综合整治构建两个技术体系流域水污染治理技术体系流域水环境管理技术体系水环境管理制度亟需改革中国[水污染防治法]：以水质改善为目标、以重点污染物目标总量控制为核心的环境管理功能分区水质标准总量控制排放标准重点污染物质量评价水质目标不科学：重总量减排，轻水生态系统健康，保饮用水安全污染控制体系不衔接：环境质量、总量控制和排放标准相脱节，未全面建立基于水质的排污许可证管理流域综合管理缺失：水资源和水环境脱节、流域规划与区域管理相脱节陆海统筹的生态环境保护体制机制亟需突破目前存在的问题从自然和系统工程的视角保护水环境

影响水环境的因素包括流域下垫面自然条件、土地利用方式、排污行为等等改变传统的水环境管理体系

以保护生态完整性为目的，注重环境质量的恢复实施更系统的工程治理模式促进资源开发、生产、流通、消费全过程的减量化、资源化、循环化生态文明建设对流域水环境保护的要求流域水质目标管理技术体系实施“山水林田湖”流域综合管理理念；

山水林田湖是一个生命共同体，人的命脉在田，田的命脉在水，水的命脉在山，山的命脉在土，土的命脉在树。用途管制和生态修复必须遵循自然规律。EcosystemPrecipitationVariationHumanActivitiesWaterPollution1，HydrologicalProcess2，EnvironmentalFateLakepollutionGroundwaterRunoffVariationWaterShortageSoilcapacityMountainForestRiverLakeEvaporationEvatransporation（1）以生态文明建设指导中国水环境保护策略流域水质目标管理技术体系优化开发区

限制开发区重点生态功能区重点开发区划定生态保护红线，调整空间结构，促进生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀。（2）优化完善国土空间开发格局，保护优先禁止开发区流域水质目标管理技术体系（3）开展流域水生态功能分区，保护水生态系统健康根据流域水生态系统功能在空间上的差异性，开展流域水生态功能分区，提出针对性的水生态保护目标，实施差异性的水生态系统健康保护措施。突破流域水生态功能一至四级分区技术，划定辽河、太湖等十个重点流域的水生态功能一、二级和三级分区方案流域水质目标管理技术体系建立了中国环境基准制定技术体系和模式生物和方法提出了中国3大类12种特征污染物基准阈值2014年新的《环境保护法》：国家鼓励开展环境基准研究（4）建立我国的水环境基准标准体系流域水质目标管理技术体系（5）建立我国容量总量控制制度以流域生态服务功能确定环境承载力，保护水生态系统健康2014年新的《环境保护法》：国家依照法律规定实行排污许可管理制度。提出了控制单元容量总量控制技术体系实现辽河、太湖、赣江流域30%控制单元示范基于容量的排污许可证发放流域水质目标管理技术体系突破石化、冶金、化工、纺织印染、制药、粮食加工等重点行业污染控制关键技术220余项，并在70多个大型工程中进行应用示范；提出5大行业BAT技术筛选。

（6）建立水污染全过程控制体系我国ETV验证程序与方法申请-准备-测试-评价-发布生物技术验证评估移动工作站流域水质目标管理技术体系建立了突发性、累积性水环境风险预警技术体系，初步实现了技术体系的集成和业务化平台建设三峡库区水环境风险事故预警平台系统平台支撑了在2010年12月16日的三峡库区污染应急演练工作得到成功应用，应急时间从几天到几个小时（7）建立流域风险预警管理制度流域水质目标管理技术体系支流汇入型湿地河口滩涂湿地坑塘湿地河道湿地云南大理白族自治州制定实施了《洱海管理条例》，颁布了与《条例》配套的十多个规范管理制度，有效地使洱海水环境质量得以改善。云南大理（8）创新流域水环境管理体制机制，实现流域综合管理2010年3月辽河保护区管理局正式成立，颁布了辽河保护条例；洱海流域颁布《洱海管理条例》及其配套相关规章、制度、政策等。流域水质目标管理技术体系三、流域水污染控制案例与实践流域面积21.9万km2，流域河长1390km水资源总量221.9亿立方米，地表径流量126亿立方米流域总人口约4352万人，人口密度199人/km2，人口主要集中在辽宁省东部GDP14361亿元，人均GDP为3.3万元

（一）辽河流域案例与实践辽河流域概况水质变化倒U型，近年恢复Ⅳ类，COD、NH3-N是主要污染物辽河正由重污染向轻污染转变，处于水质恢复期，传统耗氧污染问题得到缓解，但有毒有机物污染问题凸显，成为潜在风险NH3-N成为水质-水生态修复的突出矛盾辽河水体定性检出有机污染物276种辽河流域水环境问题辽河流域水生态功能三级分区机械

建材

食品电力

造纸石化

冶金

机械电力

造纸铁岭市营口市盘锦市本溪市沈阳市抚顺市冶金

机械

建材食品

纺织

冶金

建材

机械电力

纺织石化

冶金

机械电力

造纸石化电力

饮料鞍山市辽阳市机械

石化

食品

建材

医药

冶金

造纸

纺织冶金

机械

医药建材石化

造纸依据水生态功能分区及其承载力，对辽河产业结构和空间布局进行优化调整：关键294家造纸企业重点发展机械、医药和石化等工业结构优化后COD削减：

“十二五”

“十三五”

辽河水系-13.1%-9.9%浑河水系-1.9%-7.4%太子河水系-27.2%-19.2%大辽河水系-47.2%-39%辽河流域产业结构升级与布局优化铁岭抚顺盘锦完成了7个控制单元承载力方案；预计可实现“十二五”COD减排6393t/a，氨氮减排728.9t/a。完成了3个控制单元承载力方案；预计可实现“十二五”COD减排3540.96t/a，氨氮减排671.82t/a完成了5个控制单元承载力方案；预计可实现“十二五”COD减排8199.8t/a.

COD环境容量（t/年）氨氮环境容量（t/年）辽河水系23028.711897.32浑河水系22663.824004.18太子河水系27124.822486.28主要污染物水环境容量计算结果辽河流域控制单元容量总量控制聚焦六大单元，开展工程示范，示范工程去除COD5.1万吨/年，实现NH3-N减排1.6万吨/年辽河流域水污染全过程控制工程冶金行业石化行业制药行业印染行业造纸行业化工行业食品加工城市污水厂

围绕到2013年末实现辽河干支Ⅳ类水质，2015年末水生态恢复的目标；

用3年时间，投入211.5亿元，381工程；三大类重点项目

（1）污染源头治理

（2）支流综合整治

（3）干流生态建设通过实施了上述的生态文明建设的策略，支撑了控源减排，辽河流域自2009年来水质持续好转，4条干流26个断面COD浓度均符合V类水质标准；2008年到2011年，经济实现了快速发展，实现GDP由1万亿到2.2万亿元的跨越，水质由劣V类恢复到Ⅳ类.辽河流域水环境保护成效辽宁省GDP同期比较

⑥入湖口地区污染削减及水生态修复示范工程⑤入河污染物减排和水质改善示范工程②农业清洁生产与区域污染综合控制示范工程③典型小流域污染综合整治集成示范工程①苕溪上游健康水生态系统构建技术与示范工程④县域面源污染控制综合示范工程针对苕溪水量占太湖浙江上游水量60%、以农业面源污染为主的特征，集成应用农业清洁生产、小流域污染整治等技术（6项示范工程），实现笤溪小流域示范区污染负荷削减比例大于30%。（二）浙江省小流域治理经验（1）面源污染型入湖河流分区分类控制理念与方法上游健康水生态系统构建技术体系中游农业面源污染减控技术体系入湖口污染物消减及水生态修复技术体系政府主导科研支撑民众参与管理政策推广应用入湖水质改善规范标准城市生活农村生活种植业养殖业山地丘陵平原（河网）入湖口湖泊产流区入湖口污控区汇水区流域农业面源污染减控技术与管理体系近湖区污染物削减水源涵养与水土流失控制养殖业污染控制上游产流区健康水生态系统构建中游污控区农业面源污染减控入湖口汇水区污染物削减与生态修复分区分类总量控制策略河流水质改善污染源头负荷削减沟渠塘污染物拦截低污染水体尾水净化种植业污染控制村镇生活污染控制区域生态循环利用缓冲区生态修复滨湖区藻类控制产业结构调整方案流域综合管理方案以流域水环境功能达标与水质保障为目标，农业面源污染综合控制为重点，污染负荷削减与生态修复并举，技术与管理体系集成和应用相结合，初步形成面源污染型入湖河流分区分类综合控制理念与方法。种植业(53%)①TN:4805t/yr②TN:2883t/yr农业源(67.9%)①TN:9066t/yr②TN:5439t/yr

苕溪农业面源污染总量控制方案工业源(10.0%)①TN:1327t/yr②TN:801t/yr①TN:国控断面劣Ⅴ类降至Ⅲ类削减比71%,削减量13270

t/yr

②TN:国控断面劣Ⅴ类降至Ⅴ类削减比43%,削减量8011t/yr水质目标削减任务总体任务分解（按污染源）(分类控制)(分区控制)++区域分配比例削减量（t/yr）①②上游28%1345807中游47%22581355下游25%1202721总计100%48052883农村生活(27.0%)①TN:2448t/yr②TN:1468t/yr养殖业(20.0%)①TN:1813t/yr②TN:1088t/yr区域分配比例削减量（t/yr）①②上游18%326196中游45%816490下游37%671403总计100%18131088区域分配比例削减量（t/yr）①②上游30%734441中游36%881529下游34%833498总计100%24481468城镇生活源(22.1%)①TN:2877t/yr②TN:1771t/yr农业源任务分解苕溪流域跨界断面水质：苕溪流域共设跨界监测断面13个，各断面水质均为Ⅱ~Ⅲ类，其中Ⅱ类断面6个，占46.2%，比2008年增加23.1%，跨界断面水质达标率为100%，水质总体保持稳定且有所改善。在国家和浙江省政府的领导下，苕溪流域各级地方政府高度重视太湖流域水环境综合治理工作，国家科技重大专项积极提供技术支撑，流域水质有所改善，主要体现在：（3）实现了苕溪流域水质改善（三）洱海流域水污染与富营养化治理案例MicrobesMicrobesMicrobesMicrobesMicrobes耕地洱海山脉截留、净化课题4：湖滨带生物多样性修复与缓冲区建设技术及工程示范课题1：洱海全流域清水方案与社会经济发展友好模式研究课题2：大规模农村与农田面源污染的区域性综合防治技术与规模化示范课题3.上游入湖河流净化及沿河低污染水的生态处理技术及工程示范课题6：典型湖湾水体水污染防治与综合修复技术及工程示范洱海项目课题设置及相互关系（十一五）洱海水生态系统处于轻度－中度退化是防退化的关键时期营养增加+外来种驱动(水)水生植物退化+浮游植物增长生态系统稳定性下降贫营养状态富营养状态草型清水藻型浊水富营养初期草-藻共存鱼类结构变化较大藻草水环境质量营养负荷量增加增加内部负荷非良性生态系统富营养化过程湖内产生COD营养负荷量减少开始治理正常湖泊富营养化过程湖泊内部产生污染负荷藻类

良性生态系统富营养化后退化的湖泊生态系统修复是一个生态过程，缓慢湖泊“内负荷”及修复和控制机制依托水专项洱海项目，诠释了富营养化初期湖泊的特点生物群落的退化程度较水质下降更为严重，但仍处于可逆转阶段，是防退化和修复的关键时期，应贯彻控源与生态修复相结合的治理思路，实现富营养化初期湖泊由单纯的水质管理向水生态系统综合管理的理念转变水质管理水质、水生生物综合考虑的水生态系统综合管理转变TSIm3050100贫营养化中营养化富营养化异常营养水质较好（Ⅱ-Ⅲ类）藻类、底栖动物水生植物及鱼类等草-藻共存草型清水

富营养化初期湖泊治理理念的转变提出的基于鱼类调控的洱海藻源性内负荷削减技术实现了良好的效果目前放养鲢鳙的捕捞个体：鲢<1000g个体数约占93%

鳙<1500g个体数约占81%

延长鱼类生长期可显著增加生态和经济效益:1）8-10月是洱海蓝藻（微囊藻）水华潜在爆发期，而该时段鲢、鳙食物中微囊藻比例高达83%-92%；

2）8-9月是洱海水温最高时段，期间鲢、鳙的生长量相当于3-7月5个月的生长总量；封湖禁渔期由8月1日延长到10月1日，可提高藻类控制量1倍以上，同时显著增加经济效益（支撑了项目目标水质改善）。

基于鱼类调控的洱海藻源性内负荷削减技