1、我國江河湖泊水環境治理現狀當排入水體的污染物在數量上超過了該物質在水體中的本底含量或水體的 環境容量， 從而導致水體的物理、 化學特征發生不良變化， 破壞水中原有的生態 系統，影響水體的功能及其在人類生活和生產中的作用， 通常稱為水體污染。 這 里既包含了水本身的污染， 也包括了水生生物和底質的污染。 水體污染使水體及 周圍的生態平衡遭到破壞， 造成環境質量、 資源質量、 社會福利和人類健康的損 失。根據污染物的污染途徑， 可將水環境污染可分為點源污染、 面源污染和內源 污染三類。1. 點源污染及其控制工程1.1 點源污染的特點點源污染具有確定的空間位置， 廢污水集中排入水體， 主要是指大、

2、中企業 和大、中居民點在小范圍內的大量水污染的集中排放。我國水體點源污染主要來自兩方面， 一是工業發展超標排放工業廢水， 二是 城市化中由于城市污水排放和集中處理設施嚴重缺乏， 大量生活污水未經處理直 接進入水體造成環境污染。 工業廢水近年來經過治理雖有所減少， 但城市生活污 水有增無減，占水質污染的 51% 以上。據環境部門監測， 1999 年全國近 80%的 生活污水未經處理直接進入江河湖海，年排污量達 400 億立方米，造成全國三 分之一以上水域受到污染。隨著人口迅速增加和人民生活水平的日益提高，生活污水產生量大幅度增 長。近年來，城市生活污水和工業廢水排放量的比例已接近持平。但是，城市

3、污 水處理廠的建設遠遠不能適應經濟社會發展的需要。 一般情況下， 城市污水處理 廠的建設周期為 3 年。從目前的建設進度看， 實現 “九五”期間國家提出的全國 50 萬人口的城市都要建設集中式污水處理裝置的要求， 還需要相當長的時間。 以淮 河為例，按規劃，到 2000 年，淮河流域四省需要建設城市污水處理廠 52 座， 總投資60.8億元，形成污水處理能力352萬l/d。到1999年6月建成的污水處 理廠只有3座，污水處理能力僅為44萬l/d。集中式污水處理設施建設緩慢的原 因，除了資金短缺外， 現行管理和運行機制的掣肘也使城市污水處理廠的建設和 運營陷于困境。由于沒有真正落實 “污染者負擔

4、 ”的政策，地方財政因無力支付污 水處理費用， 常常使建成后的污水處理廠不能正常運行， 環境保護投資不能有效 發揮環境效益。1.2點源污染的控制根據點源污染的特點， 目前控制點源污染的措施主要是加強周邊企業的排污 管理，集中處理城市生活污水。 將流域內的工業污染源負荷削減至總量控制分配 的允許范圍內， 同時加強工業布局的調整， 對重點排污單位要求限期整改， 對部 分企業采取關、停、遷、改、轉措施。可根據城市的發展規劃預測生活污水負荷 量，健全城市排水系統， 沿湖鋪設污水管道， 把沿湖生活污水引入城市總排污管 網，對城市污水進行集中控制和處理， 避免沿湖居民生活污水和第三產業的綜合 廢水直接排入

5、湖中。將工業污水截污后在廠內進行處理，循環再利用，減少工業污染源；對于餐 飲服務業和居民排放的生活污水要清濁分流在高濃度污水的排放點建沼氣池， 沼 氣作燃料，沼渣作為農作物有機肥。2 面源污染及其控制工程2.1 面源污染的特點面源污染是指在降雨和徑流沖刷作用下， 污染物從非特定的地域進入受納水 體而引起的污染。面源污染主要來自于土壤侵蝕，農田化肥、農藥施用、農村家畜糞便與 垃圾，農田污水灌溉，城鎮、礦區、建筑工地和林區地表徑流污染，水體 人工養殖，大氣干濕沉降，底泥二次污染等。其主要特征為：發生區域的隨 即性、排放途徑及排放污染物的不確定性以及污染負荷空間分布的差異性。目前，全國農村經濟發展帶

6、來的農藥、化肥、畜禽養殖污染量大面廣，有一 定治理難度。從50年代到90年代，我國農藥施用量增加近100倍，成為世界 上農藥用量最大的國家。我國每年因農藥中毒的人數占世界同類事故中毒人數的 50%o而且由于農藥的大量流失，造成嚴重的水體污染。全國化肥使用量也在成 倍增加。1995年是1978年的4倍。目前，偏施化學氮肥，使氮、磷、鉀比例 失調現象比較嚴重。而且化肥的利用率只有30%左右，大量化肥流失，進入河 流、海洋、湖泊，成為水體面源污染的主要來源。同時，由于大量化肥的使用， 農村畜禽糞便的農業利用減少，畜險業的集約化程度提高，加垂了養殖業與種植 業的脫節。畜禽糞便的還田率只有30%多，大部

7、分未被利用。1998年全國畜禽 糞便產生量是當年全國工業固體廢物產生量的3.4 /咅。這些畜禽糞便大部分未經 處理直接排入江河湖海。同時，作為農村經濟的重要組成部分，鄉鎮企業的發展 也一直是困擾農村環境的一大難題。據1991年和1997年兩次全國鄉鎮工業污 染源調查，鄉鎮工業二氧化硫、煙塵、化學耗氧量和固體廢物排放量分別增長了 22.6%、56.5%、246.6%和552%；在全國主要工業污染物排放總量有所控制的 情況下，鄉鎮企業排污量卻在增長，這將對水環境構成嚴重威脅。2.2面源污染的控制根據河湖所處環境的不同，其外源性污染負荷的主要來源有農業面源污染 和城市面源污染。(1) 農業面源污染控

8、制對于湖泊水體，農業面源污染造成的危害范圍最大、程度最重，已成為湖泊 富營養化的主要污染源。據中科院南京地理所對湖泊富營養化的研究指出，農田 肥料污染的負荷平均為47%。如，農業面源污染物中的總磷、總氮分別占滇池水 污染物總負荷的46%和53%,占太湖水污染物總負荷的37%和13%。農業面源污染控制的途徑包括建設生態農業工程，推進農業新技術研究和應用， 改進施肥方式、灌溉制度，及合理種植、推廣新型復合肥料等措施。我國是農業 大國，化肥施用量己達1億噸，而肥料利用率僅為30%-50%的水平，大量氮磷成 分通過各種途徑排入水體。有研究表明，通過保土耕作、作物輪作、節水灌溉、 控制施肥等手段，可以減

9、少農田徑流帶走的氮和磷達60%以上，可大大緩解水體 氮磷污染。近年開發的膜控制釋放肥料一控釋肥，可大大降低營養流失，對源頭控制農業面源污染具有很大的潛在價值（2）城市面源污染采用源頭分散控制和在匯流口實施集中控制的雙重方法來控制城市面源污 染。源頭分散控制， 即在各個污染源的發生地采取措施將污染物質截留下來， 避 免污染物在降雨徑流輸送過程中的溶解和擴散， 同時降低水流的流動速度， 延長 水流的流動時間，減輕后續處理系統的污染處理負荷和負荷波動。 源頭控制措施初步處理后的降雨徑流， 匯流后經固定排放口排入河湖中， 少量未 經處理的徑流漫流至湖中。 要徹底控制該地區的面源污染， 必須在排放口處實

10、施 集中控制， 進一步減少進入湖中的污染物量。 在各個排放口處， 可以根據周邊的 環境，利用空閑的土地構建人工濕地、 植種草坪或其他生態處理措施。 采用在人 工濕地前，構建一些簡單的預處理裝置，如滯留池、前置庫和小型人工水塘，并 采用多種形式優化組合而成的人工濕地， 增強其凈化能力。 沿湖設置一定范圍的 綠化帶，對進入湖中的徑流作最后的過濾凈化處理并有利于保護湖岸。城市面源污染控制措施除了強化工業污染源的控制 , 推行清潔生產 , 削減 或消除污染物排放 , 還需根據城市面源污染特點采取控制措施。城市居民的生活消費對水環境污染負荷具有很大影響 , 推廣使用不含磷洗 滌劑將會大大減少含磷營養鹽的

11、污染。完善城市垃圾處理工程 , 減少污染來源 和渠道也是控制城市面源污染的重要途徑。 同時 , 配合城市管網建設對不同水質 的城市徑流采取多形式、多途徑處理 , 既保證現有的集中式污水處理的設備運 行 , 也根據條件建設分散式高效污水處理工程 , 從而達到降低運行成本 , 實現 就地治理的目標。科學施肥、蓄類集中飼養等手段減少污染源外 , 初期雨水收集處理是一種控 制面源的有效手段。外源污染物的控制對減少淺水湖泊濁度 , 恢復水生生態具有 重要的作用。面源污染的控制主要還是加強地面徑流雨水的入湖控制，污工程，把以往直接排入河道的雨水絕大部分截入污水管道建立河湖兩岸的截,市區污水管道鋪設到攔河閘

12、以下的市郊污水處理廠 ,污水經處理達標后再排放到下游的河流中。還可結合湖泊的美化、 亮化工程在湖邊路面修筑較低的保護墻， 把路面的雨水和污 染物拒之于湖外。建造湖岸生態防護堤工程，通過恢復河岸植被 ,恢復河流濕地 ,種植蘆葦、浮 萍、睡蓮、水草等濕地水生植物 ,提高水域凈化能力。種植適應本地氣候條件并 具有觀賞價值的花草（美人蕉、杜鵑等） 。就地攔蓄部分降水、涵養水源，減緩 徑流，截流部分地表污水。3 底泥污染及其控制工程3.1 底泥污染與特點底泥是水中各種污染物的源和匯， 污染物通過大氣沉降、 廢水排放、 雨水淋 溶等方式進入湖泊， 大部分沉積于底泥中， 富集成為水體內源污染物， 其中積累

13、的主要污染物有機物、 氮磷化合物、 重金屬等，其含量比背景值高出幾個數量級， 對生態環境構成了嚴重威脅。河湖富營養化是指河湖水體在自然因素和 （ 或） 人類生產、生活活動的影響 下，大量營養鹽輸入河湖水體， 出現藻類以及其它水生生物過度繁殖， 水呈綠色 或混濁呈褐色，水體透明度下降，溶解氧降低，造成水質惡化等污染現象。底泥 中氮和磷向上覆水的大量釋放會造成水體富營養化， 水生態系統退化。 底泥中難 降解的有機物除腐殖質和纖維素外， 大多是毒性比較大的有機物， 沉積于底泥后 容易積累，導致長期的毒理效應。難降解有機物中的多環芳烴PAH多氯有機物、 有機氯農藥、有機染料等化合物的處理， 目前仍然是

14、國際上亟待解決的研究課題。 這些污染物毒性大， 難以生物降解， 在自然界中存在時間長， 易在生物體內富集 滯留，導致人類和動物癌變、畸變、突變及雌性化。有效降低并去除難降解有機 污染物毒性， 成為生物修復研究的關鍵。 通過各種途徑進入水體的重金屬很容易 被水體懸浮物或沉積物所吸附、 絡合或共沉淀， 從而在水底的沉積物中富集， 重 金屬的富集對水生態系統威脅很大。當外部污染源得到有效控制后，底泥對上覆水體的影響作用就突顯出來，成 為潛在的污染源。 國內外實例證明， 外源得到控制后， 內源的影響仍然會使水體 的污染狀況持續下去。3.2. 底泥污染控制工程底泥污染相應的控制方法主要有底泥疏浚、底泥覆

15、蓋和營養鹽固定等。（1）底泥疏浚底泥疏浚指對整條或局部沉積嚴重的河段、湖泊進行疏浚、清淤，恢復河流 和湖泊的正常功能。 底泥覆蓋是指將清潔物質放置于污染的底泥上面以有效地控 制底泥對上覆水體影響的技術。底泥疏浚可以快速去除積累在其中的有毒有害物質 , 而且不增加外來物質 , 是湖泊水庫治理的一項常用技術。 疏挖方式一般有種排水挖泥和帶水作業。 前者 因要將水抽干 , 底部脫水后才可機械化作業 , 因此多用于小型水庫。 帶水作業方 式在湖泊修復中應用較多 , 已開發了多種技術 , 主要有機械式疏挖和水力式疏 挖 , 還可根據情況采取特殊措施。疏挖成本則受許多因素影響 , 包括設備類型、 項目大小

16、、堆放場、底泥密度、輸送距離和底泥的綜合利用等。美國 64個湖泊的 底泥疏挖工程統計表明,機械疏挖成本為0.2414美元/m3,水力疏挖成本為 1.251.75美元/m3。如果底泥含有需要額外處理的有毒有害物質,疏挖及處理 成本將更高。底泥疏浚工程中需要注意防止底泥泛起而導致有害物質進入水體還需注意 底泥的合理處置 , 防止二次污染。 此外, 疏挖深度也是需要考慮的問題。 由于營 養鹽在沉積物中的沉積規律 , 一定深度下的沉積物中可溶性磷和氨氮可能高于 表層, 疏挖后可能造成水體富營養化程度反而增加的現象 , 不一定能達到預想 的水環境修復目的。因此疏挖前需調查沉積物的分布和特征 , 并合理設

17、計工程 量。(2) 引水稀釋引水稀釋就是通過工程調水對污染水體進行稀釋。 使水體在短時間內達到相 應的水質標準該方法能激活水流，增加流速，使水體中 DO曾加，水生微生物、 植物的數量和種類也相應增加，從而達到凈化水質的目的。(3) 底泥覆蓋常見的底泥覆蓋系統所采用的材料包括清潔的沉積物、沙子、卵石和粘土 等，底泥覆蓋的目的主要包括 : (1)物理性地分開污染底泥和底棲環境 : (2)使污 染底泥固定，阻止底泥的再懸浮和遷移 : (3) 降低進入上覆水體的溶解性底泥污 染物的釋放通量。德國人用方解石為主要成分的泥灰和少量水混合噴灑到湖中 , 以共沉淀磷 和藻類, 同時降低營養鹽豐富的底泥中磷釋放

18、。 高聚物材料也可用于覆蓋底泥以 控制底泥營養鹽的釋放 , 這些材料包括高密度聚乙烯、 聚氯乙稀、 聚丙烯和尼龍 等。這種措施雖有一定效果 , 但成本較高 , 且安裝困難 , 易被刺破 , 耐久性不 夠。(4) 營養鹽固定營養鹽固定技術是通過投加化學試劑，固定水體和底泥中的營養鹽 ( 主要是 磷) ，并使底泥表面上部形成覆蓋層，阻止底泥中磷再次進入水體。因此通過投 加藥劑可控制水環境中的營養鹽遷移， 常用藥劑包括硝酸鈣、 氯化鐵、 石灰和鋁 鹽等。硝酸鈣的作用機理是通過反硝化作用降解底泥有機物， 并且還可以阻止 了 Fg+和 S042-的減少，另外還可以促使Fe3+的生成，進而達到控制底泥磷釋

19、放的 目的。氯化鐵用來與硫化氫反應， 以及形成更多的氫氧化鐵， 提高對磷的鈍化作 用。氫氧化鈣常用來調節pH值，使其維持在適宜微生物脫氮的水平。第一個較為完善的原位化學修復記錄是 Ripl 所作的， Ripl 將鐵或硝酸鹽注 入底泥中，有效地降低了磷的活性，從而降低了底泥中磷再次進入水體的機會。 MurphyT.P，等采用硝酸鈣對日本Biwa湖的底泥進行了處理，結果發現采用硝酸 鈣可以沉淀孔隙水中 97%以上的磷，并且通過現場試驗還發現投加硝酸鈣使得表 層底泥 (0-11.5cm) 約79%的孔隙水磷得到沉淀， 以及93%的硫化物得到去除。 加拿 大國家水研究所則采用 Ca(NO3) 2和有機

20、調理劑對漢密爾頓港受污染底泥進行了原 位處理，發現197天之內底泥中78%勺油和68%勺PAH被生物降解。硝酸鈣的投加 方式可以是直接注入底泥或者直接向底部水體投加溶解性或者顆粒態的硝酸鈣。 硝酸鈣還可以與三價鐵離子混合投加。雖然該技術自 20世紀70年代就開始發展起來了，然而目前還沒有被廣泛運 用。這可能跟該技術對水環境的不利影響尚沒有完全清楚有關。顯然, 藥劑投加法既要考慮實施成本 , 又需考慮所會造成的長期生態影響 , 因此一般只用于應急措施。3.4 河湖水體修復技術及其控制工程河流與湖泊都面臨著由于未經處理的生活污水及工業廢水排放所造成的嚴 重水污染問題 , 因此又都迫切需要引入能使已污染了的水環境得以改善修復的 水處理技術。河湖水體修復技術主要包括物理修復技術、化學修復技術和生物修復技術。（1）物理方法物理方法包括引水稀釋、 底泥疏浚等方法。 引水稀釋就是通過工程調水對污 染水體進行稀釋。使水體在短時間內達到相應的水質標準該方法能激活水流， 增加流速，使水體中 DO 增加，水生微生物、植物的數量和種類也相應增加，從 而達到凈化水質的目的。 底泥疏浚指對整條或局部沉積嚴重的河段、 湖泊進行疏 浚、清淤，恢復河流和湖泊的正常功能。由于物理修復技術存在暫時性、 不穩定性以及治標不治本等缺點， 所以與生 物和化學技術相結合是物理修復