3水體富營養(yǎng)化與藍(lán)藻水華

1、水體富營養(yǎng)化與藍(lán)藻水華水體富營養(yǎng)化與藍(lán)藻水華 一、富營養(yǎng)化問題的歷史與現(xiàn)狀 1. 什么是富營養(yǎng)化； 2. 藍(lán)藻水華爆發(fā)機(jī)制與危害； 3. 我國水體富營養(yǎng)化的趨勢； 4. 長江流域水體富營養(yǎng)化趨勢。二、富營養(yǎng)化營養(yǎng)物的主要來源三、富營養(yǎng)化的防治四、富營養(yǎng)化防治和藻華治理存在的問題l 20世紀(jì)60年代前，水體的主要污染是有機(jī)物污染，有機(jī)物的生物降解帶來了無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)的增加，引起了廣泛的水體富營養(yǎng)化。l 60年代后：成為突出的、全球性的問題。l 我國90年代以后重視富營養(yǎng)化問題。1. 什么是富營養(yǎng)化什么是富營養(yǎng)化l富營養(yǎng)化是一個自然和人為因素疊加的過程，其主導(dǎo)進(jìn)程是生源要素在集水區(qū)內(nèi)的運(yùn)動。富營養(yǎng)化

2、是湖泊發(fā)展過程中的自然過程：自然條件下湖泊從平營養(yǎng)湖過渡為富營養(yǎng)湖，進(jìn)而演變?yōu)檎訚珊完懙?，是一種極為緩慢的過程。人類活動的不斷增強(qiáng)大大加速了水體的富營養(yǎng)化過程。湖泊富營養(yǎng)化是人類社會活動對湖泊的影響導(dǎo)湖泊富營養(yǎng)化是人類社會活動對湖泊的影響導(dǎo)致的湖泊自然演變過程的濃縮。致的湖泊自然演變過程的濃縮。 湖泊富營養(yǎng)化演變過程湖泊富營養(yǎng)化演變過程l水體富營養(yǎng)化的定義由于人類活動，水體中營養(yǎng)物質(zhì)增加，引起植物過量生長和整個水體生態(tài)平衡的改變，因而造成危害的一種污染現(xiàn)象。湖泊富營養(yǎng)化的原因主要來自城市生活污水、工業(yè)廢水等點(diǎn)源污染和農(nóng)林業(yè)化肥、水體養(yǎng)殖污染、湖內(nèi)底泥等面源污染。水體富營養(yǎng)化的主要營養(yǎng)物質(zhì)：主要

3、磷，其次是氮，可能還有碳、微量元素或維生素等。l浮游藻類生物量用葉綠素a (chl a)含量來衡量；l傳統(tǒng)的氮磷比理論傳統(tǒng)的氮磷比理論：藻類群落在tn/tp 相對較大時受總磷限制，在tn/tp 相對較小時受總氮限制，在tn/tp 處于中等水平時則受總氮和總磷共同限制。ltn/tp 閾值有很大的變異性：sakamoto（1966）提出的10-17，huber等（1982）提出的10-30，oecd（2006）提出的7-15。氮磷比與藻類生長氮磷比與藻類生長l普遍認(rèn)為普遍認(rèn)為：除控磷處理外，富營養(yǎng)化治理需要嚴(yán)格控制氮的排放，并投入巨資開展污水脫氮處理。城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb 18918

4、-2002）和地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（gb3838-2002）對總氮的限值分別為15-20 mg/l和0.2-1.0 mg/l（可作飲用水源的i-iii 類水體）。污水處理中脫氮需要通過硝化和反硝化過程，工藝復(fù)雜，成本較高，許多污水處理廠難以正常運(yùn)行。除磷則相對較容易，通過沉淀和絮凝等方法即可去除水中80%-95%的磷，成本較低。l最新研究進(jìn)展最新研究進(jìn)展：無論總氮濃度高低，湖水總磷濃度都是限制浮游藻類生長的最重要因素，藻類總量決定于總磷而不是總氮，從而證明在野外條件下控氮并不能減少藻類總量（王洪鑄，2008）。湖沼富營養(yǎng)化治理無須控氮，削減水體氮的輸入反而大大促進(jìn)固氮藍(lán)藻的發(fā)展；只要磷充足且有足

5、夠的時間，固氮過程就可使藻類總量達(dá)到較高水平，從而使湖泊仍保持高度富營養(yǎng)狀態(tài)。規(guī)律規(guī)律：在較長的時間尺度上單純消減氮負(fù)荷不能控制浮游藻類的總量，反而誘發(fā)固氮藍(lán)藻水華生長l最新研究最新研究：富營養(yǎng)化治理無需控氮建議試行只除磷、少脫氮或不脫氮，降低污水處理廠的運(yùn)營成本；適當(dāng)放寬或取消關(guān)于氮的限值。王洪鑄，王洪鑄，2008，藍(lán)藻水華治理應(yīng)放寬控氮、集中控，藍(lán)藻水華治理應(yīng)放寬控氮、集中控磷，以大幅度降低污水處理成本?？萍紝?dǎo)報。磷，以大幅度降低污水處理成本。科技導(dǎo)報。2. 藍(lán)藻水華藍(lán)藻水華爆發(fā)機(jī)制與危害爆發(fā)機(jī)制與危害l水華的發(fā)生是水體富營養(yǎng)化最常見的一種表征。l水華定義：指淡水水體在富營養(yǎng)狀況條件下，出

6、現(xiàn)藻類異常增殖，導(dǎo)致水面呈現(xiàn)異常水色的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在江河、湖泊中稱為水華。l水華是淡水中的一種自然現(xiàn)象，因占優(yōu)勢浮游生物的顏色不同，水體水面往往呈現(xiàn)出藍(lán)色、紅色、棕色、乳白色等不同顏色。l藍(lán)藻水華：由于水環(huán)境極其惡劣導(dǎo)致大量藍(lán)藻繁殖而影響到生態(tài)平衡。l引起淡水藍(lán)藻水華的種類主要有微囊藻、浮膠刺藻、魚腥藻、鞘顫藻、束絲藻。l水華發(fā)生的機(jī)理：充足的營養(yǎng)物質(zhì)，包括氮、磷等營養(yǎng)鹽和有機(jī)質(zhì)；適宜的氣候條件，主要包括溫度和光照等；適宜的水文條件，如緩慢的水流等；水體生態(tài)系統(tǒng)對藻類生長的生物控制作用失效。l藍(lán)藻水華的危害：破壞了水體生態(tài)系統(tǒng)的平衡；影響供水水質(zhì)，增加供水成本；破壞水域生態(tài)景觀；危害人類及其

7、它動物的健康。l淡水水華中最常見的藍(lán)藻毒素為微囊藻毒素。微囊藻毒素產(chǎn)自浮游性藍(lán)藻-微囊藻、魚腥藻、顫藻、念珠藻、項(xiàng)圈藻、以及陸生的軟管藻；l進(jìn)入人體的途徑主要是通過飲水，少部分通過娛樂活動或通過口服藍(lán)藻類保健品；l微囊藻毒素的第一靶器官是肝臟；l中國南方原發(fā)性肝癌的高發(fā)病率被認(rèn)為與飲水中的微囊藻毒素污染有關(guān)。 研究發(fā)現(xiàn)：研究發(fā)現(xiàn)：性腺是僅次于肝臟（肝胰腺）的第2個靶器官、且藻毒素可傳遞到后代（卵中有大量存在）。 貢獻(xiàn)：黃鱔雌雄同體和性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。貢獻(xiàn)：黃鱔雌雄同體和性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。鱔魚剛生下時全是雌的，雄鱔都是由雌鱔產(chǎn)卵后通過性轉(zhuǎn)變而來，而且，該轉(zhuǎn)變不可逆轉(zhuǎn)，即雄鱔不再變回雌性。劉建康院士劉建康院士

8、(1917年年)l提出了用濾食性魚類直接控制微囊藻水華的非經(jīng)典生物操縱法；l性腺是藻毒素僅次于肝臟（肝胰腺）的第2個靶器官；l水華危害表現(xiàn)出的特點(diǎn)：污染面大；危害嚴(yán)重；治理難度大；形成惡性循環(huán)；使水體生態(tài)過程中斷。07年太湖水華事件年太湖水華事件3. 我國水體富營養(yǎng)化的趨勢我國水體富營養(yǎng)化的趨勢湖泊湖泊湖泊湖泊河道河道水庫水庫水庫水庫富營養(yǎng)化導(dǎo)致的藍(lán)藻水華暴發(fā)，使我國成為世界上藍(lán)藻水華最嚴(yán)重、富營養(yǎng)化導(dǎo)致的藍(lán)藻水華暴發(fā)，使我國成為世界上藍(lán)藻水華最嚴(yán)重、水華藍(lán)藻種類最多、分布最廣泛的國家之一水華藍(lán)藻種類最多、分布最廣泛的國家之一l我國共有24800多個天然湖泊，湖泊儲水總量7088億立方米，是地

9、下水可開采量的2.2倍。l是我國飲用水的重要來源，全國城鎮(zhèn)飲用水水源的50%以上源于湖泊；l全國糧食產(chǎn)量的近1/3-1/4來自于湖泊流域，工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值占全國的30%以上。l湖泊提供全國淡水水產(chǎn)品總量35%，其中75%的名特產(chǎn)魚、蝦、蟹、貝類來自于湖泊。 3.1 湖泊富營養(yǎng)化的趨勢湖泊富營養(yǎng)化的趨勢l我國湖泊的富營養(yǎng)化狀況日益嚴(yán)重，湖泊型飲用水源地水質(zhì)最差。上世紀(jì)70年代，我國湖泊富營養(yǎng)化面積約為135平方公里，目前富營養(yǎng)化面積已達(dá)約8700平方公里，增長了約60倍。上世紀(jì)70年代，湖泊富營養(yǎng)化主要以城市湖泊為主，而2000年以后，太湖、巢湖、滇池等大型湖泊開始大面積水華，導(dǎo)致全國湖泊的富營養(yǎng)化

10、面積急劇增加。湖泊：富營養(yǎng)化最嚴(yán)重、湖泊：富營養(yǎng)化最嚴(yán)重、藍(lán)藻水華暴發(fā)最頻繁藍(lán)藻水華暴發(fā)最頻繁70末末-80年代前期（年代前期（34個個）80年后期（年后期（26個個）90年代后期（年代后期（26個個）2005年（年（131個個）l我國湖泊富營養(yǎng)化局勢嚴(yán)重的主要是東部平原湖區(qū)、長江中下游湖區(qū)、云貴高原湖區(qū)的湖泊和城市湖泊。l在我國東部地區(qū)，已經(jīng)很難發(fā)現(xiàn)水質(zhì)清澈的天然湖泊。l富營養(yǎng)化是湖泊生態(tài)系統(tǒng)受損的關(guān)鍵階段。湖泊富營養(yǎng)化尤其的藍(lán)藻水華暴發(fā)加劇了我國水質(zhì)性缺水的局面，威脅到飲用水供應(yīng)，嚴(yán)重制約了經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展。 l我國主要河流污染未能得到有效遏制，污染負(fù)荷不斷增加、污染治理進(jìn)展艱難、水污染

11、加劇的態(tài)勢未能得到有效遏制。l2006年，七大水系197條河流408個斷面中，-類和劣類水質(zhì)的比例分別為28%和26%。l 河流水環(huán)境的特殊性。l河流的水質(zhì)改善技術(shù)總體上呈現(xiàn)出多元化、集成化和系統(tǒng)化的發(fā)展趨勢。l發(fā)達(dá)國家河流治理已經(jīng)完成了污染治理的過程，水質(zhì)得到較好的改善，萊茵河、泰晤士河的治理就是成功的案例。3.2 河流富營養(yǎng)化的趨勢河流富營養(yǎng)化的趨勢l通過水動力特性影響，主要借助營養(yǎng)物質(zhì)的輸入或輸出影響河湖關(guān)系。l通過閘壩控制對營養(yǎng)物質(zhì)輸移影響。l通過河口結(jié)構(gòu)特性對營養(yǎng)物質(zhì)輸移影響。河湖關(guān)系對生源要素輸移影響河湖關(guān)系對生源要素輸移影響河湖關(guān)系主要通過水動力特性、閘壩控制及河口特性影響營養(yǎng)物

12、質(zhì)的輸移。3.3 水庫富營養(yǎng)化的趨勢水庫富營養(yǎng)化的趨勢l水庫富營養(yǎng)化問題嚴(yán)重，形成以氮、磷污染為基本特征的湖泊水環(huán)境問題，集中表現(xiàn)為水庫富營養(yǎng)化嚴(yán)重。 l與湖泊相比，水庫富營養(yǎng)化程度總體狀況尚好。l廣東省是水庫大省，水庫供水占了全省總供水量的40%，而且還負(fù)責(zé)港澳地區(qū)的供水。l地理因素加上人類活動使水庫的水污染問題沒有得到有效的制止。2008年：在57座水庫中，超類水質(zhì)的占33.3%，其中中營養(yǎng)化水庫占81.7%、富營養(yǎng)化水庫占18.3%。2010年：在54座水庫中，有70%的水庫處于由中營養(yǎng)向富營養(yǎng)過渡狀態(tài)，約20%水庫處于富營養(yǎng)狀態(tài)；有37%的水庫藍(lán)藻水華風(fēng)險較高，有22%水庫(12座)正

13、發(fā)生藍(lán)藻水華。l技術(shù)上采取植物浮床、魚類調(diào)控、人工附著介質(zhì)等。廣東重要供水水庫的富營養(yǎng)化、藍(lán)藻水華風(fēng)險增加廣東重要供水水庫的富營養(yǎng)化、藍(lán)藻水華風(fēng)險增加l長江流域在占全國不足18的國土面積上，集中了約占全國40的人口和國內(nèi)生產(chǎn)總值；l20世紀(jì)50年代的大量圍墾和人工建閘，80年代以來的大量工農(nóng)業(yè)和城市生活污水入湖，導(dǎo)致湖泊富營養(yǎng)化，引發(fā)水華暴發(fā)和水質(zhì)性缺水。4. 長江流域水體富營養(yǎng)化趨勢長江流域水體富營養(yǎng)化趨勢長江流域水華發(fā)生的典型區(qū)域主要是“三湖”(滇池、巢湖、太湖)、三峽庫區(qū)一些支流庫灣和漢江中下游。31個湖泊調(diào)查表明：18個處于中營養(yǎng)，占58%；13個處于富營養(yǎng)，占42%；湖泊地域不同，氣

14、候環(huán)境不同，富營養(yǎng)化狀況也不同，水華的種類、發(fā)生頻率與密度也不相同。 長江流域多數(shù)湖泊處于中營養(yǎng)水平，但存在向富長江流域多數(shù)湖泊處于中營養(yǎng)水平，但存在向富營養(yǎng)湖泊轉(zhuǎn)化的趨勢。營養(yǎng)湖泊轉(zhuǎn)化的趨勢。藍(lán)藻水華經(jīng)典案例藍(lán)藻水華經(jīng)典案例1滇池滇池滇池污染從20世紀(jì)70年代后期開始，至90年代，湖泊水體富營養(yǎng)化日趨嚴(yán)重。目前滇池草海處于重度富營養(yǎng)化狀態(tài)，水質(zhì)為劣v類；外海處于中度富營養(yǎng)化狀態(tài)，水質(zhì)為v類。l滇池藍(lán)藻水華始于20世紀(jì)80年代中后期。l滇池自1993年先后實(shí)施了污水處理廠建設(shè)、面源控制、底泥疏浚、湖濱帶生態(tài)恢復(fù)與建設(shè)、水葫蘆打撈、除藻等多項(xiàng)治理工程，但湖區(qū)氮磷含量降低不明顯。太湖藍(lán)藻水華從20

15、世紀(jì)80年代初開始，隨后暴發(fā)的規(guī)模和頻率不斷增加。80年代每年暴發(fā)2-3次，范圍擴(kuò)大至梅梁湖；90年代上升到每年暴發(fā)4-5次，并逐漸向湖中心擴(kuò)展；自2000年起湖心區(qū)已出現(xiàn)水華。2006年發(fā)生了全湖性的水華，2007年再度暴發(fā)水華。藍(lán)藻水華經(jīng)典案例藍(lán)藻水華經(jīng)典案例2太湖太湖l長江流域水庫密集，2004年統(tǒng)計(jì)約有456萬座，其中大型水庫147座，中型水庫1066座。l據(jù)20世紀(jì)90年代末期調(diào)查表明：在93個大中型水庫中，大型水庫中10座呈富營養(yǎng)化，占同類調(diào)查水庫的36%；中型水庫中31座呈富營養(yǎng)化，占同類調(diào)查水庫的48%。藍(lán)藻水華經(jīng)典案例藍(lán)藻水華經(jīng)典案例3三峽水庫三峽水庫l1994年正式動工興建

16、，2003年開始蓄水發(fā)電，于2009年全部完工。l由它所引發(fā)的移民搬遷、環(huán)境等諸多問題，使它從開始籌建的那一刻起，便始終與巨大的爭議相伴。 三峽水庫三峽水庫l蓄水前，庫區(qū)支流未觀測到水華發(fā)生。l蓄水后，支流回水區(qū)的水質(zhì)多為一v類水，局部支流庫灣具備發(fā)生富營養(yǎng)化的營養(yǎng)條件。l從2003年至今，庫區(qū)的部分支流局部河段與庫灣每年均有程度不同的水華發(fā)生。 l庫區(qū)支流水體的富營養(yǎng)化是水華發(fā)生的根本原因，水庫蓄水所形成的緩流態(tài)是直接誘因。 藍(lán)藻水華經(jīng)典案例藍(lán)藻水華經(jīng)典案例4漢江漢江l漢江是長江中游最大的支流，其上游的丹江口水庫是南水北調(diào)中線工程的引水水源地。l自20世紀(jì)90年代以來，漢江中下游發(fā)生大規(guī)模水

17、華共4起，集中在冬末春初的漢江枯水期。l漢江這種大型河流發(fā)生大規(guī)模水華比較罕見。分析發(fā)現(xiàn)：漢江褐色水華都是在當(dāng)時的水流、氣象、水質(zhì)條件均滿足藻類大量繁殖所需條件。二、富營養(yǎng)化營養(yǎng)物的主要來源二、富營養(yǎng)化營養(yǎng)物的主要來源點(diǎn)源點(diǎn)源點(diǎn)源點(diǎn)源面源面源面源面源面源面源l 地表徑流：大量施用肥料是重要的原因；l 畜牧業(yè)、漁業(yè)；l 生活污水；l 工業(yè)廢水：有些工業(yè)廢水有較高的氮、磷含量，如食品、化工和毛皮；l 大氣降水：雨水中的氮、磷；l 地下水：巖石或土壤中的氮、磷溶解帶入水體。三、富營養(yǎng)化的防治三、富營養(yǎng)化的防治l保護(hù)湖泊水體質(zhì)量與生態(tài)健康的技術(shù)，可分為污染治理技術(shù)與生態(tài)修復(fù)技術(shù)兩大類。l通常當(dāng)一個湖泊

18、水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化問題時，污染治理技術(shù)是先行手段，是恢復(fù)和改善湖泊生態(tài)性能的前提；生態(tài)修復(fù)技術(shù)是后繼手段，是保持和提升污染治理成效的保障。富營養(yǎng)化治理主要通過控制外源污染及湖內(nèi)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)l污染控制技術(shù)：針對湖泊底泥污染的內(nèi)源污染控制技術(shù)；針對流域內(nèi)匯入湖泊的點(diǎn)源污染控制技術(shù)和面源污染控制技術(shù)；針對一些緊急污染事件的應(yīng)急處理技術(shù)中。l生態(tài)修復(fù)技術(shù)：針對濕地生態(tài)區(qū)的濕地凈化技術(shù)；針對湖泊水生態(tài)區(qū)的湖泊水質(zhì)凈化技術(shù)。l湖泊綜合修復(fù)技術(shù)l流域水環(huán)境污染控制與管理1. 內(nèi)源污染控制技術(shù)內(nèi)源污染控制技術(shù) l控泥技術(shù)控泥技術(shù) 底泥疏浚技術(shù)以及底泥疏浚后處理技術(shù)：u當(dāng)?shù)啄嘀形廴疚锏臐舛雀叱霰镜字?3倍時，即需要

19、考慮進(jìn)行疏浚，可通過水力或機(jī)械方法挖除湖泊底泥表層的污染底泥，再進(jìn)行輸移處理；u底泥表層分為稀釋層、流體層和壓密層，應(yīng)該疏浚的是上面兩層；u成功應(yīng)用的例子有云南滇池草海、安徽巢湖、杭州西湖、荷蘭kelemeer湖、瑞典trummen湖等。u失敗的例子：德國muggelsee湖、瑞典finjasjon湖、意大利venice瀉湖、匈牙利巴拉頓湖。u底泥疏浚治理失敗原因底泥疏浚治理失敗原因：疏浚方法不當(dāng)；湖泊外源污染未得到有效控制；大量疏浚底泥的堆置不僅占用空間，而且極易產(chǎn)生二次污染。 原位處理技術(shù)：u在湖泊內(nèi)利用物理、化學(xué)或生物方法減少受污染底泥的容積，減少污染物量或降低污染物的溶解度、毒性或遷移

20、性，并減少污染物釋放的底泥污染整治技術(shù)。u按其原理的不同，可分為原位化學(xué)處理、原位物理處理、原位生物處理和原地生態(tài)處理四種。 物理控藻技術(shù)：如機(jī)械除藻、高頻電磁脈沖或超聲波控藻等技術(shù)，可作為輔助措施，但處理能力有限，可作為應(yīng)急處理技術(shù)使用。l控藻技術(shù)控藻技術(shù) 化學(xué)控藻技術(shù)：使用殺藻劑進(jìn)行除藻，快速高效，但會帶來水體的二次污染。 生物控藻技術(shù)生物控藻技術(shù)：u利用藻類的天敵及其產(chǎn)生的生長抑制物質(zhì)對藻類的生長和繁殖進(jìn)行抑制，從而控制藻類數(shù)量，防治富營養(yǎng)化帶來的危害。u殺藻微生物（溶藻菌、噬藻體等）從湖泊水體中直接分離，具有很好的生態(tài)安全性，目前實(shí)驗(yàn)室研究已取得較好的效果，但工程應(yīng)用的報道尚少。u經(jīng)典

21、生物操縱（經(jīng)典生物操縱（1975年，年，shapiro ）：）： 通過放養(yǎng)兇猛性魚類或通過直接捕殺或毒殺的方式來控制食浮游動物魚類，借此壯大浮游動物種群來遏制藻類繁衍生長。 主要運(yùn)用于小型的、封閉的、且浮游植物群落是由綠球藻、小型硅藻和包括隱藻在內(nèi)的鞭毛藻等組成的淺水水體。 作為富營養(yǎng)水體水質(zhì)管理工具的有效性與穩(wěn)定性仍存在一定的爭議，有待發(fā)展和完善。u非經(jīng)典生物操縱法（非經(jīng)典生物操縱法（1999，劉建康和謝平）：，劉建康和謝平）：p1970年東湖開始出現(xiàn)水華；年東湖開始出現(xiàn)水華；p1985年水華神秘失蹤。年水華神秘失蹤。圍隔實(shí)驗(yàn)圍隔實(shí)驗(yàn)圍隔圍隔7圍隔圍隔5圍隔圍隔3非經(jīng)典生物操縱法非經(jīng)典生物操

22、縱法 通過控制兇猛魚類及放養(yǎng)濾食性魚類（鰱、鳙）直接覓食藍(lán)藻水華的生物操縱。鰱、鳙屬于典型的濾食性魚，能直接濾食水體中浮游生物（包括各種藻類），使浮游植物數(shù)量減少和種類小型化，減輕藻類“水華”災(zāi)害。 最顯著的優(yōu)點(diǎn)是具有持久性。核心目標(biāo)定位在控制藍(lán)藻水華，而不是治理湖泊富營養(yǎng)化。鰱、鳙對微囊藻毒素具較強(qiáng)的抗性鰱、鳙對微囊藻毒素具較強(qiáng)的抗性l鰱、鳙體內(nèi)具有較高的谷胱甘肽含量，后者通過與外源化學(xué)物結(jié)合而進(jìn)行解毒；l鰱、鳙對毒性強(qiáng)的微囊藻毒素具有特殊的代謝能力。云南名吃云南名吃“一魚三做一魚三做”2. 點(diǎn)源污染控制技術(shù)點(diǎn)源污染控制技術(shù) l常規(guī)污水生物脫氮除磷處理技術(shù)：污水脫氮除磷的方法主要包括物理化學(xué)

23、法、生物處理法和生物化學(xué)聯(lián)合法。其中，生物法除磷脫氮由于其處理效率高、運(yùn)行成本較低、污泥處理相對容易；l化學(xué)強(qiáng)化混凝處理技術(shù)：在一級處理工藝基礎(chǔ)上，通過投加化學(xué)絮凝劑等強(qiáng)化措施去除污水中各種污染物，它可在短時間內(nèi)以較少的投資和較低的運(yùn)行費(fèi)用大幅度削減污染負(fù)荷。污水脫氮除磷工藝污水脫氮除磷工藝l濃度控制：指以控制污染源排放口排出污染物的濃度為核心的環(huán)境管理方法體系。其核心內(nèi)容為國家環(huán)境污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（主要是濃度排放）標(biāo)準(zhǔn)。l總量控制：指以控制一定時段內(nèi)一定區(qū)域內(nèi)排污單位排放污染物總量為核心的環(huán)境管理方法體系。通常有三種類型：目標(biāo)總量控制、容量總量控制和行業(yè)總量控制?？偭靠刂坪蜐舛瓤刂剖莾煞N控制污

24、染物排放的手段總量控制和濃度控制是兩種控制污染物排放的手段l單純控制污染物的排放濃度也無法有效遏制環(huán)境污染加劇的趨勢。l單方面控制總量也是不行的，高濃度的污染物質(zhì)在短時間內(nèi)排放，會對環(huán)境產(chǎn)生巨大的沖擊。l應(yīng)提倡總量和濃度雙控制，即既要控制污染源的排放總量，又要控制其排放濃度。我國對水污染物排放先后經(jīng)歷了濃度控制我國對水污染物排放先后經(jīng)歷了濃度控制和目標(biāo)總量控制兩個階段和目標(biāo)總量控制兩個階段環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)比污染源排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)比污染源排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格3. 面源污染控制技術(shù)面源污染控制技術(shù) l人工快滲處理系統(tǒng)（constructed rapid infiltration，簡稱cri）北京大

25、學(xué)開發(fā)既能應(yīng)用于生活污水處理，也能應(yīng)用于受污染河流水水質(zhì)的凈化改善。該系統(tǒng)采用滲透性能良好的天然介質(zhì)作為主要滲濾材料代替天然土層。采用人工填充的天然河砂，并摻入一定量的特殊填料，以保證既有較高的水力負(fù)荷，又能滿足出水的處理目標(biāo)人工快速滲濾處理工藝的流程人工快速滲濾處理工藝的流程 4. 應(yīng)急處理技術(shù)應(yīng)急處理技術(shù) l化學(xué)絮凝劑等強(qiáng)化技術(shù)：可在短時間內(nèi)以較少的投資和較低的運(yùn)行費(fèi)用大幅度削減污染負(fù)荷，緩解河流或湖泊水環(huán)境污染問題。l湖泊曝氣充氧技術(shù)：為解決湖泊水體的嚴(yán)重有機(jī)污染和黑臭問題而進(jìn)行人工充氧，從而恢復(fù)湖泊的生態(tài)環(huán)境和增強(qiáng)湖泊自凈能力的有效措施。 5. 生態(tài)恢復(fù)技術(shù)生態(tài)恢復(fù)技術(shù) l人工濕地污水

26、處理系統(tǒng)人工濕地污水處理系統(tǒng)：目前世界最廉價的低投資、低能耗、行之有效的處理與利用污水的系統(tǒng)工程；已被大量用來處理生活污水和工業(yè)廢水，還被應(yīng)用于處理礦山廢水、農(nóng)業(yè)廢水、垃圾填埋場滲濾液、高速公路暴雨徑流和富營養(yǎng)化湖水；人工濕地是一種由人工建造和監(jiān)督控制的、與沼澤地類似的地面，它利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用來實(shí)現(xiàn)對污水的凈化。 模擬天然濕地的結(jié)構(gòu)，充分利用濕地系統(tǒng)凈化污水能力的特點(diǎn)，利用生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實(shí)現(xiàn)對污水的高效凈化。 人工濕地污水處理技術(shù)人工濕地污水處理技術(shù)人工濕地多為挺水植物系統(tǒng)，常

27、用的有蘆葦、菖蒲、燈心草等。人工濕地分為自由表面流人工濕地和潛流型人工濕地系統(tǒng)。與自然濕地相類似，水面位于濕地基質(zhì)層以上，其水深一般為0.3-0.5m，污水從進(jìn)口以一定深度緩慢流過濕地表面。具有投資少、操作簡單、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。 自由表面流人工濕地自由表面流人工濕地潛流型人工濕地系統(tǒng)潛流型人工濕地系統(tǒng) 污水在濕地床的表面下流動，利用填料表面生長的生物膜、植物根系及表層土和填料的截留作用凈化污水。采用各種填料的蘆葦床系統(tǒng)。蘆葦床由上下兩層組成，上層為土壤，下層是由易使水流通過的介質(zhì)組成的根系層，如粒徑較大的礫石、爐渣或砂層等。處理能力大幅提高，保溫效果好，衛(wèi)生條件也較好。 潛流型人工濕地系統(tǒng)：

28、潛流型人工濕地系統(tǒng)：水平流潛流式濕地：u水流從進(jìn)口在根系層中沿水平方向緩慢流動，出口處設(shè)水位調(diào)節(jié)裝置，保持污水盡量和根系接觸。u污水由進(jìn)水口一端沿水平方向流動的過程中依次通過砂石、介質(zhì)、植物根系，流向出水口一端 垂直流潛流式濕地：u水流方向和根系層呈垂直狀態(tài)，出水裝置一般設(shè)在濕地底部。u污水由表面縱向流至床底，在縱向流的過程中污水依次經(jīng)過不同的介質(zhì)層。u垂直流潛流式濕地具有完整的布水系統(tǒng)和集水系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是占地面積較其它形式濕地小，處理效率高，整個系統(tǒng)可以完全建在地下，地上可以建成綠地和配合景觀規(guī)劃使用。u潛流濕地尤其適用于市政生活污水處理，并可以結(jié)合城區(qū)總體規(guī)劃同時起到綠化城市、提供野生動物

29、棲息地的作用。在現(xiàn)代城市這個“鋼筋混凝土森林”之中，潛流濕地成為獨(dú)特的自然生態(tài)景觀，為城市居民近距離接觸大自然提供機(jī)會。 復(fù)合流潛流式濕地：u在蘆葦床基質(zhì)層中污水同時以水平流和垂直流的流態(tài)流出底部的滲水管中。u將經(jīng)過預(yù)處理的城市污水按照前后順序通過由垂直流人工濕地和水平潛流人工濕地組成的復(fù)合潛流人工濕地，濕地出水進(jìn)入生態(tài)集水溝，然后即可進(jìn)入地表水體。u濕地植物生物量大且比較美觀，濕地周邊采用竹板墻，美化了周圍環(huán)境，有效的防止了對地表水的污染，特別是對氮污染的明顯削減。 奧林匹克公園水質(zhì)改善工程奧林匹克公園水質(zhì)改善工程 洪湖人工濕地系統(tǒng)洪湖人工濕地系統(tǒng) 人工濕地系統(tǒng)處理生活污水人工濕地系統(tǒng)處理生

30、活污水 技術(shù)成熟，應(yīng)用范圍廣泛技術(shù)成熟，應(yīng)用范圍廣泛 南四湖新薛河人工濕地南四湖新薛河人工濕地南四湖是南水北調(diào)東線工程的輸水走廊和調(diào)蓄水庫，為確保水質(zhì)達(dá)到調(diào)水要求，確定在南四湖建設(shè)人工濕地水質(zhì)凈化工程，并把該項(xiàng)目作為點(diǎn)源治理后的一項(xiàng)保底把關(guān)工程。 l湖泊水質(zhì)凈化技術(shù)湖泊水質(zhì)凈化技術(shù) 沉水植物優(yōu)化調(diào)控技術(shù)：主要包括物種選育和培植技術(shù)、物種引入技術(shù)、物種保護(hù)技術(shù)、種群動態(tài)調(diào)控技術(shù)、種群行為控制技術(shù)、群落結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置與組建技術(shù)、群落演替控制與重建技術(shù)等。由于植物在水中腐爛時會釋放有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)，因而必須定期對水草進(jìn)行定期收割。 利用冬春季節(jié)“藻弱”、“草強(qiáng)”以及水質(zhì)條件較好的優(yōu)勢，采用改性土壤對厭氧底

31、泥進(jìn)行修復(fù)，選擇季節(jié)性的優(yōu)勢草種及其繁殖體進(jìn)行沉水植被修復(fù)，通過水生植被的生長來控制藻類的過度繁殖，可有效實(shí)現(xiàn)藻-草轉(zhuǎn)換，通過放養(yǎng)魚來控制水草的過度生長，實(shí)現(xiàn)“草-藻-魚”生態(tài)調(diào)控，構(gòu)建健康穩(wěn)定的水生生態(tài)系統(tǒng)。 原理原理常用沉水植物：菹草、輪藻等常用沉水植物：菹草、輪藻等苦草苦草狐尾藻狐尾藻眼子菜眼子菜金魚藻金魚藻l利用天然的高分子聚合物及其衍生物與當(dāng)?shù)卣惩粱蛘吆窗哆叺耐寥肋M(jìn)行改性制得廉價絮凝劑，通過架橋網(wǎng)捕、靜電吸附作用機(jī)理吸附絮凝富養(yǎng)化水體中藻細(xì)胞，絮體沉降后，水體溶解氧濃度、透明度顯著提高，同時水體中一些污染物如嗅味物質(zhì)被去除，在短時間內(nèi)解決了發(fā)生嚴(yán)重富營養(yǎng)化污染水體的問題。l該技術(shù)將

32、新型環(huán)境納米技術(shù)、物理化學(xué)中吸附絮凝技術(shù)、生物技術(shù)、生態(tài)調(diào)控技術(shù)等多學(xué)科交叉，建立了一套湖泊綜合修復(fù)技術(shù)體系。 l改性土壤湖泊綜合修復(fù)技術(shù)改性土壤湖泊綜合修復(fù)技術(shù)改性土壤湖泊綜合修復(fù)原理改性土壤湖泊綜合修復(fù)原理 l具有多種功能具有多種功能：迅速清除水華，改善水質(zhì)，降低水體氮、磷營養(yǎng)鹽濃度，去除“湖泛”；修復(fù)湖泊底質(zhì)，改善底泥的厭氧環(huán)境，利于沉積物中磷的固定，為底棲生物及沉水植被的生長創(chuàng)造條件；在水質(zhì)、底質(zhì)改善間隙，實(shí)現(xiàn)沉水植被的恢復(fù)，為水體的長期自然生態(tài)修復(fù)創(chuàng)造良好條件。工程船噴灑絮凝劑，吸附絮凝藻細(xì)胞，絮體沉降后，水體溶解氧濃度、透明度顯著提高。l實(shí)施過程實(shí)施過程：湖泊水華清除：u通過覆蓋新的富氧的