山西省沁河流域农村生活污水入河水质研究

针对农村生活污水管理的需求,在水生态功能区和水环境控制单元的基础上提出了农村生活污水入河水质核算方法.具体步骤包括:①根据地貌类型、降水蒸发量、植被和土壤类型等指标,进行水生态功能区划分;②在水生态功能分区基础上,结合水文单元和行政区边界,划定水环境控制单元;③对控制单元内的水环境容量进行计算,并调查核算各类污染源污染物排放入河量,然后基于水环境容量和污染物入河量确定农村生活污水污染物排放限值.结果表明,沁河流域可划分为2个一级水生态功能区和7个二级水生态功能区,并划分为15个水环境控制单元.以控制单元内沁河上游水质改善区为例,区域内农村生活污水COD排放限值为134.05 mg·L~(-1),且此标准下河流不满足接纳农村污水进行NH_3-N消减的条件.在以上研究成果基础上,提出了农村生活污水分区分级管理措施建议.     

茅岭江流域入河污染源问题诊断及其防治对策研究

通过收集与调查2012年茅岭江流域范围内各类污染源排污及其污染物处理处置情况的基础数据,依据排污系数法和入河系数法核算污染物排放量及入河量.结果表明,城镇生活污染源污染物入河量最大,占总入河污染物量的36.3%;其次为畜禽养殖,占27.6%;第三为农村生活污染源,占13.9%;其它污染源排入的污染物入河量较少,占22.1%.文章还分析了流域内污染物主要来源于上述三种污染源的主要原因,并提出了相应的保护对策.     

基于控制断面水质达标的河流水环境容量案例分析:以银川市灵武东沟为例

河流水环境容量研究是保障河流断面水质达标的科学依据。以银川市灵武东沟小流域为研究对象,基于灵武东沟入黄口断面水质达标要求,建立"控制单元划分-水环境问题诊断-污染排放与水质响应关系建立-水环境容量核算与分配-污染管控"系统体系,进行河流水环境容量研究。结果表明:1)综合考虑研究区水文、行政区划及污染源分布情况,划分3个控制单元; 2)水环境问题诊断结果显示氮浓度超标严重,枯水期污染物浓度高,工业为主的点源为重点控制污染源; 3)首要超标污染物NH_4~+-N的污染排放与水质响应模型结果显示,控制单元NH_4~+-N的许可排放量为384. 32 t/a,小于入河排放量,需进行入河排放总量控制; 4)采用污染贡献分析法进行总量分配并基于分配结果提出"污染源系统控制-河道水质净化及生态修复-水量保障与优化-综合监管"的污染减排方案,最终实现了水环境容量体系在研究区的建立与应用。     

空间位置对非点源污染物入湖能力的影响

在解析非点源污染物迁移机制的基础上,采用流域单元与河网分析结合的方法研究空间位置对非点源污染物入湖能力的影响,用距离权重表示汇水区污染源对湖泊水环境的影响程度。以太湖竺山湾为例,利用Arc GIS软件建立了河网分析模型,对研究区进行了流域单元划分和起始-目的地(OD)成本矩阵分析,最后确定了汇水区污染源到湖泊之间的距离成本,并用入湖系数进行了验证。结果表明,汇水区污染物的入湖能力受到污染源空间位置(污染物迁移的路线距离)的影响;相同距离权重单元的分布受流域单元分布的影响;TN、TP的入湖系数与距离权重呈正相关。     

基于控制单元的流域水污染控制与管理——以京杭运河苏南段为例

综合考虑流域水系完整性、水体污染程度以及控制方案可实施性等因素,对苏南运河小流域控制单元进行了划分．并通过控制单元内、外的污染物入运河量贡献率比较,验证划分结果的合理性;根据确定的水质目标,分别计算了各控制单元90％水文保证率下的水环境容量和排污削减量：根据各项污染防治指标目标,计算各控制单元六类主要工程项目的污染物削减能力．并提出各河段水质目标实现的补充措施。结果表明：控制单元划分合理,各控制单元内污染源对运河各河段污染负荷的贡献率约占71％～91％．为运河水质主要影响源;各控制单元大部分水体的预测排污量超过了水环境容量．近期运河各段COD、氨氮、TP削减率分别为21．2％-54．5％,46．3％～60．2％,45．8％-71．5％;远期污染物削减率更高：6类主要工程项目的实施仅能保证运河镇江段水质目标实现,对运河常州段需从长江引水45万m^3／d,对运河无锡段需从长江引水40万m^3／d．再结合适量的排水和中水回用措施可实现控制单元内运河各段水质目标。     

透视污染源与水环境损耗——以上海闵行为例

上海闽行作为"国家环境保护模范城区",以污染源普查为契机,围绕<全国污染源普查条例>提出的污染物产生、治理和排放等问题,以污染源中的水污染源为例,对污染源与水环境损耗进一步深入分析与探究,在准确地掌握污染物的排放情况的同时,使污染物控制管理的水平得以进一步提高.     

南水北调东线（江苏段）沿线污染物总量达标研究

基于江苏省2010年污染源普查资料和统计年鉴,选取化学需氧量（ COD）和氨氮（ NH4－N）为研究因子,统计南水北调东线江苏段污染物排放量并计算入输水干线污染物量;根据南水北调办治污工程规划,计算污染物削减量;根据2012年江苏省水环境功能区划,核定研究区域限排总量;结果污染物量COD、氨氮削减量分别为33114吨、2935吨,污染源结构中城镇生活源比例从23．34％降到9．10％,工业企业源比例从15．13％降到8．96％,污染源点源呈下降趋势,面源呈增长趋势,污染物入输水干线总量达到2015年限排总量要求。     

长江干流寸滩断面污染负荷核算及来源分析

将长江干流寸滩断面以上区域划分为39个排污单元,将河道划分为63个纳污河段,建立排污单元与纳污河段之间的排污-纳污拓扑关系,并基于污染物的产生-入河-降减过程进行断面污染物通量核算. 采用输出系数法核算排污单元内各类污染源的产生量,并考虑降水作用,建立污染源入河系数公式,核算排污单元点源与非点源的入河量;考虑污染物在河道内的综合降解过程,核算各纳污节点到输出断面的流达率,分析各纳污节点各类污染源对下游断面的贡献率. 通过以上模式对长江干流寸滩断面2004与2005年的污染物通量进行核算,并进行各支流的贡献率分析. 核算结果显示:寸滩断面COD_Mn和TP月通量模拟值与实测值曲线基本吻合,TN月通量模拟值与实测值曲线拟合稍差,整体偏低,可能是忽略了大气沉降的影响所致. 从COD_Mn的贡献率核定结果可以看出,嘉陵江对寸滩断面的贡献率最小,综合贡献率为14%左右,其中点源贡献率为6%左右,非点源贡献率为8%左右,非点源与点源的比率仅为1.3;金沙江对寸滩断面的贡献率最大,综合贡献率达到49%左右,其中点源贡献率为14%左右,非点源贡献率为35%左右,非点源与点源的比率达到2.5,是流域污染控制的重点.      

论入河污染物调查分析和估算方法

本文着重对入河污染物的点污染源、面污染源和内污染源的发生及估算方法进行阐述,为查清流域入河排污口的废污水量大小、分布、污染物质的组成、水污染造成的危害和带来的损失,为水资源保护、水污染防治工作提供重要的基础资料。     

昆明倘甸产业园区水环境承载力研究

利用一维水质模型,对倘甸产业园区纳污河流洗马河主要污染物化学需氧量(COD)和氨氮(NH3-N)水环境容量进行了计算,通过建立洗马河水环境容量与污染物入河量供需平衡关系对倘甸产业园区现状及2020年水环境承载力进行了分析评价。结果表明,倘甸产业园区现状水环境承载力剩余空间较大,至2020年NH3-N呈超载状态。对2020年倘甸产业园区NH3-N入河量超出洗马河环境容量提出了总量控制建议。     

岐江河城区段污染物总量控制研究

实施水污染物总量控制是改善水环境质量的重要措施,在环境管理工作中将发挥巨大的作用.通过对岐江河中山城区段污染源排污现状的分析评价、水体纳污能力的计算和排污口污染物控制总量的研究,明确了岐江河城区段的最大允许纳污量,并提出了污染物的总量控制方案和污染物排放削减建议.实施污染物总量控制研究,不仅为岐江河城区段水环境管理从定性向定量转变提供了依据,而且也为其它河流开展总量控制研究提供了借鉴.     

流域污染负荷解析与环境容量研究

以安徽省太平湖流域为例,运用监测、统计数据以及排污系数法对流域内8种污染源的污染排放情况进行全面解析,结合一维水质模型、沃伦威得尔模型以及狄龙模型等水质模型的应用,在流域水质监测的基础上核算了太平湖及主要入湖河流的水环境容量.结果表明, 2011年,太平湖流域污染物入湖量为:COD 3863.75t/a, NH3-N 410.24t/a, TP 51.63t/a;城镇和农村生活污染为太平湖流域的主要污染源,约占流域入湖污染物总量的60%;麻川河和浦溪河流域的污染最严重;流域污染物的排放在空间上呈现较为明显的区域分布,经济发达区域污染相对较严重.在当前水质目标下,太平湖仍有相当大的可用容量;浦溪河、秧溪河和舒溪河流域的氨氮和总磷排放量接近环境容量,需进行总量控制及削减.     

晋江流域污染负荷空间分布及关键源区识别

提出了利用水文和水质同步监测资料计算流域污染负荷空间分布的一般程序,并探讨了采用污染负荷贡献与集水区面积占比关系识别流域污染关键源区的方法,并在晋江流域进行了实例应用.结果表明:晋江下游取水口金鸡断面污染负荷主要来自东溪和西溪,枯水期CODMn、NH3-N和TP负荷分别是226.8、27.1和17.1g/s,占丰、平水期的18%~67%.丰、枯水期东溪和西溪对金鸡断面污染负荷贡献基本相当,而平水期西溪贡献显著大于东溪.晋江流域污染关键源区分别为蓬壶-长厅桥区间、长厅桥-港龙区间、横口-园美区间等5个断面区间,该关键源区识别方法不仅较好反映了污染物浓度和污染负荷在流域内的空间分布,同时还指出了主要污染物及敏感时期,可为后期的污染治理提供依据.本研究提出的污染负荷贡献计算程序以及关键源区识别方法具有较好的普适性,可为其他流域提供借鉴.     

大辽河口及其毗邻区域水体反硝化功能基因的定量研究

近年来随着辽河口两岸经济的发展,大辽河水质受氮素污染越来越严重.反硝化作用是微生物介导的氮循环中一个重要过程,对河口水体中过量氮素的去除和富营养化的缓解意义重大.因此,开展大辽河口水体反硝化作用的研究尤为重要.以大辽河入海河段、大辽河河口和近岸海域为研究对象,采用实时定量PCR法对其进行了水体中反硝化细菌（以功能基因nirS、nirK和nosZ为主）的空间分布特征研究,并通过因子分析和冗余分析（RDA）研究了基因丰度与环境因子间的相关性.结果表明:①不同站位大辽河口及其毗邻区域的水样中nirK、nirS和nosZ基因的丰度变化范围分别为7.73×105~2.54×108、3.19×105~3.19×107、3.22×103~4.92×105 copies/L,各基因平均值大小表现为nirK > nirS > nosZ;3种基因中,nirK和nirS基因大多在调查河流的上游和入海口站位丰度较高,而nosZ基因丰度在河流段由上游到河口逐渐增高,且由河口到近海呈现降低的趋势.②大辽河口及其毗邻区域（nirK+nirS）/nosZ在3.23×101~1.76×103之间,平均值为454.77,表明存在较多的N₂O气体排放,特别是河口到近海区域.③ρ（As）、ρ（Cd）、ρ（Cr）、ρ（SiO₃2-）、ρ（NO₃-）、T、pH和盐度主导了大辽河口及毗邻区域水环境的整体状况,应继续关注主导因子对水环境的影响;水环境因子对反硝化功能基因丰度影响的相关性大小表现为ρ（DO）> ρ（TN）> ρ（NO₂-）> ρ（SiO₃2-）> ρ（Cd）> ρ（NO₃-）>盐度> ρ（As）> ρ（Cr）> T > ρ（Zn）> pH,蒙特卡罗检验得出无显著影响的因子,因此大辽河口及毗邻区域反硝化功能基因丰度是由各项环境因子相互作用、共同影响的结果.研究显示,水体中反硝化有关的微生物对环境的响应不同,各项环境因素共同控制了群落组成,为了更好地进行水体治理与保护,应持续关注水体中的反硝化功能基因.      

漳卫南运河流域非点源污染负荷估算及最佳管理措施优选

制定实施流域TMDL(total maximum daily load)计划的一项关键技术就是借助水文模型量化流域非点源污染负荷,设置BMPs(best management practices),实施非点源负荷削减.采用构建的SWAT模型估算了漳卫南运河流域不同水平年(丰、平、枯)非点源负荷大小,分析了非点源负荷的空间分布特征.丰水年总氮非点源负荷占总负荷的0.07%,总磷非点源负荷占总负荷的27.24%.空间上,流域非点源输出负荷较大的区域主要为具有一定坡度的农业用地和城镇居民用地.对照基准情景非点源输出负荷,通过对47种不同BMPs控制措施的模拟,核算出不同BMPs对8个优先控制子流域的有机氮、有机磷、硝酸盐氮、溶解态磷和矿物磷共5种污染物的削减效率.通过对比分析不同BMPs的费用效益,优选出漳卫南运河流域最佳的总氮和总磷污染物削减措施为修建植被型沟渠,其TN、TP单位削减费用分别介于16.11～151.28元.kg-1和100～862.77元.kg-1之间,该项措施是47种BMPs中最经济有效的.相关研究结果可以为流域非点源污染负荷削减提供科学依据,为流域水环境改善和水生态修复提供技术支撑.     

长江流域污染负荷核算及来源分析

为研究长江流域污染物输出的时空变化特征和来源,将长江流域划分为114个排污单元,195个纳污河段,应用污染物“产生-排放-入河-消减-输出”模型,结合长江流域2004—2007年的社会经济、水文监测资料,利用朱坨、寸滩、宜昌、大通4个监测断面2004—2007年逐月的水量和水质数据,通过连续演算核算长江流域各河段的污染物输出过程,进行区间污染物输出平衡分析,估算出姚港断面污染物输出过程. 结果表明,各断面计算数据与实测数据相对误差不超过20%,模型及参数组合的可靠性较好. 点源对COD_Mn输出贡献较大,占56.4%;非点源对TN、TP的贡献大,分别占74.3%和92.1%. 从污染物输出分布来看,江西、四川、湖南、湖北四省占流域污染物输出总量的60%以上,贡献率较大,是流域污染物输出的重要区域.      

河流及污水处理厂全氟化合物排放估算

为了解全氟化合物（PFCs）的环境排放强度,利用通量计算的方法,综合国内现有PFCs监测数据,对我国部分主要流域的河流水体和部分主要城市的污水处理厂PFCs排放通量进行了估算研究.环渤海北部沿海区域主要河流水体中全氟辛烷磺酸（PFOS）和全氟辛酸（PFOA）排放总通量分别为122 kg/a和216 kg/a,其中大辽河和大凌河分别为该区域PFOS和PFOA排放的主要河流.珠江和长江是中国PFOS排放的主要河流,PFOS排放通量分别为4.47×10³ kg/a和807 kg/a.长江和黄浦江为中国PFOA排放的主要河流,PFOA排放通量分别为3.92×10⁴ kg/a和1.60×10⁴ kg/a.天津市和北京市污水处理厂人均PFOS排放量分别为291 μg·（a·人）^-1和221 μg·（a·人）^-1,远低于瑞士和美国污水处理厂的人均PFOS排放量.城市污泥PFCs排放量较高区域多集中在PFCs相关生产厂家集中省份的工业较发达城市.研究结果可为进一步进行污染源识别以及控制和减少PFCs污染和排放提供科学依据.     

分区达标控制法求解海域环境容量

提出可考虑二维扩散的分式标控制法用于求解海域环境容量。引进贡献度系数将二维容量问题定义为线性规划问题,使各类水功能区在达到所对应的环境标准的前提下各排污口污染允许排放量之和最大。并给出了用二维扩散模型计算贡献质系数的方法。     

泗河水环境容量及最大允许排污量计算

规范了水环境容量的定义和分类,建立了符合泗河水文、水资源特征和水环境状况的河流水环境容量模型,与GIS技术结合构建了适合北方地区的河流水环境容量计算程序和方法;摸清了水功能区-入河排污口-点源排放口的一一对应关系,提出了将水域环境容量转换为陆域点源最大允许排污量的估算方法。计算了泗河在满足水功能区划条件下的水环境容量及最大允许排污量,从而为制定该河流水污染物容量总量控制方案提供了科学依据。     

以大辽河为例分析中小河流入海通量的估算方法

通过对目前河流入海通量估算方法的比较分析,针对我国北方的大部分河流属中小河流,监测频率不高,潮周径流量与进潮量之比很小的情况,指出了估算河流人海通量的技术障碍,分析各种河流、河口通量估算方法的误差来源、应用条件,比较潮时通量法、水期加权法、年平均法、概率分布法以及对流-扩散模式法等各种时段通量的估算方法.从河口上游水文站时段通量、河口段流达率、区间排放量的关系出发,提出实用化的河流人海通量的计算方法,并用于水质监测频率较低的感潮河流人海通量的估算和分析.通过对2003年大辽河人海通量进行实例计算,全面考虑时段离散通量,验证了方法估算结果的合理性.