中国江河湖泊水环境治理现状

中国江河湖泊水环境治理现状

我国江河湖泊水环境治理现状

当排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量或水体的

环境容量，从而导致水体的物理、化学特征发生不良变化，破坏水中原有的生态系统，影响水体的功能及其在人类生活和生产中的作用，通常称为水体污染。这里既包含了水本身的污染，也包括了水生生物和底质的污染。水体污染使水体及周围的生态平衡遭到破坏，造成环境质量、资源质量、社会福利和人类健康的损失。

根据污染物的污染途径，可将水环境污染可分为点源污染、面源污染和内源污染三类。

1. 点源污染及其控制工程

1.1 点源污染的特点

点源污染具有确定的空间位置，废污水集中排入水体，主要是指大、中企业和大、中居民点在小范围内的大量水污染的集中排放。

我国水体点源污染主要来自两方面，一是工业发展超标排放工业废水，二是城市化中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏，大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染。工业废水近年来经过治理虽有所减少，但城市生活污水有增无减，占水质污染的51%以上。据环境部门监测，1999年全国近80%的生活污水未经处理直接进入江河湖海，年排污量达400亿立方米，造成全国三分之一以上水域受到污染。

随着人口迅速增加和人民生活水平的日益提高，生活污水产生量大幅度增长。近年来，城市生活污水和工业废水排放量的比例已接近持平。但是，城市污水处理厂的建设远远不能适应经济社会发展的需要。一般情况下，城市污水处理厂的建设周期为3年。从目前的建设进度看，实现“九五”期间国家提出的全国50万人口的城市都要建设集中式污水处理装置的要求，还需要相当长的时间。以淮河为例，按规划，到2000年，淮河流域四省需要建设城市污水处理厂

到拦河闸以下的市郊污水处理厂,污水经处理达标后再排放到下游的河流中。还可结合湖泊的美化、亮化工程在湖边路面修筑较低的保护墙，把路面的雨水和污染物拒之于湖外。

建造湖岸生态防护堤工程，通过恢复河岸植被,恢复河流湿地,种植芦苇、浮萍、睡莲、水草等湿地水生植物,提高水域净化能力。种植适应本地气候条件并具有观赏价值的花草（美人蕉、杜鹃等）。就地拦蓄部分降水、涵养水源，减缓径流，截流部分地表污水。

3 底泥污染及其控制工程

3.1底泥污染与特点

底泥是水中各种污染物的源和汇，污染物通过大气沉降、废水排放、雨水淋溶等方式进入湖泊，大部分沉积于底泥中，富集成为水体内源污染物，其中积累的主要污染物有机物、氮磷化合物、重金属等，其含量比背景值高出几个数量级，对生态环境构成了严重威胁。

河湖富营养化是指河湖水体在自然因素和(或)人类生产、生活活动的影响下，大量营养盐输入河湖水体，出现藻类以及其它水生生物过度繁殖，水呈绿色或混浊呈褐色，水体透明度下降，溶解氧降低，造成水质恶化等污染现象。底泥中氮和磷向上覆水的大量释放会造成水体富营养化，水生态系统退化。底泥中难降解的有机物除腐殖质和纤维素外，大多是毒性比较大的有机物，沉积于底泥后容易积累，导致长期的毒理效应。难降解有机物中的多环芳烃PAH、多氯有机物、有机氯农药、有机染料等化合物的处理，目前仍然是国际上亟待解决的研究课题。这些污染物毒性大，难以生物降解，在自然界中存在时间长，易在生物体内富集滞留，导致人类和动物癌变、畸变、突变及雌性化。有效降低并去除难降解有机污染物毒性，成为生物修复研究的关键。通过各种途径进入水体的重金属很容易被水体悬浮物或沉积物所吸附、络合或共沉淀，从而在水底的沉积物中富集，重金属的富集对水生态系统威胁很大。

当外部污染源得到有效控制后，底泥对上覆水体的影响作用就突显出来，成为潜在的污染源。国内外实例证明，外源得到控制后，内源的影响仍然会使水

体的污染状况持续下去。

3.2.底泥污染控制工程

底泥污染相应的控制方法主要有底泥疏浚、底泥覆盖和营养盐固定等。（1）底泥疏浚

底泥疏浚指对整条或局部沉积严重的河段、湖泊进行疏浚、清淤，恢复河流和湖泊的正常功能。底泥覆盖是指将清洁物质放置于污染的底泥上面以有效地控制底泥对上覆水体影响的技术。

底泥疏浚可以快速去除积累在其中的有毒有害物质, 而且不增加外来物质, 是湖泊水库治理的一项常用技术。疏挖方式一般有种排水挖泥和带水作业。前者因要将水抽干, 底部脱水后才可机械化作业, 因此多用于小型水库。带水作业方式在湖泊修复中应用较多, 已开发了多种技术, 主要有机械式疏挖和水力式疏挖, 还可根据情况采取特殊措施。疏挖成本则受许多因素影响, 包括设备类型、项目大小、堆放场、底泥密度、输送距离和底泥的综合利用等。美国64个湖泊的底泥疏挖工程统计表明, 机械疏挖成本为0.24～14美元/m3, 水力疏挖成本为1.25～1.75美元/m3。如果底泥含有需要额外处理的有毒有害物质, 疏挖及处理成本将更高。

底泥疏浚工程中需要注意防止底泥泛起而导致有害物质进入水体还需注意

底泥的合理处置, 防止二次污染。此外, 疏挖深度也是需要考虑的问题。由于营养盐在沉积物中的沉积规律, 一定深度下的沉积物中可溶性磷和氨氮可能高于表层, 疏挖后可能造成水体富营养化程度反而增加的现象, 不一定能达到预想的水环境修复目的。因此疏挖前需调查沉积物的分布和特征, 并合理设计工程量。

（2）引水稀释

引水稀释就是通过工程调水对污染水体进行稀释。使水体在短时间内达到相应的水质标准．该方法能激活水流，增加流速，使水体中DO增加，水生微生物、植物的数量和种类也相应增加，从而达到净化水质的目的。

（3）底泥覆盖

常见的底泥覆盖系统所采用的材料包括清洁的沉积物、沙子、、卵石和粘土等，底泥覆盖的目的主要包括: (1)物理性地分开污染底泥和底栖环境: (2)使

污染底泥固定，阻止底泥的再悬浮和迁移: (3)降低进入上覆水体的溶解性底泥污染物的释放通量。

德国人用方解石为主要成分的泥灰和少量水混合喷洒到湖中, 以共沉淀磷

和藻类, 同时降低营养盐丰富的底泥中磷释放。高聚物材料也可用于覆盖底泥以控制底泥营养盐的释放, 这些材料包括高密度聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯和尼龙等。这种措施虽有一定效果, 但成本较高, 且安装困难, 易被刺破, 耐久性不够。

（4）营养盐固定

营养盐固定技术是通过投加化学试剂，固定水体和底泥中的营养盐(主要是磷)，并使底泥表面上部形成覆盖层，阻止底泥中磷再次进入水体。因此通过投加药剂可控制水环境中的营养盐迁移，常用药剂包括硝酸钙、氯化铁、石灰和铝盐等。。硝酸钙的作用机理是通过反硝化作用降解底泥有机物，并且还可以阻止了Fe3+和 S0

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2-的减少，另外还可以促使Fe3+的生成，进而达到控制底泥磷释放的目的。氯化铁用来与硫化氢反应，以及形成更多的氢氧化铁，提高对磷的钝化作用。氢氧化钙常用来调节pH值，使其维持在适宜微生物脱氮的水平。

第一个较为完善的原位化学修复记录是Ripl所作的，Ripl 将铁或硝酸盐注入底泥中，有效地降低了磷的活性，从而降低了底泥中磷再次进入水体的机会。Murphy T.P，等采用硝酸钙对日本Biwa湖的底泥进行了处理，结果发现采用硝酸钙可以沉淀孔隙水中97%以上的磷，并且通过现场试验还发现投加硝酸钙使得表层底泥(0-11.5cm)约79%的孔隙水磷得到沉淀，以及93%的硫化物得到去除。

加拿大国家水研究所则采用Ca(NO

3)

2

和有机调理剂对汉密尔顿港受污染底泥进

行了原位处理，发现197天之内底泥中78%的油和68%的PAHs被生物降解。硝酸钙的投加方式可以是直接注入底泥或者直接向底部水体投加溶解性或者颗粒态的硝酸钙。硝酸钙还可以与三价铁离子混合投加。

虽然该技术自20世纪70年代就开始发展起来了，然而目前还没有被广泛运用。这可能跟该技术对水环境的不利影响尚没有完全清楚有关。

显然, 药剂投加法既要考虑实施成本, 又需考虑所会造成的长期生态影响, 因此一般只用于应急措施。

3.4 河湖水体修复技术及其控制工程