TMDL技术在水污染总量控制中的应用

控制措施的实施——案例

由表4可以看出,水果湖、庙湖的主要COD污染来自 于点源污染,应加强对原有点源排污口排放浓度的限 制和对排污量的严格限制.此外,郭郑湖、汤菱湖、 后湖的主要内源污染为COD,挖出底泥的方法同样 适用.
5）效果评估Hale Waihona Puke Baidu
效果评估是监测目标水体水质、点源与非点 源,审核非点源控制措施的有效性,评价TMDL计 划对水质的改善效果。
2）选择水质指标，确定指标值 识别要建立的TMDL程序的污染物，量化能代 表水体污染物的负荷目标。识别可测量的或 可定量化的指标，并确定指标值。 东湖的主要污染情况为富营养化，根据文献 资料，总磷、总氮为富营养化必不可少的污 染指标，而COD在其他污染指标中所占权重 最大，所以选取的指标为总磷、总氮、COD。
制定TMDL计划——案例
③东湖面源负荷 New Croton水库流域利用Reckhow模型估算 不同土地利用下污染负荷时,对应的输出系数为: 森林(0.05)、城市(0.90)、农业(0.30)、水域 (0.10).将此系数运用于东湖,计算结果4 607 250g/a为东湖周围在1 a内排入东湖水体的面 源污染.由于将东湖分为8个子湖泊进行计算分析, 按照各子湖泊所占面积的比例划分,计算出面源 污染分配.
1、TMDL计划的背景
1972年美国颁布实施了《清洁水法》。其中的条 款对美国各个州的水域水体的水质标准和相应的 TMDL计划的制定和实施都做了具体的规定。目前 EPA法规要求各州、领地及部族每2年必须向EPA汇 报当地水体的整体卫生情况及水体是否达到了水质标 准。如果采用了最优的水处理技术，仍然没有达到相 应的水质标准，EPA则要求州、领地和部族对这类水 体制定并实施TMDL计划。
2、结合案例分析的TMDL技术运用 以武汉市东湖的TMDL计划为例。
1）水质受限水体的识别

水质受限水体,指那些即使实施了一定的水污染控 制措施后,仍然无法满足水质目标的水体.EPA的 水质规划与管理办法对水质受限水体的识别做了 具体规定.规定指出:当某水体在实施了一定的污 染控制措施后,仍然无法满足水质标准时,则该水 体需要实行TMDL计划。
④东湖内源负荷 表1为东湖各子湖泊TP、TN、COD底泥平均 浓度,已知底泥平均浓度、底泥释放系数等,根据 公式(5)计算出东湖内源负荷.
制定TMDL计划——案例
已知年均TMDL,内源污染P,则TMDL减去P所求出的 值即为外源污染所要求排放的TMDL.
制定TMDL计划——案例
⑤东湖安全临界值的确定 根据东湖的实际水环境状况和相关研究成果,本 文用TMDL一定比例的负荷作为安全临界值,取 TMDL的10%.
控制措施的实施——案例
控制措施的实施——案例
由表2可以看出,水果湖、郭郑湖、庙湖的主要总 磷污染来自于点源污染,应加强对原有点源排污 口排放浓度的限制和对排污口数量的严格限制. 此外,汤菱湖、后湖、庙湖的总磷污染主要为内 源污染,这就需要解决底泥污染,现阶段最好的办 法是将原本厚重的底泥挖出,也可以考虑生态修 复的方法来降低底泥污染. 由表3可以看出,水果湖、郭郑湖、庙湖、后湖的 主要总氮污染来自于内源,可以采用挖出底泥的 方法.除此之外,对有点源污染的水果湖、郭郑湖、 庙湖实施严格限制点源排污口排放浓度和排污量 是十分必要的.

这部分重点需要考虑一下3个问题：
水体功能的识别及水体污染物对其功能产生的 影响； 污染因子的主要来源对水体水质的影响； 如何考虑不确定性因素及安全临界值。
案例

东湖位于武昌东部,是主城区中最大的湖泊,也 是中国最大的“城中湖”.由于长期的城市污 水及生活垃圾入湖,水体面临着生态功能严重 退化、富营养化明显的现状.东湖截污工程从 20世纪80年代开始启动,截至目前,周边的污水 收集与处理系统基本建成,目前只有少数几个 排放口,但水质依然较差.
制定TMDL计划
制定TMDL计划
制定TMDL计划
制定TMDL计划
制定TMDL计划——案例
①东湖TMDL的确定 东湖总磷、总氮、COD的TMDL即在保证一 定水质目标条件下,水体每日通过光、物理、 化学和生物等自净作用所消耗的总磷、总氮、 COD的量. 东湖总氮、总磷、COD的降解系数分别为 0.008、0.05、0.015,目标水质为Ⅲ类水,根据 国家地表水水质标准(GB3838-f2002),Ⅲ类水 体水质控制目标浓度分别为:0.05、1、20 mg/L.依据东湖水深与面积等基础资料,按照 式(1)计算出东湖各子湖泊的TMDL.
3）制定TMDL计划

针对一个特定的目标水体，制定TMDL计划采用 的方法通常包括以下5个步骤:①主要污染物的筛 选;②目标水体同化容量的估算;③通过各种途径 排人目标水体的污染物的总量的估算;④水体污染 的预测性分析，确定水体允许的污染负荷总量;⑤ 在保证水体达到水质标准的前提下，同时考虑安 全临界值，将水体允许的污染负荷分配到各个污 染源。
2、TMDL定义 TMDL（Total Maximum Daily Loads）是指最大日 负荷总量。其定义为在满足水质标准的条件下，水 体能够接受的某种污染物的最大日负荷量。 TMDL计划的目标之一就是将可分配的污染负荷分配 到各个污染源，包括点源和非点源，同时要考虑安全 临界值和季节性的变化，从而采取适当的污染控制措 施来保证目标水体达到相应的水质标准。 美国已对水体的营养物、沉积物、病原菌等实施了 TMDL计划,并对点源和非点源污染采取了有效的控制 措施,从而极大地改善了受污染水体的质量,保障了受 污染的水体能够达到它的制定用途。
1、TMDL的理论框架 TMDL计划研究的基本流程分为5个步骤:水质受 限水体的识别;选择水质指标,确定指标值;制定 TMDL计划;控制措施的实施;效果评估。其基本 流程图见图1。
水质受限水体的识别：
水质标准评估； 评估监测数据； 判断是否有足够的控制措施。
评价水质控制措施：
监测点源与非点源； 审核非点源控制措施的有 效性； 评估TMDL计划对水质的 改善效果。
按优先顺序确定需要优先制 定TMDL计划的水体：
与其它水质规划和管理活动结合， 共同确定优先顺序； 确定需要优先采用TMDL的水体。
执行控制措施：
更新水质管理计划； 颁发水质许可证； 执行非点源控制措施。
制定TMDL计划：
有条件的情况下可按照地理位 置分区进行； 必要时，采用定向跟踪方法； 完善TMDL计划。
制定TMDL计划——案例
②东湖点源负荷 东湖水质主要为Ⅳ、Ⅴ类,根据国家城镇污水处 理厂污染物排放标准(GB18918-f2002),总磷、 总氮、COD的最高允许排放浓度分别为3、20、 100 mg/L,水果湖、郭郑湖、庙湖排放口的排放 量依次为1.10×107、6.20×107、 5.74×107m3.根据公式(3)计算出东湖点源污染. 由于后湖、汤凌湖没有排污口,故不用考虑点源 的污染,只需考虑面源污染与内源底泥的污染.
4）控制措施的实施 TMDL计划制定完成后,就应该由专门的机构对 污染控制措施进行实施.首先是对水质管理计 划进行更新,接着按TMDL计划中制定的污染负 荷分配目标对点源和非点源进行分配。 计算出东湖各子湖泊的内源、外源(含点源和 面源)、安全临界值以及TMDL值,将这些值进 行对比分析,从而得出具体的治理措施.