水环境科学技术发展报告

一、湖泊应用基础研究及湖泊污染控制技术研究进展

（一）湖泊水污染监测控制技术研究进展

在监测技术方面，“十五”期间利用光谱法快速非接触测量水体中化学耗氧量和溶解有机碳的含量及浊度值，应用激光诱导荧光光谱法实现了对水体多组分有机物的在线遥测。成功开发了具有自主知识产权的我国首套水体污染激光诱导荧光非接触监测技术装备系统，填补了国内水体污染光学非接触测量技术的空白。

（2）湖泊污染控制技术研究进展

有效地控制面源和电源污染是湖泊富营养化治理的重要前提，解决湖泊富营养化问题设计自然科学工程技术、社会科学和管理科学，研究思路将整个流域环境一并考虑。污染治理最重要的是消减污染源的排放。控制是第一位，生态系统的修复是第二位。湖泊污染控制技术包括：①电源污染控制技术，实际上是污染物减排关键技术；②面源污染控制技术；③内源污染控制---湖泊环保疏浚技术；④湖泊生态恢复技术；⑤湖滨带生态修复技术以及湖泊流域环境管理技术与规划等。

2、湖泊科学的发展方向

（1）建立湖泊与流域科学学科体系

目前关于湖泊和流域的互相关注作用研究还不成体系，对整体认识湖泊和流域科学问题尚存在许多空白和薄弱环节。关于土壤、河流水动力和湖泊的研究还很脱节。今后加强资助不同物质输移界面过程的交叉研究，才能够对流域土壤---小河---大河---湖泊物质输移规律形成系统认识，身后湖泊环境效应与生物种群的研究。

（2）重视湖泊动力学、湖泊水文学、湖泊沉积学等学科分支

（1）国内现状

1.外源污染控制技术

（1）河流沿岸截污技术

（2）分散型生活污水处理技术

2. 内源污染控制技术

（1）污染底泥疏浚技术。污染底泥疏浚技术利用挖泥船将污染底泥疏挖并输送到堆场进行异地处置，改技术直接清除内源污染，减少了对河流水质的潜在影响，同事拓宽河道，增加水体容量，恢复淤积河道的原有功能。该技术见效快，是河流内源污染控制的有效手段。

（2）原位覆盖/帽封技术

（3）污染底泥原位固化技术

（4）调水稀释/生态换水技术

3. 河道内外强化净化技术

（1）人工曝气/增氧技术

（2）投菌技术

（3）生物接触氧化法

（4）稳定塘法

（5）前置库净化技术

（6）人工浮岛技术

（7）人工湿地技术

4. 生态修复技术

（1）多自然型河道修复技术

（2）河道水生植被重建技术

（2）国外发展趋势

近年来，西方发达国家对河流的行政管理已逐步实现了从单一的防洪管理向防洪、水资源利用和河流环境整治的综合性管理方向转变，从单一河流的智力想整个流域智力的转变，从“唯效率主义”的河流智力方式向尊重自然规律的自然生态治理的转变。

2、污染河流智力新技术在社会经济发展中的应用

（1）曝气技术的应用

1990年亚运会期间北京清河的曝气工程；1999年重庆在被污染严重的桃花溪内采用了人工充氧的方法，运行一周后河道内水质有了明显的改善并消除了臭气；2001年上海建造的国内现代化程度最高、充氧能力最大的曝气富氧船开进苏州河投入运行，在清水中3m深度充氧时，氧气溶解及混合效率可达70%。

（2）生物修复技术的应用

微生物作为河流生物修复技术的核心，在国外已进行了大量的研究与开发。在我国，上澳塘、绥宁河、丽娃河、工业河治理工程中应用生物修复技术，且都获得了明显的改善。

华东师范大学徐亚同、史家梁等曾利用一种水体净化促生液对上澳塘水体进行修复研究选取1260m长的河段进行试验，经生物修复后上澳塘严重污染水体可有效地消除黑臭并恢复至洁净状态。2004年在上海市邱径河2900m长的河段实施了原位生物修复工程，投加复合酶污水净化剂进行进化，结果表明，投药一个月后，DO提高，NH3-N下降，并有效抑制了河道底泥再悬浮与污染物的释放。

（3）环保疏浚技术的应用

环保疏浚技术与20世纪90年代在我国得到发展与应用，目前已在巢湖城区河流、上海苏州河、昆明大清河等河道污染治理中得到应用并取得明显的效果。2004年在上海真如港实施了污染底泥疏浚工程，工程实施后，真如港水质获得了较好的改善，有机污染指标明显降低，DO升高。

（4）原位覆盖技术的应用

在国外原位覆盖技术已经在河道、近河岸、河口等区域较广泛地使用，而在我国，该技术应用还不广泛，尚处于试验与摸索阶段。

（5）多自然型河道生态修复技术的应用

我国近年来开始重视河流的生态建设，但进行设计时多关注河流的景观，近自然河道实施的工程例子非常少。2005-2006年延吉市实施了烟集河自然河道整治工作，以人与自然界和谐相处为设计出发点，通过生态拦河坝、河滩地护岸和河滩地园林工程，祈祷固定河床，保证主河槽冬季有冰面、夏季有水面，为水生物生长创造必要的生活环境等重要作用。

生态凝土技术是近年来发展起来的用于自然河道修复的一项技术。生态混凝土具有特殊的结构与表面特性，其上可附着生长适生生物，过滤净化入流的污染物。该技术研究目前在我国刚刚起步，字2001年以

来，先后在吉林省各地及北京、安徽、江苏、浙江等地进行了约7万㎡的堤防岸式护坡生态防护工程。

2、面源污染控制技术

面源污染控制主要指城市面源污染和农村面源污染控制。“十一五”期间，面源污染控制研究主要集中在农村面源污染管理与控制，强调从源头减量，过程控制和生态自然处理。

(1)城市面源污染控制

城市面源污染主要由城市地表径流、生活污水处理的尾水及部分受工业污染的雨水等构成。由于城市面积不断扩大，雨污分流还未完全到位，因此城市面源污染的负荷仍比较大，成为当前不可低估的面源污染来源。在城市面源污染控制方面，在“十五”期间人工湿地处理的基础上，又开发了三相生物膜处理技术，该方法较传统生物膜工艺节能30％以上，在保证相同处理效率的前提下，水力停留时间缩短1／3，且可以削减主要污染物60％以上。针对城市地表径流，开发了初期地表径流收集和汇流技术、湿地处理技术、河流污染物拦截技术等，取得了较好的治理效果。

(2)农田面源污染控制

我国在农田面源污染控制方面起步较晚，但在探索适合国情的控制技术方面取得了不少进展。其核心理念是“低投少排一阻断拦截一循环利用一生态修复”，即在源头进行减量、减排，在污染物输移过程中进行阻断和拦截，对部分氮磷等养分资源进行循环利用，最终实现水环境的改善和生态系统的修复。

针对稻田生态系统，在“十五”原有源头减量技术(减施化肥)以及生态拦截沟渠的基础上，系统集成了不同土地利用类型的面源污染控制技术，凝练形成“种植制度调整一施肥优化一径流拦截一养分回收利用”于一体的农田面源污染控制成套方案。通过减量施肥和调整种植制度，使农田化肥用量在“十五”基础上又减少20％以上，如果结合冬季绿肥种植，则稻季化肥用量可减少30％～40％，并获得较高的水稻产量。此外，还充分利用稻田“汇”的功能，对农村生活污水处理后的尾水进行养分再利用，稻季氮肥用量可大大减少，同时减少向环境排放氮25％～30％，经济和环境效益显著。针对集约化菜地，在“十五”减量施肥的基础上，继续实施设施菜地优化施肥技术，通过合理施肥并结合种植结构调整，菜地全年施氮量可减少170~350kg／ha，并对产量没有影响，蔬