河流水污染治理

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河流水污染治理范文第1篇

关键词：流域污染;治理技术;研究进展

随着经济的快速发展、城市化进程加快及流域人口增长，越来越多的污染物排入河流，早已超过了河流自身的容量，使河流受到不同程度的污染，生态系统遭到破坏，导致流域水体污染问题日益严重。污染事件的频频发生已成为世界普遍问题，引起国内外的高度重视。

1.流域污染现状

2013年我国环境状况公报显示：我国十大流域423条河流的国控断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面比例分别为71.7%、19.3%和9.0%，主要污染指标为COD、高锰酸盐指数和BOD5。62座重点湖泊（水库）972个国控断面水质优良、轻度污染、中度污染和重度污染的比例分别为60.7%、26.2%、1.6%、和11.5%，主要污染指标为TP、COD和高锰酸盐指数，富营养、中营养和贫营养的湖泊（水库）比例分别为27.8%、57.4%和14.8%。309个地级及以上城市的835个集中式饮用水源地达标率为97.3%，主要超标指标为TP、Mn和NH3-N，地下水水源地主要超标指标为Fe、Mn和NH3-N。

流域所在地工业结构和布局的不合理以及对资源的无序开发使得工业污染成为主要的流域污染源;流域沿岸城市化的加快，城镇生活污水问题日渐突出，部分城镇污水处理厂不正常运行更使得流域废水处理率不高;化肥、农药的大量使用，不仅污染了水质，而且危害水域中的有益动植物，造成相关动植物品种数量的减少甚至濒临灭绝，进一步破坏了水生态环境，从而严重影响了水源涵养功能，使得水资源短缺、水环境恶化的态势更加严峻。

2. 流域污染治理技术

流域污染治理是一项复杂的系统工程，目前国内外已经在使用的或已试验的污染河流水体治理技术主要分为物理、化学和生物―生态3类方法。

2.1 物理方法

2.1.1 曝气技术 曝气技术是利用自然跌水（瀑布、喷泉、假山等）或人工曝气对水体复氧，促进上下层水体的混合，使水体保持好氧状态，以提高水中的溶解氧含量，加速水体复氧过程，抑制底泥N、P的释放，防止水体黑臭现象的发生。河道曝气复氧一般采用固定式充氧站和移动式充氧平台两种形式。人工曝气复氧是指向处于缺氧（或厌氧）状态的河道进行人工充氧能够加强河道的自净能力，改善水质、改善或恢复河道的生态环境。

2.1.2 环保疏浚技术 环保疏浚技术是利用机械疏浚方法清除江河湖库污染底泥， 整个工程对环境及周围水体的影响都较小。疏浚能消除污染水体的内源， 减少底泥污染物向水体的释放。疏浚对沉积物中的营养物、重金属和持久性有机物等污染物的去除明显，这是水体污染治理中普遍采用的方法之一，也是解决内源（P污染）释放的重要措施。

2.1.3 原位覆盖技术。原位覆盖技术是一种控制江河湖库内污染源的技术。 通过在污染底泥表面覆盖清洁的一种或多种覆盖物，来阻隔底泥中的污染物向上覆水释放迁移[1]。

2.1.4 机械除藻 水华蓝藻大量暴发时，采用机械除藻，对控制蓝藻水华污染，有效降低仍N、P等污染物负荷具有十分重要的作用。

物理方法只是使污染物转移而并没有消除，只能缓解污染程度而并非真正净化水质。此类方法治标不治本。

2.2 化学方法

化学治理方法主要是采用各种化学药剂，如加入化学药剂杀藻、混凝沉淀、假如石灰脱氮、加入铁盐促进磷的沉淀（化学固磷）等。

2.2.1 絮凝沉淀技术 絮凝沉淀技术通过投加化学药剂（一般为混凝剂）来去除水体中污染物的水处理技术。该技术较适用于污染严重、较为封闭的地表水体，对SS、浊度、TP、CODCr去除效果较好，对重金属、TN等同样有可观的去除效果，且药剂用量非常少。但该方法由于极易造成二次污染，不推荐广泛使用。

2.2.2 化学除藻 化学除藻是控制藻类生长快速而有效的方法。除藻常用的药剂有硫酸铜、漂白粉、明矾、聚铝和硫酸亚铁等。采用硫酸铜及改变水的pH值可以达到去除水中藻类、降低甚至消除水腥味的效果，并且比单独投放硫酸铜要好。该方法操作简单，可在短时问内取得明显效果，提高水体透明度。不足之处在于不能将氮、磷等营养物质从水体中清除出来，不能从根本上改变水体的富营养化，而且除藻剂的生物富集以及生物放大作用可能会对水生生态系统产生负面影响。因此，除非应急和健康安全许可，化学除藻一般不宜采用。

2.3 生物―生态方法

生物―生态法是国内外近年来发展迅猛的一种新技术，其通过培育的植物或接种、培养的微生物的生命活动的过程，对水中污染物进行降解、转化和转移功能，从而让水体得到净化的方法，在实施中工程造价相对较低、净化效果好、低耗能或根本不会耗能、实施成本低廉等优点。除此之外，这种处理技术的特点是不会在水体中投放药剂，绝对不会产生二次污染。还能够与绿化环境和景观改善连接起来，创造人与自然和谐相处的优美环境。生物方法包括水生植物净化法、生物膜技术、河道曝气复氧、土地处理法、生物修复法等。

2.3.1 水生植物净化 利用水生植物的自然净化机能，对去除富营养化水体中的TN和TP，增加水体中的溶解氧有明显效果，且能有效抑制藻类生长。只有重建并依靠优化的水生植物大面积的稳定存在，才能实现逐步恢复和提高河道水质的目的，在冬季水温3～7℃的低温条件下，大多数本生植物处于生长停滞期，据报道伊乐藻和菹草在低温条件下具有明显的生产能力。但水生植物在富营养化水体中透明度低，不能维持正常的光合作用而难以形成稳定植被。

2.3.2 生物膜技术 生物膜技术是将微生物群体粘附于载体的表面上呈膜状，在与污水接触过程中，生物膜上的微生物吸收污水中的有机物为养料然后同化有机物，而起到净化污水的效果。利用生物膜自净原理在河道内铺设一些卵石或其他填料，进而改变水体环境生态结构的单一性。

2.3.3 生物修复技术 生物修复技术（Bioremediation）是利用微生物或者其他水体生物，将水体或土壤中的有害有毒污染物质通过生物体内分解为 CO2和H2O，或转化为无毒无害物质的系统化的工程技术。生物修复技术有水生植物修复技术、微生物修复技术、水生动物修复技术。

3.展望

综上所述，物理、化学和生物―生态技术各有利弊，所以我们要针对河道具体特点、区域的具体情况，因地制宜，充分借鉴国内外河流治理的实践经验，开发集污染河流治理、资源化利用及生态修复于一体的集成技术，为我国污染河流治理提供参考。

参考文献：

[1] 唐艳.污染河流治理技术综述[J].河南科技，2014，3（2）：179.

河流水污染治理范文第2篇

关键词：城市河流；水污染防治；原因；物理防治

城市河流是城市防洪排涝的重要通道，影响着城市生态环境。但近些年，我国城市河流水污染问题日益严重，这些被污染的城市河流水不仅影响了生态环境，还会散发异味，对人类身体健康造成影响，城市河流污染已影响到人们正常生活。相关据统计数据显示，我国城市河流百分之九十以上存在不同程度的污染问题。想要改善城市河流污染问题，必须加强污染控制，降低河水污染程度。

一、城市河流水污染的主要原因

（一）生活污水的排放。近年来随着人口的不断增长，人类产生大量的生活垃圾，由于受多种因素的制约，城市污水处理和城市污水排放并不能同步，生活污水的任意排放严重地污染了河流，不但影响了河流的水质，还破坏了河流的生态环境，更为严重地是影响了水体的安全，使人们的健康和生活受到了严重损害。

（二）工业企业的污染。由于我国发展的需要，国家鼓励民间开办工厂，因此大批中小型企业钻了制度的空子，大量排放工业废水，导致城市周边的河流各种有毒元素严重超标，甚至影响到我国城市周的生态和谐。同时，由于我国重工业起步较晚，在许多方面还达不到发达国家的水平，尤其在环保理念上，由于缺乏相应的知识，许多中小型工业企业的废水处理设施以及废水处理能力普遍低下，造成城市河流水污染严重，给我国的经济发展带了不利的影响。

（三）农业及养殖业的污染。农业污染是指由于农业生产而产生的污水对河流造成的污染，如降水所形成的径流和渗流把土壤中的氮、磷和农药带入水体，使得城市河流的水体出现富营养化等问题。养殖业所造成的污染主要是由牧场、养殖场、农副产品加工厂的有机废物排入水体，这些都会使水体的水质恶化，造成河流、水库、湖泊等水体污染。

（四）雨水污染。雨水污染也是导致我国城市河流水污染的主要原因之一。由于我国的空气质量标准较低，因此常常出现重金属超标的现象，这种现象也严重的影响我国城市河流水污染的防治工作。通过雨水的冲刷，许多城市中的污染通过排水系统排到了城市周边的河流生态系统中，造成城市河流生态系统的紊乱，甚至阻碍了我国城市的生态平衡，影响了我国现代化的发展进程。

二、城市河流水污染防治技术

（一）物理防治法。第一，禁止污水排放，清理河底淤泥。首先，严禁污水随意排放到河流中，减少河流污染来源。有必要时应当实行河流配水工程，加强城市河流网络的循环，提高河流的自净能力。此外，影响河流水质的重要原因是由于河底淤泥的污染，疏浚河道中的淤泥是治理河流水污染的重要手段，而且这种方法的效率比较高。可以在冬季枯水期实行截留等措施，清理下流河道中的淤泥，必要时可以在河道中铺设石块等，减少河泥的淤积。第二，加强城市排水系统的管理。城市排水是造成河流污染的主要来源，通过加强对排水系统的治理，能够有效减少河流中的污水量。目前在城市排水系统中主要有分流制与合流制两种方式，分流制是将雨水和污水通过独立的系统来进行输送，污水送到污水处理厂进行处理，雨水则通过另外的系统输送到河流中。虽然此种方法投资数额较大，但是处理效果非常明显。

（二）化学处理技术。化学处理技术主要包括：化学除藻技术、金属化学固定技术、化学絮凝技术等。化学除藻技术是针对城市河流澡类的生长繁衍而提出的处理技术，能够有效治理城市河流富营养。化学除藻技术在操作方面比较简单，效果反应迅速、明显，可以起到快速治理的效果，能短时间内提高城市河流污染水体的整体透明度。化学絮凝技术主要是通过絮凝剂的使用使水体中的胶体、悬浮颗粒等污染物质凝聚为体积较大的絮凝体，从而对其进行有效处理，改善河流水质，一般应用在河流污水一级处理中，并且取得了明显的效果。重金属的化学固定就是通过加入碱性物质，调高河水的pH值，使得重金属形成硅酸盐、碳酸盐等难溶性沉淀物，使其固定在底泥中。常用的碱性物质有石灰、硅酸钙炉渣等。该法见效快，操作简单，可有效抑制重金属以溶解态进人水体，但施用量不应太多，否则会对水生生态系统产生不良的影响。

（三）生物修复技术。生物修复技术是通过转化和降解方式去除污染物，修复河内植物和生态，这种技术是最为生态环保的污染控制、处理方式。该技术由美国发明，是通过加速水体自然降解能力实现控制污染，净化水体目的。生物修复技术利用的是特定微生物或植物来实现。重庆桃花溪的污染控制就是通过生物修复技术。生物修复技术污染控制效果非常好，既能提高水体含氧量，又能改善水体生态，实现真正意义上的污染控制，且不会造成二次污染。

三、结语

随着城市人口数量的不断增多以及工业的快速发展，城市河流污染现象也不断突出。河流污染不仅影响了其功能的发挥，同时还影响了城市的发展。因此，政府及相关环保部门应该加强城市河流治理，减少河流污水排放，及城市污水管道系统建设，提高城市污水的处理效率，减少污水的随意排放现象，这对于河流水污染治理也具有重要的促进作用。

参考文献：

[1]孔小婷.城市河流水污染的防治技术分析[J].资源节约与环保，2016，09：263-264.

河流水污染治理范文第3篇

关键词：退污还清；污水截流；环境污染治理；

中图分类号：TE08文献标识码： A

沁河发源于太行山东麓，呈东西走向，河道全长35.9km，其中横穿邯郸市区段长度为12km，在市内汇入滏阳河。由于沁河上游河水经齐村大坝拦截后，经溢洪道向北排入输元河，故主城区段的沁河已不再承担防洪任务，只承担城区段雨水的排除任务，属于季节性河流。上世纪八十年代以来，随着工业化和城市化进程的加快，大量的工业废水和生活污水不经任何处理直接排入该河道，加上源头断流，使河道污染严重，水质下降、河床淤积、河水发黑发臭，成了一条污水河。为彻底根治因河道污染造成的环境问题，使沁河退污还清，实现人水和谐和生态改善的目标，邯郸市对沁河分段进行了河道护坡、两岸绿化、硬化、亮化及退污还清工程治理。工程主要包括5 方面内容：西污水处理一期工程；污水截流工程；河道清淤工程；景观拦河坝工程；调水补水工程。工程总投资为28233 万元人民币，由世行贷款、国债和地方自筹资金三部分组成。

1退污还清前的沁河水质状况

在治理前，河水发黑发臭，沁河市区段共有排水口70 个，其中17个为市政雨水管道排水口，其它为工业废水和沿岸居民生活污水排水口。日均污水排放量多达13 万m3/d，其中工业废水量占7 万m3/d，生活污水量为6万m3/d。其水样水质监测指标与《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）V 类水质指标比较见表1：

表1沁河还清前水质指标与地表水环境质量标准（Ⅴ类）比较（mg/L）

PH CODcr BOD5 NH3-N SS TP DO TN

沁河还清前水质 7.7 90.5 48 17.22 75 0.97 1.96 12.3

GB3838-2002 Ⅴ类 6~9 ≤40 ≤10 ≤2 - ≤0.4 ≥2 ≤ 2

由表1 可分析得出如下结论：（1）该河道水质溶解氧较低，水体缺氧，无鱼类生存迹象；（2）CODcr、BOD5 值较高，水中还原性物质含量较高；（3）NH3 － N 值较高，气温较高时水体会产生异味；（4）沁河水体水质类别属劣V 类。

2西污水处理工程

西污水处理工程的收水范围为京广铁路以西规划城区，以及京广铁路以东、东北部的部分区域，服务面积约50km2，服务人口约45 万人，2020 年规划收集污水量为20 万m3/d，分两期工程实施。在该工程建成前，该区域内的工业废水和生活污水均直排沁河。西污水处理一期工程是经国家发改委批准立项，河北省利用世行贷款建设的城市基础建设项目之一。采用改良型推流式氧化沟工艺，建设规模为处理能力10 万m3/d，其中生活污水约占65％，工业废水约占35％。该工程建设内容包括两部分：一是在市区西北部建设占地270 亩的工程核心部分――西污水处理厂区；二是铺设长度为37km 的一、二级收水管网。目前，西污水处理厂实际处理污水9.5 万m3/d，其出水一部分自流排入厂区北边的输元河，一部分通过排放泵房和管道送至沁河上游。运行证明，出水水质始终优于《污水综合排放标准》（GB8978-1996）规定的二级排放标准，达到了设计要求。

3污水截流工程

排入沁河的污水，有的通过专用管道直排，有的通过市政雨水主干管道直排。由于种种原因，一些用户私接、乱排，将污水接入雨水管道的情况很多，彻底进行雨、污水分流改造困难较大，且也没有成功经验可借鉴。本着区别对待的原则，对沁河污水截流工程采取了雨、污水分流改造和污水截流相结合的方案。

3.1 雨污水分流改造

（1）调查摸底

首先组织人员沿着排入沁河的各雨水管道，从下游到上游仔细调查。主要采取打开所有井盖和收水口篦，逐一查看有无用户污水支管接入。将查出的用户支管情况进行登记、分类，看是否具备雨、污水分流改造条件。

（2）分流改造施工

由于雨、污水分流改造施工都在老城区内，影响因素多。进行分流改造施工，需具备三个条件：①用户支管附近具备市政污水管道；②可以进行破路或顶管施工（有的主要路段不允许施工）；③分流改造施工管线长度一般不超过50 米（分流管线过长，存在两个问题：一是造价高、不经济；二是施工周期长，影响市容，从城市管理上不允许）。对具备上述条件的用户污水，都按照建设程序进行了图纸设计、规划审批以及分流改造施工，施工完毕将原排入雨水管道的管口封堵。

雨污水分流改造工程共涉及125 户，修建污水管线2683m。

3.2 污水截流

（1）铺设截流管线在人民路至陵西大街之间，由于直接向沁河排放污水的用户排水口较多，在沁河两岸新铺设了管径D400mm 的污水管线3089m，将各用户污水截流收集后，通过截流管线排入市政污水管网。

（2）修建截流井

对由于种种原因调查不清的雨污水混排用户或不具备雨、污水分流改造条件的用户，在雨水系统主管道入河口的上游适当位置修建截流井。截流井位置的选择要考虑两个因素：一是尽量靠近污水管道，减少截流管线的铺设长度；二是要考虑河水倒灌问题。通过截流井，可将旱季雨水管道内的污水以及初期雨水截流至市政污水管网。截流井在邯郸市属首次采用。考虑到初期雨水中污染负荷较多，主要是悬浮物，根据监测其浓度可高达900mg/L，为减少初期雨水对沁河的水体污染，借鉴外地经验，截流井的截流倍数取2。通过近2 年的监测发现，将初期雨水截流至污水处理厂进行处理后，可有效消减悬浮物对河道水体污染70%以上。由于邯郸市的污水管道与雨水管道的埋深相差较大，故截流井均采用槽式。该工程共建截流井12 座，铺设管线762m。

沁河市区段河道纵坡较大，市政雨水管道均为非淹没式出口，不存在修建截流井后的河水倒灌问题。

3.3 工业废水的治理

向沁河直排工业废水的用户主要是邯钢，按照邯郸市政府沁河退污还清责任目标的要求，邯钢在原有1 座处理能力10 万m3/d 的污水处理厂基础上，又新建了1 座7 万m3/d 的污水处理厂，使该厂内的生产废水实现处理后循环利用，达到零排放。对于其它几个少量排污企业，由环保部门责令其先自行处理，达到排放标准后，再排入城市污水管网，进入西污水处理厂集中处理。进入西污水厂的达标工业废水约为3.5 万m3/d。

4河道清淤工程

为消除沁河河底长期淤积的污泥不断释放分解的N、P 等营养盐，为河道水体自净创造条件，同时恢复沁河的城市排水防汛功能，增加一定景观水面，需要对沁河彻底进行清淤。沁河上口宽25m，下口宽22m，平均淤积深度为1m。为调动全社会参与建设生态城市的积极性，清淤工程采用动员社会力量进行，调用中央、省、部属企业，市直各单位，市内三区，驻邯各部队近万人，各种机械设备160 台（次），共清淤40 天，清挖、外运淤泥近20 万m3。

5景观拦河坝工程

沁河河道纵坡在2‰― 4‰之间，坡度较大。为使市区段的河道形成景观水面，增加观赏性，根据河道纵坡计算，市区段共修建了8 座景观拦河坝，形成平均深度1m 的水面。拦河坝采用溢流堰式，钢筋混凝土材质，既形成景观、又具有曝气充氧功能。为便于在防汛、清淤时泄水，在拦河坝一侧设有提升闸门，在河岸上还设有观赏亭和亲水平台。

6调水补水工程

雨污水分流、污水截流工程实施完成，工业废水实现向沁河的零排放后，沁河沿岸各污水口被封死，由于源头断流，沁河却成了无源之河。河道景观用水需要通过调水补水来实现，调水补水有3 种方案可选择：

（1）从南水北调中线总干渠引水沁河上游的齐村大坝，已规划为南水北调中线总干渠的调蓄水库，容量560 万m3。该方案可行，但远水解不了近渴，在南水北调工程未建成前，还需要寻找其它水源，实现沁河的水面景观。

（2）从市区南部56km 外的岳城水库引水从岳城水库引水可通过两个渠道，可以从已建成的引岳济邯供水管道上开口引水，也可以修复现有的高级渠（人工河道），从岳城水库向沁河上游引水。但考虑到邯郸市乃至河北省水资源的严重匮乏，加上长距离调水成本高，风险大，故该方案不可取。

（3）调用西污水处理厂处理后的二级排放水由于二级排放水同样具有景观价值，引用西污水厂的二级排放水，既可实现污水资源化，缓解水资源紧张状况，提高城市污水利用率，又能实现沁河还清的目标，也符合当前国家的节水政策，且实施周期短，可尽快实现沁河退污还清目标。经过论证比较，选用该方案。

引用二级排放水向沁河上游调水，工程内容包括两项：在西污水处理厂内建设加压泵站1 座，设计供水能力10 万m3/d；由西污水处理厂至沁河上游，共铺设管径D1200mm 的预应力钢筋混凝土管道4.8km。

7沁河还清后的水质安全问题

沁河还清后，河水不再发黑发臭。但是，通过调水补水工程向沁河注入的毕竟是西污水处理厂的二级排放水，由于上游无天然径流对其稀释，水中的污染物含量要比天然水体高许多倍，其水质指标低于《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002），更低于《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），将其做为沁河景观用水存在两个安全问题，一是水中氮、磷含量偏高，可能带来富营养化风险，再者就是水中的污染物和病原体会对人体健康造成危害。为此，建议在日常工作中，要做好宣传，在沁河两案设置警示牌，提醒市民不能用人体皮肤直接接触河水；要严格控制工业废水和污水处理厂出水指标达标，优化原工艺运行参数，提高出水水质。在今后的工作中，可采取如下措施，逐步改善河道水质：①增加二级排放水的调水量，增大流速，通过水流流动复氧，利用水体生态系统的自净作用，改善河道水质；②通过种植水生植物、放养鱼类等措施来净化水质；③利用南水北调工程实施后的齐村大坝调蓄库容，对河水污染物进行稀释；④对二级排放水进行深度处理，使其达到景观环境用水标准。

8效益及经济分析

①社会效益。该工程的建成，有效地完善了邯郸市区东北部及西部地区的污水管网系统，杜绝了由于生活和工业废水直接排放而造成的沁河等地表水和地下水源的污染状况，也为河道下游农田灌溉提供良好的水质。沁河退污还清目标的实现，极大改善了城市人居环境，河道两岸成了市民观赏、休闲、娱乐、健身的好去处。其带来的间接效益是难以定量计算的。②环境效益。该工程的建成，大大降低了对城市水环境的污染，每年减少的污染物排放量为：BOD56205 吨、SS8030 吨、CODCR12045 吨、TP73 吨。③经济分析。该工程总投资为28233 万元，其中：西污水厂区部分为13819 万元；污水截流工程为1426 万元；景观拦河坝工程为585 万元；调水补水工程为1530 万元；配套管网、中途提升泵站及东污水处理厂污泥配套工程为10873 万元。污水处理成本为1.08 元/m3。

河流水污染治理范文第4篇

关键词：水污染协同控制集体合理性个体合理性

在“水污染协同控制”一文中(见文献)，作者对一维河流单种污染物的水污染控制问题，建立了协同控制模型，这个模型是一个合作博弈模型。因此，可以借鉴合作博弈理论中的若干分析原则和方法来研究水污染协同控制问题。合作博弈是目前公认的研究效用公平合理分配的一般理论，本文的目的是在文献的基础上，提出河流水污染协同控制的思想和基本原则，详细阐述这些原则在水污染控制中的含义和作用，为建立河流水污染协同控制的一般理论方法奠定基本处理框架。

如文献所述，河流水污染的协同控制问题可以描述为下面形式：如何限制各个污染源的排污量和每一种污染物的排放浓度，才能在国家要求的河流监测点断面上，使水质达到国家环保标准或用水标准；同时，这种排污限制对该河流段的每个污染源而言，都是公平合理的，且任何单个污染源和污染源联盟(某一部分污染源结成的集体，如地方的区、县、市等)都找不到明显的理由进行反驳。因此，各污染源愿意协同控制水污染，从根本上改变水环境质量。

在文献中所描述和建立的一维河流单污染物的水污染协同控制问题与理论模型，在这里可以简单叙述如下。在一维河流段上只有一个监测点，且所有污染源都排放同一种污染物时，其河流段和污染源分布可以用图1来表示。

在图1所示的河流段上，只有一个监测点B，所有污染源都只排放一种污染物质，要求在B点这种污染物质的浓度不超过pB，在AB之间一共有n个污染源，假设点A处的污染物浓度≤pB.污染源i的排放量是Qi，排放浓度是ci(i=1,2,…,n)，首先，n个污染源的全体所组成的集合表示为N={1,2,…,n}，其中k个污染源组成的联盟记为S，在AB之间只有污染源联盟S排放污染物质时，监测点B处污染浓度记为c(S).定义ν(S)=max(c(S)-pB,0)，则ν(S)表示要求污染源联盟S应该达到的对于监测点B处的最小浓度控制量，由定义知ν(S)≥0.在文献中，称ν(S)为污染源联盟S对监测点B的超标浓度贡献，或简称为浓度贡献；并且证明了在稳态情形，一维河流的许多污染物的超标浓度贡献ν(S)满足下面的超可加性，因此，一维河流水污染协同控制的浓度贡献控制量分配模型是一个n人合作博奕问题。

关于使用合作博奕模型分析和解决水污染问题的思想，可以追述到1960年或更早，Shapley,L.S.和Shubik,M.在1969年就用合作博奕理论讨论过对称湖泊的水污染治理经济效益问题，分析了在一个对称湖泊中，各污染源应该结成什么样的联盟，才能达到较好的经济治污效果。1979年，MaschlerM.、B.Peleg和L.S.Shapley曾经就三家工厂共建污水处理厂的问题，建立了一个合作博奕模型，并使用合作博奕的若干解概念详细讨论了如何在三家工厂进行费用分摊。下面，作者将根据总量控制思想、系统规划思想和合作博奕的思想与原理等，提出水污染协同控制的基本思想和基本原则。

一、河流水污染协同控制的基本思想和原则

河流水污染协同控制的基本思想是以各个污染源对环境容量的竞争和协作控制污染为基础，对河流进行分段分时期的水质控制，以河流的分段监测点断面水质达到当时当地的用水标准或国家要求的环保标准为目标，考虑在监测点上游和影响监测点断面水质的污染源的现有排污状况、治理污染的能力和地区经济发展情况，建立以监测点断面水质要求标准为总目标的，与各个污染源的排污量和排污浓度密切相关的各污染源排污总量和排污最大浓度分配模型和理论。也可以理解为，在现有的情况下和各种相关条件下，建立能满足国家和地方水质标准的各污染源应减少的污水排放量和排放浓度分配理论和模型。由该理论和模型的解所确定的各污染源最大污水排放量和排放浓度，是充分考虑了各污染源对河流的自然降解能力的利用权利的，对所有的污染源和污染源联盟都是公平合理的，任何污染源联盟都找不到明显的、有根据的理由要求其他污染源多控制排放量，而自己减少排放量控制。

1、水污染协同控制基本思想：在国家或地方要求的河流监测点断面上，以使水质达到某种标准为总目标(如环保标准、用水标准等)，公平合理地确定有关各污染源的最大排污量和排放浓度，同时充分考虑各污染源和自然降解能力的合理利用权利。

从上述基本思想可以看出，河流水污染协同控制不是简单地要求每个污染源按国际或国家环保标准进行达标排放；也不是象总量控制理论和方法那样，给每个污染源分配一个水环境容量资源，要求它们的排污总量不超过所分配的容量标准；而是要求在该河流中的若干监测点断面上(如图1中的监测点断面B)，使水质达到国际或国家要求的某种标准。由这种选定断面上的水质标准，来合理地确定各个污染源的限定排污量和排污浓度。

因此，水污染协同控制与总量控制和系统规划不是矛盾的和冲突的，而是总量控制和系统规划的补充。水污染协同控制能有效地将水污染总量控制落实到各个污染源，公平合理地将水污染控制总量分配给应该进行污染控制的每一个污染源。所以，可以说水污染协同控制在宏观的总量控制、系统规划与微观的各污染源具体控制量之间搭起了一座桥梁。由于水污染协同控制充分考虑了各污染源合理利用环境自然降解能力的权利，并且不要求每个污染源能达标排放，因为完全的达标排放，在现有的社会经济发展阶段是很难做到的，同时也不是经济的。所以，从经济角度看，水污染协同控制还是使河流监测点断面水质达到国家标准的经济有效的水污染控制理论和方法。

原则1(协同控制原则)：在各污染源都按照水污染协同控制理论和模型所确定的污水排放量和排放浓度控制污水排放时，河流的水质在国家或地方设定的监测点断面上将达到国家与地方要求的相关标准(如用水要求或环保标准等).

原则2(个体合理性原则)：由水污染协同控制理论和模型所确定的各污染源应该控制的污水排放量和排放浓度，是根据各污染源对污染的贡献和考虑了其对自然降解能力的合理利用权利来确定的。

原则3(重污染源重点控制原则)：由水污染协同控制理论和模型所确定的各污染源污水排放量和排放浓度，将保证重污染源得到重点控制。即超标浓度贡献(排污量)大的污染源所要求控制的浓度贡献量将不少于超标浓度贡献(排污量)小的污染源所要求控制的浓度贡献量，排放浓度高的污染源所要求控制的排污浓度不低于排放浓度较低的污染源所要求控制的排污浓度。

原则4(最大化原则)：由水污染协同控制理论和模型所确定的各污染源的污水排放总量和排放浓度，是各污染源合作控制水污染，保证河流水质达到国家相关标准的最大允许排放量和排放浓度。

原则5(最小化原则)：由水污染协同控制理论和模型所确定的各个污染源的污水排放量和排放浓度，对河流水质污染较轻或不对河流水质造成污染的轻污染源，有可能没有减少排污控制量要求。

原则6(对等性原则)：如果两个污染源在集体中对监测点断面上的污染影响相当，则由水污染协同控制理论和模型所确定的各污染源污水排放量和排放浓度，对于这两个污染源而言，要求控制的排污影响将是相同的。阐述了这些原则在水污染协同控制中的含义和作用，为建立河流水污染协同控制的理论方法奠定了基本处理框架。

原则7(经济效益原则)：由水污染协同控制理论和模型所确定的污染源污水排放量和浓度，将要求排污时间较长、已通过污染而获认大经济效益的地区和污染源多控制污水排放量和排放浓度。

原则8(最优经济治污原则)：水污染协同控制理论和模型所确定的治理水污染方案，将从合作治理水污染的角度，以各污染源之间的效用转移为基础，实现最经济的治理水污染目标。

根据上述基本思想和原则建立的水污染协同控制理论和模型，将为河流水质按国家和地方以及环保要求，逐级分段达标，并将水污染的宏观总量控制思想落实到具体的目标控制上，建立起一套公平合理的排污量控制分配机制。按照上述思想原则建立的水污染协同控制理论模型将具体地解决总量控制分配问题。

二、河流水污染协同控制基本原则的意义

在本节中，作者将对上面提出的8条水污染协同控制基本原则的意义予以详细的解释和说明，为此，需要下面的几个概念。

定义1：设有污染源i和污染源j，称污染源i(对河流监测点断面)的超标浓度贡献不低于污染源j的超标浓度贡献，如果对任何污染源联盟S，只要联盟S不包含污染源i和j，则有

在定义1中，取联盟S为空联盟，得到ν({i})ν({j}).

定义2:在水污染协同控制理论中，称一个污染源i的超标浓度贡献为零，是指该污染源i加入到任何一个不包含i的联盟S中时(包括空联盟)，不增加联盟的超标浓度贡献。用数学形式可以表示为：ν(S∪{i})=ν(S),S不包含i.

当S为空联盟φ时，即得ν({i})=0.

定义3:在水污染协同控制理论中，称污染源i和j的超标浓度贡献相同，是指对任何污染源联盟S，只要联盟S不包含污染源i和j，就有ν(S∪{i})=ν(S∪{j}).

在定义3中，取联盟S为空联盟，得到ν({i})=ν({j}).

使用这三个定义中的概念，可以对前面提出的水污染协同控制理论的8条基本原则及其含义解释和说明如下。

原则1：称为协同控制原则，是因为该原则对所有污染源的污染总效果进行了限制，保证了在国家要求的河流监测点断面使水质达到国家制定的环保标准和某些用水标准，使环境保护政策和措施能够得到落实。这是总量控制的一个替代形式，将排污总量用污染总效果来替代的结果。同时，原则1让所有的有关排污户明白，要获得一个最低的总体排污控制量和良好的环境，必须靠大家的共同努力才行，任何一个污染源都不能单独超规定容量排放污水。协同控制原则在博奕论中通常是以一个相似的原则来体现的，称为集体合理性原则。

原则2：称为个体合理性原则，是因为该原则充分考虑了各污染源对河流自然降解能力的公平竞争与合理利用权利，可以避免各污染源推卸污染责任和把治理污染的事推卸给其他的排污户而寻找适当的理由。该原则要求每个污染源需要控制的污染浓度贡献，至少是这个污染源单独排放污染时的超标浓度贡献，即每个污染源都有一个最低水平的不可推卸的污染控制量。

原则3：称为重污染源重点控制原则，是因为该原则将保证重污染源将受到重点控制，从一定程度上消除了各污染源因排污量小反而要求多控制排污量，而觉得排污控制标准不公平不合理的抵触心理和情绪。从水污染协同控制理论来看，重污染源重点控制原则一般不是以各污染源控制排污量为标准，而是以各污染源的超标浓度贡献为标准；换句话说，该原则的具体含义是：如果污染源i的超标浓度贡献大于污染源j的超标浓度贡献，则水污染协同控制理论要求污染源i应该控制的超标浓度贡献不会小于污染源j应该控制的超标浓度贡献。因此，如果两个污染源的地理位置不同，并且从环保角度来说在这两个污染源到国家的河流监测点断面之间又没有什么要求的话，将污染源应该控制的超标浓度贡献换算成排污控制量时，可能得到不同的结果。因此，这个原则也体现了各污染源对河流自然降解能力的公平竞争与合理利用权利。

原则4：称为最大化原则，是因为该原则体现了合作治理污染的效益，它是在各污染源进行充分合作时，允许所有污染源排放的污染总量。因此，该原则以另一种形式体现了总量控制的思想。如果各污染源进行合作，那么，按照本文的理论和模型，将导出所有污染源允许排放的污染物总量，必然超过非合作时允许排放的污染物总量。因此最大化原则是以最有利的方式利用河流的自然降解能力和环境自然容量。

根据水污染协同控制理论，所考虑的全体污染源N应该控制的总超标浓度贡献是ν(N)，而这个浓度贡献ν(N)只有在全体污染源进行合作时才能达到；如果各个污染源之间不进行合作，设使河流监测点断面使水质达到国家标准时，要求各个污染源应该控制的超标浓度贡献之和为u(N)，那么，最大化原则指出，必有u(N)≥ν(N).

原则5：称为最小化原则，是因为该原则体现了对轻污染排放和无污染排放的鼓励，同时是对重污染源重点控制原则的一个有效补充。该原则的具体含义是：如果污染源i的超标浓度贡献为零，则水污染协同控制理论不要求污染源i控制超标浓度贡献，因而也不要求污染源i控制或减少排污量。

原则6：称为对等性原则，是因为该原则表明在水污染协同控制理论和模型中，除了把所有污染源作为一个合作集体来考虑以外，还考虑了各污染源所在的地理位置和特殊的地理环境，体现了不同的污染源对河流自然降解能力的不同利用率。因此，对于处在河流不同地理位置的两个污染源，尽管它们的排污量和浓度不同，但是，由于它们对国家设定的监测点断面的影响相同，可能要求它们作等量的污染效果控制。因此，从对等性原则来看，水污染协同控制理论认为，如果两个污染源对国家设定的河流监测点断面的超标浓度贡献相同，则要求这两个污染源控制相同的浓度贡献，但如果这两个污染源处于河流的不同地理位置，那么，将这两个污染源应该控制的超标浓度贡献换算成排污控制量时，可能要求控制的排污量是不同的。

原则7：称为经济效益原则，是因为该原则体现了谁污染谁治理和有效治理污染的方针。由于一些地区和污染源长期进行非处理的污水排放，已经获得了相当的经济效益，因而有能力也该由他们首先治理污染。

原则8：称为最优经济治污原则，是因为该原则把所考虑的所有污染源看成一个整体，对总的超标浓度贡献建立最优的经济治污方案，根据水污染协同控制理论模型所确定的各污染源的超标浓度贡献和排污控制量，公平合理地实现各污染源之间的效用转移，通过这种效用转移，从而实现合作形式的最佳经济的治理水污染目标。

以上的八条原则，完全体现了在控制水污染和治理环境中各方面的利益与心理因素。作为最重要原则的“原则1”，把全人类(包括国家)利益放在了第一位，在达到国家水质标准的总体要求下，充分考虑了各个污染源的生态情况、经济能力和竞争心理等诸多重要因素。把目前的总量控制思想、系统规划原理、谁污染谁治理的政策方针、对重污染源实行重点控制的原则和有效治理污染等，均综合地体现在了本文的水污染协同控制思想和基本原则之中。

需要注意的是，在本文的提出原则中，最小治污成本或治污费用的优化原则8，在一般情形下，如果不考虑各污染源之间的效用转移，通常会与前面的七条公平性原则发生冲突。因此，本理论将以公平性原则为基础，在所有公平合理的水污染控制方案中，再考虑如何优化治污费用或怎样选取治污成本最小的方案问题，以及如何公平合理地实现各污染源之间的效用转移问题。这是水污染协同控制理论中需要进一步研究的复杂问题，可能需要发展出新的合作博奕模型或深入研究水污染协同控制理论模型，才能实现治污费用的最优化。

由于水污染协同控制理论原则考虑了众多要素，因此，不可能在一两篇论文中建立起该理论的所有理论和一般通用模型。在本文中，作者提出了水污染协同控制的基本思想和基本原则，并讨论和解释了这些基本原则，作为这个新理论的一般框架。

3、结束语

本文以文献中所建立的一维河流单污染物的水污染协同控制超标浓度贡献分配模型为基础，提出了全新的水污染协同控制基本思想和基本原则，并详细讨论水污染协同控制基本思想和基本原则的深刻含义，为水污染协同控制理论奠定了基本框架。要建立整个水污染协同控制理论，还需要作大量的研究工作，即使要完全解决一维水污染协同控制问题，也还有许多工作要做。由于河流水污染协同控制模型是一个合作博奕模型，因此在随后的几篇论文中，作者将逐步介绍合作博奕中的有关概念和一些重要的解，并详细讨论这些合作博奕中的概念和解在水污染协同控制问题中的意义。

河流水污染治理范文第5篇

关键词：水环境容量 总量控制 乐安河

Study on Water Environmental Capacity andTotal Control and Apply in Le，An River

HUANG Xue-ping1，Liu Feng2,Wan Wei-hong1

(1.Dept of Civil Engineering and Architecture,Nanchang Institute of Technology, Nanchang 330029

2.College of Chemistry & Chemical Engineering, Jiangxi Science & Technology Normal University, Nanchang 330031 )

Abstract：It presents the study situation and current issue in water environmental capacity and total control.Moreover, this paper introduce its applying in Le，An river

Keywords：water environmental capacity；total control；Le，An river

乐安河源于江西与浙江省的交界处，流经婺源、德兴、乐平、万年、波阳等县（市），最后进入鄱阳湖，全长279 km。由于受沿岸工业废水、生活污水等的污染，致使该河的许多污染指标超标，尤其是Cu、Pb、CODCr 、氨氮已严重超标，其污染甚至波及到鄱阳湖的水质。

欲有效地对乐安河水环境实施综合整治，不仅要严格实施污染物达标排放，还必须研究乐安河的水环境容量，并以此作为污染防治的依据，对主要污染物实行总量控制，这样才能有效地改善乐安河水环境质量。

1. 水环境容量及总量控制在国内外的研究发展状况

环境容量于1968年由日本环境学界提出来后到1975年才从定性的概念发展到定量化。尔后，日本国会通过了一项法案，把环境容量具体应用到河流及海洋的环境管理工作中并提出对污染物实行排放总量控制，改变了过去用排放浓度控制的办法。

水环境容量的计算是以水质数学模型为手段。1925年Streeter和Phelos首先进行了一维水质模型的研究，建立了DO-BOD水质模型。随着计算机的出现和应用，以及生物化学耗氧过程认识的深入，模型发展为BOD、DO、氮、硝酸盐等多个线性系统的水质模型，如美国的包括七个参数的QUAL-Ⅱ河流综合水质模型[1～2]。

近年来我国对河流的水环境容量开展了研究工作，并取得了不少可喜的成绩。前人所做的研究主要集中在水质模型、水环境容量的理论研究以及局部流域或河段的环境容量。如小河流的一维水质模型，中等河流及大江大河的二维水质模型，河口水质模型等都在探索之中。

研究的内容涉及到有机污染物，有毒物质（酚等），重金属和悬浮态污染物质等各个方面[3]。

中国的水污染物总量控制，概念来自日本的“闭合水域总量规划”，技术方法引自美国的水质规划理论[4]。参照美国制订水质规划的要求，诞生了中国最早的洋河流域水质规划。在第一松花江，引进BOD-DO水质模型和线性规划方法分配BOD负荷量，制订了中国第一个流域BOD5总量控制标准，成为我国水污染物总量控制的最早实践。

“六五”科技攻关期间，夏青等前辈在国内首次完成了溶解氧模型的改进；首次提出了用离散规划方法进行总量分配；并且制订了沱江水质规划和总量控制方案。使中国的流域总量控制学术研究达到了较高水平。

国家“七五”、“八五”科技攻关期间，在全国多个水域开展了水环境容量开发利用研究，把水环境容量的研究成果落实于污染物总量控制。在淮河淮南段、长江安庆、渭河咸阳段、松花江佳木斯段、湘江湘潭段等30多个水域开展了水污染防治和水污染物总量控制的研究。

“九五”期间为实现我国“九五”环境目标，我国明文规定要在全国范围内对环境危害较大的12种污染物实行总量控制。经过“九五”期间的努力，全国以“三江三湖”为重点的流域总量控制机制已经基本建立，并且为改善各个流域的水环境质量起到了很好的促进作用。

我国“十五”计划中明确提出“‘十五’期间全国主要污染物排放总量削减10％的目标”，首次把污染物排放总量控制指标纳入国民经济和社会发展计划，充分肯定了总量控制作为环境管理和推动社会可持续发展的重要意义[5]。总量控制政策是水环境管理的自我完善，也是符合当前我国国情的科学性选择，对促进江河水系内社会经济的全面发展有着极其重要的意义[6]。

2. 国内外水环境容量与总量控制研究中存在的问题

水环境容量计算中，模型的正确建立与求解是至关重要的。但由于河流是自然环境的组成要素，它们具有显著的地域特点，表现在水文特征、地球化学背景的差别、工程设施的影响等，对一切水体和各种规划都是最优的水质模型、总量控制模式目前尚不存在。对水文气象条件、地质条件各不相同的河流，其可鉴与比较性也相对较差。因此，在对某一具体流域进行规划控制时，需结合该流域的自身特征来选择合适的水质模型及总量控制模式。

模型能否应用，关键在于能否正确识别参数，参数取值的合理与否直接影响到模型计算的成败，对它们的理论研究与计算方法是本学科的一大难题。目前，论述模型形式的文章较多，介绍参数识别经验的研究成果较少，国内外在这方面至今还没有比较公认的和比较成熟的经验[7～8]。

在计算水环境容量时，环保科技工作者对于选择功能区段内的哪一段作为控制段的问题还存在争议。西安理工大学水利水电学院的周孝德教授等提出了在一维稳态条件下计算水环境容量的3种方法[9]，即段首控制方法、段尾控制方法和功能区段尾控制方法。但这3种方法各有优劣势及适用条件。在进行计算时需结合河流实际状况确定。

选择适当的方法制订科学、合理、可行的总量控制目标分配方案，是实施总量控制的关键[10]。目前关于目标分配的理论研究很多，但其中论及的方法各有优缺点，需结合河流沿岸经济、工企业发展等实际情况确定。

3. 乐安河水环境容量及总量控制的研究

3.1 研究思路、内容及方法

首先在对乐安河流域进行水污染现状分析、评价基础上，确定总量控制因子为CODCr 、氨氮及重金属Cu、Pb。由此探寻、建立适合乐安河流域重金属、有机污染物水环境容量计算的水质模型，结合乐安河水文、水质特点，确定水质模型中的参数并进行验证。再计算乐安河各功能区河段Cu、Pb、CODCr、氨氮的水环境容量。根据水环境容量计算结果实施总量控制，并提出污染治理措施。

通过对乐安河流域水污染现状调查、分析、评价，选择其中对乐安河水环境和人体健康危害较大的CODCr、氨氮、Cu、Pb作为总量控制因子。

按照《江西省地表水环境功能区划方案》划分乐安河流域控制断面、水质功能区划并确定相应水质目标；在定常设计条件下，结合乐安河的实际情况，针对重金属、有机污染物在河流中的稀释扩散和自净机理建立水质模型。对于CODCr、NH3-N水质组份，运用美国最新推出的QUAL2K综合水质模型研究其在乐安河流域的水质模拟；对于重金属污染物Cu、Pb，选择一维重金属迁移转化水质模型研究其在乐安河流域的水质模拟。

河流的设计流量采用近十年最枯月平均流量作为设计流量，其它水文参数都是设计流量Q的函数，采用经验关系式：U=αQβ，H=γQδ计算；其它模型参数根据经验确定或采用室内模拟、水文、水质实测并应用一元线性回归、最小二乘法等方法进行计算确定。

采用解析法、功能区段首控制对乐安河各功能控制区段计算水环境容量；根据水环境容量计算结果，基于可持续发展原则，本着实事求是的态度，采取保留一部分环境容量进行总量控制目标分配、实施总量控制并提出相应的污染治理措施。

3.2 研究技术路线

第一步：对区域内的自然条件、资源、社会、人口和经济发展状况，特别是水环境质量现状、工业废水排放情况、城镇生活污水排放等，广泛收集资料，进行全面深入的调查、分析、评价。

第二步：建立区域内河流水质数学模型，进行水污染物的模拟计算，并进一步对模型进行验证。

第三步：划分区域内水环境功能区，确定各功能区水环境质量目标。

第四步：建立河流水环境容量计算模型，根据确定的水质目标，计算河流水环境容量。

第五步：根据水环境容量计算值，实施总量控制，提出水污染防治的整治措施。乐安河流域水环境容量及总量控制研究技术路线具体见图1。

3.3 研究结论及意义

依据水环境容量计算结果，基于可持续发展、采取保留一部分环境容量的原则实施总量控制，计算出各控制区污染物应削减量或可新增加量，并提出下列相应的污染治理措施：筹建生活污水处理厂、加强城镇污染的集中控制；沿线工业污染源达标排放并实施总量控制管理；注重控制畜牧养殖业污水的污染；加强全流域水质监控与管理，整治受污染支流，对乐安河全流域采取上拦――中清――下泄的水污染综合整治措施。

课题研究者希望通过对乐安河主要污染物水环境容量与总量控制的研究，为乐安河水资源的合理开发、水环境容量的充分利用、沿岸工农业生产的合理布局、水环境的综合整治等提供科学的依据，有效地改善乐安河、鄱阳湖水环境质量，使乐安河流域的经济增长与水环境保护协调发展；也为其它类似河流的水环境容量与总量控制的研究提供一定的借鉴作用。

参考文献:

[1] 付国伟.程声通.水污染控制系统规划［M］.清华大学出版社.1985.

[2] 庄一.包为民.水质模型讲义.河海大学.2002.

[3] 周 密.王华东等.环境容量［M］.东北师范大学出版社.1987.

[4] 夏 青.流域水污染物总量控制［M］.中国环境科学出版社.1996.

[5] 钱 易.刘昌明.中国江河湖海防污减灾对策［M］.中国水利水电出版社. 2002，12.

[6] 邵会祥.管云江等.嫩江齐齐哈尔江段污染物总量控制［J］.水资源保护.1999，3:32～35

[7] 王 黎.漆水河水体自净与水环境容量研究［J］.抚顺石油学院学报.1996，3:18～21.

[8] R.Delucia. and M.B Edward,Modle of the SaintJohn River,U.S.,Modle for Water uality Management,Edited by A.K.Biswas 1981.