基于减污降碳和水质目标约束下的黄河干流兰州段城区污水处理厂出水排放限值研究

为科学合理地提出黄河干流兰州段城区污水处理厂出水排放限值,实施精准科学治污,持续改善黄河干流兰州段水环境质量,本文以兰州市城区四座有代表性的污水处理厂(西固、七里河安宁、盐场和雁儿湾污水处理厂)为研究对象,统计四座污水处理厂主要污染物排放浓度、中水回用率、主要污染物去除率及减排效果,分析四座污水处理厂入河排污对黄河干流兰州段水质的影响,梳理污水处理厂运行阶段的碳排放情况.结果表明:(1)兰州市城区四座污水处理厂中水回用率低,介于0.86%~4.66%之间.(2)四座污水处理厂主要污染物的去除率高于国内污水处理厂主要污染物去除率的平均水平,COD、NH_(3)-N年均减排量分别为114584.1、8234.6 t,减排效果明显.(3)在黄河枯水期上游来水水量小、水质接近或超出GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅱ类水质目标限值的条件下,叠加区间其他入河排污口的影响,兰州市城区四座污水处理厂均按照设计规模及设计出水水质排污会对下游河段水质造成影响.因此,不能一味地追求出水水质,盲目提标改造,要综合考虑污水处理厂运行过程中的碳排放,在满足受纳水体水质目标前提下,统筹考虑减污降碳.

基于水质目标的博斯腾湖水环境容量研究

水环境容量研究是水质目标管理的基础,在调查博斯腾湖水环境污染现状的基础上,依据湖泊水质安全保障分区及其管理目标,构建水环境容量计算模型,分别计算2019年和2020年博斯腾湖五个功能区目标水质指标的水环境容量,预测不同水文年各指标的水环境容量,量化博斯腾湖污染物最大容许排放量,为水质目标条件下开展博斯腾湖水生态环境治理提供技术支持。

基于海洋保护需求的水质目标确定方法探讨——以小清河为例

本文通过构建小清河河口区水质数学模型并进行了验证,建立了河海水质关联关系,基于多情景对两种理论方案进行了分析。建议结合地表水考核位置和考核目标、混合区边界近岸海域环境功能区目标要求,近期将河口混合区作为单独的水体类型进行管理,并逐步提高入海河流断面水质要求,实现由地表水到近岸海域水质的过渡和有效衔接,远期根据陆源总氮减排要求,逐步取消河口混合区。

基于水质目标管理的污染负荷总量控制方案研究——以滇池流域为例

围绕湖泊水质目标管理,提出以流域污染控制指标作为总量分配的控制因子,按河-湖水质响应的重要性,考虑湖泊子流域污染控制基础条件差异、污染源削减潜力差异,对各子流域实施差异化的管控策略。并对湖泊水环境容量、污染负荷核算及预测、削减控制指标及总量控制方案、方案达标验证及修正等方法开展研究,形成一套“总量削减控制目标→流域污染控制指标→总路削减任务分配方案→达标验证及方案修正”的湖泊流域污染负荷总量控制方案研究方法体系,实现了流域污染控制指标体系、污染负荷总量控制方案、入湖河道水质管控与湖泊水质目标管理的系统联动结合,可提升湖泊水质目标管理方案的科学性和可操作性。基于该方法体系,以滇池为例,对2025年滇池流域污染负荷总量控制方案开展研究。研究结果表明,通过该方法体系确定的滇池流域水质目标管理方案能较好的满足湖泊水质目标达成,该方法体系可应该于其它湖泊的水质目标管理方案制定。

基于水质目标的深圳市某河道环保清淤深度的确定

以深圳市某河道为例,沿河道选取16个断面,共采集88个底泥样本,分别配置氮含量为0.00、1.00、2.00、4.00、8.00 mg/L,和磷含量为0.0、0.1、0.2、0.4、0.8 mg/L的溶液,将底泥样本放置在不同浓度溶液中进行吸附/解吸试验。结果表明:底泥对总氮、总磷的吸附量与平衡溶液中总氮浓度呈良好的线性关系。结合V类水的水质目标和吸附解吸规律,推算得到了该河道的环保清淤深度为0~2.5 m。

流域水质目标管理技术研究(Ⅰ)——控制单元的总量控制技术

对国内外水污染防治技术体系进行了归纳总结,系统地介绍了美国水质管理技术——TMDL计划的技术框架和特点,指出TMDL对我国水质目标管理的借鉴意义.在“以人为本,保护水生态”以及“分类、分区、分级、分期”理念的指导下,构建了以保持水生态系统健康为目标的流域水质目标管理技术体系,阐述了该体系的内涵和特点,研究了面向控制单元的总量控制技术方法,对水环境生态分区、水质标准体系的建立、水污染控制单元的选取、实际和允许负荷量的计算、污染负荷分配等关键技术进行了探讨,最后就如何实现流域水质目标管理体系提出了建议.

流域水质目标管理技术研究(Ⅱ)--水环境基准、标准与总量控制

水环境质量基准与标准是有效实施环境水质目标的主要基础和管理依据.明确了水环境质量基准与标准的基本概念,系统地介绍了国外水环境质量基准与标准的研究、使用现状以及我国流域水环境污染和环境标准建立的特征,阐述了水环境质量基准与标准在环境毒理学评估、污染物风险识别、水生态污染效应、沉积物质量控制研究等方面的应用与发展趋势.结合我国水环境质量基准与标准研究的实际,提出了建立我国在新型污染物和复合污染水质基准两方面的研究内容,并对我国水质基准支持条件下的水生态安全以及污染物总量控制研究做进一步探讨.

流域水质目标管理技术研究(Ⅲ)--水环境流域监控技术研究

总结发达国家在水环境监控技术方面的先进经验的基础上,分析了我国当前流域水环境监控技术体系的特点,指出与发达国家相比,我国在水环境监控技术上存在的问题影响了监测的效度和效率.提出了完善我国流域水环境监控技术体系的设计原则:监测对象与流域生态功能的一致性、监测指标与水环境污染特征的一致性、监测方法与质量控制的一致性以及监测方式与监测目的的一致性;同时提出了流域水环境监控的系统设计思路,即流域水环境监测对象与监测指标筛选、监测布点与采样技术、监测分析方法、监控质量保证、监测网络与监控信息管理等6个方面.

控制单元水质目标管理技术及应用案例研究

在研究国内外流域水环境管理技术的基础上,提出了控制单元水质目标管理技术方法,剖析了其内涵、特征,并全面阐述了控制单元划分、控制单元水质目标核定、控制单元水环境问题诊断、控制单元水质响应特征分析、控制单元允许纳污量计算与总量分配、控制单元污染物减排方案制订、控制单元污染物总量监控与评估7项核心技术环节。在此基础上,将控制单元水质目标管理技术方法在辽河流域南沙河控制单元进行技术示范,形成完整的技术方案,为流域水环境管理提供技术支撑。

流域水质目标管理技术研究：Ⅴ.水污染防治的环境经济政策

环境经济政策是流域水质目标管理技术的重要组成部分.通过分析国内外的环境经济政策以及主要经济手段的实施现状与特点,指出我国环境经济政策的不足与问题.以流域控制单元为对象,提出水污染防治的环境经济政策的基本内涵和特点,以"分区、分类、分级、分期"为基本理念,研究了适合我国流域水质目标管理的环境经济政策框架与构建思路,并对环境财政、环境投融资、排污收费与污染税、生态补偿与污染赔偿等具体手段进行了阐述,提出环境经济政策的综合实施机制以及相关的政策保障.

改善上海市供水水质的近、远期目标和措施

介绍了当前国际国内的水质标准,对上海市水源及自来水水质现状进行了评价,提出了上海市2005年、2010年、2020年的供水水质目标以及实现目标的步骤和措施。

基于湖库水质目标的流域氮、磷减排与分区管理——以天目湖沙河水库为例

湖库水环境保护在保障生产与生活用水、维系生态平衡、发展旅游等方面发挥着重要的作用.水质目标管理是保护湖库水质的最佳管理办法.本文以天目湖地区沙河水库及其流域为研究区域,建立模型模拟沙河水库流域的水文与水质,评估入库污染通量和主要来源;依据水质目标测算氮、磷污染的容量和减排量,结合土地的生态保护与开发适宜性评估,提出氮、磷污染分区减排和土地管控的对策和措施.研究结果表明,沙河水库氮、磷污染物入库通量分别为206.01和3.29 t/a,面源总氮和总磷分别占总入库量的85.7%和67.5%.不同土地利用类型氮、磷输出强度有显著差异,总氮输出强度依次为茶园>耕地>建筑用地>裸地>草地>退耕地>林地>河湖漫滩,总磷输出强度与地表覆盖度有关,依次为裸地>建筑用地>茶园>耕地>草地>退耕地>林地和河湖漫滩.从氮、磷输移过程来看,沙河水库流域总氮排放量为321.64 t/a,进入河流的为255.53 t/a,在河道输送过程中损失19.4%,最终有206.01 t/a进入水库;沙河水库流域总磷排放量为13.42 t/a,进入河流的为7.90 t/a,在河道输送过程中损失58.3%,最终有3.29 t/a进入水库.不同分区河流氮、磷滞留降解率有很大的差异,中田河总氮、总磷滞留降解能力最强,分别为34.71%和84.31%.2009年的通量计算结果显示,沙河水库总氮达到Ⅳ类水质目标需要的入湖减少量为32.01 t/a,入湖削减比例为15.50%,总氮达到Ⅲ类水质目标需要的入湖减少量为59.66 t/a,入湖削减比例为29.00%;总磷达到Ⅲ类水需要的入湖减少量为0.682 t/a,入湖削减比例为20.70%,总磷达到Ⅱ类水需要的入湖减少量为1.479 t/a,入湖削减比例为44.90%.为了实现基于土地利用的面源污染减排管控,选定植被覆盖度、水源涵养能力、地形坡度、土地利用、氮磷分区贡献量、与道路和村落距离等指标综合评估生态保护价值和开发适宜性,并划定禁止开发区、限制开发区和保护性开发区3个管理分区,最终确定各分区的开发强度限制和管控方式.

我国河流水质目标管理技术的关键问题探讨

河流水质目标管理技术是国际上主流的流域综合管理技术,对水污染治理具有良好的效果。在介绍河流水质目标管理概念和技术框架的基础上,针对中国与欧美国家在水污染治理现状方面的不同,如河流污染普遍严重、水力连通性较差、流域监测资料缺乏等,对其中的关键问题:控制单元划分、水质目标确定、污染负荷核算、污染负荷削减分配、方案的制定和实施在中国的应用现状做了相应的总结。最后对中国未来水质目标管理的方向做了展望,以期有助于该技术体系在中国的应用发展。

流域水质目标管理技术研究(Ⅳ)——控制单元的水污染物排放限值与削减技术评估

对国内外流域水污染物排放限值与削减技术评估体系进行了归纳,系统介绍了美国和欧盟水污染物排放限值与削减技术评估体系的框架和特点,指出其对我国流域水污染物排放限值与削减技术评估体系建设的借鉴意义.以水质保护目标为前提,按照"分区、分类、分级、分期"的理念,建立了流域控制单元水污染物排放限值与削减技术评估体系,阐述了该体系的内涵和特点;探讨了控制单元各类污染源的水污染物削减技术评估和最佳可行技术,削减技术评估指标、方法和程序,污染物削减技术检测平台,污染物排放限值确定等关键问题.

基于服务式GIS的流域水质目标管理技术平台架构设计

针对流域水质目标管理与GIS集成技术,对比分析传统模式与服务式GIS模式的优劣,提出了基于服务式GIS的流域水质目标管理技术平台的层次结构、总体架构及建设步骤;基于具体建设需求分析,构建了辽河流域水质目标管理技术平台的详细架构。

京津冀地区流域水质目标管理技术集成研究

流域水质目标管理已成为发达国家水环境管理的主要模式。京津冀地区是海河流域的核心区域,也是国家生态环境保护的重点地区。针对京津冀地区水资源、水环境、水生态(简称“三水”)统筹系统管理中面临的水资源短缺和统筹调配能力不足、水环境污染严重和协同治理水平较弱以及水生态退化且稳定性趋向脆弱等问题,从“十一五”“十二五”及“十三五”国家水体污染控制与治理科技重大专项(简称水专项)涉及到京津冀管理技术相关研究内容的项目及课题中提炼关键技术并进行集成,根据技术特点对集成技术从生态水量保障管理技术与政策,基于水资源、水环境、水生态3个方面进行凝练,进一步构建京津冀地区“三水”统筹的流域水质目标管理集成技术体系框架。应用集成技术对京津冀地区重点流域水质目标管理思路的构建展开思考并提出工作建议,以期支撑京津冀地区经济社会与生态环境保护协同发展新形势下水生态环境精细化管理能力提升。

论“禁止生态倒退”的国家义务及其实现——基于水质目标的法律分析

随着我国经济社会发展进入新常态,《环境保护法》应发挥禁止生态倒退法、生态修复法等面向的规范功能。鉴于历年环境质量状况总体上呈现不断下降的趋势,国家有义务在法律层面确认禁止生态倒退原则。禁止生态倒退原则是内生于《环境保护法》的一个隐性"未列举"原则,防止国家在环境义务和责任履行中的"越位"与"缺位",甚至"不在场"。国家环境义务维度是公民环境权益研究和实践的一次重大转换,可以成为公民环境权益研究和保障的有益补充,也是公民环境权益的间接反向证明和镜像投映。国家应完善"水生态拐点"的制度安排,避免水环境保护工作和制度实施出现"瓶颈"甚至倒退,从而促进我国环境法制(治)"拐点"的到来。

天津市近岸海域水质变化趋势分析及水质目标研究

掌握海域水质变化趋势、制定科学合理的水质目标,有助于精准实施重点海域排污总量控制,制定有效的污染物管控政策。利用广义加性模型(GAM),基于2007—2018年天津市近岸海域营养盐浓度及降水量数据,建立水质变化趋势分析模型和水质目标确定方法,在评估天津市近岸海域12个监测站位无机氮和活性磷酸盐浓度变化趋势的基础上,提出天津市近岸海域水质控制目标,并分析水质目标的合理性和可达性。结果表明:2013—2018年与2007—2012年相比,天津市近岸海域无机氮浓度总体呈下降趋势,下降比例为13.19%,95%的置信区间为−30.37%~3.96%;活性磷酸盐浓度总体呈上升趋势,上升比例为7.01%,95%的置信区间为−11.43%~25.45%,尚未恢复到2007—2012年的平均水平;提出2025年天津市近岸海域无机氮、活性磷酸盐二者综合优良水质比例达到75%的控制目标;将天津市近岸海域划分成7个区域,建议据此实施海域水质分区管理,进一步加强农业面源污染防治,强化流域上下游协同治理和省际水污染联防联治,持续改善天津市近岸海域水质。

基于水质目标的水环境累积风险评估模型

水体水环境的变化是外界环境因素、水质因素和生物因素的共同累积作用的结果。本文在分析我国水环境风险评价需求的前提下,以累积模型为基础,建立了一个多种因素影响下的、基于水质目标的、具有普适性的水环境累积风险评估方法,可分析评估污染物质对水环境的累积影响,为我国水环境的管理提供一个简单有效的工具。

论水资源“生态红线”的国家环境义务及制度因应——以水质目标“反退化”为视角

鉴于我国大部分流域水质改善但出现生物多样性锐减等生态整体倒退的"悖论",水资源"生态红线"亟需从"软法性政策红线"向"硬法性法律红线"转型,构建以生态功能红线、环境质量红线和资源利用红线为核心的"水生态红线体系"。可以提炼出禁止生态倒退原则并上升为环境法基本原则,《环境保护法》应发挥禁止生态倒退法、生态修复法等面向的规范功能。国家环境义务是公民环境权益研究和实践的一次重大方法论转换,国家应完善禁止水质退化的制度因应,系统推进水污染防治、水生态保护和水资源管理,实现以水质达标和改善为核心的综合"水生态安全格局"。