太湖流域水环境综合治理的新思考

作者:佚名    文章来源:中国环境报    点击数:2146    更新时间:2017-1-23

近年来,太湖流域水质总体有所改善,富营养化程度减轻,但蓝藻水华状况并没有得到有效缓解。由于氮磷营养盐水平仍较高,适宜蓝藻水华暴发的生境依然存在,控制太湖蓝藻水华任重道远。太湖水污染和富营养化防治仍是一项复杂、艰巨而长期的系统工程,因此在太湖水污染治理过程中,科学的决策、有效协调水生态环境与流域社会经济的发展是解决太湖水生态环境恶化问题的根本途径。由中国环境科学研究院副院长、“十二五”水专项太湖项目负责人郑丙辉研究员承担的国家“水体污染控制与治理”科技重大专项“太湖流域水环境改善技术整装集成与综合治理方案”课题(课题编号:2012ZX07101-001),在“十二五”期间通过对太湖流域进行大规模综合调查与太湖流域污染防治绩效综合评估,提出了新时期太湖流域水环境综合治理的策略、理念、模式,为太湖流域水环境综合治理规划提供强有力的技术支撑。

 

■策略转变——提出新时期太湖流域“控磷为主、协同控氮”的氮磷控制策略,加快推进转变流域污染治理的战略重点

太湖治理的目的是控制水体富营养化,科学制定治理目标是把握治理重点、提高投资效率的关键。“十二五”期间太湖湖体总氮虽有所下降,但浓度水平仍徘徊在劣V类边缘,治太投入与努力难于体现成效。流域控氮有三难:一是流域氮来源复杂,量大面广且背景值高,控氮空间有限;二是就污水处理技术与工艺而言,氮的处理效率远低于对磷的处理效率,且对氮的尾水末端处理技术相对有限;三是从太湖自身的生态系统来看,在当前的氮磷水平下,藻类受总磷浓度限制强于总氮浓度,控制太湖蓝藻水华,“控磷”是首当其冲需要采取的措施。此外,太湖流域河网湖荡氮磷积累强度高,磷的压力远高于氮,表明陆域磷的削减更为急迫。

图为农田面源污染治理模式 。

总之,就太湖富营养化控制而言,进一步控氮难度较大,削减潜力有限,其瓶颈效应严重制约太湖中长期治理目标的实现,而控磷对于太湖富营养化控制具有重要意义。鉴于此,课题通过开展太湖流域氮磷控制策略研究,把握太湖流域氮磷平衡,解析污染负荷来源、组成及贡献率,分析污染负荷削减潜力,并从国际湖泊治理的成功经验及湖泊生态系统自身生长限制因子理论出发,探讨研究以磷控制为主导方向的流域治理目标及控制策略,提出了新时期太湖流域污染治理以“控磷为主、协同控氮”的富营养化控制策略建议,并以中国环境科学研究院科技专报形式报送环保部及地方发改委等部门,为太湖治理新一轮流域对策提供决策依据,目前在《江苏省“十三五”太湖流域水环境综合治理行动方案》(征求意见稿)中明确提出了总磷是关键控制指标,未来进一步将细化总磷的控制对策和工作。

■理念创新——构建太湖流域水污染防治三矩阵整装集成技术体系,推进“一湖一策”精准治太的治湖理念

“太湖流域水污染防治三矩阵整装集成技术体系”其内涵包括三个部分(见概念图)。一是太湖流域水环境治理技术库构建。在对国内外相关的成熟治理技术与工程措施筛选的基础上,结合“十一五”、“十二五”太湖水专项研发的关键技术与标志性成果,构建太湖流域富营养化与流域水体污染治理的技术与工程数据库。二是太湖流域防控单元划分与问题诊断。综合考虑流域土地利用、水系分布、生态环境特征、污染源结构和行政区划,运用空间属性分析手段,在防控技术需求分析的基础上,形成太湖流域三级防控单元。三是技术适宜性评估。统筹考虑技术、经济、生态环境三方面指标建立技术评价指标体系,建立适宜技术的评价方法,从而对各类技术进行适宜性评估。

图为农村生活污染治理模式。

结合国内外技术集成研究成果以及水专项湖泊主题“十一五”期间的技术集成成果,依据“三矩阵”集成技术体系,划分了三十五个太湖流域三级防控单元,通过诊断识别各防控单元的主要环境问题,分析归类出十五类防控单元系统。针对各防控单元小流域的典型污染特征和生态类型,筛选适宜的处理技术与修复手段进行技术集成与整装,形成了包括农田面源污染治理、养殖污染治理、农村生活污水治理、城镇生活污水治理、工业点源污染治理、河网湖荡湖滨湿地生态修复、水源涵养林区修复等在内的七大治理与修复技术整装集成模式。系统评价了技术集成处理模式的污染物削减和生态修复效果,为太湖流域近中远期水环境精细化治理与修复提供了技术基础。据江苏省工程咨询中心流域治理创新研究部祝栋林高工介绍,该理念和技术体系已经部分在武进、宜兴、昆山等地的断面达标方案、小流域治理工程方案中得到应用。

基于水污染防治三矩阵整装集成技术研究,以及对太湖流域河流及支浜河网的水质、生态多样性、河道基底及岸坡生境特征研究,本课题研究成果直接支撑了《湖泊流域入湖河流河道生态修复技术指南》(环办[2014]111号)的编制,为国家江河湖泊生态环境保护项目实施提供了技术支撑。

■模式升级——开展治太工程项目绩效评估,系统认知各类工程实施的有效性,提出流域综合治理工程布局与实施的流域智能管理模式

截至2015年,江苏、浙江两省太湖专项资金已补助项目(一期~九期)达6627个,总投资约2620亿元。本课题分析梳理了近十年来太湖流域两省一市组织实施的各类工程项目,包括规划饮用水安全项目、点源污染治理、城镇污水处理和垃圾处置、面源污染治理、生态修复、资源再利用、提高水环境容量的引排通道工程、河网综合整治、节水减排、太湖流域水环境监测预警系统、科技支撑等。通过资料收集、咨询、现场考察与监测,对以上治太工程的投资、建设、运行及效益等情况开展了综合绩效评估调查与研究。重点评估了城镇污水处理厂、农村生活污水处理设施、氮磷拦截工程、畜禽养殖污染治理工程及生态湿地五大类工程的运行实施现状、效果、存在问题等。评估发现原有的仅面向污染治理单个项目进行的绩效评估体系和方式,与太湖治理水质目标考核的关联度较弱,已无法满足太湖治理方式转变后的新要求,需进一步探索和实践区域环境绩效综合评价的方式,强化项目环境绩效考核。另外现有治太工程布局与实施中存在的“小、散、全”,重建设、轻维护,工程布局未突出上游重点区域,规范标准和长效管理薄弱,亟需创新流域智能管理模式,推动太湖流域环境保护与治理大数据及平台建设,构建太湖流域“互联网+绿色生态”开放式决策平台,提高工程与管理的精准性。智能流域管理强调将目前流域治理的定性决策模式,转为基于模型的定量决策,突出系统性和精准性,从费用——效益最优化角度确定环境效益好且经济成本低的工程方案组合,并建立动态的方案调整及适应性机制,最终实现流域内水质和生态改善的精细化管理,为太湖流域的精准治污提供科学决策支持。目前智能流域管理概念和定量决策已经在《江苏省“十三五”太湖流域水环境综合治理行动方案》得到进一步明确,为十三五期间地方自主决策治太工作提供了技术导向,同时江苏省太湖污染防治办公室和武进区政府也积极推动了武进港小流域的智能管理工作试点,在2016年常州市举办的“流域创新治理国际论坛”中,课题组也进一步推广介绍了课题研究成果以及智能流域管理的案例,引起了巢湖、鄱阳湖等与会流域管理人员的共鸣,深刻感受到流域治理模式确实面临新的转型升级。

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