中国给水排水2025年污水处理厂提标改造(污水处理提质增效)高级研讨会(第九届)邀请函暨征稿启事
 
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常用国家标准、行业标准、地方标准免费查阅网址,太实用了! 水利参阅 今天

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-11-15  来源: 水利参阅   浏览次数:593
核心提示:常用国家标准、行业标准、地方标准免费查阅网址,太实用了! 水利参阅 今天
中国给水排水2025年污水处理厂提标改造(污水处理提质增效)高级研讨会(第九届)邀请函暨征稿启事

中国给水排水2025年污水处理厂提标改造(污水处理提质增效)高级研讨会(第九届)邀请函暨征稿启事
 















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常用国家标准、行业标准、地方标准免费查阅网址,太实用了!

水利参阅 今天

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据《新标准化法》第十七条规定强制性标准文本应当免费向社会公开。国家推动免费向社会公开推荐性标准文本。”有一些测绘人会在后台问小编,这些标准哪里能查,怎么查。今天整理一份常用国家标准、行业标准、地方标准免费查阅网址,方便大家查询其中部分标准可免费下载,部分标准仅支持在线浏览。如有遗漏,欢迎底部评论区补充。



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1

国家标准平台

 

1.国家标准全文公开系统 

该系统收录现行有效强制性国家标准1,989项。其中非采标1,350项可在线阅读和下载,采标639项只可在线阅读。现行有效推荐性国家标准35,315项。其中非采标22,481项可在线阅读,采标12,834项只提供标准题录信息。

点击查阅:http://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/index

 

2.全国标准信息公共服务平台 

提供国内所有的国家标准(5万多)、行业标准(4万多,其中电力DL行业标准2044项)、地方标准(4万多)、团体标准、企业标准、国际标准(近8万)的查阅,提供大部分国家标准的在线阅读。

点击查阅:http://std.samr.gov.cn/

 

3. 中国国家标准化管理委员会

登录国家标准委官网,通过右侧通道可以进入国家标准全文公开系统、全国标准信息公共服务平台以及标准化业务协同系统等。

 

点击登录:http://www.sac.gov.cn/

 

4、国家市场监督管理总局

登录国家市场监督管理总局官网,通过服务入口可以进入国家标准全文公开系统。

 

点击登录http://www.samr.gov.cn/

 

5. 中国政府网

中国政府网开通了国家标准信息查询频道,提供所有国标标准、行业标准及地方标准的查询,国家标准的在线阅读及部分下载,行业及地方标准部分能提供在线阅读。

点击查阅:http://www.gov.cn/fuwu/bzxxcx/bzh.htm

 

2

行业标

 

1. 国家工程建设标准化信息网

工程建设的国家标准(特别是强制性标准)及工程建设行业标准

点击查阅:http://www.ccsn.gov.cn/

 

2. 住房和城乡建设部

提供国家、行业标准发布公告,随公告提供部分标准全文的免费阅读及下载。

点击查阅http://www.mohurd.gov.cn/bzde/index.html

 

3. 中国电力企业联合会

提供电力企业联合会的企业标准标准在线阅读及下载。

点击查阅:http://dls.cec.org.cn/zhongdianlianbiaozhun/

 

4. 生态环境部

提供1400余项生态环保国家标准、行业标准的全文免费阅读及下载。

点击查阅:http://kjs.mee.gov.cn/hjbhbz/

 

5. 商务部

商务部流通标准制修订信息管理系统,85项商业行业标准可下载(页面右侧):

点击查阅:http://ltbzh.mofcom.gov.cn/ltbzh_index.shtml

 

6. 水利部国际合作与科技司

水利部水利技术标准查询系统,提供79项含强制性条文的标准文本免费阅读及770项标准题录信息的免费查询:

点击查阅:http://gjkj.mwr.gov.cn/jsjd1/bzcx/

 

7. 国家广播电视总局

广电总局标准信息查询系统,公开237项广播电视标准,工程建设标准可下载,其他标准提供主要内容和适用范围等信息:

点击查阅:http://www.nrta.gov.cn/col/col2081/index.html

 

8. 国家粮食和物资储备局

粮食和物资储备局公开粮油标准目录:

点击查阅:http://www.lswz.gov.cn/html/zcfb/index.shtml

 

9. 中国气象局

中国气象局公开466余项行业标准,可免费下载:

点击查阅:http://www.cma.gov.cn/root7/auto13139/

 

10. 全国金融标准化技术委员会

中国人民银行金融标准全文公开系统,61项推荐性国标标准,248项推荐性金融行业标准可查询、浏览:

点击查阅:http://www.cfstc.org/bzgk/gk

 

11. 国家林业和草原局

 

中国林业网,公开林业行业标准1510项:

点击查阅:http://www.forestry.gov.cn/lykj/1716/index.html

 

12. 自然资源部

国土资源标准化信息服务平台、测绘地理信息标准化服务平台、海洋标准化信息系统,免费向社会公众提供现行有效的自然资源推荐性标准题录信息和全文在线阅读服务,目前是三个网址,后期三个网址应该会整合成一个:

点击查阅http://www.nrsis.org.cn/portal/xxcx/std

 

13. 国家卫生健康委员会

国家卫生健康委员会,卫生标准网提供2199条卫生标准:

点击查阅http://chiss.org.cn/hism/wcmpub/hism1029/zqyj/

 

14. 国家食品安全风险评估中心

国家食品安全风险评估中心食品安全国家标准数据检索平台提供1253项食品安全国家标准的下载服务:

点击查阅:http://bz.cfsa.net.cn/db

 

15.国家体育总局体育器材装备中心

体育标准化信息平台提供73项体育领域的国标和行标查询服务,其中国标可在线浏览,行标只有摘要信息:

点击查阅:http://www.sport.gov.cn/zbzx/index.html

 

16.农业农村部

农业农村部:农产品质量安全监管局“农业标准”板块随公告公开农业行业标准和国家标准目录,没有标准全文和下载服务:

点击查阅:http://www.jgs.moa.gov.cn/nybz/

 

17. 交通运输标准化信息平台

交通运输标准化信息平台,提供1155条交通运输行业标准免费阅读服务:

点击查阅:http://jtst.mot.gov.cn/news/

 

18.工业和信息化部

工业和信息化部标准库,提供化工行业、石化行业、黑色冶金行业、有色行业、建材行业、机械行业、船舶行业、轻工行业、纺织行业、兵器行业、核工业行业、电子行业、通信行业 、化工行业、船舶行业、民爆行业、轻工行业、化工行业、石化行业、有色行业、黑色冶金行业、建材行业、稀土行业、机械行业、汽车行业、船舶行业、轻工行业、食品行业、纺织行业、包装行业、电子行业 、电子行业、机械行业标准共33个项目标准。标准目录:

点击查阅:http://www.miit.gov.cn/datainfo/resultSearch?wd=1&categoryTreePid=&categoryTreeId=1181

 

19. 国家铁路局

国家铁路局提供铁路技术标准、工程建设标准、工程造价标准目录,没有在线浏览和下载服务:

点击查阅:http://www.nra.gov.cn/jgzf/bzgf/

 

20. 人力资源和社会保障部

人力资源和社会保障部政务公开板块规划统计栏目下设有“标准化建设”,提供公共就业服务标准、社会保险标准、劳动定额定员标准的目录清单,部分行业标准可在线阅读,国家标准链接到了标准委全文公开平台:

点击查阅:http://www.mohrss.gov.cn/gkml/index.html

 

21. 公安部

公安部,信息公开板块——机构分类——科信局中公共安全行业标准公告中提供公安行业标准目录,没有在线浏览和下载服务:

点击查阅:http://app.mps.gov.cn/gdnps/index.jsp#

 

3

地方标准

 

除了国家标准、行业标准外,3万7千余项地方标准也正陆续公开(具体数目在不断变化)。截至目前面向社会公开地方标准的部分网址,方便大家查询。请复制到浏览器查看

 

1. 北京市地方标准

1657项,可在线查看文本(IE浏览器):

http://innerapp.capital-std.com.cn/outerApp/standardSearchAction.do?method=specialSearch

 

2. 上海市地方标准

776项,可免费下载全文:

http://www.cnsis.org.cn/law/LawQueryServlet

 

3. 广东省地方标准

1724项,可在线查看文本(IE浏览器):

http://gdstandard.gdqts.gov.cn:8089/gdzj-lsips/modules/details/open.jsp

 

4. 重庆市地方标准

905项,部分标准可在线浏览:

http://113.204.47.237:81/SharePage/bzgkBzjs.htm?code=bzgk

 

5. 天津市地方标准

745项,可免费下载:

http://60.29.186.229/wenxianpdf/c_gonggao4.asp

 

6. 山东省地方标准

3221项,可在线阅读:

http://www.bz100.cn/member/standard/standard!getfreedb.action

 

7. 江苏省地方标准

2269项,可在线浏览和免费下载:

http://218.94.159.231:8012/zjkms/kms/publish.rkt?type_code=gy

 

8. 浙江省地方标准

802项,可在线浏览和免费下载:

http://db33.sinostd.com/stdlist.aspx

 

9. 湖北省地方标准

1724项,可在线浏览:

http://223.75.53.52:81/finddbSearch

 

10. 陕西省地方标准

1032项,可在线浏览和下载:

http://219.144.196.28/std/db_std.asp 

 

11. 山西省地方标准

1217项地方标准,可下载:

http://bqts.gov.cn/office/show.action?alias=bzhc

 

12. 河北省地方标准

提高标准的查询,大部分强制性地方标准可下载,推荐性地方标准只有目录信息:

http://www.bzsb.info/

 

13. 河南省地方标准

1591项标准,可下载、可预览:

http://www.hndb41.com/publish/index.jhtml?q=88&publish.stdno=&publish.name=

 

14. 湖南地方标准

1909项,可在线浏览:

http://db43.hnbzw.com/StdSearch.aspx

 

15. 江西省地方标准

721项,可在线阅读和下载:

http://www.jxbz.org.cn/list.aspx?nid=11

 

16. 安徽省地方标准

2523项,可在线浏览和下载:

http://bzxx.ahbz.org.cn/search_list.html?searchtype=2&sclass=3&csname=&egname=&scode=&csdc=&ics=&syear=&eyear=&sdate=&edate=&status=L#

 

17. 福建省地方标准

1912项,需要登录才能阅览:

http://pt.fjbz.org.cn:8060/StandardSearch/StdSearch.aspx

 

18. 广西地方标准

1749项,只有目录、不能阅读和下载:

http://bs.gxqts.gov.cn:8080/gxwsdt/wsbsdt/PublicSearch/SearchResult.jspx?pageCode=006&pageText=%E5%9C%B0%E6%96%B9%E6%A0%87%E5%87%86%E5%8C%96%E7%AE%A1%E7%90%86%E6%9F%A5%E8%AF%A2

 

19. 贵州地方标准

1444项(现行有效984项),可在线阅读和下载:

http://cloud.gzqts.gov.cn/dfbz/index.action

 

20. 云南省地方标准

943项,可在线阅读:

http://222.172.223.74:8090/web/guest/-4

 

21. 四川省地方标准

1981项,可在线浏览:

http://118.114.77.13/bzwxup/stdsearch.jsp?CnName=&stdNo=&jingque=1&EnName=&TextualName=&orgType=2&Organization=DB51&IcsClass=&CnClass=&StdStatus=1&isForce=0&StdYear=0&nPageSize=10

 

22. 甘肃省地方标准

2437项,可在线阅读:

www.gsdfbz.cn

 

23. 青海地方标准

1613项,只有目录,不能阅读和下载:

http://125.72.41.89:8008/home/res/search?keywords=DB&page=

 

24. 宁夏地方标准

1395项,可以阅读载:

http://www.nstd.org.cn/

 

25. 西藏地方标准

115项,可阅览,可直接下载:

http://www.xzzj.gov.cn/xzzj/bsdt/dfbzfb/list/

 

26. 黑龙江省地方标准

部分标准提供了文本、可下载:

http://www.hljqts.gov.cn/

 

27. 吉林省地方标准

1433项标准,可下载文本:

http://221.8.65.189/stdcore/standard/info/findLocalStandard.do 

 

28. 辽宁省地方标准

1438项,只有目录,没有在线浏览和下载服务:

http://218.60.145.253/ywcx/cx/listAction.do?key=011 

 

29. 海南地方标准

474项,可直接下载:

http://qtsb.hainan.gov.cn/ywdt/dfbz/

 

30.内蒙地方标准

500余项,可以在线阅读,访问时间限制工作日9:00~17:00。

http://www.imisinfo.org.cn/

 

31.新疆地方标准

1598项,暂时访问出错

http://www.xjbz.org.cn/

 

 

 

 

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常用国家标准、行业标准、地方标准免费查阅网址,太实用了!

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(转发可赠送中国给水排水2021年(第五届)中国污水大会直播视频回放观看码)

 

 

常用国家标准、行业标准、地方标准免费查阅网址,太实用了!

来源 :水利参阅 

 

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据《新标准化法》第十七条规定强制性标准文本应当免费向社会公开。国家推动免费向社会公开推荐性标准文本。”有一些测绘人会在后台问小编,这些标准哪里能查,怎么查。今天整理一份常用国家标准、行业标准、地方标准免费查阅网址,方便大家查询其中部分标准可免费下载,部分标准仅支持在线浏览。如有遗漏,欢迎底部评论区补充。



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国家标准平台

 

1.国家标准全文公开系统 

该系统收录现行有效强制性国家标准1,989项。其中非采标1,350项可在线阅读和下载,采标639项只可在线阅读。现行有效推荐性国家标准35,315项。其中非采标22,481项可在线阅读,采标12,834项只提供标准题录信息。

点击查阅:http://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/index

 

2.全国标准信息公共服务平台 

提供国内所有的国家标准(5万多)、行业标准(4万多,其中电力DL行业标准2044项)、地方标准(4万多)、团体标准、企业标准、国际标准(近8万)的查阅,提供大部分国家标准的在线阅读。

点击查阅:http://std.samr.gov.cn/

 

3. 中国国家标准化管理委员会

登录国家标准委官网,通过右侧通道可以进入国家标准全文公开系统、全国标准信息公共服务平台以及标准化业务协同系统等。

 

点击登录:http://www.sac.gov.cn/

 

4、国家市场监督管理总局

登录国家市场监督管理总局官网,通过服务入口可以进入国家标准全文公开系统。

 

点击登录http://www.samr.gov.cn/

 

5. 中国政府网

中国政府网开通了国家标准信息查询频道,提供所有国标标准、行业标准及地方标准的查询,国家标准的在线阅读及部分下载,行业及地方标准部分能提供在线阅读。

点击查阅:http://www.gov.cn/fuwu/bzxxcx/bzh.htm

 

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行业标

 

1. 国家工程建设标准化信息网

工程建设的国家标准(特别是强制性标准)及工程建设行业标准

点击查阅:http://www.ccsn.gov.cn/

 

2. 住房和城乡建设部

提供国家、行业标准发布公告,随公告提供部分标准全文的免费阅读及下载。

点击查阅http://www.mohurd.gov.cn/bzde/index.html

 

3. 中国电力企业联合会

提供电力企业联合会的企业标准标准在线阅读及下载。

点击查阅:http://dls.cec.org.cn/zhongdianlianbiaozhun/

 

4. 生态环境部

提供1400余项生态环保国家标准、行业标准的全文免费阅读及下载。

点击查阅:http://kjs.mee.gov.cn/hjbhbz/

 

5. 商务部

商务部流通标准制修订信息管理系统,85项商业行业标准可下载(页面右侧):

点击查阅:http://ltbzh.mofcom.gov.cn/ltbzh_index.shtml

 

6. 水利部国际合作与科技司

水利部水利技术标准查询系统,提供79项含强制性条文的标准文本免费阅读及770项标准题录信息的免费查询:

点击查阅:http://gjkj.mwr.gov.cn/jsjd1/bzcx/

 

7. 国家广播电视总局

广电总局标准信息查询系统,公开237项广播电视标准,工程建设标准可下载,其他标准提供主要内容和适用范围等信息:

点击查阅:http://www.nrta.gov.cn/col/col2081/index.html

 

8. 国家粮食和物资储备局

粮食和物资储备局公开粮油标准目录:

点击查阅:http://www.lswz.gov.cn/html/zcfb/index.shtml

 

9. 中国气象局

中国气象局公开466余项行业标准,可免费下载:

点击查阅:http://www.cma.gov.cn/root7/auto13139/

 

10. 全国金融标准化技术委员会

中国人民银行金融标准全文公开系统,61项推荐性国标标准,248项推荐性金融行业标准可查询、浏览:

点击查阅:http://www.cfstc.org/bzgk/gk

 

11. 国家林业和草原局

 

中国林业网,公开林业行业标准1510项:

点击查阅:http://www.forestry.gov.cn/lykj/1716/index.html

 

12. 自然资源部

国土资源标准化信息服务平台、测绘地理信息标准化服务平台、海洋标准化信息系统,免费向社会公众提供现行有效的自然资源推荐性标准题录信息和全文在线阅读服务,目前是三个网址,后期三个网址应该会整合成一个:

点击查阅http://www.nrsis.org.cn/portal/xxcx/std

 

13. 国家卫生健康委员会

国家卫生健康委员会,卫生标准网提供2199条卫生标准:

点击查阅http://chiss.org.cn/hism/wcmpub/hism1029/zqyj/

 

14. 国家食品安全风险评估中心

国家食品安全风险评估中心食品安全国家标准数据检索平台提供1253项食品安全国家标准的下载服务:

点击查阅:http://bz.cfsa.net.cn/db

 

15.国家体育总局体育器材装备中心

体育标准化信息平台提供73项体育领域的国标和行标查询服务,其中国标可在线浏览,行标只有摘要信息:

点击查阅:http://www.sport.gov.cn/zbzx/index.html

 

16.农业农村部

农业农村部:农产品质量安全监管局“农业标准”板块随公告公开农业行业标准和国家标准目录,没有标准全文和下载服务:

点击查阅:http://www.jgs.moa.gov.cn/nybz/

 

17. 交通运输标准化信息平台

交通运输标准化信息平台,提供1155条交通运输行业标准免费阅读服务:

点击查阅:http://jtst.mot.gov.cn/news/

 

18.工业和信息化部

工业和信息化部标准库,提供化工行业、石化行业、黑色冶金行业、有色行业、建材行业、机械行业、船舶行业、轻工行业、纺织行业、兵器行业、核工业行业、电子行业、通信行业 、化工行业、船舶行业、民爆行业、轻工行业、化工行业、石化行业、有色行业、黑色冶金行业、建材行业、稀土行业、机械行业、汽车行业、船舶行业、轻工行业、食品行业、纺织行业、包装行业、电子行业 、电子行业、机械行业标准共33个项目标准。标准目录:

点击查阅:http://www.miit.gov.cn/datainfo/resultSearch?wd=1&categoryTreePid=&categoryTreeId=1181

 

19. 国家铁路局

国家铁路局提供铁路技术标准、工程建设标准、工程造价标准目录,没有在线浏览和下载服务:

点击查阅:http://www.nra.gov.cn/jgzf/bzgf/

 

20. 人力资源和社会保障部

人力资源和社会保障部政务公开板块规划统计栏目下设有“标准化建设”,提供公共就业服务标准、社会保险标准、劳动定额定员标准的目录清单,部分行业标准可在线阅读,国家标准链接到了标准委全文公开平台:

点击查阅:http://www.mohrss.gov.cn/gkml/index.html

 

21. 公安部

公安部,信息公开板块——机构分类——科信局中公共安全行业标准公告中提供公安行业标准目录,没有在线浏览和下载服务:

点击查阅:http://app.mps.gov.cn/gdnps/index.jsp#

 

3

地方标准

 

除了国家标准、行业标准外,3万7千余项地方标准也正陆续公开(具体数目在不断变化)。截至目前面向社会公开地方标准的部分网址,方便大家查询。请复制到浏览器查看

 

1. 北京市地方标准

1657项,可在线查看文本(IE浏览器):

http://innerapp.capital-std.com.cn/outerApp/standardSearchAction.do?method=specialSearch

 

2. 上海市地方标准

776项,可免费下载全文:

http://www.cnsis.org.cn/law/LawQueryServlet

 

3. 广东省地方标准

1724项,可在线查看文本(IE浏览器):

http://gdstandard.gdqts.gov.cn:8089/gdzj-lsips/modules/details/open.jsp

 

4. 重庆市地方标准

905项,部分标准可在线浏览:

http://113.204.47.237:81/SharePage/bzgkBzjs.htm?code=bzgk

 

5. 天津市地方标准

745项,可免费下载:

http://60.29.186.229/wenxianpdf/c_gonggao4.asp

 

6. 山东省地方标准

3221项,可在线阅读:

http://www.bz100.cn/member/standard/standard!getfreedb.action

 

7. 江苏省地方标准

2269项,可在线浏览和免费下载:

http://218.94.159.231:8012/zjkms/kms/publish.rkt?type_code=gy

 

8. 浙江省地方标准

802项,可在线浏览和免费下载:

http://db33.sinostd.com/stdlist.aspx

 

9. 湖北省地方标准

1724项,可在线浏览:

http://223.75.53.52:81/finddbSearch

 

10. 陕西省地方标准

1032项,可在线浏览和下载:

http://219.144.196.28/std/db_std.asp 

 

11. 山西省地方标准

1217项地方标准,可下载:

http://bqts.gov.cn/office/show.action?alias=bzhc

 

12. 河北省地方标准

提高标准的查询,大部分强制性地方标准可下载,推荐性地方标准只有目录信息:

http://www.bzsb.info/

 

13. 河南省地方标准

1591项标准,可下载、可预览:

http://www.hndb41.com/publish/index.jhtml?q=88&publish.stdno=&publish.name=

 

14. 湖南地方标准

1909项,可在线浏览:

http://db43.hnbzw.com/StdSearch.aspx

 

15. 江西省地方标准

721项,可在线阅读和下载:

http://www.jxbz.org.cn/list.aspx?nid=11

 

16. 安徽省地方标准

2523项,可在线浏览和下载:

http://bzxx.ahbz.org.cn/search_list.html?searchtype=2&sclass=3&csname=&egname=&scode=&csdc=&ics=&syear=&eyear=&sdate=&edate=&status=L#

 

17. 福建省地方标准

1912项,需要登录才能阅览:

http://pt.fjbz.org.cn:8060/StandardSearch/StdSearch.aspx

 

18. 广西地方标准

1749项,只有目录、不能阅读和下载:

http://bs.gxqts.gov.cn:8080/gxwsdt/wsbsdt/PublicSearch/SearchResult.jspx?pageCode=006&pageText=%E5%9C%B0%E6%96%B9%E6%A0%87%E5%87%86%E5%8C%96%E7%AE%A1%E7%90%86%E6%9F%A5%E8%AF%A2

 

19. 贵州地方标准

1444项(现行有效984项),可在线阅读和下载:

http://cloud.gzqts.gov.cn/dfbz/index.action

 

20. 云南省地方标准

943项,可在线阅读:

http://222.172.223.74:8090/web/guest/-4

 

21. 四川省地方标准

1981项,可在线浏览:

http://118.114.77.13/bzwxup/stdsearch.jsp?CnName=&stdNo=&jingque=1&EnName=&TextualName=&orgType=2&Organization=DB51&IcsClass=&CnClass=&StdStatus=1&isForce=0&StdYear=0&nPageSize=10

 

22. 甘肃省地方标准

2437项,可在线阅读:

www.gsdfbz.cn

 

23. 青海地方标准

1613项,只有目录,不能阅读和下载:

http://125.72.41.89:8008/home/res/search?keywords=DB&page=

 

24. 宁夏地方标准

1395项,可以阅读载:

http://www.nstd.org.cn/

 

25. 西藏地方标准

115项,可阅览,可直接下载:

http://www.xzzj.gov.cn/xzzj/bsdt/dfbzfb/list/

 

26. 黑龙江省地方标准

部分标准提供了文本、可下载:

http://www.hljqts.gov.cn/

 

27. 吉林省地方标准

1433项标准,可下载文本:

http://221.8.65.189/stdcore/standard/info/findLocalStandard.do 

 

28. 辽宁省地方标准

1438项,只有目录,没有在线浏览和下载服务:

http://218.60.145.253/ywcx/cx/listAction.do?key=011 

 

29. 海南地方标准

474项,可直接下载:

http://qtsb.hainan.gov.cn/ywdt/dfbz/

 

30.内蒙地方标准

500余项,可以在线阅读,访问时间限制工作日9:00~17:00。

http://www.imisinfo.org.cn/

 

31.新疆地方标准

1598项,暂时访问出错

http://www.xjbz.org.cn/

 

 

 

 

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(转发可赠送中国给水排水2021年(第五届)中国污水大会直播视频回放观看码)

 

朱喜:污水厂提标能不能达到Ⅱ-Ⅲ类?

来源 :朱喜 水利参阅 



 

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【编者按“没有最好,只有更好”,是本公众号创办的座右铭,也是奋斗的目标。长期以来,我们始终把推文质量、品质放在第一位,精挑细选。本着百花齐放,百家争鸣,出于为公众传播有益资讯信息之宗旨,为更好地丰富平台内容与专业水平,力求打造水利行业精品公众号平台之精神,【水利参阅】开办【百家论水】专栏,专栏集各位专家智慧,进行热点解读、独到见解、沙龙研讨、案例或经验总结、分析等原创分享。本期为第16期,分享人是朱喜老师,本文经作者授权同意本平台发布,让我们一起致敬分享者并与诸位分享、交流。




一 作者简介




 

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作者朱喜老师

作者简介朱喜:男,1968年毕业于乌鲁木齐农垦大学,高工,中国水利学会会员;在新疆水利行业工作至1985年调回无锡,于无锡市水资源管理处、犊山工程管理处等9个单位工作过,2005年退休前后工作于无锡市水利局12年。前后从事水资源、水工程规划、设计和管理工作50余年,2002起从事河湖水污染、水环境、水生态研究,2007年起从事太湖等大中型湖泊消除蓝藻爆发、富营养化技术及其应用理论研究。2007年6月首先提出太湖2007年5.29供水危机实质是“湖泛”的理论,为政府采纳和专家认同;提出新沟河“引江济太”的设想;2007-2013年任无锡市蓝藻办顾问,专门从事蓝藻治理技术工作。

共编撰出版5部技术专著:《河湖污染与蓝藻爆发治理技术》(2021),《河湖生态环境治理与调研》(2018),《中国淡水湖泊蓝藻爆发治理与预防》(2014),《太湖蓝藻治理创新与实践》(2012),《太湖无锡地区水资源保护和水污染防治》(2009)。

主编4个规划:《无锡市水资源综合规划》(2007),《无锡市水生态系统保护和修复规划》(2006),《无锡市水资源保护和水污染防治规划》(2005),《无锡市区水资源保护规划》(1995)。

发表有关水资源、水生态、水环境、河湖治理、2007年供水危机、调水、防御洪涝、污水处理提标、治理太湖巢湖滇池富营养化和蓝藻爆发等百余篇文章,参加全国百余场学术研讨交流会并作报告。




二 文章全文



引言中国存在的水问题主要有水多、水少和水脏等。其中水脏则是由于外源内源大量进入水体而造成。外源主要是污水厂(设施)、生活、工业、畜禽规模集中养殖业四类点源和面广量大的诸多面源。污水厂则是外源中排放大量污染物的主要点源群。中国为满足现代社会的需求建设了众多城镇污水处理厂(简称污水厂),包括许多工业污水处理设施,也包括更多的农村小型污水处理设施。这些污水厂(设施)有多大作用?他们削减了进入污水厂污水的30-75%的污染物。其中太湖流域一级A标准污水厂污染负荷的削减率能达到TN55-70%、TP和NH3-N达到70-85%。但处理后排放的污染物能满足现代社会河湖的环境容量吗?需要污水厂提高标准(简称提标)吗?提标在经济上划得来吗?提标能达到湖泊Ⅱ-Ⅲ类吗?提标能在全社会实施吗?

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上述一系列问题正是前一阶段直至现在诸多专家和有关人士所关心的问题,正在进行热烈讨论的问题。此文就是参与讨论、回答问题的。主要是提标的必要性、技术可行性和实施可能性这3个问题。

 

第1个问题,提标有必要吗?

回答是污水厂提标完全有必要,只有污水厂实施了提标,与污水厂关联的湖泊水库和河道等水体才能达到水环境功能区的水质目标。

 

中国城镇化程度不断提高,人口增加,社会经济持续发展,城市污染负荷产生量和入水量不断增加,需持续增加城镇污水处理能力、配套管网的建设及加强管理,更需提高污水处理标准。如污水厂的一级A排放标准与地表水环境质量(湖泊)Ⅲ水标准,TN分别为15、1 mg/L=15倍;TP分别为0.5、0.05 mg/L=10倍。目前城镇污水处理最高标准是一级A,其排放污染负荷大幅超出人口稠密和社会经济发达区域水体的环境容量,污水厂成主要点源群,如“三湖”(太湖巢湖滇池)、鄱阳湖、洞庭湖、长江黄河等大中型湖泊、水库、大江大河流域。中国大城镇污水厂均应提标。上述这些人口稠密和社会经济发达区域、流域,若不提标,这些水体无法达标。因为与80年代前比较,目前全部污水厂所排放进入水体的污染负荷全部是增加的。至于人口稀少和社会经济欠发达区域,则根据其入水污染负荷及河湖水体的环境容量再确定其是否要提标。

 

有人认为污水处理的主要问题是管网的渗漏和管理问题,提标不是主要问题。这是是一个重要问题,需要认真解决。但其不能解决减少污水厂污染负荷的根本问题,只有提标才能解决减少污水厂污染负荷的问题。

 

第2个问题,提标有可能吗?

回答是提标完全可能。此问题包含2项内容,一是提标可能性,二是需要提标到多少?这二个内容相关连。目前根据创新的技术工艺提标改造或新建的多个污水厂表明污水处理2大指标TN TP均可大幅提标。

 

一、概念污水厂提标可达准Ⅳ类

概念污水厂的理念为“水质永续、能量自给、资源循环、环境友好”的“四个追求”。概念厂构想是在2012年11月党的“十八大”做出“大力推进生态文明建设”的战略决策这一背景下启动的,随着这一伟大事业的发展而深化。从污水厂单纯处理污水,到提标减污、污水资源化、能量自给、低碳发展。随着污染防治攻坚战的初步胜利,概念污水厂的实践和认知对社会具有重要意义。

 

1 睢县新概念污水厂

睢县新概念污水厂(第三污水厂)位于河南省商丘市,是全国首座新概念污水厂。污水厂是河南水利投资集团和中持水务公司在河南睢县进行了一次有益的尝试,以概念厂探讨过程中的早期方案为蓝本,创造性建设了睢县第三污水厂,打造出一个部分能量自给、功能和形态耳目一新的新型环境基础设施。污水厂处理能力一期为2万t/d,处理标准为地表水环境质量标准的准Ⅳ类,其中TN<3mg/L, TP<0.1mg/L,2018年底竣工验收,2019年投运,采用多级AO+反硝化滤池+嗅氧消毒的工艺。

 

 

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2 宜兴污水资源概念厂

宜兴污水资源概念厂位于江苏无锡市,是首座全国最高标准的污水概念厂、具有全国领先示范效应,该厂在2021年10月于宜兴建成投运,一期工程处理能力2万t/d,推进了太湖流域及全国污水高标准处理和资源化利用的前进步伐。该污水厂在2015年10月已决定落户宜兴,当时设计标准为TN3mg/LTP 0.1mg/L、NH3-N 1mg/L,并于2018年4月奠基,但由于多种原因,在奠基2年后的2020年4月开工,历时18个月建成。

 

社会经济在持续发展,时代在不断前进,技术工艺在不断创新,以后的污水厂在排放标准方面,根据社会经济持续发展的需求,将较睢县新概念污水厂和宜兴污水资源概念厂更高。下面介绍的固载微生物技术TN提标改造和高速离子气浮技术TP提标改造的2类技术、工艺就是污水处理提标创新的代表。

 

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二、 固载微生物技术TN提标改造可达Ⅰ-Ⅲ类

TN是污水厂提标中最突出的问题,目前国内污水处理TN一般为一级A,有个别高标准的也仅能达到3-5mg/L。

专家认为大幅提标的技术工艺难度很大,是世界性难题,难以完成。我国科技工作者经过不懈能力,吸取国内外经验,创造出TN可以大幅度提标的新工艺、新方法、新技术,颠覆了污水处理专家以往的习惯认知。

固载微生物技术(非有机碳源硫自养反硝化脱氮工艺)突破污水处理TN无法大幅提标的世界性难题,处理生活污水一般可达到地表水(湖泊)标准的Ⅰ-Ⅲ类(0.1-1mg/L)处理多类工业污水一般可达到2-4mg/L,这是当代污水处理行业的大革命。这一技术、工艺在诸多污水厂得到应用推广,效果良好。

 

北京信若华公司与其他诸多企业合作,利用固载微生物技术与非有机碳源硫自养反硝化脱氮新工艺相结合的技术成功解决了TN大幅提标的难题。其中固载微生物技术即是把复合高效微生物固定在合适的载体内,当其遇到污水时,就释放出大量微生物,大幅度削减污水中的N污染物,为短程厌氧氨氧化污水处理技术;非有机碳源硫自氧反硝化脱氮新工艺是将单质硫氧化成硫酸盐,同时将硝态氮还原,直接使污水中绝大部分N物质还原成为N2进入大气。二者结合增强污水处理效力,叠加除N效果。TN可达地表水环境质量湖库标准的Ⅰ-Ⅲ类(≤1 mg/L)。案例如下:

 

渑池第一汚水厂TN提标改造项目

项目规模3.3万t/d,原排放标准一级A,有生活污水和生活工业混合污水2套处理系统。项目安装TN提标处理外接成套设备,其主体为直立式园柱型反应罐,内置固载高效复合微生物,其进水为原污水厂二沉池上清液,在反应罐内停留时间为1h。项目2018年2月开始调试运行,在7月份进行31天测试,显示提标效果良好:① 生活污水处理系统,TN进水平均为17.2mg/L,出水TN很低(计量装置已显示不出),估计削减率达到99%。② 生活工业混合污水处理系统,TN平均进水17.43mg/L,出水3.32mg/L,平均削减率81%。

 

2 济宁汚水厂TN提标改造项目

项目位于山东济宁市,为生活汚水厂,规模2.5万t/d,原排放标准一级A。项目是改造原有设备工艺,将汚水厂原有反硝化滤池,更换成硫自氧反硝化滤料,加载固定化载体微生物,进行短程厌氧氨氧化反应,污水从下面进入上面排出,直接完成脱氮作业。污水厂的其他工艺流程不变。提标效果良好 ,硝态氮的进水11.93mg/L(水温14.9℃),出水0.3mg/L,削减率97.5%。(注:其监测装置不具备直接监测TN功能。硝态氮一般占总氮的绝大部分)

 

3 汶上污水厂TN提标改造项目

项目位于山东济宁市汶上县,污水厂设计全部规模为4万t/d,主体工艺A2/O,2005年6月投产,排放标准一级A。南水北调东线输水工程要求水质TN达到😰Ⅳ类标准(≤1.5mg/L)。采用固载微生物技术对TN提标改造,采用非有机碳源硫自养反硝化脱氮提标工艺。项目实施提标改造的规模为1.5万m3/d,系利用原闲置BAF滤池改造而成,总池容为675m3,停留时间1.08h。其预处理工艺为污水厂混凝沉淀池及纤维滤池,纤维滤池出水通过中间的提升泵进入非有机碳源硫自养反硝化池进行处理,降解氮污染物;分为非有机碳源反硝化菌种培育、连续进水调试的2个阶段的调试后于2021.1正式投产。效果良好,硝态氮进水4.5-11.5mg/L,出水0.2-0.5mg/L,去除率80-95%,满足TN≤1.5mg/L的要求。

 

4 总氮提标小结

⑴ 固载微生物技术对生活污水处理厂TN提标可较一级A提高15-30倍,突破了污水处理TN无法大幅提标的世界性难题。生活污水厂TN提标可达地表水环境质量湖库标准Ⅰ-Ⅱ类(≤0.5 mg/L);生活和工业混合污水处理提标TN可达到2.5-4mg/L。

 

⑵ 此技术提标有二种模式。① 外接成套设备模式。如渑池第一汚水厂项目,安装方便迅速、管理简单方便,适用污水厂改造规模较小。设备中固载微生物反应罐容积为污水处理能力的1/20,罐中污水反应停留时间一般为45-60分钟,改造项目投资为600-800万元/万t,占地小于20m2/万t/d。运行成本较低,运行电费0.06元/t水;若污水厂建在坡地则可省去水泵电费。② 原设备工艺改造模式。如济宁汚水厂和汶上污水厂项目,此模式更为方便快捷、投资少,不新增占地面积,运行费用少。

 

此二种TN提标改造模式在运行期间均不需外加C源。只需加适量硫源。

固载微生物使用周期:8-10年,期间只需要稍加维护。

 

三、高速离子气浮技术TP提标改造可达Ⅰ-Ⅲ类

目前污水处理TP一般为一级A标准(0.5mg/L),个别能达到0.2mg/L。若想TP进一步提标,需大幅增加化学制剂用量、大幅增加处理成本,污水处理最后阶段产生较多的化学污泥,不利于污泥资源化利用或无害化处置。这是突出矛盾。

 

麦斯特等公司联合攻关,总结国内外经验,创新出高速离子气浮技术解决了污水处理TP大幅提标难题。技术为物理型离子气浮方法处理减P,不需添加化学制剂PAC、PAM;关键技术是高科技气泡发生器产生的微米气泡使水体中污染物、悬浮物浮于水体上层后自动去除;独特的共轨喷射切割技术的高效空气溶解系统和离子气泡发生系统,瞬间能量转换,裂变出N次方3-7μm正电荷气泡云团,改变水分子表面张力,吸附能力几何级提升,大幅提高除P效果,提高P排放标准。虽然多年以前就有人发明了气浮技术,但P提标效果不佳,而麦斯特创新出的高速离子气浮技术P提标效果极佳,此技术已在全国多地成功推广,正在有效推进我国污水处理TP提标进程。

 

 

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1 无锡市城北污水厂TP提标改造项目

项目规模25万t/d,生活污水厂,有少量工业污水。为氧化沟工艺、滤池出水,2020年进行TP提标改造高速离子气浮技术用于深度处理阶段。其进水为原工艺的氧化沟出水,TP,进水≤1.5mg/L,出水0.1-0.001mg/L,超过15倍。

 

2 无锡市芦村污水厂TP提标改造项目

污水厂总规模30万t/d,生活污水厂,有少量工业污水。原处理工艺为氧化沟、A2O工艺等。2020年进行TP提标改造,提标改造项目规模为15万t/d,高速离子气浮技术用于深度处理阶段,采用气浮和反硝化深床滤池工艺,进水为二沉池出水,气浮池高标准除磷,后自流进入反硝化深床滤池。效果良好,TP进水≤1.3mg/L,出水0.1-0.001mg/L,超过13倍。

 

胡埭污水处理厂TP高标新建项目

项目位于无锡市滨湖区,规模3万t/d,生活污水厂,有少量工业污水,2020年建设。高速离子气浮技术用于深度处理阶段,进水为反硝化滤池出水,气浮池高标准除P。效果良好:TP进水0.3 mg/L,出水0.05 mg/L,削减5倍。

 

总磷提标小结

⑴ 除P率高。高速离子气浮技术可使污水处理TP达到湖库水质标准Ⅰ-Ⅲ类(≤0.05mg/L)或更高标准甲方在接收后实际操作时一般控制在湖库标准Ⅲ-Ⅳ类或Ⅴ类(0.05-0.2mg/L),以节省运行费用并为今后继续提标留有余地。

⑵ 投资和费用低。成套设备安装方便迅速,管理方便;运行成本低、电费0.06元/t;运行期间不需加药剂PAC、PAM;10万t/d设备投资小于1500万元、占地小于600m2

⑶ 适用范围广。高速离子气浮技术除P成套设备,适用规模大小均可。规模小的采用钢结构,规模大的采用钢筋混凝土

技术主要适用深度处理阶段。此技术亦可用于较高浓度废水的预处理阶段,有较好的削减效果,但若需高标准除P,则再需进行二次深度除P处理。

⑸处理效率高,节约占地。深度处理,气浮池污水停留时间仅需2-4分钟,普通污水厂需数小时,效率提高几十倍。气浮池处理后水面的浮渣自动快速排出。

 

根据上述概念污水厂提标、 固载微生物技术TN提标、高速离子气浮技术TP提标的应用实践说明,污水厂的N P指标均能够达到Ⅱ-Ⅲ类。同时说明社会在前进,污水处理事业在前进,只要解决了思想认识问题,紧跟社会前进的脚步,不仅污水处理标准达到准Ⅳ类没有问题,达到地表水环境质量湖泊标准的Ⅲ类也没有问题,更可推进污水资源化的进程。

 

四、污水厂提标达到的标准问题

全国大部分区域污水厂均应提标,但不同区域根据不同情况进行不同程度提标,其中人口稠密和社会经济发达区域的河道流域可提高至地表水Ⅲ类或更高,湖泊流域应提标至地表水湖泊标准Ⅲ类TP0.05mg/L、TN1mg/L或更高,等于或优于各水体的水功能区目标。

 

由于河道标准相对于湖泊较低,且无TN要求,所以只需要TP提标,TN仅需满足NH3-N的要求。

 

 人口稀少、社会经济欠发达区域的污水厂,根据其环境容量的要求,可以由低于一级A、一级B的处理标准,根据其发展的需求提高为一级A或一级B标准,或均提高为一级A标准,期间应考虑区域社会经济发展的要求。

 

第3个问题,污水厂提标能够实施吗?

回答是完全可以。只要克服思想认识上的障碍就完全可实施、大规模推广。思想认识上的障碍主要是指固有旧意识阻滞污水处理提标的思想和认识问题。

 

其一,污水厂提标难度大、不可行

污水处理提标在以往确有一定技术难度,但目前污水厂提标完全可行,因已创新出污水处理新技术新工艺,TP TN一般能达到地表水环境质量(湖库)标准Ⅰ-Ⅲ类。专家和决策者不能再故步自封,要学习并接受新技术新工艺,以开放创新的态度迎接未来,使污水处理的标准与新时代的要求相适应。

 

其二,污水厂提标影响有关污水处理者利益链

利益链包括设计者、施工者、运行者。因为这些单位、企业对原有的处理技术已有成熟的经验,可以凭借固有的经验资本顺顺利利地对中标或接收的污水厂项目进行设计、施工、运行,付出的代价小、成本低。采用高标准的新技术新工艺,这需要重新认识、学习,增加难度和成本,也使有些关系需要重新组合,同时增加了项目中标的难度。

 

为改善城镇人居环境、改善水环境,国家政府出钱为加大污水处理能力和提高处理标准奠定了基础;对于加大污水处理力度和提高污水处理标准,各相关利益者应紧跟其上,为政府解难,为百姓解忧。所以,对于污水处理提标改造工程或新建工程,各路英雄应各显神通,谁跟上时代谁就是胜利者,否则就被淘汰;随时代潮流前进的创新者是时代的先锋,不随时代潮流前进的就是落伍者。

 

其三,提标增加很多投资及运行费用,不合算

的确,提标需要增加一定的投资及运行费用,但根据上述多个案例,增加的提标改造投资及运行费用并不多,而对于新建高标准污水厂的投资可能少于原老标准的污水厂,因为工艺简单了,且其运行费用也比原老标准的低,这些要根据以后大规模的推广后再确定。

 

其四,上面没有要求,等等再说

下面根据上面的指示办事,天经地义。所以污水厂提标的关键是上级政府应该根据区域的实际情况制定提标的计划和目标要求,地方政府应对污水处理提标进行立法,并加大污水厂提标改造和新建高标准污水厂的投入,以满足区域社会经济的发展需求。

 

希望有关污水处理决策机构和专家把TN TP二类实用的高标准的污水处理技术、工艺、设备融合在一起组成一个全部新的高标准污水处理系统。使二者能各自用于提标改造或能同时用于污水处理,以更节约土地、减少投资、降低运行费用、便于管理和推广,更符合我国现阶段的需要。地方政府应对污水处理提标进行立法、加大污水处理和污水厂提标改造的投入;各区域需要适度超前考虑我国社会经济持续发展的实际情况,进一步新建高标准污水厂加大污水处理能力、满足污水处理的需求;完善污水收集管网,建设全覆盖的配套管网和加强管理,如对管网全面普查,纠正管网的错接、混接、漏接,封堵排污口,全部污水均接入处理厂(设施)处理,农村全面建设小型污水设施处理同时加大其他点源面源治理力度,以满足我国作为世界第2大经济体人口不断增加和社会经济持续发展的需求。

 

作者著于2021.11.11

 

 

 

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本期【百家论水】专栏系列就到这里了大家有需要交流探讨的,欢迎在评论区留言或转发、分享,期待各位下期再见。

编者:薛国强
校审:朱   喜

朱喜:深入治理太湖 消除富营养化和蓝藻爆发
朱喜:论太湖调水不会升高总磷
朱喜:基于太湖四次洪水对P N的不同影响研究分析


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朱喜:深入治理太湖 消除富营养化和蓝藻爆发

来源 :朱喜 水利参阅 10月23日




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【编者按“没有最好,只有更好”,是本公众号创办的座右铭,也是奋斗的目标。长期以来,我们始终把推文质量、品质放在第一位,精挑细选。本着百花齐放,百家争鸣,出于为公众传播有益资讯信息之宗旨,为更好地丰富平台内容与专业水平,力求打造水利行业精品公众号平台之精神,【水利参阅】开办【百家论水】专栏,专栏集各位专家智慧,进行热点解读、独到见解、沙龙研讨、案例或经验总结、分析等原创分享。本期为第8期,分享人是朱喜老师,本文经作者授权同意本平台发布,让我们一起致敬分享者并与诸位分享、交流。




一 作者简介




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朱喜老师在2018第五届中国(国际)水生态安全战略论坛上作报告

作者简介朱喜:男,1968年乌鲁木齐农垦大学(大专)毕业,高工,中国水利学会会员;在新疆水利行业工作至1985年调回无锡,于无锡市水资源管理处、犊山工程管理处等9个单位工作过,2005年退休前后工作于无锡市水利局12年。前后从事水资源、水工程规划、设计和管理工作50余年,2002起从事河湖水污染、水环境、水生态研究,2007年起从事太湖等大中型湖泊消除蓝藻爆发、富营养化技术及其应用理论研究。2007年6月首先提出太湖2007年5.29供水危机实质是“湖泛”的理论,为政府采纳和专家认同;提出新沟河“引江济太”的设想;2007-2013年任无锡市蓝藻办顾问,专门从事蓝藻治理技术工作。

共编撰出版5部技术专著:《河湖污染与蓝藻爆发治理技术》(2021),《河湖生态环境治理与调研》(2018),《中国淡水湖泊蓝藻爆发治理与预防》(2014),《太湖蓝藻治理创新与实践》(2012),《太湖无锡地区水资源保护和水污染防治》(2009)。

主编4个规划:无锡市水资源综合规划》(2007),《无锡市水生态系统保护和修复规划》(2006),《无锡市水资源保护和水污染防治规划》(2005),《无锡市区水资源保护规划》(1995)。

发表有关水资源、水生态、水环境、河湖治理、2007年供水危机、调水、防御洪涝、污水处理提标、治理太湖巢湖滇池富营养化和蓝藻爆发等百余篇文章,参加全国百余场学术研讨交流会并作报告。




二 文章全文




摘要:2007年以来太湖蓝藻年年持续爆发,治理取得阶段性效果,存在一定问题,分析问题原因及提出总对策。改变、完善治理太湖观点和策略:污水厂已成为主要点源群,蓝藻已成为主要内源,仅依靠防治水污染不能消除太湖蓝藻爆发。消除富营养化和治理蓝藻须密切结合,全年分水域消除水面水体和水底蓝藻,才能消除蓝藻爆发。太湖治理三大目标:消除富营养化、消除蓝藻爆发和修复湿地;治理措施:减少以污水厂污染负荷为主的外源入湖、减少以蓝藻为主的内源释放、修复25-30%植被覆盖率、创新各类技术及集成,在2030-2049年以前分水域消除蓝藻爆发,生态系统得到根本性改善,建成为美丽健康的太湖。

关键词 太湖 富营养化 蓝藻爆发 治理成效 技术措施 


引言:习总书记指示“抓好生态文明建设,攻克老百姓身边的突出生态环境问题”,蓝藻爆发是太湖最突出的生态问题,尽快解决老百姓不希望看到蓝藻爆发的问题。环太湖城市密切协作,必能在建国百年之前完成分水域消除太湖蓝藻爆发的艰巨任务。

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1 太湖富营养化及蓝藻爆发

太湖碧波万顷,水面积2340km2,为我国第三大淡水湖[1],在冬春季则为我国最大淡水湖,是浅水型可封闭湖泊。流域面积36500km2,分属江苏、浙江和上海两省一市,流域及环湖5城市苏州、无锡、常州、湖州、嘉兴,均是长三角和全国社会经济的发达区域。


1.1 富营养化

由于水污染,大量营养盐进入太湖,当水体中N P等营养盐含量超过一定限度就称为富营养化。富营养化使水域生态系统失去良性平衡,生物多样性受损。营养程度分为:贫营养、中营养,富营养。其中富营养又分为:轻度、中度、重度和异常富营养。影响水体营养程度的主要是人为和自然因素,其中气候和水文水动力等自然因素总体是难以控制的,而外源、内源、湿地、蓝藻、调水等因素是可人为控制的。

太湖20世纪80年代以前为中营养,更早则为贫营养;80年代起局部水域进入富营养,富营养化程度越来越严重,至21世纪太湖全面进入富营养化,大部分为中富,局部达到重富,2007年供水危机时局部范围达到异常富营养,以致蓝藻都难以生存;2007年后,富营养化程度有所减轻,至今为轻-中[2]

 

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1.2 蓝藻

蓝藻也称蓝绿藻或蓝细菌,是地球上分布最广、适应性最强的光合自养生物。据专家考证,蓝藻在地球的全盛期为35亿年前~7亿年前,历时28亿年之久,其间经历了远古时期的巨大繁荣,蓝藻的光合作用产生了大量的氧气,蓝藻在地球表面的大气环境从无氧变为有氧过程中发挥巨大作用。35亿年前,第一批原核藻类——蓝藻出现;15亿年前,真核藻类逐渐繁衍;直到7亿年前,藻类依然是地球上唯一的绿色植物。

蓝藻,在生物三界系统学说中属于植物界,故众多专家称之为浮游植物;在生物五界系统学说中属于原核界;在生物六界系统学说中直接分属为蓝藻界。蓝藻一般可分为非固N蓝藻和固N蓝藻。其中非固N蓝藻有微囊藻、颤藻、鞘丝藻等;固N蓝藻有鱼腥藻、束丝藻、拟柱胞藻、胶刺藻、节球藻、蓝纤维藻等。其中微囊藻主要为铜绿微囊藻、水华微囊藻、惠氏微囊藻等。太湖有数百种以蓝藻为主的藻类。近几十年太湖在每年的5-11月是以蓝藻为优势种或绝对优势种,其中又以微囊藻居多[3]

 

1.3 蓝藻爆发

蓝藻爆发是指以蓝藻为主的藻类,在水体富营养化等合适的生境及在缺少种间竞争的条件下,快速生长繁殖,达到一定密度,大范围聚集于某处水面的现象[3]

蓝藻爆发与水华。20世纪50年代或以前太湖为非富营养化时期就存在水华,所以水华不必要消除和难以消除;目前太湖的水华应称为水华爆发较合理;太湖蓝藻爆发即是蓝藻水华爆发的简称,蓝藻爆发应该消除和能够消除。

影响蓝藻爆发因素[4]:水体中N P等营养物质的富营养化是最基本条件;水温、光照等自然条件为主要因素,使蓝藻具有快速增殖能力;风与水动力是蓝藻聚集与扩散的重要因素,一定的风力风向使蓝藻快速漂浮聚集于某一处水面,但风力过大则使蓝藻隐于水下及减慢生长速度,太湖由西向东的自然水流(重力流)使上游高密度蓝藻输送至中下游各水域;天气的晴阴雨雪同样是重要因素,决定着水温和光照的程度,一般在晴天或多云天气发生蓝藻爆发,大雨天蓝藻则隐于水下及减慢生长速度;其他还有湿地、生态、pH值、微量元素等影响因素。这些因素的组合决定蓝藻爆发的规模、频次、时间、地点和严重程度。

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1.4 蓝藻爆发历程

1987-1989年梅梁湖(太湖北部湖湾)北部的富营养化产生小规模蓝藻爆发,1990年梅梁湖开始规模蓝藻爆发,以后扩大至全太湖。蓝藻爆发程度的计量有蓝藻密度、爆发面积(包括最大面积、累积面积)和频次、叶绿素a等。以下以蓝藻密度、爆发最大面积分析。

蓝藻密度是单位体积水体中的蓝藻数量。太湖自1990年以来蓝藻持续爆发30年,蓝藻密度至2019年总体呈持续升高趋势。全太湖年均蓝藻密度由2009年的1450万个细胞/L增加至2019年最高值12500万个/L,为8.6倍:同期湖心为19.18东部沿岸22.83倍。湖心水域面积973km2占太湖水面积41.6%,其藻密度大幅升高带动太湖中下游藻密度升高,致以往不发生蓝藻爆发的东部沿岸及东太湖近年也有爆发现象。但2020年藻密度为9200万个/L,较2019年有所下降(表1)。

表1   太湖年均藻密度表(万个/L)

年份

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

数值

1447

1900

1900

2490

5660

6200

4300

8500

12100

9100

12500

9200

数据来源均为参考文献[2];

年蓝藻爆发单次最大面积,指每年若干次爆发中面积最大的1次。太湖蓝藻爆发单次最大面积在1990-2006年间持续增加,从100-200km2到2006年的1354km2。2007-2020年蓝藻爆发基本呈高位波动状态,其中2007年1114km22009年最小为524km2,有相当年份接近或超过2007年,如2017年最大面积达到1403km2表2)。

 

表2   太湖蓝藻爆发年最大面积 (km2,日期)

年份

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

面积

1354

1114

574

524

984

997

991

1092

日期

8.13

9.8

9.18

8.21

8.15

7.21

8.29

11.19

 

年份

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

 

面积

854

1091

936

1403

775

977

823

 

日期

11.26

11.27

7.17

5.10

5.23

9.8

5.11

 

太湖P N等元素达到富营养化程度就发生蓝藻爆发,但其后蓝藻爆发则不一定随富营养化程度的降低而减轻,只要P N等元素在富营养化程度的一定范围内,蓝藻爆发仍持续在高位发生,如2007年-2020年TN持续下降37%(表3),蓝藻爆发基本没有减轻。所以,目前蓝藻密度持续在高位的这种情况,只要水温、光照等自然条件适合(种间竞争没有大的变化情况下),蓝藻爆发程度难以持续减轻;但若全年水温有一定程度下降,晴(多云)天气减少、雨雪和大风天气增加,则蓝藻爆发程度可能会阶段性减轻,如2008-2009年蓝藻爆发的最大面积小于600km2(表2)2020年及以后可能存在一个阶段性的减轻过程。

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1.5 蓝藻爆发作用与危害

作用:蓝藻在阳光下进行光合作用,为大自然增加氧气;蓝藻在生长期间吸收水中N P等营养物质,减少水体中N P含量。所以只要及时清除水面水体和水底蓝藻,就能清洁水体。如2008年8月14日梅梁湖锦园附近蓝藻水经0.45µm滤膜过滤后检测的水质达到TN Ⅲ类、TP Ⅳ类[3]。目前监测水质是在水下0.5m处采得水样后测定的水质基本不含或很少含蓝藻,如2020年太湖水质TN TP均Ⅳ类[2],与2008年8月14日测得的基本不含蓝藻的水质相似。

危害:蓝藻先于人类出现,在改造自然界发挥巨大作用,为什么现在人们谈藻色变?因在中国的太湖巢湖滇池(称“三湖”)及全世界许多水域存在蓝藻爆发现象,害处很多:蓝藻可以产生蓝藻毒素,且难以去除;增加底泥,加重底泥污染,加重水体污染和富营养化;影响供水安全和危害人类健康,危害生物的安全,损害生物多样性,严重影响旅游和居住环境,严重影响经济发展,蓝藻爆发已成为生态灾害的代名词,如造成太湖2007年供水危机[5]蓝藻从地球生态系统的功臣变成罪人,错误就在于现代社会人类对自然过渡的索取、开发、消费。大量不合理的人类活动,向水体排放大量污染物,造成日益严重水污染、富营养化以至蓝藻爆发,使原来清洁健康的河湖生态环境在较短时间内发生恶化,成为蓝藻年年持续爆发的欠健康的生态系统。

 

 

表3   太湖年均TN TP(mg/L、倍)

年份

1981

1987

1988

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

TN

0.9

1.54

1.6

2.35

1.89

2.87

2.34

1.73

3.14

3.29

3.2

TP

0.025

0.035

0.055

0.058

0.05

0.08

0.08

0.13

0.133

0.134

0.106

 

年份

1999

2000

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

TN

2.55

2.6

3.57

2.49

2.85

2.35

2.42

2.26

2.48

2.04

1.97

TP

0.095

0.13

0.086

0.079

0.096

0.074

0.072

0.062

0.071

0.066

0.071

 

年份

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2020/2007

TN

1.97

1.85

1.85

1.96

1.6

1.55

1.49

1.48

0.63

TP

0.078

0.069

0.082

0.084

0.083

0.079

0.087

0.073

0.986

1、1981-2007年数据来源为参考文献[3];2、2008-2020年数据来源为参考文献[2]

                       

1.6 “湖泛”和太湖供水危机

“湖泛”[6]是在静止或相对静止的浅水域,由于水体和底泥污染严重,同时遇到高水温及严重缺氧的情况就发生厌氧生化反应,伴随产生黑水臭气的现象。造成“湖泛”的因素:水污染严重、底泥污染严重、严重缺氧、高水温、水体静止或相对静止、水浅。太湖“湖泛”的3种成因:蓝藻爆发、严重水污染、二者兼有,其中长期严重水污染和蓝藻爆发就使底泥污染严重。

自1990年太湖发生第一次规模蓝藻爆发后,曾在1990-2007年间发生多次“湖泛”型供水危机[7],包括梅梁湖的梅园水厂、中桥新水厂的4次供水危机,1次贡湖水厂的供水危机,影响供水人口数十万至数百万、供水时间数天不等。其中2007年贡湖(太湖北部的湖湾)发生的5·29供水危机是最严重的一次,其原因是太湖多年持续发生规模蓝藻爆发后,死亡蓝藻的有机质大量积存于湖底,2007年初太湖水温较往年偏高2℃,3月底-5月期间又持续多次发生蓝藻爆发,致使水域严重缺氧、DO接近于零,加之水体相对静止,贡湖北部水源地发生严重厌氧生化反应,导致产生大规模严重“湖泛”,即发生震惊中外的“5· 29”太湖供水危机、生态灾害,无锡市停止供水一周,三百万人无饮用水可用。这些严重的“湖泛”型供水危机给流域城市和国家敲响警钟。目前尚有竺山湖年年存在小规模“湖泛”,但不涉及供水问题,其原因主要是大量污水进入及存在蓝藻爆发。

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治理成效及存在问题

2007年后政府投巨资出大力治理太湖取得阶段性成效,但由于认识不足和部分措施有误以致治理措施存在相当问题。

2.1 治理成效

⑴ 入湖河道水质得到明显改善2016年起入太湖河道消除劣Ⅴ类(不含TN),其中氨氮达到Ⅲ-Ⅳ类[2],入湖污染负荷有所减少。

⑵ 太湖营养程度由重富改善为轻-中。太湖平均水质从劣Ⅴ类提升至Ⅳ类,2007年起太湖TN浓度持续下降,从2.35mg/L降低为2020年1.48mg/L、降低37%[2]

⑶ 消除太湖大面积“湖泛”,消除贡湖水源地“湖泛”[2]实现自来水双水源(太湖、长江)双向供水的全覆盖格局[3]确保供水安全。

⑷ 消除水面蓝藻堆积现象,减慢蓝藻爆发的发展速度,明显改善蓝藻爆发堆积水域不良的视觉和嗅觉效果[5]

 

2.2 存在问题

治理取得阶段性效果的同时还存在相当多问题,这些问题极需尽快解决,还太湖一年四季的清澈、美丽。

⑴ 太湖水质TP不降反升2015-2020年的6年间有5年的TP浓度均较2007年升高,如2019年TP浓度 0.087mg/L较2007年升高17.6%(表3);东太湖TP浓度升高,2007-2012年均为Ⅲ类,2017-2018年升高为Ⅳ类[2]

⑵ 太湖水质不均。近年太湖水质总评均为Ⅳ类,但竺山湖为劣Ⅴ类TN超标)、太湖西部沿岸为Ⅴ类[2]

⑶ 太湖蓝藻仍年年持续爆发。如2017年蓝藻爆发最大面积1403km2超过2007年1114km2,在2016年12月底蓝藻爆发面积尚有700 km2[2],2020年5月24日蓝藻爆发面积达到1071km2。原来蓝藻仅在5-10月爆发,现有些年份一年中有11-12个月均蓝藻爆发,甚至最冷的冬季也发生蓝藻爆发。如2017年12月爆发面积500km22016年12月720km22013年12月982km22018年1月390 km2

⑷ 太湖藻密度普遍升高蓝藻越打捞越多。如2020年全湖年均藻密度为9200万个/L为2009年的6.36倍,同期湖心1.55亿个/L为19.18倍、东部沿岸4200万个/L22.83[2]客观上造成“蓝藻越打捞越多”的怪现象;

⑸ 存在“湖泛”型供水危机的潜在可能。经调查,2020年5月贡湖北部水源地附近的DO急剧下降至2mg/L,已接近发生“湖泛”指标DO的临界值。

⑹ 入湖河道污染仍严重、环境容量超标。18条主要入湖河道虽消除劣Ⅴ类(地表水河道标准),但TN均劣Ⅴ类,TP在Ⅳ-劣Ⅴ类(湖泊标准);2017年河道入湖负荷TN 3.94万t为2007年的92.5%;TP 0.20万t为2007年的105%[2],未削减反而增加 ;2016年入湖污染负荷TN7.44万t为2020年规划Ⅲ类时环境容量2.81万t的2.65倍;TP0.25万t为环境容量0.16万t的1.56倍[3.4.8]

⑺ 太湖水域湿地面积大幅减少、恢复有限。生态修复大部分在沿岸陆地和河道周围实施,在太湖水域实施的不多,湖内还需要恢复200km2湿地。

 太湖治理的应用性研究较薄弱。研究机构主要研究太湖治理的基础理论,研究蓝藻的生长繁殖的生境、规律,很少研究蓝藻的死亡的生境、规律,基本没有研究消除蓝藻爆发实用的集成技术。


2.3 原因及分析

造成上述问题有诸多原因,包括人为原因和客观原因。

 

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2.3.1缺乏消除蓝藻爆发信心决心

① 政府及科研机构对消除蓝藻爆发的必要性认识不足,安于治理富营养化现状;② 对消除蓝藻爆发的可能性认识不足,认为需等到有了消除蓝藻爆发的成熟技术才能提出消除蓝藻爆发的目标;③ 对于我国诸多湖泊蓝藻爆发及其治理情况缺乏研究,如我国大多数的大中型浅水淡水湖泊已富营养化,但只有太湖、巢湖和滇池年年持续蓝藻爆发;富营养化的鄱阳湖、洞庭湖、洪泽湖以往仅发生数次非连续性的轻微蓝藻爆发;无锡蠡湖、南京玄武湖、武汉东湖、杭州西湖以往均数次发生蓝藻爆发,经治理一般蓝藻不再爆发或仅轻微爆发。④ 在2008年“太湖流域水环境综合治理总体方案”和2013年“总体方案(修编)均未提及消除蓝藻爆发目标及实质性的治理措施,相关省、市的配套及有关文件也均如此⑤ 目前有些人对已经创新的除藻技术不了解或熟视无睹。应认真总结上述经验教训,创新出一套消除蓝藻爆发的治理思路和综合措施。

2.3.2存在“治理富营养化就能消除蓝藻爆发”的片面观点

人的认知是在实践中不断完善、逐步接近客观规律的。“治理富营养化就能消除蓝藻爆发”的观点不妥,国内外专家一般认为蓝藻已爆发的大中型浅水湖泊,如仅依靠消除富营养化来消除蓝藻爆发,则TN、TP浓度须分别达到0.1~0.2mg/L和0.01~0.02mg/L(分别相当于太湖Ⅰ、Ⅰ-Ⅱ类水),根据太湖的历史和现状分析,太湖不可能达到上述数值,故只有治理富营养化与削减蓝藻数量结合才能分水域治理直至消除富营养化、蓝藻爆发。

 

2.3.3外源污染控制力度不够

流域是社会经济发达地区,人口从5千万增至6千万、增加20%;GDP增加近2倍,污染负荷增加50%以上;城镇化率不断升高,进入水体的污染物越来越多。致使削减污染速度赶不上增加速度,入湖污染负荷明显大于环境容量。

污水厂是流域最大点源群,现行处理标准太低是不能满足太湖环境容量的主要原因[9]。目前城镇污水厂污染物排放标准一级A的TN、TP浓度(15mg/L、0.5mg/L)分别为太湖水质Ⅲ类标准的15、10倍,故应提高污水处理标准。有人偏面认为提高处理标准成本很高而不宜提标。考虑问题应从流域污染负荷总量控制的高度出发,故必须提高污水处理标准,实际上提标成本和运行费用也不高。

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2.3.4削减内源污染力度不够

目前控制内源仅实施常规清淤和打捞水面蓝藻,没有重视蓝藻持续爆发对底泥和水体产生持续严重污染的处理,这是治理太湖10年来水质TN改善而TP难以改善或未得到改善的主因。据测算,目前打捞水面蓝藻的数量仅为太湖年生成蓝藻数量的2%~4%。所以须创新思路,加大削减内源污染力度,深度打捞、清除水面、水体和水底的蓝藻,才能消除蓝藻的爆发,才能同时有效消除底泥的污染。

 

2.3.5缺少统一修复太湖水域湿地方案

湿地具有固定底泥、减少底泥释放污染物、净化水体等减少营养物质和丰富生物多样性的作用,同时湿地中相当多植物含有的化感物质具有抑藻除藻作用。太湖现状湿地较蓝藻爆发前的20世纪60-70年代减少面积超过200km2,但10年来恢复非常有限[9],使湿地功能受损严重。有些人偏面的认为太湖只有达到适合的生境才能实施大规模修复湿地,应首先致力于人工改善水域生境,满足种植植物的要求,修复湿地,不应等待太湖自然修复生境后再去修复湿地,同时人工修复结合自然修复。需要统一制定修复太湖水域湿地方案。

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2.3.6  TN持续降低原因

太湖水质TN从20世纪80年代初的Ⅲ类至2004年的3.57mg/L(劣Ⅴ类),呈上升趋势,其后呈下降趋势,特别在2007年至2020年的13年间持续下降37%(表3),其原因:环湖河道入湖TN负荷削减3.1%(2007年4.265万t→2020年4.133万t);藻密度升高6倍多(2009年1447万个/L→2020年9200万个/L),其中2019年达到12500万个/L(表1),蓝藻多年持续爆发、生死循环的生化反应使N生成为N2、进入大气,成为此阶段TN浓度持续下降的主要原因。

 

2.3.7  TP升高原因

太湖水质TP从20世纪80年代初的Ⅱ-Ⅲ类至1996年的0.134mg/L(Ⅴ类),呈上升趋势,其后基本呈下降趋势,但在2007年至2020年的13年间有6年均高于2007年,直至2020年(0.073mg/L)才较2019年(0.073mg/L)有所下降(表3)。努力治理太湖多年,为何TN大幅下降而TP相当年份有所升高?这是1998年国家治理太湖污染“零点行动”以来遇到的新问题,值得深思。以往治理太湖的许多举措,由于有些认识和举措不符合治理太湖富营养化和蓝藻年年持续爆发的现状情况,故未能达到制定治理太湖方案的原定效果。

2007年后TP有6年升高原因:① 外源污染控制力度不够治理外源的力度没有有效超过人口和GDP增速的力度,环湖河道入湖TP负荷反而增加6.5%(2007年0.184万t→2020年0.196万t)(表3)② 以蓝藻为主的内源不断增加目前虽每年打捞蓝藻,但蓝藻仍然年年爆发,太湖藻密度升高6倍多(表1),致藻源性P大幅度增加,致太湖十多年清淤3700万m3的希望减轻P释放的效果,被增加的藻源性P所抵消。其原因:多年持续蓝藻爆发与死亡的无数次循环,使N元素能成为N2进入空气,但P元素被留在水体、水底,同时此期间由于蓝藻大量死亡致使底泥发生厌氧反应加大底泥表层的P释放率[5]

至于2020年TP下降原因,也非因为环湖河道入湖污染负荷减少,实际河道入湖负荷是增加的,2019、2020年的环湖河道入湖TP分别为0.184、0.196万t,增加6.5%;TP下降原因主要是由于环境因素使期间的藻密度下降35.9%,从12500万个/L下降为9200万个/L(表1),减少了藻源性P。

 

3 治理太湖总体思路

治理太湖前后已有30余年,需要认真总结经验教训,建立信心、创新治理技术措施及其集成,深入治理太湖消除富营养化和蓝藻爆发。

目前太湖P N均未达到国家规定的水功能区目标Ⅲ类(TP 0.05mg/L、TN 1mg/L)[10]。国家生态环境部称“中东部湖区《湖泊营养物基准》”的任一时段为TP 0.029mg/L、TN 0.58mg/L、叶绿素a 3.4µg/L,藻类生长才不会危及水体功能[11],也可认为此类情况才不会蓝藻爆发。目前,太湖水质同时达到生态环境部提出的此3项指标尚有很大距离,故太湖控制P N和蓝藻爆发的任务非常艰巨。

要解决老百姓最为关注的太湖蓝藻爆发问题。美国环保署将有毒藻类爆发视作全美的“主要环境问题”[12]2021年起要乘“十四五”规划的东风,深入治理太湖,其总体思路“外源减量、削减蓝藻、内源减负、生态修复、科学综合深入治理太湖的措施包括工程技术措施和保障措施(也称非工程技术措))2类保障措施包括行政政策、法律法规、思想观念等,是工程技术措施的保障。

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3.1建立消除蓝藻爆发的目标与政策体系

以往十多年治理太湖的国家级总体方案及有关省、市各级政府的有关文件中,治理太湖的目标主要是二个确保:确保供水安全,确保不发生大面积“湖泛”,虽有控制外源、清淤、打捞蓝藻等多个分项要求,但均没有消除蓝藻爆发的目标。总体目标应是2个消除1个修复。

⑴ 消除富营养化。建议20年内消除富营养化。达到太湖水环境功能区目标Ⅲ类,其中东太湖Ⅱ-Ⅲ类[10]

⑵消除蓝藻爆发。建议2030-2049年(建国百年之际)或早一点时候分水域消除蓝藻爆发。

 修复湿地。使植被覆盖率达到20世纪50-60年代、蓝藻爆发前的25-30%。有利于净化水体和底泥,抑藻除藻;恢复生物多样性,修复健康的生态系统。

只要具有消除蓝藻爆发的决心和信心,建立消除蓝藻爆发的目标和相应的政策法规体系,就能增强湖长、河长及科研人员消除富营养化和蓝藻爆发的主动性、责任性和积极性,鼓舞人民斗志[5.9]

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3.2加大削减外源力度

明确污水厂已成为主要点源群,所以必须加大削减以污水厂为主的一切外源的力度,要超过人口和GDP的增速。流域地方政府应就提高污水处理标准立法。

3.3 明确蓝藻已成为主要内源

30年来太湖蓝藻持续爆发、生死循环,藻密度普遍升高,增加了水体和底泥的藻源性P,藻源性P已超过原底泥的P释放量[5.8]。应该改变仅在蓝藻爆发期打捞水面蓝藻的习惯为全年打捞消除水面水体和水底蓝藻的策略。

 

3.4 仅依靠治理富营养化无法消除蓝藻爆发

“太湖水污染,根子在岸上,治湖先治岸”此话对治理水污染、富营养化而言完全正确;但对于治理大型浅水湖泊太湖蓝藻爆发则偏面。“治理富营养化就能消除蓝藻爆发”这一传统观点不妥。因蓝藻年年规模爆发后根子已延伸到湖泊,只有内源外源同治才能消除蓝藻爆发[4]浅水型太湖的风浪大、底泥易释放污染,加之入湖污染负荷多等原因,只有治理富营养与消除蓝藻相结合,才能同时取得消除富营养化和蓝藻爆发的良好效果[3]

 

3.5 消除蓝藻爆发必须有可靠的技术支撑

目前治理富营养化和蓝藻的技术很多,特别是当今创新许多除藻技术,只要把这些新老技术有机组合起来成为综合技术,必能同时消除富营养化和蓝藻爆发。

3.6 发挥中国能够办大事的体制优势

世界主流观点认为已发生蓝藻爆发的大型浅水湖泊仅采用治理富营养化措施难以消除蓝藻爆发,但确信中国能创造出消除太湖蓝藻爆发的奇迹,目前中国已创新大面积有效除藻的综合技术。所以治理太湖要以蓝藻爆发问题为导向,建立消除蓝藻爆发目标,发挥我国能够集中力量办大事的社会主义体制优势、财力优势、人才优势和技术优势,必能在建国百年之前分水域消除太湖蓝藻爆发。

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4 深入治理太湖的工程技术措施

认真总结以往治理太湖经验教训,提高认识,与时俱进,使治理太湖的理念与观点逐步符合治理太湖富营养化和蓝藻爆发的要求。综合治理措施归纳为4部分。

4.1 加大控制污染力度

4.1.1大幅提标与减负

污水厂是太湖流域最大点源群,现污水处理最高标准一级A(TP 0.5mg/L、TN 15mg/L),明显高于太湖Ⅲ类水目标TP 0.05mg/L、TN 1mg/L),二者之比分别为10、15,需大幅提标才能有效减少入湖污染负荷、满足太湖环境容量的要求。

有些人偏面认为污水厂提标难度大、投资大,不可行。污水处理提标在以往的确有相当难度,但目前污水厂提标已完全可行,因已创新出污水处理新技术,TP TN一般能达到地表水环境质量(湖库)标准的Ⅰ-Ⅲ类:如麦斯特高速离子气浮技术处理污水TP一般可达到湖泊标准Ⅰ-Ⅲ类(0.01-0.05mg/L),已在无锡城北污水厂(处理能力30万t/d)和芦庄污水厂(15万t/d)实施,效果良好,处理污水时间仅2-4分钟,不需添加化学制剂,投资占地少,电费0.06元/t[13]

信诺亚等公司合作研究的固载微生物技术(非有机碳源硫自养反硝化脱氮工艺)突破污水处理TN无法大幅提标的世界性难题,处理生活污水一般可达到Ⅰ-Ⅲ类(0.1-1mg/L),处理多类工业污水TN一般也可达到2-4mg/L。如在济宁汶上汚水厂(1.5万t/d)、渑池第一汚水厂(3.3万t/d)、济宁汚水厂(2.5万t/d)、邯郸东污水厂、松岗污水厂等已成功实施或试验,效果良好,处理污水时间仅40-60分钟投资占地少电费0.06元/t,微生物使用周期8-10年,不需加碳源,仅需适量补硫源[14]

采用上述技术提标改造污水厂投资较少,若N P同时提标,其投资不超过600-800万元/万t污水处理能力。地方政府应对污水处理提标进行立法,加快太湖地区污水处理提标进度。

流域同时应提升污水处理能力以满足对全部污水进行处理的需求,其中太湖的上游区域更需要适度超前考虑;建设全覆盖的配套管网和加强污水处理系统的运行管理,如对管网全面普查,纠正管网的错接、混接、漏接,封堵排污口,全部污水均接入污水厂处理

 

4.1.2 加大其他点源治理力度

全面有效控制其他点源:生活污水全部进污水厂处理,生活垃圾进行无害化处置和资源化利用;工业企业进入工业园区、污水进行高标准分类处理,废弃物进行无害化处置和资源化利用,关停并转重污染企业;规模畜禽养殖污染(污水和废弃物)进行高标准集中处理,政府给予一定补贴。

4.1.3 加大面源治理力度

积极有效治理面广量大的面源:加大治理种植业、农村生活污水和垃圾、水产养殖、航行等各类污染的力度,建设美丽乡村、农田测土配方,大量削减化肥、农药用量,推广使用有机肥,节水灌溉,以减少农田径流污染;严格控制洞庭东山、西山由于乡村旅游业迅速发展而引起的生活污水、垃圾污染入湖,减少太湖东部水域的污染;增加调水能力和科学调度以增加太湖环境容量和水体自净能力,带走部分蓝藻和污染物。同时广泛采用直接净化河道水体和底泥的治理技术。

 

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4.2 创新除藻策略

削减蓝藻,降低藻密度至一定程度就可消除蓝藻爆发。消除蓝藻,降低藻密度的同时可减少磷释放,减轻富营养化和提高透明度,丰富生物多样性。

4.2.1 分水域除藻

太湖为大型浅水湖泊,平均水深仅2m多一点,难以一次性消除蓝藻爆发,分水域治理就是将太湖分为大小不等的若干个相对封闭水域进行治理[5.9]消除水面水体和水底蓝藻,就能消除蓝藻爆发。分水域消除蓝藻爆发后经2-3年持续治理、固定治理效果,就可把多个已消除蓝藻爆发的水域连成为一个无蓝藻爆发的大水域。湖湾优先治理、其后再治理其他水域,最后将太湖连成为无蓝藻爆发的水域。

 

4.2.2 除藻技术

除藻技术以处理蓝藻的方式一般分为3类:直接杀死蓝藻;创造不利于蓝藻生长繁殖生境;生物种间竞争。以除藻的类型分为以下8类:

微粒子(电子)除藻技术

① 金刚石碳纳米电子除藻技术[15]此技术的电极装置在加电压后释放电子在阳光下产生光电效应光催化作用破坏蓝藻的细胞壁和细胞内部物质消除蓝藻并消解蓝藻,同时可净化水体和底泥有机污染。

② 复合式区域活水提质除藻技术[16]。用活水循环、能量释放、固载土著微生物、碳纳米核磁和高级氧化等综合性技术制造的成套设备可直接消除蓝藻并消解蓝藻同时净化水体和底泥。

③ 超声波除藻技术[17]此技术是利用适当频率的声波在水体中产生一系列强烈的冲击波和射流破坏杀死蓝藻或抑制蓝藻的生长。

④ 电催化高级氧化除藻技术。是利用高性能催化材料在强大低压电流电场作用下,电击催化贵金属,与水体中物质反应,生成多类强氧化剂,有效杀死蓝藻及将其分解。

 光催化除藻技术。如石墨烯光催化生态网,利用石墨烯的光催化作用可在一定范围内控制蓝藻的生长速度。

⑥ 光量子载体除藻技术。此技术是把光量子的能量加载于载体,载体置于水中,能较长时间同时消除蓝藻和水体、底泥污染[18.19]

 

⑵安全添加剂除藻技术

① 改性黏土除藻技术[20]。喷洒改性黏土水溶液,使水面、水体和水底蓝藻快速沉于水底,继而实施生态修复如种植沉水植物,以固定底泥和吸收蓝藻所含的营养物质,消除蓝藻。

 此类技术还有天然矿物质净水剂除藻[21],食品级添加剂除藻[22],植物(中草药)化感物质制剂除藻[23]等。

⑶混凝气浮除藻技术。用混凝气浮法把蓝藻、底泥有机质混凝、气浮至水面,再打捞消除,或制成混凝气浮、打捞、分离一体化处置设备。麦斯特高速离子气浮技术也有此功效[13]

 

 蓝藻底泥协同清除技术。在清除底泥时同时清除蓝藻。有雷克底泥洗脱船、气动泵吸泥除藻设备、环保型绞吸式设备等。

⑸安全高效微生物及制剂抑藻杀藻技术。目前能抑制蓝藻生长繁殖或直接杀死蓝藻的高效微生物很多,如鄂正农微生物[24]固载微生物、TWC固载土著微生物[25]等,关键是选择安全的微生物。大麦秆等植物除藻也归于此类。

 

⑹改变生境除藻技术

①高压除藻技术[26]。将蓝藻进行高压处理,改变蓝藻原来的压力、温度等生境,使蓝藻在相当程度上失去生长繁殖能力、甚至死亡,达到大幅度减慢蓝藻生长繁殖的效果,此技术包括深井式和移动式2类。

②推流曝气增氧除藻技术。人工设施推流(射流)可使水体上下循环流动,使蓝藻有一定时间生活在水较深、水温较低区域,减慢其生长繁殖速度;曝气使水体增氧(包括普通、纯氧、臭氧等种类),降低N P,减慢蓝藻生长繁殖速度。

③遮阳除藻。水面上覆盖遮阳物质,减轻光合作用,减慢蓝藻生长繁殖速度或至死亡。

④降温除藻。藻类进入深水区可减慢生长繁殖速度、甚至难以繁殖,水深达到10m多(可在一定范围内人工控制水深)、水温降至9 ℃下,蓝藻难以繁殖。

 

 生物种间竞争除藻技术

① 植物除藻。如采用芦苇湿地、紫根水葫芦、岸伞草、沉水植物除藻。相当多植物在吸取水体和底泥N P的同时可产生化感物质抑藻除藻[4]。如紫根水葫芦除藻在滇池和太湖试验均很成功,其问题是冬季打捞、处置较麻烦。

②水生动物除藻。包括鲢鳙鱼、银鱼、贝类、浮游动物或其他动物滤食蓝藻。如鲢鳙鱼每长1kg相当于滤食30kg蓝藻,武汉东湖高密度放养鳙鱼(密度达到40g /m3水体)后于1985年就基本消除蓝藻爆发[27]。太湖2021年开始实施的禁渔行动有助于增加滤食蓝藻能力、减轻蓝藻爆发程度

 

⑻治理富营养化抑制蓝藻。消减富营养化至一定程度(如TN0.59mg / L、TP 0.029mg/L)可减慢生长繁殖速度直至消除蓝藻爆发;如在洱海等深水湖泊若水质提升至Ⅰ~Ⅱ类,可直接消除蓝藻爆发。其技术包括:控源截污、调水 、常规清淤、锁磷剂、常规打捞水面蓝藻等技术。

 

4.2.3采用最佳除藻综合技术

治理太湖是一个庞大的系统工程,仅依靠某个单项技术无法治理好太湖,特别是消除蓝藻爆发这个世界性难题更必须采取多类(种)技术进行综合集成才能解决问题。

综合除藻即在分水域治理的基础上选用上述若干除藻技术进行合理搭配、集成创新,以取得降低藻密度的最佳效果,直至消除蓝藻爆发。上述各类除藻技术在目前或今后均具有一定的可推广性(只是适用时间、地点、面积、条件等不同),在抑藻和消除蓝藻爆发的效果、速度、彻底性等方面有差异。应根据实情选择使用、集成、推广。

上述诸多技术中首选蓝藻水土共治技术,其中以金刚石碳纳米电子除藻技术为代表,其具有可在太湖大面积推广的优势,2020年在太湖梅梁湖十八湾试验的除藻率达到93%,此技术进行较长时间运行可消除底泥有机污染及提升水质至Ⅲ类;此技术投资省,在大水体消除蓝藻爆发、提升水质、清除底泥有机污染3项的设备总投资仅为1-2千万元/km2此技术效率高,施工管理方便,一年四季能有效发挥除藻、净水和清污泥的作用,其他类型技术与之难以相比,值得推广。此类技术还有复合区域活水提质除藻技术等。各水域特别是沿岸水域可根据实情同时配套以下技术:加压控藻、改性黏土、TWC固载土著微生物技术及混凝气浮、曝气造流、超声波、光量子载体、适度养鱼和禁渔等技术,使除藻、净水和清除底泥有机污染的效果更好。

 

4.3 修复生态

太湖生态系统已受到严重损毁,应全力修复,同时恢复生物多样性。

4.3.1 修复损毁的生态系统

生态系统包括水体、底泥及其生物,水域周围一定范围的陆域、地表和地下水体及其生物。修复、恢复生物多样性主要包括植物、动物、微生物、藻类的多样性,也包括削减过多的蓝藻以恢复其他藻类的多样性。

4.3.2 恢复湿地

修复太湖生态系统主要是修复湿地湿地应该恢复至蓝藻爆发以前规模,增加200km2,占太湖水面积25-30%[4.8],修复湿地的一半要放在西太湖。

 

4.3.3 人工修复与自然修复湿地结合

在人工改善生境修复湿地时,应同时充分利用自然力逐步改善生境、自然恢复湿地,如湖中的部分水域可逐步自然修复沉水植物湿地;相当多水域可人工修复与自然修复湿地相结合。

4.3.4修复湿地措施

 恢复太湖西部等被围垦的原有湖滩地50km2多,在恢复西部沿岸湖滩地后,其同时可作为西部入湖河道的净水池。

在改善生境后修复太湖沿岸数百米宽水域的以芦苇为主及包括沉水植物的湿地。

全太湖统一调度,适当降低水位特别使冬季水位,自然修复湖中心沉水植物湿地,并结合适当抬高基底高程有利于修复芦苇湿地。

 

4.4 加大科研力度和资料共享

科研机构和人员在研究蓝藻基础理论的同时,加大治理、消除蓝藻爆发的应用性综合技术研究、推广;加大污水处理N P综合提标的研究;加大恢复生境和修复湿地的研究。

监测资料公开共享。环境资料能让公众自由和公开的获得,是环境决策过程中达成满意的公众介入的根本性的一步[28]现流域内有关机构、单位(部门)监测所得的环境资料大部分由其内部掌握,使这些由政府出钱监测得的资料在相当程度上不能公开共享、发挥作用,其中仅由太湖流域管理局的网站上可以通过“太湖健康报告”免费查询到2007年及以后各年的流域水质、环境资料。所以,应建立1个或多个流域水环境网站,实行监测数据系列资料公开共享,尤如天气预报和大气质量监测网站一样实时公开共享,有利于关心太湖水环境的公众和研究人员共享选用及监督。

 

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结束语:遵照习总书记的指示“抓好生态文明建设,攻克老百姓身边的突出生态环境问题”,希望把治理太湖消除蓝藻爆发的阶段性目标列入"十四五"生态环境保护规划和有关太湖治理的专项规划,克难攻坚,尽快解决老百姓不希望看到蓝藻爆发的问题,建设一年四季美丽的太湖。

 

参考文献

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[3] 王鸿涌 张海泉 朱喜,等.太湖蓝藻治理创新与实际[M].北京:中国水利水电出版社,2012

[4]朱喜 胡明明 孙阳,等.中国淡水湖泊蓝藻暴发治理和预防[M].北京:中国水利水电出版社,2014

[5]朱喜 胡云海 周 吉,等河湖污染与蓝藻爆发治理技术[M].郑州:黄河水利出版社.2021.1

[6]朱喜 太湖蓝藻大爆发的警示和启发[J].上海企业,2007(7):6-8.

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[8]朱喜 胡明明 孙阳,等.河湖生态环境治理调研与案例 [M].郑州:黄河水利出版社.2018

[9] 朱喜 李贵宝 王圣瑞 太湖蓝藻爆发治理现状与目标对策[J].水资源保护,2020,36(6),2020.11:106-111

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[11]生态环境部办公厅 关于发布国家生态环境基准《湖泊营养物基准—中东部湖区(总磷、总氮、叶绿

素a)》(2020年版)及其技术报告的公告(公告2020年077号)[R] 2020.12.30

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[19] 苏州正奥水生态技术研究有限公司 光量子载体净化水体底泥技术总结[R].苏州:苏州正奥水生态技术研究有限公司.2019

[20]潘刚 改性黏土在太湖梅梁湖十八湾除藻试验技术总结[R].无锡 2008

[21] 天津市安宝利亨环保工程建设有限公司 天然矿物质制剂净化水体技术总结[R]. 天津:天津市安宝利亨环保工程建设有限公司,2018.

[22] 王雪平 食品级添加剂除藻试验技术总结[R].晋中 2018

[23] 无锡智者水生态环境工程有限公司 利用植物化感物质制剂消除蓝藻的技术总结[R].无锡:无锡智者水生态环境工程有限公司,2018

[24] 武汉鄂正农科技发展有限公司 一种快速絮凝并去除水体中蓝藻的方法[专利].专利号:410382658.3,2017年4月18日

[25] 广东鑫国环保科技公司 TWC生物蜡固载土著微生物技术治理河湖水体蓝藻底泥技术总结[R].广州 2019

[26] 无锡德林海环保科技股份有限公司 加压灭除蓝藻整装成套设备技术研究报告[R]. 无锡:无锡德林海环保科技股份有限公司,2017

[27] 谢平 鲢鱅与藻类水华控制[M].北京:科学出版社.2003

[28] 联合国环境规划署国际环境技术中心 刘建康译 湖泊与水库富营养化防治的理论与实践[M].北京:科学出版社:60 .2003.4

 作者著于2021.10.20  

 

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本期【百家论水】专栏系列就到这里了,期待各位下期再见。

编者:薛国强
校审:朱   喜

【百家论水】专栏与您真诚相邀

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朱喜:论太湖调水不会升高总磷

来源 :朱喜 水利参阅

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【编者按“没有最好,只有更好”,是本公众号创办的座右铭,也是奋斗的目标。长期以来,我们始终把推文质量、品质放在第一位,精挑细选。本着百花齐放,百家争鸣,出于为公众传播有益资讯信息之宗旨,为更好地丰富平台内容与专业水平,力求打造水利行业精品公众号平台之精神,【水利参阅】开办【百家论水】专栏,专栏集各位专家智慧,进行热点解读、独到见解、沙龙研讨、案例或经验总结、分析等原创分享。本期为第11期,分享人是朱喜老师,本文经作者授权同意本平台发布,让我们一起致敬分享者并与诸位分享、交流。




一 作者简介




 

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朱喜老师在2018第五届中国(国际)水生态安全战略论坛上作报告

作者简介朱喜:男,1968年毕业于乌鲁木齐农垦大学,高工,中国水利学会会员;在新疆水利行业工作至1985年调回无锡,于无锡市水资源管理处、犊山工程管理处等9个单位工作过,2005年退休前后工作于无锡市水利局12年。前后从事水资源、水工程规划、设计和管理工作50余年,2002起从事河湖水污染、水环境、水生态研究,2007年起从事太湖等大中型湖泊消除蓝藻爆发、富营养化技术及其应用理论研究。2007年6月首先提出太湖2007年5.29供水危机实质是“湖泛”的理论,为政府采纳和专家认同;提出新沟河“引江济太”的设想;2007-2013年任无锡市蓝藻办顾问,专门从事蓝藻治理技术工作。

共编撰出版5部技术专著:《河湖污染与蓝藻爆发治理技术》(2021),《河湖生态环境治理与调研》(2018),《中国淡水湖泊蓝藻爆发治理与预防》(2014),《太湖蓝藻治理创新与实践》(2012),《太湖无锡地区水资源保护和水污染防治》(2009)。

主编4个规划:《无锡市水资源综合规划》(2007),《无锡市水生态系统保护和修复规划》(2006),《无锡市水资源保护和水污染防治规划》(2005),《无锡市区水资源保护规划》(1995)。

发表有关水资源、水生态、水环境、河湖治理、2007年供水危机、调水、防御洪涝、污水处理提标、治理太湖巢湖滇池富营养化和蓝藻爆发等百余篇文章,参加全国百余场学术研讨交流会并作报告。




二 文章全文




摘要:太湖2005年起实施“引江济太”调水入湖,2007年起实施梅梁湖泵站调水出湖;调水的概念和作用,太湖调水类型,“引江济太”和梅梁湖泵站调水的基本情况:调水水量、水质和改善太湖水质的效果及其原因;正确认识评价调水、调水不会升高太湖TP。

关键词 太湖 引江济太  调水 改善水质
引言:太湖调水究竟好不好?坏处多还是好处多?是不是升高了太湖TP?这是前一阶段热议的问题。2007年供水危机后努力治理太湖10余年,2015-2019年太湖TP没有降低反而升高,所以有相当部分人提出上述问题,认为望虞河“引江济太”调水升高太湖TP,应停止调水。这是个错误认识,因为这些人找不到太湖TP升高原因,就嫁祸于“引江济太”调水,说明这些人对水、水利和调水的性质和作用不了解,所以在此对太湖调水进行分析,以解除对望虞河“引江济太”调水的误解。

一、调水概念和作用
中国的调水自古以来有之:春秋时期开凿邗沟(公元前486~前484年),联结长江淮河中国古运河;秦修建四川都江堰(前256~前251),全世界迄今为止年代最久、唯一留存、无坝引水的宏大水工程,并开凿郑国渠(前237年)、我国古代最大灌溉渠道,开凿广西兴安灵渠(前219-前214年)、沟通湘江和漓江;隋朝开凿京杭运河(公元581-618年)、沟通5大水系,对中国历代社会经济发展和繁荣起到很大作用1

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1 调水概念
调水即是通过人工手段、建设相应工程改变自然水流的路经、水量、流速、水位等水文水动力因素,到达受水区,达到人们所希望的水量适宜和水体清洁的要求,实现人水和谐。

2 调水的目的与作用
2.1 调水目的

 

调水目的总体是在一定范围内解决水多水少和水污染水生态的问题。

 

2.2 太湖调水的作用
⑴ 解决水多问题。合理的蓄水滞水泄水,解决洪涝如建设水库、泵站、水闸、水坝、泄水通道等工程以解决问题。
⑵ 解决水少问题。主要是增加水量,解决干旱或缺水问题,包括生活、工业、农业灌溉和城市用水,建设相应的水工程解决水少问题;同时抬高水位、解决航行、生态流量、生态水位问题。
⑶ 解决水污染水生态水环境问题。增加水量、水体流动性、环境容量、自净能力,建设相应的水工程设施解决问题。此是我国改革开放以来社会经济持续发展的需求,也是调水的新功能。

3 中国已建大中型调水工程
由于调水的功能多作用大,所以20世纪50年代以来,国内实施了多个大中型调水工程,小型调水工程更是不计其数。大型调水工程有:引黄济津和引滦入津1983年9月南水北调工程,东线一期(2013年),中线工程一期(2014年12月);正在建设的滇中引水工程,珠三角“引西江济东江”地下河调水工程;解决干旱缺水的新疆塔里木河调水(2000年起额尔齐斯河北水南调工程(2008年,甘肃黑河调水工程(2000年);长三角无锡市等建设大型城市控制圈调水防治洪涝和改善生态环境工程(2007年起),长江边的武汉和江阴等城市实行江河连同调水改善水环境工程(2002年、2005年),望虞河“引江济太”调水工程(2005年),等[1]

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二、太湖调水类型
① 调好水或相对较好的水进入受水体,满足水量需求和改善水质、水生态环境,如“引江济太”等。
② 调差水出被治理水体,如梅梁湖泵站把较差的梅梁湖(太湖北部湖湾)水调离太湖,减轻污染和减少蓝藻,改善水质。
③ 阻挡差水进入被治理水体,主要是太湖中游河道如直湖港、武进港、梁溪河等的入太湖口建建设水闸挡污工程,阻挡差水入太湖,减轻入太湖污染负荷。
抬高水位和控制下泄流量,如在下游建设闸坝系列控制工程、在上游建设高程7m 的坝体,使太湖成为相对封闭的水体,以增加蓄滞水量、防治洪涝。
⑤ 调洪水离开太湖建设望虞河通道及正在建设的新沟河和新孟河2条通道均兼有排泄洪水的功能

本文主要分析太湖调进调出的2类调水:望虞河“引江济太”进太湖调水和梅梁湖泵站调水出太湖。此2类调水主要是生态环境调水,包括生态、环境调水2个方面,环境调水是为改善人类居住区域环境系统,生态调水是为改善河湖生态系统。二者概念有些不同,但无明确区分,是有机结合体。本文不论述这2个工程兼有的排泄洪涝水功能。也不论述其他类型调水。

三、望虞河“引江济太”调水工程
望虞河“引江济太”调水,从2005年开始至2020年已实施16年,究竟作用如何?有人否定,原因是自太湖2007年供水危机后治理太湖10余年,取得相当的成绩,但2015-2019年太湖TP浓度不降反升,认为是“引江济太”调水增加太湖TP负荷及源水水质差于太湖的原因,所以此举抬高太湖水质TP浓度,应停止调水。笔者则认为调水不会升高水质TP,且能改善太湖水质。

1 “引江济太”调水概况
1.1 工程概况
“引江济太”工程由长江边的常熟枢纽引江水通过望虞河经望亭水利枢纽进入贡湖(太湖北部的湖湾)直接受水区,全长62.3 km。其中河道段60.3 km、入湖段0.9 km、入江段1.1 km。河道口宽平均120-150m,河道中途经过漕湖(面积9.1km2)、鹅真荡(5.2km2)、嘉陵荡(1.2km23个湖泊,面积合计为16.5km2望虞河具有防洪排涝、调水和航行功能。

1.2 调水水量
调水水量从2007年供水危机算起,2007-2020年望虞河“引江济太”调水(简称引江),从长江引水和入太湖水量分别为227.2、106亿m3(表1),年平均分别为16.2、7.6亿m3,其中入湖水量占长江总引水的46.9%
表1  望虞河引江济太入太湖水量统计表(亿m3

 

年份
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
水量
14
8.92
4.9
10
16.1
6.86
11.41
10.56
 
年份
2015
2016
2017
2018
2019
2020
合计
年均
水量
3.89
1.44
4.83
5.4
5.62
2.36
106
7.57
注:1、2007-2020年调水14年共带走P 463t、N12974t;2、2008年起数据来源于太湖健康报告

 


1.3 调水入湖水质
2008-2018引江入湖水质TP年平均为0.106mg/L[2]。其中2008-2014年为0.085-0.14mg/L,2015-2018年0.065-0.1mg/L
此阶段TN年均为2.47mg/L[2]。其中2008-2014为1.9-3.6mg/L2015-2018年的1.9-2.6mg/L。

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1.4 调水输送过程中污染负荷变化
引江水质N P浓度在大部分时间段略高于太湖,但调长江水进入望虞河及经过漕湖、鹅真荡、嘉陵荡3个湖泊后流速减慢,含N P等物质的悬浮物得到一定程度的沉淀,使水中N P得到一定程度削减;此外,望虞河受到两岸及其他河道一定程度的污染。在此两方面作用下,“引江济太”调水进入贡湖前源水水质仍略高于太湖的年平均水质。2008-2018年的“引江济太”调水入湖水质TP年平均值高于2008-2019全太湖水质TP年均值35.9%[3]同期入湖水质TN年平均为2.47mg/L、劣Ⅴ类,高于全太湖同期水质年均值1.95mg/L的26.7%。

2 引江调水与环湖河道入湖比较
太湖水源主要为环湖河道入湖。此处进行引江调水与环湖河道入湖比较。因为2007年供水危机后政府努力治理太湖14年,其中2015-2019年太湖TP较2007年0.074 mg/L反而升高6.8-17.6%,有些人由于找不到TP升高原因就断定是引江调水引起。以下根据各类情况分析引江调水不可能升高20015-2019年太湖TP浓度。

2.1 入湖水量比较
2007-2014年入湖水量:引江82.8亿m3仅为环湖河道831亿m3 的9.96 %。
2015-2020年入湖水量:引江23.5亿m3仅为环湖河道778.6亿m3,的3 %[2]
因为2008-2014年太湖TP均没有较2007年升高,而2015-2020年引江水量仅占环湖河道入湖量3%,不可能使20015-2019年太湖TP浓度升高达到或超过6.8%(表2)。
表2  环湖河道入湖水量(亿m3

 

年份
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
水量
92
99
103
118.8
113.4
109.8
91
104
 
年份
2015
2016
2017
2018
2019
2020
合计
水量
119
159
113
117
126
144.6
1609
                 

 

2.2 入湖水质比较
如正常年份2018年的TP浓度,引江0.09 mg/L,为其他18条主要入湖河道水质算术平均值0.16mg/L的56.3%;同年TN,引江1.8 mg/L,为其他18条主要入湖河道3.3mg/L的54.5%。此见,引江水质明显优于其他18条主要的入湖河道水质,要升高太湖TP浓度,也是由于其他入湖河道引起,因为2018年其他入湖河道入湖TP负荷0.19万t较2007年的0.184万t增加3.26%。

2.3  引江调水与太湖水质比较
TP浓度,2007-2014年平均,引江0.124 mg/L较太湖0.070 mg/L高77.1%;2015-2019年平均,引江0.114 mg/L较太湖0.083 mg/L高37.3%[2]
即年均引江TP浓度高于太湖的比例,后阶段较前阶段降低51.6%,不可能使2015-2019年的太湖TP浓度较2007年升高。
2008-2019年均TN浓度,太湖1.95 mg/L,引江2.47 mg/L,虽然引江较太湖高26.7%。但此期间太湖TN浓度持续下降。不存在升高太湖TN的问题。

2.4 二者入湖负荷量比较
2007-2018年环湖河道入湖年均TP负荷量为0.213万t,其中,2007-2014年、20015-2018年分别为0.211、0.215万t。引江此2阶段分别为122.9 、46.8 t,分别为环湖河道此2阶段的5.8、2.2 %,20015-2018年仅为前阶段的38%,说明以引江负荷分析,20015-2018年不可能升高太湖TP浓度;其中2016年引江TP为近年最少,仅16.42 t,仅为2007-2018年环湖河道入湖TP负荷年均值的0.77 %(表3),更不可能升高太湖2016年TP浓度。(注:有时候二者比较年限不一致是由于资料来源所限,若不一致时以年均值比较)
2007-2018年环湖河道入湖年均TN负荷总量为4.6万t。此阶段太湖水质TN基本呈持续下降趋势,所以从入湖负荷分析,引江调水不会升高太湖TN。
表3环太湖河道入湖总负荷(万t)

 

年份
2007
2009
2011
2012
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
07-20平均
TN
4.26
4.94
4.77
4.73
4.2
4.4
5.35
3.94
4.96
3.64
4.13
4.502
TP
0.184
0.22
0.25
0.2
0.173
0.204
0.25
0.2
0.19
0.18
0.20
0.209

 


3 引江调水改善贡湖水质效果
3.1 贡湖TP浓度改善幅度优于湖心
引江调水入湖首先改善直接受水区贡湖水质,调水后2008年起贡湖水质TP持续优于湖心:如 2020年与2007年比值:贡湖、湖心分别为0.771、1.088倍,即贡湖TP降低22.9%,湖心反而升高8.8%;2020年贡湖为0.054mg/L大幅优于湖心的0.074mg/L。据调查分析,湖心TP升高的主要原因是其藻密度升高了17倍。

3.2 贡湖TP浓度优于其他相邻水域
引江调水14年,贡湖水质TP年均为0.063mg/L,而湖心为0.069mg/L较贡湖高9.5%,太湖为0.075mg/L较贡湖高19%,梅梁湖(太湖北部的湖湾,位于贡湖以西)为0.086mg/L较贡湖高36.5%由此说明引江调水后明显改善贡湖TP浓度。

 

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3.3 贡湖TN浓度优于其他水域
2007-2020年贡湖TN年均值1.74mg/L,依次优于太湖湖心(1.9mg/L)、全太湖(1.95mg/L)、梅梁湖(2.15mg/L)(表4)。由此说明引江调水明显改善贡湖TN浓度,使优于相邻其他水域。

3.4 历年贡湖蓝藻爆发程度明显轻于梅梁湖
如2017年,贡湖和梅梁湖藻密度分别为1.5、2.4亿个/L,叶绿素a分别为50、90µg/L,均是贡湖明显优于梅梁湖。
表4  “引江济太”调水对2007-2020年太湖有关水域水质影响比较(mg/L)

 

年份
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
TP
太湖
0.074
0.072
0.062
0.071
0.066
0.071
0.078
0.069
贡湖
0.068
0.07
0.054
0.076
0.051
0.061
0.07
0.06
梅梁湖
0.105
0.115
0.101
0.093
0.061
0.068
0.088
0.075
湖心
0.068
0.058
0.055
0.062
0.06
0.073
0.078
0.065
TN
太湖
2.35
2.42
2.26
2.48
2.04
1.97
1.97
1.85
贡湖
2.65
1.97
1.82
2.19
1.8
1.85
1.9
1.8
梅梁湖
3.2
2.98
2.7
2.69
1.98
2.1
2.15
2.2
湖心
1.9
2
2.1
2.2
2.01
2.1
2
1.9
 
年份
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2007-2020平均
TP
太湖
0.082
0.084
0.083
0.097
0.087
0.073
0.075
贡湖
0.058
0.072
0.078
0.061
0.07
0.054
0.063
梅梁湖
0.074
0.111
0.107
0.058
0.12
0.092
0.086
湖心
0.053
0.085
0.086
0.084
0.094
0.074
0.069
TN
太湖
1.85
1.96
1.6
1.55
1.49
1.48
1.95
贡湖
1.74
1.8
1.4
1.35
1.3
1.28
1.74
梅梁湖
1.63
2.1
1.9
1.55
1.7
1.41
2.15
湖心
1.88
2
1.6
1.5
1.7
1.47
1.9
说明:1.表中贡湖.梅梁湖.湖心2010年及以后的水质数据来源为太湖健康状况报告的曲线图的估测,参考文献[2],2010年以前的来源为参考文献[4]。2.引江入湖水质(2008-2018平均)TP 0.106mg/L、TN 2.47mg/L[3]
                   

 

4 调水改善水质原因分析
调水增加太湖TP TN负荷,调水水质TP浓度略差于太湖,为何调水入湖后仍能改善贡湖水质?分析原因:

4.1 太湖水体有良好的净化作用
太湖水流主要是从西向东,即从西部河道入湖后一路向东至东太湖经太浦闸出湖,全程60km多,在此流动过程中,由于有一定的流速和风浪,存在增氧、沉淀、动植物吸收、微生物作用、理化和生化反应等原因,使P N浓度得以滞留(净化)。据资料分析,西部河道入湖时的Ⅴ-劣Ⅴ类水可净化为东太湖出湖时的Ⅲ-Ⅳ类水。其净化率TP、TN分别达到65-80%、55-70%。引江调水同样具有此净化水质的功能。以此进行分类分析引江调水改善太湖水质。

4.2 调水入湖水质普遍优于环湖河道水质
太湖的污染负荷主要来源为河道入湖。引江水质明显优于环湖河道水质。如以一般年份的2018年为代表,引江水质TN、TP浓度分别为环湖河道的54.5%、56.3%,所以能够改善贡湖与湖心水质。

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4.3 根据水质浓度公式可说明引江调水改善太湖水质
如2016-2018年引江年均TP负荷为46.8t,仅为环湖河道入湖负荷2120t的2.2%,此期间引江水量占入湖总水量的3.17 %,根据水质浓度=负荷/水量的公式计算,当分子负荷量增加的比例小于分母水量增加比例时,表示TP浓度减小,水质得到改善,也即是稀释作用。

4.4 流速减慢TP沉淀
当引江水经望虞河入贡湖后,贡湖湾口水体宽度达到30km,断面面积较望虞河增加上百倍,流速明显减慢,促进附着相当数量N P的悬浮物沉淀,从而降低水体N P浓度。其中,沉淀的悬浮物中附着长江源水中原有的P物质,也包括贡湖水体中的P物质。

4.5 净化水体带走蓝藻和污染物
14年来引江调水年均入湖7.57亿m3,使贡湖年增换水2.4次。调水增加水体流动性,起增氧作用,利于净化水体中的P N、改善水质;增加的调水量可带走一定的蓝藻和P N等污染物经太浦河出湖,同时可减慢蓝藻生长繁殖速度。其中,调水14年共带走TP 463t、TN12974t。

4.6 蓝藻生长繁殖吸收N P
客观原因:其一,贡湖年年蓝藻爆发,大量吸收水中N P营养物质,随之降低水中TN TP浓度。其二,贡湖是水源地,大量打捞蓝藻,减少蓝藻及其N P。其三,目前监测水质的方法一般是通过去除相当部分蓝藻后测定的水质,所以更显出有明显降低水质TN TP的效果。

5 结论
5.1望虞河“引江济太”调水有利于改善太湖水质
虽然长江源水水质一般均略差于太湖和增加太湖N P负荷,但由于调水水质明显优于环湖河道入湖水质、具有稀释作用、调水水流流速减慢使悬浮物沉淀、提高水体流动性具有增氧等因素,加之太湖采用了控源截污、清除底泥、打捞蓝藻、生态修复等措施,致使受水水域贡湖水质得到有效改善。致使贡湖水质优于相接的湖心水域和更优于西侧邻近的梅梁湖,表现出明显改善水质的效果。在贡湖、湖心和太湖中下游的总体范围内不存在调水升高太湖水质TP的问题。

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5.2 太湖TP升高原因是增加藻源性P
经过调查分析,太湖TP 2015-2019年较2007年有所升高的原因主要是蓝藻年年持续爆发[1]大幅增加整个太湖的藻源性P致使全太湖TP有所升高,绝非是“引江济太”调水因起。

四、梅梁湖调水出湖工程
1 梅梁湖调水概况
自2007年5•29太湖供水危机的第2天5月30日起就实施梅梁湖泵站调水出湖,调水流量保持在40~54 m3/s之间,全年365天持续运行,至2007年底梅梁湖泵站共调水8亿m3。由于梅梁湖泵站调水的原设计是阶段性使用,没有考虑全年运行,所以若梅梁湖泵站全年连续调水运行,有可能调水设备会出安全问题,于是在其附近建设大渲河泵站,2009年开始与梅梁湖泵站轮流运行。梅梁湖泵站流量为5*10m3/s=50m3/s,大渲河泵站为30m3/s(表5)。
表5  梅梁湖.大渲河泵站调水出湖水量及带走P N统计表(亿m3、t)

 

年份
梅梁湖泵站
大渲河泵站
合计水量
带走P
带走 N
2007
8.029
 
8.03
   
2008
9.606
 
9.61
   
2009
5.611
1.467
7.08
   
2010
5.229
3.785
9.01
   
2011
4.104
2.863
6.97
   
2012
5.363
3.953
9.32
   
2013
3.911
4.146
8.06
   
2014
3.721
3.682
7.40
   
2015
3.756
2.984
6.74
   
2016
2.762
3.762
6.52
   
2017
5.773
3.989
9.76
   
2018
4.874
1.873
6.75
   
2019
3.085
3.307
6.39
   
2020
5.354
2.195
7.55
   
累计
71.178
38.006
109.18
1035
24518
注:数据来源于梅梁湖.大渲河泵站调水出湖水量统计表

 


2 梅梁湖调水作用
2.1 有效消除2007年供水危机
2007年太湖供水危机的实质是贡湖水源地发生蓝藻爆发型“湖泛”[5]其中一个重要条件是水源地水体静止或相对静止,而自2007年5月30日梅梁湖泵站开始调水出湖后,带动了贡湖水源地水体的流动,打破了贡湖水源地水体相对静止的状态,梅梁湖泵站调水是解决贡湖水源地供水危机的主要措施,并在其他措施配合下有效消除了2007年蓝藻爆发“湖泛”型供水危机。其他措施包括人工降雨、自来水应急处理技术及太湖水体自净能力等。

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其中供水危机“湖泛”的基本现象是水源地水体黒臭,主要影响因子是TN、NH3-N的浓度过高,同时由于严重缺氧所致。“湖泛”发生初期的最高日均值TN、NH3-N的浓度分别达到13、12mg/L,梅梁湖泵站调水6天后NH3-N就稳定达到Ⅳ类,调水20天后TN就达到Ⅴ类,以后持续好转。另外TP也持续好转。充分说明调水改善水质的作用(表6)。
表6  南泉水厂取水口水源地水质表
单位:mg/L、类  

 

日期
NH3-N
TN
TP
均值
均值类别
均值
类别
均值
类别
5.30
8.6
劣Ⅴ
12.2
劣Ⅴ
0.462
劣Ⅴ
5.31
12.0
劣Ⅴ
13.0
劣Ⅴ
0.491
劣Ⅴ
6.1
3.66
劣Ⅴ
8.35
劣Ⅴ
0.274
劣Ⅴ
6.2
1.84
10.4
劣Ⅴ
0.152
劣Ⅴ
6.3
2.25
劣Ⅴ
5.72
劣Ⅴ
0.186
6.4
2.12
劣Ⅴ
4.77
劣Ⅴ
0.208
劣Ⅴ
6.5
1.08
3.29
劣Ⅴ
0.112
6.6-.10
0.64
2.89
劣Ⅴ
0.122
6月中旬
0.50
2.21
劣Ⅴ
0.148
6月下旬
0.33
1.73
0.114
7月上旬
0.44
1.72
0.098
7月中旬
0.38
1.82
0.100
7月下旬
0.31
1.90
0.104
8月上旬
0.31
1.70
0.099
8月中旬
0.53
1.94
0.105
8月下旬
0.28
1.75
0.101

 


2.2 直接有效改善梅梁湖水质TN TP
梅梁湖泵站实施调水后梅梁湖水质日益好转,由原来大幅差于湖心,改善为逐步接近或优于湖心,如TN,2007年二者分别为3.4mg/L、2.15mg/L,2020年二者分别为1.41mg/L、1.47mg/L,说明2020年梅梁湖已优于湖心;梅梁湖、湖心的TN,2020年较2007年分别削减58.5%、31.6%。说明梅梁湖水质TN的改善幅度明显优于湖心。TP 2020年与2007年的改善幅度:梅梁湖、湖心分别为16.4%、-8.8%,梅梁湖改善幅度快于湖心;TP 2020年梅梁湖、湖心分别为0.092、0.074mg/L(表7),梅梁湖还差一点。分析其原因是整个太湖藻密度大幅度升高5.36倍,各水域分别升高2-21倍不等。其中梅梁湖升高2.54倍、湖心升高18.18倍,于是造成梅梁湖TP下降滞缓,引起湖心TP升高。
表7  梅梁湖.湖心水质对比(mg/L、%)

 

项目
TN
TP
2007
2020
2020/2007
2007
2020
2020/2007
 全太湖
2.35
1.48
0.6298
0.074
0.073
0.9865
湖心
2.15
1.47
0.6838
0.068
0.074
1.0883
梅梁湖
3.4
1.41
0.4148
0.11
0.092
0.8364

 


3 梅梁湖调水改善水质的原因
梅梁湖基本无河道污染负荷入湖,因为原来的梁溪河、直湖港、武进港等入湖河道均已经建设控制水闸实施挡污控制,所以河道污水一般不会进入。梅梁湖仅存在降雨降尘、内源及少量地面径流污染。所以调水出湖是改善梅梁湖水质的主要原因,分析如下:

 

 

 

3.1增加换水次数净化水体
梅梁湖泵站14年来调水出湖109亿m3,年均出湖7.786亿m3,使梅梁湖年平均增加换水3次,调水增加水体流动性,起增氧作用,利于净化水体中N P等污染物、改善水质。

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3.2 带走蓝藻和污染物
调水可带走一定的蓝藻和污染物出湖。其中14年来共带走水体中污染物TP1035t,TN24518t,并有一定的减慢蓝藻生长繁殖速度的作用。带大量蓝藻和污染物出湖可直接提升梅梁湖水质。

五、启示
1 正确认识评价大中型调水工程
我国已建众多大中型调水工程,且还将继续建设,故应对太湖调水等大中型工程进行正确认识和予以科学评价,以减少或消除否定调水的议论,利于进一步有序推进大中型调水工程的建设与管理。

一是正确认识太湖调水均有利于改善水生态环境,不容否认。同样如有人原先认为南水北调工程开始几年没有达到设计的供水目标水量就是失败的工程。一般大规模调水工程不可能建成运行就达到设计目标(效果),相当多工程可能要建成运行5-10年后才能达到设计目标。如南水北调工程的输水量有一个从少至多的过程,根据用水需求、认识、管理和价格等因素逐步达到设计目标,从通水第一天起至调水量累计达到百亿m3用了3年,第二个累计调水量达到百亿m3仅用1年,以后累计调水量达到百亿m3所需时间更短;三峡水库蓄水从2003年135m水位至2009年达到设计标准175m,用了6年;望虞河“江济太”调水已运行17年,其调水量根据太湖水位、防汛要求、富营养程度等决定,一般年调水入湖8-20亿m3不等,大部分年份不必达到设计标准的年调水20亿m3有关部门应该组织专门人员进行望虞河“引江济太”改善太湖水质方面的研究。

二是正确评价有了正确的认识才能进行正确的评价。对太湖调水有了正确的认识就不会否定太湖调水。同样有些人认为三峡工程有缺陷就否定、甚至希望拆除大坝。三峡水库消除武汉等长江中游城市的洪灾效益非常明显,是其它任何措施不可比拟的;同时三峡工程增加清洁能源、净化空气效益显著:发电装机2240万kw、年发电882亿kwh,2003-2017年累计发电相当于节约标准煤3.6亿t,减排CO2  9亿t、SO2  420万t,大量减少了大气污染。

2 适宜调水的应尽量调水
有建设大中型调水工程的需求和有条件实施的区域,应经评估后尽量实施调水,暂时不具备调水条件的要创造条件上马。我国建设大中型调水工程具备成熟的技术,也不缺资金。所以有调水需求的城市、区域,其调水工程实施时间的先后主要取决于工程的紧迫性和综合实施条件的成熟程度。如三峡工程在孙中山时期就提出,直到21世纪初我国社会经济比较发达的时候才得以顺利实施。

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我国七大水系江河湖库众多,应在流域总体规划下实施江湖连通和控制圈防治洪涝等工程防治洪涝与改善生态环境。特别是水资源丰富和社会经济发达的长三角、珠三角,东南沿海平原区的具备建设条件的应尽量建设调水工程,暂时缺乏条件的应创造条件实施。中国第一个大型调水工程南水北调(东中线)已建成运行,“滇中引水”大工程、“引江济渭”高难度工程、“引西江济东江”地下河大调水工程等正在实施或将建成,说明我国目前有能力和实力实施大规模调水。大西北调水有其必要性,但需根据其紧迫性、拉动内需的必要性、资金来源、就业需求、实施条件的综合成熟程度及社会经济效益的综合评估来确定优先实施哪个工程和实施时间。

3 调水需克服不足之处
十全十美的大规模调水工程是没有的,存在一些不足或问题是常有的,存在的问题可能是原设计预计到的,或建设时、建成后才发现的。所以对于已建调水工程在发挥最大效益同时应进行长期监测和评估,凡对生态产生不利影响的工程,应根据实情采取补救措施恢复生态功能,包括防治水污染、调整调水比例,维持最低环境流量,栖息地修复等,消除问题或尽量减轻问题。

⑴ 水源水质不理想。如玄武湖、西湖调水时对源水实施沉淀或生化处理去除N P后再调水;塘西河净水厂对巢湖源水去磷处理后再调水入河;社会经济发达地区的大量城市暗河治理,可对黑臭水体实施一次处理或二次处理后调水。凡是可以考虑到的问题均应在调水工程规划设计时就应考虑到,如调水水源、输水途中和受水区域的污染控制问题。若工程运行一段时间后发现如污染的变化对调水有影响等问题,则须采取调整控污及调度运行方案等措施予以解决。

控制外源是改善调水水域水质的基本措施,需要全方位控制生活、工业、集中畜禽养殖和污水厂等4类点源及有关面源。关键是要建设足够的污水处理能力和大幅度提高污水处理标准[6];削减内源也是极为重要的措施,大幅度升高的藻密度和年年爆发的蓝藻和已成为太湖目前的主要内源,削减内源的关键是采取综合性措施全年削减水面水体和水底蓝藻数量[7]由此降低藻密度及底泥的有机污染。

⑵ 水量不足。其一是水源地水量不足,如南水北调中线,丹江口水库水量不足,则加高大坝从162m至176.6m,扩大库容至290亿m3;南水北调中线的实施,使汉江水量不足,就建“引江济汉”,自流输水37亿m3补充汉江,后将在引水口建200m3/s提水泵站以满足水环境和春灌期用水需求其二是调水量不足;南京玄武湖现调水能力不足Q=5m3/s,可适度增加流量,武汉大东湖调水网可适度增加调水量,加大水质改善效果和加快改善速度。若调水运行一段时间后,发生水源地水量有较大变化则可减少调水量或调整调水运行方案

⑶ 为调水工程补缺。望虞河“引江济太”调水工程无法改善太湖西部梅梁湖水质,后即建梅梁湖泵站调水解决此问题,梅梁湖泵站全年运行难以保障其设备设施的安全,就又增建大河泵站,与梅梁湖泵站轮流运行,解决运行的安全问题;太湖、巢湖等浅水湖泊建闸筑堤提高水位减少了芦苇湿地,而有利于蓝藻生长繁殖8,以后应设法解决此问题;三峡工程存在一些问题:一定程度上妨碍生物上下游之间迁移,可能存在有待验证的诱发地震风险,造成支流蓝藻爆发等,以后应逐步澄清、解决或减轻这些问题。

4 尽快建设“江济太”调水新通道
由于太湖仍然存在洪涝危机和继续调水改善水生态环境的需求,望虞河“引江济太”调水运行多年不能满足此要求,所以要加快建设或运行第2条新沟河和第3条新孟河这2条“引江济太”调水改善水质兼洪涝水排泄的双向输水工程。

5 调水工程是太湖治理消除蓝藻爆发必要的配套措施
太湖治理、消除蓝藻爆发的关键是消除太湖三高:蓝藻密度高、营养高、水温高。其中水温高是自然现象,难以改变;藻密度、富营养化这2者相互关联,富营养化产生和推进蓝藻爆发,蓝藻持续爆发可升高TP。而太湖调水可带走蓝藻和污染物,有削减蓝藻和P N之作用,所以太湖必须持续实行调水,进一步科学调度发挥其作用,若新沟河和新孟河的新调水通道建成运行,可使竺山湖年增加换水次数近十次,有可能如鄱阳湖、洞庭湖那样,每年达到10多次自然换水,就能致不发生蓝藻规模爆发。对整个太湖而言,调水仍是主要的配套措施,必须坚持。

6 调水工程具有相当的公益性
我国是社会主义国家,基建工程应为全民服务,调水工程应兼顾经济效益和社会效益。其中相当部分工程项目具有完全的公益性:黑河、塔里木河调水以及无锡等平原城市建设的控制圈工程等;另一类是具有部分公益性:如南水北调应抓经济效益兼顾公益性,如对沿线现代农业等实行水价倾斜、促其发展,实施深井免费回灌或补贴,减少直至停止地下水开采,控制与减轻地面沉降、改善沿途生态环境;在建的“滇中引水”工程和将来可能建设的西南大调水工程均具有相当公益性。

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7 调水是保护尊重自然人水和谐的重要举措
自然界是地球生态系统的总和,人类要保护尊重自然。自然与人类息息相关。人类活动对自然的不合理干预造成严重水污染和生态损害,需人类采取有效措施自行纠错。“人定胜天”观点不妥,高估自己,危及自然环境。人类虽然无法控制暴雨或全面消除干旱,但当遇暴雨洪涝干旱等灾难使人类生存困难或危及生命财产安全时,可因势利导消除或减轻自然灾害,如利用调水,消除或减轻洪涝干旱,一定程度上减轻水污染、修复水生态,改造自然环境,最终实现人与自然和谐共生。

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落实习总书记绿水青山就是金山银山的指示。充分利用水资源,推进科学调水,发挥其最佳作用。
参考文献

 

[1] 朱喜 胡云海 周 吉,等河湖污染与蓝藻爆发治理技术[M].郑州:黄河水利出版社.2021.1

[2] 太湖流域管理局 江苏省水利厅 浙江省水利厅,等. 2008-2020太湖健康报告[R].上海:太湖流域管理局,2009-2020。

[3] 杨金艳.王雪松.沈顺中,环太湖出入湖河道污染物通量[j] 河海大学出版社 南京 2019年9月:57-59

[4] 王鸿涌 张海泉 朱喜,等.太湖蓝藻治理创新与实际[M].北京:中国水利水电出版社,2012

[5] 朱喜 太湖蓝藻大爆发的警示和启发[J].上海企业,2007(7):6-8.

[6] 朱喜 胡明明 孙阳,等.河湖生态环境治理调研与案例 [M].郑州:黄河水利出版社.2018

[7] 朱喜 李贵宝 王圣瑞 太湖蓝藻爆发治理现状与目标对策[J].水资源保护,2020,36(6),2020.11:106-111

[8] 朱喜 胡明明 孙阳,等.中国淡水湖泊蓝藻暴发治理和预防[M].北京:中国水利水电出版社,2014

 

 

(作者著于2021.11.2,论文原题目:太 湖 调 水 作 用 分 析―兼论太湖调水不会升高总磷)

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本期【百家论水】专栏系列就到这里了,期待各位下期再见。

编者:薛国强
校审:朱   喜

【百家论水】专栏与您真诚相邀

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朱喜:基于太湖四次洪水对P N的不同影响研究分析

来源 : 朱喜 水利参阅 

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【编者按“没有最好,只有更好”,是本公众号创办的座右铭,也是奋斗的目标。长期以来,我们始终把推文质量、品质放在第一位,精挑细选。本着百花齐放,百家争鸣,出于为公众传播有益资讯信息之宗旨,为更好地丰富平台内容与专业水平,力求打造水利行业精品公众号平台之精神,【水利参阅】开办【百家论水】专栏,专栏集各位专家智慧,进行热点解读、独到见解、沙龙研讨、案例或经验总结、分析等原创分享。本期为第15期,分享人是朱喜老师,本文经作者授权同意本平台发布,让我们一起致敬分享者并与诸位分享、交流。




一 作者简介




 

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朱喜老师在第十三届水科学发展论坛上分享观点、看法

作者简介朱喜:男,1968年毕业于乌鲁木齐农垦大学,高工,中国水利学会会员;在新疆水利行业工作至1985年调回无锡,于无锡市水资源管理处、犊山工程管理处等9个单位工作过,2005年退休前后工作于无锡市水利局12年。前后从事水资源、水工程规划、设计和管理工作50余年,2002起从事河湖水污染、水环境、水生态研究,2007年起从事太湖等大中型湖泊消除蓝藻爆发、富营养化技术及其应用理论研究。2007年6月首先提出太湖2007年5.29供水危机实质是“湖泛”的理论,为政府采纳和专家认同;提出新沟河“引江济太”的设想;2007-2013年任无锡市蓝藻办顾问,专门从事蓝藻治理技术工作。

共编撰出版5部技术专著:《河湖污染与蓝藻爆发治理技术》(2021),《河湖生态环境治理与调研》(2018),《中国淡水湖泊蓝藻爆发治理与预防》(2014),《太湖蓝藻治理创新与实践》(2012),《太湖无锡地区水资源保护和水污染防治》(2009)。

主编4个规划:无锡市水资源综合规划》(2007),《无锡市水生态系统保护和修复规划》(2006),《无锡市水资源保护和水污染防治规划》(2005),《无锡市区水资源保护规划》(1995)。

发表有关水资源、水生态、水环境、河湖治理、2007年供水危机、调水、防御洪涝、污水处理提标、治理太湖巢湖滇池富营养化和蓝藻爆发等百余篇文章,参加全国百余场学术研讨交流会并作报告。




二 文章全文



引言 太湖流域历史上发生多次大洪水,造成水灾,淹没土地、庄稼、房屋,造成诸多生命财产的损失。现今高标准的防治洪涝水工程的大量建设,使洪涝灾害得到基本消除或大幅减少特大灾害损失。由于随着社会经济持续发展致水污染随之加重,现正在加大治理太湖水污染的力度,得到相当程度的改善。众所周知大量的洪涝水可稀释水污染物、提升水质。太湖从20世纪90年代至今的4次大洪水对太湖水质改善的效果不同,给人们留下新的问题、需要去重新认识。由于笔者水平有限和资料不足,下面粗略地分析一下太湖4次洪水对水质改善效果的不同及原因。

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入太湖水量的多少直接影响太湖的富营养化和蓝藻爆发程度。入湖水量主要取决于河道来水,其次为湖面降雨和湖岸地面径流直接入湖。洪水时河道来水量多,可较平时增加近1倍。最近30年来太湖发生4次大洪水:1991年水位达到4.79m,1999年达到4.98m,2016年达到4.86m,2020年达到4.79m。4次洪水均增加太湖环境容量,同时输入较多污染负荷,也同样随水流带走大量污染物和蓝藻。但洪水对太湖P N浓度的影响差异很大。有些改善了太湖P N浓度,有些则升高了P N浓度,有其相应的原因。
1 四次洪水对太湖P N的影响
1991年洪水,当年太湖P N年均浓度是1990-1992年的3年中最低的:1991年TP为0.05mg/L,较1990年0.058mg/L和1992年0.058mg/L均低13.8%;当年TN为1.89mg/L,分别较1990年2.35mg/L和1992年2.87mg/L低19.6%、34.1%。
1999年洪水,当年太湖P N浓度较1998年高、2000年低:1999年TP为0.095mg/L,较1998年0.091mg/L高4.4%、较2000年0.13mg/L低26.9%;TN为2.55mg/L,较1998年2.35mg/L高8.5%、较2000年2.60mg/L低1.9%。
2016年洪水,当年P N浓度和入湖污染负荷均较上年增加:TP为0.084mg/L分别较2015年0.082mg/L和2017年0083mg/L升高2.4%、1.2%;TN浓度为1.96mg/L分别较2015年的1.85mg/L和2017年1.6mg/L高5.9%、22.5%。
其中2016年河道入湖污染负荷TP为0.25万t分别较2015年0.22万t和2017年020万t 高13.6%、25%;TN为5.35万t分别较2015年4.88万t和2017年3.94万t高9.6%、35.8%。
另外2016年藻密度为8500万个/L分别较2015年4300万个/L和2017年12100万个/L高97.7%、--29.8%。
2020年洪水,当年太湖TP、TN浓度分别为0.073mg/L、1.48mg/L分别较2019年的0.087mg/L、1.49mg/L低16.1%、0.7%。
其中2020年河道入湖污染负荷TP由2019年的0.184万t升高至2020年0.196万t,升高6.5%;TN由3.64万t升高至4.13万t,升高13.5%。
另外2020年藻密度由12500万个/L降低至9200万个/L、降低26.4%(下表)。
2 洪水对P N的影响因素
四次洪水均增加了太湖环境容量、带走大量污染物和蓝藻,按以往一般的认识均可在不同程度上降低太湖P N浓度,但产生不同效果,其原因:其一是由于流域社会经济持续发展,如2016年人口为1999年1.3倍、GDP为8倍,2020年的人口、GDP较1999年增加的更多,导致各类点源、面源的入河入湖污染负荷直接增加。
其二是洪水使河底淤泥、雨水管和污水管道底部的淤泥等的入湖污染负荷增加。其负荷增加量则依据洪水的水量、流量、流速及河底(管底)淤泥的大小或多少等因素确定;4次洪水增加的环境容量均较多;入湖污染负荷较上一年增加比例的大小依次为2016年、2020年、1999(1991)年。

图片

其三是30年来太湖藻密度总体呈持续增加趋势,对水质的影响呈逐渐增大趋势。太湖自1990年起发生蓝藻规模爆发,其时藻密度较低,2009年藻密度1447万个/L,估计1999年不足1000万个/L(1991年更低),1999年较2016年的8500万个/L低近10倍,此期间持续上升的藻密度及蓝藻爆发增加了藻源性P,致使2015-2019年的TP均较发生供水危机的2007年为高,TN则由于每年近百次的蓝藻爆发、生死循环而生成为N2,离开水体、进入大气,所以2007年后的太湖TN浓度总体呈持续降低趋势,至2020年降低37%。
由于2007-2020年期间藻密度在高位运行,成为主要内源。这一阶段特别是2015年起总体是藻密度对太湖水质的影响大于环湖河道入湖污染负荷对水质的影响。对于TP而言,藻密度的大幅上升可以部分或全部抵消环湖河道入湖P负荷的减少对改善水质的影响;反之藻密度的大幅下降可以部分或全部抵消环湖河道入湖P负荷增加对升高TP浓度的影响。此类现象颠复了以往削减外源P负荷就能改善太湖水质的认识。
3 分析四次洪水对水质的影响
太湖洪水对水质影响的多个因素,包括入湖水量增加、环境容量增加、水体自净能力增加、入湖污染负荷增加,以及藻密度升降、藻密度和蓝藻爆发对P N的影响,还有自然条件等。这些因素的综合决定了太湖水质P N的升降。下面对太湖四次洪水进行粗略的定性分析。
1991年洪水。大量增加入湖水量,增加了环境容量和水体的自净能力,并超过增加的入湖污染负荷;那时全太湖平均藻密度很低,仅梅梁湖的藻密度较高、发生小规模蓝藻爆发,对太湖水质的直接影响很小。所以1991年P N浓度均较1990年得到了改善,洪水后第2年则由于入湖水量减少 污染加重等原因致P N浓度有所升高。

 

图片

 


1999年洪水。大量增加入湖水量,增加了环境容量和水体的自净能力,也增加了入湖污染负荷;太湖藻密度较1991年有一定程度增加,加大的藻密度对太湖水质的直接影响加大。这些因素的综合致1999年TP TN分别较1998年小幅增加4.4%、8.5%。由于当时外源呈持续增加趋势,藻密度仅在较低状态对水质的影响较小,所以洪水后第2年则由于污染加重等原因致P N浓度有所升高。
2016年洪水。大量增加入湖水量,增加了环境容量和水体的自净能力,河道TP、TN入湖负荷分别较2015年增加13.6%、9.6%;全太湖藻密度有很大程度的增加,对太湖水质的直接影响很大。在入湖水量增加、入湖污染负荷增加、藻密度增加及其他诸多因素的共同作用下,2016年太湖TP、TN浓度均较2015年少量升高。洪水后第2年则由于藻密度大幅升高等原因致N浓度降低较多、P浓度基本持平。

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2020年洪水。2020年由于水温降低等自然原因致藻密度明显低于2019年26.4%,但藻密度仍位于高位,此期间高位藻密度和蓝藻爆发对太湖P N浓度的影响大于河道入湖污染负荷对太湖P N浓度的影响,所以2020年河道入湖TP负荷虽增加6.5%,但由于藻密度大幅降低使藻源性P大幅减少,2个因素综合作用的结果致TP明显降低16.1%;入湖TN负荷虽增加13.5%,由于高密度蓝藻每年近百次的生死循环使相当多TN成为N2进入大气,离开水体,2个因素综合作用的结果致太湖TN浓度降低0.7%。所以太湖第4次洪水改善了太湖水质。

 

太湖四次洪水对水质影响比较

年份

项目

单位

 

1990

1991

1992

91/90

91/92

说明

1991

最高水位

m

 

4.79

   

时间?

河道入湖水量

亿m3

 

95.8

     

年降雨量

mm

 

163.9

     

太湖水质TP

mg/L

 

0.058

0.05

0.058

0.862

0.862

 

太湖水质TN

mg/L

 

2.35

1.89

2.87

0.804

0.659

 

年份

项目

单位

 

1998

1999

2000

99/98

 

说明

1999

最高水位

m

 

4.97

   

最高水位1999.7.8

河道入湖水量

亿m3

 

108.2

   

年降雨量

mm

 

1605

   

太湖水质TP

mg/L

 

0.091

0.095

0.13

1.044

0.731

太湖水质TN

mg/L

 

2.35

2.55

2.6

1.085

0.981

 

藻密度

万个/L

 

小于1000

   

估计

年份

项目

单位

2009

2015

2016

2017

16/15

0.941

说明

2016

最高水位

m

 

4.19

4.86

3.62

1.160

1.343

最高水位2016.7.8.

平均水位

m

 

3.41

3.58

3.27

1.050

1.095

河道入湖水量

亿m3

 

119

159

113

1.336

1.407

年降雨量

mm

 

1541

1792

1222.2

1.163

1.466

年均蓄水量

亿m3

 

54.2

58.2

50.86

1.074

1.144

 

太湖水质TP

mg/L

 

0.082

0.084

0.083

1.024

1.012

 

太湖水质TN

mg/L

 

1.85

1.96

1.6

1.059

1.225

 

入湖TP负荷

万t

 

0.22

0.25

0.2

1.136

1.250

 

入湖TN负荷

万t

 

4.88

5.35

3.94

1.096

1.358

 

藻密度

万个/L

1447

4300

8500

12100

1.977

0.702

 

年份

项目

单位

 

2019

2020

20/19

   

说明

2020

最高水位

m

 

3.83

4.79

1.251

   

时间?

平均水位

m

 

3.31

3.39

1.024

     

河道入湖水量

亿m3

 

126

144.6

1.148

     

年降雨量

mm

 

1262

1489

1.18

     

年均蓄水量

亿m3

 

51.7

53.8

1.041

     

太湖水质TP

mg/L

 

0.087

0.073

0.839

     

太湖水质TN

mg/L

 

1.49

1.48

0.993

     

入湖TP负荷

万t

 

0.184

0.196

1.065

     

入湖TN负荷

万t

 

3.641

4.133

1.135

     

藻密度

万个/L

 

12500

9200

0.736

     

 

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本期【百家论水】专栏系列就到这里了大家有需要交流探讨的,欢迎在评论区留言或转发、分享,期待各位下期再见。

编者:薛国强
校审:朱   喜

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