東江流域水污染控制與水生態(tài)系統(tǒng)恢復技術與綜合示范

許振成，曾凡棠，諶建宇，虢清偉，應光國，胡勇有，楊揚，查金苗，宋乾武，李德波，趙學敏，卓瓊芳，茍婷

1.環(huán)境保護部華南環(huán)境科學研究所，廣東 廣州 510655 2.中國科學院廣州地球化學研究所，廣東 廣州 510640 3.華南理工大學環(huán)境與能源學院，廣東 廣州 510006 4.暨南大學熱帶亞熱帶水生態(tài)工程教育部工程研究中心，廣東 廣州 510632 5.中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心，北京 100085 6.中國環(huán)境科學研究院，北京 100012 7.環(huán)境保護部南京環(huán)境科學研究所，江蘇 南京 210042

?

東江流域水污染控制與水生態(tài)系統(tǒng)恢復技術與綜合示范

許振成1，曾凡棠1，諶建宇1，虢清偉1，應光國2，胡勇有3，楊揚4，查金苗5，宋乾武6，李德波7，趙學敏1，卓瓊芳1，茍婷1

1.環(huán)境保護部華南環(huán)境科學研究所，廣東 廣州 510655 2.中國科學院廣州地球化學研究所，廣東 廣州 510640 3.華南理工大學環(huán)境與能源學院，廣東 廣州 510006 4.暨南大學熱帶亞熱帶水生態(tài)工程教育部工程研究中心，廣東 廣州 510632 5.中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心，北京 100085 6.中國環(huán)境科學研究院，北京 100012 7.環(huán)境保護部南京環(huán)境科學研究所，江蘇 南京 210042

歸納了水專項東江項目2008—2013年的主要研究成果：針對保護優(yōu)質(zhì)水源的國家需求，選擇典型的東江流域開展前瞻性的水污染控制技術研發(fā)并進行工程示范，創(chuàng)建了由常規(guī)水質(zhì)指標實時在線化，痕量污染物控制指標識別篩選全流域優(yōu)化，生物毒性指標甄別多屬性全程化等成套技術構(gòu)成的水源流域水質(zhì)風險識別技術體系；由各類工藝廢水脫毒減害，同質(zhì)污水區(qū)域集中強化處理，排水持續(xù)凈化等成套技術構(gòu)成的水環(huán)境風險控制工程技術體系；由水生物鏈各物種生長狀況評級，生境恢復和物種受損關鍵環(huán)節(jié)恢復等成套技術構(gòu)成的生態(tài)健康維護技術體系。集成以上3個技術體系形成成套的流域水環(huán)境風險控制技術體系集?；谏鲜黾夹g創(chuàng)新提出了“控制風險、維護生態(tài)、保水甘甜、發(fā)展持續(xù)”的水源流域管理創(chuàng)新總體策略。研發(fā)的技術體系與策略在東江流域的示范與應用，實現(xiàn)了東江主干流水質(zhì)常年優(yōu)于Ⅱ類的污染控制目標。

水污染控制；水源保護；風險識別；技術體系；水專項；東江流域

20世紀70年代以來，隨著經(jīng)濟飛速發(fā)展和工業(yè)化的加速推進，我國面臨的環(huán)境退化問題引人注目，包括水污染問題[1]。污染物的排放造成水體有機和有毒有害物污染、水體富營養(yǎng)化以及水生態(tài)環(huán)境破壞[2]，嚴重威脅飲用水的供水安全。目前對飲用水源水體污染的研究已有很多，如王若師等[3]對東江流域典型鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲用水源地有機污染物的分布特征與風險水平進行研究，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)域內(nèi)有機污染物的致癌風險水平相對較高；高永霞等[4]研究了溧陽市主要飲用水水源天目湖的水體污染水平，發(fā)現(xiàn)由于長期外源性污染物的輸入，導致水體富營養(yǎng)化逐年加重；趙學敏等[5]對龍江河水體的營養(yǎng)狀態(tài)進行評價，發(fā)現(xiàn)龍江河大部分河段已處于中營養(yǎng)水平，且枯水期有發(fā)生藻類水華的潛在風險；茍婷等[6]研究了廣西融水縣主要水源河流貝江的水質(zhì)污染狀況，發(fā)現(xiàn)貝江水質(zhì)整體良好，處于貧-中營養(yǎng)水平，但農(nóng)業(yè)面源污染導致水體氮磷濃度較高，有進一步富營養(yǎng)化的趨勢。飲用水源的水污染控制已成為我國一項長期、復雜和艱巨的系統(tǒng)工程，經(jīng)過30多年的發(fā)展雖取得了一些成果，但仍未建立起現(xiàn)代化的水環(huán)境管理技術體系，缺乏污染控制的最佳技術，難以滿足我國未來工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的管理需求。

要解決中國的流域水污染治理和管理問題，需建立一套完整的技術體系。為此，《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》明確提出實施“水體污染控制與治理科技重大專項”(水專項)：選擇10個重點流域，開展水體污染控制與治理的研究與示范，通過理念創(chuàng)新、技術創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，構(gòu)建2個技術體系，力求解決水污染治理技術的關鍵問題，為我國流域生態(tài)文明建設提供技術支撐。東江流域是水專項實施的10個重點流域之一，筆者系統(tǒng)介紹了東江流域水污染控制與水生態(tài)系統(tǒng)恢復技術綜合示范研究(水專項東江流域“十一五”項目)的進展，先進的水污染治理技術和科學的水環(huán)境管理體系的構(gòu)建，及其對建設生態(tài)文明、實現(xiàn)科學發(fā)展的戰(zhàn)略意義。

1 東江流域特征及水生態(tài)環(huán)境問題

東江是珠江三大水系之一，發(fā)源于江西省贛州市尋鄔縣，干流流經(jīng)廣東省河源市、惠州市、廣州市、深圳市，至東莞市石龍鎮(zhèn)后分為多水道河網(wǎng)區(qū)注入獅子洋，經(jīng)虎門出海。干流全長562 km，其中，廣東省境內(nèi)435 km，占77.4%；流域總面積35 340 km2，其中，廣東省境內(nèi)31 840 km2，占90.1%，其余屬于江西省。東江流域?qū)賮啛釒Ъ撅L氣候區(qū)，年平均氣溫20.4 ℃，氣候南、北差異較大，年均降水量為1 500～2 400 mm，僅次于西江和北江，居廣東省第3位，屬中國南方典型的豐水區(qū)域。

東江是香港及珠江三角洲東部不可替代的飲用水源地，社會經(jīng)濟快速發(fā)展與水環(huán)境保護之間矛盾突出，呈現(xiàn)典型的高經(jīng)濟密度、高發(fā)展速度、高功能水質(zhì)要求及高強度控污特征。由于東江區(qū)域經(jīng)濟由下游逐漸向上游轉(zhuǎn)移，使得流域水環(huán)境風險呈現(xiàn)復合態(tài)勢；電子、紡織印染、機械、造紙等行業(yè)發(fā)展及上游畜禽養(yǎng)殖形成的流域結(jié)構(gòu)性污染，是東江痕量有毒有害物質(zhì)和生物毒性風險的主要來源；各種不利條件耦合下造成東江水源污染事故時有發(fā)生，東江─深圳供水工程(東深供水)水質(zhì)異味，東江干流出現(xiàn)了湖庫污染狀況下的藻類異常增生事件，直接導致水質(zhì)下降，給東深供水帶來嚴重安全隱患：東江水環(huán)境已進入了隱性高風險時期。

目前東江流域水質(zhì)已不能滿足優(yōu)質(zhì)水源要求，且有繼續(xù)下降趨勢；發(fā)展布局和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，導致全流域污染蔓延態(tài)勢難以有效遏制，部分河段入河污染負荷超過環(huán)境承載能力；水環(huán)境監(jiān)管技術不能適應水源流域水質(zhì)風險管理需求，水污染處理技術和處理設施不能有效防范水質(zhì)風險；水生態(tài)完整性受損，健康狀況下降；產(chǎn)業(yè)與城鎮(zhèn)排水中攜帶的各種痕量污染物濃度雖低、但種類繁多，且在全流域普遍存在，對東江供水水源構(gòu)成了日益突出的風險。

2 目標與內(nèi)容

2.1 研究目標

在國家和地方實現(xiàn)節(jié)能減排目標的基礎上，東江流域“十一五”階段的主要研究目標為：建立基于生態(tài)健康的、足以支撐我國未來可持續(xù)發(fā)展的高功能河流水質(zhì)評價新體系——水污染系統(tǒng)控制工程新體系和水環(huán)境綜合管理新體系；實現(xiàn)從常規(guī)水質(zhì)指標、痕量毒害物指標、水體生物毒性指標與水生態(tài)完整性指標等4個方面系統(tǒng)評價河流水環(huán)境的安全性；在當前主要控制常規(guī)污染物達標排放的前提下，建立由典型產(chǎn)業(yè)有毒有害物質(zhì)減排、廢水脫毒減害深度處理及資源化、受納排水河道水質(zhì)凈化與生態(tài)修復以及河流生態(tài)功能恢復等組合技術構(gòu)成的高功能河流水污染控制工程體系；實施發(fā)展布局優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、工程減緩、綜合調(diào)控四大措施來保證東江高功能目標的實現(xiàn)，并分階段、分區(qū)域、有側(cè)重地示范推廣。

2.1.1 建立東江優(yōu)質(zhì)水目標管理支撐技術集成體系

主要闡明東江流域影響優(yōu)質(zhì)水可持續(xù)利用的重大水環(huán)境問題形成的機理和機制，建立東江流域常規(guī)污染控制指標的產(chǎn)污、匯污模型，較準確測算入河污染負荷；建立包括全流域?qū)崟r水質(zhì)模型和生態(tài)概念模型，重要水源地突發(fā)性水污染事故預警與應急系統(tǒng)在內(nèi)的東江流域水環(huán)境系列模型；建立主要控制斷面水質(zhì)多目標、多參數(shù)污染負荷通量實時監(jiān)測平臺；開展有毒有害物質(zhì)特征研究并篩選優(yōu)控有毒有害物質(zhì)，建立東江優(yōu)先控制污染物名錄和動態(tài)源清單；研究生物毒性測試、甄別、毒性削減評估技術，初步形成基于生物毒性的河流水質(zhì)管理方法；探索東江生態(tài)系統(tǒng)完整性評價指標體系和生態(tài)監(jiān)測技術，研究建立水生態(tài)系統(tǒng)完整性維持、保育和恢復集成技術體系并實施工程示范；構(gòu)建河流生態(tài)系統(tǒng)完整性評價指標體系；建立基于“3S”技術和網(wǎng)絡技術的水環(huán)境實時監(jiān)測網(wǎng)絡和“環(huán)境-經(jīng)濟-社會”綜合數(shù)據(jù)庫，研發(fā)流域水污染系統(tǒng)控制實時數(shù)字化綜合管理決策支持系統(tǒng)：形成東江全過程動態(tài)控制和多因素綜合決策的水環(huán)境管理方案，以滿足高功能河流綜合利用的需求。

2.1.2 建設東江流域污染負荷削減技術集成與綜合示范工程

在各典型區(qū)域建成水污染系統(tǒng)控制示范工程：重點研究高功能河流產(chǎn)業(yè)園區(qū)典型行業(yè)有毒有害物質(zhì)的控制減排技術，研發(fā)有毒有害工業(yè)廢水強化處理技術和新型組合處理工藝及設備，形成典型行業(yè)廢水處理集成技術；研究東江典型受納排水河道(微污染、輕度污染、重污染河道)水質(zhì)深度凈化技術，形成不同協(xié)迫條件下河道水質(zhì)凈化技術集成；構(gòu)建東江流域源頭區(qū)、上游水庫區(qū)、干流水質(zhì)敏感區(qū)、高速都市化支流區(qū)、快速發(fā)展支流區(qū)和下游優(yōu)化都市區(qū)等典型區(qū)域水污染系統(tǒng)控制技術；研發(fā)各種缺口技術，形成典型行業(yè)生產(chǎn)過程減排、廢水深度處理減排、受納河道持續(xù)凈化與資源化回用減排等技術。

2.2 研究內(nèi)容

針對東江目前存在的問題，以系統(tǒng)保障東江優(yōu)質(zhì)水源和生態(tài)健康為目標，設置4個共性技術課題和6個工程技術研發(fā)與示范課題(表1)，在流域尺度上開展水質(zhì)風險識別、痕量污染物削減、生態(tài)健康維護及產(chǎn)業(yè)布局結(jié)構(gòu)調(diào)整等領域缺口技術研究，以取得“保水源、探前瞻”的預定成果，以期為我國水源型流域污染控制和風險管理提供技術支撐。

表1 水專項東江流域“十一五”項目課題設置

3 研究成果

通過5年多的科研攻關，提出了“控制風險、維護生態(tài)、保水甘甜、發(fā)展持續(xù)”(“控、維、保、發(fā)”)的東江流域水源保護總體策略；構(gòu)建了東江流域水質(zhì)風險識別技術體系、東江流域水環(huán)境風險控制工程技術體系、東江流域生態(tài)健康維護技術體系；集成創(chuàng)新了流域水環(huán)境風險控制技術體系。項目建成綜合示范區(qū)6個，示范工程35宗，COD、NH3-N、TP及痕量污染物等入河負荷削減量分別達3 000、480、60和700 t/a；突破關鍵技術38項，申請專利102項[7-10]，其中已授權(quán)55項；發(fā)表論文230篇[11-21]，出版專著8本[22]，軟件著作權(quán)4項[23]，編制導則/標準/規(guī)范(草案)37項；建成野外臺站4個，培養(yǎng)水環(huán)境風險控制相關團隊12個：全面完成了項目預期成果與考核指標。

3.1 創(chuàng)建了東江流域水質(zhì)風險識別技術體系

針對現(xiàn)有常規(guī)監(jiān)測手段不能全面識別東江流域日益增長的水質(zhì)風險，在流域尺度上開展了綜合生物毒性、痕量污染物與污染物通量的監(jiān)測、評估與監(jiān)管技術研究，突破了生物毒性、痕量污染物識別及污染物通量數(shù)字化實時管理等關鍵技術，構(gòu)建了包括流域生物毒性風險識別技術、痕量污染物風險識別技術以及流域污染物通量數(shù)字化實時管理技術在內(nèi)的東江流域水質(zhì)風險識別技術體系，為實施水質(zhì)風險管理奠定了基礎。

3.1.1 排水水體生物毒性風險識別技術

針對我國生物毒性測試物種缺乏的問題，研發(fā)了用于毒性測試的四尾柵藻、輪蟲、青蝦和唐魚等4種本地生物種實驗室繁殖技術，選育發(fā)光菌、小球藻、大型溞和青鳉等4種不同營養(yǎng)級國際通用生物測試種[24]構(gòu)建4種急性毒性與2種慢性毒性測試技術，構(gòu)建了東江流域排水水體成組生物毒性測試技術，并形成了技術規(guī)范草案；構(gòu)建了多毒性效應(急性、慢性、遺傳、雌激素干擾)多等級(極毒、高毒、中毒、低毒、無毒)的東江流域印染、電子、化工等行業(yè)廢水與城鎮(zhèn)排水的綜合毒性甄別技術，建立了生產(chǎn)和廢水處理過程的綜合毒性減排評估技術，形成了工業(yè)排水綜合毒性減排評估指南；在東江流域50個斷面、100個排水口開展生物毒性檢測與評估技術示范，較為完整地查明了東江流域尺度的生物毒性分布水平，識別了不同行業(yè)排水生物毒性來源，確定了包括電鍍、線路板制造等需要優(yōu)先開展生物毒性指標監(jiān)管的重點行業(yè)名單[25-29]。凝煉的東江飲用水源地生物毒性指標綜合管理建議方案已提交相關管理部門，并納入《南粵水更清行動計劃(2013—2020年)》等省級管理文件，率先推動了水質(zhì)風險生物毒性監(jiān)管工作，其可為我國水源型河流綜合生物毒性風險管理提供借鑒。

3.1.2 痕量污染物風險識別技術

針對東江流域持久性有機物(POPs)、內(nèi)分泌干擾物(EDCs)、藥品與個人護理品(PPCPs)及重金屬等痕量污染物的潛在水質(zhì)風險，及缺乏有效監(jiān)管的現(xiàn)狀，系統(tǒng)開展了東江干支流水體及沉積物、重點行業(yè)排水中的痕量污染物監(jiān)測及風險評估，創(chuàng)建了4種痕量污染物檢測新技術，改進了9種痕量污染物傳統(tǒng)檢測方法，建立了痕量污染物成套監(jiān)測技術；完成了對東江流域38個斷面與110個污染源的重金屬、多氯聯(lián)苯、有機氯農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、多溴聯(lián)苯醚、新型農(nóng)藥、環(huán)境雌激素、藥品與個人護理品等8大類痕量污染物的監(jiān)測工作，量化了202種痕量污染物的污染水平；評估了東江全流域干支流痕量污染物風險，通過風險商法(分為高、低2級)確定了東江下游、河口段和納排水支流(淡水河、石馬河和東莞運河)為痕量污染物的高風險區(qū)域，需要長期實施風險監(jiān)控；確定了包括雙酚A、壬基酚、十溴聯(lián)苯醚、肽酸酯類、抗生素類等27種物質(zhì)的東江流域優(yōu)控污染物清單[30-35]；建成痕量污染物控制研究平臺，提出基于水質(zhì)風險的痕量污染物控制對策，推動將痕量污染物監(jiān)管納入《南粵水更清行動計劃(2013—2020年)》，促進廣東省對水環(huán)境痕量污染物風險的監(jiān)管。

3.1.3 污染物通量數(shù)字化實時管理技術

針對東江流域水質(zhì)瞬時波動和水污染事故造成的供水安全風險，突破了河流污染通量的實時監(jiān)控、預報和調(diào)控技術，優(yōu)選集成了適用于雨源型支流、寬闊干流和感潮河流的污染通量實時監(jiān)控技術與設備，提出了東江污染通量監(jiān)測網(wǎng)絡優(yōu)化建設方案，完成東岸、淡水河口和石馬河口3個污染通量實時監(jiān)控站點建設，東江水源水質(zhì)實時預警能力明顯提高；突破了大流域尺度多維度多組分水質(zhì)實時模型系統(tǒng)集成、流域水環(huán)境實時數(shù)字化管理決策支持系統(tǒng)集成等關鍵技術；建立了適用于水源流域的分布式產(chǎn)匯污模型，在流域水環(huán)境實時數(shù)據(jù)庫、河網(wǎng)模型管理系統(tǒng)以及高維模型管理系統(tǒng)等方面取得了3項軟件版權(quán)；集成建立了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的東江流域水質(zhì)實時監(jiān)控、預報與業(yè)務化決策支持系統(tǒng)平臺，具有水質(zhì)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)與相關各方面資料實時整合、各種情景水質(zhì)變化過程模擬分析預報等功能[36-40]；實現(xiàn)了東江流域水環(huán)境精細化、精準化管理，促進了東江流域管理“從總量向通量”、“從靜態(tài)向?qū)崟r”和“從達標向風險”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。

3.2 創(chuàng)建了東江流域水環(huán)境風險控制工程技術體系

針對現(xiàn)有流域污染控制技術難以滿足水源地保護需求的問題，東江項目提出了水源型流域水質(zhì)風險全過程系統(tǒng)控制的新思路：以確保水源地水質(zhì)全面穩(wěn)定達標為目標，優(yōu)化流域產(chǎn)業(yè)布局，實行取水和排水河流相對分離；嚴格控制流域土地開發(fā)強度，提高產(chǎn)業(yè)準入門檻；積極推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)模式和清潔生產(chǎn)技術，從源頭減少污染物產(chǎn)生；對工農(nóng)業(yè)和城鎮(zhèn)排水進行多級深度凈化并回用，使出水水質(zhì)達到敏感水域特別排放限值和控制水質(zhì)風險的要求；尾水排入受納水體后再經(jīng)持續(xù)凈化，最終回歸到自然生態(tài)系統(tǒng)。圍繞以上思路，并結(jié)合東江流域主要風險源和技術缺口，突破了成套重點關鍵技術，創(chuàng)建了東江流域水環(huán)境風險控制工程技術體系，為構(gòu)建流域水源安全保障體系提供了技術支撐。

3.2.1 農(nóng)業(yè)痕量污染物風險控制技術

針對東江農(nóng)業(yè)區(qū)種養(yǎng)行業(yè)農(nóng)藥、化肥等農(nóng)用化學品構(gòu)成的東江水質(zhì)風險，以保護東江水源為目標，根據(jù)物質(zhì)循環(huán)利用與梯級凈化的原理進行技術組裝與設施配置，集成創(chuàng)新了適用于水源水質(zhì)風險控制的果畜結(jié)合系統(tǒng)“以種定養(yǎng)”定量化配置技術，優(yōu)化了“山坡種果、山凹養(yǎng)豬、豬糞漚肥、排水養(yǎng)魚”的四位一體、生物替代農(nóng)藥治蟲的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，大幅減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程進入水環(huán)境的氮磷與農(nóng)藥等痕量污染物。與常規(guī)果園相比，示范工程在保障優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和產(chǎn)量的前提下農(nóng)藥使用量減少46.77%，化肥使用量減少66.9%，經(jīng)營成本節(jié)省4 500元hm2；與豬場排放的沼液相比，氨氮、總磷濃度分別削減99.4%和98.3%；示范區(qū)排水氨氮和總磷等指標優(yōu)于地表水Ⅳ類水質(zhì)標準，毒死蜱、辛硫磷、啶蟲脒、阿維菌素、草甘膦等農(nóng)藥均未檢出：系統(tǒng)控制了農(nóng)業(yè)區(qū)種養(yǎng)行業(yè)排水對東江水源的風險[41-46]。

3.2.2 典型行業(yè)與尾礦污染深度脫毒減害技術

東江流域機械電子、精細化工和印染等行業(yè)排水及采礦區(qū)尾礦中的重金屬、多環(huán)芳烴、多溴聯(lián)苯醚、雙酚A、壬基酚等痕量污染物是流域水質(zhì)風險重要來源。針對去除此類污染物的難點，突破了系列脫毒減害深度處理技術，毒害物去除效果顯著，技術經(jīng)濟指標優(yōu)越，具有良好的應用前景。

3.2.2.1 漂染行業(yè)

漂染行業(yè)廢水催化臭氧氧化-新型MBR脫毒減害技術。針對漂染廢水水質(zhì)復雜、多環(huán)芳烴(PAHs)難以去除等難題，自主研發(fā)Mn+Ni陶粒催化劑及磁性生物載體，在單元技術突破基礎上開發(fā)了催化臭氧氧化-新型MBR漂染廢水處理工藝[47]，并在新洲環(huán)保工業(yè)園污水處理廠建成了500 m3d的催化臭氧氧化-新型MBR漂染行業(yè)廢水脫毒減害深度處理示范工程。示范工程對多環(huán)芳烴類等痕量污染物去除率達30%～70%，且出水無急性毒性，可削減匯入東江的COD為15.57 ta，氨氮為2.72 ta，多環(huán)芳烴等痕量污染物為0.02 ta。處理投資與運行成本增加約20%。

3.2.2.2 機械電子行業(yè)

3.2.2.3 精細化工行業(yè)

精細化工廢水強化絮凝-深度催化氧化-選擇性吸附脫毒減害技術。針對現(xiàn)有精細化工廢水處理技術對廢水中的苯系物催化氧化效率低、成本高，以及重金屬處理過程中絮凝劑殘留的問題，自主研發(fā)制備了新型淀粉基復合絮凝劑、負載型TiO2納米管復合摻雜催化劑、羧甲基殼聚糖-膨潤土復合吸附劑；提出強化絮凝-深度催化氧化-選擇性吸附集成工藝，并在安美特(廣州)化學有限公司廢水處理廠建成了規(guī)模為100 m3d的精細化工廢水脫毒減排與深度處理回用示范工程，工程運行后銅、鎳去除率達99.9%以上，苯系物去除率達92%～99%，出水無急性毒性，可削減匯入東江的COD為14.25 ta，Cu2+為59.7 kga，Ni2+為29.4 kga，苯系物為13.7 kga。經(jīng)深度處理后，出水回用率為35%。設備費和運行費較原處理設施增加40%和20%[50-51]。

3.2.2.4 采礦區(qū)

采礦區(qū)生態(tài)修復與重金屬風險控制技術。為防范礦山尾礦中重金屬釋放對流域水質(zhì)的風險，將源頭控制和擴散過程攔截相結(jié)合，研發(fā)了DTC-TETA尾礦原位鈍化技術和尾礦堆植被覆綠生態(tài)恢復技術，從源頭抑制重金屬釋放；對已從尾礦釋放的重金屬，研發(fā)改性花生殼吸附攔截去除技術，阻止其進入礦區(qū)河流。在技術集成的基礎上，建成了處理規(guī)模為5 000 m3d的東江源礦區(qū)(鎢礦)污染綜合控制技術示范工程，實現(xiàn)尾礦堆復綠率達72%，入河Cd去除率為58.3%，可削減匯入東江的Cd為5.11 ta，出水滿足地表水Ⅲ類水質(zhì)要求。

3.2.3 城鎮(zhèn)污水深度處理技術

針對敏感水體對城鎮(zhèn)污水高標準達標排放的要求，開發(fā)了BAS(biology, absorption and separation)深度處理技術，包括高彈性纖毛填料生化處理、缺氧末端微曝氣出流、高效氨氮吸附和活性陶瓷固液分離等4種核心單項技術[52]。與常規(guī)工藝相比，BAS技術將脫氮功能從生化系統(tǒng)分離，解決了脫氮與除磷之間的矛盾；投加自主研發(fā)的高效吸附脫氮材料AZ-01，在去除總氮的同時實現(xiàn)資源回收和利用；在國內(nèi)成功地將活性陶瓷過濾技術用于城鎮(zhèn)污水處理廠，實現(xiàn)了低成本的高效固液分離。在東莞市東城區(qū)牛山城市污水處理廠建成了處理規(guī)模為100 m3d的BAS城市污水深度處理技術示范工程，對COD、氨氮、總氮、總磷的去除率達91%～95%，出水水質(zhì)達到地表水Ⅳ類水質(zhì)標準；升級改造投資約596元t，新增運行費用0.48元t。

3.2.4 受納河道持續(xù)凈化技術

針對受納排水河道入河污染深度凈化，研發(fā)了河道水質(zhì)持續(xù)凈化系統(tǒng)，利用自然灣畔等低洼地建設分段進水生物接觸氧化池和人工濕地，通過河道翻板閘或橡膠壩等水工構(gòu)筑物調(diào)控旱雨季運行模式[53]。利用該技術建成了處理量為600 m3d的坪山河河道水質(zhì)持續(xù)凈化技術示范工程，該工程對河水中多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)和雙酚A去除率達90%以上，對PAHs去除率達40%以上；出水水質(zhì)達到地表水Ⅴ類水質(zhì)標準，投資為200～500元t，運行費為0.20元t。針對受污染河道的原位修復，研發(fā)了層疊式構(gòu)筑濕地深度處理、模塊化濾式生物床處理、生物法-人工濕地組合工藝等單項技術，集成了層疊構(gòu)筑濕地-模塊化濾床組合系統(tǒng)，在惠州市水口鎮(zhèn)建成了處理規(guī)模為3 000 m3d的人工濕地深度處理示范工程，工程總占地面積為1 500 m2。該工程實現(xiàn)了對喹諾酮、四環(huán)素、大環(huán)內(nèi)酯等3類抗生素和雙酚A、壬基酚等2種內(nèi)分泌干擾物的高效去除，且出水水質(zhì)達到地表水Ⅱ類或Ⅲ類水質(zhì)標準。

3.3 創(chuàng)建了東江流域生態(tài)健康維護技術體系

生態(tài)健康是飲用水源流域保護的前瞻性目標。東江項目探索研究并創(chuàng)建了以東江本地生物為指標的水生態(tài)系統(tǒng)健康監(jiān)測、評估、維持技術；查明了東江全流域水生生物群落的時空分布；評估了東江河流生態(tài)系統(tǒng)健康狀況。在流域污染控制的基礎上探索性地開展了東江典型水體生態(tài)恢復與維持工程示范，為推進國家水環(huán)境管理從水質(zhì)達標向生態(tài)健康管理提供技術支撐。

3.3.1 基于水生生物指標的東江流域生態(tài)狀況監(jiān)測技術

針對我國至今尚無完整河流生物監(jiān)測技術規(guī)范，以生態(tài)健康狀況識別為目標，創(chuàng)建了包括東江藻類、底棲生物、魚類等水生生物的生態(tài)狀況監(jiān)測技術，提高了水生生物監(jiān)測速度和準確性；編制完成了我國第一套包括浮游藻類、著生藻類(以硅藻為主)、大型無脊椎動物及魚類等約千種的河流典型生物類群名錄、圖譜及檢索系統(tǒng)等(8項)，以及相應的河流調(diào)查、監(jiān)測技術指南(規(guī)范)等(6項)，系統(tǒng)完成了東江水系的水生物監(jiān)測：鑒定出浮游藻類167個屬(種)、底棲硅藻426個種(其中50%以上為我國河流新記錄種)、無脊椎動物209個分類單元、魚類66個屬113種[54-55]。

3.3.2 生態(tài)系統(tǒng)健康評估技術

針對國內(nèi)缺乏基于生物指標的河流生態(tài)健康評估方法，突破了浮游藻類多樣性、底棲硅藻生物指數(shù)(IBD)、大型底棲無脊椎動物生物完整性指數(shù)、魚類生態(tài)完整性等單種生物河流健康評估技術，形成基于單種生物的健康評價技術規(guī)范4套；在東江生物周期大規(guī)模調(diào)查基礎上，構(gòu)建了以水生生物指標為主，包含河流水文生境狀況、水體理化特征和服務功能等30余項指標的河流生態(tài)系統(tǒng)健康快速評價技術系統(tǒng)。應用該技術評價東江河流生態(tài)系統(tǒng)，結(jié)果表明，系統(tǒng)處于上游優(yōu)良、中游良好、下游一般的健康狀況。該技術方法體系可對河流生態(tài)系統(tǒng)特征進行全面、客觀、快速評價，對于流域水生態(tài)系統(tǒng)健康管理具有重要的支撐作用。

3.3.3 生態(tài)系統(tǒng)健康維持技術

針對東江流域水生物群落結(jié)構(gòu)退化的狀況，在改善水質(zhì)的基礎上創(chuàng)新了流域生物完整性修復理念，研發(fā)了魚類產(chǎn)卵地修復、水動力-水質(zhì)-水生物聯(lián)合調(diào)控、河道水生態(tài)功能恢復和河湖連通水力調(diào)控與受損生態(tài)系統(tǒng)修復等水生物完整性重建、恢復與長效維持技術；建成4個生態(tài)健康維持示范工程，其中河源古竹魚類產(chǎn)卵地修復示范期間，鯉、鯽等魚類共出現(xiàn)6次產(chǎn)卵高峰，累計平均附卵18 138粒m2；觀瀾河生態(tài)受損修復示范期間，經(jīng)水力-生境-水生物聯(lián)合調(diào)控，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能得到恢復，生物物種多樣性增加15%～40%，魚類回歸河流；忠信河和惠州西湖生態(tài)功能下降河段恢復示范期間，生態(tài)系統(tǒng)完整性得到全面恢復。

3.4 風險系統(tǒng)控制總體策略

東江作為重要的飲用水源地，人們對優(yōu)質(zhì)水源的要求不斷提高，但經(jīng)濟不斷擴張造成水質(zhì)呈流域性下降的態(tài)勢不斷蔓延，現(xiàn)有“見污治污”的工程治理體系和針對常態(tài)常規(guī)污染的環(huán)境管理模式難以控制不斷涌現(xiàn)的新型污染物、日益頻發(fā)的水污染事故和生態(tài)環(huán)境的持續(xù)退化，亟需實施新的流域水源保護總體策略，以實現(xiàn)保護水源、發(fā)展持續(xù)的總體目標。基于此，在東江項目實施過程中，針對東江保護優(yōu)質(zhì)水源與發(fā)展經(jīng)濟的長期矛盾，研究識別了東江流域社會經(jīng)濟發(fā)展過程中農(nóng)業(yè)種養(yǎng)分離及商品化、城市化和工業(yè)化等引發(fā)的水環(huán)境問題及其基本規(guī)律，總結(jié)凝煉出東江流域水源保護的“控、維、保、發(fā)”總體策略，實現(xiàn)了從被動治污到主動控險的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。

控制風險指系統(tǒng)識別流域經(jīng)濟社會發(fā)展演變構(gòu)成的水質(zhì)風險，以主動有效保護流域水源為目標，從發(fā)展布局防險、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)避險、工程控源減險、排水再凈化消險、綜合管理化險等5個方面構(gòu)建流域水環(huán)境風險控制總體策略，研發(fā)相應各環(huán)節(jié)控制風險的成套技術并逐步示范、實施、推廣。

維護生態(tài)指遵循健康的河流生態(tài)系統(tǒng)既能全面地反映水質(zhì)異常變化，又有助于恢復水體自然狀況的規(guī)律，構(gòu)建以生物指標為核心的生態(tài)健康監(jiān)測評估體系，對東江進行長效生態(tài)監(jiān)測與評估，全面實施“上游保護、中游恢復、下游修復”的生態(tài)維護工程整體措施，建立東江流域水生態(tài)長效維護管理制度，以實現(xiàn)維護生態(tài)健康保水源的治本之策。

保水甘甜：指以保障流域水源處于自然甘甜狀況為目標，全面控制流域排水綜合毒性風險以確保水源無毒性，控制排水中所有痕量污染物以確保水源無損害風險，實時監(jiān)控流域水質(zhì)波動以確保水源無時不達標，以甘甜的水源從根本上保障人類健康長壽。

發(fā)展持續(xù)指根據(jù)區(qū)域發(fā)展定位和流域水源保護要求，將東江流域劃分為源頭區(qū)、上游水庫區(qū)、干流水質(zhì)敏感區(qū)、高速都市化支流區(qū)、快速發(fā)展支流區(qū)和下游優(yōu)化發(fā)展都市區(qū)等區(qū)域；按“一區(qū)一策”的思路，合理劃分各區(qū)維護自然、限制干擾、集約開發(fā)的區(qū)劃比例，引導和調(diào)整主導產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，編制東江流域全過程實時數(shù)字化綜合管理調(diào)控方案，提出典型產(chǎn)業(yè)脫毒減害工程方案，實施排水再凈化減害、受納排水河道持續(xù)凈化、生態(tài)功能維護等組合措施。

3.5 集成創(chuàng)新水源型流域水環(huán)境風險控制技術體系

通過項目與相關成果的推廣應用和總結(jié)凝煉，進一步研究了飲用水流域社會經(jīng)濟發(fā)展，水質(zhì)、水量、水生態(tài)潛在風險要素的變化規(guī)律，闡明了風險耦合原理；揭示了風險識別、風險調(diào)控與風險事件防險減損的風險控制機理；集成創(chuàng)建了流域水環(huán)境風險控制技術體系，包括流域水環(huán)境風險監(jiān)測、預測、決策支持系統(tǒng)，風險規(guī)避與防范控制技術體系和風險事件損害控制技術體系3個部分(圖1)。

(1)流域水環(huán)境風險監(jiān)測、預測、決策支持系統(tǒng)。以自然、經(jīng)濟、社會等行為活動為基礎，綜合判別流域水質(zhì)、水量、水生態(tài)潛在的風險要素及風險耦合機理，建立基于生物毒性、痕量污染物、水生生態(tài)及污染物通量的綜合性水環(huán)境風險識別與監(jiān)測體系，以及基于流域生物毒性和典型優(yōu)控污染物的水質(zhì)-水量-水生態(tài)實時監(jiān)控預警預報系統(tǒng)，實現(xiàn)水環(huán)境風險態(tài)勢研判和控制決策。

(2)流域水環(huán)境風險規(guī)避與防范控制技術體系。該體系由三大系統(tǒng)構(gòu)成：流域水環(huán)境風險防范系統(tǒng)從發(fā)展布局優(yōu)化升級、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)集約調(diào)整和產(chǎn)業(yè)門檻規(guī)范提高等角度防范風險；風險減小系統(tǒng)從生產(chǎn)過程優(yōu)化、廢水處理工藝、實施保障和運行規(guī)范監(jiān)督等方面降低減小風險；災害防范系統(tǒng)采用生態(tài)平衡重建、生態(tài)維護工程和排水自然回歸等生態(tài)工程措施防范流域水環(huán)境風險。

(3)流域水環(huán)境風險事件損害控制技術體系。由流域水環(huán)境風險事件損害監(jiān)控、污染源阻斷、污染物安全處置、生態(tài)經(jīng)濟健康綜合風險控制及社會輿論引導等多個子系統(tǒng)組成。

圖1 流域水環(huán)境風險控制技術體系框架Fig.1 The technology system framework for basin water environment risk control

流域水環(huán)境風險控制技術體系為實現(xiàn)我國水源型河流由污染治理向水環(huán)境風險控制轉(zhuǎn)型提供了全面系統(tǒng)的技術支撐。

4 成果應用與成效

水環(huán)境風險控制技術體系在東江流域的全面應用，使東深等供水口水質(zhì)達標率提高20%；推動廣東省出臺《南粵水更清行動計劃(2013—2020年)》并全面實施；支撐了2011年深圳世界大學生夏季運動會(大運會)和2010年廣州亞洲運動會(亞運會)期間水質(zhì)安全保障任務；成功應用于龍江、賀江等流域水環(huán)境突發(fā)事件應急處置及生態(tài)環(huán)境影響后評估。

4.1 確保重大活動水質(zhì)的要求

構(gòu)建東江流域水質(zhì)實時監(jiān)控、預報與業(yè)務化決策支持系統(tǒng)平臺，確保了東深供水水質(zhì)安全與重大活動水質(zhì)要求。采用該項目開發(fā)的水源水質(zhì)系統(tǒng)保障技術，編制了《東深供水工程水質(zhì)安全保障與應急處置方案》，在東深供水工程取水河段建立了水質(zhì)實時預警與應急處置調(diào)度系統(tǒng)，水源水質(zhì)達標率從2009年的不足90%提高到2010年以來的99%；供水停機時間由2009年的143 h下降到2011年的30 h。利用3個實時監(jiān)控示范站和應急處置調(diào)度系統(tǒng)，2次成功化解暴雨引起的東深供水水質(zhì)安全隱患，確保了東江水源水質(zhì)安全。應用項目成果編制了《第26屆深圳世界大學生夏季運動會東江供水水源水質(zhì)安全保障方案》和《第16屆亞運會水環(huán)境保障行動計劃》，在大運會和亞運會水環(huán)境應急保障工作中得到實施，以最小經(jīng)濟代價確保了重點水域滿足重大活動水質(zhì)的要求。

4.2 顯著改善流域水質(zhì)狀況

全面應用水環(huán)境風險控制工程技術體系，顯著改善流域水質(zhì)狀況。“十一五”期間，項目研發(fā)各種缺口技術形成典型行業(yè)生產(chǎn)過程減排、廢水深度處理與回用、受納河道持續(xù)凈化等成套技術，在東江流域源頭區(qū)、上游區(qū)、干流水質(zhì)敏感區(qū)、高速都市化支流區(qū)、下游快速發(fā)展支流區(qū)、下游優(yōu)化發(fā)展都市區(qū)等6個典型區(qū)域進行綜合示范，示范河流(段)目標污染物入河負荷削減20%以上，痕量污染物指標大幅降低，各綜合示范區(qū)水質(zhì)得到改善。研發(fā)的成果在流域兩省六市得到全面推廣應用，定南河、石馬河、淡水河、高埔河等嚴重受污染支流的黑臭狀況得到根本改善，水質(zhì)基本恢復到地表水Ⅲ～Ⅴ類，水質(zhì)功能明顯提升，流域干流水質(zhì)全面達到功能區(qū)要求，水源風險大幅降低。

4.3 推動省域水環(huán)境管理全面升級

支撐《南粵水更清行動計劃(2013—2020年)》出臺，推動省域水環(huán)境管理全面升級。項目研發(fā)的東江流域“控、維、保、發(fā)”水環(huán)境風險系統(tǒng)控制總體策略、水質(zhì)風險識別技術體系、水環(huán)境風險控制工程技術體系、生態(tài)健康維護技術體系的主要技術要點已全面納入《南粵水更清行動計劃(2013—2020年)》(粵府函〔2013〕26號)，直接支撐該計劃的出臺與實施，推動省域水環(huán)境管理全面升級。

4.4 有效控制重大事件的損害

系統(tǒng)提升流域水環(huán)境事件應急技術水平，有效控制重大事件損害。在2010年北江鉈污染事件，2012年龍江鎘污染事件，2012年山西苯胺泄露污染事件及2013年賀江鉈、鎘污染事件應急處置中應用該項目研發(fā)的“流域水環(huán)境風險控制技術體系”快速鎖定了事故污染源，準確預報了事件污染態(tài)勢，高效削減了事故造成的環(huán)境污染，精準實施水量水質(zhì)聯(lián)合調(diào)度，快速實現(xiàn)水質(zhì)達標。

4.5 推進我國流域水環(huán)境管理戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型

創(chuàng)建東江水源保護總體策略與水環(huán)境風險控制技術體系，促進了南方水源型河流水環(huán)境管理戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，初步形成了“總量轉(zhuǎn)通量”、“河段轉(zhuǎn)流域”、“靜態(tài)轉(zhuǎn)實時”、“達標轉(zhuǎn)風險”、“水質(zhì)轉(zhuǎn)生態(tài)”的水源型河流管理東江模式，推進了我國流域水環(huán)境管理戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。

5 建議與展望

5.1 東江流域水源保護與水環(huán)境風險控制建議

從東江優(yōu)質(zhì)水源保護角度出發(fā)，東江水環(huán)境保護研究不能只停滯在治理局部污染水體的初級階段，而應從流域尺度全面研究社會經(jīng)濟所需要保障的取水供水安全、排水回歸河系的水質(zhì)安全與水生態(tài)穩(wěn)定平衡，在目前東江項目初步取得的成果基礎上，全面開展系統(tǒng)的流域水環(huán)境風險控制研究。避免走“先污染，后治理”的老路，從污染源頭防止有毒有害物質(zhì)進入河流。加強基于風險源識別和溯源追蹤水環(huán)境風險預警應急技術研究。進一步完善水環(huán)境管理決策支持系統(tǒng)，實現(xiàn)水質(zhì)風險實時預警、溯源追蹤、突發(fā)水污染事件風險評估、風險控制方案優(yōu)化分析等功能，并能夠?qū)α饔蛩Y源調(diào)度、污染負荷調(diào)控、取水量與備用水源調(diào)度、供水設施深度凈化等風險控制措施的效果作出定量評估與分析，為水質(zhì)風險系統(tǒng)控制提供實時數(shù)值化決策支持工具。

5.2 國家水源型流域管理戰(zhàn)略建議

項目取得的成果對從流域尺度保護全國的優(yōu)質(zhì)飲用水源，進而構(gòu)建面向未來生態(tài)健康的國家河流管理模式有戰(zhàn)略性啟示。為此建議：

(1)實施水環(huán)境保護戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。目前我國經(jīng)濟發(fā)展推動產(chǎn)業(yè)由富裕地區(qū)向落后地區(qū)轉(zhuǎn)移，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移使水環(huán)境污染呈流域蔓延勢態(tài)，總的形勢是已經(jīng)嚴重污染的地區(qū)在緩慢恢復，但優(yōu)質(zhì)生態(tài)環(huán)境卻快速減少。因此，建議實施從重點治理污染水體向全面保護流域性優(yōu)質(zhì)水源的水環(huán)境保護戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。

(2)加強對河流特征污染物通量的實時監(jiān)控。實現(xiàn)水環(huán)境質(zhì)量的根本改善，保障全國的優(yōu)質(zhì)水源，必須在流域尺度上實施包括常規(guī)、生物毒性、痕量污染物等其他風險特征污染物的通量監(jiān)測與削減。

(3)實施基于生物指標的河流生態(tài)健康管理。在流域尺度上開展以生物指標健康為目標的河流生態(tài)調(diào)查與綜合評價，診斷流域水生態(tài)健康問題，開展基于藻類-底棲生物-魚類生物完整性修復為目標的生態(tài)保護與恢復，實現(xiàn)維護生態(tài)健康以保水源的治本之策。

(4)實施排水自然回歸。在具有水源功能的流域，必須建立包括產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與布局規(guī)劃、清潔生產(chǎn)技術應用、企業(yè)廢水預處理、園區(qū)和片區(qū)污水廠深度處理與回用、入河污染物控制、支流水質(zhì)持續(xù)凈化等環(huán)節(jié)構(gòu)成的全過程污染控制、風險防控工程體系和監(jiān)控體系，通過全社會共同努力，使排水以天然徑流的狀態(tài)回歸自然水體，實現(xiàn)排水自然回歸。

(5)實現(xiàn)從被動治污向主動引導發(fā)展轉(zhuǎn)變。生態(tài)文明融合于四個文明的精髓是引導發(fā)展實現(xiàn)方向性戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變。長期以來采用的以末端治理、達標排放為主的產(chǎn)業(yè)污染控制戰(zhàn)略已被實踐證明耗資大、效果差、不能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。因此，面對快速城市化與工業(yè)化，應該從主動實現(xiàn)環(huán)境支撐經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展出發(fā)，實施布局、產(chǎn)業(yè)的全面調(diào)整，大力推行清潔生產(chǎn)，建立生態(tài)產(chǎn)業(yè)；優(yōu)先建設區(qū)域性污染控制設施等措施，從環(huán)境資源供給側(cè)主動引導社會經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展。

5.3 展望

面對新的挑戰(zhàn)和壓力，為了順利實現(xiàn)全面小康社會的水環(huán)境目標，針對全國飲用水源型河流的水質(zhì)與水生態(tài)系統(tǒng)繼續(xù)開展各典型行業(yè)及規(guī)?；r(nóng)業(yè)排水控源減排與脫毒減害工程技術研究，推廣重點解決排水生物毒性和優(yōu)控污染物風險控制與管理技術、水生態(tài)風險評估、水生態(tài)功能恢復技術等；全面集成適用于全國的水源型河流水環(huán)境風險控制與流域經(jīng)濟社會協(xié)同發(fā)展的工程與管理技術體系，構(gòu)建全國各流域水環(huán)境風險實時數(shù)字化管理決策支持系統(tǒng)，為水源型河流的水質(zhì)安全與風險控制提供全面系統(tǒng)的技術支持。

[1] 環(huán)境保護部.2014年中國環(huán)境狀況公報[A/OL].(2015-07-15).http://jcs.mep.gov.cn/hjzl/zkgb/2014zkgb/.

[2] MIAO Y,FAN C,GUO J.China’s water environmental problems and improvement measures [J].Resource Economy and Environmental Protection,2012(3):43-44.

[3] 王若師,張嫻,許秋瑾,等.東江流域典型鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲用水源地有機污染物健康風險評價[J].環(huán)境科學學報,2012,32(11):2874-2883. WANG R S,ZHANG X,XU Q J,et al.Health risk assessment of organic pollutants in typical township drinking water sources of Dongjiang River Basin[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2012,32(11):2874-2883.

[4] 高永霞,朱廣偉,賀冉冉,等.天目湖水質(zhì)演變及富營養(yǎng)化狀況研究[J].環(huán)境科學,2009,30(3):673-679. GAO Y X,ZHU G W,HE R R,et al.Variation of water quality and trophic state of Lake Tianmu,China[J].Enviromental Science,2009,30(3):673-679.

[5] 趙學敏,馬千里,姚玲愛,等.龍江河水體中氮磷水質(zhì)風險評價[J].中國環(huán)境科學,2013,33(增刊1)：233-238. ZHAO X M,MA Q L,YAO L A,et al.Water quality risk assessment based on nitrogen and phosphorus in Longjiang River[J].China Environmental Science,2013,33(Suppl 1):233-238.

[6] 茍婷,馬千里,許振成,等.貝江浮游藻類群落特征及富營養(yǎng)化風險分析[J].環(huán)境科學,2015,36(3):188-196. GOU T,MA Q L,XU Z C,et al.Phytoplankton community structure and eutrophication risk assessment of Beijiang River[J].Environmental Science,2015,36(3):188-196.

[7] 席運官,劉明慶.以修剪柑桔枝條為主要原料的香菇培養(yǎng)基及其制作方法:ZL201010224260.9[P].2010-10-22.

[8] 虢清偉,金中,許振成,等.一種組合式鼓風曝氣系統(tǒng):ZL200810304820.4[P].2008-10-30.

[9] 宋乾武,吳琪,江樂勇,等.BAM污水深度脫氮處理系統(tǒng):ZL201220300481.4[P].2012-02-03.

[10] 宋乾武,吳琪,江樂勇,等.城市污水處理方法及處理系統(tǒng):201110358618.1[P].2011-10-03.

[11] 史曉燕,陳宏文.東江源頭沿江村鎮(zhèn)生活污染控制技術探討[J].節(jié)水灌溉,2010(5):50-51,54.

[12] 鄒新,簡敏菲,史曉燕,等.不同人工濕地填料對水體中總磷的吸附特性分析[J].江西農(nóng)業(yè)大學學報,2011,33(6):1248-1251. ZOU X,JIAN M F,SHI X Y,et al.The phosphorus adsorption characteristics of different fillings in artificial wetland[J].Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis,2011,33(6):1248-1251.

[13] 明磊強,何義亮,章敏,等.零價鐵降解多溴聯(lián)苯醚影響條件的研究[J].凈水技術,2010,29(2):49-52. MING L Q,HE Y L,ZHANG M,et al.Studies on effect conditions for removal of polybrominated diphenyl ethers by zero-valent iron[J].Water Purification Technology,2010,29(2):49-52.

[14] 張盛斌,楊揚,喬永民,等.多孔生態(tài)混凝土凈化生活污水的對比研究[J].混凝土與水泥制品,2011(3):18-21.

[15] 楊鳳娟,楊揚,潘鴻,等.強化生態(tài)浮床原位修復技術對污染河流浮游動物群落結(jié)構(gòu)的影響[J].湖泊科學,2011,23(4):498-504. YANG F J,YANG Y,PAN H,et al.Effect of an enhanced ecological floating bed(EEFB) on zooplankton community in a polluted river[J].Journal of Lake Science,2011,23(4):498-504.

[16] 童霽恒子,王子,韓冰,等.催化鐵-生物耦合處理草甘膦廢水生物出水的可行性研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2011,39(3):1630-1632. TONGJI H Z,WANG Z,HAN B,et al.Research on the feasibility of the gglyphosate-producing wastewater treated by the coupling of the catalytic iron technology and biological process[J].Journal of Anhui Agricultural Science,2011,39(3):1630-1632.

[17] LIU Z H,HUANG S B,SUN G P,et al.Diversity and abundance of ammonia-oxidizing archaea in the Dongjiang River,China[J].Microbiological Research,2011,166:337-345.

[18] 榮宏偉,李健中,張可方,等.銅對活性污泥微生物活性影響研究[J].環(huán)境工程學報,2010,4(8):1709-1713. RONG H W,LI J Z,ZHANG K F,et al.Study on effects of copper on microbial activity of activated sludge[J].Chinese Journal of Environmental Engineering,2010,4(8):1709-1713.

[19] 榮宏偉,王勤,張朝升,等.Cu2+、Zn2+對生物脫氮系統(tǒng)的影響[J].環(huán)境工程學報,2009,3(4):617-620. RONG H W,WANG Q,ZHANG C S,et al.Effects of Cu2+and Zn2+on the biological nitrogen removal system[J].Chinese Journal of Environmental Engineering,2009,3(4):617-620.

[20] LIU Y W,ZHANG Y B,QUAN X,et al.Effects of an electric field and zero valent iron on anaerobic treatment of azo dye wastewater and microbial community structures[J].Bioresource Technology,2011,102:2578-2584.

[21] 王凌云,張錫輝,宋乾武.重污染型河水中典型內(nèi)分泌干擾物的臭氧氧化去除研究[J].環(huán)境科學,2011,32(5):1357-1363. WANG L Y,ZHANG X H,SONG Q W.Direct removal of typical endocrine disruptors from heavily polluted river water by ozonation[J].Environmental Science,2011,32(5):1357-1363.

[22] 席運官,李德波,劉明慶,等.東江源頭區(qū)水污染系統(tǒng)控制技術[M].北京:科學出版社,2014.

[23] 環(huán)境保護部華南環(huán)境科學研究所.東江流域水環(huán)境實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件V1.0:2011SR088458[DB].廣州:環(huán)境保護部華南環(huán)境科學研究所，2011.

[24] 吳泳標,張國霞,許玫英,等.發(fā)光細菌在水環(huán)境生物毒性檢測中應用的研究進展[J].微生物學通報,2010,37(8):1222-1226. WU Y B,ZHANG G X,XU M Y,et al.Advance in the application of luminescent bacteria on inspecting ecotoxicity in water[J].Microbiology China,2010,37(8):1222-1226.

[25] 高磊,李兆利,陳輝輝,等.染織排水對日本青鳉幼魚和胚胎的毒性效應[J].生態(tài)毒理學報,2011,6(3):303-309. GAO L,LI Z L,CHEN H H,et al.Toxicity of dye effluent on japanese medaka(Oryziaslatipes) embryo and larava[J].Asian Journal of Ecotoxicology,2011,6(3):303-309.

[26] 劉蕓,彭曉武,郭庶,等.東江下游污染源和納污水體的雌激素效應水平[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2011,27(5):56-59. LIU Y,PENG X W,GUO S,et al.Levels of estrogenic effect in waters and wastewaters in down-stream Dongjiang River[J].Environmental Monitoring in China,2011,27(5):56-59.

[27] 陳輝輝,覃劍暉,劉海超,等.典型重金屬、多環(huán)芳烴及菊酯類農(nóng)藥對唐魚的急性毒性效應[J].華中農(nóng)業(yè)大學學報,2011,30(4):511-515. CHEN H H,QIN J H,LIU H C,et al.Acute toxicity of representative heavy metals,polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs) and pyrethroid pesticide toTanichthysalbonubes[J].Journal of Huazhong Agricultural University,2011,30(4):511-515.

[28] GAO S S,DU M A,TIAN J Y,et al.Effects of chloride ions on electro-coagulation-flotation process with aluminum electrodes for algae removal[J].Journal of Hazardous Materials,2010,182:827-834.

[29] AN Z Y,DU M A,ZHANG T Q,et al.Remove of chromium by electro-flocculation process with double-aluminum electrode from wastewater[C]2011 second international conference on mechanic automation and control engineering.Honhot:Inner Mongolia University of Technology,2011:3316-3319.

[30] 胡習邦,王俊能,許振成,等.應用物種敏感性分布評估DEHP對區(qū)域水生生態(tài)風險[J].生態(tài)環(huán)境學報,2012,21(6):1082-1087. HU X B,WANG J N,XU Z C,et al.Assessing aquatic ecological risk of DEHP by species sensitivity distributions[J].Ecology and Environmental Sciences,2012,21(6):1082-1087.

[31] 趙建亮,應光國,魏東斌,等.水體和沉積物中毒害污染物的生態(tài)風險評價方法體系研究進展[J].生態(tài)毒理學報,2011,6(6):577-588. ZHAO J L,YING G G,WEI D B,et al.Ecological risk assessment methodology of toxic pollutants in surface water and sediments:a review[J].Asian Journal of Ecotoxicology,2011,6(6):577-588.

[32] 楊濱,應光國,趙建亮,等.高鐵酸鉀氧化降解新興有機污染物的研究進展[J].環(huán)境化學,2013,32(1):54-64. YANG B,YING G G,ZHAO J L,et al.Research progress on the oxidation of emerging organic contaminants by ferrate(Ⅵ)[J].Environmental Chemistry,2013,32(1):54-64.

[33] 趙建亮,方怡向,應光國.工業(yè)廢水毒性鑒定評價方法體系的建議及其應用示例[J].生態(tài)環(huán)境學報2011,20(3):549-559. ZHAO J L,FANG Y X,YING G G.Toxicity identification and evaluation methodology proposed for various industrial effluents and its practical application[J].Ecology and Environmental Sciences,2011,20(3):549-559.

[34] 付建平,任明忠,許振成,等.珠三角地區(qū)造紙行業(yè)排水中二惡英(PCDDFs)特征分析[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2013,29(3):99-102. FU J P,REN M Z,XU Z C,et al.Feature analysis of PCDDFs in drainages of paper industry in the Pearl River Delta Region[J].Environmental Monitoring in China,2013,29(3):99-102.

[35] CHEN Y,LI H,WANG Z P,et al.Photoproducts of tetracycline and oxytetracycline involving self-sensitized oxidation in aqueous solutions:effects of Ca2+and Mg2+[J].Journal of Environmental Sciences,2011,23(10):1634-1639.

[36] 吳運敏,李靜.基于通量守恒原理的水質(zhì)監(jiān)測非統(tǒng)計不確定性研究[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術,2011,23(5):31-37. WU Y M,LI J.Non-statistical uncertainty of water quality monitoring based on principle of mass conservation[J].Journal of Environmental Monitoring Management and Technology,2011,23(5):31-37.

[37] 吳運敏,陳求穩(wěn),李靜.模糊綜合評價在小流域河道水質(zhì)時空變化研究中的應用[J].環(huán)境科學學報,2011,31(6):1198-1205. WU Y M,CHEN Q W,LI J.Fuzzy comprehensive assessment on spatio-temporal variations of water quality of a small catchment[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2011,31(6):1198-1205.

[38] 曾凡棠,張修玉,許振成,等.過去20年東江水質(zhì)演變趨勢與現(xiàn)狀特征研究[J].環(huán)境科學導刊,2012,31(6):38-41. ZENG F T,ZHANG X Y,XU Z C,et al.The change of the water quality of Dongjiang River in the past twenty years[J].Journal of Environmental Science Survey,2012,31(6):38-41.

[39] 張恒,曾凡棠,房懷陽,等.基于HSPF及回歸模型的淡水河流域非點源負荷計算[J].環(huán)境科學學報,2012,32(4):856-864. ZHANG H,ZENG F T,FANG H Y,et al.Estimating nonpoint pollution loading from the Danshui catchment based on HSPF and regression model[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2012,32(4):856-864.

[40] 張恒,曾凡棠,房懷陽,等.連續(xù)降雨對淡水河流域非點源污染的影響[J].環(huán)境科學學報,2011,31(5):927-934. ZHANG H,ZENG F T,FANG H Y,et al.Impact of consecutive rainfall on non-point source pollution in the Danshui River catchment[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2011,31(5):927-934.

[41] 田偉,劉明慶,席運官.微生物菌劑對以豬糞和香菇菌渣為原料的快速堆肥過程的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學,2013,41(6):301-304．

[42] 熊忠華,席運官,陳小俊,等.4種天然源農(nóng)藥對有機橘園柑橘全爪螨的防治技術研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學學報,2013,35(1):97-101. XIONG Z H,XI Y G,CHEN X J,et al.A study on the control technologies for 4 kinds of natural pesticides againstPanonychuscitri(McGregor) in organic citrus orchard[J].Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis,2013,35(1):97-101.

[43] 席運官,劉明慶,王磊,等.東江源山地果畜結(jié)合區(qū)面源污染生態(tài)化控制模式與效果分析[J].東北農(nóng)業(yè)大學學報,2013,44(2):92-97. XI Y G,LIU M Q,WANG L,et al.Study on ecological control mode of non-point source pollution from the system of orchard linked with animal husbandry in the valley of Dongjiang River Headwater[J].Journal of Northeast Agricultural University,2013,44(2):92-97.

[44] 何金華,丘錦榮,賀德春,等.高效液相色譜-熒光檢測法同時測定畜禽糞便中4種磺胺類藥物殘留[J].環(huán)境化學,2012,31(9):1436-1441. HE J H,QIU J R,HE D C,et al.Simultaneous determination of four sulfonamide residue in the manure of livestock and poultry by HPLC with fluorescence detection[J].Environmental Chemistry,2012,31(9):1436-1441.

[45] 劉明慶,席運官,龔麗萍,等.東江源“豬-沼-果-魚”生態(tài)農(nóng)業(yè)模式關鍵技術與面源污染控制分析[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學報,2010,26(1):58-63. LIU M Q,XI Y G,GONG L P,et al.Key techniques and non-point source pollution control effect ofpig-biogas-fruit-fish eco-agriculturemodel in headwaters of Dongjiang River[J].Journal of Ecology and Rural Environment,2010,26(1):58-63.

[46] ZHENG L C,ZHU C F,DANG Z,et al.Preparation of cellulose derived from corn stalk and its application for cadmiumion adsorption from aqueous solution[J].Carbohydrate Polymers,2012,90:1008-1015.

[47] 魏臻,胡勇有,方平.混凝沉淀-陶粒懸浮填料移動床處理漂染廢水的性能研究[J].工業(yè)用水與廢水,2011,42(6):15-19. WEI Z,HU Y Y,FANG P.Performance of coagulation sedimentation-biological ceramic moving bed biofilm reactor for bleaching and dyeing wastewater treatment[J].Industrial water and wastewater,2011,42(6):15-19.

[48] WU D L,WANG Z,WANG H W,et al.Effect of Cu on the reductive dechlorination of chlorinated hydrocarbons in water by scrap-iron[J].Fresenius Environmental Bulletin,2009,18(4):423-428.

[49] JIAO Y L,QIU C C,HUANG L H.Reductive dechlorination of carbon tetrachloride by zero-valent iron and related iron corrosion[J].Applied Catalysis B:Environmental,2009,91:434-440.

[50] MA Q,QIN T P,LIU S J,et al.Morphology and photocatalysis of mesoporous titania thin films annealed in different atmosphere for degradation of methyl-orange[J].Applied Physics A,2011,104:365-373.

[51] TIAN F,ZHU R S,ZHANG L L,et al.Effects of inorganic anions on TiO2photocatalytic degradation of phenol[C]The 2nd international conference on environmental science and information application technology.Piscataway:IEEE Press,2010:442-445

[52] 王之暉,宋乾武,王文君,等.組合MBR工藝中試系統(tǒng)處理高氨氮生活污水[J].環(huán)境科學研究,2010,23(12):1535-1540. WANG Z H,SONG Q W,WANG W J,et al.Pilot study on combined MBR process for treatment of domestic wastewater with high ammonia nitrogen concentration[J].Research of Environmental Sciences,2010,23(12):1535-1540.

[53] 盧萃云,龐志華,林方敏,等.曝氣充氧和人工造流技術修復河道污染水體[J].環(huán)境工程學報,2012,6(4):1135-1141. LU C Y,PANG Z H,LIN F M,et al.Aeration and artificial streaming technology for remediation of polluted river water[J].Chinese Journal of Environmental Engineering,2012,6(4):1135-1141.

[54] 陳向,劉靜,何琪,等.東江惠州河段人工基質(zhì)附著硅藻群落的季節(jié)性動態(tài)[J].湖泊科學,2012,24(5):723-731. CHEN X,LIU J,HE Q,et al.Seasonal variations of periphytic diatom community in artificial substrata in Huizhou section of the Dongjiang River,Guangdong Province,Southern China[J].Journal of Lake Science,2012,24(5):723-731.

[55] 劉毅,林小濤,孫軍,等.東江下游惠州河段魚類群落組成變化特征[J].動物學雜志,2011,46(2):1-11. LIU Y,LIN X T,SUN J,et al.Fish community changes in Huizhou segment of Dongjiang River[J].Chinese Journal of Zoology,2011,46(2):1-11. ○

Water pollution control and integrated demonstration of water ecosystem ecovery technology in Dongjiang River Basin

XU Zhencheng1, ZENG Fantang1, CHEN Jianyu1, GUO Qingwei1, YING Guangguo2, HU Yongyou3, YANG Yang4, ZHA Jinmiao5, SONG Qianwu6, LI Debo7, ZHAO Xuemin1, ZHUO Qiongfang1, GOU Ting1

1.South China Institute of Environmental Sciences, Ministry of Environmental Protection, Guangzhou 510655, China 2.Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China 3.College of Environment and Energy, South China University of Technology, Guangzhou 510006, China 4.Engineering Research Center of Tropical and Subtropical Aquatic Ecological Engineering of Ministry of Education, Jinan University, Guangzhou 510632, China 5.Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China 6.Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China 7.Nanjing Institute of Environmental Sciences, Ministry of Environmental Protection, Nanjing 210042, China

The main research achievements of the Dongjiang River Project in theNationalWaterPollutionControlandManagementofScienceandTechnologyMajorProgram(Major Water Program) over the period from 2008 to 2013 were summarized. Aiming at national demand for protecting high-quality water, the Dongjiang River basin was chosen for the research and demonstration of prospective water pollution control technologies. A technical system for water quality risk identification of water source basin was established, including real-time on-line operation of routine water quality indicators, identification, screening and optimization of trace pollutant control indicators, and multi-attribute full process of biological toxicity index identification, etc. An engineering technical system for water quality risk control was created, including detoxification technologies for various types of wastewater, centralized intensive processing technologies for homogenous wastewater, and continuous purification technologies for drainage. Moreover, a technical system for ecological health maintenance was established, including the growth state rating of various species, habitat restoration and restoration of key damaged links of the aquatic organisms chain. The three technical systems were integrated to form a river basin water environmental risk control system set. Based on the technical innovation, the overall strategy of water source basin management of "control risk, maintain ecology, keep water fresh and develop sustainably" was put forward. The technical system and strategy were demonstrated and applied in the Dongjiang River basin, and guaranteeing the achievement of the water quality objective better than the Class Ⅱ in the main stream of Dongjiang River finally.

water pollution control; water resource protection; risk identification; technical system; Major Water Program; Dongjiang River Basin

2016-11-11

國家水體污染控制與治理科技重大專項(2008ZX07211，2012ZX07206)

許振成(1953—)，男，研究員，博士生導師，主要從事流域水污染控制與管理研究，xuzhencheng@scies.org

X522

1674-991X(2017)04-0393-12

10.3969/j.issn.1674-991X.2017.04.055

許振成，曾凡棠，諶建宇,等.東江流域水污染控制與水生態(tài)系統(tǒng)恢復技術與綜合示范[J].環(huán)境工程技術學報,2017,7(4):393-404.

XU Z C,ZENG F T,CHEN J Y, et al.Water pollution control and integrated demonstration of water ecosystem recovery technology in Dongjiang River Basin[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2017,7(4):393-404.