库塘湿地水环境污染控制.docx

1、库塘湿地水环境污染控制库塘湿地水环境污染控制指南（送审稿）编制说明中国环境科学研究院二一七年十二月4 库塘湿地水环境保护方法 71 总则本条界定了指南的适用范围、编制依据、指导思想和原则。2 术语和定义本条描述了库塘湿地、水环境污染控制、点源污染、城市面源污染、农村面源污染、内源污染、风险源和消落带等术语的定义。3 库塘湿地水环境污染评估3.1 本条描述了库塘湿地水环境污染评估的技术路线。3.2 综合污染指数评价项目选取：总氮、总磷、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、挥发酚、汞、铅、石油类、类大肠菌群、氯化物、硫酸盐、硝酸盐等项。计算式为：其中为综合污染指数，Ci为污染物实测浓度，Coi

2、为污染物评价标准，Wi为权重系数，n为污染物个数。3.3 在具体进行库塘湿地生态系统健康评价时，无论采用何种评价方法，都应按一定的评价方法进行，本条文为推荐评价技术方法。湿地生态系统健康评价指通过研究湿地生态系统的结构(包括组织结构和空间结构)、功能(生态功能和各项服务所对应的功能)、适应力(弹性)和社会价值等综合特性来判断其健康状况，可以对由于自然和人类干扰引起的湿地生态系统破坏或退化程度进行诊断，以此发出预警，可为管理者、决策者调整策略提供科学依据，以期更好地保护、恢复或重建、合理利用湿地资源。只有充分理解和定量评价湿地生态系统的组成、结构和功能过程，才能制定出适应性的管理策略，以恢复或维

3、持湿地生态系统的整体性和可持续性。生态系统健康指数(Health Index，HI)的度量指标和方法如下：HI=VOR式中，V为系统活力；O为系统组织结构指数；R为系统弹性指数。针对库塘湿地生态系统的特征，根据生态系统健康指数应用扩展，库塘湿地生态系统健康评价主要包括湿地压力评价，湿地状态评价，湿地响应评价三个方面的内容，通过应用扩展，得到评价模型：式中：EHI为总健康指数；Wi为各指标的权重；Xi为各指标数据的归一化值；n为指标项数。指标选取的原则：1）在确保合理性和可能性的基础上，指标层选取了一些可获得、操作性强的指标变量；2）为避免单一要素的片面性和监测的不精确所造成的误差，指标主要以综

4、合指数形式表示。指标权重的确定采用层次分析法（AHP），首先在专家咨询的基础上构建判断矩阵，然后计算判断矩阵的特征向量和最大特征根，确定要素层和指标层的单排序权重，最后计算出指标层相对于目标层的总排序权重，并进行一致性检验。根据权重计算结果，得到各层次指标归一化后的权重。表3-1 湿地生态系统健康评价指标体系及权重项目层要素层指标层归一化权重压力评价（1/3）人为干扰（0.6）土地利用强度（0.20）0.036人口密度（0.30）0.054农药、化肥施用强度（0.25）0.045工业、生活污水处理指数（0.25）0.045自然干扰（0.4）物种入侵控制率（0.33）0.0396自然灾害（0.6

5、7）0.0804状态评价（1/3）理化指标（0.4）水质综合指数（0.5815）0.09304水体富营养化程度（0.1095）0.01752土壤有机质（0.3090）0.04944生态指标（0.6）生物多样性指数（0.2908）0.069792生物均匀度指数（0.1545）0.03708植被覆盖率（0.1545）0.03708物种濒危状况（0.0547）0.013128初级生产力（0.2908）0.069792湿地面积变化（0.0547）0.013128响应评价（1/3）系统功能变化（0.75）物质生产功能变化（0.67）0.15075科考、旅游功能变化（0.33）0.07425管理水平（0.

6、25）湿地管理水平（0.30）0.0225社区参与度（0.20）0.015有效财政支出（0.25）0.01875执行力度（0.25）0.01875指标选取及说明：（1）压力评价指标1 土地利用强度：湿地范围内建设、围垦养殖面积统计。2 人口密度：单位面积人口数量，单位为人/hm2。3 农药、化肥施用强度：以每年每公顷施用农药量、化肥量统计，单位为kg/hm2。4 工业、生活污水处理指数：以污水废水处理率计。5 物种入侵控制率：外来入侵物种所占比例。6 自然灾害：自然灾害的发生频次及破坏力度。（2）状态评价指标7 水质综合指数：采用3.2条中计算公式。8 水体富营养化程度：采用TLI综合营养指数

7、法进行计算。TLI（）=WjTLI（j）式中：TLI（）综合营养状态指数；Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重；TLI（j）为第j种参数的营养状态指数；富营养化状况评价指标包括叶绿素a（chla）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）、高锰酸盐指数（CODMn）。9 土壤有机质：单位体积土壤中含有的有机物质的数量，以有机质占干土重的百分数表示。10 生物多样性指数：采用Shannon-wiener 指数计算方法。11 生物均匀度指数：采用Pielou均匀度指数计算方法。12 植被覆盖率：植被面积占湿地总面积比。13 物种濒危状况：根据物种的珍惜程度、状况确定。14 初级生产力：根据中

8、国湿地保护行动计划，一般湿地的初级生产力为10004000 g/m2，可根据具体情况选取，按面积计算。15 湿地面积变化：以现有湿地面积内退化湿地面积的百分比来表示，可以湿地的盐碱化，沙化，植被退化面积来衡量。（3）响应评价指标16 物质生产功能变化：以水产品捕捞收获量增加或减少率表示。17 科考、旅游功能：科研价值、景观美学价值的高低，由参加科考旅游人数来反映/以娱乐日的增加数或减少数来表示。18 湿地管理水平：采用定性方法，以湿地管理队伍的整体水平来衡量。19 社区参与度：以周边居民具有湿地保护意识的人员占总人口的比例来计算。20 有效财政支出：统计与湿地保护相关的财政支出。21 执行力度

9、：以接受到相关政策法规的人员占总人口的比例统计。对上述指标按照适宜的标准开展数据归一化处理到01区间范围，根据各指标的权重值计算得出湿地生态系统的健康评价值（介于01之间）。根据生态系统健康评价指标数据，可以判断研究区的生态系统健康状况。3.4 湿地的生态服务功能是指湿地生态系统所具有的潜在或实际维持、保护人类活动以及人类未被直接利用的资源，或维持、保护自然生态系统的过程的能力，是湿地生态系统在生态过程和生态结构之间发生的相互作用的结果。湿地生态系统服务功能常用的评价方法如下：（1）市场价值法：指对有市场价格的生态系统产品和功能进行估价，用产品或功能的市场价格来计量湿地生态系统提供的产品或服务

10、价值。V=Pi式中：V为物质生产总价值，Yi为某类产品产量，Pi为单位物质产品价格。（2）影子工程法：是指以人工建造一个工程来替代生态功能或原来被破坏的生态功能的费用。V=vh式中：V为湿地调节功能的价值，v为湿地生态系统气候调节的计算量，h为达到相同效果的人工替代工程的单位造价。（3）造林成本法：计算湿地生态系统所固定的CO2和释放的O2的量。根据年总生物量换算年固定的CO2和释放的O2，再根据国际和国内对CO2排放收费将生态指标换算成经济指标，得出CO2的经济价值，根据国内工业氧的现价，得出O2的经济价值。（4）生态价值法：生物栖息地功能是指生态系统为野生动物提供栖息、繁衍、迁徙、越冬场所

11、的功能。根据美国经济生态学家Robert Costanza的研究成果，即全球湿地生态系统中单位面积上的湿地功能和自然资本价值来推算。湿地的避难所价值的价值量为每年每公顷304美元。（5）费用替代法：湿地通过物理、化学、生物等过程吸附、交换、吸收水中的污染物以降解污染、净化水体。根据进入湿地的未经处理和处理不达标的废水污水总量，乘以污水处理厂处理的平均价格，可得到湿地降解污染、净化水质的价值。通过比较湿地肥力与因土壤侵蚀而废弃的土地肥力之差，折算成化肥价格。计算公式如下：V=ShR1R2P式中：V为湿地减少土壤肥力流失的价值，S为湿地面积，h为无植被的土壤中等程度的侵蚀深度，R1为土壤容重，R2

12、为单位土壤养分的平均含量，P为我国化肥的平均价格。（6）旅行费用法：休闲娱乐功能的价值估算常采用旅游费用法，采用旅游者费用支出的总和(包括交通费、食宿费等一切用于旅游方面的消费)作为该景观旅游功能的经济价值，公式如下：Pa(t)=TV(t)+Pb(t)+Pc(t)式中：Pa为湿地休闲娱乐功能价值，TV为旅游费用支出，Pb旅游时间价值，Pc为其他消费，t为年度。（7）替代价值法：湿地的科研价值通常根据湿地的科研投入估算，或利用我国湿地平均科研价值382元/hm2和全球湿地功能价值861美元/hm2的平均值3897.8元/hm2作为科研价值，按湿地面积进行估算。4 库塘湿地水环境保护方法4.1 本

13、条描述了库塘湿地水环境污染源的分类。（1）点源污染负荷计算方法1）工业污染源负荷计算方法点源污染中确定工业污染源负荷的计算方法主要有实测法、物料平衡法和单位负荷法。实测法通过实地测量废水中的污染物浓度及其流量，计算出各污染物的绝对排放量。计算公式为：G=QC平均式中，G为废水中某种污染物绝对排放量； Q为废水排放总量 C平均为废水中某污染物若干次实测的算术平均浓度或按流量加权的平均浓度。物料平衡法对于无法进行实测的情况，可依据质量平衡定理，采用物料平衡法。计算公式为：G3=G-G1-G2-G4式中，G为投料量；G1为产品折合的物料量；G2为副产品折合的物料量；G3为流失物折合的物料量；G4为回

14、收物折合的物料量。单位负荷法既不可以实测，又缺少衡算所需的数据而无法进行物料平衡计算时，可采用较为简单的单位负荷法技术。根据生产实际中取得的经验数据，计算得出污染物的排放量。计算公式为：G=K/1000式中，G为废水中某污染物年排放量，t/a；K为单位产品排污量，即排放系数，kg/t；为某产品年产量，t/a。2）生活污染源负荷计算方法点源污染中确定生活污染源比较可靠的方法是实测法，在无条件进行实测时，可采用比率法进行估算，计算方法如下：当生活污水与其他污水混杂难以实测时，可经过统计，求得生活污水量与废水总排放量的比率。排水总量乘该比率即为生活污水排放量。计算公式为：Q= K式中，Q为生活污水量

15、； K为生活污水占废水总排放量的比率，范围为0.1（工业区）0.9（居民区），通常取0.20.3；为废水总排放量。（2）面源污染负荷计算方法面源污染的定量化主要有两种途径，一是通过受纳水体所接受的污染物量进行观测、分析和计算，推算汇水区域的污染物输出量；另一种是通过对面源污染污染物输出过程的模拟，计算污染物的输出量。主要方法为单位负荷法与模拟法。1）单位负荷法。采用样区污染负荷量方法计算，由于暴雨径流过程，径流量大且变化急剧，污染物输出量高且变化大，故需对样区进行较高频率的水质、水量同步观测，参考降雨强度过程线，绘出样区准确的径流量和污染物浓度变化过程线，通过积分求出对应于暴雨过程的污染物量。

16、2）模拟法。大部分内容是对水文循环的模拟，通常包括集中参量法和分散参量法两种途径。集中参量法，是把整个集水面积或其中需要的一大部分看成一个单元，把集水面积的各种特性集中在一起，用经验方程式将参量的最终形式和数量加以简化，把所模拟的单元表示成一个均匀系统。模型经过验证后便可得到一种反映不同水文和气象条件下的输出值。分散参量法是将集水面积分成性质相近、面积较小的单元，各单元分别模拟，然后将各单元结果相加，就是总的输出结果。（3）内源污染负荷计算方法根据污染物的来源及特性，内源污染主要包括污染底泥释放、藻源污染负荷、养殖污染、船舶及旅游、大气干湿沉降等。1）污染底泥释放污染底泥释放负荷是指单位面积单

17、位时间内沉积物-水界面氮磷的扩散通量，其随时间迁移和环境条件改变，时刻发生着变化。计算公式如下： 式中：RL为每年释放负荷量（t/yr），Fij为第i个监测点第j天沉积物-水界面扩散通量；Ai为第i个监测点涉及的空间差值面积；Tj为监测时间。2）藻源污染负荷采用水质指标TN、TP、CODCr、CODMn表征典型藻类藻源污染负荷，估算通量模型分别如下：藻源TN负荷：ATN=-3.406+0.211Ln(D) 式中D为藻密度，cellsL-1，此公式仅适用于藻密度大于1.05107 cellsL-1的情况；藻源TP负荷：ATP=-0.260+0.016Ln(D)，式中D为藻密度，cellsL-1，

18、此公式仅适用于藻密度大于1.2107 cellsL-1的情况；藻源CODCr负荷：ACODCr= -102.690+6.652Ln(D)，式中D为藻密度，cellsL-1，此公式仅适用于藻密度大于5.2106 cellsL-1的情况；藻源CODMn负荷：ACODMn= -20.912+1.357Ln(D)，式中D为藻密度，cellsL-1，此公式仅适用于藻密度大于5.5106 cellsL-1的情况。3）养殖污染是指人工投放饵料与养殖产生的水体污染负荷。计算公式如下：负荷量=总投饵量饵料中总氮（总磷）含油率-鱼体总增重量鱼体中总氮（总磷）含油率； 饵料中总氮（总磷）含油率，需对饵料进行实测；鱼

19、体中总氮（总磷）含油率，可通过实测得到，一般可取25%和0.22%。4）船舶及旅游船舶产生的污染负荷主要为含油污水的排放，计算公式如下：W=CJQJ+CyQy+CxQx式中，W为污水含油总负荷量；CJ、QJ分别为机舱舱底水的浓度和水量；Cy、Qy分别为油轮压舱水的浓度和水量；Cx、Qx分别为油轮洗舱水的浓度和水量；Wij为第i只船第j次航行排污的含油量；n和m为水域内航行的船只总数和全年平均航行次数。旅游产生的污染负荷主要包括船上生活污水，包括人类粪便、厨房废物和洗浴水，一般可取37.8 L/人天，22.7 L/人天，90.8 L/人天。5）大气干湿沉降大气湿沉降通过降水量和降水中的污染物浓度

20、计算得出。计算公式为：W=PCA式中，W为降水污染负荷量，kg；P为降水量，mm；C为降水中污染物浓度，mg/L；A为水面面积，km2。大气湿沉降年总负荷为各次降水污染负荷量之和。大气干沉降通过降尘污染负荷的平均值乘以水面面积得出。计算公式为：W=AC式中，W为水面年降尘污染物量，kg/a；A为水面面积，m2；C为降尘污染负荷平均值，kg/m2。4.2 控源截污措施。纳管截污从源头控制污水向水体排放，沿岸铺设污水截流管线，并合理设置提升（输运）泵房，将污水截流并纳入污水收集和处理系统。对存在跑冒滴漏现象的雨污合流制管网，应加强管网维护并沿岸布置溢流控制装置。饮用水水源地功能的库塘湿地，一级保护

21、区内，坚决关闭和取缔工业污染源，拆除所有违法建设项目，关闭和取缔勘探、开采矿产资源、堆放工业固体废弃物及其它有毒有害物品；二级保护区内，关闭和取缔排放污染物的工业污染源，分期予以拆除或者关闭其周围已经存在的工业污染源。湿地保护区上游（补给径流区内）的工业污染源应合理布局。严格整治化工、造纸等高污染建设项目；禁止向该区域河流、沟渠排放未经处理或虽经处理但不达标的工业废水；工业固体废弃物应及时运至不影响水源水质安全的区域处理。4.3 水体强化净化技术。（1）点源污染处理技术城镇生活污染的防治应建立完善的城镇生活垃圾收集、中转运输和处理系统，加强城镇生活垃圾的分类回收与资源化利用，提高生活垃圾处理率

22、和资源化利用率。分散式生活污染防治可因地制宜，采取以下处理方法：活性污泥法。包括：序批式活性污泥法(SBR)，以间隙操作为主要特征，在停止曝气时利用反硝化作用脱氮；吸附生物降解法(AB)，具有很强的抗冲击负荷的能力，对pH和有毒物质的影响具有很大的缓冲作用，适用于浓度较高，水质、水量变化较大的污水处理；厌氧、好氧交替运行法(AAA)，以一定的时间间隔周期性的开停外，其余类似于完全混合活性污泥法，曝气与不曝气期间，为微生物进行硝化与反硝化分别提供了好氧和缺氧环境；组合式间隙曝气系统(PIAS)，是集初沉池与曝气池于一体的间隙曝气系统，该工艺结构简单、布置紧凑、占地少，同时以曝气、停曝间隙运行，既

23、可同时达到去除BOD5、COD、SS、N、P提高出水水质，又可比常规处理节省能耗30%以上，同时减少污泥产量；CASS工艺，把序批式活性污泥法(SBR)的反应池沿长度方向分为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，在主反应区后部安装可升降的撇水装置，曝气、沉淀等在同一池子内周期循环运行；循环延时间隙曝气系统(ICEAS)，集初沉池，曝气池，二沉池于一体的一种新工艺，使污水在“好氧缺氧”的反复过程中完成除磷脱氮。生物塘。具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点。其缺点是是占地面积大，可能产生臭气，处理效果受气候条件影响

24、等。适用于有可供利用土地、地价较低、气温适宜、日照良好的地方。生活污水净化槽。特点是占地少（可埋于地下）、安装简易、管理方便，出水效果好等。它可用于无下水道地区的生活污水处理，也可作为宾馆、饭店、住宅小区、旅游别墅等的污水处理设备。厌氧滤池（沼气净化池）法。水力停留时间为12d，水温要求1012以上。对污染物的去除效率较高，适用于普及水冲式厕所的地区，运行费用低，建设投资省，适宜在农村推广。生物接触氧化法。具体技术内容参照生物接触氧化法污水处理工程技术规范（HJ 2009-2011）执行。水力停留时间812h，填料层高度宜为2.5m3.5m，有效水深宜为35m，对污染物去除效率较高。膜生物反应

25、器技术。具体技术内容参照膜生物法污水处理工程技术规范（HJ 2010-2011）执行。该技术具有处理效率高、出水水质好、占地面积少、抗冲击负荷能力强等优点。典型工业点源污染防治措施中，可供选择的污水脱氮方法有以下几种。氨吹脱法。用于处理高浓度氨氮废水，具有流程简单、处理效果稳定、基建费和运行费较低等优点，实用性较强。电渗析法。氨氮去除率较高，但投资成本与运行费用都较高。折点加氯法。该法具有基建费用低，稳定性好，且不受水温的影响的优点。缺点是处理规模大时，运行费用很高，残余氯必须进行处理，有可能产生有害的氯胺。离子交换法。此法氨氮去除率可达90%97%，具有去除率高，不受水温影响等优点。缺点是再

26、生时排出的高浓度含氨液必须进行处理，水中钙离子时有干扰，运行成本高等。生物脱氮法。去除效率高，效果稳定，且不产生二次污染。缺点是运行管理麻烦，低温时效率较低，占地面积大等。常用的生物脱氮工艺有活性污泥法、氧化沟，生物膜法，流化床法，生物转盘法等。含磷工业主要是指磷化工行业，排放污水中含有磷酸盐、氟化物、二氧化硅等物质。目前含磷废水的处理工艺主要有以下几种。混凝沉淀或混凝气浮+过滤。在原污水或二级处理出水中投加混凝剂生成磷的化合物沉淀而被去除，除磷效率很高，运转的灵活性较大，但成本高，产生的污泥量大。晶析除磷法。该法的原理是钙离子与磷酸盐结合生产磷灰石，利用溶解度随pH值升高而降低的特性除磷。优

27、点是不产生污泥、与混凝沉淀法相比运行成本低、除磷效果稳定。缺点是需增加新的处理设施、必须有脱碳酸池和过滤等前处理工艺等。生物与化学并用法。在曝气池中投加混凝剂，有机物与磷同时被去除，该法除磷效果稳定，且可以利用已有的处理设施。缺点是产生的污泥量大，当原水中含磷浓度高、投加的混凝剂浓度高时对生物相有影响。厌氧-好氧法。该法利用厌氧状态释放磷、好氧状态摄取磷的特性除磷。优点是能够利用已建成的处理设施，不必投加药剂。缺点是比物理化学法的除磷效率低，必须控制排泥量。Phostrip系统。该系统采用厌氧-好氧和化学法组合流程除磷。优点是除磷效果稳定，经济性较高。缺点是必须增加除磷设施等。（2）面源污染处

28、理技术1）城市面源处理技术透水铺装。按照面层材料不同可分为透水砖铺装、透水水泥混凝土铺装和透水沥青混凝土铺装，嵌草砖、园林铺装中的鹅卵石、碎石铺装等也属于渗透铺装。其结构应符合透水砖路面技术规程（CJJ/T188）、透水沥青路面技术规程（CJJ/T190）和透水水泥混凝土路面技术规程（CJJ/T135）的规定。主要适用于广场、停车场、人行道以及车流量和荷载较小的道路，如建筑与小区道路、市政道路的非机动车道等，透水沥青混凝土路面还可用于机动车道。绿色屋顶。也称种植屋面、屋顶绿化等，根据种植基质深度和景观复杂程度，绿色屋顶又分为简单式和花园式，基质深度根据植物需求及屋顶荷载确定，简单式绿色屋顶的基

29、质深度一般不大于150 mm。设计参考种植屋面工程技术规程（JGJ155）。适用于符合屋顶荷载、防水等条件的平屋顶建筑和坡度15的坡屋顶建筑。生物滞留带。指在地势较低的区域，通过植物、土壤和微生物系统蓄渗、净化径流雨水的设施。生物滞留设施分为简易型生物滞留设施和复杂型生物滞留设施，按应用位置不同又称作雨水花园、生物滞留带、高位花坛、生态树池等。主要适用于建筑与小区内建筑、道路及停车场的周边绿地，以及城市道路绿化带等城市绿地内。雨水花园。指在城市地势较低的地方种植乔木、灌木和花草等植物的一种工程设施，其雨水利用院里是将雨水通过植物的截流与土壤的下渗作用过滤、净化雨水，以达到消减雨水径流量的作用。

30、雨水花园的类型雨水花园根据不同的控制目标可以分为以控制径流污染为目的的雨水花园和以控制径流量为目的的雨水花园两种类型。生态树池。一般由种植土层、砂滤层、排水系统以及灌乔木组成。适用于用地较紧张的场地建设，如城市道路分隔带、人行步道、停车场，以及公园、广场等。雨水湿地。利用物理、水生植物及微生物等作用净化雨水，是一种高效的径流污染控制设施，雨水湿地分为雨水表流湿地和雨水潜流湿地，一般设计成防渗型以便维持雨水湿地植物所需要的水量，雨水湿地常与湿塘合建并设计一定的调蓄容积。适用于具有一定空间条件的建筑与小区、城市道路、城市绿地、滨水带等区域。调节塘。也称干塘，以削减峰值流量功能为主，一般由进水口、调

31、节区、出口设施、护坡及堤岸构成，也可通过合理设计使其具有渗透功能，起到一定的补充地下水和净化雨水的作用。适用于建筑与小区、城市绿地等具有一定空间条件的区域。植草沟。指种有植被的地表沟渠，可收集、输送和排放径流雨水，并具有一定的雨水净化作用，可用于衔接其他各单项设施、城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统。除转输型植草沟外，还包括渗透型的干式植草沟及常有水的湿式植草沟，可分别提高径流总量和径流污染控制效果。植被缓冲带。为坡度较缓的植被区，经植被拦截及土壤下渗作用减缓地表径流流速，并去除径流中的部分污染物，植被缓冲带坡度一般为2%6%，宽度不宜小于2 m。适用于道路等不透水面周边，可作为生物滞留设施等低影响开发设施的预处理设施，也可作为城市水系的滨水绿化带，但坡度较大（大于6%）时其雨水净化效果较差。2）农业面源处理技