水质安全研究

我国人均水资源极度匮乏,随着社会经济的快速发展,人民生活水平的提高,对淡水资源的需求也越来越大,尤其是对饮用水的水质安全提出了更高的要求。
随着近几年饮用水源地事故的频繁发生,群众对水源地水质安全也愈加重视,苏州的饮用水取水口基本都在太湖,

  第一章绪论

  1.1研究背景及意义

  人所共知,水对于人体、动物、植物等而言是非常重要的,而水质安全问题也是群众一直以来关注的重点之一。而且控制水污染的最终目的也在于水质安全,但是随着快速发展的经济带来的水污染情况越来越严重,导致很多城市成为了缺水型的城市。水源地水质安全不仅关系到工业、农业用水安全,也关系到群众的饮用水水质安全。因此,加强水源地水质的保护,保证水源地水质的安全不仅保障人民的饮用水安全,还对经济和社会的发展具有重要意义。
  地表饮用水水源地其包括水库型水源地、河流型水源地、湖泊型水源地等,水源地水质评价是进行水源地水质保护的基础,也是确定水处理工艺的基础。因此,只有准确评价水源地水质状况,识别水体主要污染物,才能采取相应的控制和保护措施降低水体污染物浓度,以及为水厂处理提供相应的预警,保障水厂出水的安全性和可靠性,从而保障人民群众的安全用水。
  阳澄湖位于苏州古城区东北处约10km,东与昆山市相依,南与苏州工业园区接壤,北与相城区相邻,是太湖平原上的第三大淡水湖。阳澄湖是苏州地区主要的调蓄水量的湖泊同时也是苏州工业园区城市集中式饮用水源地及战略后备水源地,阳澄东湖(园区段)饮用水源地从2014年7月正式启用。因为阳澄湖还具有渔业养殖、工业用水、农业灌溉、旅游度假、交通航运和水利防汛等多种功能,所以,保护好阳澄湖水源地水质,不仅关系到沿湖地区经济、社会的可持续发展,更关系到沿湖人民群众的身体健康问题。
  因此论文基于对苏州工业园区阳澄湖水源地的水质的监测数据,评价了水质中主要的污染物指标,研究了各种因素对于阳澄湖水源地水质指标的贡献,分析了它们相互间的关联,为以后阳澄湖水源地水质质量的控制提供一些基础的依据。同时,建立和完善水质安全评价及预警体系,对于加强阳澄湖饮用水源地水质质量的安全保障具有很重要的意义。

  1.2拟采取的研究方法和技术手段

  (1)从自然环境、气候、水文、行政区划及人口、主要的经济情况、资源环境等几方面收集研究区域相关资料,收集近年水源地水质监测数据,分析相关的污染物指标浓度,通过单因子评价法及综合污染指数法,对水质监测结果进行现状评价,找出主要超标指标,对水体进行综合评价。
  (2)研究有机污染指标和富营养化指标时空变化特征,分析各指标间的相互联系,分析水质变化的成因。
  (3)通过分析降水前、降水后饮用水源地指标的变化,分析降水对水质安全指标的贡献。
  (4)运用数据分析对上游来水和饮用水源水质指标进行线性拟合,定量分析取水口水质与上游来水的关联性及差异性。
  (5)结合实际水质预警工作的需要,进一步完善水质安全评价及预警体系,用层次分析法,计算各因素层对目标层、准则层的权重。

  1.3文献综述

  我国本来就属于一个极其缺乏水资源的国家,如果按照人均水资源量计算,仅为世界平均水平的四分之一。水质不仅成为我国粮食安全的制约性因素,还成为经济安全、健康安全的重要限制性因素。我国一直关注水体污染与水质安全的问题,如早在1997年,我国的研究结果发现,华北地区各城市因缺水造成的工业和农业损失高达2000亿元,当时的主要问题是水旱灾害,其次是洪涝灾害。但当时尚没有考虑水质污染的情况。随着近十年来,我国经济的持续高速发展,水质污染的日益加剧,此类经济损失更是急剧上升。根据环保部的监测,2016年,全国七大水系总体为污染情况稳定,1940个地表水考核评价监测断面中,仍有8.6%劣于Ⅴ类水质标准,主要污染物指标为化学需氧量、总磷和五日生化需氧量;国家重点监控的112个湖库中,仍有33.9%劣于Ⅳ类水质标准,主要污染物指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数。同时资料显示,地级及以上城市897个集中式饮用水水源地中仍有9.6%的水源地存在污染物年均值超标现象,主要超标指数为总磷。此外,松花江水污染事件、沱江污染事件、太湖污染事件等突发性污染爆发频率越来越高,因此对水质安全的评价和预警成为我国社会经济发展面临的一个迫切问题。
  针对我国水环境安全形势,“十二五”规划提出了控制污染物排放、改善环境质量、防范污染风险的水环境保护思路。在“十二五”期间,重点加强水源地的保护工作,取缔水源保护区内违法建设的项目和排污口,严格控制水源地污染物排放总量。
  随着我国对于水环境治理工作投入力度的不断加强,水质恶化趋势得到一定的遏制。但从整体上,水质安全形势仍令人担忧,主要表现在工业化进程对于水质安全的威胁不断加剧,地下水过量开采导致的环境问题日益突出,地区性水资源短缺及水质严重污染的情况依然存在;供水水质不达标问题突出,全国95%以上的公共供水水厂设施陈旧,水源水质和处理工艺难以保障出厂水迖到饮用水卫生新标准的要求;水环境保护的体制和机制不健全,缺少相应的法律法规保障,居民水环境保护意识相对落后。
  因此,在加强水体污染控制和治理力度的同时,积极开展水质评价和水质预测问题的研究,建立和完善水质安全评价及预警体系,加强水源地水资源保护,保障城乡居民饮用水水质安全,将是未来水环境保护领域的重要工作。
  1.3.1国内外相关研究动态与发展前沿
  水质评价是水环境保护的基础性工作,是水环境监督和管理的一个重要方面,具有独特的重要性。水质评价是指水质监测数据的收集、整理和分析,以及对于水体污染状况进行评价的过程。评价方法是水质评价的核心,评价方法的合理性决定水质评价结果的可靠性。因此,科学合理的水质评价方法对于水质监督和管理工作有着重要的意义,国内外学者对于水质评价方法有着丰富的研究。
  20世纪60年代Jacobs和Horton等首次提出水质指数的概念和公式,之后国内外学者对于水质综合指数法进行了大量的研究。X叙拉古大学Nemerow教授提出了内梅罗计算模式,其在关注平均指数作用的同时,突出了最大分指数的影响,使得计算结果更能真实地反映水质污染状况。20世纪80年代,我国学者对于水质综合指数计算模式进行了进一步改进,提出了几何均数评价模式、半集均方差评价模式等。尽管综合指数法仍存在一些不足,但由于其具有操作简单、结果可靠的优点,因此在国内外水质评价中得到广泛应用。
  水质预警是指在一定范围内,对一定时期的水质状况进行分析、评价,对水环境发生的影响变化进行监测、分析,并对其容量进行评价,通过生态环境状况和人为行为的分析,对其发生及其未来发展状态进行预测,确定水质的状况和水质变化的趋势、速度以及达到某一变化限度的时间等,以预防突发性水质污染事件的发生,为水质监管部门提供有效的决策依据。
  随着水环境保护意识的提高,我国也开始水质预警技术的研究,90年代开始,我国就有专家学者开始了对环境污染预警系统的研究并尝试建立指标体系;2000年,魏文达探讨了江河水质预警系统建设模式,同年,李俊红等人初步探讨了环境预警指标的建立;当年,2001年,董志颖等人阐述了水质预警的含义、分类和特征,提出了借助于GIS和EIS的水质预警技术路线;2002年,冉圣宏、陈吉宁等人提出了如何建立区域水环境污染预警系统;2003年,王韩民提出了生态安全系统评价方法,在此基础上进行了生态安全预警分析。
  近年来,由于水源水污染事件的不断发生,一些学者便对水源水预警系统展开了研究。2004年,陈秋林对我国主要流域水质用模糊综合评价模型进行定量评价的基础上,突出预警管理对测思路,根据预警信号的强弱,提出预警措施。2006年朱灿等建立了基于GIS的数字西江水质预警预报系统,该系统以地理信息系统和数据库管理系统为平台,能够完成水环境容量计算、水环境评价和污染物总量控制等多种日常管理功能;2010年刘宴辉等建立了黄浦江水源水质监控与预警系统,该系统能够完成常规指标、有机指标以及生物指标等多种类型水质指标的监测功能,能够对于持续性污染以及突发性污染进行预警,提高了应对突发性水源水质污染事故的能力
  1.3.2水质评价方法
  建立和健全水质安全预警体系需要科学、合理地评价水质污染状况,预测水质变化趋势。下面对常用的水质评价方法和水质预测方法作以综述。
  常用的水质评价方法有单因子评价法、综合污染指数评价法、模糊评价法、人工神经网络评价法、灰色评价法和改进属性识别法等。
  (1)单因子评价法
  主要基于水质标准的评价方法。即首先确定水体标准,通常根据水体的功能和《GB 3838-2002》确定。然后将实际测试的监测结果与各自评价标准进行比对,根据比值大小确定水质类型的超标情况。
  (2)综合污染指数法
  由于监测因子多,要综合评判一个断面的水质情况,需要多个因子进行综合判断。同时,区域多个断面则需要根据区内地表水不同断面、不同水体的不同功能类别,对水质进行综合评价。综合评判时候,还需要考虑时间上的变化,有利于从总体上反映水质历年变化及其对应的污染程度,与单因子评价相比,多因子综合评价更能直观地反映水质的整体污染水平,同时也有利于同一类别功能水体的水质进行比较分析。
  (3)模糊评价法
  评价的不确定性是研究的另一个重点内容。特别是针对水环境监测中多个因子出现不同的单因子判别结果情况,简单的综合评判方法会存在很多不确定性。因此通常认识不同监测因子的级别划分、标准确定都具有一定的模糊性。因此模糊评价被引用于水质评价中。所谓的模糊评价法就是由监测数据建立各指标对各级标准的隶属度级,形成矩阵,再把监测因子权重集与隶属集矩阵相乘,得到的就是模糊集,也就是综合评判集,进而通过建立一定的方法,评价水体水质对各级标准水质的隶属程度,可以反应水质级别的模糊性。常用的模糊评价法包括模糊聚类法、模糊贴近度法、模糊综合指数法、模糊距离法、模糊相似选择法、模糊综合评价级数法等都是模糊评价法。
  (4)人工神经网络评价法
  人工神经网络评价法通过模拟人类的大脑结构及简要信息处理单元构成信息处理系统,不需要预先建立模式,只要通过直观推理来判断。人工神经网络法的容错性强、可以实现大规模并行计算,适用于大量数据的处理。在水质评价中也得到了较多的应用。
  人工神经网络应用于水质评价的方法有Hop field网络模型法、BP网络模型法、RBF网络模型法等。目前在水质综合评价中BP网络模型法使用较多。BP网络模型,其基本原理是利用最陆坡降法的概念,将误差函数予以最小化,把网络输出的误差逐层向输入层逆向传播并分摊给各层单元,从而获得各层单元的参考误差,进而调整相应的连接权,直到网络的误差达到最小化。
  (5)灰色评价法
  灰色评价法是用灰色系统的方法来评价河流水质。即计算断面水质中各因子的实际监测浓度与各级水质标准的关联度,然后根据关联度大小确定断面水质的级别,根据同类水体与该类标准水体的关联度大小进行优劣比较。
  应用于水质综合评价的灰色系统方法主要包括灰色关联度评价法、灰色贴近度分析法、灰色聚类法等。采用灰色评价法建立数学模型体现了水环境系统用的不确定性,并可对监测断面的未来发展趋势做出模糊判断,具有简单、可比的优点。但由于灰色系统存在分辨率低等问题,在实际应用中需通过进一步完善来克服这些缺点。
  (6)改进属性识别法
  改进属性识别是在模糊理论的基础上发展起来的,其应用简便,能有序分割类和属性识别准则基础上对事物进行有效识别和分析比较。
  1.3.3预警体系
  近年来,我国重要河流及湖泊发生了多起水质污染事件,造成了巨大的经济损失,直接威胁到居民生活饮用水水质安全。例如,2005年松花江苯和硝基苯污染事件,造成部分地区饮用水困难,2007年无锡太湖发生蓝藻爆发事件,造成水体发臭,导致市民饮水紧张。这些水质污染事件,对人们生产和生活造成巨大的影响,引起了社会恐慌。如何通过日常的水质监测预防水污染事件,或者在突发性水污染事件发生后,尽早预测预报水污染状况,及时制定污染事件预警方案,保证居民生活用水和生产用水安全成为一个重要的研究课题。
  水质预警是指在一定范围内,对一定时期的水质状况进行分析、评价,对水环境发生的影响变化进行监测、分析,并对其容量进行评价,通过生态环境状况和人为行为的分析,对其发生及其未来发展状态进行预测,确定水质的状况和水质变化的趋势、速度以及达到某一变化限度的时间等,以预防突发性水质污染事件的发生,同时制定有效的水质污染事件应急处理预案,为水质监管部门提供有效的决策依据。
  目前,对于饮用水源地预警系统进行的研究相对较少,但随着经济水平的发展与进歩,为提高供水水质、保证饮用水安全,国内不断加大水质在线监测力度。实施地表水水质的在线自动监测,可以实现水质的实时连续监测和远程监控,及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况,预警预报重大或流域性水质污染事故,解决跨行政区域的水污染事故纠纷,监督总量控制制度落实情况。
  及时、准确、有效是水质自动监测的技术特点,近年来,水质自动监测技术在许多国家地表水监测中得到了广泛的应用,我国的水质自动监测站的建设也取得了较大的进展,环境保护部已在我国重要河流的干支流、重要支流汇入口及河流入海口、重要湖库湖体及环湖河流、国界河流及出入境河流、重大水利工程项目等断面上建设了水质自动监测站,监控包括七大水系在内的63条河流,13座湖库的水质状况。江苏省在全省建立了362个水质自动监测站,用以开展水质自动监控预警监测工作。
  随着国家水质自动监测系统的运行,充分发挥了实时监视和预警功能。在跨界污染纠纷、污染事故预警、重点工程项目环境影响评估及保障公众用水安全方面将会发挥重要作用。

  第二章阳澄湖水源地(园区段)水质现状评价

  2.1阳澄湖饮用水源地(园区段)概况

  2.1.1地理位置
  阳澄湖又名阳城湖,位于江苏省南部,苏州城东北五公里,地处北纬31°20′,东经120°45′。阳澄湖畔,东依昆山市,西临相城区,南接苏州工业园区,京沪铁路、沪宁高速公路312国道皆傍区而过,与上海虹桥机场相距仅半小时车程。它拥有岸线9.67千米,岸线蜿蜒曲折,富有诗意。南北长17千米,东西最大宽度8千米,轮廓呈佛手状,面积117平方千米,蓄水量3.7亿立方米。阳澄湖总水面18万亩,太湖下游湖群之一,系古太湖的残留。是太湖平原上的第三大淡水湖,同时也是苏州工业园区城市集中式饮用水源地及战略后备水源地。
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  2.1.2气候环境
  阳澄湖属于北亚热带湿润性季风气候,温暖、潮湿、多雨,四季分明,雨量充沛,全年无霜期长。季风变化明显,冬季盛行内陆来的偏北风,以寒冷少雨天气为主;夏季盛行海洋来的东南风,以酷热多雨的天气为主;春秋两季为交替时期,常出现冷暖干湿多变的天气。每年12月至2月份,是冬季低温季节,多偏北风;3月气温逐渐回升,但不稳定,时寒时暖,时有冷空气侵袭,天气多变,多春雨。5月气温上升幅度更大,雨水增多。6月中旬进入梅雨期,天气闷热潮湿,雨日集中,多雷雨、大雨、暴雨。7月为全年最热月份,除发生台风和局部雷阵雨外,天气晴热少雨。8月仍在盛夏季节。9月气温由高降低,冷空气不断南下,是台风活跃期。10月秋高气爽,光照充足,雨水少。11月寒潮开始侵袭,有初霜。
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  2.1.3水文特征
  阳澄湖主要纳西北方向来水,从东南方向出水,西边入水主要来源于相城,北部因七浦塘引入长江水进行清湖,所以北部来水主要源于此。
  2.1.4社会经济
  苏州工业园区于1994年2月经xxxx批准设立,同年5月实施启动,行政区划面积278平方公里,其中,中新合作区80平方公里,下辖四个街道:唯亭街道、胜浦街道、斜塘街道、娄葑街道。唯亭街道是工业园区最北面辖区,下辖18个社区,总人口28万人,行政区域面积80平方公里,其中包含36平方公里阳澄湖水面。
  唯亭街道水产鱼类106种,虾类7种,蟹类3种甲鱼类1种、贝类68种。主要分布在阳澄湖、沙湖、荡浪湖以及天然河浜港汊内,其中尤以阳澄湖大闸蟹最有名。
  唯亭街道经过这些年发展,已经形成了以农林牧渔业为主,绿色食品、有机食品、TFT-LCD和精密制造、新能源与新材料企业、生态环保企业、电子信息等为特色的主导服务业产业,产业积极向高端化、规模化发展,结构完善,工业基础良好。
  同时还充分利用了阳澄湖独特的地理位置,建设阳澄湖沿线生态公园、主干道沿线景观、城市公共绿地空间等重大绿化项目,以及服务业等第三产业,促进街道经济的协调发展。
  2.1.5阳澄湖(园区段)水源地
  苏州工业园区阳澄湖水源地位于阳澄湖东湖最南面,取水口位于东经120°47′49″,北纬31°23′19″。以取水口为中心,半径500米范围内的区域为一级保护区;一级保护区外,外延2000米的水域以及与相其对应的本岸背水坡堤脚外100米之间的陆域为二级保护区;二级保护区向外延1000米的区域为准保护区。
  阳澄湖水厂为园区第二水源工程,位于听波路,紧邻阳澄湖。设计总规模50万m3/d,近期工程设计规模20万m3/d,中期2020年规模为35万m3/d。水厂采用“常规处理+深度处理”工艺,达到国标生活饮用水水质标准。

  2.2水质评价方法

  2.2.1湖库水质类别标准的确定
  平均水质类别法:湖泊、水库多次监测结果的水质评价,先按时间序列计算湖泊、水库各个点位各个评价指标浓度的算术平均值,再按空间序列计算湖泊、水库所有点位各个评价指标浓度的算术平均值,然后按照“断面水质评价”方法评价。
  湖泊、水库水质评价执行国家《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),湖泊根据水域功能类别,选取相应类别评价标准,根据相关规定,阳澄湖水源地(园区段)执行Ⅲ类水质标准。
  2.2.2水质评价方法
  根据环保部《地表水环境质量评价方法》(试行)的相关规定,本文拟采用单因子评价法和富营养化指数法对阳澄湖水源地水质现状进行评价。
  (1)单因子评价法
  单因子评价法,即根据评价时段内该断面参评的指标中类别最高的一项来确定。
  污染分指数计算方法:
  Pi=Ci/Si
  式中:Ci——i污染物实测浓度均值;
  Si——i污染物地表水相应类别标准值。
  综合污染指数P:由于各河流(段)监测频次及项目等有所差距,故采用综合污染指数来表征各断面的综合污染状况。为具有可比性,综合污染指数统一按Ⅲ类标准计算。根据园区水质一般污染特征,除特别指明项目外,参与水质综合污染指数计算的项目有GB3838-2002标准表1中除水温、pH,溶解氧,总氮、粪大肠菌群以外的19项指标。
  综合污染指数计算方法:
  (均值型)
  式中:n—参与计算综合污染指数的项目数。
  污染分担率用来确定主要污染物及所占比例,其计算方法:
  Ki=Pi/P
  定性评价:地表水质状况按中国环境监测总站《地表水环境质量评价有关问题的技术规定(暂行)》统一要求执行,描述其评价水质类别时,使用“符合”或“劣于”等词语,见表2.3。
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  2.3阳澄湖水源地(园区段)水质现状评价
  2016年,对阳澄湖水源地(园区段)东湖取水口进行一次年度全分析,109项,加测电导率,浊度、总硬度、透明度、叶绿素а、悬浮物。各项目除总磷总氮外均符合相应限值要求,水质良好。但其中富营养化指标项目月均值存在超标现象,值得关注。
  2016年水源地主要污染物统计情况如下表表2.6所示。
  表2.6 2016年阳澄湖东湖饮用水源地主要污染物统计
  项目单位年均值Ⅲ类标准
  水温℃180/
  pH无量纲8.28 6~9
  溶解氧mg/L 9.32 5
  高锰酸盐指数mg/L 4.1 6
  化学需氧量mg/L 12.9 20
  生化需氧量mg/L 2.9 4
  氨氮mg/L 0.218 1.0
  总磷mg/L 0.069 0.05
  总氮(湖库以氮计)mg/L 1.65 1.0
  总铜mg/L 0.00152 1.0
  总镍mg/L 0.00323 0.02
  依据阳澄湖水源地水质情况,本论文选取了以下主要污染物项目进行监测分析,其相关的监测分析方法,如下表2.7。
  表2.7水源地主要污染物指标分析方法及检出限
  项目单位分析方法方法检出限
  水温℃水质水温的测定温度计或颠倒温度计测定
  GB/T 13195-1991-
  pH无量纲水质pH值的测定玻璃电极法
  GB/T6920-1986-
  溶解氧mg/L水质溶解氧的测定电化学探头法
  HJ506-2009-
  高锰酸盐指数mg/L水质高锰酸盐指数的测定酸性法
  GB/T11892-1989 0.5
  化学需氧量mg/L水质化学需氧量的测定快速消解分光光度法
  HJ/T399-2007 2.0
  生化需氧量mg/L水质五日生化需氧量(BOD5)的测定稀释与接种法HJ505-2009 0.5
  氨氮mg/L水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法
  HJ535-2009 0.025
  总磷mg/L水质总磷的测定钼酸铵分光光度法
  GB/T11893-1989 0.01
  总氮(湖库以氮计)mg/L水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法
  HJ636-2012 0.05
  总铜mg/L水质65种元素的测定电感耦合等离子体质谱法
  HJ 700-2014 0.00008
  总镍mg/L水质65种元素的测定电感耦合等离子体质谱法
  HJ 700-2014 0.00006
  苏州工业园区第二水厂,2013年开建,2014年底竣工,2015年正式投产使用,所以阳澄湖水源地东湖取水口2015年才开始启用,故本文通过分析2013年到2016年阳澄湖水源地(园区段)相应主要污染物指标,采用《地表水环境质量评价办法(试行)》的评价方法,对这4年水质情况进行评价。
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  依据图2.3、图2.4和图2.5所示,各有机污染物指标浓度年内及年际的变化趋势如下:
  化学需氧量:2013年最高值出现在8月份,最低值出现在6月份;2014年最高值出现在11月份,最低值出现在7月份;2015年最高值出现在10月份,最低值出现在3月份,2016年最高值出现在8月份,最低值出现在12月份。
  高锰酸盐指数:2013年最高值出现在9月份,最低值出现在5月份;2014年最高值出现在12月份,最低值出现在8月份;2015年最高值出现在10月份,最低值出现在4月份,2016年最高值出现在8月份,最低值出现在4月份。
  五日生化需氧量:2013年最高值出现在7月份,最低值出现在3月份;2014年最高值出现在3月份,最低值出现在7月份;2015年最高值出现在10月份,最低值出现在5月份,2016年最高值出现在5月份,最低值出现在11月份。
  综上所述,有机污染物浓度变化与季节的相关性比较大,最高值和最低值出现在冬季或夏季,且有机污染物浓度变化趋势基本一致。2013年的污染物浓度与传统的枯水期污染严重的观点相反,造成这一结果的原因主要是夏季丰水期间,降水比较丰富,上游来水量较大,带入了大量的污染物,同时由于面源污染问题,地表径流对污染物的贡献作用也不容忽视。但是2014年和2015年污染物溶度符合传统观点,这一结果主要是由于2013年为进一步提升阳澄湖水质,确保工业园区饮用水安全,根据苏州市统一部署,结合园区实际情况,制定了《苏州工业园区阳澄湖生态优化行动计划》(2013~2015年)及36项重点工程项目,所以2014年开始,来水及面源污染问题有了很大的改善。而2016年有机物污染物浓度在丰水期偏高,主要是因为2016年夏天存在阳澄湖蓝藻,所以指标浓度偏高。
  依据图2.6、图2.7和图2.8所示,各富营养化指标浓度年内及年际变化趋势情况如下:
  氨氮指标:2013年最高值出现在7月份,最低值出现在9月份;2014年最高值出现在5月份,最低值出现在7月份;2015年最高值出现在12月份,最低值出现在9月份,2016年最高值出现在6月份,最低值出现在1月份。
  总氮指标:2013年最高值出现在7月份,最低值出现在5月份;2014年最高值出现在1月份,最低值出现在5月份;2015年最高值出现在1月份,最低值出现在7月份,2016年最高值出现在1月份,最低值出现在9月份。
  总磷指标:2013年最高值出现在3月份,最低值出现在10月份;2014年最高值出现在12月份,最低值出现在11月份;2015年最高值出现在9月份,最低值出现在12月份,2016年最高值出现在8月份,最低值出现在12月份。
  综上所述,氨氮指标每年变化平缓,4年内浓度变化不大,其中2016年6月峰值是因为某些原因出现了峰值,后面恢复正常。总氮指标2013年因为阳澄湖整体原因,在丰水期数值最高。在2014年和2015年,总氮指标符合传统观念,丰水期浓度低,枯水期浓度偏高。在2016年由于水厂运行和上游东湖北七浦塘引水问题,总体偏高,但从图上可以看出,其数据也在逐月降低,说明水质有所改善。总磷指标2013年和上面一样,因为来水和体表径流问题,导致水质存在波动。2014年和2015年在9月都存在峰值,查阅治疗,可能是因为阳澄湖螃蟹养殖问题。2016年总磷数据的峰值都出在蓝藻爆发期,所以不做评价。
  截止2016年阳澄湖水源地(园区段)中总磷总氮指标存在超标现象,具体水质类别变化见下表2.17。
  综上所述,现在阳澄湖饮用水源地(园区段)水质总体符合地表水Ⅲ类标准,除总磷和总氮偶有超标现象,其他指标均优于地表水Ⅲ类标准。
  富营养化指标在2014年和2015年处于中营养化状态,营养化指标较之前减轻。2016年由于夏季高温,同时由于水厂取水等问题,造成阳澄湖整体流速加快,上游蓝藻颗粒在阳澄湖扎根,造成2016年富营养化指标有所回升,达到轻度富营养状态。
  综合污染指数较2013年有明显下降,主要由于工业园区管委会实施了苏州工业园区阳澄湖生态优化行动计划(2013~2015年),逐步建立重点企业分级监管和污染物总量减排监督管理机制,完成历史遗留化工等企业的搬迁任务,开展了企业清洁生产的审核的,产业结构进一步优化。制定计划完成老镇区、老工业区环境综合改造工程,完成餐饮污染整治工作,使面源污染得到有效控制,进一步提升污水集中收集和处理率。逐步完成清水畅流工程,建立长效管理机制,新增一批生态湿地,促使水体自净能力提高,最终使阳澄湖水源地水环境质量得到了进一步改善。

  2.4小结

  化学需氧量、五日生化需氧量、镍及总磷呈现波动变化趋势,总氮、高锰酸盐指数、氨氮及铜渐渐趋于平缓,但其中总氮和总磷的浓度在2016年较之前有明显升高。
  苏州工业园区阳澄湖水源地(园区段)水质类别从2013年的Ⅳ类在2014年达到Ⅲ类水质,之后维持在Ⅲ类水质上。富营养化状态较2013年,有所好转,富营养化程度有不显著的下降,在2014年和2015年处于中营养化状态,在2016年则是轻度富营养化状态,水质富营养化程度仍要持续关注。
  综上所述,阳澄湖饮用水源地(园区段)水质总体保持稳定,除个别指标月均值存在超标现象,需要特别关注。

  第三章阳澄湖饮用水源地(园区段)水质影响因素

  3.1降水影响

  阳澄湖饮用水源地(园区段)取水口属于近岸式取水口,容易受到降水地表径流的影响,本节主要讨论降水对饮用水源地水质影响,主要分析水源地水中氨氮和总氮和降水中NO3—和NH4+以及空气中NO、NO2和NOx的关系。这里先是选取了2015年的一次典型降雨天气进行分析,分析下雨前、下雨时和下雨后的监测数据,试对降水对水体中氨氮和总氮的影响进行分析。
  经筛选,选取了2015年5月15日的降水进行分析,降水特征见表3.1。
 水质安全研究
  通过对阳澄湖水源地取水口和来水2015年的4个水质参数的相关性结果比较,可以发现水源地取水口与来水的部分指标存在一定的关联性,来水水质一定程度上影响水源地取水口的水质情况。所以需要保证上游来水质量,有效控制上游的水质质量,需要和上游地区形成一套全局的优化措施。
  同时七浦塘拓浚整治工程,已于2016年1月14日全部建成,引长江水入阳澄湖东湖,将大大增加湖体交换能力,如何确保引水水质安全也是值得关注的问题。

  3.3特殊情况探讨

  园区第二水厂位于唯亭阳澄湖大道以北,第二水厂建成后,每天的供水能力可达20万吨。园区将形成“双水源、双水厂”的供水格局,一旦其中一处水源发生污染,另一处水源也能满足需求,大大提高城市供水的安全和稳定性。但同时对于阳澄湖带来了考验,阳澄湖属于吞吐型受纳湖泊,阳澄湖的进出流量是相应的,入湖多出湖也多,而每天20万吨的取水量将大大增加入湖河道进水量和引起出湖河道的河水倒灌问题。这对水源地的水质将造成一定的影响。
  (1)入湖河道进水
  阳澄湖属于吞吐型湖泊,进水口多处于西北部的相城区,相城区的各种工业园分布在入湖河道两旁,对入湖河道水质影响较大。阳澄湖园区第二水厂每天20万吨的取水量将导致东湖取水口水位偏低,上游入湖水加快,污染物的流入量增大,入湖水整体流速也将加快,这对阳澄湖的湖体自净能力是一种考验。
  同时,相城区也将在阳澄湖园区水源地取水口处新增一个取水口形成“双水源”的供水格局,到时东湖南取水口每日取水量将达到40万吨,这对水源地水质的影响将很大。
  市XX于2011年12月30日正式开工开展的七浦塘拓浚整治工程,已于2016年1月14日全部建成,该工程引长江水入阳澄湖,给阳澄湖带来了较为丰沛的长江水源,大大提高了阳澄湖的水体交换能力。七浦塘拓浚整治后,在不开启江边枢纽泵站的情况下,日均入阳澄湖水量可增加到270万立方米,在应急情况下(开启泵站)关闭沿线口门可达800万立方米以上。这将缓解因水位差距导致的上游水量加大问题。但是相应的,七浦塘引水水质问题有需要引起重视,不然大量污染物将流入阳澄湖水源地,对水源地水质造成严重影响。
  (2)出湖河道倒灌
  阳澄湖饮用水源地(园区段)取水口属于近岸式取水口,容易受到地表径流的影响,阳澄湖园区的主要出湖河道是娄江,2015年园区二水厂试运行以来,娄江出现了一定程度的倒灌现象。主要是由于园区二水厂每日取水导致取水口所处东湖南水位偏低,同时由于上游降雨导致水位有所上涨,双重因素下,导致了这段时间的倒灌现象,对水源地水质易造成影响。
  这里分别选取2014年和2016年阳澄湖出湖河道的氨氮与取水口数据进行比较,比较2016年6、7月份出现倒灌现象时两者之间的关系,详细情况见下图3.8和图3.9。
  对于2016年出湖河道水质中氨氮指标与取水口相比,做线性相关性,具体如下图3.10。
  图3.10 2016年阳澄湖出湖河道与取水口氨氮指标的相关性
  由上面的图可以看出,在2014年还没有出现倒灌现象时,东湖取水口氨氮数据稳定,娄江氨氮数据偏高但未影响取水口水质。在2016年6月份可以看到,娄江氨氮在5、6月份数值较高,而取水口氨氮在6月份存在突兀峰值,联系到6月份倒灌现象,就很好地解释了这个问题。同时根据相关性比较,2016年阳澄湖出湖河道与水源地的氨氮指标存在较好的线性相关性,由此可以看出倒灌现象对取水口,尤其是阳澄湖水源地(园区段)这种近岸式取水口,存在一定的影响。

  3.4小结

  本章节主要分析降水、来水以及几个特殊情况对于阳澄湖水源地东湖取水口水质可能造成的影响,从上面的分析可以看出几个因素对于水源地取水口水质均存在一定的影响。降水带来的面源污染影响,来水水质中个别指标的数据偏高,倒灌现象的影响都是关乎取水口水质不容忽视的问题。
  所以为了保护阳澄湖水源地取水口的水质,对于上面几个影响因素应该采取一定防护措施,防止其影响取水口水质。

  第四章饮用水源地水质预警研究

  随着近些年经济的快速增长,人口的持续增加,人民是供水需求量也在逐年增大,所以为了人民群众的饮用水安全,避免饮用水源地受所在区域的工业、生活和面源污染的侵害,需要建立相应的饮用水源地水质安全预警体系。

  4.1水源地水质预警的组成

  水质预警是指在一定的范围内,对水质情况进行实时的监测分析和综合评价,对水环境的变化进行实时监控,通过实时的监测分析来对突然出现或累积的污染物浓度的现状以及未来的发展情况进行分析预测,确定水质的变化趋势及达到某一限值的预测时间等,给出其可能产生的危害,适时的给出相应的综合对策。
  根据园区水源地的实际情况,水源地预警按照它的响应过程,分为以下几个部分;水质的现状实时监测→发现异常数据,综合分析后上报→现场查看核实,采集样品→实验室分析比对,确定无误→发布警报→应急预案启动→排除隐患→灾害评估。
  4.1.1水质自动监测站
  对应上述响应程序,整个预警系统需要一个能实现数据统一收集、统一管理、统一使用,并对仪器、设备、系统运行情况的进行实时监控的监测水站。它需要满足以下方面要求:
  (1)采用成熟高效的信息采集及传输技术,实现自动监测数据的实时传输;在上位端建立相应的水质自动监测数据管理平台,对所有站点的数据进行统一的管理和应用。
  (2)采用标准体系和开放的技术框架指导项目建设,实现异构系统、异构接口、异构数据的规范化集成和管理,并确保数据采集完整准确、数据管理安全高效、数据应用便捷灵活。
  (3)平台需要充分利用已有设备和已有系统的成果,实现已有数据、系统的利用和保护以及现有工作人员知识的利用。
  (4)具有良好的兼容性,系统必须兼容各自动站仪器设备资源和各类基础设施。
  (5)具有良好的扩展性,满足今后扩展各类自动监测系统的要求,如扩展集成移动监测设备、便携式监测仪器等。
  (6)具有较高的安全性,具备灵活的权限管理与配置功能,提供统一的用户管理、系统角色权限管理、系统配置管理,满足不同层次、不同部门的用户授权访问,防止越权使用和非法使用。
  水站监控系统按照信息集成和信息应用角度将整个系统抽象为三个层次,分别为数据接入层、数据中心层、应用服务层。在每一个层面的横向纳入系统集成的对象实体,这样,就形成了一个纵向具有层次性、横向具有良好扩展性的框架结构。
  数据接入层:数据接入层是整个监控系统的基础和核心,包括数据采集、数据转发、通讯接入以及监控终端四部分功能,它们实现数据采集、数据包组织与转发、数据包接收、数据包解析入库、远程反控。其中,数据包组包和解析由通讯传输规范API实现,数据入库调用数据中心层的数据网关实现。
  数据中心层:数据中心层实现环境监测数据的规范、统一管理,中心数据库包括环境监测业务数据库、环境监测仪器数据库、系统数据库、用户数据库。数据中心将数据接入层和应用服务层隔离,通过数据网关接收数据接入层的数据,通过统一数据访问接口为应用服务层提供数据服务,除此之外,数据中心提供数据备份接口,定期自动备份数据或人工备份数据,数据备份到专用的设备(磁盘、磁带)进行保存。
  应用服务层:应用服务层包含4个服务主题,分别为自动监控平台、信息交换平台、信息发布平台和移动管理平台,每个主题均可构建独立的应用系统,系统通过数据中心层交换和共享数据,亦可以通过底层服务(分布式计算、Web服务、消息中间件)建立系统间的数据存取关系;其中,自动监控平台包括业务支撑层、业务逻辑层和用户界面层,分别满足环境管理的数据应用和业务应用;信息交换平台满足本系统与其它系统的数据交换;信息发布平台主要以图形、报表的形式向各级环境管理部门以及媒体公众上报或发布环境数据;移动管理平台主要用于方便移动办公及运维考核。
  根据前面的阳澄湖水质状况,监测水站需要既能监测常规的富营养化指标,如总磷、总氮、氨氮、高锰酸盐指数等,又能监测一些毒理学指标,如砷、汞、六价铬等。同时,监控水站需要配套实验室,其需要通过相应的资质认证,能负责水源地的水质日常监测和比对工作。
  4.1.2人工巡视
  在在线监控的同时通过对阳澄湖湖体、沿岸区、主要出入湖河道、饮用水源地、引(排)水通道的人工巡查监测,动态的掌握阳澄湖水质以及蓝藻发生的情况,为确保饮用水源地水质安全和阳澄湖安全提供科学依据及技术支撑。巡视需要交叉进行,由监测站和周边街道管理部门同时进行,做好巡视记录,发现违法违规行为及时制止,防止出现遗漏。
  开展蓝藻防控,以人工巡视和自动监测相结合的方式,及时掌握阳澄湖蓝藻发生情况。利用监测预警平台每日掌握湖区风向、风速、光照、气温等观测资料,及时掌握气象参数的变化趋势,研究判断蓝藻水华可能的聚集湖区。完善蓝藻监测预警体系,建立蓝藻、水草打捞及水源地周边枯死植被收割工作的常态化机制,组建专业打捞队伍,一旦发生蓝藻暴发及时组织打捞。
  4.1.3应急预案
  应急预案需要包括污染源的来源确认,分析污染物的扩散和趋势,能提出有效的控制措施。建设现代化的突发性污染事故应急监测响应系统,需要建立一支快速反应队伍并且加强演练,同时要对其配置快速反应的监测分析仪器,提高监测能力,在发生突发性水污染事故时在尽可能短的时间内对污染物的种类、浓度、污染范围及可能造成的危害做出判断,提供及时、准确的污染动态数据,为决策及善后处理提供科学依据。其次,应建立专业的应急抢险队伍,配备完善的抢险防护设备,定期组织实战演练,一旦接到水污染事故报告,能够在第一时间赶到现场,实施应急措施。
  同时,建立工业园区与其他地区的水环境信息共享平台,完善规划区域供水安全动态监控体系,及时发布信息,提前掌控水质变化。充分利用现有监测系统,组建市、区两级监测站网,建立区域水环境信息共享平台,统筹规划规划区监测站网,分级建设,分级管理。抓紧制定统一的监测技术规范和标准,做到信息统一发布,实现信息共享。
  上面说到的是通过参数项目在线监测的预警,还有一种预警模式就是通过水质模型的模拟预测与水质风险评估可实现对水质安全的综合预警。相关模型包括水动力模型、多维水质模型、水质风险评估模型等。基于模型预测方式进行预警,需要污染源排放情况和水文情势等的准确预测作为基础,技术难度大,存在较大的不确定性,目前多通过情景分析的方式实现预警分析,尚难实现高精度的业务化的动态预测。

  4.2预警的管理

  4.2.1异常数据的判断
  需要确定一个限值,当常规监测参数瞬时数据超过这一限制时,判定为异常。这一限值可以是取水口三天内该指标平均值的0.5倍。
  毒理学指标相对的发光率连续3以上小于70%,即可判定为异常。
  在设定的区间内的值,出现负值或重复一定次数时发出报警,判定为异常。
  4.2.2异常数据确认
  监控人员赶至现场,确认现场浮标站监测设备的运行情况,如确认仪器出现故障,进行检查维修。自动监控设施的维修、更换,必须在48小时内恢复自动监控设施正常运行,设施不能正常运行期间,要采取人工采样监测的方式报送数据,数据报送每天不少于4次,间隔不得超过6小时。
  当现场监测仪器运行正常,水质监测数据数据异常,应立即采集水样,带至实验室进行分析比对,如比对结果合格,则应立即启动预警警报,实施应急预警措施。如比对结果不合格,实验室数据合理,应重新调试相关参数监测仪器。
  4.2.3质量控制要求
  根据监控水站系统运行的实际情况,编制相关的质量控制管理办法,抓住“仪器运行率”和“数据有效率”两个关键点,兼顾维护和质量控制管理,以打分方式进行量化考核,并将最终的考核结果与运营经费挂钩,在确保预警系统运转质量的前提下,有效提高工作积极性和主动性。同时采取多种质量控制手段,包括盲样考核、标准溶液核查、实际水样实验室比对、加标回收、试剂核查等,确保监测数据的准确性和可靠性。
  4.2.4预警等级设定
  可以根据异常数据出现的数量和频次,给异常数据的预警进行分级,进行区分重要性,比如可以分为以下三个级别,以不同颜色进行区分。
  “黄色”:一级报警等级,水质预警系统仅出现一个主要因子(COD、氨氮、总磷、总氮、溶解氧、pH值等)的数据异常,且频次为一次。生物毒性在线仪连续3次相对发光率小于70%以上。
  “橙色”:二级报警等级,水质预警系统出现2个以上(含)主要因子(COD、氨氮、总磷、总氮、溶解氧、pH值等)的数据异常,且频次为一次;或水质预警系统仅出现一个主要因子(COD、氨氮、总磷、总氮、溶解氧、pH值等)的数据异常,频次超过一次。生物毒性在线仪连续3次相对发光率小于50%以上。
  “红色”:三级报警等级,水质预警系统出现2个以上(含)主要因子(COD、氨氮、总磷、总氮、溶解氧、pH值等)的数据异常,且频次超过一次。生物毒性在线仪连,3次相对发光率小于30%以上。
  预警监控平台根据预警等级通过手机短信等提醒形式发送给相关预警等级用户。

  4.3小结

  饮用水源地预警系统的建立,并围绕其构筑的预警体系,将极大加强水资源保护工作,提高供水安全突发事件的快速应急能力。水源地水质监控预警体系的建立,关系到民众的身体健康,关系到经济的发展和社会的稳定,从根本上应对突发污染事故,为水源水水质安全保障提供支持,从而降低饮用水污染对社会的危害。为人民群众的生命财产安全、社会的安全和经济建设的发展发挥不可估量的作用。

  第五章水源地水质安全保护探讨

  5.1阳澄湖饮用水源地(园区段)存在的问题

  在现场调查、查阅资料和实验的基础上,发现目前饮用水源地主要还存在的问题有:
  (1)饮用水源地保护区的防护欠缺,因为阳澄湖水源地取水口属于近岸式取水口,周边人类活动频繁,未监管人类活动对水源地的影响。
  (2)由于阳澄湖水源地属于新增水源地,相应的在线监测系统还没有全部到位,监测项目也不太完善,缺乏对突发事件的预警能力。
  (3)农业面源污染防治滞后,生态农业发展不足,有机肥、生物农药利用率低,大量化肥农药的使用造成氮、磷营养元素的流失,污染周边河道。农业面源污染治理技术及运行管理有待进一步完善和加强,缺乏有效的组织保障和政策支持。
  (4)生活污染源强度大,基础设施尚需完善,部分城镇污水处理厂管理能力欠缺、运行负荷不高;部分农村生活污水处理设施未能得到有效维护和运行,污水处理设施未能发挥相应的环境效益。
  (5)规划区工业布局有待优化,重点污染源监控能力不足,监控因子单一等问题。
  (6)上游来水水质与水源地取水口水质息息相关,所以为了保护饮用水源地安全,需要加强上游水质监测预警与管理。
  (7)由于取水影响,阳澄湖湖体流速增快,对湖体自净能力造成了很大压力。虽然阳澄湖拆除了一定量的围网养殖,但是湖体生态系统并未恢复,仍需要加强。

  5.2阳澄湖水源地(园区段)水质保护措施探讨

  5.2.1水源地保护政策
  相关的水源地管理部门、企业或个人,需要按照《中华人民共和国水污染防治法》、《饮用水源保护区污染防治规定》、《苏州市阳澄湖水源水质保护条例》、《苏州沿阳澄湖地区控制规划》及《苏州工业园区阳澄湖饮用水源地保护区管理办法》的要求严格执行,严禁任何企业或个人在水源地保护区内做出影响水源地生态环境的行为。
  5.2.2相应措施探讨
  结合相关的文献资料,联系实际情况,针对论文上述的问题提出以下的一些建议。
  1、水源地保护区内的具体管理措施如下:
  (1)在一级保护区内禁止有任何与供水设施和保护水源无关的建设项目、设施;在二级保护区内禁止设置排污口或直接向水体排放污染物;在准保护区内禁止建设对水体污染严重的建设项目、设施。
  (2)在一级保护区内禁止设置鱼网、鱼簖或其他方式从事渔业捕捞,禁止停靠船舶、排筏等;在二级保护区内禁止围垦和滩地及从事围网、网箱养殖,禁止设置集中式畜禽饲养场、屠宰场等。
  (3)在一、二级保护区范围内不得停放各类有污染的船只,现有各类船只要及时迁移或拆除,渔业作业用船做到集中停放,落实管理。
  (4)在主要的出湖河道装止回闸门,防止河道水倒灌入水源地取水口,影响水源地水质。
  (5)水源地管理部门应落实专门人员,定时对水源地保护区范围进行巡查和记录,发现违法违规行为及时制止。
  2、上游来水监管措施
  阳澄湖保护工作涉及多个行政主管部门,由于缺乏统一的管理,治理污染的主体不明确,目前各河流交界断面尚未形成有效的交界断面交接责任制,各流经区域之间存在利益冲突,各地区和各部门之间职责不清,所以治污工作难以达到预期目标。
  上游来水监管需要XX协调好相城区、工业园区、昆山等相关地区,进行统一规划,全面考虑,从流域层面管理,截污减排。对相应各种污染企业和河道进行统一规划、整顿和修复。又或者建立相应的生态补偿管理机制,以“谁污染谁付费,谁破坏谁补偿”的原则,以相应的法律法规为手段,保障流域区域内的水资源共享,保障阳澄湖上游水质状况。
  对相应区域内的印染、电镀、化工、造纸、食品等重污染行业进行专项整治,对污染严重、不能稳定达标的企业立即停产并限期整改,对不能按期完成整改任务,仍达不到排放标准的企业坚决关闭和淘汰。新建重污染型项目,必须进入通过环评并且环保基础设施完善的开发区或工业集中小区。积极推动重污染行业工艺废水的深度处理与回用,推进环境管理从排污口向环保设施、生产设施延伸。同时,推动企业开发清洁产品,采用清洁工艺,采用高效设备,综合利用废物的工作。最后,还要建立好相应的在线监控设施,做好监控预警工作,保证下游水源地的水质安全。
  3、阳澄湖体的生态修复
  阳澄湖的水产养殖是湖体中氮磷元素的重要来源,所以减少阳澄湖内的围网养殖面积,是减少污染的直接途径。近年来,阳澄湖围网养殖已经进行了一部分拆除,总面积从之前的近10万亩,缩减到2015年的3.2万亩,到2016年底,已经缩减到了1.6万亩。同时,全面实施生态养殖模式,控制外源饲料投入量,减少养殖业内源性污染排放。加大湖区自然资源和生态环境管护力度,开展人工增殖放流,实现“以渔养水”,达到生物多样性和水质净化目标。
  同时加强内塘养殖污染防治,大力推广池塘循环水和种草低密度生态养殖工程。依托阳澄湖自然资源和产业基础,优化区域布局和专业分工,对池塘进行合理布局;建设生态养殖区、养殖尾水净化区、水循环系统等。充分利用现有的河沟、池塘条件,节约经费和土地资源,因地制宜地改造池塘进排水系统和养殖尾水处理体系,有效的减少氮、磷的排放。
  最后,虽然围网面积减少了,退围还湖区域的生态环境并未恢复,湖体自净能力也未提升。所以,在退围还湖的同时,还应进行生态补偿。在相应的区域补栽水草,投放鱼虾等,增加水生动植物生存环境,固定水体中悬浮物,从而起到增加水体自净能力,达到生态治理的目的。同时,也可以在上游入湖河道和阳澄湖周边种植芦苇等水生、沼生植物,提高河道自净能力。
  4、面源污染的控制
  阳澄湖外围存在广大的农村和乡镇,所以生活污水和农业废水是不可避免的问题。故应该加大农业、生活面源污染的全面调研和整治,确保农业废水、生活污水接管处理,提高农村生活污水收集处理率。确保阳澄湖保护区范围内的农村生活污水做到全部收集处理,不直接排入阳澄湖周边河道。
  大力发展有机农业,调整优化种植结构,开展无公害农产品生产全程质量控制,大力发展化肥减施工程,推广高效、低毒、低残留及生物农药替代工程,实行农药贴补,推广配方肥料,商品有机肥和种植绿肥,全面推广农业清洁生产技术。
  加快采用生态田埂、生态沟渠、旱地系统生态隔离带、生态型湿地处理以及农区自然塘池缓冲与截留等技术,利用现有农田沟渠塘生态化工程改造,建立新型的面源氮磷流失生态拦截系统,拦截吸附氮磷污染物,大幅削减面源污染物对水体直接排放,实现污染物的有效控制与养分的高效利用。
  加强技术创新体系建设,组建高水平的生态农业专家队伍,开展调查研究,不断提出生态农业理论、实用技术、工程模式及产业化发展方向,为生态农业和面源污染防治快速、深入发展提供支撑。
  5、加强预警体系建设
  科学的建立满足阳澄湖水源地的水质监测预警系统,在相应的位置布设浮标站,全天候监测水源地水质状况,提高突发性事件的应急能力,用以应对突发污染事件,为水源地的水质安全提供强有力的保障。应该建立工业园区与其他地区水环境信息共享平台,完善规划区域供水安全动态监控体系,及时发布信息。加强应急队伍建设和应急物资储备,完善饮用水源应急预案,提高应急处理能力。
  同时,继续加强水源地水量和水质自动监测网建设,完善现有站网、监测能力;进一步完善和提高饮用水水源地环境有毒有机物质的监测分析能力。
  最后,完善蓝藻监测预警体系,建立蓝藻、水草打捞及水源地周边枯死植被收割工作的常态化机制,组建专业打捞队伍,在保护区内放流花白鲢、螺蛳,通过生态食物链防控蓝藻,改善水环境质量。

  第六章结论与展望

  6.1结论

  阳澄湖是太湖平原上的第三大淡水湖,同时也是苏州工业园区城市集中式饮用水源地及战略后备水源地。本论文通过对阳澄湖水源地(园区段)近4年来的水质情况进行了评价,结果表明苏州工业园区阳澄湖水源地(园区段)水质类别基本维持在Ⅲ类水质上,各项指标浓度呈一定规律波动。富营养化状态较2013年,有所好转,富营养化程度有不显著的下降。分析了富营养化现象的原因,并根据相应的原因提出了一定的处理措施。
  通过本文分析发现,氮磷指标仍然是阳澄湖水源地水质污染的主要因素,形成原因有很多,本文主要从上游来水、降水和一些特殊的因素,对其进行了一定的分析,给出了一些优化方案。
  同时,本文提出健全完善水质预警指标体系,对于如何建立阳澄湖水源地预警体系,给出了一定的建议,在完善自身预警体系建设的同时,需要跨地区合作,联合上游区域建立一体化监测预警系统,这样能更加全面的监控阳澄湖水源地水质变化状况。

  6.2展望与不足

  (1)本论文限于时间和精力,未对饮用水源地中的特征污染物,包括残留农药、PoPs等的影响进行研究。希望今后有时间可以继续这方面的研究。
  (2)由于苏州工业园区阳澄湖水源地建成时间短,相应的水源地管理机制还未完善,监测数据还不完全,水质评价数据缺乏纵向比较。同时影响因素也缺乏大量的数据支撑。希望以后能整理相关的数据。
  (3)阳澄湖上游来水情况复杂,兼这几年出现了很多突发状况,上游来水数据不稳定,希望今后几年继续这方面的研究工作。
  (4)限于时间与精力问题,水源地预警研究工作并未深入,希望以后可以持续这方面的完善工作。
  最后,饮用水源地保护工作任重道远,必须持之以恒的监测、评价、完善水源地的水质状况,为以后的水源地水质安全提供保障。
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