（自然地理学专业论文）工业磷污染对武义江水环境的影响及其整治对策研究.pdf

摘要 工业磷污染对武义江水环境的影响 及其整治对策研究 摘要 磷是生物体不可缺少的元素之一磷元素的丰缺、环境的优劣会直接影响包括人 在内的一切生物的生长发育。生活中，磷的存在形式多种多样。最常见的如人们大量 使用的含磷洗衣粉与磷肥；工业上用磷酸盐矿石制取的磷单质以及一系列磷的化合 物；金属表面处理过程中产生的磷酸盐废水等等大量含磷化合物的使用与排放，严 重破坏了磷的自然循环和社会代谢，造成环境污染，其中水圈与生物圈受磷的影响最 为明显。 当前过量磷对水体产生的影响集中地表现为富营养化和藻类繁生现象，其实质是 耗氧有机物及氮、磷化合物的生态环境效应。它们已成为我国环境保护的热点甚至是 十分棘手的控制治理问题。研究表明，磷是引起水体富营养化的主要控制性因子。目 前，国内一些主要河流在部分河段出现了富营养化现象，如黄浦江流域、钱塘江流域、 长江流域、珠江广州河段等。因此，结合具体流域的自然地理特征和产业结构，监控 流域内磷污染的主要来源，研究符合实际情况的磷污染监控管理措旌，进行污染整治 是具有实际意义的 武义江位于金华江上游，流域附近聚集了大量的表面处理企业。这些企业生产类 型繁多，规模、档次参差不齐，分布又较分散。研究表明，武义江水质已经下降到劣 v 类：由磷化工序企业产生的大量含磷废水是武义江水体磷污染的首要污染来源；武 义江总磷平均浓度已经达到水体富营养化的标准。且流域内的部分城市污水处理系统 仍未完全投入使用；多数工业、企业的污水处理设施尚未配备或者不完善；关于酸洗、 磷化废水的治理和管理技术也无法满足废水的处理要求，急需进一步完善和创新。以 上问题对金华江流域以及整个钱塘江流域的水环境、生物多样性以及社会经济发展都 将产生不同程度的影响。随着流域内社会经济的快速发展，水污染问题将日趋严重， 水环境功能区达标率也将逐年下降，这将严重影响流域内水环境生态与饮用水源水质 安全。 针对武义江工业磷污染的特性，其污染整治措施也应有别于一般湖泊、水库等把 。塑翌塑蔓奎堂兰里堡主丝堡塞 。 农业、生活作为磷污染首要来源的水体的研究。研究表明，清洁生产与污染最小化技 术是改进磷化工序，从源头减少磷污染的主要发展方向：生化法可持续污水处理工艺 是除磷和磷回收技术的发展趋势；利用3 s 技术进行水环境管理：在线监测技术的全 面推广；长效的监管机制和部门协调机制；污染物排放总量的严格控制；磷化工序企 业的结构调整与区域规划；政府部门正面积极的引导与科研鼓励政策；环境立法与执 法工作的加强等等，是目前武义江工业磷污染最有效的整治措施。 因此，研究武义江流域工业磷污染对水环境产生的影响与污染整治对策，对改善 武义江水质，加强金华江流域的污染控制与生态环境保护、合理利用水资源、优化产 业布局、促进流域内社会经济可持续发展，构建和谐社会，保障人民的用水安全，实 现水资源的可持续开发有着十分重要的理论和现实意义。 关键词：武义江，磷污染，磷化，整治，监控，管理 a b s l r a c t t h ei n d u s t r i a i p o l l u t i o no fp h o s p h o r u s 矾唧帆r y i r 职v a i 。i ，e y a n d i t s t r e a r 】e n tm 匮a s u r e s a b s t r a c t p h o s p h o r u si sa ne s s e n t i a le l e m e t 】：tt ov a r i o u so r g a n i s m s i t sa b u n d a n c er a t i ob e a r sa c l o s er e l a t i o m l a i pw i t ht h eq u a l i t yo f e n v i r o n m e n t , h e a e eh a sad i r e c ti m p a c to i lt h eg r o w t h o f l a u m a nb e i n 笋蠲w e l l 够o t h e ro r g a n i s m s p h o s p h o r u se x i s t si nm u l t i - f o r m si no i u d a i l y l i f e , s u c ha sp l a o s p l a o r o t t sw h i n gp o w d e r , p h o s p h o r o u sf e r t i l i z e r , t h ee l e m e n t a r y s u b s t a l l c e 铷耐e o m p o t m d so fp h o s p h o r a sd e r i v e df r o mp h o s p h a t em i n e r a l sa n dp h o s p h a t e s e w a g er e s u l t e df r o mm e t a ls u r f a c et r e a l m e n t , e r e t h eh e a v yu s ea n dd i s c h a r g eo f p h o s p h o r o u sc o m p o u n d sh a v ec a u s e d s e v e l - ed i s o r d e ri nt h en a t u r a lc i r c u l a t i o no f p h o s p h o r u sa n di t ss o c i a lm e t a b o l i s m , t h u si e s u l t e d i ne l l v i r o n l i l e n t a lp o l l u t i o n , a m o n g w h i c ht h eh y d r o s p h e r ea n db i o s p h e r eh a v eb e e na f f e c t e dt h em o s t c m l 锐t l y , t h ei m p a c to fe x c e s s i v ep h o s p h o r u so nw a t e rb o d i c $ f o c u s e so i l e u 仃o p h i c a t i o na n da l g a eo v e r r u n , w h i c hh a v eb e e nt h eh o t s p o t sa n di n l r a e t a b l ep r o b l e m s f o re n v i r o n m e n tp r o t e c t i o ni nc h i n a , e s s e n t i a l l ya no u t e o m eo ft h ec o n c e n t r a t i o no ft h e c o m p o u n d so fn i t r o g e na n dp h o s p h o r u s , a n dt h eh e a v yr e p r o d u c t i o no fa e r o b e s t u d y s h o w st h a tp h o s p h o r u si st h em a i nc 绷娣o fe u l z o p h i e a t i o n n o w a d a y s e u l r o p h i c a t i o n o c c u l si nt t o l l a er e a c h e so f t h em a i nr i v e r si nc h i n a , s u e l aa st h eh u a a g p ur i v e rv a l l e y , t h e q i a n t a n gr i v e rv a l l e y , t h ey a n g t z er i v e r a l l e ya n dt kg 饿m 掣如u r e a c h e so ft h ep e a r l r i v e rv a l l e y t h e r e f o r e , s u p e r v i s i n gt h em a i ns 0 1 1 1 c eo fp h o s p h o r u sp o l l u t i o n 试血er i v e r v a l l e y , a n dm a k i n gp r a c t i c a ls u p e r v i s i o na n dc o n t r o ln m a 鄂】s f o rp o l l u t i o nt r e a t n a c n t b a s e d0 1 1t h ep h y s i c a lg e o g r a p l a i ef e a t u r e sa n di a c t u s 姆s l l u e t u r e 缵o fp r a c t i c a l s i g n i f i c a x l e e t l a ew u y ir i v e ri ss i t u a t e di nt h eu p p e rn 础e so ft h ej i n l a u ar i v e r , w h e r em a n y m e t a lf m i s h i n ge n t e r p r i s e sa l o c a t e d t h e e n t e r p r i s e sv a r yi nt h et y p e s s c a l e sa n d l e v e l sa n dt h e ya r ew i d e l ys e p a r a t e df r o mo n ea n o t h e r s t u d ys h o w st h a tt h ew i i i 盯q u a l i t y i i i 浙江师范大学普通硕士学位论文 o ft h ew u y ir i v e rh a sd e g r a d e dt on a t i o n a lg r a d es u b - vi nt e r m so ft h ee n v i r o n m e n t a l q u a l i t yo fs u r f a c ew l i t e f ；, 1 1 砖p r i m a r ys o u r c eo fp h o s p h o r u sp o l l u t i o ni nt h ew - y ir i v e r v a l l e yi s t h ep h o s p h o r o u ss e w a g ed r a i n e dh e a v i l yf r o mc h e m i c a lp l a n t s ；n 坞a v e r a g e e o n e e n l r a l i o no ft pf l o r a lp h o s p h o r u s ) h a sr e a e l a e dt h es t a n d a r do fw a t e re u t r o p h i c a t i o n ； w a s t e w a t e ri z e a t m c n tf a c i l i t i e ss t i l lh a v en o to ri n c o m p l e t e l yb e e ne q u i p p e di nm o s tp l a n t s a n de n t e r p r i s e s ；1 1 圮t r e a l m e n ta n dc o n t r o lt e c h n i q u e sf o ra c i dw a s ha n dp h o s p h o r o u s s e w a g ec a nn o tm e e tt h er e q u i r e m e n t so f w a s t e w a t e rd i s p o s a l 柚dn e e dt ob ep e t r e l - t e da n d i n n o v a t e d s u c hp r o b l e m sw i l le x e r ti m p a c t so nt h ea q u a t i ce n v i r o n m e n t , b i o d i v e r s i t y , a n d t h ed e v e l o p m e n to fs o c i a le c o n o m yo ff l a ej i n l a u ar i v e rv a l l e ya n de v c nt h ew h o l e q i a n t a n gr i v e rv a l l e ym o r eo rl e s s w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to f t h es o c i a le c o n o m yi n t h ev a l l e y , w a t e rp o l l u t i o ni sb e c o m i n gi n c r e a s i n g l ys e r i o u sa n dt h el l t t t l i l l m c n tr a t eo ft l a e f u n c t i o n a lz o i 尬$ o fa q u a t i ce n v i r o n m e n td e c r e a s e sy e a rb yy e a r , w h i e l aw i l lt l l r e a t e nt h e a q u a t i ce c o l o g ya n dt h es e c u r i t yo f & i n k i n gw a t e r o 嘶gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so fp h o s p h o r o u si a d u s 姆, t h ep h o s p h o r u sp o l l u t i o n l r e a t m e n ti l l e , o s l l r e ss h o u dd i f f e rf r o mt h o s ef o rl a k e sa n dr e s e 州o i r s ，w h o s ep r i m a r y p h o s p h o r u sp o l l u t i o ns o u r c e sa l ea g r i c u l t u r ea n ds a n i t a r yw a s t e s t u d ys h o w st h a td e a n p r o d u c t i o na n dp o l l u t i o nm i l l i m j t 面o nt e e l m i q u e sa r ep r i m a r ya p p r o a c h e st oi m p r o v et h e w o r k i n gp r o c e d u r e so fp h o s p h o r u si n d u s 仃ya n da b a t ep h o s p h o r u sp o l l u t i o nf r o mi t s s o t t r c c s ；s u s t a i n a b l eb i o c h e m i c a lm e t h o d so fs e w a g e 血e 剐卫瑚tt e e l m i c sa t h ei r e n df o r d e p h o s p h o r i z a t i o na n dp h o s p h o r u sr e c y c l i n g ；o t h e re f f e c t i v el a e a l m e n tm e a s u r e sa g a i n s t i n d u s l z i a lp h o s p h o r u sp o l l u t i o ni nt h ew u y ir i v e rv a l l e ya 聆：a p p l y3 st e e l m i q u e st o m o n i t o rt h ew f l t e l e n v i r o n m e n t , p o p u l a r i z et h em o n i t o r i n ga n dm e a s u r i n go n l i n e t e c h n i q u e sc o m p l e t e l y , a d o p tl o n g - t e r ms u p e r v i s i o na n dc o o r d i n a t i n gm e e l m i s ma m o n g d e p a r t m e n t s ，r e g i l l a t et h ep o l l u t i o nd i s c h a r g ea m o u n ts t r i c t l y , a d j u s tt h ep h o s p h o r u s i n d u s l z ys l r u e t t 鹏a n dr e g i o m lp l a n n i n g , , l o p tp o s i t i v eg u i d a 蚴u n d e rl o c a lg o v e r n m e n t s c o n l r o la n de i l c o u l a g i n g p o l i c i e s o fs c i e n t i f i c r e s e a r c h , s t r e n g t h e ne n v i r o n m e n t a l l e g i s l a t i o na n dl a we n f o r c e m e n t , e t e c o n s e q u e n t l y , s t u d y i n gt h ei m p a c to fi n d u s l z i a lp h o s p h o r u so o l l u t i o ni nt h ew u y i r i v e rv a l l e yo i lt h ew a t e re n v i r o n m e n t , a n dp o l l u t i o nl r e a l m c n tl n e a s i l l e si so fb o t h t h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a ls i g n i f i e a n e ot oi m p r o v et h ew l l t e l q u a l i t yo ft h ew u y ir i v e r , i v a b s t r a c t s t r e n g k h e l lt h ep o l l u t i o nc o n 血o l , e c o l o g i c a le n v i r o n m e n tp r o t e c t i o n , r a t i o n a lu s eo fw a t e r 1 - e s o u l v 七，o p t i m i z i et h ei n d u s t r ya r r a n g e m e n t , p r o m o t et h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to f s o c i a le c o n o m y , c o i i s u i 1 c th a r m o n i o u ss o c i e t y , g u a r a n t e et h es a f e t yo fw a t e rs u p p l y , a n d r e a l i z et h es u s t a i n a b l eu s eo f w a t e rr e s o u r c ei nt h ej i n h u ar i v e rv a l l e y k e yw o r d s ：w u y ir i v e r , p h o s p h o r u sp o l l u t i o n , p h o s p h a t i n g ，t r e a t m e n t , s u p e r v i s i o n , c o n t r o l v 学位论文独创性声明 本入声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发 表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均己在论文中作了明 确的声明并表示了谢意。 研究生签名：录佛岛期：2 川年，2 曰骘i l 学位论文使用授权声明 本人完全了解浙江师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和电子文档，。允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描 等手段保存、汇编学位论文。同意浙江师范大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播论文的全部或部分内容。保密的学位沦文在解密后遵守此协议。 研究生签名：录印 导师签名 日期：j 叩午，z 同冶臼 一、绪论 ( 一) 引言 一、绪论 磷是生物体不可缺少的元素之一磷元素的丰缺、环境的优劣会直接影响包括人 在内的一切生物的生长发育1 1 1 。生活中，磷的存在形式多种多样。最常见的如人们大 量使用的含磷洗衣粉与磷肥；工业上用磷酸盐矿石制取的磷单质以及一系列磷的化合 物；金属表面处理过程中产生的磷酸盐废水等等大量含磷化合物的使用与排放，严 重破坏了磷的自然循环和社会代谢，造成环境污染，其中水圈与生物圈受磷的影响最 为明显。 从国家环保总局每年公布的中国环境状况公报中可以发现，我国天然水体的 污染已十分严重。如 2 0 0 4 年中国环境统计年报脚中指出，在检测的2 7 个重点湖库 中，劣v 类湖库高达i o 个，其中。三湖”( 太湖、巢湖、滇池) 水质因总氮和总磷浓 度高而均为劣v 类。 2 0 0 5 年中国环境状况公报口l 中指出，2 8 个国控重点湖( 库) - 中，v 类水质的湖( 库) 5 个( 占1 8 ) ，劣v 类水质的湖( 库) 1 2 个( 占4 3 ) 。其 、中，太湖、滇池和巢湖水质均为劣v 类。主要污染指标为总氮和总磷。四大海区主要 焉染因子中均有活性磷酸盐。赤潮共发生8 3 次。2 0 0 6 年中国环境状况公报【4 】中指 出，2 7 个国控重点湖( 库) 中，v 类水质的湖( 库) 5 个( 占1 9 ) ，劣v 类水质的湖 ( 库) 1 3 个( 占4 8 ) 。其中，巢湖水质为v 类，太湖和滇池为劣v 类。主要污染指 标为总氮和总磷。四大海区主要污染因子均有活性磷酸盐。全年共发生赤潮9 3 次，较 2 0 0 5 年约增加1 3 。 近些年，珠江广州河段、长江、黄河、渤海和东海等水体中总磷含量均发生严重 超过国家标准的现象。由此可见，在我国自然水体的各种污染物中，磷污染己排名榜 首。主要湖( 库) 、河流和海域的水质情况不容乐观。 1 水体中磷的主要来源 水体中磷的来源，主要以点源为主。点源包括生活污水和工业废水；非点源则包 括地表径流、降雨、降雪，地下水以及养殖投饵和动物排泄粪便等的带入。我国一些 富营养型湖泊污染调查及研究结果表明，通过点源排放的磷通常占有很大的比重，摔 入湖泊水体中的磷有6 3 9 8 来自城市废水，而来自湖面沉降、湖区径流和其它来源 的总量则不足4 0 5 1 。 浙江师范大学普通硕士学位论文 通常各种外界来源水体中磷的贡献率由高到低依次为：农业排水、生活污水、工 业源污染。农业上，含磷化肥被过度使用，大量磷随地表径流流失：城镇生活污水中 来自使用合成洗涤剂产生的磷占5 0 同；工业废水中的磷源主要来自少数生产磷和磷 ( 膦) 化合物的厂矿、循环冷却水处理中采用的磷系药剂川和金属表面处理过程中产 生的磷酸盐废水等。此外，食品加工、发酵、鱼品加工、化肥工业、洗涤剂、金属抛 光等工厂的废水也含有大量的磷嗍。 与农业排水和生活污水不同的是，工业废水量大，成分复杂，难处理，不易降解 和净化，危害性较大。仅2 0 0 6 年我国工业废水排放量就达2 3 9 5 亿t ，占废水排放总量 的4 4 6 。但在以往的污染源调查、评价、统计中，工业污染点源是不予重点考虑的， 如国家在编制太湖水污染防治九五计划和2 0 1 0 年规划中也未将其列入控制指标。陈荷 生1 9 】等在对太湖流域1 9 9 8 年限期达标的1 0 3 5 家重点企业进行重点抽样调查和与日本 j i c a 调查团合作研究太湖水环境后，发现工业点源t p ( 总磷) 排放负荷达污染物总 量的5 5 8 。可见随着工业的迅速发展，工业废水排放量和工业废水中磷的含量不断 增大，导致水质污染日趋严重。工业污染源应予以充分重视，列入污染治理、控制和 监督管理范畴。 2 水体中过量磷造成的危害 近几十年来，由于人类活动导致氮、磷大量排入湖泊、河流、河口湾、沿海水域 和远海中，增加了水体的营养负荷【i o 】。据统计，我国主要湖泊处于因氮磷污染而导致 富营养化的占统计湖泊的5 6 。其中，磷是导致水体富营养化的主要控制因子。水体 富营养化会造成水中藻类等水生生物大量地生长繁殖，水体中有机物积蓄，破坏水生 生态平衡，造成水体感官性能变差，自净能力减弱，水质下降，供水成本提高，湖泊 沼泽化，影响食物链，使人类、动物、家畜等中毒死亡等等。 目前国内许多大型湖泊、水库，如太湖、巢湖、滇池、三峡水库等都已经处于富 营养或重营养状态。其中，三峡水库库区主要监测断面的多年监测结果表明，库区干 流水体总氮、总磷长期偏高，其中，总磷浓度为0 1 5 o 2 5 m g l ，超过国际上确定的 暴发水华的临界总磷标准 i i l 太湖目前中富营养面积占7 5 左右，夏季富营养或重富 营养占全湖面积1 0 左右。虽然国家为治理这些重点水域的富营养化问题投入了大量 的资金和人力，但是效果并不理想。如太湖经“零点行动”以后，只有少数监测点总 磷浓度降低，大部分监测点总磷浓度反而增加，污染更加严重在2 0 0 7 年5 月下旬， 2 一、绪论 太湖大范围爆发蓝藻，一度引发水荒，严重影响周边人民的生活安全。关键在于单一 的“禁磷”只能在一定时期内单纯性的从外源上减少或控制磷的输入，或者单纯性的 减少内源性磷的释放，而不能把两者的控制与治理长期有效的结合起来以至于不能 从根本上解决太湖富营养化的问题。因此，如何有效的控制治理水体磷污染，己成为 当务之急。 ( 二) 国内外研究现状 1 水体中磷的形态、来源以及迁移转化规律的研究 沉积物中的p 从贮库上可分为颗粒态p 和溶解态p ；性质上包括无机磷和有机磷； 从形态上大体可以分为不稳定或弱结合态p 、f e 与m 结合态、c a 结合态和有机结合态 等f 1 2 1 。 b o t l e s o ng c 【l 1 7 】等人的研究表明，沉积物是水体中生物可利用性磷的重要来 源。t i e n - h s if 缸g 在研究中国东部海域不同形式的磷在不同水层中的含量分布后，发 现与海底沉积物临近的水层中，磷的含量最高，以可溶性的无机磷为主i l 研。c s a - t k i 等运用s w a t 模型来研究影响水环境管理政策实旌的因素，并运用s w a t 建立了磷的 迁移转化模型，分析磷的主要来源【嘲。水体中磷的主要来源有五个刚：城市污水， 扰其是居民生活污水f 地表径流与土地的侵蚀：农业排水：工业污染源；底 泥释放的磷。熊强等根据2 0 0 2 年重庆市环境监测中心对三峡库区的实测水质资料，对 三峡库区总磷污染现状进行了评价，并提出了相应的防治措施。发现每年排入三峡库 区的总磷，工业废水输入量比较少，对库区水质影响也相对较少【2 i l 。陈荷生根据太湖 流域水污染韵严峻形势，对流域内重点工业污染排放进行监测，证明工业污染点源是 太湖n 、p 污染的主要来源，指出流域内工业点源t n 、1 1 p 排放应列入治理控制项目【9 】。 另外，国内诸如对滇池阎、巢湖嘲等的研究，国外如对美国却叩k a 潮讲】等的研究表 明，造成湖泊富营养化的污染源多以面源污染大于点源污染为主。且湖泊水体中磷大 部分来自城市废水，而城市废水中的磷有一半是来自合成洗涤剂的使用嘲 研究表明鲫，进入水体中的无机磷经生物吸收后，部分再以有机磷的形式，供水 中生物吸引，之后加以分解而沉淀下来，从表层除去，而沉积物中的磷，则通过颗粒 态磷的悬浮作用和湍流扩散作用，释放到上层水体之中。杨广杏等对珠江广州市区河 段磷的迁移和分布进行的研究中，对河水和底泥中磷的形态分布进行了分析，发现磷 浙江师范大学普通硕士学位论文 的沿程分布与南北两岸水域中1 1 p 和可溶性磷的沿程分布具有一致性阐。 2 水体富营养化的研究 ：水体富营养化，是指由于大量的氮磷等植物性营养元素排入到流速缓慢，更新周 期长的地表水体中，使藻类等水生生物大量地生长繁殖，有机物产生的速度远远超过 消耗速度，水体中有机物积蓄，破坏水生生态平衡的过程。而磷是导致水体富营养化 的主要控制因子p t 。富营养化的危害主要表现为以下几点嗍： 水中一部分还未降解的有机膦，经生物降解需要消耗水中的d o ，提高了水体 的b o d ； 最终磷以p 0 4 3 在水中存在，最容易被藻类吸收造成藻类的大量繁殖；藻类繁 殖迅速，生长周期短，有限的营养物质在短期内能一度被重复利用，一遇适宜的环境 藻类就爆发性的繁殖出现“水华”现象； 死亡的水生生物在微生物作用下分解消耗氧，或在厌氧条件下分解，产生h 2 s 使水质不断的恶化，而且分解后产生的磷沉积于水体底部，成为磷污染的内源； 富营养湖泊的深层，阳光在穿射过程中被大量的藻类吸收而衰减，光合作用减 弱，且深层死亡的藻类消耗大量溶解氧或厌氧状态下产生的h 2 s 等，可加速促发底泥 沉积营养物质的排放，形成富营养化水体磷污染的恶性循环； 水体富营养化不仅使水体感官性能变差，自净能力减弱，水质下降，供水成本 提高，湖泊沼泽化等，而且由于某些藻类产生藻毒素，使动物、家畜中毒而死亡圆 当前国内外富营养化研究比较活跃的领域，一是对湖泊开展的研究，主要包括水 体、底泥间的n 、p 交换的沉积物有效厚度，底泥n 、p 释放和沉积的关系研究等； 营养状态与湖中动、植物之间的关系，如富营养化引起湖泊中动、植物种类减少，藻 类和水生植物生物量增加，水生植物在底泥与湖水间的n 、p 交换中的作用等；湖泊 富营养化治理的生物技术( 降n 除p ) 研究；但n 、p 营养盐与藻类生长的机理尚待 进一步研究。二是流域方面的研究，包括n 、p 营养盐的来源( 外源) ，作物对n 、p 的吸收量以及随水土流失量，n 、p 在迁移过程中的滞留、转化规律。此外，富营养 化控制模型研究仍然是富营养化研究中的前沿课题，同时遥感和g i s 技术也被应用于 湖泊富营养化研究r 目前主要利用这些先进的技术来监测和计算n 、p 营养负荷。刚 值得关注的是，富营养化控制模型的建立一直以来都是研究的热点问题。其中关 于湖泊与水库的富营养化模型尤为典型。如1 9 7 5 年，加拿大著名湖泊学家 一、绪论 v o l l c n w d d c r 提出的v o l l w v i d e r 模型【| 1 1 ，就是运用单一营养物质磷来评价预测水体 营养状况的模型；c h c na n do r i l b 等人综合考虑了外界因子氦、磷、太阳辐射和温度， 利用米氏方程建立了模型阎：j o r g e n s e n 提出的g l u s 西生态一动力学模型 3 3 1 。国内学 者则针对太湖、巢湖、滇池、- - - t g t g 库等做了大量工作。如刘玉生等在研究滇池炭、 氮、磷时空分布，藻类动力学，浮游动物动力学以及沉积与营养源释放的基础上，把 生态动力学模型与箱模型以及二维水动力学模型相结合，建立了适合滇池特定的富营 养化模型。针对国内河流富营养化模型的研究，夏军等利用目前广泛应用的m 蝎p 4 模型，结合汉江武汉段1 9 9 2 年发生的水华事件进行了水质模拟翩。 3 水体磷污染的控制治理方法研究 ( 1 ) 治理含磷废水的研究 i 到目前为止，国内外普遍采用的除磷方法主要有化学除磷法、生物除磷法以及化 学和生物除磷相结合的生化除磷法。 化学除磷法 。 废水中的磷主要以溶解性磷酸二氢锰铁、磷酸二氢锌等无机盐的形式存在，且大 部分有机磷和聚磷酸盐可在处理过程中转换为正磷酸盐的形式，正磷酸盐可被化学沉 淀。因此。利用磷酸盐的沉淀作用可以有效地除去磷化废水中的磷。而化学除磷法又 可分为金属盐混凝除磷、石灰混凝除磷和结晶法除磷。化学除磷法的优点是除磷效率 高，一般可达7 5 8 5 ，且稳定可靠，可达到0 s m g l 的出水标准，污泥在处理和 处置过程中不会重新释放磷而造成二次污染；其缺点是费用高，产生的污泥量大。 生物除磷法 生物除磷主要是利用聚磷菌( 不动细菌属a c i n c t o b a c t e r 、气单胞菌a e r o m o n a s 、 棒杆菌属c o r y m e b a c t e r i u m ) 的聚磷作用。其优点是可避免化学除磷法中的大量化学 污泥，可减少活性污泥膨胀现象，节约能源，且运行费用较低，因此，是目前流行的 除磷方法1 3 6 1 。如a o 、a 2 o 、u c t 等工艺嘲，主要适合处理低浓度及有机态含磷废 水a o 工艺( a n a e r o b i c o x i c 的简称。厌氧好氧工艺) ，是最基本的生物除磷工艺； a 2 o 工艺( a n a e r o b i c y a n o x i c o x i c 的简称，厌氧，缺氧好氧工艺) ，可同时除磷和脱 氮：由南非开普敦大学开发的u c t 工艺- ( u n i v e r s i t y o f c a p e t o w n p r o c e s s 的简称) ， 是目前各国最广泛应用的生物除磷技术，。它增加了缺氧区至厌氧区的馄合液回流，最 大限度地降低了携带在流至厌氧区的回流液中的硝酸盐对除磷的不利影响。当今，全 5 浙江师范大学普通硕士学位论文 球普遍强调的是可持续发展经济模式，要发展以节省能( 资) 源消耗、并最大程度回 收( 用) 有用能( 资) 源的可持续污水处理工艺口7 】随着d p b ( 1 ) e n i 仃f f y i n g p h o s p h o r u s r e m o v i n gb a c t e r i a 的简称，反硝化除磷菌) 的发现，反硝化除磷法成为普遍认可的一 种能够实现可持续发展的生物除磷法。 吸附法 吸附法的应用也受到了极大的关注。它是利用某些多孔或大比表面的固体物质对 水中磷酸根离子的吸附亲和力来实现对废水的除磷过程。吸附法以其高效快速、无二 次污染、易操作等优点得到了世人的青睐，但吸附机理的研究方面远远落后于实践， 高效合成吸附剂的研究将是废水除磷吸附剂的重要发展方向p 司。 其他方法 除此之外，常用的除磷方法还有如生物操作法，包括养殖草食性鱼类、种植大型 水生植物等；工程性措施，包括底泥疏浚、水体深层曝气、注水冲稀等等；限制含磷 洗涤剂的使用，用4 a 沸石等替代品傲为新的助洗剂；提高无机肥的有效使用率，推 广绿色化肥的使用；改进施肥方式和灌溉制度，减少农业径流引起的磷肥流失：集中 处理城市污水( 包括生活污水和工业废水) ，建设污水三级处理设施，提高磷的去除 率等等方法，都是治理含磷废水的主要途径。 ( 2 ) 控制水体磷污染的研究 总的来讲，根据治理含磷废水的研究，控制水体磷污染的措施主要有口9 】：深层 曝气，疏浚底泥控制泥磷的释放；控制非点源磷污染负荷；种植水生植物和养鱼； 对点源磷污染实施工程治理；限制含磷洗涤剂的使用，减少点源磷排放。 d i 乙s m i 血指出尽管还未有充分的材料证明，但移除沉积物和避免新的沉积物累积是 可以有效控制磷在永体中的迁移转化的删。美国农业经济学家r c j o h a n s s o n 4 1 ，等提 出了经济性p 指数的概念，旨在更加优化和合理的确定传统的控制农业p 排放的费用， 以确定区域内p 的排放控制目标，并尽可能用低的费用达到净化水质的目的。 4 水体磷污染的监控管理措施研究 关于水体磷污染的监测方法，仍以传统的野外实地监测、样本采集、资料收集等 方法为主，这些方法费时、费力、缺乏动态性，无法及时反映水体磷污染的状况。目 前，关于水体磷污染的主要监控管理措施有： ( 1 ) 加强水质监铡，建立预警机制 6 一、绪论 针对区域水环境磷污染导致水体富营养化，产生大量藻类，而藻类覆盖区的光谱 特征与周围水域会有明显差异的特点，可以利用遥感技术进行水质监测与灾害预报， 进而建立水质预警体系，为区域内磷污染的控制管理提供技术与数据上的支持。利用 遥感技术进行水污染监测的主要机理是被污染水体具有有别于清洁水体的光谱特征， 这些光谱特征体现在其对特定波长的光的吸收或反射，而且这些光谱特征能够被遥感 器捕获并在遥感图像中体现出来1 4 2 l 。建立先迸完善韵水质预警机制是有效控制治理水 环境污染的必要前提。 ( 2 ) 运用数字信息化管理技术进行水环境管理 目前，水环境管理技术日益更新，更多新的技术融入到了水环境管理当中。只有 应用先进的管理技术，才能更好的治理我国水体磷污染。近年来，人们开始综合运用 地理信息系统( o i s ) 、遥感( r s ) 、网络、多媒体等现代高新科技手段，通过对区域 自然、社会、经济和水质状况、生态环境、水资源分布的全面调查与评价，建立相应 的动态数据库，提供动态更新和查阅功能，建立全流域水质基础信息平台、不同功能 的水质模型及其相应的管理系统，为区域环境风险管理提供数据支持。其中，地理信 息系统( g i s ) 在水环境管理中的应用最为突出。它是为了解决各种复杂的规划与管 理问题而设计的，用于支持对空间相关数据进行采集、管理、操作、模拟和显示的计 算机硬件、软件系统和处理过程，是一种管理工作和决策支持系统。在环境管理即】、 环境评价m 、与环境监测【4 5 】中具有广阔的应用前景。我们可将环境监溯、地理信息 系统( g i s ) 、卫星定位系统( g p s ) 、遥感( r s ) 技术相结合，建立流域的数字化管 理系统：包括水资源开发、农业灌溉、工业与城市排污、流域水质污染控制等信息与 数据库的建立与开发，为流域内的开发和综合治理提供强有力的决策依据酬。 e 3 ) 绿色管理与清洁生产 在全球环境污染日趋恶化的今天，制造和生产部门不断产生大量“三废”污染的 情况下，一种新型的针对企业的管理理念绿色管理应运而生。绿色管理就是以可 持续发展思想为指导，以消除和减少组织的行为对生态环境的影响为前提，以满足消 费者的需要为中心，通过生产、营销、理财等为实现经济效益、社会效益、生态效益 的协调统一而进行的全过程、全员、二全面的管理活动嘲i 其中，重要的一项内容就是 绿色生产又称清洁生产。清洁生产( c i e a a e r p r o d u c t i o n ) 是要从根本上解决工业污染的 问题，即在污染前采取防治对策，而不是在污染后采取措施治理，将污染物消除在生 7 浙江师范大学普通硕士学位论文 产过程之中，实行工业生产全过程控制主要包括：清洁的能源；清洁的生产过程； 清洁的产品。应从清洁生产的角度入手，研究武义江水体磷污染的有效的环境管理措 施，尽可能的减少磷对环境产生的污染。 ( 三) 研究目的和意义 当前过量磷对水体产生的影响集中地表现为富营养化和藻类繁生现象，其实质是 耗氧有机物及氮、磷化合物的生态环境效应。它们已成为我国环境保护的热点甚至是 十分棘手的控制治理问题。经研究表明，磷是引起水体富营养化的主要控制性因子。 因此，研究水体磷污染的监控管理等整治措施是有实际意义的 从以上研究中可以发现，一方面这些研究大多局限于湖泊、水库的富营养化问题， 并将农业、生活等面源污染作为水体中磷的主要来源进行研究和治理。对于河流磷污 染及其产生的严重后果，并把工业点源污染作为水体磷污染的主要来源进行研究的还 很少。另一方面我国河流、湖泊水体的磷污染现象已十分严重，如何有效地控制治理 水体磷污染已经成为水污染防治的一项重要任务。国内关于工业对河流水体造成的磷 污染的监控管理等整治措施的研究相对较少，且均未有切实有效的成果出现。现在， 国内一些主要河流在部分河段也出现了富营养化现象，如黄浦江流域、钱塘江流域、 长江流域、珠江广州河段等。因此，结合具体流域的自然地理特征和产业结构，对流 域内磷污染的主要来源进行监控，研究符合实际情况的磷污染监控管理措施，进行污 染整治是有实际意义的。 武义江位于金华江上游，其水质会影响下游金华江的水质以及沿岸居民的用水安 全。其中，流域内部分城市污水处理系统仍未完全投入使用，多数工业、企业韵污水 处理设施尚未配备或者不完善。关于酸洗、磷化废水的治理和管理技术也无法满足废 水的处理要求，急需进一步完善和创新。这对金华江流域以及整个钱塘江流域的水环 境、生物多样性以及社会经济发展都将产生不同程度的影响。而且随着流域内社会经 济的快速发展，水污染问题