針對太湖流域（江蘇）主要水污染物總量監控網(wǎng)絡(luò )分散、預警體系不完善、溯源控污能力不足、監控數據與信息管理不集中等問(wèn)題，“十二五”伊始，江蘇省環(huán)境監測中心牽頭，中國環(huán)境科學(xué)研究院、南京大學(xué)、江蘇省生態(tài)環(huán)境監控中心（江蘇省環(huán)境信息中心）3家高校、研究機構參與，共同申報了“太湖流域（江蘇）主要水污染物總量監控與風(fēng)險預警平臺構建及示范”課題。課題分屬?lài)宜w污染控制與治理科技重大專(zhuān)項流域水污染防治監控預警技術(shù)與綜合示范主題太湖流域水環(huán)境管理技術(shù)集成綜合示范項目。
目前，這一課題已經(jīng)完成了成果研發(fā)和綜合集成，研究開(kāi)發(fā)了太湖流域（江蘇）主要水污染物總量監控與風(fēng)險預警平臺，完成了主要水污染物總量監控與風(fēng)險預警平臺數據中心建設，實(shí)現了風(fēng)險源監控、預警和溯源三大功能，并在示范區示范運行。
課題以說(shuō)清太湖流域（江蘇）主要水污染物（COD、氨氮、總磷、總氮）風(fēng)險源排放總量及其在水環(huán)境中的累積性污染為主線(xiàn)，著(zhù)力開(kāi)展流域內主要水污染物總量監控和風(fēng)險預警方面的關(guān)鍵技術(shù)、管理制度研究，包括太湖流域（江蘇）主要水污染物排放風(fēng)險源監控體系建設、主要水污染物排放總量和環(huán)境風(fēng)險監測網(wǎng)絡(luò )構建、主要水污染物排放總量動(dòng)態(tài)監控和評估系統建設、主要水污染物累積性環(huán)境風(fēng)險預警與溯源技術(shù)研究與示范等內容，建立流域、區域和控制單元3級主要水污染物總量監控和風(fēng)險預警平臺，在太湖流域（江蘇）范圍內實(shí)現90%主要水污染物風(fēng)險源監控，在典型匯水通道和入湖河流開(kāi)展風(fēng)險預警示范，并將研究成果通過(guò)管理制度與水環(huán)境監管、流域水質(zhì)監測工作并軌運行，推動(dòng)相關(guān)評價(jià)技術(shù)規范、標準和風(fēng)險預警管理平臺的業(yè)務(wù)化運行。
課題最終的研究目標，是圍繞太湖流域（江蘇）水污染事故、企業(yè)偷排行為和總量超標等突出環(huán)境問(wèn)題，結合總量減排等環(huán)境管理實(shí)際需求，按控制單元水生態(tài)功能目標要求優(yōu)化流域內主要水污染物總量監測網(wǎng)絡(luò )，構建流域內水質(zhì)自動(dòng)監測質(zhì)控中心，建立主要水污染物總量減排、考核和動(dòng)態(tài)評估指標體系，利用流域主要水污染物排放總量累積性風(fēng)險預警及示蹤溯源技術(shù)，建立風(fēng)險源污染及事故管理、湖體主要水污染物監控預警、入湖總量風(fēng)險評估、污染源主要水污染物排放風(fēng)險評價(jià)和企業(yè)偷排示蹤溯源管理平臺并進(jìn)行示范化運行，實(shí)現對太湖流域（江蘇）水污染物總量監控和風(fēng)險預警的管理目標，為加強太湖水污染治理和污染事故防控提供技術(shù)支撐和決策依據。
研究1
初步建成主要水污染物總量超標和累積性風(fēng)險監測網(wǎng)絡(luò )
課題以江蘇省太湖流域為研究區域，以影響太湖流域水環(huán)境安全的主要水污染物排放風(fēng)險源為研究對象，按照“風(fēng)險源識別與分級——氮磷排放評估——超標預測預警與管理”的技術(shù)路線(xiàn)，開(kāi)展了流域內主要水污染源識別研究和環(huán)境風(fēng)險調查，以主要污染物質(zhì)識別清單、排放途徑與管理因素、受納水體敏感性3方面要素構建水環(huán)境風(fēng)險源與分級評估指標體系，建立了水污染風(fēng)險源識別與分級方法。
方法建立后，課題組對太湖流域（江蘇）4889家工業(yè)源企業(yè)與污水處理廠(chǎng)進(jìn)行評估與分級，確定重點(diǎn)水環(huán)境風(fēng)險源（一級水環(huán)境風(fēng)險源）317家，實(shí)現了對288家重點(diǎn)水污染累積性風(fēng)險源污染排放狀況的監控，監控比例達到91%。同時(shí)，構建了基于WEB-GIS（網(wǎng)絡(luò )地理信息系統）的太湖流域主要水污染風(fēng)險源基礎信息數據庫與分級管理系統，將采集到的數據匯總、上傳、整理，并保存在基礎數據庫中，初步實(shí)現了重點(diǎn)水環(huán)境風(fēng)險源的分級監控管理。
同時(shí)，課題組從典型匯水通道主要水污染物通量自動(dòng)監測、主要水污染物總量減排水質(zhì)目標考核斷面自動(dòng)在線(xiàn)監測、基于控制單元的流域主要水污染物總量監測、太湖湖體自動(dòng)監測四大監測體系現狀出發(fā)，分析太湖流域水質(zhì)監測網(wǎng)絡(luò )現狀，對不再適應需求的斷面進(jìn)行了調整，新增一批滿(mǎn)足工作及研究要求的監測斷面，逐步建立了流域、區域和控制單元三級主要水污染物總量超標和累積性風(fēng)險監測網(wǎng)絡(luò )，最終形成了涵蓋143個(gè)水質(zhì)監測斷面（點(diǎn)位）的監測網(wǎng)絡(luò )。
研究2
構建4個(gè)流域性水環(huán)境自動(dòng)監測質(zhì)控（分）中心，增建10個(gè)太湖湖體浮標站
結合實(shí)際工作需求，目前，課題已在無(wú)錫宜興市（大浦港）構建了1個(gè)流域性水環(huán)境自動(dòng)監測質(zhì)控中心，在常州市（丁莊）、無(wú)錫市（直湖港）、無(wú)錫宜興市（陳東港）分別構建了1個(gè)質(zhì)控（分）中心。質(zhì)控（分）中心是水質(zhì)自動(dòng)站質(zhì)控管理機構，是省級質(zhì)控管理的基礎和延伸。主要用于監控區域內自動(dòng)站運行維護，管理區域內自動(dòng)站質(zhì)量控制，包括對運營(yíng)商監督檢查、質(zhì)控考核、質(zhì)控管理，對地方監測站技術(shù)指導、聯(lián)合比對，應急污染事故期間的應急質(zhì)控以及應急監測等。
課題還在太湖湖體中增建了10個(gè)浮標式多參數水質(zhì)監測系統（簡(jiǎn)稱(chēng)浮標站），監測項目一般包括水溫、pH、溶解氧、電導率、濁度、葉綠素和藍綠藻等，部分站點(diǎn)還增設了富營(yíng)養化指標監測項目氨氮、總磷的監測。一般監測頻次可設為每?jì)尚r(shí)或4小時(shí)監測一次，當發(fā)現水質(zhì)狀況明顯變化或發(fā)生污染事故時(shí)，監測頻率也可調整為連續監測。
目前，4個(gè)質(zhì)控（分）中心及新建的10個(gè)浮標站均正式投入太湖流域運行。質(zhì)控（分）中心的建設，強化了區域內水質(zhì)自動(dòng)站的質(zhì)量管理，整合各級管理和運營(yíng)機構功能，統一了監測數據和監控平臺，為最大限度發(fā)揮監測網(wǎng)絡(luò )的作用提供了保障。浮標式自動(dòng)監測系統與實(shí)驗室手工監測、遙感監測互相結合，尤其在藍藻預警工作期間，浮標式自動(dòng)監測預警成果為調水引流、藍藻打撈、控源截污、湖泛預警等綜合治理太湖措施的推進(jìn)提供了強有力的技術(shù)支撐，且對水質(zhì)異常情況“早發(fā)現、早預報、早行動(dòng)”意義重大。
研究3
動(dòng)態(tài)監控與評估太湖流域主要水污染物排放總量
課題于2013年開(kāi)展了竺山湖流域的污染現狀調查，通過(guò)建立污染源端元混合模型和同位素示蹤庫，運用宿主特異性生物標志物定性、定量溯源方法，開(kāi)展了氮磷累積性風(fēng)險溯源分析，建立了面源污染點(diǎn)源化GIS技術(shù)，編制了污染物累積性風(fēng)險溯源技術(shù)優(yōu)化模型軟件，并進(jìn)行了示范區內營(yíng)養物溯源分析，解析出示范區內氮、磷營(yíng)養物累積性風(fēng)險的污染結構、時(shí)空分布特征、關(guān)鍵風(fēng)險源。
同時(shí)，課題提出了適用于太湖示范區的日最大污染負荷核算方法（TMDL模型），并對示范區進(jìn)行面源污染負荷的核算，擬定了風(fēng)險預警閾值的確定方案，優(yōu)化集成了流域排污總量環(huán)境風(fēng)險面源污染的溯源成套技術(shù)、太湖流域（江蘇）面源污染負荷核算方法、示范區水污染過(guò)程陸域——水域復合模型，并進(jìn)行了示范應用研究。
在竺山湖湖區主要水污染物排污總量自動(dòng)在線(xiàn)監測體系和河流匯水通道特征水污染物通量自動(dòng)監測體系構建的基礎上，選擇了示范區內的殷村港、漕橋河、太滆運河3條重點(diǎn)河流作為監測對象，利用其水質(zhì)自動(dòng)監測站測得的高錳酸鹽指數、總氮、總磷、氨氮、流量等數據，建立主要水污染物排放總量數據的采集和傳輸系統，結合流域、區域重大減排治理工程對主要污染物排放影響，建立了符合流域、區域、控制單元容量總量控制和功能區水質(zhì)目標管理需求的，以氮磷排放為重點(diǎn)的主要污染物總量核定方法技術(shù)體系，定期以水質(zhì)月報的形式通報當月河流4項指標入湖總量、總量月內變化趨勢。
課題還選擇典型控制單元和主要污染物指標為研究對象，完成了殷村港、漕橋河、太滆運河等主要入湖河流典型水質(zhì)及水文響應關(guān)系測試，根據流域減排量可推求河流入湖水質(zhì)響應，反之根據河流入湖水質(zhì)可推求流域減排總量。建立了符合水生態(tài)功能分區水質(zhì)目標管理的，基于控制單元主要水污染物總量控制與水環(huán)境質(zhì)量響應關(guān)系模型，及時(shí)跟蹤新老污染物增減動(dòng)態(tài)變化情況和流域、區域重大減排治理工程在控制和削減高錳酸鹽指數、氨氮、總磷、總氮排放情況，通過(guò)模型應用，動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)預警總量減排對水環(huán)境質(zhì)量變化的影響。同時(shí)完成主要水污染物總量減排動(dòng)態(tài)評估子系統建設，系統包含總量排放核定、減排動(dòng)態(tài)評估、減排績(jì)效評估和基礎數據庫、統計分析和系統管理幾個(gè)模塊。
案例
主要污染物監控與風(fēng)險預警平臺在無(wú)錫、常州運行
在以上研究基礎上，課題綜合集成研究成果，研究開(kāi)發(fā)了太湖流域（江蘇）主要水污染物總量監控與風(fēng)險預警平臺，已完成示范區三級功能分區、控制單元等多元異構數據的集成研究，風(fēng)險源申報系統設計及主要水污染物總量監控與風(fēng)險預警平臺數據中心建設，建成集風(fēng)險源監控、水環(huán)境監測、總量風(fēng)險監控為一體的示范區監控平臺，實(shí)現了對示范區內風(fēng)險源、環(huán)境質(zhì)量、排污總量的監控，并可進(jìn)行總量核定與動(dòng)態(tài)評估，實(shí)現了風(fēng)險源溯源決策的功能。
平臺基于WEB-GIS空間展示系統，緊緊圍繞一個(gè)數據中心、三個(gè)標準、六大模塊進(jìn)行建設。一個(gè)數據中心，即課題示范平臺利用分時(shí)異構傳輸技術(shù)集成了風(fēng)險源、水質(zhì)自動(dòng)站、水質(zhì)斷面、總量監控、典型入湖河流主要污染物最大日負荷量等數據信息的采集和交換，建成業(yè)務(wù)數據庫4類(lèi)15項，收集的數據已超過(guò)15萬(wàn)條。三個(gè)標準，即基于研發(fā)的風(fēng)險源分級標準、總量監控體系構建標準、總量預警閾值標準，對風(fēng)險源進(jìn)行篩查和定級、風(fēng)險源總量監控預警、流域總量動(dòng)態(tài)評估。六大模塊，平臺由風(fēng)險源監控、監測網(wǎng)絡(luò )、總量動(dòng)態(tài)評估、風(fēng)險溯源管理、監測月報、示范區監控六大模塊組成，分別實(shí)現了對太湖流域90%以上風(fēng)險源的實(shí)時(shí)監控，對太湖流域出入湖河流、湖體、15條主要入湖河流實(shí)行總量實(shí)時(shí)監控與動(dòng)態(tài)評估、風(fēng)險預警與溯源等功能。
目前，平臺已在示范區（無(wú)錫宜興市、常州市武進(jìn)區）進(jìn)行了業(yè)務(wù)化運行，隨著(zhù)研究成果的落地應用，課題配套同時(shí)形成了《太湖流域（江蘇）水環(huán)境風(fēng)險源分類(lèi)分級管理辦法（草案）》《太湖流域水環(huán)境風(fēng)險源超標排放預警通報制度（草案）》，用于支撐水環(huán)境風(fēng)險源的動(dòng)態(tài)分級管理；形成了《基于水質(zhì)自動(dòng)站網(wǎng)的典型匯水通道主要水污染物通量監測技術(shù)方案》《太湖湖體自動(dòng)監測體系構建及試運行報告》《江蘇省太湖流域地表水環(huán)境監測點(diǎn)位手冊》等系列管理文本，加強監測網(wǎng)絡(luò )管理；形成了《太湖流域入湖總量核定研究技術(shù)辦法和通報制度》，并定期對水污染物累積性環(huán)境風(fēng)險預警與溯源情況進(jìn)行通報，指導地方使用部門(mén)操作。
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