太湖湖體氮磷污染與藍(lán)藻水華暴發(fā)原因及消除機(jī)理研究課

1、附件2：太湖湖體氮磷污染與藍(lán)藻水華暴發(fā)原因及消除機(jī)理研究課題擇優(yōu)申請指南一、指南說明本課題采取公開發(fā)布指南，評審方式擇優(yōu)選擇課題承擔(dān)單位。此次發(fā)布的課題申請指南為根據(jù)國家水體污染控制與治理科技重大專項之主題-湖泊富營養(yǎng)化控制的項目-太湖富營養(yǎng)化控制與治理技術(shù)及工程示范項目實(shí)施方案要求編寫。1、項目總體目標(biāo)太湖富營養(yǎng)化控制與治理技術(shù)及工程示范項目的總體目標(biāo)為：選擇太湖流域作為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的典型大型湖泊流域，開展大型湖泊富營養(yǎng)化控制、水污染與藍(lán)藻水華治理技術(shù)研發(fā)、工程示范與總體方案研究。采用-以綜合的控源治河為主要對策，修復(fù)流域水源涵養(yǎng)林、湖蕩水網(wǎng)、沿湖緩沖帶與湖濱帶生態(tài)自然體系（入湖清水保障系統(tǒng)

2、）為長期與基本措施，以湖內(nèi)控藻、調(diào)水引流及有毒有害污染底泥疏浚為配套措施，以依法治湖與強(qiáng)化管理作為太湖水污染治理的有效保證的治太技術(shù)路線，遠(yuǎn)近結(jié)合、標(biāo)本兼治，選擇示范區(qū)開展規(guī)模技術(shù)研究，以點(diǎn)帶面，經(jīng)過三個五年計劃的努力，至2020年，太湖示范區(qū)水質(zhì)得到明顯改善，太湖水污染與富營養(yǎng)化控制取得明顯成果。2、總體研究內(nèi)容本研究擬以太湖梅梁灣、貢湖灣、竺山灣和苕溪為例，根據(jù)水污染發(fā)展和湖泊水體修復(fù)的規(guī)律，提出太湖重污染湖灣治理的戰(zhàn)略、理論、思路、目標(biāo)和手段；劃分階段，分步實(shí)施；針對現(xiàn)階段目標(biāo)，擬依據(jù)不同污染源的產(chǎn)生、輸移、循環(huán)等特征，開展外源污染系統(tǒng)控制、入湖河流綜合治理、湖濱帶生態(tài)修復(fù)與緩沖區(qū)綜合治

3、理、有毒有害污染底泥疏浚等關(guān)鍵技術(shù)的研究與工程示范，并著重對飲用水源污染控制與供水安全保障、藍(lán)藻水華控制與治理等難點(diǎn)問題進(jìn)行系統(tǒng)研究與工程示范，為我國大型湖泊的典型重污染湖區(qū)的治理提供技術(shù)和科學(xué)支撐。3、課題分解本項目的主要內(nèi)容分解為15個課題，課題名稱及主要研究內(nèi)容如下：課題1-太湖流域環(huán)境綜合調(diào)查與湖泊富營養(yǎng)化綜合控制方案研究，主要研究任務(wù)包括：（1）太湖流域環(huán)境綜合調(diào)查與水污染特征及趨勢研究；（2）湖泊水污染過程與藍(lán)藻水華模型模擬研究；（3）太湖流域水污染與富營養(yǎng)化控制系統(tǒng)方案研究；（4）大型湖泊（太湖）富營養(yǎng)化控制的技術(shù)集成。課題2-重污染區(qū)入湖主要污染源控制與污染物減排，主要研究內(nèi)容

4、包括：（1）重污染區(qū)環(huán)境綜合調(diào)查與分析；（2）重污染區(qū)產(chǎn)污與河網(wǎng)輸送規(guī)律研究；（3）重污染區(qū)污染物控制綜合系統(tǒng)方案制定；（4）主要污染源控制和污染物減排實(shí)施與監(jiān)管體系；（5）重污染區(qū)入湖污染源控制與污染物減排綜合示范課題3-鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理及重點(diǎn)行業(yè)污染負(fù)荷削減關(guān)鍵技術(shù)與工程示范，主要研究內(nèi)容包括：（1）鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)支撐技術(shù)研究與示范；（2）印染行業(yè)廢水高效凈化與分質(zhì)回用技術(shù)研究與示范；（3）化工行業(yè)廢水預(yù)處理和資源化技術(shù)研究與示范；（4）電鍍行業(yè)廢水分質(zhì)處理與回用技術(shù)研究與示范；（5）造紙行業(yè)廢水減排技術(shù)研究與示范；（6）工業(yè)園區(qū)污染負(fù)荷削減關(guān)鍵技術(shù)研究與示范 課題4-復(fù)合污染型入湖河流武

5、進(jìn)港及小流域污染控制技術(shù)及工程示范，主要研究內(nèi)容包括：（1）武進(jìn)港小流域農(nóng)村污水處理與固廢生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化聯(lián)用技術(shù)；（2）靜脈河道低污染水負(fù)荷削減關(guān)鍵技術(shù)研究與示范；（3）武進(jìn)港污染底泥疏浚、河道形態(tài)構(gòu)建技術(shù)與工程示范；（4）武進(jìn)港河口污染物強(qiáng)化凈化技術(shù)集成與示范；（5）武進(jìn)港水環(huán)境綜合整治方案與工程效益評估課題5-閘控入湖河流直湖港及小流域污染控制技術(shù)及工程示范，主要研究內(nèi)容包括：（1）流域面源污染控制與新農(nóng)村建設(shè)相關(guān)技術(shù)及工程示范；（2）直湖港小流域鄉(xiāng)鎮(zhèn)污染治理與污染物減排技術(shù)及工程示范；（3）閘控河流污染物去除與水質(zhì)改善技術(shù)及工程示范；（4）直湖港水環(huán)境綜合整治方案與工程效益評估。課題6-苕

6、溪農(nóng)業(yè)面源污染河流綜合整治技術(shù)集成及工程示范，主要研究內(nèi)容包括：（1）河流污染綜合控制科學(xué)決策支撐技術(shù)；（2）農(nóng)業(yè)面源污染控制關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)；（3）河流水質(zhì)改善技術(shù)集成與示范；（4）農(nóng)業(yè)面源污染河流水環(huán)境綜合管理技術(shù)研究課題7-太滆運(yùn)河與湖蕩水污染控制技術(shù)及工程示范，主要研究內(nèi)容包括：（1）太滆運(yùn)河與湖蕩地區(qū)污染控制與河湖生態(tài)調(diào)控優(yōu)化方案；（2）滆湖水質(zhì)改善與前置庫系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)及工程示范；（3）太滆運(yùn)河水網(wǎng)湖蕩水質(zhì)改善與生態(tài)修復(fù)綜合技術(shù)及工程示范；（4）河網(wǎng)區(qū)漕橋河水污染綜合治理技術(shù)及工程示范；（5）太滆運(yùn)河與滆湖水污染控制方案與工程效益評估課題8-調(diào)水引流工程水質(zhì)保障與湖體水質(zhì)改善關(guān)鍵技術(shù)及綜

7、合評估，主要研究內(nèi)容包括：（1）調(diào)水引流工程運(yùn)行方案及系統(tǒng)運(yùn)行模式；（2）受水湖區(qū)水動力過程及水質(zhì)改善效果評估；（3）調(diào)水引流的生態(tài)效益和風(fēng)險評估及應(yīng)急預(yù)案；（4）輸水河道水質(zhì)保障關(guān)鍵技術(shù)及工程示范課題9-湖濱帶生態(tài)修復(fù)與緩沖區(qū)建設(shè)技術(shù)及工程示范，主要研究內(nèi)容包括：（1）太湖湖濱帶生態(tài)修復(fù)與緩沖區(qū)生態(tài)建設(shè)方案研究；（2）重污染區(qū)多自然型湖濱帶生態(tài)修復(fù)成套技術(shù)及工程示范；（3）重污染區(qū)緩沖區(qū)生態(tài)建設(shè)技術(shù)及工程示范；（4）重污染區(qū)緩沖區(qū)水污染控制與治理技術(shù)及工程示范；課題10-有毒有害污染底泥環(huán)保疏浚、處理與資源化技術(shù)及工程示范，主要研究內(nèi)容包括：（1）有毒有害污染底泥鑒別、勘測與生態(tài)風(fēng)險評估技術(shù)

8、研究；（2）有毒有害污染底泥原狀高濃度環(huán)保疏浚技術(shù)研究；（3）有毒有害污染底泥快速脫水干化與處理處置技術(shù)研究；（4）太湖有毒有害及高氮磷污染底泥調(diào)查與環(huán)保疏浚規(guī)劃方案；（5）有毒有害及高氮磷污染底泥環(huán)保疏浚與處理處置示范工程課題11-湖泊大規(guī)模水華藍(lán)藻去除與處理處置技術(shù)及工程示范，主要研究內(nèi)容包括：（1）水華藍(lán)藻的攔截、濃聚與收集應(yīng)急技術(shù)；（2）水華藍(lán)藻處理處置與利用技術(shù)；（3）新型水華藍(lán)藻去除及生態(tài)防護(hù)與水質(zhì)改善技術(shù)；（4）藍(lán)藻水華黑臭污染團(tuán)發(fā)生機(jī)制研究與控制技術(shù)課題12-太湖水源地水質(zhì)保護(hù)技術(shù)及工程示范與東太湖沼澤化防治研究，主要研究內(nèi)容包括：（1）東太湖水源保護(hù)區(qū)的沼澤化防治技術(shù)及工程示

9、范；（2）水源保護(hù)區(qū)主要污染物源解析與風(fēng)險評估；（3）水源保護(hù)區(qū)（陸域）污染控制與治理技術(shù)及工程示范；（4）水源保護(hù)區(qū)（水域）污染控制與治理技術(shù)及工程示范；（5）水源保護(hù)區(qū)污染事故快速診斷、處置技術(shù)與應(yīng)急預(yù)案課題13-太湖湖體氮磷污染與藍(lán)藻水華暴發(fā)原因及消除機(jī)理研究，主要研究內(nèi)容包括：（1）太湖氮磷來源、累積與污染機(jī)理；（2）太湖生境變化與藍(lán)藻水華暴發(fā)成因；（3）藍(lán)藻水華控制與消除機(jī)理；課題14-太湖流域環(huán)境與生態(tài)綜合管理平臺建設(shè)與運(yùn)行機(jī)制研究，主要研究內(nèi)容包括：（1）湖泊流域環(huán)境與陸生生態(tài)系統(tǒng)觀測集成技術(shù)體系研究；（2）湖泊水生態(tài)現(xiàn)場連續(xù)觀測成套技術(shù)研究；（3）湖泊藻類在線觀察與藻種智能識別

10、關(guān)鍵技術(shù)研究；（4）太湖全流域生態(tài)綜合管理平臺建設(shè)系統(tǒng)課題15-流域面源生物質(zhì)廢棄物資源化技術(shù)及其設(shè)備化，主要研究內(nèi)容包括：（1）面源生物質(zhì)廢棄物的產(chǎn)生源及現(xiàn)狀調(diào)查分析；（2）多種生物質(zhì)廢棄物資源化處理技術(shù)的研發(fā)與基地建設(shè)；（3）資源化技術(shù)與設(shè)備的性能評估與資源化產(chǎn)品的安全性評價二、指南內(nèi)容有關(guān)申報單位根據(jù)課題申請指南，結(jié)合相關(guān)省級水專項協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組和項目牽頭單位意見編制課題實(shí)施方案。（一）課題名稱擇優(yōu)課題的名稱是太湖湖體氮磷污染與藍(lán)藻水華暴發(fā)原因及消除機(jī)理研究，為水專項湖泊富營養(yǎng)化控制主題太湖富營養(yǎng)化控制與治理技術(shù)及工程示范項目第十三個課題（課題編號2008ZX07101-013）。（二）研

11、究目標(biāo)選擇太湖一定規(guī)模的水體，通過大規(guī)模野外同步觀測，室內(nèi)模擬實(shí)驗，受控野外實(shí)驗以及數(shù)學(xué)模型構(gòu)建，研究太湖氮磷來源、累計與污染機(jī)理，太湖生境變化與藍(lán)藻水華暴發(fā)成因，藍(lán)藻水華控制與消除機(jī)理；建立藍(lán)藻水華暴發(fā)與水文、氣象、營養(yǎng)鹽、種群競爭等影響因素的關(guān)系；揭示藍(lán)藻生長與消亡、積聚以及水華形成的時空分布規(guī)律；闡明污染物阻斷與去除、水環(huán)境容量增擴(kuò)、藍(lán)藻水華消除等技術(shù)原理。制定我國淺水湖泊氮磷污染與藍(lán)藻水華控制的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為我國淺水湖泊氮磷污染與藍(lán)藻水華控制提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。（三）研究內(nèi)容子課題一：太湖氮磷來源、累積與污染機(jī)理主要研究內(nèi)容：開展太湖河網(wǎng)區(qū)污染物遷移、擴(kuò)散、降解規(guī)律的室內(nèi)外實(shí)驗，開展

12、太湖入湖河道污染物通量監(jiān)測，闡明通過入湖河道進(jìn)入太湖的污染物通量及其時空變化規(guī)律；在太湖生態(tài)實(shí)驗室開展室內(nèi)生態(tài)模型實(shí)驗，在太湖20000m2的受控實(shí)驗區(qū)開展原型實(shí)驗，進(jìn)行太湖大規(guī)模同步水文、水質(zhì)、氣象、遙感同步監(jiān)測，研究大氣干濕沉降、底泥活化、水生生物殘體分解、水產(chǎn)養(yǎng)殖等面源污染的時空變化規(guī)律。在機(jī)理研究基礎(chǔ)上，建立太湖河網(wǎng)與太湖之間的耦合水環(huán)境數(shù)學(xué)模型，太湖水體與底泥之間耦合的水環(huán)境數(shù)學(xué)模型，太湖水體和風(fēng)場耦合的水環(huán)境數(shù)學(xué)模型。利用太湖耦合水環(huán)境數(shù)學(xué)模型，研究各類污染源對太湖氮磷濃度的貢獻(xiàn)、累積規(guī)律及其時空變化特點(diǎn)；闡明太湖氮磷來源、累計與污染機(jī)理。子課題二：太湖生境變化與藍(lán)藻水華暴發(fā)成因主

13、要研究內(nèi)容：在太湖生態(tài)實(shí)驗室開展室內(nèi)生態(tài)模型實(shí)驗，研究不同溫度、光照、營養(yǎng)鹽、水動力、以及種群競爭等條件對太湖藍(lán)藻水華生長、消亡、漂移積聚的影響；在太湖20000m2的受控實(shí)驗區(qū)開展原型實(shí)驗；進(jìn)行太湖大規(guī)模同步水文、水質(zhì)（包括藻類）、氣象、遙感同步監(jiān)測。研究太湖藍(lán)藻水華生長與生境因素的關(guān)系，重點(diǎn)研究湖體營養(yǎng)鹽濃度控制、流速調(diào)控、生態(tài)修復(fù)等可控因素對太湖藍(lán)藻水華的影響。在機(jī)理研究基礎(chǔ)上，探討太湖生境變化與藍(lán)藻水華暴發(fā)的成因，建立太湖生境變化與藍(lán)藻水華暴發(fā)的定量關(guān)系，揭示藍(lán)藻水華暴發(fā)的主控因素，闡明太湖藍(lán)藻水華暴發(fā)的群閾值。子課題三：藍(lán)藻水華控制與消除機(jī)理主要研究內(nèi)容：通過室內(nèi)外生態(tài)實(shí)驗與野外同步

14、監(jiān)測，研究太湖湖體的底泥污染控制、河口濕地攔截與阻斷，水生生物群落調(diào)控，水華藻類人工聚集去除，調(diào)水與生態(tài)修復(fù)增擴(kuò)水環(huán)境容量等太湖藍(lán)藻水華控制方法；建立描述太湖藍(lán)藻水華生消的生態(tài)學(xué)數(shù)學(xué)模型和物理模型，研究不同生境條件下太湖藍(lán)藻水華的消亡規(guī)律，揭示太湖藍(lán)藻水華控制與消除機(jī)理；提出太湖藍(lán)藻水華控制與消除的外源允許排放量以及內(nèi)源污染控制的各種措施；制定我國淺水湖泊氮磷污染與藍(lán)藻水華控制的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（四）考核指標(biāo)與預(yù)期成果（1）建立一個約20000m2的受控實(shí)驗研究區(qū)，分別在水面和陸上各建立15-20個不小于16m2的靜水圍隔；受控實(shí)驗區(qū)生物多樣性指數(shù)1.6，夏季透明度平均40cm；（2）建立太湖藍(lán)藻生長及水華暴發(fā)的生態(tài)數(shù)學(xué)模型，制定我國淺水湖泊氮磷污染與藍(lán)藻水華控制的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；提交太湖湖體氮磷污染與藍(lán)藻水