2017年11月30日，由市政府参事室、同济大学共同主办，市友协、德国艾伯特基金会协办的“城市的水环境治理：国际经验与上海的展望”研讨会在同济大学中法中心举行。

　　在研讨会的主旨报告环节中，德国达姆施塔特工业大学IWAR研究所负责人马丁•瓦格纳（Martin Wagner）教授以德国黑森州达姆施塔特市为范例，介绍了德国水资源管理的水域水质处理技术及政策框架；市政府参事徐祖信从导致我国城市河流黑臭的主要原因出发，结合中国国情，分析了治理我国三类城市河道黑臭问题的关键技术，阐述了苏州河综合治理成效及黑臭河流治理的关键因素。

　　在专题发言环节中，市水务局副局长朱石清、市环保局总工程师罗海林和同济大学环境科学与工程学院院长戴晓虎分别围绕《对标一流，精准施策，开启河湖治理和保护新征程》、《上海市水环境治理的政府监管概况》和《水污染控制技术发展的现状及趋势》发表各自观点。

　　朱石清介绍了上海河道治理的总体情况与设想。他认为，2017年以来，上海市河湖治理和保护迈入了一个新的阶段，即治水主体从“部门治水”进入“河长治水”，治理对象从大江大河为主转变为中小河道为主，治水思路从“治污为本、截污为先”转变为“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”。河湖治理和保护工作受到全社会的广泛关注，通过推行河长制与中小河道水环境治理，解决了一系列长久困扰河湖水环境的顽症。中小河道综合整治成效显著，完成河道整治1622公里（占总任务量的92%）；船舶污染源整治取得成效；全市河道水质断面达标率显著提升，2017年1-9月，主要河流断面水环境功能区达标率为56%，同比上升16.6%。朱石清指出，下阶段将从五方面入手，抓好上海河湖治理和保护。一要对标一流、规划先行。坚持对标国际一流城市和先进水平，完善水务各领域专项规划。推进河道蓝线规划落地，优化污水厂布局，出台河道规划设计导则，加强河道规划、建设和管理全过程管理；二要落实责任、完善机制。健全完善河长制，梳理市级、区级、街镇级、村居河长，以及其它河湖、小微水体等企事业河长的责任，出台小微水体管理指导意见，深化和完善责任体系；三要科技引领、技术支撑。因地制宜，因河施策，科学制定“一河一策”修复水生态系统，进一步改善水质。深入推进信息化建设，进一步整合资源，提升精细化管理水平；四要社会监督、公众参与。主动接受人大代表、政协委员以及社会公众的监督。通过主题日活动、政风行风热线互动、志愿者等宣传活动，提升人民水环境保护的意识。深入探索民间河长、河道监督员等社会参与治水的模式，让其成为监督河长治水、推动河道治理的“第三方”；五要精准施策、系统治理。充分发挥河长制的优势，贯彻“水岸联动、截污治污，沟通水系、调活水体，改善水质、修复生态”的治水思路，重点要落实好“八个全”：“违建全拆”和“污水全截”，“排口全控”和“河底全疏”，“水系全通”和“水体全活”，“河水全清”和“河岸全绿”。

　　罗海林从政府监管的角度出发，认为水环境治理有四个阶段的目标：第一步要基本消除黑臭，第二步要基本消除劣五类水体，第三步要让水体达到功能区要求，最后要实现自然水生态系统的恢复。他指出，从环保角度落实政府监管职能，一要完善网络，加强水环境质量监测评估。上海市地表水环境质量手工监测网络已覆盖了长江口、黄浦江、苏州河、淀山湖、集中式饮用水源地、太湖流域省界断面、市区两级主要河道等主要水体，每月要对11项重点指标开展地表水环境质量手工监测工作，编制《上海市地表水环境质量监控月报》，分析全市及各区水质状况。需要加快推进地表水自动监测与预警评估体系建设，完善断面设置和自动站功能；二要强化考核，落实地方政府责任。考核原则要兼顾水质和工作情况。在完成目标任务的基础上，鼓励水质提前达标。日常检查情况纳入年度考核，考核结果报市委组织部作为对各区领导班子和领导干部综合考核评价的重要依据。未通过考核的区，对该区有关责任乡镇、街道新增水污染物排放建设项目暂停环境影响评价文件审批；三要控制源头，实行排污许可证管理。要以许可排放量和减排目标为抓手，改善环境质量。以全要素和设施管理为重点，规范企业管理。以全流程制度衔接为突破，强化事中事后监管。通过在排污口安装二维码标牌，执法部门和监测部门可实时掌握企业过去的违法情况、在线的情况、相关排放标准以及实时排放数据，提高监管效率，真正实现监测监管的闭环管理，实现有效监管。

　　戴晓虎认为，中国正面临着世界上绝无仅有的水环境问题。近40年来的经济社会高速发展给资源环境带来了前所未有的压力,我国环境排污强度已经超过历史上最高的两个国家——德国和日本，水环境污染导致饮用水安全保障受到严重威胁。我国污染形态复杂，处理技术缺乏，发达国家上百年的污染途径在我国改革开放的40年里集中呈现，国际现有水处理技术无法解决我国复合污染问题。传统的环境治理模式无法解决我国面临的社会发展需求与水环境现状之间的突出矛盾，要通过科技创新，形成我国绿色低碳安全的理论体系和系统性解决方案。他指出，随着资源能源短缺问题的日益突出，“循环、绿色、低碳、健康”已是未来技术创新的重点，“污染物去除”的传统思路理念应转变为“污染物转化与资源化利用”。我国水污染严重，成因复杂，需要开发并建立有中国特色的水污染控制技术与管理体系。水污染控制技术要求多学科、多领域之间的交叉与合作，要关注全链条系统解决方案，积极成为“污水污泥资源化利用新技术”的领跑者。水污染控制与资源化领域技术创新的发展需求与重点任务是：水质提升、节能降耗、高效资源化能源化、水生态安全。新的发展思路是：源头控制要通过降低污染物排放；过程控制要依靠绿色、低碳、循环技术；末端控制要安全、健康。戴晓虎强调，技术和理念创新是解决我国水污染问题的核心，是挑战也是机遇。新时代下我国水污染控制应该是围绕国家需求，面向国际前沿，实现跨越式发展。

　　研讨会上，与会市政府参事和国内外专家们还就环境保护立法对政府行政行为的约束等话题进行了互动交流。

 

德国水资源管理的水域水质处理技术及政策框架

——以黑森州达姆施塔特市为范例

马丁•瓦格纳

　　目前地球总的水量是13.8亿立方千米，其中海水占97.4%，人类真正可以用的淡水只占2.6%。在这些淡水中，对人类生存最重要的可饮用水只占总水量的0.3%。从比例关系上可以知道，地球的可饮用水并不多。地球是一个水循环的体系，水循环中有很多环节，如蒸发、降水、冰雪融雪和地下径流等。水治理的任务就是保证水质，避免水资源受到污染。这是一项艰巨的任务，目前德国有很多科学家和科研工作者正致力于此。

　　德国联邦统计局2013年的数据显示，在德国有限的可用水资源中，通过公共设施系统的供水为500万立方米，非公共设施的供水2800万立方米，另外还有一部分是没有使用的水资源。从1990年到2013年，德国的采水量变化不大，略有下降，但水资源消耗量呈逐渐减少的态势。主要原因在于德国采取了一系列节省水资源、重视水资源再利用的政策措施。其中，德国居民在节水方面作出了很大贡献。为什么他们会有这样的节水动力？主要原因是水价不断提升，用水成本提高。

　　从全球范围来看，2010年人均每天用水量德国是122升，法国是164升，而美国是400升。美国确实在节水方面做得不太理想。目前中国居民的平均用水量比较高，大约每人每天467升，很大一部分原因在于中国管道存在很多渗漏的情况，造成了用水量的提高。

　　德国政府推行了很多与节水相关的法律和政策。

　　首先，响应国际倡议。与节水相关的重要国际倡议包括1992年里约原则、联合国“21世纪议程”，2000年联合国千年宣言，2002年约翰内斯堡行动计划，2010年联合国提出的每个人都享有安全饮用水和卫生设施的人权等。

　　第二，实施欧洲范围内的相关法规。欧盟法规的形式有规章、指令和决定。其中，指令对所有成员国都有约束力，但仅要求成员国达到指令所要求的目标，实施指令的方式和措施由各成员国机构自行作出选择。2006年欧盟发布了“水资源保护指令”。这个指令对排放到社区中危险物、污染物的种类制定了限定标准。此后又颁布了“市政污水处理指令”，规定市政污水需要经过相应的标准程序处理才可以排放。在工业领域，颁布了“欧盟工业排放指令”，专门规定来自工业的废水和污水排放程序。我们还出台了相应的行动准则和政策，即在水政策领域建立社区行动框架（水框架指令），更多着重于如何将已经出台的指令、政策落实到社区行动上。水框架指令设定了地下水、地表水的生态参数和化学定量参数，希望通过这些参数的设定，帮助管理流经多个国家的整个水域。通过以流域为观察单位，将不同的水流、不同的流域按照统一的参数管理体制进行管理，并以流域为界限进行梳理，观察水质是否达标。所有这些指令都向我们传递一个重要信息：我们都必须要有保护水资源的决心和能力，让水资源能够可持续地为人类所用。

　　第三，建立德国国内的法律体系。在德国，水管理方面的法律涉及三个层级：一是德国联邦及各个联邦州的立法；二是涉及行政权的条例以及一般行政法规；三是各个私立协会和联合会的标准和指令，比如德国标准化学会，德国工程师协会，德国水管理、废水和垃圾注册协会，德国燃气与水工业协会等。这与中国的情况比较相似，中国也出台了类似的法规。但关键在于执行，德国的这些协会在法律和指令的执行过程中都起到了监督和促进作用，帮助政府严格跟踪每一条规定和标准，以合理的方式在每一个层级得到落实。

　　德国与水资源保护相关的法律包括《联邦水法》《州水法》《污水处理税收法》《污水条例》《地下水保护条例》和《刑法典》相关条款等。其中，由德国标准化研究所负责制定相关的参数和标准的工作。除了联邦层级的比较宏观的法律之外，德国在较为细分的条例中也会有相关细节的法律条文。比如，明确规定排放的标准，规定如果社区没有污水处理设施，没有满足污水排放标准，相关社区或者企业会受到相应处罚，缴纳相应罚金等等。

　　目前在德国，还有很多河流需要进一步整治。地表水评级可以分成五类：一类是状况非常好，五类是非常差。从我们的数据可以看到，德国境内的河流水质其实还不是非常好，特别是在化学状况方面，还有很多可以提升的空间。我们对地表水质还有很多细化的衡量标准，包括生物品质成分（鱼类、无脊椎动物、水生植物等）、化学品质成分（流域特定污染物，如塑料粒子等）、理化品质成分（温度、pH酸碱值、氧气含量、营养素等）、水文形态品质成分（水平衡、通畅度、潮汐等）。比如，在生物方面，我们除了观察水域中是否有鱼类以外，还会观察是否包含非脊柱动物、水生植物；鱼类是否有巡游的困难等。

　　下面，我以德国黑森州达姆施塔特市为例，分析德国水环境的现状和面临的挑战。

　　从历史上看，莱茵河原本是非常美丽的河流。但20世纪中期以来，随着工业的高速发展和工业区的建立，莱茵河水体遭到一系列污染。特别是1986年的巴塞尔化学事故，使莱茵河受到更严重污染。此后，我们投入了大量资金进行河道治理。目前的状况虽然有很大好转，但是又面临很多新的挑战。比如，在莱茵河畔一片诗情画意的田园风光表面之下，其实河中漂浮着许多塑料粒子。这些塑料粒子来自我们很多日常用品，如化妆品等。如果这些塑料粒子进入水中，被鱼类吃下之后，就会进入整个生态循环系统，最终对人类产生有害影响。目前，我们根据欧盟公布的范围，已对45种有害物质进行了量化测算。

　　按照刚才所述五类评级法，对整个黑森州达姆施塔特市地表水生态进行评价可以发现，有一些地方做得非常不错。比如鱼类巡游方面，因为河流通畅，并与周边植物、植被很好地结合，保持自然的生态，十分适合鱼类自由地从一地游到另一地。但是其他一些方面，比如水中的磷含量过高，还需要进一步整治。水中有害物质含量虽然较低，但水体质量方面，还有很多水域有待提高。如果用数据进行量化评价的话，目前黑森州达姆施塔特21%的水质情况属于很不错，还有将近40%属于不达标的状况。主要原因在于黑森州达姆施塔特市周围有很多传统工业区，对环境造成了很大影响。

　　黑森州达姆施塔特市99%的人口处于污水处理厂管网范围内。这些污水处理厂与中国很多污水处理厂的情况是一样的，并无特殊之处。根据德国《污水条例》，我们有很多城镇污水排放的指标，如化学需氧量、生化耗氧量、脱氮平均值、除磷平均值等。我们根据这些指标，对水质进行量化评价。

　　黑森州达姆施塔特市目前地表水情况不错，但近年来地下水的水质有所下降，特别是在化学状态方面。对此，我们采取了很多措施，降低对地下水的污染。比如，我们通过持续监测地下水的硝酸盐含量来指导地下水管理工作。地下水体硝酸盐含量的极限值规定为50毫克/升，超过这一极限值说明土壤对硝酸盐的吸收能力不足。如果监测到硝酸盐含量超标，我们可以通过以下几种方式降低土壤中的硝酸盐含量，达到土地可以承受的水平。一是用泵补给地下水，排解地下水污染元素及污染物；二是通过过滤装置控制农业用地中的硝酸盐含量；三是通过生物手段来消化农业用地中的硝酸盐。

　　其实，水体修复措施包含很多方面，如城镇污水处理厂的新建和改造，架设水域保护屏障，减少养分物质输入，减少采矿抽水，改善岸边的栖息地等。为了能够采取针对性更强、性价比更高的水体修复措施，黑森州达姆施塔特的市政机构会同当地的协会、联合会、大学与研究机构以及不同利益方的代表，讨论多种规划方案后，协商决策。最终，在兼顾城市规划、城市历史、城市生态、土地使用、工程成本等因素后，黑森州达姆施塔特市政机构决定采取了贴近自然的河流治理修复方案。方案内容包括：修复溪流，还其原貌；池塘清淤；控制流量，建立防洪设施；雨水管理等。针对溪流修复的具体措施包括：在溪流源头通过吸附手段消除源区的磷；恢复与溪流连接的原始流经路线，重新设计上游原始自然的溪流流经路线等。池塘修复改造措施包括：清淤；修剪树木；提高水位。针对一些社区及花园的改造措施包括：将原本管道敷设的溪流扩建成曲折的草甸小河，恢复更符合原生态的河道；对池塘进行翻新。针对工业区的措施包括：在主要公路和轨道下使用既有的管道线路；让流经工业区的溪流改道，离开中央污水处理厂的地块，不与污水有所接触；污水经过污水处理厂处理后排入莱茵河。雨水管理包括：雨水渗透管理和雨水储存使用。现在黑森州达姆施塔特市的市中心区域和外围地区，都已经配置了相应的雨水储备设施。雨水储备设施将雨水以比较经济的方式收集后，净化再利用。德国有比较先进的雨水再利用技术，可以有效地提升水资源的利用效率。当然，方案中还涉及河水的信息管理、管网建设和管网修理等内容，成本虽然不低，但都在市政可以承受的范围内，在此不再赘述。

　　通过这一系列措施，我们在黑森州达姆施塔特市建立了一个综合性的水管理体系，城市的自然水系出现了令人鼓舞的水质提升现象。所有这些措施单个看上去都很微小，每个措施起到的作用可能微不足道，但所有这些小的措施集聚起来，却对整个城市水环境产生了非常显著的影响。

　　以上，我以黑森州达姆施塔特市的案例，向大家介绍了德国在水环境治理方面的一些经验。希望通过我的介绍，能为大家提供一些新的思路，找到新的综合利用水资源的技术可能。

　　（根据会议现场记录整理）

 

城市水环境黑臭治理关键问题及其应对措施

市政府参事 徐祖信

 

　　一、导致我国城市河道黑臭现象的主要原因

　　在河道黑臭治理过程中，大家对河道黑臭原因形成了一个共识，即河流从有氧环境转化成厌氧环境，导致河道黑臭。纵观国内外河道黑臭治理，主要是在两个方面下工夫：一是在排放侧减少污水直排和雨天溢流；二是在供给侧增加大气复氧速率，从而提高河道的自净能力。在所有提高自净能力的因素中，很重要的一个因素是氧气。

　　黑臭河流治理是我国水污染防治的重要任务之一。目前，我国在环境保护方面，老百姓体会最深的有两个问题，一个是PM2.5，一个是河道黑臭。截至2016年2月底，环保部、建设部等部委的调查统计表明，我国75%地级以上城市存在河流黑臭现象，其中64%集中在东南沿海城市。因为这个现象越来越普遍，所以中央非常重视河道黑臭的问题。2015年2月，中央政治局常务委员会会议审议通过“水十条”，要求加快城市黑臭水体整治。

　　造成河道黑臭主要有两个原因：一是管网混乱，大量污水直排河道；二是平原河流，净泄流量较小。东南沿海基本上是平原河流，落差比较小，导致河道流量非常小，河道接纳的污染负荷远远超过了河道的管径容量，就像人的抵抗力差就会生病，所以东南沿海城市河流污染更为严重，黑臭河道居多。黑臭河道在业内被称为“得了恶性肿瘤的河道”。

　　二、针对三种类型城市河道黑臭治理的关键技术

　　跟国外一些河流相比，我国黑臭河道治理更加复杂，可以说，国际上没有先例可寻。一方面，国外的地下管道是严格按照规划建设的。比如巴黎的地下管网是依照200多年前的规划，到现在没有变化过。另一方面，国外城市的主要河流流量比较大。比如塞纳河年均流量380m3/s，泰晤士河年均流量67m3/s，莱茵河年均流量超过1000m3/s，这样的河道只要经过截污，水质就可以好转。

　　目前，我国河道黑臭主要有三类问题：一是管网高覆盖率城市河流黑臭；二是污水高截污率城市河流黑臭；三是河道晴天不黑臭雨天黑臭。各地在黑臭河道治理中采用了各种各样的生物和植物技术，我个人认为，如果不截污，这些技术都不太可能发挥作用，而且都很难应对雨天的冲击性污染。

　　（一）管网高覆盖率城市黑臭河流治理的关键技术。20多年来，通过建设部、环保部的大力推进，我国地级以上城市管网覆盖率大都在85%以上，有的地区甚至超过了日本。为什么河道还黑臭呢？因为污染源乱排乱接，本应密切相连的污水管网和污染源“各行其路”，截污工程效益不高。以上海为例。1998年以前，调查发现上海产生的污水量是505万吨，上海污水处理厂容量是550万吨，污水处理容量是足够匹配的，但是总污水量中只有22万吨进了污水处理厂。污水管道有的直接到河道，有的通过雨水管道排进河道。改革开放后，我国第一个真正意义上分流制系统应该是上海的污水二期工程，1998年开工，2002年竣工。污水二期服务徐汇区、长宁区等地区，这些地区城市化程度已经很高，人口非常集中。2002年以前的污水管道线路档案不全，相当部分污水管道直接或者间接排进河道，所以非常重要的一点是找到这些污染源在哪里。上海率先探索了一些技术方法，如创新性研发管网和河网系统性截污技术，对提高我国城市截污工程效益非常重要。针对污染源排放路径不清、地下管网调查十分困难等难点问题，相对应采用管网混接污染溯源技术和河网排放清单分析技术。建立雨水管网中污染特征表达和显著差异分析方法，建立雨水管网节点污染负荷动态平衡分析模式和排放路径寻优求解方法，实现管网混接污染诊断。研发河网污染“有限单元网格”分析模式，建立河道网格和污染源网格叠加映射的分析方法，按网格地势计算排河污染，实现河网污染排放分析。通过对6000多平方公里范围内雨水管网混接污染溯源和1万多条河流排放清单分析，截污率提高到85%以上。

　　（二）高截污率城市黑臭河流治理的关键技术。平原潮汐河网截污率达到80%以上，为什么河流仍然黑臭？因为平原潮汐河网，上游承纳下泄污染，下游受到顶托，水流不畅，污染回荡叠加，河流自净能力较低。以上海苏州河为例，通过1988年至1992年河流污水整治，实现了河网截污率达到80%以上，但仍没有消除苏州河干流的黑臭。很重要的原因是苏州河干流是潮汐往复流，水势落潮往下走、涨潮往上走，当时上流源源不断有污染流进，但是下游污染排不出去，污染不断累积，导致苏州干流虽已基本截污，但是仍然黑臭。1996年，国家发改委批复上海苏州河综合整治一期工程，目标把苏州河干流从潮汐往复流转成单向流动。最初计划是在苏州河河口建设一个流量为60 m3/s的调水泵站，地点选在外滩外白渡桥的桥头，当时专家们对此始终分歧很大。围绕这个分歧，上海市政府组织了一个专家组进行调研，最后决定取消调水泵站建设，采用潮汐河网大气复氧速率和水动力耦合调控技术。这个方案不仅减少投资15亿元，更重要是保护了百年外滩的历史风貌。平原潮汐河流黑臭治理，首先要研究河道氧平衡反应，第二是根据氧平衡反应建立大气复氧速率、流速、水声非线性响应关系。这两种关系建立好以后，可以来确定从潮汐往复流转成单向流动的方案。苏州河水系大气复氧和水动力调控方案，使水系流动从潮汐往复变成了单向流动，通过引水闸门涨潮引水、排水闸门落潮排水增加流量，平衡大气复氧和净化耗氧关系，控制出水断面综合水质防止污染转移，水体消除黑臭，主要水质指标达到Ⅴ类水标准。

　　（三）城市河流雨天黑臭治理的关键技术。截污河道晴天消除黑臭以后，为什么雨天重新黑臭？因为雨水管道在晴天流速较低，污染沉淀，在雨天流速加大，累积的污染负荷“零存整取”，直排河流，导致雨天黑臭。我国河道雨天黑臭的问题比其他国家都复杂，是因为我们的管道有四方面的问题：一是分流制系统，因雨污混接，相当多的污染源接入雨水管道，直接排入河流，污染河道；二是合流制系统，因晴天流速较低，污染沉积在管道底部，末端污水处理厂进水浓度较低，污水处理厂生物处理工艺无法发挥作用。如遇雨天溢流，相当部分的沉淀污染就进到了河流当中，造成冲击性污染；三是混流式系统，我国很多城市既不是分流制系统也不是合流制系统，雨水管道、污水管道连接较为混乱；四是我国管网建设质量不高。有的管网破损严重，有的管网末端和河道相通，因而导致大量地下水和河水进入管道，被输送到污水处理厂，挤占了污水的输送容量。我认为，怎么把这四类管道系统理顺，是我国城市水环境治理必须做的一件事。

　　三、苏州河综合治理成效及黑臭河流治理的关键因素

　　上海苏州河曾是中国最黑臭的河流之一，像一条长达53公里的臭水沟，横穿整个上海浦西地区，黑臭成因和东南沿海城市河流黑臭具有共性。苏州河综合治理一期工程消除了晴天黑臭，二期工程消除了雨天黑臭，三期工程疏浚底泥、加固改造防汛墙，水质持续得到改善。有外地专家问了一个问题，苏州河治理产生了什么经济效益？我认为，苏州河治理最大的效益是改善了城市环境，提升了上海国际综合竞争力，产生了巨大的社会经济效益。如果没有苏州河水质的改善，过去多年中许多重大国际性会议、活动都很难在上海举办。

　　与国际上城市河流治理成功范例比较，苏州河污染问题更复杂，流域人口密度更高，污染更严重，管网更混乱，河网更复杂，净泄流量更小。苏州河治理几乎借鉴了其他国家河道污染治理的所有技术，并有不少创新。因此，苏州河治理在国际上获得广泛好评，联合国环境署、美国科学院都给予了“极佳示例”“效果超出预期，非常成功”肯定评价。

　　现在国内很多河道都在做黑臭治理，我个人认为，对于黑臭河道必须坚持截污治污，找到污染源。首先，有效实施截污治污是黑臭河道治理的根本措施，中心城区必须有效截污，城镇污水必须有效治理，雨天溢流污染必须有效控制。第二，流水不腐是千古不变的真理，推动水体流动是改善水质的重要方法，必须想办法让水体流动起来，通过大气复氧，提高环境容量，充分激发水体自净能力。第三，改善生境的植物生物技术是辅助手段，具有“两低一高”（低成本、低维护、高治污）特性的技术，才是黑臭河道治理中最适宜的技术。

　　（根据会议现场记录整理）