水体污染控制与治理科技重大专项是国家中长期科技发展规划的16个重大专项之一，辽河流域是国家水污染治理的重点流域。在总结辽河流域水环境问题的基础上，阐述了水专项在辽河流域构建水污染治理和水环境管理两大技术体系的目标、思路、框架和内容。通过“十一五”的实施，水专项已经在辽河流域成功实施了流域水生态功能分区、水质基准制定、流域水生态承载力、控制单元水质目标管理、重点工业行业水污染治理以及水环境风险预警与风险管理等关键技术示范。两大技术体系的构建与实施对辽河流域的水质改善和生态恢复发挥了积极明显的作用。辽河流域已经初步形成流域统筹、“分区、分类、分级、分期”的水环境管理新模式，为流域水质目标管理在全国的推广起到了很好的示范作用。
根据2009年5月太子河流域水生生物（藻类、鱼类和大型底栖动物）调查结果，以藻类、鱼类、大型底栖动物、基本水质和营养盐作为候选参数，采用总体线性回归模型和相关性分析法对它们进行筛选，构建了多指标河流健康综合评价指数，对辽河流域河流健康进行了评估。结果表明，辽河流域河流健康受损较重，未达到“良”等级的样点有146个，所占比例高达83 %，主要分布在浑河、东辽河和西辽河流域，这些流域受到来自城市、工业及农业面源污染较大；“良”等级的样点只有30个，主要分布在太子河流域上游地区，这些样点受到人类干扰较少；整个流域鱼类类群存在显著退化趋势，其中西辽河的鱼类类群衰退现象最明显。
采集辽河流域浑河、太子河干流及大伙房水库共56个站点的表层沉积物样品，根据相平衡分配法的修正模型建立辽河流域沉积物重金属质量基准（Cu、Pb、Zn、Cd的SQC（基于CCC）分别为75.26 μg/g、25.72 μg/g、255.96 μg/g、2.52 μg/g），依据重金属急、慢性生物毒性风险确定辽河流域沉积物重金属质量三级标准，并创建沉积物质量风险评估方法——沉积物污染指数法（SPI），对辽河流域水环境进行沉积物质量风险评估，评估结果显示：浑河干流中下游、太子河中上游及大伙房水库库中、库尾处的沉积物质量状况为中风险，此沉积物重金属污染状况使长期生活在其中的底栖生物受到轻微重金属慢性毒性影响，其中浑河中游红透山铜矿处和细河上游沈阳工业区的沉积物质量风险极高。
针对辽河流域的特征污染物六价铬和无机汞，广泛搜集、筛选了水生生物的急性毒性数据，对国际物种敏感度分布（SSD）主流方法的基准计算结果进行了评价。基于评价结果，以澳大利亚和新西兰的SSD技术为基础，初步建立了综合的应急水质标准方法学。将受污染物暴露胁迫的水生生物比例达到5 %、15 %、30 %和50 %时对应的生态风险级别分别设定为I级、II级、III级和IV级，且对应于4级应急水质标准。推算了六价铬和无机汞的辽河流域应急水质标准限值，提出了相应的流域风险指示生物。结果表明，六价铬的4级应急水质标准分别为2.85 μg/L、21.0 μg/L、161 μg/L和797 μg/L，风险指示生物为溞类（II级）、青虾（III级）和鳙鱼或蝌蚪（IV级）；无机汞的4级应急水质标准分别为0.59 μg/L、2.32 μg/L、6.25 μg/L和15.6 μg/L，风险指示生物为鲫鱼或溞类（II级）、青虾（III级）、水丝蚓或蟹类（IV级），为突发性水环境污染事故风险分析提供了参考。
流域管理正在从环境及资源的单一要素管理向流域水生态系统综合管理转变，流域水生态承载力是流域水生态系统综合管理的基本理论。针对流域水生态完整性保护管理需求，建立了流域水生态承载力概念模型，提出了流域水生态承载力概念，揭示其“分区、分期”属性和“量、质、序”递进综合约束作用等基本内涵，通过分析其优化调控特性及优化调控关键变量，建立了流域水生态承载力分区耦合概念模型，形成了基于系统动力学方法的流域水生态承载力分区分期耦合模型方法，并以辽河太子河流域为例，进行了实例应用。
建立科学的验证评估指标体系是开展环境技术验证评估的前提条件。立足于水污染防治生物处理技术，以公正、科学、保护知识产权等为原则，在总结国外验证评估指标体系、验证评估方法的基础上，结合我国的国情开展了水污染防治技术验证评估指标的设计。验证指标共分参考指标、测试指标、评价指标3个部分，按特性又划分为通用指标和特征指标两类。
辽河流域重污染行业集中，水环境污染严重。通过对辽河流域重污染行业废水处理技术的分析，针对重污染行业废水处理技术使用范围和具有明显行业特性的问题，使用模糊-灰色综合评判法、层次分析法等综合评价方法，分行业对废水处理技术进行多指标、综合性的评价研究，对废水处理技术的处理效果、减排效果及经济性进行综合评价。针对评价过程涉及数学模型复杂、计算量大，导致评价工作效率不高、难以保证精确度的问题，开发并利用计算机软件实现这一过程，设计了评价系统的指导思想、结构、评价功能等。结果表明，废水处理技术评价系统可大幅度提高评价工作的效率和精确度。
电解锰行业废水排放量大，污染物浓度高，属于高污染行业，是我国实现污染物控制减排的主要威胁之一。通过对电解锰行业污染防治现状进行分析，构建了污染防治技术评估指标体系，利用层次分析法确定各评价指标的权重，利用综合评价值法对电解锰行业污染防治技术进行了评估。在此基础上，利用自底向上模型对评估出的最佳可行技术的污染减排潜力进行预测。结果表明，与基准年2010年相比，2015年电解锰行业废水排放总量可削减270多万吨，氨氮减排6.6×104 t，减排回收的锰和重铬酸钾可分别达到1.9×105 t和3.747×107 t，锰渣减排4×106 t；同时也表明清洁生产技术减排的能力高于末端治理技术减排，清洁生产技术具有较大的推广普及潜力。
在研究国内外流域水环境管理技术的基础上，提出了控制单元水质目标管理技术方法，剖析了其内涵、特征，并全面阐述了控制单元划分、控制单元水质目标核定、控制单元水环境问题诊断、控制单元水质响应特征分析、控制单元允许纳污量计算与总量分配、控制单元污染物减排方案制订、控制单元污染物总量监控与评估7项核心技术环节。在此基础上，将控制单元水质目标管理技术方法在辽河流域南沙河控制单元进行技术示范，形成完整的技术方案，为流域水环境管理提供技术支撑。
运用清洁生产的基本原理与方法，在兼具工业生态学理论、循环经济理论、可持续发展理论、系统论等理论基础上，结合我国清洁生产实践要求，将清洁生产的实施层次由企业内部提升为流域层次，探讨了流域清洁生产的理论基础，构建了基于系统动力学的流域清洁生产潜力分析方法。以辽河流域为案例，较系统地分析了该流域的清洁生产潜力，计算了流域清洁生产对于减排的贡献，并基于以上结果提出了辽河流域清洁生产的总体行动路线。
采用物化-生化耦合处理难降解石化干法腈纶废水，开展了以多技术协同O3高级氧化与多格室A/O型膜生物（MBR）反应器为核心工艺的小试与中试试验研究。结果表明，物化-生化技术的合理耦合可显著提高石化干法腈纶废水处理中化学耗氧量（COD）、氨氮和总氮（TN）去除效果；MBR-O3氧化-曝气生物滤池（BAF）集成试验工艺稳定运行工况下，其COD、氨氮和TN去除率分别可以达到90.0 %、95.0 %和80.0 %，出水平均浓度可分别控制在100.0 mg/L、5.0 mg/L和35.0 mg/L以下。另外，由于石化干法腈纶废水水质缺少一定的可生化有机碳源以及丙烯腈低聚物和含氮杂环类有机物的难生物降解性，因此在生物脱氮过程中，有机氮向无机氨氮转化的氨化步骤限制了整体工艺脱除总氮的效果。
针对化学合成制药含铜黄连素废水特点，设计了铁碳微电解和离子交换组合工艺为预处理工艺，开展了小试与中试试验研究。结果表明，采用铁碳微电解池-离子交换柱组合工艺连续处理初始CODCr浓度为60 000~80 000 mg/L、黄连素浓度为1 700~1 900 mg/L、Cu2+浓度为12 000~18 000 mg/L的含铜黄连素制药废水，小试试验对黄连素和Cu2+的去除率都在99.0 %以上，出水黄连素和Cu2+在1.0 mg/L和0.5 mg/L以下。中试试验对CODCr的去除率在44.0 %以上，Cu2+的去除率超过79.0 %。处理每吨水可回收12～13 kg铜。该工艺有较好的废水预处理效果，实现了金属铜资源化回收，可有效减少对后续废水生化处理工艺的压力。
针对曝气生物滤池工艺不具备脱氮除磷功能，特别是在处理工业综合废水时出水不能稳定达标排放的问题，提出了“化学除磷+气浮除油+水解酸化+前置反硝化曝气生物滤池”的全流程处理工艺，并通过中试研究对处理流程以及各个处理单元运行参数进行了优化，在水解酸化2.0 h，投加混凝剂硫化铁量为40.0 mg/L，气浮溶气压力3.5 kg/cm2，AO池125 %回流比，水力停留时间为20.0 min的条件下，其出水达到国家一级A排放标准的要求。并对升级改造的建设和运行费用进行了核算，为同类污水处理厂的升级改造工程提供理论依据和数据支持。
针对浑河沈阳—抚顺（沈抚）区域重污染支流污染来源及水质变化特点，优化筛选出潮汐流人工湿地强化脱氮技术、多层组合生物浮岛净化技术，以及傍河藻类塘与水生植物塘联用等支流河修复技术；分析了各项技术的基本原理、处理效果，提出了最佳工艺运行参数，验证了技术在示范工程中的应用效果。结果表明，相关技术对于北方地区重污染支流具有较好的治理效果，具有较高的推广价值。
国家“十一五”期间，辽河流域水污染治理取得了突破性进展，实现了流域干流水质化学需氧量（COD）消灭劣V类的目标。为了巩固辽河干流治理成果，实现可持续发展的长远目标，辽宁省划定了辽河保护区，成立了保护区管理局，这是国内成立的第一个以流域综合管理为目标的行政机构，并进行了辽河保护区治理与保护研究。本研究以建设防洪安全、水质良好、生态健康、景观优美的健康河流生态系统为出发点，融合了水利学、生态学、环境学、景观学、经济学等多学科交叉理念，统筹考虑水利工程、污染治理工程、生态修复工程、示范区建设工程等项目的相互影响及关系，分别进行了土地利用、生态系统修复、河道综合治理、生态示范区建设、治理与保护能力建设5个方面的研究。
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2013年 第15卷 第3期