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中国海洋大学
博士学位论文
胶州湾陆源污染物排海总量控制行政区量化管理研究
姓名:汉红燕
申请学位级别:博士
专业:海洋化学
指导教师:王修林
2011-05-30
胶州湾陆源污染物排海总量控制行政区量化管理研究
摘要
本论文针对胶州湾海域主要化学污染物浓度超标、海水水质日益恶化的热点
问题,以及目前胶州湾污染总量控制基本单位主要基于地理位置上的汇水区,从
而缺乏行政约束力的现状,在青岛市实施“环湾保护、拥湾发展”背景下,对胶州
湾污染物入海通量及其演变特点进行了系统分析、研究。在主要化学污染物海洋
环境容量计算的基础上,采用效益最大原则的排海通量最优化,依据多目标非线
性规划原理,估算出以街道办(或镇)级行政区为基本控制单位的主要化学污染
物的分配容量并汇总到区市级行政区,针对不同行政区现状和 2020 年预测污染
物入胶州湾负荷量,采用情景分析的方法,提出了 COD、氮、磷等主要污染物
排海总量控制措施,为青岛市经济社会可持续发展和胶州湾环境保护提供了技术
支持。
(1)为全面了解胶州湾内海域环境质量状况,对应入海河流枯、丰、平三
个水期,以 2007 年水质监测数据为基础,利用单因子判别法,对胶州湾水质进
行了评价。所有监测点位的石油类和化学需氧量年均值点位达标率为 100%,磷
酸盐功能区点位达标率为 %,无机氮点位达标率仅为 %。
(2)对上世纪 80 年代初至今胶州湾海水中主要化学污染物浓度以及富营养
化指数的空间、时间分布的变化规律进行了系统分析:湾北部集约化海水养殖排
放大量污水以及西岸大沽河等污水排海通量的不断增加,致使近几年湾内海水中
的氮、磷酸盐和 COD 浓度呈现出由东部向西部转移的趋势,并且表现出由东北
向西南和湾口递减的规律;胶州湾海域富营养化状态指数基本呈现由湾底向湾口
逐渐降低的趋势,高值区主要位于胶州湾东北部的墨水河口、西北部的大沽河口
附近以及北部的密集养殖区。
(3)在对环胶州湾的青岛市行政区进行编码的基础上,对主要污染源及排
放特征等进行全面深入的调查和分析,将现有污染源归并为 8 个污染排污管理
区,基于街道办(或镇)级行政区将环胶州湾划分为 114 个排污单元,分别隶属
于青岛市的 12 个区市,并在此基础上对各行政区的污染物排放特征进行了分析。
总体上,COD、氮、磷污染物入胶州湾负荷主要来源于生活污水排放,分别约
占 77%、60%和 78%,对于 COD 和磷污染物,其次为农业等面源排放,分别
I
约占 17%和 12,服务业最小,分别仅占 6%和 4%,而对于氮污染物,其次为工
业源排放,约占 16%,面源最小,约占 12%;其中,四方区、市南区、市北区、
黄岛区、城阳区、即墨市和崂山区以生活污染为主,李沧区以工业污染排放为主,
莱西和平度以面源排放为主。
(4)根据胶州湾主要排海污染物海洋环境容量,采用基于效益最大的排海
通量最优化法,通过数学规划方法及汇总,核算了区(市)级行政区 COD、氮
和磷分配容量,对于 COD 污染物,黄岛区分配容量最大,约占 %,其次为
市北区、四方区和胶州市,都约占 10%以上;对于氮污染物,李沧区分配容量最
大,约占 %,其次为黄岛区、市北区、市南区和四方区,都约占 10%以上;
对于磷污染物,市北区分配容量最大,约占 %,其次为李沧区和黄岛区,都
约占 10%以上。
(5)在胶州湾海洋环境容量和排污管理区分配容量的基础上,通过与 2007
年和 2020 年预测排放通量的比较以及污染物排放特征分析,提出了以行政区为
排污管理区的可操作性较强的胶州湾排海污染物总量控制措施,具体包括胶州湾
陆源主要化学污染物排海总量控制措施、监测监控体系、技术支撑体系和管理制
度建设。根据减排及中水回用情景分析,通过这些措施,基本可实现胶州湾水质
达标的要求。主要包括全面提高环胶州湾十二区市城镇污水集中处理率,提高农
业、工业、服务业和居民生活等排放强度等级,提高回用中水或异位排放中水,
或者提高污水处理企业污水处理等级等措施。

关键词:胶州湾;环境容量;行政区;总量控制;氮磷;COD






II
Study on the Total Loading Control of Main Land Based
Pollutants in Administrative Region around Jiaozhou Bay
Abstract
In recent years, with the rapid dev