合流制溢流控制指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)制定研究

李俊奇，周金成，楊 正，張建新

(1.北京建筑大學(xué)城市雨水系統(tǒng)與水環(huán)境省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100044； 2.北京建筑大學(xué)國家級(jí)水環(huán)境實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，北京 100044； 3.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)水資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100083；4.北京市排水集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100044)

2017年，全國城鎮(zhèn)污水處理率達(dá)到94.54%[1]，城市點(diǎn)源污染得到有效控制，但城市水環(huán)境狀況依然不容樂觀，合流制溢流(combined sewer overflow， CSO)污染的治理成為水環(huán)境質(zhì)量提升的關(guān)鍵。《海綿城市建設(shè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)CSO排口提出年徑流總量控制率不應(yīng)小于50%、處理設(shè)施處理SS質(zhì)量濃度月均值不應(yīng)大于50 mg/L的量化要求[2]；《城市黑臭水體治理攻堅(jiān)戰(zhàn)實(shí)施方案》將削減合流制溢流污染作為治理黑臭水體的重要舉措[3]。在興建大型截污工程、提高系統(tǒng)截流倍數(shù)改善CSO直排現(xiàn)象時(shí)，未充分考慮污水處理系統(tǒng)各部分的收集處理容量，三部委印發(fā)的《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動(dòng)方案(2019—2021年)》可從污水處理全系統(tǒng)補(bǔ)齊短板、完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、科學(xué)調(diào)度等方面實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效、改善水環(huán)境[4]。部分城市在CSO控制過程中也提出了相關(guān)的設(shè)計(jì)要求，如昆明的DB 5301/T 43—2020《城鎮(zhèn)污水處理廠主要污染物排放限值》針對(duì)污染物提出分區(qū)分級(jí)的執(zhí)行要求，并針對(duì)雨天CSO提出在雨季污水處理廠處理量為1.1倍的設(shè)計(jì)處理規(guī)模時(shí)，超量的溢流污水經(jīng)一級(jí)強(qiáng)化處理，BOD5、COD及TP需達(dá)到E級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后排放[5]。國家層面尚未形成針對(duì)CSO污染控制的專項(xiàng)法規(guī)政策，僅在部分標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)相關(guān)要求有所提及，并且現(xiàn)有的CSO排放標(biāo)準(zhǔn)與截流倍數(shù)標(biāo)準(zhǔn)、污水處理廠雨季排放標(biāo)準(zhǔn)、就地處理設(shè)施的排放標(biāo)準(zhǔn)等其他CSO控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)銜接程度不足。

1 CSO控制指標(biāo)

根據(jù)CSO排口銜接管網(wǎng)及水體的位置特征，CSO控制指標(biāo)可按基于技術(shù)的排放控制指標(biāo)和基于受納水體水質(zhì)保障的控制指標(biāo)兩種方式劃分。美國CSO長(zhǎng)期控制規(guī)劃多以年均溢流頻次、年溢流體積控制率及年均污染物去除率作為主要控制指標(biāo)；歐洲國家更側(cè)重于基于受納水體水質(zhì)保障的相關(guān)指標(biāo)；我國目前多以溢流頻次、溢流體積控制率以及污染物排放限值作為指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)管。

1.1 基于技術(shù)的排放控制指標(biāo)

基于技術(shù)的排放控制指標(biāo)包括溢流頻次、溢流體積控制率、污染物排放濃度限值、CSO效率及稀釋度等。

a. 溢流頻次。溢流頻次是衡量CSO發(fā)生頻率的指標(biāo)，常用年均值來表示，也可用季節(jié)限值(如可游泳季節(jié))來表示。部分城市在海綿城市建設(shè)和黑臭水體治理時(shí)，多將其編入規(guī)劃及實(shí)施方案中，以溢流頻次的削減作為水環(huán)境質(zhì)量提升的考核指標(biāo)。本底條件和受納水體敏感度是溢流頻次標(biāo)準(zhǔn)制定的主要依據(jù)，管網(wǎng)類型及養(yǎng)護(hù)水平、降雨量、城市化程度等因素導(dǎo)致不同城市的本底溢流頻次數(shù)值有較大差異。研究發(fā)現(xiàn)，上海蘇州河南岸合流制管網(wǎng)系統(tǒng)與日本的192座城市的合流制管網(wǎng)系統(tǒng)相比，降雨特性參數(shù)類似，截流倍數(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，但因蘇州河南岸合流制管網(wǎng)系統(tǒng)連通性高、坡度小、管徑大以及大流域下降雨時(shí)空分布差異性大，溢流頻次僅為日本192座城市的平均溢流頻次的1/5[6]。不同類型的受納水體的水環(huán)境容量不同，對(duì)應(yīng)的溢流頻次也有較大差距，蘇格蘭環(huán)保局(Scottish Environment Protection Agency)針對(duì)不同用途的受納水體設(shè)計(jì)不同的溢流頻次標(biāo)準(zhǔn)，可游泳的水體溢流頻次在可游泳的季節(jié)不超過3次，貝類捕撈區(qū)水域的溢流頻次每年不超過10次，或者CSO排放許可證申請(qǐng)者可通過建模證明排放符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，溢流量超過50 m3時(shí)被認(rèn)為是嚴(yán)重溢流[7]。溢流頻次作為排放控制指標(biāo)，與受納水體系統(tǒng)銜接度不足，Lau等[8]研究發(fā)現(xiàn)溢流頻次和溢流體積削減率不是量化城市排水對(duì)受納水體影響的最優(yōu)指標(biāo)。

b. 溢流體積控制率。溢流體積控制率是指通過雨污分流、截流、調(diào)蓄、處理等措施削減或收集處理的雨天溢流的合流污水體積與總溢流體積的百分比。美國、加拿大等國家將溢流體積控制率作為CSO污染控制的主要指標(biāo)，各州/省針對(duì)溢流體積控制率提出具體的指標(biāo)值。溢流體積控制率也是我國目前主要采用的CSO控制指標(biāo)，從實(shí)施層面來說，存在著系統(tǒng)雨季運(yùn)維調(diào)度的相關(guān)問題。如我國污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，多數(shù)污水處理廠不具有雨季處理高負(fù)荷運(yùn)行的能力，合流制截流干管將雨季合流污水輸送到污水處理廠，在超過污水處理廠處理能力時(shí)，調(diào)蓄能力不足的水廠其超量污水在廠前溢流至水體，這部分未達(dá)標(biāo)排放的體積使得溢流體積控制率較現(xiàn)實(shí)情況偏高。由于存在此類不合規(guī)排放現(xiàn)象，溢流體積控制率不能較好地反映CSO控制項(xiàng)目建設(shè)后受納水體的水質(zhì)特征。

c. 污染物排放濃度限值。美國《清潔水法》制定國家污染物排放削減制度(national pollutant discharge elimination system, NPDES)，傳統(tǒng)污染物排放限值采用最佳傳統(tǒng)污染物控制技術(shù)法(best conventional pollutant control technology, BCT)，非傳統(tǒng)污染物和有毒污染物的排放限值采用最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行法(best available technology economically achievable, BAT)分析確定基于技術(shù)的污染物排放限值。奧地利綜合考慮區(qū)域規(guī)模與溢流量制定固體污染物的排放限值，規(guī)定若人口數(shù)與溢流量之比小于25人/(L·s-1)時(shí)，應(yīng)遵循50 mg/L的排放限值[9]。我國GB/T 51345—2018《海綿城市建設(shè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中提出污水處理廠一級(jí)處理后采用就地處理設(shè)施處理，固體懸浮物(SS)排放質(zhì)量濃度的月均值不應(yīng)大于50 mg/L[2]。應(yīng)注意的是，規(guī)定的月均值50 mg/L的限值要同時(shí)滿足所有溢流口的年均溢流體積控制率達(dá)到50%的要求。在溢流體積削減標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)溢流量變化的特征，制定CSO處理的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

d. CSO效率。CSO效率是由奧地利水與廢水協(xié)會(huì)(Austrian Water and Waste Management Association)頒布的《合流制溢流設(shè)計(jì)指南》中提出的一項(xiàng)控制指標(biāo)，是指不產(chǎn)生溢流的徑流雨水占雨水徑流總量的百分比[10]。CSO效率的計(jì)算需通過水文模型進(jìn)行10年以上的降雨連續(xù)模擬，CSO效率計(jì)算應(yīng)確定合流制管網(wǎng)的服務(wù)面積，用以將溢流量或徑流量的體積單位轉(zhuǎn)化為深度單位。其計(jì)算公式為

(1)

式中：η為CSO效率，%；QVO為年均溢流量(不考慮外水入滲)，mm/a；QVR為年均雨水徑流量，mm/a。

歐洲的許多國家對(duì)CSO效率的適宜性進(jìn)行了研究，奧地利的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)年均降水量與CSO效率之間的相關(guān)性一般情況下較低，但在降雨歷時(shí)超過12 h的情況下，相關(guān)性較好，奧地利立法將CSO效率作為控制指標(biāo)[11]，此外，在頒布的《合流制設(shè)施設(shè)計(jì)指南》中提出溢流率可接受度(1/η)的概念，并將其作為設(shè)計(jì)指標(biāo)。

e. 稀釋度。稀釋度是合流制管網(wǎng)的總流量與管網(wǎng)的污水流量的百分比，如稀釋度為5則表明管網(wǎng)流量20%為污水流量。稀釋度指標(biāo)又分為平均稀釋度和最小稀釋度。平均稀釋度與我國的截流倍數(shù)定義相似，平均稀釋度指溢流事件中管網(wǎng)總流量與污水流量的百分比，而截流倍數(shù)指截流雨水量與旱季污水量的百分比，與截流倍數(shù)相比，平均稀釋度在反映溢流事件的水量占比上更具優(yōu)勢(shì)；最小稀釋度是在管網(wǎng)無反坡的情況下，首次溢流的溢流量與旱季流量的百分比。兩個(gè)溢流頻次和溢流量相同的CSO區(qū)域可能有不同的污染負(fù)荷，對(duì)稀釋程度的估計(jì)有助于量化這一點(diǎn)。對(duì)于稀釋，不同國家和地區(qū)的要求不同，美國佐治亞洲環(huán)境保護(hù)局(Environmental Protection Division, EPD)要求CSO設(shè)施排放遵守水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，不允許稀釋[12]。英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)頒布的BS EN752—2008《室外排水與污水系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定：當(dāng)受納水體自凈能力不受到影響時(shí)，可將稀釋倍數(shù)(溢流前稀釋5～8倍的旱季流量)用作排放標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 基于受納水體水質(zhì)保障的控制指標(biāo)

基于受納水體水質(zhì)保障的控制指標(biāo)包括常規(guī)污染物、急性氨中毒、溶解氧濃度、細(xì)菌標(biāo)準(zhǔn)及其他毒理指標(biāo)等，其中應(yīng)用較廣的指標(biāo)主要有急性氨中毒、溶解氧濃度和細(xì)菌標(biāo)準(zhǔn)。

a. 急性氨中毒。合流污水除攜帶SS、BOD等常規(guī)污染物外，往往還存在高氮現(xiàn)象，NH3含量過高會(huì)損害水生生物健康。研究發(fā)現(xiàn)，NH3對(duì)鯽魚、鰱魚、鳙魚和草魚有不同程度的急性和慢性中毒影響[13]。即使在非致死濃度下，也可能危害水生生物健康，而較低的溶解氧濃度會(huì)加強(qiáng)其中毒效果[14]。

急性氨中毒指標(biāo)主要在歐洲國家應(yīng)用較廣，英國的臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)(fundamental intermittent standards，F(xiàn)IS)對(duì)鯉魚科與鮭魚科為主的水體的CSO污水1 h的氨質(zhì)量濃度進(jìn)行了細(xì)分，鯉魚科不應(yīng)高于 5 mg/L，鮭魚科不應(yīng)高于2.5 mg/L。

b. 溶解氧濃度。溶解氧濃度在歐洲國家的CSO標(biāo)準(zhǔn)中通常與氨中毒指標(biāo)并行監(jiān)管，英國的臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)FIS針對(duì)鯉魚類和鮭魚類水體制定了不同重現(xiàn)期的NH3和溶解氧的限值。奧地利規(guī)定，若在旱季流量中無厭氧性微生物且河流坡度大于3～5 m/km 時(shí)，無須考察溶解氧濃度指標(biāo)。美國各州也對(duì)不同用途水體的溶解氧濃度制定了不同的標(biāo)準(zhǔn)。

c. 細(xì)菌標(biāo)準(zhǔn)。美國環(huán)保署(Environmental Protection Agency， EPA)建議各州對(duì)淡水用大腸桿菌活腸球菌指標(biāo)，海水用腸球菌指標(biāo)。在34個(gè)存在合流制溢流現(xiàn)象的州中，有12個(gè)州采用了1986年細(xì)菌環(huán)境水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 現(xiàn)有指標(biāo)總結(jié)

除上述已列指標(biāo)外，不同國家對(duì)CSO事件間隔時(shí)間的劃分方式也存在差異性，間隔時(shí)間的劃分方式?jīng)Q定著溢流次數(shù)，相關(guān)CSO控制指標(biāo)[11-18]見表1。

指標(biāo)的選取應(yīng)統(tǒng)籌考慮當(dāng)?shù)睾狭髦茀^(qū)域規(guī)模、管網(wǎng)本底條件、區(qū)域調(diào)蓄能力、污水處理廠處理工藝規(guī)模及受納水體敏感程度及水環(huán)境容量，科學(xué)制定因地制宜的指標(biāo)體系，通過灰綠結(jié)合的技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)削峰和受納水體水質(zhì)保障的雙重目標(biāo)。

溢流頻次和溢流體積控制率與受納水體的銜接度不足，難以量化合流制排水系統(tǒng)對(duì)受納水體的影響。與上述兩個(gè)指標(biāo)相比，CSO效率和稀釋度更能反映合流制管網(wǎng)的雨水流量占比及雨季運(yùn)行情況。因CSO的污染物與懸浮固體一般存在相關(guān)性，故CSO的污染物排放濃度限值通常以SS或TSS作為代表污染物，此指標(biāo)從一定程度上能夠反映水質(zhì)情況，但依舊缺少與其他污染物相關(guān)性的量化論證?；谑芗{水體水質(zhì)保障的指標(biāo)主要考慮水體用途和生物舒適度，包括娛樂、垂釣、游泳的可接觸用途實(shí)現(xiàn)及水生生物的正常生存條件實(shí)現(xiàn)，此類作為目標(biāo)導(dǎo)向的指標(biāo)與基于技術(shù)的排放指標(biāo)缺少量化關(guān)系。

表1 CSO控制指標(biāo)一覽

1.4 系統(tǒng)性指標(biāo)

1.4.1雨季CSO污染負(fù)荷占比

總體來說，現(xiàn)有的CSO控制指標(biāo)是基于效果或基于目標(biāo)導(dǎo)向，并不能很好地銜接產(chǎn)匯流和溢流。本文在此提出雨季CSO污染負(fù)荷占比的概念，雨季CSO污染負(fù)荷占比是雨季合流制區(qū)域產(chǎn)生溢流的徑流雨水(管網(wǎng)中)污染負(fù)荷與該區(qū)域產(chǎn)匯流的地表雨水徑流污染總負(fù)荷的百分比，用以表征徑流雨水對(duì)CSO的貢獻(xiàn)率及合流制管網(wǎng)中雨污水污染負(fù)荷的比率，典型污染物可選取SS、BOD、COD、TN、TP等。

(2)

式中：α為雨季CSO污染負(fù)荷占比，%；C1為合流制區(qū)域產(chǎn)生溢流的徑流雨水(管網(wǎng)中)污染物質(zhì)量濃度，mg/L；V1為合流制區(qū)域產(chǎn)生溢流的徑流雨水(管網(wǎng)中)體積，L；C2為合流制區(qū)域地表雨水徑流污染物質(zhì)量濃度，mg/L；V2為合流制區(qū)域地表雨水徑流雨水體積，L。該指標(biāo)適用于因降雨產(chǎn)生的合流制溢流事件(場(chǎng)次值或年均值)。

1.4.2基于受納水體水質(zhì)保障的指標(biāo)體系

現(xiàn)階段，應(yīng)監(jiān)測(cè)雨季合流制區(qū)域排水分區(qū)、管網(wǎng)、排口及受納水體不同區(qū)段的水量、峰值流量及典型污染物濃度，量化源頭、管網(wǎng)、河(湖)水質(zhì)水量的響應(yīng)關(guān)系，分析污染物之間的相關(guān)性，確定適宜的排放指標(biāo)和受納水體水質(zhì)保障指標(biāo)。另外，宜將黑臭水體特征指標(biāo)的感官指標(biāo)、水體生態(tài)流速指標(biāo)及單位面積種群生物量指標(biāo)等舒適度指標(biāo)納入基于受納水體水質(zhì)保障的指標(biāo)體系，從而完善指標(biāo)體系。

2 CSO控制標(biāo)準(zhǔn)確定依據(jù)

CSO控制標(biāo)準(zhǔn)制定依據(jù)主要分為類比分流制污染負(fù)荷確定CSO污染物排放限值、依據(jù)工程實(shí)踐效果制定CSO效果標(biāo)準(zhǔn)及依據(jù)水體用途對(duì)CSO制定不同控制水平的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 類比分流制污染負(fù)荷確定CSO污染物排放限值

制定區(qū)域CSO污染物排放限值時(shí)可假定該區(qū)域?yàn)榉至髦?，概算出分流制情況下的污染物負(fù)荷量，將其轉(zhuǎn)化為濃度限值。日本針對(duì)水環(huán)境質(zhì)量在《環(huán)境基本法》的基礎(chǔ)上制定了《水污染防治法》，強(qiáng)調(diào)在全國范圍內(nèi)使用統(tǒng)一的水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn)[19]。2004年，日本對(duì)《水污染防治法》的執(zhí)行令進(jìn)行了修訂，建立了污水排放水質(zhì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)旱季雨季兩種情形制定日本的CSO排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，旱季對(duì)溢流口和污水處理廠出水制定pH值、大腸菌群數(shù)、懸浮固體、BOD5、磷、氮的標(biāo)準(zhǔn)限值；雨季規(guī)定各CSO排口全年外排的污染物(以BOD5計(jì))的平均質(zhì)量濃度不高于40 mg/L，該考核限值是根據(jù)相同情況下分流制排水系統(tǒng)的水質(zhì)情況確定的，相當(dāng)于90%的累積出水水質(zhì)數(shù)值。

2.2 依據(jù)工程實(shí)踐效果制定CSO效果標(biāo)準(zhǔn)

CSO控制標(biāo)準(zhǔn)可依據(jù)工程實(shí)踐效果制定，美國CSO效果標(biāo)準(zhǔn)的確定方法有推定法和實(shí)證法，推定法以效果標(biāo)準(zhǔn)代替基于水質(zhì)的排放限值，實(shí)證法需通過建模證明水質(zhì)達(dá)標(biāo)[18]。美國各州多以推定法通過CSO項(xiàng)目實(shí)踐來制定CSO性能標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)證法所需的數(shù)據(jù)較多，應(yīng)用的規(guī)模較小，如美國紐約州奧爾巴尼海灘天然泳池，考慮到受納水體水質(zhì)模型模擬結(jié)果，采用實(shí)證法來制定CSO控制計(jì)劃，達(dá)到《細(xì)菌水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》所衡量的監(jiān)管合規(guī)性，研究結(jié)果顯示，細(xì)菌和漂浮物是表征水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)情況的主要污染物。

實(shí)證法通常用于驗(yàn)證基于推定法確定的標(biāo)準(zhǔn)限值合理性。田納西州要求納什維爾供水和下水道服務(wù)部證明CSO是否為水體溶解氧濃度低的原因。首先，田納西州、納什維爾供水和下水道服務(wù)部初步將年均溢流頻次定為8次；其次，利用推定法對(duì)年均溢流頻次8次的方案進(jìn)行了重新評(píng)估，進(jìn)而將限值設(shè)定為6次；之后，研究機(jī)構(gòu)對(duì)納什維爾的坎伯蘭河上的奇特姆湖進(jìn)行建模，通過實(shí)證法來驗(yàn)證并預(yù)測(cè)各種CSO控制方案可能取得的水質(zhì)水量控制效果，將每年的CSO削減效果與建設(shè)成本及改善水體水質(zhì)的效益進(jìn)行比較篩選；實(shí)證法利用模型，確定年均溢流頻次為2次、4次、8次、16次條件下引起的水質(zhì)影響[20]，結(jié)合推定法確定最終的年均溢流頻次限值。

2.3 依據(jù)水體用途對(duì)CSO制定不同控制水平的標(biāo)準(zhǔn)

2.3.1按水體用途評(píng)估及分類

CSO控制標(biāo)準(zhǔn)制定應(yīng)最終以受納水體水質(zhì)達(dá)標(biāo)為導(dǎo)向，不同用途的受納水體需要制定的限值標(biāo)準(zhǔn)也有差異，可針對(duì)水體用途(可接觸、瀕危物種生存等)進(jìn)行評(píng)估。如美國的水質(zhì)可達(dá)性分析(use attainability analysis， UAA)、歐洲的城市污染管理指南(urban pollution management， UPM)、加拿大的市政污水排放管理戰(zhàn)略(management of municipal wastewater effluent， MWWE)等。

UAA是對(duì)《清潔水法》規(guī)定的水體“可捕撈/可游泳”的可行性科學(xué)評(píng)估。綜合考慮水質(zhì)限值和成本效益，用以評(píng)估及中止水體不科學(xué)用途的使用，分析結(jié)果納入州水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)并提交EPA審核，以符合《清潔水法》和《瀕危物種法》。水體用途分為現(xiàn)有用途和指定用途，現(xiàn)有用途是水體的實(shí)際用途，無論其是否符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；指定用途是水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的水體用途，無論此用途是否可使用，如印第安納州指定所有的水體用于人體可接觸的娛樂用途，而并非所有水體均已用于全身可接觸的娛樂項(xiàng)目。存在CSO的區(qū)域進(jìn)行水體水質(zhì)可達(dá)性分析用以確定受納水體用途是否受到損害及依據(jù)水體用途指定控制標(biāo)準(zhǔn)[21]。

UPM定義是在雨季對(duì)管網(wǎng)和污水處理系統(tǒng)的雨污水排放進(jìn)行管理，以便具有成本效益的方式滿足受納水體的要求。UPM既涉及監(jiān)管方面又涉及工具(降雨、管網(wǎng)系統(tǒng)、污水處理工程和受納水體的建模)。UPM提到臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)FIS，即在短期高濃度污染事件中保護(hù)河流水生生物的限值，限值采用溶解氧和非電離氨在不同重現(xiàn)期的濃度/持續(xù)時(shí)間閾值。鮭魚類水體營養(yǎng)鹽含量通常較低，CSO排放會(huì)對(duì)水環(huán)境產(chǎn)生更大的影響，UPM將受納水體按鮭魚類適宜生存水體、鯉魚類適宜生存水體、鯉魚類臨界生存水體3種不同類型分類限值。

加拿大的紐芬蘭和拉布拉多省基于MWWE戰(zhàn)略提出了《污水系統(tǒng)排水法規(guī)》(wastewater systems effluent regulations， WSER)，制定了CSO風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程，包括:①監(jiān)測(cè)計(jì)算在連續(xù)的12個(gè)月期間，合流制管網(wǎng)溢流流量與排口排放流量的比值(<10%、10%～25%、25%～50%或>50%)；②監(jiān)測(cè)記錄在12個(gè)月期間的溢流次數(shù)(<5次、5～15次或>25次)；③CSO通過每個(gè)溢流點(diǎn)沉積到環(huán)境敏感區(qū)域(如500 m范圍內(nèi)的貝類捕撈區(qū)、瀕危物種等)的位置。對(duì)3個(gè)項(xiàng)目的不同表現(xiàn)水平分三類或四類水平評(píng)分，得出CSO排口的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分，進(jìn)而制定適用于各類風(fēng)險(xiǎn)水平的控制方案及標(biāo)準(zhǔn)。若市政當(dāng)局無監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)，可根據(jù)設(shè)計(jì)流量估算溢流點(diǎn)和排放點(diǎn)的旱季平均流量的比值，根據(jù)降雨事件和CSO設(shè)計(jì)能力粗略估算溢流頻率。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估得分高的CSO排口應(yīng)制定嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)[22]。

2.3.2按水體分類制定標(biāo)準(zhǔn)

美國CSO控制標(biāo)準(zhǔn)制定將國家公園、野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)等敏感水體作為高優(yōu)先級(jí)考慮因素，綜合評(píng)估水體用途后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)制定，針對(duì)敏感水體的標(biāo)準(zhǔn)制定宜采用實(shí)證法。美國內(nèi)布拉斯加州奧馬哈市制定密蘇里河的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)考慮密蘇里河中的瀕危物種淺色鱘魚、藍(lán)鲇等的生存條件，在氨標(biāo)準(zhǔn)制定方面制定限值[23]。堪薩斯州制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)也充分考慮了確定的7種受威脅或?yàn)l臨滅絕的水生物種[24]。

加拿大安大略省CSO控制政策從3個(gè)目標(biāo)出發(fā)：①消除旱天溢流；②盡量減少CSO對(duì)水生生物和人類健康的影響；③在每年6月1日至9月30日的4個(gè)月內(nèi)，受CSO影響的海灘至少95%的時(shí)間實(shí)現(xiàn)大腸桿菌的省級(jí)水質(zhì)目標(biāo)。相較于美國“所有CSO排口符合清潔水法案基于技術(shù)和水質(zhì)要求”的控制目標(biāo)，美國CSO控制政策基于“可捕撈/可游泳”的目標(biāo)、安大略省的CSO政策更側(cè)重于海灘地區(qū)水體娛樂用途得以保障。而非海灘地區(qū)，CSO控制目標(biāo)考慮排放指標(biāo)，以90%溢流體積控制率為標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)管[16]。日本的公共用水域(河川、湖沼、海域)根據(jù)相應(yīng)的水域類型(自來水、工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、水產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)等水體用途)制定試用的標(biāo)準(zhǔn)值[25]，提出針對(duì)河川、湖沼、海域的BOD、COD標(biāo)準(zhǔn)值；針對(duì)湖沼、內(nèi)灣的氮磷限值；針對(duì)水生生物保護(hù)目標(biāo)的化學(xué)物質(zhì)和溶解氧限值。

總結(jié)上述歐美、日本、加拿大的CSO治理經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，美國各州多根據(jù)EPA推定法規(guī)定的溢流頻次4～6次、溢流體積控制率85%作為參考，結(jié)合本區(qū)域項(xiàng)目實(shí)踐效果提出各州的效果標(biāo)準(zhǔn)，少部分區(qū)域尺度和規(guī)模較小、易于建模的受納水體區(qū)域采用實(shí)證法對(duì)水質(zhì)達(dá)標(biāo)進(jìn)行理論計(jì)算；日本合流制污染物去除標(biāo)準(zhǔn)按相同情況下分流制的水質(zhì)情況設(shè)定；加拿大安大略省對(duì)海灘非海灘水體分類監(jiān)管，敏感水體采用類似美國實(shí)證法的水質(zhì)目標(biāo)；歐洲國家特別是英國近年來將控制目標(biāo)從排放指標(biāo)到受納水體水質(zhì)指標(biāo)轉(zhuǎn)換，目前采用環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)/環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(EQO/EQS)作為CSO的控制標(biāo)準(zhǔn)。

3 研究展望

CSO控制過程具有長(zhǎng)期性、復(fù)雜性的特點(diǎn)，治理思路宜以規(guī)劃方案近遠(yuǎn)期銜接、標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)管近遠(yuǎn)期銜接、技術(shù)措施近遠(yuǎn)期銜接為原則來制定。我國近期可暫以排放限值監(jiān)管，遠(yuǎn)期基于水體水質(zhì)達(dá)標(biāo)制定CSO控制標(biāo)準(zhǔn)中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃，統(tǒng)籌考慮近遠(yuǎn)期標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)措施的銜接，摸清本底、明確目標(biāo)、系統(tǒng)治理，構(gòu)建以受納水體水質(zhì)達(dá)標(biāo)為目標(biāo)導(dǎo)向的CSO控制標(biāo)準(zhǔn)體系及治理技術(shù)路線。

3.1 摸清本底——合流制管網(wǎng)溢流成因監(jiān)測(cè)分析及水體敏感度判斷

3.1.1溢流成因分析

合流制區(qū)域的溢流成因差異性較大，部分地區(qū)盲目的通過“合改分”、興建調(diào)蓄設(shè)施控制CSO，缺乏系統(tǒng)本底的監(jiān)測(cè)及地區(qū)CSO的成因分析。制定CSO控制標(biāo)準(zhǔn)前，應(yīng)充分監(jiān)測(cè)合流制管網(wǎng)本底條件，評(píng)估管網(wǎng)是否存在地下水、施工降水等外水入滲的情況及底泥沉積物淤積過多導(dǎo)致管網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行水位偏低的情況，底泥中沉積物的存在會(huì)使CSO的各類污染物形成協(xié)同效應(yīng)，沖擊水環(huán)境質(zhì)量[26]。此類管網(wǎng)本底條件造成的CSO現(xiàn)象應(yīng)本著“修復(fù)優(yōu)先”的原則，協(xié)調(diào)排水管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)公司對(duì)破損漏損的管網(wǎng)修復(fù)、對(duì)管網(wǎng)底部清淤，優(yōu)先解決管網(wǎng)功能性、結(jié)構(gòu)性缺陷，提高管網(wǎng)雨季運(yùn)行流速、降低運(yùn)行水位。

3.1.2受納水體敏感度判斷

基于水體功能屬性保護(hù)的目標(biāo)，劃分不同水體、水體的不同區(qū)段的功能屬性，明確CSO排放區(qū)域受納水體的現(xiàn)有用途和潛在用途，綜合考慮排放水質(zhì)限值和成本效益，實(shí)時(shí)更新水體用途類型，中止水體不科學(xué)的用途。

3.2 明確目標(biāo)——以水體水質(zhì)達(dá)標(biāo)為目標(biāo)導(dǎo)向制定CSO控制標(biāo)準(zhǔn)

3.2.1“源-廠-網(wǎng)-河(湖)”控制標(biāo)準(zhǔn)銜接

CSO控制系統(tǒng)是由多個(gè)子系統(tǒng)銜接構(gòu)成的，包括源頭體積控制系統(tǒng)、截流管網(wǎng)系統(tǒng)、就地處理系統(tǒng)、調(diào)蓄系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)。目前在CSO控制的目標(biāo)下，子系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)獨(dú)立，銜接程度不足，缺少系統(tǒng)統(tǒng)籌規(guī)劃。應(yīng)在子系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，充分考慮系統(tǒng)間水量水質(zhì)轉(zhuǎn)輸削減規(guī)律，編制CSO控制中長(zhǎng)期規(guī)劃。在摸清系統(tǒng)本底的情況下，得到子系統(tǒng)的CSO控制效果，相同調(diào)蓄容積設(shè)計(jì)下的源頭綠色設(shè)施和灰色調(diào)蓄設(shè)施截流污染物負(fù)荷不同，應(yīng)制定的CSO排放標(biāo)準(zhǔn)也不宜相同。

3.2.2應(yīng)對(duì)水體分類制定CSO排放標(biāo)準(zhǔn)

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，歐洲多采用基于受納水體水質(zhì)保障的控制指標(biāo)，并對(duì)不同類型受納水體制定不同的標(biāo)準(zhǔn)閾值監(jiān)管。CSO標(biāo)準(zhǔn)的制定宜從基于技術(shù)的排放限值轉(zhuǎn)向基于受納水體水質(zhì)達(dá)標(biāo)的排放限值，針對(duì)不同本底情況的合流制區(qū)域、不同敏感程度的受納水體制定適宜的指標(biāo)及限值。對(duì)娛樂、游泳、魚類養(yǎng)殖、水生生物保護(hù)區(qū)等不同用途水體分類制定標(biāo)準(zhǔn)。娛樂、游泳等可接觸水用途的水體可制定嚴(yán)格的季節(jié)性細(xì)菌水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)于魚類養(yǎng)殖水域，考慮魚類生存所需的溶解氧和毒理化合物的限值要求；對(duì)湖泊、海灣等敏感脆弱水體應(yīng)保障換水周期，制定更嚴(yán)格的氮、磷排放的地方標(biāo)準(zhǔn)，防止水體富營養(yǎng)化；對(duì)生態(tài)流速快，自凈能力強(qiáng)的河道型水體可適當(dāng)放寬控制標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 系統(tǒng)治理——構(gòu)建“源-廠-網(wǎng)-河(湖)”全流程多系統(tǒng)綜合調(diào)控的CSO技術(shù)體系

針對(duì)多個(gè)子系統(tǒng)銜接的CSO控制系統(tǒng)，應(yīng)推進(jìn)以“河(湖)”水質(zhì)達(dá)標(biāo)為目標(biāo)的“源-廠-網(wǎng)-河(湖)”全流程多系統(tǒng)綜合調(diào)控CSO技術(shù)體系。“源-網(wǎng)”協(xié)同實(shí)現(xiàn)源頭減量、徑流分擔(dān)，灰綠結(jié)合削減污染物負(fù)荷；“廠-網(wǎng)”一體化實(shí)現(xiàn)雨季合流污水實(shí)時(shí)調(diào)度、合理運(yùn)營，提高污水處理廠雨季處理能力，改良雨季處理工藝，合理匹配污水處理廠和管網(wǎng)的轉(zhuǎn)輸和處理規(guī)模，避免污水直接排入水體的現(xiàn)象發(fā)生，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全流程多系統(tǒng)銜接，綜合調(diào)控CSO，實(shí)現(xiàn)水體長(zhǎng)治久清。