随着经济快速发展与人口城镇率迅速增长，污染主要污染指标，28% 的湖库处于富营养状态。2019物排放量总体呈现增加之势，流域水生态环境形势不年我国人均水资源拥有量为2 077.7 m³，仅为全球水容乐观。2020年，生态环境部发布了《2019中国生态平的25%^[2]。污水处理厂达标排放出水中污染物的浓环境状况公报》^[1]，公报显示，我国七大水系总体呈轻度通常高于受纳水体中对应污染物的考核浓度，因此度污染状况，主要污染指标为高锰酸盐指数、五日生对于受纳水体而言，污水处理厂出水是水质、水量相化需氧量及氨氮。湖库水污染较严重，总氮、总磷是对稳定的点源，是水体生态环境质量改善需重点考虑的一类低污染水。面对水资源匮乏且低污染水污染地表水等问题，低污染水的处理与回用成为“十四五”及以后一段时期内的研究和实践重点。

1 低污染水的定义与类型

“低污染水”的概念最早应用于洱海、星云湖与抚仙湖等湖泊的水污染防治，2007年，卢少勇等^[3]开始研究低污染水处理关键技术。经过不断的研究与发展，低污染水的内涵不再局限于湖泊污染防治领域，也拓展到江河海污染防治领域，低污染水的定义也不断完善。金相灿^[4]等认为低污染水是指经过污染源治理达标后排放的水，对湖泊水体仍存在一定威胁，不满足湖泊水质保护的要求。凌子微^[5]、薛利红等^[6]认为低污染水一般指部分水质指标达到城镇污水处理厂的排放标准，但浓度高于《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）Ⅲ类甚至是Ⅴ类水体标准值的水。笔者认为低污染水是主要污染物（高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总氮、总磷、溶解氧、pH值、悬浮物等）浓度值劣于《地表水环境质量标准》Ⅳ类水质标准限值，但不劣于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）中三级标准限值的水，包括污染河水、雨水径流、农业径流（农田排灌水、农田退水）、达标排放的污水处理厂/设施出水及类似性质的水。

与低污染水较为接近的概念有微污染河水、微污染水体、微污染水源水，其含义分别如下：微污染河水^[7]是指受到污染且主要水质指标差于《地表水环境质量标准》Ⅳ类水质标准，但不差于《城镇污水处理厂污染物排放标准》的河水；微污染水体^[8]是指受到有机物污染且部分水质指标浓度超过《地表水环境质量标准》Ⅳ类水质标准限值但不高于《城镇污水处理厂污染物排放标准》二级标准限值的水体，其中ρ（COD_Cr）≤100 mg·L^-1，ρ（NH₃-N）≤25 mg·L^-1，ρ（TP）≤ 3 mg·L^-1，ρ（BOD₅）≤30 mg·L^-1，ρ（SS）≤30 mg·L^-1，ρ（TN）≤25 mg·L^-1；微污染水源水^[9]是指受到有机物污染且部分水质指标超过《地表水环境质量标准》Ⅲ类水体标准的水。低污染水的类型多，性质复杂，若从减少进入待保护水体的污染负荷量角度来考虑，低污染水包括污染河水、经污水处理厂等设施达标排放的尾水、雨水径流及农业径流（含农村分散性生活污水）及类似性质的水^[10]。低污染水可分为三大类：第一类为连续排放的点源，如污水处理厂等设施的达标排放尾水，具有水量与水质双稳定的特点；第二类为间歇排放的点源，如雨水径流与农业径流，其中，雨水径流不稳定，间歇性强、冲击性大，农业径流通常也有较强的水质、水量波动性，一些农业径流中混杂有部分村民的生活排水（直排污水、化粪池出水及小型处理设施出水等）、灌溉余水；第三类为连续流或间歇流，如上游污染河水，有的水质、水量均稳定，有的水质、水量均不稳定，有的水质或水量不稳定。

2 低污染水的研究脉络

笔者从中国知网数据库检索标题中含“低污染水”的中文文献，共检索到108篇，其中，期刊论文34篇、授权专利43项、学位论文26篇、科技成果2篇、会议论文1篇、报纸报道2篇。Web of Science数据库检索到标题中含“低污染水”的外文文献有11篇。按年份统计，2010年之前关于“低污染水”的研究尚处于起步阶段，相关论文不足10篇；2010年之后，该领域研究迅猛发展，相关论文增至113篇。

20世纪70年代，我国开始了湖泊水污染治理与富营养化防治，低污染水初步进入科学视野。2007年，卢少勇等^[3]对低污染水处理技术开展研究。2008年，TIAN等^[11]进行了膜吸附生物反应器与膜生物反应器处理低污染水的技术比较研究。2009年，《污水处理的人工湿地构建技术》一书中提及低污染水处理。2010年，金相灿等^[4]结合不同类型湖泊治理实践经验，提出了以“污染源系统治理+流域清水产流机制修复+湖泊水体生境改善+流域管理”为主的湖泊水污染防治理念，其中低污染水的净化与治理模块中指出，经污染源工程治理后达标排放的水对湖泊而言属于低污染水。2011年，“处理低污染水的河道型湿地的关键技术研究及其应用”项目成果公布^[12]并于2015年发表^[13]。2012年，一些学者研究了膜反应器对低污染水的处理性能。如YU等^[14]研究了新型中试规模的生物硅藻土动态膜反应器在连续流模式下用于低污染水处理的性能和机理，MA等^[15]研究了在低温（10 ℃）下不同浓度粉末生物炭与膜反应器结合对低污染水的处理性能。

近年来，关于低污染水的研究主要有洱海流域低污染水产生、排放、入河及入湖规律研究^[10]，以及高原地区初期富营养化湖泊^[16]和平原河网地区富营养化湖泊^[17-18]低污染水的水质净化与资源化利用技术研究。具体包括：①研发了以固体缓释碳源作为微生物电子供体和生长载体的地表低污染水强化反硝化脱氮关键技术，可针对性脱除低污染水中营养盐^[17]；②攻克了低污染水物化/生物强化生态净化和资源化利用等成套技术，实现了人工湿地高效稳定运行和对低污染尾水中氮磷的深度削减^[18]；③低污染水处理技术主要有膜反应器^[19]、生态滤池^[20]、缓冲带^[21-22]、人工湿地处理技术及其与生态修复技术的组合^[23-29]、河塘库湿地集成技术^[30]；④人工湿地技术或其他净化技术处理低污染水的脱氮除磷过程机理研究较多^[31-35]；⑤低污染水碳氮比低的问题可通过外加电子供体、植物碳源、生物强化、固相反硝化技术等进行改进^[36-40]，人工湿地与其他工艺结合可使湿地的出水水质达到《地表水环境质量标准》Ⅴ类，如光伏电解技术^[36]、铁碳微电解技术^[41]和微生物燃料电池技术^[37]。

3 低污染水在水体保护中的定位

低污染水所携带污染负荷的控制是我国水体保护的重要组成部分。2011年，金相灿等^[4]提出湖泊绿色流域构建的六大体系，其中包括低污染水的净化与处理体系。保护水体的关键是削减入湖污染负荷，尤其是氮磷污染负荷，低污染水中氮磷的浓度远高于湖泊Ⅴ类水标准值，不能与受纳水体功能良好衔接，低污染水中总氮浓度是水体氮浓度的重要贡献者之一，严重影响河湖水质，尤其是入海河流，一半以上的河流应该控制总氮，以减少对近岸海域海洋环境中无机氮容量的冲击。以云南洱海为例，洱海流域北部片区低污染水产生量最大，为9 750万m³·a^-1，其入湖径流量占50%以上^[10]。以国内9个重要海湾为例，全国直排海污染源污水排放总量65.7亿t，中度及以上富营养化水体主要集中在辽东湾、长江口、珠江口及山东省、江苏省、浙江省部分近岸海域，重要海湾中，杭州湾为严重富营养，长江口、珠江口为重度富营养，辽东湾、渤海湾为轻度富营养^[42]。第二次全国污染源普查结果表明，2017年水污染物排放量中，农业面源的总磷、化学需氧量大于生活源、工业源，总氮接近生活源而远高于工业源，氨氮低于生活源而高于工业源（表 1）。低污染水是现阶段江河湖海等水体水质变差及水体富营养化的重要污染源之一，因此，低污染水中氮磷浓度的进一步削减对有效控制水体富营养化、保障饮用水安全、实现人水和谐具有重要的现实意义。

4 低污染水处理及回用技术体系

不同流域不同类型的低污染水在物理特征（如悬浮颗粒物等）、化学特征（如污染物组成等）和降解难易性方面差异显著，因此需要搭建不同的处理技术体系，融合塘、前置库、砾石床、生态沟渠、水陆交错带、人工湿地等单元，与农村生活排水处理设施出水、种植业排水、污水厂出水、污染河水等有机衔接，把“水进人退”-水质净化-水资源化利用-水生态改善-水经济提升-精细化管理这一体系要素有机结合。例如，我国云南、江苏、湖南等南方地区的常年无水河床通常较窄，因此建议建设旁路净化人工湿地/塘系统，使净化后的水再进入河道，对局部生态改善有一定的作用。在这些省份建设人工湿地工程需要重点考虑可用地面积和初期雨水径流对湿地的冲击。在山东、宁夏、河北等北方地区，常年无水河床通常较宽，因此建议利用河滩地建设人工湿地系统，既能节约用地又可为河道提供生态流量。在这些省份建设人工湿地工程需要重点考虑行洪安全、湿地堵塞、冬季效果提升等。我国目前已经开展的处理低污染水的人工湿地工程建设与运行情况简要概括如下：

（1）云南省开展了大量人工湿地实践：①2014年，杨逢乐^[30]针对高原湖泊低污染水处理提出河塘库湿地集成技术，即河道原位旁路净化技术、前置库塘调蓄沉淀及净化稳定技术、湿地水质改善和生态修复技术，构成了过程与末端相结合的入湖污染综合防治体系。②“十二五”水专项期间，学者针对流域低污染水的处理技术开展了系列代表性研究，在云南洱海从流域层面系统考虑低污染水处理，形成以河流滨岸带、库塘湿地等近自然体系为骨架，以强化生态工程湿地为辅助的低污染水处理体系^[16]，上承低污染水排放，下接受纳区域环境要求或受纳水体功能，健全了流域污染治理工程，解决了洱海水质持续改善的难题。③在滇池流域，针对严格控源截污后的河流、上游雨污溢流污染、城郊城区面源污染和低污染的回补水问题，杨逢乐^[43]研究开发了以稳定固相反硝化脱氮技术为核心，集成旁路雨季调蓄、旱季净化，岸带立体拦截，城郊城区及河口全过程减污的清水修复治理技术体系。

（2）江苏省也有不少人工湿地实践：①在太湖流域，针对农田径流、农村分散性生活污水、村落无组织地表径流等不同类型低污染水，吕锡武^[44]研发了“农村生活污水厌氧-跌水曝气-湿地生物生态组合技术”“功能强化型生化处理+阶式生物生态氧化塘污水组合技术”及“村落无序排放污水收集处理及氮磷资源化利用技术”，以适应不同排放类型农村生活污水的处理需求。②杨柳燕^[18]针对污水厂尾水型低污染水，提出改性生物炭强化人工湿地和光伏电解人工湿地脱氮除磷技术，集成物化/生物强化人工湿地高效脱氮除磷技术和水生植物季节性交替维稳与资源化技术，形成了全年高效运行的低污染水强化人工湿地深度脱氮除磷和碳循环利用成套技术体系。③在太湖流域蠡湖区域，黄晓峰^[17]研发了集“陆域面源拦截-河道清水廊道构建-湖滨水域生态修复”于一体的“高速发展的城镇滨湖流域水质改善与生态修复综合整装成套技术”。

低污染水的水质净化应与再生回用、资源化利用充分结合，尤其在缺水地区，低污染水可直接回用，或治理后回用，或分质回用。低污染水直接回用是依据其水质特点，直接作为自然水体的补充水源、要求不高的景观用水^[45]或农业灌溉水等^[46]。农业灌溉回用既能充分消纳氮磷，又能减少农田化肥用量，减轻水体污染，达到农业生产与生态环境治理双重效益^[47]。一些低污染水可能需经一定处理或生态修复后才可进一步回用^[46]：如污水处理厂尾水需经膜技术组合工艺、活性炭技术组合工艺、氨吹脱和臭氧氧化技术或人工湿地技术等深度处理^[46]；雨水径流需经生物滞留池^[48]或人工湿地^[49]等处理；农业径流可引入生态拦截和人工湿地等治理措施^[50]处理。低污染水经深度处理后可用于生态景观用水、城市杂用水（厕所冲水、道路喷洒、消防等），或供给相应工业用户（电厂、钢铁厂、石化、化工厂等），用于工业生产冷却用水、洗涤用水、锅炉补给水等^[46]。根据城市杂用水（GB/T 18920—2002）与工业冷却用水（GB/T 19923—2005）、河道类观赏性景观用水（GB/T 18921— 2002）的水质要求，低污染水经人工湿地等工艺净化后出水水质至少达《地表水环境质量标准》Ⅴ类标准限值。

低污染水回用一方面可缓解我国水资源短缺问题，将低污染水“变废为宝”，减少自来水消耗量，另一方面可减少低污染水对受纳水体的污染，降低河湖污染物浓度，减轻水体富营养化程度，改善水体环境。

5 展望

“十二五”以来，对低污染水的处理技术、管理体系等方面的研究越来越多，但在示范和推广应用中，管理、制度与机制方面还不完善，工程技术的环境、经济和社会效益未充分体现。低污染水具有量大面广、部分水碳氮比低及可生化性差的特点，这对处理技术提出了较高的要求。然而我国地域辽阔，海拔、气象、耕作制度、水资源禀赋等的差异较大，目前学界对低污染水的产生、排放和进入水体的规律尚不十分清楚，对低污染水水质净化技术的耦合和集成研究还不足，对工程措施适用性、不同技术组合集成应用对低污染水净化影响的研究尚不充分，需要形成源头-过程-末端-资源化相结合的低污染水污染防治及资源利用技术体系，并大规模推广应用。

随着社会经济发展，人们对水环境、水生态、水资源、水安全、水文化提出了更高需求，作为水环境质量改善与可利用水资源的重要组成部分，低污染水的处理与管理意义重大。鉴于低污染水的处理技术主要包括生态沟渠、塘、人工湿地等，亟需推动发布人工湿地低污染水水质净化技术指南，规范人工湿地水质净化工程的设计、施工、质量验收、环保验收和运行维护，使湿地水质净化工程的环境、生态、社会及经济效益得到有效保障。