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容量总量控制是指把允许排放的污染物总量控制在受纳水体设定环境功能所确定的水质标准范围内，即容量总量控制的“总量”是指基于受纳水体中的污染物不超过水质标准所确定的允许排放限额。该手段的主要特点是强调水体功能以及与之相对应的水质目标的-致性，包括控制范围确定、污染物排放量估算、环境容量估算、污染物总量分配、污染负荷削减与控制措施实施六大过程。其中，环境容量估算与污染物总量分配作为总量控制的核心工程，可以公平地优化分配到每一个排污单元。
日本于 20 世纪 70 年代在伊势湾和东京湾开始实施总量控制计划，提出容量总量控制理念;美国推行实施最大日负荷总量 (total maximum daily load，TMDL) 计划，将可分配的污染负荷分配到各个污染源(包括点源和非点源)，采取适当污染控制措施保证目标水体达到相应水质标准:欧盟颁布施行《水框架指》(Waler Frame Directite，WFD)，强调水资源、水环境、水量、水质、水生态一体化管理，旨在实现污染控制和水质保护。国外长期的水环境管理实践证明，针对污染源的控制是防治水污染的有效解决途径之一，尤其是美国的 TMDL计划，在改善水体质量方面取得了较大的成功，已成为国际上河流治理和流域管理方面的主要发展趋势。
我国水环境容量总量控制研究开始于 20 世纪 80 年代，夏青等老一辈科学家们借鉴国外容量总量控制的先进理念和技术，尝试解决中国环境问题，在广大科技和管理人员结合国情、潜心钻研和不断实践的努力下，逐步形成了具有中国特色的容量总量控制技术体系。“六五”期间开展的“黄浦江污染综合防治规划方案研究”和“沱江水环境容量研究”两个攻关课题中便体现了总量控制的水质规划思想，标志着我国流域污染控制由浓度控制进人总量控制阶段(夏青等，1990)。“十五”期间，我国主要实施了目标总量控制政策，根据污染物现状排放情况按照一定比例确定总量控制目标，在管理上具有较强的可操作性，在一定发展阶段对我国的污染防治工作具有积极的作用。然而.目标总量控制以行政区为单位，采用了“一刀切”的模式，减少了污染物排放量，一定程度上遏制了流域水质恶化的趋势，但是由于污染物总量削减目标的确定过程中没有考虑污染物排放量和受纳水体水质之间的响应关系，污染物削减与水质改善相脱节。
为了更好地实现容量总量控制，针对固定源，我国采用排污许可证管理和最佳可行技术等手段进行管控。我国从 20 世纪 80 年代中期开始探索并引人排污许可证这一环境管理制度，排污许可是行政许可在污染防治领域的具体运用，是指环境保护行政机关依排污者的申请，依法进行审核，准予其从事排放污染物活动并依法对排污单位进行全过程监管的行政行为。2016 年，国务院办公厅印发《控制污染物排放许可制实施方案》 (国办发[2016] 81 号)，生态环境部(原环境保护部) 也先后发布实施了《排污许可证管理暂行规定》《排污许可管理办法(试行)》《固定污染源排污许可分类管理名录 (2019 年版)等政策，初步建立了我国重点行业排污许可管理体系，当前主要是根据最佳可行技术和排放标准来发放许可证，许可证与水环境质量并不明确挂钩。针对上述问题，我国总量控制研究开始向容量总量控制转变。“十一五”期间，水专项开展了流域 TMDL研究，构建了水质目标确定、污染源与水质响应关系模型、污染负荷分配及实施效果评估等技术体系，按照“分区、分类、分级、分期”管理思路，围绕污染物水质改善与污染负荷削减，进一步完善控制单元水质目标管理技术体系，形成面向控制单元的工业污染源排污许可技术、面向城镇面源污染的模拟与控制措施优化技术:“十三五”期间，水专项重点是围绕水环境容量总量分配、排污许可管理、生态流量管控等控制单元水质目标管理关键技术开展系统集成、评估和验证研究，形成流域控制单元水质目标管理技术规范、标准体系，构建基于技术和水质相结合的排污许可限值核定技术体系，为控制单元水质目标管理技术全面推广和运行提供支撑，将容量总量控制与水污染防治规划、排污许可证管理相结合，逐步形成基于容量总量控制的水质管理技术体系。