作為南水北調東線重要通道和國家環境保護重點城市，山東省濟寧市著力構建治、用、保、防、控全方位流域治污體系，不斷深化水污染防治，水環境質量顯著改善。“十一五”期間，在GDP年均增長15.8％的情況下，南四湖及11個主要入湖河流斷面水質主要污染物化學需氧量下降28.1％，氨氮下降55.4％。
濟寧市嚴把環境準入門檻，實行工業污染源分類治理。實行環保第一審批權和一票否決，對不能按期完成污染治理任務的地區和企業，停止審批和核準需增加排污總量的建設項目；對不符合產業政策、產業規劃、清潔生產和重要生態功能區要求，達不到排放標準及總量控制目標的建設項目和生產經營活動一律不予批準。去年以來，全市共否決不符合環保要求的項目153個。
為提高整體治污效能，濟寧市加大治污基礎設施建設力度。投資139.3億元建設列入淮河流域水污染防治“十一五”規劃的44個項目和列入南水北調東線工程山東段控制單元治污規劃的119個項目，目前項目完成率、優質工程率、使用率均達到100％。根據城市發展需要，啟動了曲阜市第二污水處理廠等6座污水處理廠的新建任務，目前全市建成城市污水處理廠14座，運行規模達63.5萬噸/日，配套管網1175.7公里，滿負荷運轉率均值90％，污水集中處理率均值93％。
濟寧市不斷增強環境預警監測能力，建立健全環境監管體系。投資9.98億元，構筑起完善的市級環境安全防控體系，安裝河流斷面水質、污染源廢水等各類自動監測設施327臺(套)，在企業、城市污水處理廠、工業園區、縣界出境和南四湖入湖口設置5道安全防線，實現日排廢水百噸以上工業企業實時自動監控、省市縣三級監控中心聯網，形成全天候、全覆蓋的環境在線監控網絡。實行環保、監察等部門聯合執法，對擅自停運治污設施、超標排污的企業依法從嚴查處。
為構筑生態保護屏障，濟寧市大力實施“生態立市”戰略。編制實施了《南水北調東線濟寧市環南四湖大生態帶工程建設規劃》，計劃2015年前投資128.71億元建設182個生態項目，采用河流入湖口人工濕地水質凈化、河道走廊濕地修復、湖濱及湖區濕地修復等措施，加快推進流域生態恢復。在南四湖流域污染最嚴重的新薛河入湖口推行“退耕還濕”，選擇4個工業園區、10家企業作為循環經濟先導示范單位，大力推行清潔生產。
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