第四章-水环境质量评价PPT课件.ppt
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1、1第一节 水环境质量现状评价21、内梅罗污染指数(1)表达式:根据不同的用途设定不同的水质标准,计算水质分指数:PIj(Ii2,max Ii2,平均)/21/2 I=Ci/Csi 总指数PI WjPIj一、一般型水环境质量指数3(2)水质指标温度、颜色、透明度、pH值、大肠杆菌数、总溶 解固体、SS、TN、碱度、氯、铁、锰、硫酸盐和DO。(3)水的用途分三类 人类直接接触使用的;间接接触使用的;不接触使用的。42、加权均值型指数法(南京水域质量)(1)表达式:I水1/n Wi Pi Pi Ci/Si Wi 1(2)评价参数:砷、酚、氰、铬、汞;(3)按综合指标值对水质进行分类:5水质指标水质指
2、标总砷总砷挥发酚挥发酚总氰化物总氰化物 铬(铬(6价)价)总汞总汞实测值实测值(mg/L)0.0250.0050.10.010.0001标准值标准值(mg/L)0.050.0050.20.050.0001权重权重0.20.20.10.20.3南京某三类水域,通过实测得以下水质指标:试判断该水域的环境质量。例题63、均值型指数法(北京西郊水质量系数)分级标准分级标准P 0.2清洁清洁=0.2 0.5尚清洁尚清洁=0.5 1.0轻污染轻污染=1.05.0中污染中污染510重污染重污染10100较重污染较重污染100极重污染极重污染74、有机污染综合评价值 基于上海地区黄浦江等河流的水质受有机污染突
3、出的问题,进行了一系列研究,综合出氨氮与溶解氧饱和百分率之间的相互关系,提出了有机污染综合评价值A。A=BODi/BOD0+CODi/COD0+NH3-Ni/NH3-N0-DOi/DO0式中:A-综合污染评价指数BODi、BOD0-BOD的实测值和评价标准CODi、COD0-COD的实测值和评价标准NH3-Ni、NH3-N0的实测值和评价标准DOi、DO0的实测值和评价标准8上面的式子也可改写成:A=BODi/BOD0+CODi/COD0+NH3-Ni/NH3-N0+(DO饱-DOi)/(DO饱-DO0)式中,DO饱-实测水文条件下中饱和溶解氧浓度在计算时,根据黄浦江的具体情况,各项标准规定如
4、下:BOD0=4mg/L;COD0=6mg/L;NH3-N0=1mg/L;DO0=4mg/L。定A2作为开始受到有机污染的标志,并根据A值的大小,分级评定水质受到有机物质污染的程度,结合黄浦江的具体情况,水质质量评价分级如表所示。9A值值污染程度分级污染程度分级水质质量评价水质质量评价00良好良好011较好较好1 22一般一般233开始污染开始污染344中等污染中等污染45严重污染严重污染二、分级型水环境指数1、罗斯水质指数 罗斯在总结以前水质指数基础上,对英国克鲁多河干支流进行了水质评价的研究,提出了一种简明的水质指数。黄浦江水质质量评价分级10(1)评价参数BOD、氨氮、悬浮固体、DO,并
5、分别给予权重,其中DO可用浓度和饱和度两种表示。参数参数BOD氨氮氨氮悬浮固体悬浮固体DO权重系数权重系数3322各评价参数权重在计算水质指数时,不直接用各参数的测定值或相对污染值来统计,而是先将它们分成等级,然后按等级进行计算,(2)计算式WQI=分级值/权重值规定WQI值用整数表示,这样就将水质指数分成从0-10的11个等级,数值越大,则水质越好。(10:天然纯净水;0:腐败的原污水)11122、布朗水质指数 1970年,R.M.Brown等发表了评价水质污染的水质指数(WQI)。他们对35种水质参数征求142位水质管理专家的意见,选取了11种重要水质参数。即溶解氧、BOD5、混浊度、总固
6、体、硝酸盐、磷酸盐、pH、温度、大肠杆菌、杀虫剂、有毒元素等。然后由专家进行不记名投票,确定每个参数的相对重要权系数。水质指数WQI按下式计算:WQI=WiPi Wi=1式中 WQI为水质指数,其数值在0-100之间;Pi为第i个参数的质量,在0-100之间;Wi为第i参数的权重值,在0-1之间。13水质参数水质参数重要性评价值重要性评价值中介权重中介权重最后权重最后权重溶解氧溶解氧1.41.00.17大肠菌密度大肠菌密度1.50.90.15pHpH2.10.70.12BODBOD2.30.60.10硝酸盐硝酸盐2.40.60.10磷酸盐磷酸盐2.40.60.10温度温度2.40.60.10混
7、浊度混浊度2.90.50.08总固体总固体3.20.40.08合计合计=5.9=1.09个参数的重要性评价及权重系数143、W值水质评价法(1)监测项目与评分标准为了评价地表水体,原则上讲,应该所有项目都测。一般情况下,13个项目必测:BOD、DO、COD、挥发性酚、氰化物、Cu、As、Hg、Cd、Cr、氨氮、ABS、石油等。参照地表水质单一或污染物的分级与评价标准表评分1516表中把单一项目或污染物的含量分为、级。评分时,一般分别给予10、8、6、4、2分。10分最理想,2分最差。(表中级除DO、BOD、COD、Cu外,其它均为饮用水标准;DO、BOD、COD是根据大量监测资料确定的;Cu为
8、水产用水标准;级除ABS外,等于或小于水产用水标准;级为地面水标准;级为农田灌溉用水标准;大于农田灌溉用水标准的数值为级。)17(2)数学模式:上式能概括地表示水质监测的总项数和各级别的项数。S表示监测总项数;分别为监测值得10分、8分、6分、4分2分的项数。其中得4分和2分的项数为超过地表水标准的项数。例如,某监测点的数学模式为:表示监测总项数为8项,其中得10分的4项,8分的1项,6分的0项。4分的2项,2分的1项,有3项超过地表水标准18(3)污染分级 地面水质的综合评价分为五级。W1为第一级也叫饮用级;W2为第二级(良好级)也叫水产级;W3为第三级(标准级)也叫地表级;W4为第四级(污
9、染级)也叫污灌级;W5为第五级(重污染级)也叫弃水级。(4)污染表达式SWJ-CS为监测总项数;Wj为污染级别;C超标项数(5)综合污染指数注:用两个最小评分值之和除以2,商为奇数则进为偶数,该数所超级别评价水质。注:综合污染指数n为监测点数,bj为监测点j所控河段长度占总长度的比例,wj为污染等级194、分级评分法 这是国家环保总局标准处曾经推荐的一种方法。(1)评价标准以地表水环境质量标准和污染水质分级为参考,见地表水质评价分级表。(2)评价代表值在评价时采用一次值,或采用多次平均值,而且必须与评价的具体目的相适应,它适用于对一个河段的一点或多点的监测结果、一条河流不同河段的监测结果,以及
10、同一监测点的不同时间监测结果的评价。(3)评价记分原则分值越高,表示水质越好。根据标准分级的原则和各级的定义,已确定同级中的每一参数是等权的,二各级间的分值是不等的。各级参数分值如表所示。(4)评价步骤,根据各项参数的实测结果,见表。得出每一参数值相应级别的分值,各项参数分值相加为总分值。202122 第二节 水环境影响评价 目的:一个预测;一个确定;一个分析;一个解释;一个提出。一、工作程序、评价等级和评价标准1技术工作程序 地表水环境影响评价的技术工作程序可分为四个阶段(见图):第一阶段:了解工程设计、现场踏勘、了解环境法规和标准的规定、确定评价级别和评价范2324围、编制环境影响评价工作
11、大纲,在这阶段还要做些环境现状调查和工程分析方面的工作;第二阶段:详细开展水环境现状调查和监测,做仔细的工程分析,在此基础上评价水环境现状;第三阶段:根据水环境排放源特征,选择或建立和验证水质模型,预测拟议行动对水体的污染影响,并对影响的意义及其重大性作出评价,并且研究相应的污染防范对策;第四阶段:提出污染防治和水体保护对策,总结工作成果,完成报告书,为项目监测和事后评价作准备。25 2评价等级的划分 环境影响评价技术导则地面水环境(HJT2.393),根据拟建项目排放的废水量、废水组分复杂程度、废水中污染物迁移、转化和衰减变化特点以及受纳水体规模和类别,将地表水环境影响评价分为三级。不同级别
12、的评价工作要求不同,一级评价项目要求最高,二级次之,三级较低。(示例)262728293031题1 一拟建建设项目,污水排放量为5800 m3/d,经类比调查知污水中含有COD、BOD、Cd、Hg,pH为酸性,受纳水体为一河流,多年平均流量为90 m3/s,水质要求为4类,此环评应按几级进行评价?参考答案:(1)污水排放量:为500010000之间(2)水质复杂程度:含有持久性污染物(Cd、Hg)、非持久性污染物(COD、BOD)、酸碱(pH为酸性),污染物类型数3,复杂程度为“复杂”(3)水域规模:介于150 m3/s到15 m3/s之间,为中等河流(4)水质要求:4类查表可知,此环评应按二
13、级评价要求进行32二、影响识别1、项目特征与地表水水量和水质的关系项目的类型与其影响的直接联系:分析范围:项目的建设期和运行期的作业情况。分析的重点:水的利用、废水回用与处理及其引起周围水体水量与水质改变的情况。是否可通过清洁生产审计减少耗水量和降低水的污染程度。项目所在位置与水体所受影响的联系:包括项目建设所需时间以及建设期的工程活动引起的影响。33识别位于特殊地点的拟建项目的要求:例如与洪水控制、该区域后续的工业开发、经济发展和许多其他需要相关联的影响。考虑拟建项目各项因素:包括选址、生产工艺、施工过程都应是多方案备选的,故应对每个方案进行具体的工程分析,识别其影响,以进一步通过每个方案的
14、预测并作出评价。342、评价因子的筛选 评价因子的筛选,应根据评价项目的特点和当地水环境污染特点而定。一般是依据拟建项目性质主要考虑:城市和各工业部门通常排放的水污染物;按等标排放量 Pi值大小排序,选择排位在前的因子,但对那些毒害性大、持久性的污染物如重金属、苯并芘等应慎重研究再决定取舍;35在受项目影响的水体中已造成严重污染的污染物或已无负荷容量的污染物;经环境调查已经超标或接近超标的污染物;地方环保部门要求预测的敏感污染物。36三、地表水环境影响预测(一)预测工作的准备1预测时段与范围(1)预测时期u预测时段:地表水预测时期分丰水期、平水期和枯水期三个时期。冰封期是北方河流特有的情况,此
15、时期的自净能力最小。因此,对一、二级评价项目应预测自净能力最小和一般的两个时期环境影响。对于冰封期较长的水域,当其功能为生活饮用水、食品工业用水水源或渔业用水时,还应预测冰封期的环境影响。三级评价或评价时间较短的二级评价可只预测自净能力最小时期的环境影响。37u预测阶段:一般分建设过程、生产运行和服务期满后三个阶段。所有拟建项目均应预测生产运行阶段对地表水体的影响,并按正常排污和不正常排污(包括事故)两种情况进行预测。建设过程超过一年的大型建设项目,如产生流失物较多、且受纳水体要求水质级别较高(在类以上)时,应进行建设阶段环境影响预测。个别建设项目还应根据其性质、评价等级、水环境特点以及当地的
16、环保要求预测服务期满后对水体的环境影响(如矿山开发、垃圾填埋场等)。38(2)预测范围与预测点:预测范围:由于地表水水文条件的特点,其预测范围与已确定的评价范围相一致。预测点为了全面反映拟建项目对该范围内地表水环境影响,一般选以下地点为预测点。已确定的敏感点;环境现状监测点,以利于进行对照;水文条件和水质突变处的上、下游,水源地,重要水工建筑物及水文站附近;在河流污染物混合过程段选择几个代表性断面;排污口下游可能出现超标的点位附近。392预测方法的选择 预测建设项目对水环境的影响,应尽量利用成熟、简便并能满足评价精度和深度要求的方法。(1)定性分析法:有专业判断法和类比调查法两种:专业判断法是
17、根据专家经验推断建设项目对水环境的影响。运用专家判断法(如特尔斐法)有助于更好发挥专家的专长和经验。类比调查法是参照现有相似工程对水体的影响,来推测拟建项目对水环境的影响。定性分析法具有省时、省力、耗资少等优点,并且在某种情况下也可给出明确的结论。40(2)定量预测法:指应用物理模型和数学模型预测。应用水质数学模型进行预测是最常用的。(二)水环境影响评价中常用的水质模型河流水质模型是描述水体中污染物随时间和空间迁移转化规律的数学方程。1、水质模型的分类:n按时间特性分:分为动态模型和静态模型。描写水体中水质组分的浓度随时间变化的水质模型称为动态模型。描述水体中水质组分的浓度不随时间变化的水质模
18、型称为静态模型。41n按水质模型的空间维数分:分为零维、一维、二维、三维水质模型。当把所考察的水体看成是一个完全混合反应器时,即水体中水质组分的浓度是均匀分布的,描述这种情况的水质模型称为零维的水质模型。描述水质组分的迁移变化在一个方向上是重要的,另外两个方向上是均匀分布的,这种水质模型称为一维水质模型。描述水质组分的迁移变化在两个方向上是重要的,在另外的一个方向上是均匀分布的,这种水质模型称为两维水质模型。描述水质组分迁移变化在三个方向进行的水质模型称为三维水质模型。42n按描述水质组分的多少分:分为单一组分和多组分的水质模型。水体中某一组分的迁移转化与其它组分没有关系,描述这种组分迁移转化
19、的水质模型称为单一组分的水质模型。水体中一组分的迁移转化与另一组分(或几个组分)的迁移转化是相互联系、相互影响的,描述这种情况的水质模型称为多组分的水质模型。43n按水体的类型可分为:河流水质模型、河口水质模型(受潮汐影响)、湖泊水质模型、水库水质模型和海湾水质模型等。河流、河口水质模型比较成熟,湖、海湾水质模型比较复杂,可靠性小。n按水质组分可分为:耗氧有机物模型(BODDO模型),无机盐、悬浮物、放射性物质等单一组分的水质模型,难降解有机物水质模型,重金属迁移转化水质模型。442、污染物排入水环境后的物理、化学和生物过程(1)污染物在水体中的稀释分散污水排入河流的混合过程竖向混合阶段-沿河
20、流深度方向的混合;横向混合阶段-从竖向充分混合到横向方向的混合;横断面上充分混合后阶段-横断面上浓度处处相等。45河流的混合稀释模型(守恒物质零维模型)背景段混合段均匀混合段 河水流量Q(m3/s),污染物浓度为C1(mgL)连续排放污染物浓度为C2(mgL)废水流量为 q(m3/s)C046(2)污染物质在水体(河流)中的扩散 污染物质在河流中的迁移总起来可分为两类,即推流和扩散。推流也称平流、随流输移。推流是指污染物质随水质点的流动一起移到新的位置。扩散可分为分子扩散、湍流扩散、弥散扩散和对流扩散。推流-推流过程中河流横断面上各点流速处处相等,推流作用只能改变污染物的位置,并不稀释污染物浓
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