环境科学环境问题的识别

第三部分环境问题的 识别与解决,3.1环境污染问题的识别（1）环境质量与环境标准的制定（2）环境监测（3）环境质量现状评价（4）环境影响评价（5）环境风险评价与管理,1,环境质量：环境素质的优劣程度在一个具体的环境内，环境的总体或环境的基本要素对人群的生存和繁衍及社会经济发展的适宜程度。大气环境质量水环境质量土壤环境质量生物环境质量,（1）环境质量与环境标准的制定,2,Dirty Energy Dwarfs Clean in China and India,By ELISABETH ROSENTHAL Reuters Smoke billows from a coal-burning power station in Beijing.,NY Times, February 21, 2011,环境问题的媒体报道,3,美使馆介绍监测北京空气标准 颗粒物危害大2011年11月08日14:54人民网北京空气质量监测中心工程师:美使馆数据值得商榷2011年11月09日 02:15来源：北京晨报北京晚报：北京空气质量自己与自己怎么比？2011年11月09日10:39 北京雾霾天引空气质量监测之争 专家释疑新京报 发布时间：2011-11-8,北京的空气质量到底有多差：雅虎评论,北京空气污染问题的媒体报道,4,5,DHMO的危害性：意外吸入DHMO会致死，即使少量也难免，在固态DHMO存在的环境中暴露时间过长会导致严重的组织损伤，酸雨的主要成分，曾获殊荣的美国科学家Zohner的研究发现，大约86%的人赞成禁用DHMO。,H2O 呛死 冻伤 水 14岁的Zohner在网上列举了DHMO的以上危害，50人中有43人支持禁用DHMO。该项调查获一次科学大会的最高奖,一种环境问题的媒体报道,6,环境质量基准(Environmental Quality Criteria):环境因素在一定条件下作用于特定对象（人或生物）而不产生不良或有害效应的最大阈值。是保障生存及维持生态平衡的基本水准。由剂量-反应关系确定，不考虑社会、经济、技术等人为因素，不具有法律效力。环境质量标准(Environmental Quality Standard):国家权力机构为保障人群健康和适宜的生存条件，为保护生物资源、维持生态平衡，对环境中有害因素在限定的时空范围内允许阈值下所做的强制性的法规。以环境基准为依据，考虑社会、经济、技术等因素，经过综合分析制定，具有法律意义，体现国家环境保护政策和要求。,环境质量基准与标准,7,Research on:Atmospheric Processes;Air Quality; Exposure;Health &Welfare Effects,Peer-ReviewPublishedLiterature,First Draft EHCDocument Authored byInvited Expert (s),WHO/IPCS CollaboratingInstitutions in MemberCountries CommentOn Draft Document,Revision of Draft EHCDocument by Author(s)In Response toComments,Peer Review & Revision of Draft Document by Experts at WHO/IPCSTask Group meeting,Revised Draft DocumentIncorporating Task groupChange Returned to Participating Experts for Verification,Final Editing of EHCDocument by WHO/IPCSHeadquarters StaffPublication by WHO,Published EHCDocument circulated Participating MembersAnd Other Requestors,IPCS: international program on chemical safetyEHC: Environmental Health Criteria,WHO 环境基准文件制定过程,8,环境标准的制定过程:以美国为例,Peer-reviewedPublished Studies,EPA Air QualityPublished Studies,EPA Staff Paper(SP) and RiskAssessment,Research on:Atmospheric Processes;Air Quality; Exposure;Health & Welfare Effects,Reviews by CASACand the public,Reviews by CASACand the public,FinalDecisionOnStandard,Proposed DecisionsOnStandard,Public Hearings andComment onProposals,CASAC: Clean Air Scientific Advisory Committee,9,10,11,WHO AQG: Global update 2005: Particulate matter - annual mean,12,国务院,环保部,专家组,中国PM2.5环境空气质量标准制定过程,13,目的：准确、及时、全面反映环境质量现状及发展趋势，为环境评价、管理、污染源控制、环境规划提供科学依据。根据环境质量标准，评价环境质量根据污染物的时空分布，追踪寻找污染源收集本地数据，积累长期监测资料，为预测预报环境质量、控制污染提供依据为开展环境科学研究提供科学依据为保护人类健康、保护环境、合理使用自然资源、制定环境法规、标准、规划等服务,（2）环境监测,14,按监测目的分类：监视性监测：例行或常规监测研究性监测特定目的监测：污染事故、仲裁、考核验证、咨询服务按监测介质对象分类:水和废水、大气和废气、土壤、固体废物、生物、噪声、电磁辐射、放射性按监测区域的尺度分类: 局地、区域、洲际、全球按监测手段:化学、物理、生物、遥感,环境监测类型,15,完整性：过程设计及记录完整可比性：实验室内、实验室之间的比较准确性：精密性：,环境监测的要求,16,环境污染的特点时空分布环境污染与污染物含量的关系污染因素的综合效应环境污染的社会评价环境监测的特点综合性：大气、水体、土壤、固体废气物、生物 化学、物理，统计处理及分析连续性追踪性:保证数据质量,17,环境监测标准：环境质量标准污染物排放标准评价环境质量和环境影响的基本依据环境基础标准环境方法标准环境标准样品标准环保仪器、设备标准减少监测过程中出现差错、保证数据可比性的重要手段,环境监测标准与指标,18,环境优先污染物和优先监测对污染物进行分级排列，筛选出潜在危害性大、环境中出现频率高、有可靠的监测手段并能获得准确数据，有环境质量标准水和废水监测项目物理性质金属非金属无机物有机化合物生物学指标,环境监测指标,19,大气和废气监测指标,连续采样实验室分析项目必测项目选测项目二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、飘尘、光化学氧化剂硫酸盐化速率氟化物、铅、汞、苯并a苾、总烃灰尘自然沉降量、非甲烷烃,大气环境自动监测系统监测项目必测项目 选测项目二氧化硫、氮氧化物臭氧、总碳氢化合物总悬浮颗粒物、一氧化碳,20,环境监测方案的制定,地面水质:收集基础资料监测断面设置采样点位的确定采样时间和频率的确定采样、监测技术和质量保证大气污染:收集资料监测网点的布设采样时间和频率的确定采样、监测技术和质量保证土壤:采样点布设采样深度采样时间采样量,21,监控网络的总体结构,22,12个城市空气监测站4个区域空气监测站2个移动监测子系统1个数据中心1个系统监控中心1个系统支持实验室1个系统控制实验室,珠江三角洲空气质量监控网,监控网络子站的空间分布,23,北京空气质量的演变达标天数在增加(来源: 北京市环保局),24,SO2 浓度的降低主要因为能源机构的改变,SO2浓度的季节变化SO2 seasonal variations,采暖期和非采暖期差异很大 Obvious difference between heating and non-heating seasons,NOx浓度的季节变化较平缓，受燃煤和机动车排放共同影响Seasonal variation of NOx conc. showed moderate, depending on both coal burning and vehicular emissions,25,1984-2003北京城近郊区大气SO2年日均浓度的年际变化,26,1986-2003北京城近郊区大气NOx年日均浓度的年际变化,27,WHO AQG,NAAQS,28,北京市环境监测中心大气污染监测网,29,个体保护：被动接受,30,31,大气化学观测-网络化,科学院大气物理研究所 王跃思,BAPMoN1968年建立， 有22个全球性观测站 和几百个区域性观测站 ，其中有160个站具备降水(降雨和雪)化学测量的能力，有95个站进行气溶胶光学厚度与浑浊度(空气透明度和清晰度)的测量，有80个站进行悬浮颗粒物质的测量，有38个站测量二氧化碳浓度，26个站测地面臭氧，9个站测甲烷，5个站测含氯氟烃(CFCs)。,GO3OS l 957年建立，有140多个地面臭氧观测站,GAW1989年成立,32,大气化学观测-网络化,中国气象科学研究院 张小曳,监测项目二氧化碳甲烷CO O3SO2NOxUVB大气气溶胶降水太阳辐射,33,BG,12 Urban sites + 4 regional sites2 super-sitesLidarAirbore measurementSatelline,基于研究目的的观测：PRIDE-PRD(Program of Regional Integrated Experiments of Air Quality over Pear River Delta),XK,34,广义：对环境系统状况的价值评定、判断和提出对策.环境质量评价：确定、预测和解释人为活动对环境质量的影响。环境影响评价：广义:对拟议中的人为活动可能造成的环境影响进行分析论证的全过程，并在此基础上提出采取的防治措施和对策 。狭义：对拟议中的建设项目在兴建前即可行性研究阶段，对其选址、设计、施工等过程，特别是运营和生产阶段可能带来的环境影响进行预测和分析，提出相应的防治措施，为项目选址、设计及建成投产后的环境管理提供科学依据 。,参考书：环境科学概论，杨志峰、刘静玲等，高等教育出版社,3. 环境质量现状评价,35,按时间要素回顾评价现状评价影响评价按地域范围局地区域全球按环境要素大气水质土壤综合,环境评价的类型：,36,环境质量影响的效应和作用直接、间接线性、非线性人为活动造成的环境影响具有阶段性人为营力作用环境物质释放环境参数变化环境物质在有关宿体中迁移转化环境质量变异在适当条件下产生污染危害所有环境系统都有阈值环境质量变异存在着自然演化的过程,环境评价的原则：,37,评价方法：环境影响识别、评价和各种方案决策中应用的通行方法影响预测技术：应用各种环境模型以及专家的职业经验进行预测综合评价方法：综合地描述、识别、分析和评价一项开发行动对 各种环境因子的影响或引起的总体环境质量的变化核查表法 check list矩阵法matrix网络法network环境指数法environmental index叠图法overlay情景分析法scenario analysis,环境评价方法：,38,专项分析和评价方法：定性、定量地确定影响程度、大小及重要性环境影响特征度量法环境指数和指标法专家判断法brain stormingDelphi techniqueBattelle environmental evaluation systemCost-benefit analysis定权法现场监测和调查统计与多元分析,环境评价方法,39,程序和方法程序：确定评价目的，判定实施计划收集与评价有关的背景资料环境质量现状监测背景值的预测环境质量现状分析评价结论与对策方法：环境污染评价单因子指数,Pi 污染物i的污染指数ci 污染物i的实测浓度Si 污染物i的评价标准值 污染物i的平均污染指数k 监测次数,算术平均值,环境质量现状评价,40,多因子评价：多种污染物同时出现内梅罗 (N L Nemerow)法,对于土壤 P 1.0未污染1.0 7重污染,带有权重的叠加指数法,41,综合污染指数,叠加型,均值型,加权均值型,均方根型,I综合污染指数n 评价因子数Wi 污染物i的权系数,42,污染物对比因子 序列综合权值最高超标值取样点超标率 平均超标值统计值 序列统计值 序列 统计值 序列大气62.1493.049.693110.36水21.0244.413.17250.17植物45.1371.2211.96490.30土壤3.73172.131.58150.17总计301.00,上海市氟污染综合评价各环境要素权值的确定,43,生态学评价方法：通过各种生态因素的调查研究，建立生态因素与环境质量之间的效应函数关系，评价自然景观破坏、物种灭绝、植被减少、作物品质下降与人体健康和人类生存发展需要的关系。植物群落评价植物数量、优势度、净生产力、种群多样性辛普生指数,D多样性指数N所有种群的个体总数n单个种群的个体数K种群种类数,动物群落评价水生生物评价,景观评价：以满足人们追求舒适性的 需求为目标。,Q评价对象的景观值Qi第i个要素美感值Wi第i个要素的权系值,44,分类:战略性环境影响评价：国家或地区在拟定立法议案、重大方针、战略发展规划和采取战略行动前开展的环境影响评价。区域环境影响评价建设项目环境影响评价新产品和新技术开发的环境影响评价生命周期评价,（4）环境影响评价,45,46,环境影响评价的内容 项目概况项目周围环境状况项目对环境可能造成的影响的分析和预测环境保护