水环境影响评价　ppt课件

1 04地表水环境影响评价 2 提纲 第一节基本概念及相关评价标准第二节地表水环境影响评价内容及程序第三节地表水环境现状调查与评价第四节地表水环境影响预测与评价第五节课外阅读第六节实例研究 另附讲义04 1 致谢 3 内容 地表水环境影响评价地下水环境影响评价海洋环境影响评价 4 第一节基本概念及相关评价标准 5 基本概念一 地表水 指存在于陆地表面的各种水域 如河流 包括河口 湖泊 水库等 考虑到地表水与海洋之间的联系 在地表水环境影响评价时 还包括有关海湾 包括海岸带 的部分内容 与地表水相关的名词 水体 海洋 河流 湖泊 水库 地下水 6 基本概念二 水体污染源 凡对水环境质量可以造成有害影响的物质和能量输入的来源 统称水污染源 输入的物质和能量 称为污染物或污染因子 7 常用水环境评价标准介绍 1 环境影响评价技术导则 地面水环境 HJ T2 3 93 规定了地面水环境影响评价的原则 方法及要求 适用于厂矿企业 事业单位建设项目的地面水环境影响评价 8 地表水环境质量标准 GB3838 2002 本标准按照地表水环境功能分类和保护目标 规定了水环境质量应控制的项目及限制 以及水质评价 水质项目分析方法和标准的实施与监督 适用于中华人民共和国领域内江河 湖泊 运河 渠道 水库等具有使用功能的地表水水域 9 地表水水域分为五类 主要适用于源头水 国家自然保护区 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区 珍稀水生生物栖息地 鱼虾类产卵场 仔稚幼鱼的索饵场 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区 鱼虾类越冬场 洄游通道 水产养殖区等渔业水域及游泳区 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区 主要用于农业用水区及一般景观要求水域 10 地下水质量标准 GBT14848 93 本标准规定了地下水的质量分类 地下水的质量监测 评价方法和地下水质量保护 适用于一般地下水 不适用于地下热水 矿水 盐卤水 11 地下水分为五类 依据我国地下水水质现状 人类健康基准值及地下水质量保护目标 并参照了生活饮用水 工业 农业用水水质最高要求 将地下水质量划分为五类 主要反映地下水化学组分的天然低背景含量 适用于各种用途 主要反映地下水化学组分的天然背景含量 适用于各种用途 以人体健康基准值为依据 主要适用于集中式生活饮用水水源及工 农业用水 以农业和工业用水要求依据 除适用于农业和部分工业用水外 适当处理后可作生活饮用水 不宜引用 其他用水可根据使用目的选用 12 海水水质标准 GB3097 1997 本标准规定了海域各类适用功能的水质要求 适用于中华人民共和国管辖的海域 13 海水水质分为四类 适用于海洋渔业水域 海上自然保护区和珍稀濒危海洋生物保护区 适用于水产养殖区 海水浴场 人体直接接触海水的海上运动或娱乐区 以及人类食用直接有关的工业用水区 适用于一般工业用水区 滨海风景旅游区 适用于海洋港口水域 海洋开发作业区 14 其它水环境质量标准 渔业水质标准 GB11607 89 农田灌溉水质标准 GB5084 92 生活饮用水源水质标准 CJ3020 93 15 污水综合排放标准 GB8978 1996 本标准按照污水排放去向 分年限规定了69种水污染物最高允许排放浓度和部分行业最高允许排水量 适用于现有单位水污染物的排放管理 以及建设项目的环境影响评价 建设项目环境保护设施设计 竣工验收及其投产后的排放管理 16 1 污水排放标准分级 续前标准 排入GB3838 类水域 划定的保护区和游泳区除外 和排入GB3097中二类海域的污水 执行一级标准 排入GB3838中 类水域和排入GB3097中三类海域的污水 执行二级标准 排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水 执行三级标准 排入未设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水 必须根据排水系统出水受纳水域的功能要求 分别执行 和 的规定 GB3838中 类水域和 类水域中划定的保护区 GB3097中一类海域 禁止新建排污口 按水体功能要求 实行污染物总量控制 以保证受纳水体的水质符合规定用途的水质标准 17 2 污水排放污染物分类 按将排放的污染物的性质及控制方式 可分为以下两类 第一类污染物不分行业和污水排放方式 也不分受纳水体的功能类型 一律在车间或车间处理设施排放口采样 其最高允许排放浓度必须达到本标准要求 采矿行业的尾矿坝出水口不得视为车间排放口 第二类污染物 在排放单位排放口采样 其最高允许排放浓度必须达到本标准要求 对于排放含有放射性物质的污水 除执行本标准外 还必须符合GB8703 88 辐射防护规定 18 第二节地表水环境影响评价内容及程序 19 地表水环境评价基本思路 20 基本思路解释 根据地面水环境影响评价技术导则和区域可持续发展的要求 明确包括水质要求和环境效益在内的环境质量目标 根据国家排污控制标准 排放标准 分析和界定建设项目可能产生的特征污染物和污染源强 水质和水量指标 选择合理的水质模型 建立污染源与环境质量目标的关系 根据各种工况下不同的污染源强 进行水环境影响预测评价 采取社会 环境 经济协调统一的分析方法 优化污染源控制方案 实现建设项目水污染源的 达标排放 总量控制 通过综合分析 评价 得出项目建设的环境可行性结论 21 地表水环境影响评价的主要内容和工作程序 22 地表水环境影响评价的主要任务 1 明确工程项目的性质全面了解建设项目的背景 进度和规模 调查其生产工艺和可能造成的环境影响因素 明确工程及环境影响性质 拟建工程是否符合产业政策与区域规划 划分拟建工程的环境影响属性 是环境污染型或生态破坏型 界定新 改 扩建项目 明确是否有了 以新带老 的问题 23 2 划分评价等级依据 环境影响评价技术导则 地面水环境 结合建设项目外排水污染源的特点和当地水环境的特征 对地表水环境影响评价工作进行分级 24 3 地表水环境现状调查与评价通过水质与水文调查 现有污染源调查 弄清楚水环境现状 确定水环境问题的性质和类型 并对水质现状进行评价 25 4 建设项目工程 水污染源 分析根据建设项目的生产工艺流程 原辅材料消耗及用水量 通过工程分析及物料平衡和水平衡分析 弄清楚建设项目所产生的各类水污染源强 水质与水量指标 分析论证工程设计采用的废 污 水处理方案的有效性及可靠性 确定不同工况下的外排水污染负荷量 主要是特征污染物的水质与水量指标 26 5 建设项目的水环境影响预测与评价利用现状调查和工程分析的有关数据 确定水质参数和计算条件 选择合适的水质模型 建立水质输入响应关系 针对不同工况下的外排污染负荷量 预测建设项目对地表水环境的影响范围及程度 根据水环境影响预测结果 依据国家污染物排放标准和水质量标准 对建设项目的水环境影响进行综合分析评价 27 6 提出控制水污染的方案与保护水环境的措施根据上述项目环境影响预测和评价 比较优化建设方案 评定与估价建设项目对地表水影响的范围和程度 预测受影响水体的环境质量变化和达标率 为了实现水环境质量保护目标 提出水环境保护的建议和措施 28 如何确定地表水环境影响评价等级 依据 环境影响评价技术导则 地面水环境 HJ T2 3 93 规定 地表水环境影响评价工作分为三级 一级评价最详细 二级次之 三级较简略 这样的划分直接决定了工作量 并在一定程度上表征拟建项目对地表水环境的影响程度 对于不同级别的地表水环境影响评价 环境现状调查 环境影响预测等的评价工作内容与技术质量要求有所不同 低于地表水环境影响第三级评价条件的建设项目 不必进行地表水环境影响评价 只需按照环境影响报告表的有关规定 进行简单的水环境影响分析 29 划分评价等级的依据 确定评价等级判据的原则所定依据应能反映地表水问题的主要特点 反映建设项目向地表水排放污水的主要特征 与建设项目排污有关的判据定为污水排放量和污水水质特征 与地表水环境有关的判据定为受纳水体的规模和受纳水体对水质的具体要求 评价等级的划分主要四项指标确定 分别是建设项目的污水排放量 污水水质的复杂程度 受纳水域的规模及受纳水域对水质的具体要求 30 建设项目污水排放量污水排放量中不包括间接冷却水 循环水以及其他含污染物极少的清净水的排放量 但包括热量大的冷却水的排放量 参考 污水综合排放标准 GB8978 1996 将我国企业污水排放量 Q m3 d 分为5个档次 Q 20000 20000 Q 10000 10000 Q 5000 5000 Q 1000 1000 Q 200 31 建设项目污水水质的复杂程度 判据一 根据污染物在水环境中的输移 转化 衰减特点以及它们的预测模型 将污染物分为四类 1 持久性污染物 其中还包括在水环境中难降解 毒性大 易长期积累的有毒物质 2 非持久性污染物 3 酸和碱 以PH表征 4 热污染 以温度表征 32 建设项目污水水质的复杂程度 判据二 污水水质的复杂程度按污水中拟模拟的污染物类型以及某类污染物中水质参数的多少划分为复杂 中等和简单三类 1 复杂 污染物类型数 3 或者只有两类污染物 但需要预测其浓度的水质参数 水质因子 数目 10 2 中等 污染物类型数 2 且需预测其浓度的水质因子数目 10 或者只含有一类污染物 但需预测其浓度的水质参数数目 7 3 简单 污染物类型数 1 需预测浓度的水质参数数目 7 33 地表水流规模 受纳水体的规模 为了体现地表水环境影响评价的特点 应该以枯水期的平均流量作为河流 或河口 水域规模大小的判据 但因为这种资料难以取得 所以地表水环境影响评价技术导则规定 以多年平均流量作为划分河流或河口水域规模大小的依据 如果没有多年平均流量 则用平水期的平均流量 河流与河口 按建设项目排污口附近河段的多年平均流量或平水期的平均流量划分 大河 150m3 s 中河 15 150m3 s 小河 15m3 s 34 湖泊和水库水域规模大小的划分 与河流的情况相似 应以湖泊和水库枯水期的平均水深和相应的水面积 作为划分湖泊和水库水域规模大小的依据 但此时期的资料不易获得 因此以多年平均水深和相应的水面积作为划分湖泊和水库水域规模大小的依据 如果没有多年平均资料时 可选用平水期的平均水深和相应的水面积作为划分湖泊和水库水域规模大小的依据 按枯水期湖泊和水库的平均水深以及水面面积划分为 35 地表水水质要求 根据 地表水环境质量标准 GB3838 2002 划分地表水的水域功能 如受纳水体的实际功能与该标准的水质分类不一致时 根据当地的水环境质量要求确定 地表水环境影响评价等级的划分参见P35 P36的表进行 注意 建设项目污水排放量Q 20000时 地表水环境影响评价至少为二级 而建设项目污水排放量在200 1000时 地表水环境影响评价等级为三级 36 37 38 第三节地表水环境现状调查与评价 39 地表水环境现状调查范围 建设项目环境现状调查范围的确定 需要遵循的原则 1 应包括建设项目对周围地表水环境影响较显著的区域 在此区域内进行调查 能全面说明与地表水环境相联系的环境基本状况 并能充分满足地表水环境影响评价的要求 2 应尽量按照将来污染物排放后可能的达标范围 污水排放量大小 受纳水域的特点以及评价等级等确定具体工程的地表水环境调查范围 3 河流环境现状调查的范围 需要考虑污水排放量大小 河流规模确定排放口下游应调查的河段长度 4 湖泊 水库以及海湾环境现状调查范围 需要考虑污水排放量的大小确定调查半径或调查面积 以排污口为圆心 以调查半径为半径 40 41 以半圆计算 42 43 地表水环境现状调查时期的要求 环境现状调查时间与水文特征的划分应相对应 河流 河口 湖泊与水库一般按丰水期 平水期 枯水期划分 海湾按大潮期和小潮期划分 对于北方地区 也可以按冰封期和非冰封期划分 评价等级不同 各类水域调查时期的要求也不同 具体看下表 44 45 注意 当调查区域非点源污染严重 丰水期水质劣于枯水期时 一 二级评价的各类水域应调查丰水期 若时间允许 三级评价也应调查丰水期 冰封期较长的水域 且其水体作为生活饮用水 食品加工用水的水源或渔业用水时 应调查冰封期的水质 水文情况 46 地表水环境现状调查 1 水文调查与水文测量应向有关部门收集现有资料 当资料不足时 应进行一定的水文调查与水质调查同步的水文测量 一般情况水文调查和水文测量在枯水期进行 水文测量的内容与拟采用的环境影响预测方法密切相关 在采用数学模型时应根据所选用的预测模型及应输入的环境水力学参数的需要决定其内容 环境水力学参数主要指水体混合物输移参数及水质模型参数 47 河流 分级情况 河流规模和水期的划分 河流平直及弯曲情况 横断面 纵断面 坡度 水位 水深 河宽 流量 流速 及其分布 水温 糙率及泥沙含量 丰水期是否有漫滩 枯水期有无浅滩 沙洲和断流 北方还需了解是否结冰 封冰 解冰等现象在采用河流水质数学模型预测时 其具体调查内容应根据评价等级及河流规模按照常用水质模型 河流环境水力动力学等的需要决定 48 感潮河口 感潮河口的水文调查和水文测量的内容应根据评价等级和河流的规模决定 其中除包括与河流相同的内容外 还有 感潮河段的范围 涨潮 落潮及平潮时的水位 水深 流向 流速及其分布 横断面 水面坡度 潮间隙以及潮差和历时等 在采用水质数学模型预测时 其具体内容应根据评价等级及河流规模按照河口常用水质数学模型 环境水力学参数模型等的需要决定 49 湖泊和水库 应根据评价等级 湖泊与水库的规模决定水文调查与水文测量的内容 其中主要有 湖泊与水库的面积和形状 丰水期 平水期 枯水期的划分 流入 流出的水量 停留时间 水量的调度和贮量 湖泊 水库的水深 水温分层情况及水流状况 河流的流向和流速 环流的流向 流速及稳定时间 等 在采用数学模型预测时 其调查内容应根据评价的等级及湖泊 水库的规模 按照湖泊 水库水质规模和环境动力学参数等的需要决定 50 海湾 海湾水文调查与水文测量的内容应根据评价等级及海湾的特点选择下列全部或部分内容 海湾形状 海底地形 潮位及水深变化 潮流情况 小潮和大潮循环期间的水流变化 平行于海岸线流动的落潮和涨潮 流入的河水流量 盐度和温度造成的分层情况 水温 波浪的情况以及内海水与外海水的交换周期 在采用数学模型预测时 其具体调查内容应根据评价等级及海湾特点 按照海湾水质数学模型 环境水力学参数等的需要决定 51 2 污染源调查 点污染源调查点源污染调查以收集现有资料为主 只有在十分必要时才补充现场调查或测试 点源污染调查的繁简程度可根据评价级别及其建设项目的关系而略有不同 如评价级别较高且现有污染源与建设项目距离较近时应详细调查 通过收集或实测取得污染源资料时 应注意污染源与受纳水域的水文 水质特点间的关系 以便了解污染物在水体中的自净情况 52 点污染源调查内容点源的排放 排放口的平面位置 排放方向 排放口在断面上的位置 排放形式 分散排放或集中排放 排放数据 根据现有的实测数据 统计报表以及各厂矿的工艺路线等选定的主要水质参数 调查其现有的排放量 排放速度 排放浓度及其变化等数据 用排水状况 主要调查取水量 用水量 循环水量及排水总量等厂矿企业 事业单位的废污水处理状况 主要调查废污水的处理设备 处理效率 处理数量及水质状况等 53 非点污染源调查内容非点污染调查基本上采用间接收集资料的方法 一般不进行实测 根据评价工作的需要选择下述全部或部分内容进行调查 非点源概况 非电源排放方式 排放方向与处理情况 排放数据 54 3 水质调查与水质参数的选择原则 水质调查时应尽量使用现有数据资料 如资料不足时应实测 所选择的水质参数包括现两类 一类是常规水质参数 它能反映水域水质一般状况 另一类是特征水质参数 它能代表建设项目将来排放的水质 常规水质参数以pH 溶解氧 高锰酸盐指数 五日生化需氧量 凯氏氮或非离子氨 酚 氰化物 砷 汞 铬 六价 总磷以及水温为基础 55 56 57 58 水质取样原则与方式 1 河流取样断面的布设 在调查范围的两端应布设取样断面 调查范围内重点保护对象附近水域应布设取样断面 水文特征突然化 如支流汇入处等 水质急剧变化处 如污水排入处等 重点水工构筑物 如取水口 桥梁涵洞等 附近 水文丫附近等应布设样断面 水文站附近等应布设采样断面 在拟建成排污口上游500m处应设置一个取样断面 采样断面布设还采样断面布设还应适当考虑其他人们关心的 需进行水质预测的地点 59 取样断面上取样垂线的布设 若是矩形或近似矩形 a 小河在取样断面的主流线上设一条取样垂线 b 大 中河 河宽小于50m者 共设两条取样垂线 在取样断面上各距岸边1 3水面宽处各设一条取样垂线 河宽大于50m者 共设三条取样垂线 在主流线上及距离两岸不小于0 5m并有明显水流的地方各设一条取样垂线 C 特大河 由于河流过宽 应适当增加取样垂线数 而且主垂线两侧的垂线数目不必相等 拟设置排污口一侧可以多一些 如果断面形状十分不规则 应结合主流线的位置 适当调整取样垂线的位置和数目 60 垂线上取样水深的确定在一条垂线上 水深大于5m时 在水面下0 5m水深处及在距河底0 5m处 各取一个样 水深为1 5m时 只在水面下0 5m取一个样 在水深不足1m时 取样点距水面不应小于0 3m 距河底也不应小于0 3m 对于三级评价的小河不论河水深浅 只在一条垂线上一个点取一个样 一般情况下取样点应在水面下0 5m处 距河底不应小于0 3m 61 水样的对待二 三级评价 需要预测混合过程段水质的场合 每次应将该段内各取样断面中每条垂线上的水样混合成一个样 其他情况每个取样断面每次一个混合水样 一级评价 每个取样点的水样均应分析 不取混合样 62 2 河口采样断面与取样点设置 当排污口拟建于河口感潮段内时 其上游需设置取样断面的数目与位置 应根据感潮段的实际情况决定 其下游按河流对待 取样点的布设和水样的对待与河流要求相同 63 3 湖泊 水库取样位置与采样点的布设原则 取样位置的布设在湖泊 水库中 取样位置的布设原则上应尽量覆盖整个调查范围 并且能切实反映湖泊 水库的水质和水文特点 如进水区 出水区 深水区 浅水区 岸边区等 取样位置可以采用以建设项目的排放口为中心 沿放射线进行布设 取样位置的间隔可参考表 64 大 中型湖泊与水库取样位置布设表 65 小型湖泊 水库取样位置表 66 取样位置上取样点a 大 中型湖泊与水库平均水库小于10m时 取样点设在水面下0 5m处 但距湖库底不应小于0 5m 平均水深大于或等于10m时 首先应找到斜温层 在水面下0 5m及斜温层以下距湖库底0 5m以上处各取一个水样点 b 小型湖泊与水库平均水深小于10m时 水面下0 5m处 并距湖库底不应小于0 5m处设一取样点 平均水深大于或等于10m时 水面下0 5m处和水深10m并距湖库底不小于0 5m处各取一个水样点 C 水样的对待小型湖泊与水库 如水深小于10m时 每个取样位置取一个水样 如水深大于或等于10m时则一般只取一个混合样 在上下层水质差距较大时 可不进行混合 大 中型湖泊与水库 各取样位置上不同深度的水样均不混合 67 斜温层 水的温度是随深度下降的 依照温度的不同在垂直方向把海水分为混合层 斜温层和深水层 混合层位于海平面向下25 200米的深度 这里的水温和海面相近 混合层往下水温骤降 温度变化曲线斜率大 称为斜温层 深水层位于斜温层以下 水温低且变化不大有时指要上部热区和下部冷区之间创造和保持一个温度剧变层 即斜温层 依靠稳定的斜温层阻止下部的冷水和上部的热水相互混和 68 4 海湾取样位置与采样点的布设原则 取样位置的布设在海湾中取样位置的布设原则上应尽量覆盖相应评价等级的调查范围 并切实反映海湾的水质和水文特点 取样位置布设可以采用以建设项目的排放口为中心 沿放射线布设的方法或方网格布点的方法 取样的位置间隔见表 69 海湾取样位置间隔表 70 取样位置上的取样点布设在水深小于或等于10m时 只在水面下0 5m处取一个采样点 此点与海底的距离不小于0 5m 在水深大于10m时 在水面下0 5m处和水深10m并距离底不小于0 5m处分别设取样点 水样的对待每个取样位置一般只有一个水样 即在水深大于10m时 将两个水深所取得的水样混合为一个水样 但在上下层水质差距较大时 可以不进行混合 71 特殊情况的要求对设有闸坝受人工控制的河流 其流动状况在排洪时期为河流流动 在用水时期 如水用量大时也类似河流流动 在用水量小时则类似狭长形水库 这种河流的取样断面 取样位置 取样点的布设等可参考河流 水库的有关规定酌情处理 72 水质调查取样的次数 在所规定的不同规模河流 不同评价等级的调查时期中 每期调查一次 每次调查三四天 至少有一天对所有已选取定的水质参数取样分析 一般情况 每天每个水质参数只取一个样 在水质变化很大时 应采用每间隔一定时间采样一次的方法 73 水质取样原则与方式 在调查范围的两端应布设取样断面 调查范围内重点保护对象附近水域应布设取样断面 水文特征突然化 如支流汇入处等 水质急剧变化处 如污水排入处等 重点水工构筑物 如取水口 桥梁涵洞等 附近 水文丫附近等应布设样断面 在拟建成排污口上游500m处应设置一个取样断面 74 水质调查取样的次数 在所规定的不同规模河流 不同评价等级的调查时期中 每期调查一次 每次调查三四天 至少有一天对所有已选取定的水质参数取样分析 一般情况 每天每个水质参数只取一个样 在水质变化很大时 应采用每间隔一定时间采样一次的方法 75 地表水环境质量现状评价方法 一般采用单项水质参数评价方法 标准指数法 单项水质参数i在第j点的标准指数为 适用水质参数值越小越好的情况 76 溶解氧DO的标准指数为 77 PH的标准指数为 78 地表水环境质量现状评价 对某个具体的指标 若其水质指数大于1 表明该水质参数超过了规定的水质标准 已不能满足使用要求 对某个监测断面 GHZB1 1999以水质最差指标所在级别为该监测断面的水质量级别 即采用悲观的原则GB3838 2002未认同此观点 但也未指出应该如何评价国家环境保护总局正在组织力量开展这方面的工作 79 多项水质参数综合评价 80 多项水质参数综合评价 模糊综合评判方法模糊聚类方法灰关联分析方法灰色聚类方法物元分析方法集对分析方法神经网络方法遗传算法等等 81 第四节地表水环境影响预测与评价 首先提个问题 82 污染物在水体中的迁移转化及耗氧和复氧过程 一 污染物在水体中的迁移转化污染物从不同途径进入水体以后 随着水体介质的迁移运动 污染物的分散作用以及污染物的衰减转化作用使得污染物在水体中得到稀释与扩散 从而降低水体中污染物浓度 污染物混合过程一般分为三个阶段 竖向混合阶段 是从排污口到污染物在水深方向上充分混合 横向混合阶段 是从竖向充分混合到横向充分混合阶段纵向混合阶段 是横断面上充分混合以后到水流方向充分混合的阶段 83 迁移运动迁移运动是指污染物在水流作用下的转移运动 迁移运动只是改变污染物在水中的位置 并不改变水中污染物的浓度污染物的迁移通量 f Cf为污染物的迁移通量 kg m2 s 为水体介质的运动速度 m s C为污染物在水体介质中浓度 kg m3 84 分散运动污染物在水体中的分散运动是由于浓度梯度而引起的 包括分子扩散 湍流扩散 和弥散扩散 分子扩散 是由于分子的随机运动引起的质点分散现象 分子扩散的质量通量与扩散物质的浓度梯度成正比 湍流扩散 是在水体的湍流场中质点的各种状态 流速 压力 浓度等 的瞬时值相对于其平均值的随机脉动而引起的分散现象 弥散扩散 是由于断面上实际的流速及浓度分布的不均匀性引起的分散现象 是由于空间各点湍流速度 或其它状态 与时平均值与流速时平均值的空间平均值的系统差别所产生的分散现象 85 转化运动进入环境的污染物可分为两大类 持久性污染物和非持久性污染物 持久性污染物进入环境后只发生迁移和分散 从而改变其所处的位置和浓度 但总量保持不变 非持久性污染物进入环境后 除随迁移 分散而改变位置和浓度外 还因污染物本身的衰减而加速浓度的降低 因此其总量随时间不断减少 非持久性污染物衰减方式有两种 一种是由污染物自身的运动规律决定的 另一种是在水环境因素作用下 由于发生化学的或者生物的反应而不断衰减 86 非持久性污染物在水体中的衰减过程通常用一级反应动力学规律加以描述 即 87 二 水体的耗氧和复氧过程在有机污染物不断衰减的同时 水中的溶解氧被不断地消耗掉 而空气中的氧又不断融入水中 此过程被称为水体的耗氧和复氧过程 1 碳化需氧量衰减耗氧 2 含氮化合物硝化耗氧 3 水生植物呼吸耗氧 4 水体底泥耗氧水体中的溶解氧被不断消耗的同时 大气中的氧气不断溶于水中 水生生物的光合作用产氧等作用使水中的溶解氧水平得到一定程度的恢复 88 预测条件的确定和预测方法 评价因子的确定评价因子的筛选应根据评价项目的特点和评价范围内水环境污染的特点而定 评价因子的选择有以下原则 1 根据水环境质量现状评价结果选择符合要求的评价因子 2 根据被评价水体的功能 如饮用 渔业 公共娱乐等 选择评价因子 3 根据等标排放量大小排序 选择排位靠前的因子 但对那些毒性大 持久性的污染物取舍要谨慎 4 根据对已经造成受项目影响的水体严重污染的污染物或无符合容量的污染物选择评价因子 5 根据经环境调查已经超标的污染物选择评价因子 6 根据地方环保部门要求预测的敏感污染物选择评价因子 89 预测范围及点位预测范围 与地表水环境现状调查的范围相同或略小 预测点通常选择布设在以下位置 1 已确定的环境敏感点 2 环境现状监测点 以利于进行项目建设对地表水环境影响的对照 3 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附近 4 在河流混合过程段选择的几个具有代表性的断面 5 排污口下游可能出现超标的点位附近 90 预测阶段预测阶段一般分为建设期 营运期及服务期满后三个阶段 所有拟建项目均应按正常排放和非正常排放两种情况预测其运营阶段对地表水环境的影响 对于建设期超过一年的大型建设项目 如进入地表水环境的堆积物可能较多或土方量可能较大 且受纳水体的水质要求较高 以上 时 应进行建设期的环境影响预测 个别建设项目 如矿山开发 应根据项目性质 评价等级 水环境的特点和当地环保要求 预测服务期满后的水环境影响 91 预测时段地表水预测时段分为丰水期 平水期及枯水期三个时段 一般来说 枯水期河水的自净能力最小 平水期次之 丰水期最大 评价等级为一 二级时 应分别预测建设项目枯水期和平水期两个时段的环境影响 对冰封期较长的水域 当其水体功能为生活饮用水水源 食品工业用水水源或渔业用水水源时 还应预测建设项目冰封期的水环境影响 评价等级为三级或评价等级为二级但评价时间较短时 可只预测枯水期的环境影响 92 预测方法的选择 数学模型 最为常规的方法 具有预测功能 但依赖参数的有效性及模型的合理性 物理模拟 相似原理 但花费较高 且只能模拟个别几种情况 有些实际条件在实验中很难体现 类比调查 只适合低级别的情况 要借助专业调查 属于定性分析 一般不用 93 常用的水质模型 完全混合模型零维水质模型点源1 D水质模型点源2 D水质模型非点源污染模拟模型关键是合适模型的选取及有关参数的获取 94 完全混合模型 应用条件 河流是稳态的 定常排污 污染物在整个河段内均匀混合 废水中的污染物为持久性物质 河流无支流和其他废水进入 C为混合后污染物浓度 mg L Ch为排污口上游河流中污染物浓度 mg L Cp为排入河流的废水中的污染物浓度 mg L Qh为河流的流量 m3 s Qp为排入河流的废水流量 m3 s 95 一维水质模型 是目前应用最广的水质模型其通式为 C为污染物浓度 mg L t为时间 s x为距离 m v为断面平均流速 m d D为纵向弥散系数 m2 d S为源 汇项 mg L d 96 一维稳态水质模型 稳态 在均匀河段上定常排污条件下 河段横截面 流速 流量 污染物的输入量和弥散系数都不随时间变化 同时污染物按一级化学反应 不考虑源和汇 则有如下解 97 忽略弥散的一维稳态水质模型 适用河流较小 流速不大 弥散系数很小情况 微分方程为 只要知道初始断面河水中污染物的初始浓度和k1值 就可求得下游某点处的浓度 忽略弥散的一维稳态水质模型常用于预测易降解有机污染物在河流中的浓度变化 98 问题 向一条河流稳定排放污水 污水排放量Qp 0 2m3 s BOD5浓度为30mg L 河流流量Qh 5 8m3 s 河水平均流速v 0 3m s BOD5本底浓度为0 5mg L BOD5降解的速率常数k1 0 2d 1 纵向弥散系数D 10m2 s 假定下游无支流汇入 也无其他排污口 试求排放点下游5km处的BOD5浓度 99 解答 污水排入河流后排放口所在河流断面初始浓度可用完全混合模型计算 计算考虑纵向弥散条件下的下游5km处的浓度 计算忽略纵向弥散条件下的下游5km处的浓度 由本例 在稳态情况下 忽略弥散的结果与考虑弥散的结果十分接近 100 BOD DO耦合模型 S P模型 水中有机物的分解 底泥中有机物的分解及水生生物的代谢作用等都要消耗河水中溶解氧 DO 而河水中溶解氧的来源主要有大气复氧 水体中水生植物光合作用复氧等 在一维 稳态 均匀 无扩散的条件下 1925年 斯特里特 费尔普斯基于下面的假定 导出了BOD DO耦合模型 在水质基本方程中的源汇项S 只考虑好气微生物参加的BOD衰减反应 并认为这种反应是一级反应 符合一级反应动力学 对河水中的DO而言 认为耗氧的原因只是BOD的分解耗氧引起的 BOD的分解速率等于DO的减少速率 同时河水中DO的恢复速率与水的氧亏成正比 这种复氧作用只是大气复氧 101 BOD DO耦合模型 S P模型 102 S P模型的解 称为S P氧垂公式 据此式绘制的溶解氧沿程变化曲线被称为氧垂曲线 在101 32kPa压力下 淡水中的饱和溶解氧浓度计算公式 T为温度 其余同上式 103 例题 一个拟建工厂 将废水经过处理后排入附近的一条河流中 已知现状条件下 河流中BOD5的浓度为2 0mg L 溶解氧浓度为8 0mg L 河水水温为20 河流流量为14m3 s 排放的工业废水 BOD5的浓度在处理前为800mg L 水温为20 流量为3 5m3 s 废水排放前经过处理使溶解氧浓度为4 0mg L 假定废水与河水在排放口附近迅速混合 混合后河道中平均水深达到0 8m 河宽为15 0m 参数k1 20 0 23d 1 k2 20 3 0d 1 若河流的溶解氧标准为5 0mg L 计算工厂排出废水中允许进入河流的最高BOD5浓度 104 S P的修正形式 托马斯 Thomas 模型引入悬浮物沉降作用对BOD衰减的影响杜宾斯 坎普 Dobins Camp 模型包括底泥的耗氧和光合作用的模型奥康纳 O Connor 模型进一步考虑了含氮污染物的影响 105 二维水质模型 Dx为横向弥散系数 m2 s Dy纵向弥散系数 m2 s x为横向流速分量 m s y为纵向流速分量 m s C为污染物浓度 mg L k为污染物降解速率常数 1 d Q为单位时间内排放的污染物量 即源强 mg s h为河流平均深度 m 106 其他水质模型 河流pH模型热排放模型非点源模型水库 湖泊水质模型海湾水质模型 107 拟预测水质指标的确定 对河流 可以按下式将水质指标排序后从中选取 ISE越大说明建设项目对河流中该项水质指标的影响越大 108 模拟参数的确定方法 野外实地试验法 在河流中做扩散试验室内试验法模型优化法经验系数法 109 地表水环境影响评价 水环境影响评价是在工程分析和影响预测基础上 以法规 标准为依据 解释拟建设项目引起水环境变化的重大性 同时辨识敏感对象对污染物排放的反应 对拟建项目的生产工艺 水污染防治与废水排放方案等提出意见 并提出避免 消除和减少水体影响的措施 对策建议 最后作出评价结论 110 应注意的问题 1 所有预测点和所有预测的水质参数均应进行建设期 运营期和服务期满等各阶段不同情况下的环境影响重大性评价 但应抓住重点 空间方面 水文 水文地质 要素和水质急剧变化处 水域功能改变处 取水口附近等应作为重点 水质方面 影响较重的水质参数应作为重点 多项水质参数综合评价的方法和评价的水质参数应与环境现状综合评价相对应 2 进行评价的水质参数浓度应是其预测浓度和基线浓度之和 3 应了解水域功能 包括现状的功能和规划的功能 4 评价建设项目的地表水环境影响所应采用的水质标准应与环境现状相同 河道断流时应由环保部门规定功能 并据此选择标准 进行评价 5 向已超标的水体排污时 应结合环境规划酌情处理或由环保部门事先规定排污要求 111 地表水环境评价结论 评价建设项目的地表水环境影响的最终结果应得出建设项目在实施过程的不同阶段能否满足预定的地表水环境质量的结论 有些情况不宜做出明确的结论 如建设项目恶化了地表水环境的某些方面 同时又改善了其它某些方面 这种情况应说明建设项目对地表水环境的正影响 负影响及其范围 程度和评价者的意见 112 地表水环境评价结论 下面两种情况应做出可以满足地表水环境保护要求的结论 1 建设项目在实施过程的不同阶段 除排放口附近很小范围外 水域的水质均能达到预定要求 2 在建设项目实施过程的某个阶段 个别水质参数在较大范围内不能达到预定的水质要求 但采取一定的环保措施后可以满足要求 113 地表水环境评价结论 下面两种情况原则上应做出不能满足地表水环境保护要求的结论 1 地表水现状水质已经超标 2 污染消减量过大以至于消减措施在技术 经济上明显不合理 114 关于地表水环境影响评价 对于北方河流 由于河流中流动的是污水 常常达标排放的建设项目废水水质好于河水水质 预测一定程度上失去意义 对于季节性河流 如何预测其影响 当污水进入城市下水道时 常常评价的是污水能否满足进入下水道水质标准 从总量控制上来探讨可能更合适 115 地表水环境保护措施与对策 一 环保措施的一般原则对环保措施的建议一般包括污染消减措施和环境管理措施两部分 1 消减措施的建议应尽量做到具体 可行 以便对建设项目的环境工程设计起指导作用 对消减措施应主要评述其环境效益 应说明排放物排放的达标情况 也可以做些简单的技术经济分析 2 环境管理措施建议包括环境监测 含监测点 监测项目和监测次数 的建议 水土保持措施的建议 防止泄漏等事故发生的措施的建议 环境管理机构设置的建议等 116 二 常用消减措施 1 对拟建项目实施清洁生产 预防污染和生态破坏是最根本的措施 其次是就项目内部和受纳水体的污染控制方案的改进提出有效的建议 2 推行节约用水和废水再利用 减少新鲜水用量 结合项目特点 对排放的废水采用适宜的处理措施 3 在项目建设期因清理场地和基坑开挖 推土造成的裸土层就地建雨水拦蓄池和种植速生植被 减少沉积物进入地表水体 4 施用农用化学品的项目 可通过采取安排好化学品施用时间 施用率 施用范围和流失到水体的途径等措施 将土壤侵蚀和进入水体的化学品减至最少 5 应采取生物 化学 管理 文化和机械手段一体的综合方法 6 在有条件的地区可以利用人工湿地控制非点源污染 包括营养物 农作物和沉积物污染等 人工湿地必须精心设计 污染物负荷与其处理能力应匹配 7 在地表水污染负荷总量控制的流域 通过排污交易保持排污总量不增长 117 第五节课外阅读 118 地下水环境影响评价 国内流行不太注重的倾向原因要切实搞清建设项目对地下水环境影响较难 要花费较多的经费并且也不一定能搞清楚国外企业在中国投资时比较注重这方面的工作 目的很简单 便于责任的认定 119 地下水环境影响评价的等级 分3级 以定性指标的判断为主考察指标 工程特点 投资 废水量 污染物组成 污染物毒性自然环境特征 现状地下水污染情况 包气带滞留能力 与地表水之间的水力联系所处地理位置 是否城市或城镇上游 是否水源地上游 是否敏感区等 120 地下水环境影响评价等级划分的依据 121 一级评价要求 应该掌握区域及拟建项目附近一定区域的较为详细的地质与水文地质资料 应较为深入地说明含水层分布和特征 各含水层之间以及与地表水之间的水力联系 需具有至少一个水文年的地下水水位动态观测资料 在现有资料不能满足评价要求的情况下 应进行补充勘探工作 对地下水动态及水质进行监测 另外需要通过野外试验及室内试验确定参数 一般利用较为复杂的模型进行评价 用数值方法进行模型的计算 122 对于二 三级评价 对于二级评价 拟建项目附近一定区域的地质和水文地质资料需要掌握 对于含水层分布和特征 各含水层之间以及与地表水之间的水力联系要基本弄清 基本上采用利用现有资料的方法 利用比较简单的模型进行评价 而且常常评价水质为主 对于三级评价 只需利用现有资料 说明地下水的分布 不需要进行实测或勘探 一般运用简单的模型粗略评价对地下水水质的影响 在资料不充足的情况下 也可仅进行定