環(huán)境影響評價之地表水環(huán)境影響評價

1第6講，地表水環(huán)境影響評價2本節(jié)內(nèi)容地表水體及其污染（地表水體、點源/非點源概念、點源/非點源估算方法）水體中污染物的遷移與轉化（遷移轉化概述、對流彌散混合、生化降解、耗氧與復氧）水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價方法（指數(shù)評價法、生物學評價法）3一、地表水體及其污染1、地表水體：地表水：河流、河口、湖庫、海洋、濕地等各種水體的統(tǒng)稱；水體：水、底部沉積物、水生生物的統(tǒng)一體；水資源的自然水循環(huán)：具有自凈功能，能夠滿足地球的基本需要；水資源的人工水循環(huán)：對水循環(huán)過程加入大量污染物，造成了很多的水質型缺水問題，同時人工水循環(huán)對自然水循環(huán)的過多干預（取用水量過大），也造成了資源型缺水問題。4一、地表水體及其污染2、水體污染源（1）點源污染：由管道和溝渠收集后，由統(tǒng)一排水口進入水體的污染源（城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生活污水、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)廢水）。生活污水：家庭、商業(yè)、機關、學校、餐飲、旅游、服務、市政設施等；含有：糖、纖維素、淀粉、蛋白質、脂肪有機物；含N、P、S等的無機鹽類；含病原微生物等。所含成分復雜，因此多用綜合指標BOD，

COD，TOC，典型特點是有機物含量較多5一、地表水體及其污染2、水體污染源工業(yè)廢水：來自工業(yè)生產(chǎn)，水質、水量變化較大，隨具體生產(chǎn)過程而不同；按照用水途徑分為：工藝廢水洗滌廢水地坪沖洗廢水離子交換廢水反滲透廢水冷卻循環(huán)水電鍍廢水噴淋洗滌廢水

……按照含有成分分為：有機廢水無機廢水重金屬廢水放射性廢水熱廢水

……復雜性體現(xiàn)在：水量變化大：不同工藝，不同工段，用水量和廢水產(chǎn)生量差別大；水質差異大：不同工藝，不同工段，其使用物料完全不一樣，因此其水質差異大。6一、地表水體及其污染（2）非點源污染——NPS（non－point－source

）又稱面源污染：以分散形式通過岸線進入水體的污廢水以及降水，或通過小型溝渠分散進入水體的污廢水；美國NPS定義：在不確定的時間，以不確定方式進入水體的污廢水；非點源污染包括：農(nóng)田分散排水農(nóng)村生活污水礦山廢水小型養(yǎng)殖場廢水大氣降水……非點源污染緊迫性：隨著點源污染得到控制，非點源對水環(huán)境的污染貢獻越來越大；發(fā)達國家，點源基本得到有效控制，非點源成為最大污染源，美國60％水污染源來源與NPS，中國農(nóng)田氮流失率33－74％；在上海，預計非點源污染對水體污染貢獻負荷在60％左右。城鎮(zhèn)生活污水氨氮72工業(yè)廢水氨氮112城鎮(zhèn)生活污水化學需氧量671工業(yè)廢水化學需氧量1249工業(yè)廢水排放量515城鎮(zhèn)生活污水排放量232中國點污染源排放總量2000a廢污水排放總量為747億m3

化學需氧量總排放量為1920萬噸氨氮總排放量為185萬噸億m3萬噸萬噸31%69%35%65%39%61%工業(yè)污染源是主要污染源；城鎮(zhèn)生活污染源次之，但是隨著城鎮(zhèn)化水平越來越高，城鎮(zhèn)化速率越來越快，這種情況可能會逆轉點污染源廢污水排放量億m3全國廢污水排放量747億m3城鎮(zhèn)生活排水量232工業(yè)生活排水量515億m369％31％2000年全國非點源污染物調(diào)查估算COD氨氮總氮總磷源強634239229452204負荷產(chǎn)生量91188583243負荷入河量66583325155單位：萬噸如果不采取有效的非點源污染控制措施，源強入河量提高的潛力還是比較大的不同類型非點源污染負荷產(chǎn)生量占全國比例11一、地表水體及其污染3、非點源污染估算：第一類估算方法：城市非點源污染估算首先估算暴雨徑流大小，確定暴雨沖刷率；其中經(jīng)流系數(shù)CR計算公式為：12一、地表水體及其污染其次，計算徑流沖刷到水體的顆粒物負荷；然后，計算暴雨沖刷到水體的有機污染負荷量；最后，計算一次暴雨產(chǎn)生的有機污染物負荷；13一、地表水體及其污染第二類估算方法：農(nóng)田徑流污染負荷估算計算農(nóng)田土壤侵蝕量一、地表水體及其污染計算NPS污染物量β——10-3A——t/（hm2.a）CNPS——土壤顆粒上mg/kgM——kg/（hm2.a）i——第i小時－時間j——第j集水區(qū)－空間Q——徑流m3C——徑流中污染物濃度kg/m318一、地表水體及其污染4、點源水污染物排放量預測（1）水資源需求預測：2000年中國700t水/萬元GDP，發(fā)達國家70-80t水/萬元GDP，中國節(jié)水潛力巨大。19人均用水經(jīng)驗數(shù)據(jù)城鎮(zhèn)平均250L/p.d

發(fā)達地區(qū)300L/p.d

一般地區(qū)200L/p.d

落后地區(qū)120-150L/p.d農(nóng)村平均100L/p.d

發(fā)達地區(qū)150L/p.d

一般地區(qū)80-100L/p.d

落后地區(qū)50-80L/p.d20一、地表水體及其污染（2）廢水排放量預測城市企業(yè)：用水*80%鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)：用水*70%城市GDP：用水*80%城鎮(zhèn)生活：用水*90%農(nóng)村生活：用水*20%農(nóng)田回歸：用水*50%21（3）廢水污染物排放量預測

CODｃｒ

BOD５ＮＨ３－Ｎ城鎮(zhèn)工業(yè)企業(yè)150-30030-15015-25mg/L鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)企業(yè)300-600120-30015-25mg/L生活排水200-350150-35015-25mg/L畜禽養(yǎng)殖4.461.450.11kg/牛.d0.7030.2550.047kg/豬.d0.00780.00310.0004kg/其他.d農(nóng)田徑流：14.42.61.3g/m2.a一、地表水體及其污染22二、水體中污染物的遷移與轉化1、遷移轉化概述（物理、化學、生物）（1）物理過程——混合稀釋和自然沉淀過程。沉淀過程：對于水質來說是凈化，對于底泥而言則是一種污染；混合過程：只降低水中污染物的濃度，但是沒有減少水中污染物的總量；混合稀釋包含三個作用過程：湍流：由于水流的湍動特性引起水中污染物由高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)轉移的過程－類似布朗運動；推流：污染物隨水分子質點的流動而遷移的過程－隨流遷移；離散：水流方向橫斷面上流速分布的不均勻引起的分散－不均勻分散23二、水體中污染物的遷移與轉化（2）化學過程——氧化－還原、絮凝、酸堿反應氧化還原：大氣復氧作用；重金屬氧化后可生成難溶沉淀；硫化物氧化為硫代硫酸鹽而被凈化；酸堿反應：天然水具有一定的緩沖性能，使得其總是接近中性；絮凝作用：水中的各種膠體，如硅、鋁、鐵的氧化物（氫氧化物）、粘土顆粒、腐殖質等，由于其比表面積大而起到絮凝沉淀作用。24二、水體中污染物的遷移與轉化（3）生物過程——自然水體中的生物過程多數(shù)是在溶解氧充分情況下發(fā)生的。有機物成為微生物的食物；將有機物通過微生物氧化成為無害的簡單無機物；自然水環(huán)境中也存在厭氧微生物作用的過程，例如厭氧反硝化脫氮過程25二、水體中污染物的遷移與轉化2、河流中污染物混合擴散過程描述垂向混合區(qū):污染物在垂直方向完全混合需要的縱向距離x1；橫向混合區(qū):污染物在橫向完全混合需要的縱向距離x2；X2>X1；大于X2的區(qū)域成為完全混合區(qū)；x1x226二、水體中污染物的遷移與轉化在某些大河中：橫向混合達不到對岸，也就是說不能達到完全混合，形成所謂的“污染帶”；達到完全混合后的區(qū)域，污染物的降低主要依靠物理化學、生物化學等降解，可以用一級動力學來描述:27二、水體中污染物的遷移與轉化3、水中污染物的好氧生化衰減（1）好氧生化衰減：一般分兩個階段不含氮有機物的氧化、含氮有機物的氨化以及氨化后不含氮有機物的繼續(xù)氧化——碳化需氧量，BODC表示；一般BOD5僅反映了碳化BOD氨氮硝化氧化需氧——氮化需氧量，BODN表示；28二、水體中污染物的遷移與轉化（2）生化衰減動力學反應C氧化：N氧化－硝化：29二、水體中污染物的遷移與轉化4、水體中的耗氧與復氧（1）耗氧過程C氧化耗氧：ρBOD1＝ρBODa（1-e-k1*t）硝化耗氧：ρBOD2＝ρBODN（1-e-kN*t）由于硝化滯后碳氧化，故同一水體中硝化：ρBOD2＝ρBODN（1-e-kN（t-a））水生植物呼吸耗氧（黑白瓶）：水體底泥耗氧：30二、水體中污染物的遷移與轉化（2）復氧過程大氣復氧：大氣復氧速率與水體氧虧量成正比光合復氧：水中綠色植物光合作用（黑白瓶實驗）31三、地表水環(huán)境現(xiàn)狀評價1、評價原則是調(diào)查監(jiān)測工作的繼續(xù)；主要采用文字分析、描述，輔以必要的數(shù)學表達；常用檢出率、超標率、達標率等指標表述32三、地表水環(huán)境現(xiàn)狀評價2、評價中的指數(shù)計算方法:單指數(shù)法jssjssjjfsusdDOsDOfDOjDOjDOfDOspHsd=6pHsu=9pHsdpHsupH=733三、地表水環(huán)境現(xiàn)狀評價2、評價中的指數(shù)計算方法:多指數(shù)綜合法34三、水環(huán)境質量評價方法3、生物學評價方法描述對比法：定性對比水體歷史生物變化生物指數(shù)法：將水質變化引起的生物群落的生態(tài)學效應由數(shù)學方法表達出來，得到群落結構的定量數(shù)值。注意6個方面的生態(tài)學效應：對污染物有指示價值的生物種類的消失或出現(xiàn)，導致群落結構的種類組成變化；群落中生物種類數(shù)，在污染加重條件下減少，在水質轉好時增加，但過于清潔水中，也會減少；組成群落的個別種群發(fā)生變化；群落中種類組成比例的變化自養(yǎng)、異養(yǎng)程度上的變化；生產(chǎn)力的變化。35三、水環(huán)境質量評價方法根據(jù)上述評價原則，有多種生物評價指數(shù)，典型的beck（貝克）指數(shù)：N1=不耐受有機污染物的種類；N2＝能忍受中等程度污染的種類；N＝2N1+N2N>10為凈水；N＝6-10為中等污染；N＝1-5為重污染水；N＝0為嚴重污染36三、水環(huán)境質量評價方法指示生物法：對水體中有機污染或某種特定污染物敏感的或有耐受性的生物種類存在與否，來指示水體中有機物或某污染物的污染狀況。37指示生物法項目重污染帶α－中污帶β－中污帶寡污帶化學過程腐敗引起還原和分解明顯開始水及底泥出現(xiàn)氧化跡象到處有氧化現(xiàn)象因為氧化使礦化達到完成階段溶解氧全無有一些較多很多BOD很高高較低低硫化氫強烈硫化氫硫化氫臭味消失無無底泥黑色硫化鐵硫化鐵成為氫氧化鐵，黑色明顯減少/底泥大部分得到氧化細菌大量存在，100萬/mL水數(shù)量很多,10萬/mL水10萬/mL水以下100個/mL水以下棲息生物生態(tài)學所有動物無例外為細菌攝食者；能耐受pH；耐受低溶解氧；對硫化氫、氨等具有強烈抗性。細菌攝食動物占優(yōu)勢；有肉食性動物；對DO、pH以及硫化氫的耐受性較好對DO、pH以及硫化氫的耐受性差，對腐敗毒性無長時間耐性對DO、pH以及硫化氫的耐受性很差植物無硅藻、綠藻、接合藻以及高等植物藻類大量繁殖，有藍藻、綠藻、結合藻以及硅藻出現(xiàn)藍藻、綠藻、結合藻以及硅藻出現(xiàn)，鼓藻占優(yōu)勢水中藻類少，但著生藻類多動物微型原生動物為主微型動物占多數(shù)多種多樣多種多樣原生動物變形蟲、纖毛蟲，但無太陽蟲、雙鞭毛蟲及吸管蟲逐漸出現(xiàn)太陽蟲、吸管蟲，但無雙鞭毛蟲太陽蟲、吸管蟲，雙鞭毛蟲出現(xiàn)僅有少數(shù)雙鞭毛蟲和纖毛蟲后生動物僅少數(shù)輪蟲、蠕形動物、昆蟲幼蟲、出現(xiàn)水螅，魚類不能生存貝類、甲殼類、昆蟲等出現(xiàn)，但無淡水海綿及苔蘚類動物，有鯉魚、鯽魚、鯰魚等貝類等也大量出現(xiàn)，魚類均有出現(xiàn)昆蟲幼蟲種類明