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文檔簡介
2023/9/21
3.1單環(huán)境要素評價
3.1.1大氣環(huán)境質(zhì)量評價(atmosphericEQA)
3.1.2水環(huán)境質(zhì)量評價(waterEQA)
3.1.3土壤環(huán)境質(zhì)量評價(soilEQA)
3.1.4生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(ecologicEQA)
本章包括以下內(nèi)容:2023/9/22
3.2
社會環(huán)境質(zhì)量評價
3.2.1
社會生活環(huán)境質(zhì)量評價(sociallifeEQA)
3.2.2
風(fēng)景旅游區(qū)及環(huán)境美學(xué)評價(scenicspotandaestheticassessment)
3.3現(xiàn)狀評價實例2023/9/23
3.1單環(huán)境要素評價(singleenvironmentalelementassessment)
2023/9/243.1.1大氣環(huán)境質(zhì)量評價(AtmosphericEnvironmentalQualityAssessment)一、評價程序(assessmentprocedure)大氣環(huán)境質(zhì)量評價工作,按其工作步驟可分為四個階段:1、調(diào)查準(zhǔn)備階段(surveyandpreparation)2、環(huán)境監(jiān)測階段(environmentalmonitoring)3、評價分析階段(assessmentandanalysis)4、成果應(yīng)用階段(application)2023/9/25一、評價程序
1、調(diào)查準(zhǔn)備階段(firststep)主要是進(jìn)行評價前的調(diào)查和準(zhǔn)備。結(jié)合本地區(qū)條件,根據(jù)評價任務(wù)的要求,確定其評價范圍(assessmentrange)、方法(method)以及評價的深度和精度(depthandprecision),制定出評價工作計劃(workingplan)。然后組織各專業(yè)部門分工協(xié)作,充分利用各專業(yè)部門積累的資料,初步擬定主要污染物和主要污染源以及可能發(fā)生重污染的氣象條件,據(jù)此安排環(huán)境監(jiān)測工作。2023/9/26一、評價程序
2、環(huán)境監(jiān)測階段(secondstep)大氣污染監(jiān)測中評價區(qū)域的確定、測點的選擇、時間的選擇是非常重要的內(nèi)容,應(yīng)根據(jù)評價的需要選擇最佳最合理的方案。在評價周期允許情況下,最好能夠在各個季節(jié)分別進(jìn)行監(jiān)測。如果時間較緊,至少也應(yīng)該在冬季和夏季搞兩次,監(jiān)測時間越長,所得到的監(jiān)測資料相對也就越可靠,從而提高其評價的精度。2023/9/27一、評價程序3、評價分析階段(thirdstep)評價分析階段,對現(xiàn)狀監(jiān)測資料進(jìn)行統(tǒng)計分析和整理,采用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和評價方法,對大氣污染程度進(jìn)行描述。對不同時間、地點,不同季節(jié)的大氣污染程度做出定量的判斷。2023/9/284、成果應(yīng)用階段(fourthstep)摸清大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀本身就是成果。一些城市和地區(qū)對大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀還不夠清楚,所以通過大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價并畫出各種環(huán)境質(zhì)量圖,對環(huán)保部門、規(guī)劃部門的有關(guān)工作都是很有參考價值的基礎(chǔ)資料。另外,通過確定某地區(qū)的主要污染物(mainpollutant)和主要污染源(pollution
source),對如何控制一個地區(qū)污染負(fù)荷(pollution
load)也是很重要的。2023/9/29二、大氣污染監(jiān)測方法(monitoringmethod)大氣中各種污染物的濃度(concentrationofpollutant)是大氣污染監(jiān)測評價最主要的資料。資料獲得的主要手段是大氣污染監(jiān)測(atmospherepollutionmonitoring),在監(jiān)測工作中,要進(jìn)行以下兩方面工作:1、評價因子的選擇(selectionofevalulatingfactors)2、監(jiān)測方法(monitoringmethod)
2023/9/210根據(jù)本地區(qū)大氣污染例行監(jiān)測的資料,結(jié)合污染源評價的結(jié)果,完全可以確定本地區(qū)的主要污染物。
目前,我國各地大氣污染監(jiān)測評價,可以歸納如下幾種類型的評價因子:⑴塵類(dust):降塵、飄塵、懸浮微粒⑵有毒氣體(toxicgas):SO2、NOX、CO、O3⑶有害元素(harmfulelements):氟、重金屬元素中的鉛、汞、鎘、砷等⑷有機物(organicmatter):苯并(α)芘、總碳?xì)洹⒎羌淄闊N評價因子的選擇2023/9/211
1、布點原則監(jiān)測布點的方法很多,我國大氣污染監(jiān)測目前采用的方法主要有:網(wǎng)格法、放射狀布點法、功能分區(qū)布點法、人口密度布點法等。應(yīng)用時可根據(jù)人力、物力條件及監(jiān)測點條件的限制靈活運用。監(jiān)測布點的原則為:①
最好設(shè)置對照點。②點的設(shè)置考慮大氣污染源的分布和地形、氣象條件在污染源密集地區(qū)和污染源密集區(qū)的下風(fēng)側(cè),增加一些監(jiān)測點,爭取做到1~4平方公里內(nèi)應(yīng)有一個測點。在污染源稀少以及評價區(qū)的邊緣地區(qū),可以少布點,爭取在4~10平方公里內(nèi)有一個測點。監(jiān)測方法2023/9/212
1、布點原則③布的點必須能控制住要評價的區(qū)域范圍,要保持一定的數(shù)量和密度;④要有大氣監(jiān)測布點圖
2023/9/213監(jiān)測分析方法,按國家規(guī)定的統(tǒng)一分析方法執(zhí)行。2、分析方法監(jiān)測方法2023/9/214一年分四季,以1月、4月、7月、10月代表冬、春、夏、秋季。每個季節(jié)采樣7天,一日數(shù)次,每次采樣20~40分鐘。以一日內(nèi)數(shù)次的平均值代表日平均值,以7天的平均值代表季平均值。3、采樣時間2023/9/215
同步氣象參數(shù)觀測需進(jìn)行風(fēng)向(winddirection)、風(fēng)速(windvelocity)、氣壓(airpressure)、濕度(humidity)等的觀測。根據(jù)同步觀測結(jié)果,對大氣污染與各種氣象參數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析,找出本地區(qū)大氣污染的規(guī)律,進(jìn)一步明確本地區(qū)可能發(fā)生重污染的氣象條件。
4、同步氣象參數(shù)的觀測2023/9/216三、環(huán)境質(zhì)量評價(environmentalqualityassessment)的數(shù)學(xué)方法目前,國內(nèi)外進(jìn)行大氣環(huán)境質(zhì)量評價絕大部分是采用大氣質(zhì)量指數(shù)(airqualityindex)
法。大氣質(zhì)量指數(shù)是評價大氣質(zhì)量的一種數(shù)量尺度,用它表示大氣質(zhì)量,可以做到簡明、可比且能夠綜合反映多種污染物的影響,反映多種污染物同時存在情況下的大氣質(zhì)量。其優(yōu)點包括:直觀性、可比性(無量綱)、綜合性2023/9/217國內(nèi)外大氣質(zhì)量指數(shù)介紹2023/9/218一、主要用于評價大氣質(zhì)量逐日變化的幾種指數(shù)
1、格林大氣污染綜合指數(shù)(GPA)(1966年提出)選擇SO2和COH(煙霧系數(shù))為評價參數(shù)COH是煙塵濃度的一種量度,稱為煙霧系數(shù),它是1000英尺高度空氣中煙塵含量的理論值。SO2污染指數(shù)COH污染指數(shù)
國外大氣質(zhì)量指數(shù)介紹2023/9/219此式用冪函數(shù)形式表達(dá)SO2和COH兩個污染指數(shù),并規(guī)定當(dāng)SO2或COH達(dá)到希望、警戒和極限水平時,污染指數(shù)分別為25、50、100。格林還提出將兩個污染指數(shù)加以平均,得出大氣污染綜合指數(shù)。綜合污染指數(shù):上式中:S——SO2實測日平均濃度(ppm)C——實測日平均煙霧系數(shù)(COH單位/1000英尺)a1、a2、b1、b2_——確定指數(shù)尺度的常數(shù)2023/9/220格林建議的SO2和COH日平均濃度標(biāo)準(zhǔn):
污染物希望水平警戒水平極限水平SO2(ppm)
0.060.31.5煙霧系數(shù)
0.93.010.0
當(dāng)測得的污染綜合指數(shù)<25時,說明空氣清潔而安全;當(dāng)測得的污染綜合指數(shù)>50時,有潛在危險性;當(dāng)測得的污染綜合指數(shù)達(dá)到50、60、68時,則建議應(yīng)發(fā)出一、二、三級警報,采取減輕污染的有關(guān)措施。指數(shù)等于68時,相當(dāng)于煤煙型大氣污染事件的水平。
2023/9/221
格林大氣污染指數(shù)適用于我國北方的冬季或以燃煤為主要能源的地區(qū)。由于我國反映煙塵污染水平的參數(shù)一般為飄塵,當(dāng)飄塵濃度取mg/m3時,煙霧系數(shù)約是它的10倍,換算后代入公式,即可計算格林大氣污染綜合指數(shù)。2023/9/222一、主要用于評價大氣質(zhì)量逐日變化的幾種指數(shù)
2、安大略大氣污染指數(shù)(API)這是安大略省政府1970年制定的一種指數(shù),該指數(shù)與格林大氣污染指數(shù)基本相似。參數(shù)選擇為SO2、COH計算公式:式中:COH——煙霧系數(shù)(smokefactor)SO2——SO2濃度
2023/9/223加拿大多倫多市用上式公布大氣污染水平:當(dāng)API<32時,說明大氣污染對人體健康影響不大;當(dāng)API達(dá)到50時,發(fā)第一級警報(不利天氣條件還可能繼續(xù)發(fā)生);當(dāng)API達(dá)到75時,發(fā)第二級警報;當(dāng)API達(dá)到100時,發(fā)緊急警報(為大氣污染事件閾值)。2023/9/224據(jù)此計算:英國倫敦1962年煙霧事件時,API為580日本大阪煙霧事件時,API為190此指數(shù)與格林污染綜合指標(biāo)對比,則為:
大氣狀況APIGPA希望水平23.125警戒水平35.950極限水平8601002023/9/225一、主要用于評價大氣質(zhì)量逐日變化的幾種指數(shù)
3、美國污染物標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)PSI(76年美國制定)參數(shù):SO2、NOx、CO、O3、
PM、SO2*PM(顆粒物)
PSI與6個參數(shù)之間的關(guān)系,為分段線性函數(shù)。已知各污染物實測濃度時,可按分段線性函數(shù)關(guān)系并參照PSI污染物濃度分級表(見下頁),用內(nèi)插法計算各分指數(shù),也可根據(jù)此表繪成分段直線圖(見后),由實測濃度在圖上直接查得PSI,然后選擇各分指數(shù)中的最高值報告大氣質(zhì)量。2023/9/226PSI大氣污染水平六個參數(shù)大氣質(zhì)量分級對健康的一般影響要求采取的措施顆粒物質(zhì)(24h)μg/m3SO2(24h)μg/m3CO(8h)mg/m3O3(1h)μg/m3NO2(1h)μg/m3SO2X顆粒物μg/m3500顯著危害水平1000262057.512003750490000危險性病人和老年人提前死亡,健康人出現(xiàn)不良癥狀影響正?;顒尤w人群應(yīng)停留在室內(nèi),關(guān)閉門窗,所有人均應(yīng)盡量減少體力消耗,避免運動400緊急水平875210046.010003000393000健康人除明顯強烈癥狀,降低運動耐受力外,提前出現(xiàn)某些疾病老年人和病人應(yīng)留在室內(nèi),避免體力消耗,一般人群應(yīng)避免戶外活動PSI的污染物濃度分級2023/9/227300警報水平625160034.08002260261000很不健康心臟病和肺病患者癥狀顯著加劇,運動耐受力降低,健康人群中普遍出現(xiàn)癥狀老年人和心臟病、肺病患者廉潔奉公停留在室內(nèi),并減少體力活動200警戒水平37580017.0400113065000不健康易感的人癥狀有輕度加劇,健康人群出現(xiàn)刺激癥狀心臟病和呼吸系統(tǒng)疾病者應(yīng)減少體力消耗和戶外活動100大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)26036510.0240①①中等50大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的50%75①80②5.0120良好注:①濃度低于警戒水平時,不報此分指數(shù)②美國EPA制定的一級標(biāo)準(zhǔn)中年平均濃度2023/9/228根據(jù)表繪成分段直線,然后根據(jù)實測濃度在圖上查得PSI。如下圖:20030040050017344657.5PSICO濃度(8小時平均濃度實測值,mg/m3)2023/9/229PSI是在全面比較6個因子之后,選擇污染最重的分指數(shù)報告大氣環(huán)境質(zhì)量的,突出了單一因子的作用,使用方便,結(jié)果簡明。PSI值分級與人體健康狀況對照明確。2023/9/230二、可兼用于評價大氣質(zhì)量長期變化和逐日變化的幾種指數(shù)
1、白勃考大氣污染綜合指數(shù)(PINDEX)2、橡樹嶺大氣質(zhì)量指數(shù)(ORAQI)國外大氣質(zhì)量指數(shù)介紹2023/9/2311、白勃考大氣污染綜合指數(shù)(PINDEX)白勃考于1970、1971年提出PINDEX指數(shù)。參數(shù)選擇:顆粒物質(zhì)、NOX、SO2、CO、O3
計算式為:具體計算步驟為:第一步,求出氧化劑形成量
第二步,將各參數(shù)濃度值除以大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(24小時日平均濃度)2023/9/232【例題】設(shè)粉塵=143.0μg/m3
SO2=123.0μg/m3
NOx=136.0μg/m3
CO=7250.0μg/m3太陽輻射SR=400卡/cm2·d
O3=43.2μg/m3
評價標(biāo)準(zhǔn)(美國24小時平均):
TSP:150μg/m3
SO2:266μg/m3
CO:7800μg/m3
NO2:400μg/m3
O3:59μg/m3
求PINDEX2023/9/233第一步:求氧化劑總量NOX和HC等在陽光作用下,不斷形成氧化劑,由實驗結(jié)果得出:1molNOX和1molHC作用形成的氧化劑,平均轉(zhuǎn)換率為0.0006。NOX=136.0/46.0=3.0μmol/m3
O3=43.2/48.0=0.9μmol
/m3形成的氧化劑=0.0006×SR×NOX =0.0006×400×3.0 =0.72μmol
/m3總氧化劑=0.9+0.72=1.62μmol
/m3剩余NOX=3.0-0.72=2.3μmol
/m3再換算成重量濃度:O3=77.8μg/m3
NOx=105.8μg/m32023/9/234第二步:求出各污染物的分指數(shù)和PINDEX
IP=143/150=0.96
IS=123/266=0.46
IN=105.8/400=0.26
IC=7250/7800=0.92
IO=77.8/59=1.322023/9/235從計算的PINDEX可比較各大城市總體污染水平的高低。同時,從各分指數(shù)的比例,還可以分析每個城市中的重點污染物。另外,根據(jù)一個城市或地區(qū)每天各主要污染物的實測濃度數(shù)據(jù),可以計算每日的PINDEX值,以評價大氣總體污染水平的逐日變化。比較各大城市的污染水平:城市1>城市2>城市3…..2023/9/2362、橡樹嶺大氣質(zhì)量指數(shù)(ORAQI)1971年9月由美國原子能委員會橡樹嶺國立實驗室提出污染參數(shù):CO、SO2、NO2、O3和PM。計算式為:式中:Ci——為i污染物的實測濃度(24小時平均值)Si——為i污染物的相應(yīng)大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)該指數(shù)的評價尺度是:當(dāng)大氣中各污染物的濃度相當(dāng)于未受污染的背景濃度時,ORAQI等于10;當(dāng)各污染物的濃度均達(dá)相應(yīng)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的濃度時,ORAQI等于100。上式的系數(shù)為5.7和指數(shù)1.37,就是根據(jù)這個尺度算得的。2023/9/237橡樹嶺實驗室按ORAQI的大小,把大氣質(zhì)量分為六級:
當(dāng)ORAQI<20時,大氣質(zhì)量優(yōu);
當(dāng)ORAQI介于20~39時,大氣質(zhì)量良;
當(dāng)ORAQI介于40~59時,大氣質(zhì)量尚可;
當(dāng)ORAQI介于60~79時,大氣質(zhì)量差;
當(dāng)ORAQI介于80~99時,大氣質(zhì)量壞;
當(dāng)ORAQI>100時,大氣質(zhì)量危險。另外,在應(yīng)用時,如果低于五個參數(shù),可以參照ORAQI確定系數(shù)的方法加以修正。2023/9/238一、北京西郊大氣質(zhì)量指數(shù)二、南京大氣質(zhì)量指數(shù)三、沈陽地區(qū)大氣質(zhì)量指數(shù)四、上海大氣質(zhì)量指數(shù)國內(nèi)大氣質(zhì)量指數(shù)介紹2023/9/239一、北京西郊大氣質(zhì)量指數(shù)
北京西郊大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價工作中,采用了統(tǒng)一形式指數(shù)公式(即適用于大氣、地面、地下水等)通式為:大氣污染參數(shù)選擇了兩項:SO2和飄塵。標(biāo)準(zhǔn)按我國規(guī)定的居民區(qū)大氣日平均最高允許濃度作為評價標(biāo)準(zhǔn)。C塵.S=0.15mg/m3CSO2.S=0.15mg/m3
2023/9/240一、北京西郊大氣質(zhì)量指數(shù)
他們在做出PM和SO2濃度等值線分布圖的基礎(chǔ)上,采用微分面積疊加法(方格網(wǎng)法),分別計算出各部分的大氣質(zhì)量指數(shù)值,并提出下列分級標(biāo)準(zhǔn)。P大氣0-0.010.01-0.10.1-11-4.54.5-10>10級別清潔微污染輕污染中度污染較重污染嚴(yán)重污染2023/9/241二、南京大氣質(zhì)量指數(shù)
南京市在評價工作中,也是使用統(tǒng)一形式的公式來計算各種環(huán)境要素的質(zhì)量,計算式如下:當(dāng)時,當(dāng)時,2023/9/242評價過程中選用的參數(shù):SO2、NO2、降塵評價標(biāo)準(zhǔn):SO20.15mg/m3NO20.1mg/m3降塵8.0t/km2·d分級標(biāo)準(zhǔn)如下:Q大氣<0.30.3-0.50.5-0.80.8-1.0>1.0級別清潔尚清潔輕污染中污染重污染2023/9/243三、沈陽地區(qū)大氣質(zhì)量指數(shù)
該指數(shù)是根據(jù)橡樹嶺大氣質(zhì)量指數(shù)經(jīng)修正后提出的,在評級標(biāo)準(zhǔn)上,與其相反。共選用了五種參數(shù):飄塵、SO2、CO、苯并(α)芘、NOX。計算公式為:式中:AQI沈——沈陽大氣質(zhì)量指數(shù)(百分制)Ci——某種污染物實測的日平均濃度(mg/m3)Si——居民區(qū)日平均最高允許濃度
2023/9/244在確定AQI沈的系數(shù)時,采用的基本參數(shù),如下表所示:
項目飄塵(mg/m3)SO2(mg/m3)NOx(mg/m3)CO(ppm)苯并芘
(μg/100m3)背景值0.050.020.010.10.05標(biāo)準(zhǔn)值0.150.150.131.00.1明顯危害值1.02.01.0128.0當(dāng)Ci=背景濃度值時,AQI沈=100當(dāng)Ci=明顯危害值時,AQI沈=20
2023/9/245在明顯確定了AQI沈等于20或者100的定義之后,中間各級則參照美國PSI分級法進(jìn)行大氣質(zhì)量等級劃分。一般當(dāng)?shù)扔?0時,Ci值則等于和接近標(biāo)準(zhǔn)濃度值。分級結(jié)果如下:AQI分級81-10061-8042-6035-41<35污染程度清潔輕污染中污染重污染極重污染2023/9/246四、上海大氣質(zhì)量指數(shù)(I1)
上海第一醫(yī)學(xué)院姚志麒等同志在1978年發(fā)表了一種大氣質(zhì)量指數(shù),介紹如下:他們認(rèn)為使用形式作為指數(shù)時,如果兩地選擇的參數(shù)多少不等,或同一地區(qū)不同時期的大氣質(zhì)量,采用形式做指數(shù)時,則會有另一個缺陷,即:假設(shè)大氣中有一個污染物出現(xiàn)高濃度污染,而其它幾個污染物濃度不高,甚至很低,這時按平均值計算出的指數(shù)值不一定很高,就有可能掩蓋了出現(xiàn)高濃度的那個污染物的污染情況。2023/9/247事實上,當(dāng)大氣中出現(xiàn)任何一種污染物的嚴(yán)重污染,就有可能引起相應(yīng)的較大危害。因此,他們強調(diào)指出,認(rèn)為在計算指數(shù)時,不僅要考慮的平均值,還要適當(dāng)兼顧的最大值。
2023/9/248
因為x只是幾個值中的一個最高值,而y則代表全體的平均值。因而,他們認(rèn)為在適當(dāng)兼顧最高值的原則下,可考慮對平均值加較大的權(quán),定x的權(quán)值為1,y的權(quán)值定為,經(jīng)整理得到下式,
2023/9/249分級標(biāo)準(zhǔn)<0.60.6~11~1.91.9~2.8>2.8級別清潔大氣質(zhì)量三級標(biāo)準(zhǔn)警戒水平警報水平緊急水平這種計算方法形式簡單、計算方便,適用于綜合評價幾個污染物共同影響下的大氣質(zhì)量,且保持一定的物理意義。2023/9/2503.1.2水環(huán)境質(zhì)量評價(WaterEnvironmentalQualityAssessment)
一、國外水質(zhì)評價指數(shù)介紹二、國內(nèi)水質(zhì)評價指數(shù)介紹2023/9/251一、美國水質(zhì)指數(shù)介紹二、英國S.L.Ross水質(zhì)指數(shù)三、內(nèi)梅羅污染指數(shù)國外水質(zhì)評價指數(shù)介紹2023/9/252一、美國水質(zhì)評價指數(shù)介紹1970年,由美國R.M.Brown等發(fā)表的,他們針對水體中的35種水質(zhì)參數(shù),征求142位水質(zhì)管理方面專家的意見,得出對水質(zhì)有關(guān)的9種重要參數(shù),即:DO、BOD5、混濁度、總固體、硝酸鹽、磷酸鹽、pH、溫度及糞便大腸桿菌。2023/9/253一、美國水質(zhì)評價指數(shù)介紹水質(zhì)指數(shù)定義為:式中:WQI——水質(zhì)指數(shù),其數(shù)值在0~100之間qi——第i個參數(shù)的質(zhì)量評價數(shù),在0~100之間Wi——第i個參數(shù)的權(quán)重值,在0~1.0之間,n——參數(shù)個數(shù)2023/9/254一、美國水質(zhì)評價指數(shù)介紹對以上幾種參數(shù)的評價加權(quán)值的確定步驟如下:⑴從應(yīng)答者的信件計算各參數(shù)“重要性評價”的平均數(shù)。評價的尺度“1”代表相對重要性最高,“5”代表相對重要性最低。⑵算加權(quán)值,先算“臨時的權(quán)”,并定出最重要評價參數(shù),即溶解氧“臨時的權(quán)”為1.0。2023/9/255一、美國水質(zhì)評價指數(shù)介紹⑶用其它參數(shù)的“重要性評價”平均數(shù)去除溶解氧的“重要性評價”平均數(shù),即得出各種參數(shù)的臨時的權(quán)值。⑷用各種參數(shù)臨時的權(quán)的總和5.9,去除各參數(shù)的臨時的權(quán)值,最后的權(quán)值的總和為1.0。(見下頁表)
在確定了各污染參數(shù)的權(quán)值基礎(chǔ)上,就可進(jìn)一步求出水質(zhì)指數(shù),WQI。2023/9/2569個參數(shù)的重要性評價及權(quán)系數(shù)水質(zhì)參數(shù)應(yīng)參考寄回的所有“重要性評價”的平均數(shù)臨時的權(quán)數(shù)最后的權(quán)值Wi溶解氧1.41.00.17大腸桿菌密度1.50.90.15PH2.10.70.12BOD52.30.60.10硝酸鹽2.40.60.10磷酸鹽2.40.60.10溫度2.40.60.10混濁度2.90.50.08總固體3.20.40.08合計∑=5.9∑=1.002023/9/257二、S.L.ROSS水質(zhì)評價指數(shù)介紹該指數(shù)是Ross在1977年,總結(jié)了以前的一些水質(zhì)指數(shù)的基礎(chǔ)上,對英國的克魯?shù)潞拥母闪鳌⒅Я鬟M(jìn)行了水質(zhì)評價的研究,提出一種比較簡明的水質(zhì)指數(shù)計算方法。根據(jù)流域的具體情況分析,剔除了一些地球化學(xué)影響的參數(shù),如PV、堿度、氯度等。將初定的12種參數(shù)最終確定為4個參數(shù),并得出權(quán)重值,即:上述四項參數(shù)的權(quán)重值的總和為10。BOD氨氮(N-NH3)懸浮固體(SS)DO(包括濃度和飽和百分比)3322參數(shù)權(quán)重值2023/9/258二、S.L.ROSS水質(zhì)評價指數(shù)介紹在計算水質(zhì)指數(shù)時,他認(rèn)為不直接用各種參數(shù)的測定值或相對污染值來統(tǒng)計,而是先把它們分成等級,然后按等級數(shù)計算。各參數(shù)的等級見下頁表。即:2023/9/2592023/9/2602023/9/261二、S.L.ROSS水質(zhì)評價指數(shù)介紹
他規(guī)定WQI值用整數(shù)表示,這樣水質(zhì)指數(shù)可分成從0-10共11個等級,指數(shù)越大表示水質(zhì)越好。WQI=10~天然純凈;WQI=8~輕度污染;WQI=6~污染;WQI=3~嚴(yán)重污染;WQI=0~水質(zhì)類似腐敗的原始污水。
2023/9/262計算舉例:某河段水質(zhì)測定結(jié)果如下,并按表查出分級值和權(quán)值。WQI=58/10=5.8≈6(屬于污染級水平)
參數(shù)測定結(jié)果分級評價值權(quán)重值SSmg/l27142BODmg/l6.8183DOmg/l8.981DO(飽和度%)7861N-NH3
mg/l
1.3123總計
58102023/9/263三、內(nèi)梅羅污染指數(shù)介紹美國敘拉古大學(xué)內(nèi)梅羅(N.L.Nemoerow)在其所著的《河流污染科學(xué)分析》一書中,提出了一種污染指數(shù),選用14種參數(shù)作為計算污染指數(shù)的依據(jù):水溫、水色、混濁度、pH、大腸桿菌、總?cè)芙夤腆w、懸浮固體、總氮、堿度、硬度、氨、鐵和錳、硫酸鹽、溶解氧。根據(jù)水的用途,分為三類:①人直接接觸用的(包括飲用、游泳)②人間接接觸使用的(包括漁業(yè)、農(nóng)業(yè)等)③人不接觸使用的(包括工業(yè)冷卻水、船運用水等)。2023/9/264三、內(nèi)梅羅污染指數(shù)介紹內(nèi)梅羅指數(shù)的特點是,在分析水質(zhì)污染過程中,不僅考慮到影響水質(zhì)的一般水質(zhì)指標(biāo),而且考慮到其中污染最嚴(yán)重的一種水質(zhì)指標(biāo)的狀態(tài)。其指數(shù)PI表示為最大值與平均值的函數(shù)。
y平均CiLi值最大Ci/Li值
x
Pi(x,y)
2023/9/265三、內(nèi)梅羅污染指數(shù)介紹當(dāng)x,y越大,則說明水污染越嚴(yán)重,水質(zhì)越差,Pi值越高。水質(zhì)指數(shù)可用原點至Pi的距離衡量。即,按上式推得,內(nèi)梅羅指數(shù)按下式計算:式中:PIj——某用途的水質(zhì)指數(shù)
Ci——水中某污染物的實測濃度(i代表水質(zhì)參數(shù)的項數(shù))
Lij——某污染水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(j代表水的用途),
2023/9/266三、內(nèi)梅羅污染指數(shù)介紹在進(jìn)行內(nèi)梅羅指數(shù)計算時,要考慮到水的用途,在對某一水體進(jìn)行評價時,先按三類用途分別計算PIj值(某用途水質(zhì)指數(shù)),然后按下式求出幾種用途的總指數(shù)(PI):PI——幾種用途的水質(zhì)總指數(shù);PIj——某種用途的水質(zhì)指數(shù);Wj——不同用途的權(quán)系數(shù),∑Wj=1
內(nèi)梅羅指數(shù)方法的特點是:①考慮到水質(zhì)的用途;②不僅考慮到各種參數(shù)的平均污染狀況,而且考慮到個別污染嚴(yán)重的污染指數(shù)的影響。對必要的水質(zhì)處理提出了科學(xué)依據(jù)。
2023/9/267一、水域質(zhì)量綜合指標(biāo)(I水)二、有機污染綜合評價值(A)三、廣州水質(zhì)指數(shù)國內(nèi)水質(zhì)評價指數(shù)介紹2023/9/268一、水域質(zhì)量綜合指標(biāo)(I水)這是1977年“南京城區(qū)環(huán)境質(zhì)量綜合評價”研究中提出的用該指標(biāo)來評價環(huán)境中水要素的質(zhì)量。I水與水質(zhì)質(zhì)量系數(shù)(P),在概念上也基本相似,只是對不同的污染物乘一個權(quán)系數(shù)。該權(quán)值基本上是根據(jù)主觀定性進(jìn)行分析和給定的。因此,還缺乏一定的嚴(yán)密性。計算式為:Pi——污染物i的質(zhì)量指標(biāo)
2023/9/269一、水域質(zhì)量綜合指標(biāo)(I水)南京城區(qū)環(huán)境質(zhì)量綜合評價中,對水質(zhì)選用了酚、氰、鉻、砷、汞五種污染因子,按I水值給出的水質(zhì)分級標(biāo)準(zhǔn)如下:
I水值級別分級依據(jù)<0.2清潔多數(shù)項目未檢出個別項目檢出0.2~0.4尚清潔檢出數(shù)均在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi),個別值接近標(biāo)準(zhǔn)0.4~0.7輕污染有一項檢出值超過標(biāo)準(zhǔn)0.7~1.0中污染有1~2項檢出值超過標(biāo)準(zhǔn)1.0~2.0重污染全部或部分檢測項目檢出值超過標(biāo)準(zhǔn)>2.0嚴(yán)重污染相當(dāng)部分項目檢出值超標(biāo)1到數(shù)倍2023/9/270二、有機污染綜合評價值(A)
1976-1977年間,上海市一些生產(chǎn)和科研單位,鑒于上海黃浦江等河流水質(zhì)受有機物污染較突出,因此提出用有機污染綜合評價指數(shù)的概念。
上式中的分子是各項污染物的實測濃度值上式中的分母是對應(yīng)各項污染物的評價標(biāo)準(zhǔn)值2023/9/271利用上式可以對水體污染進(jìn)行綜合評價,同時還可以利用上式對水體中的某一單項指標(biāo)進(jìn)行評價,即:單項指標(biāo)評價值,以符號E表示。其它各項指標(biāo)均同,上式又可寫成:
2023/9/272三、廣州水質(zhì)指數(shù)
廣州在進(jìn)行水質(zhì)評價時,把測定項目分為三類,即:
無機類:SS、硫酸鹽、氫化物、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮及氨氮等。
有機類:BOD、COD、DO、TOC、油、苯、酚、多環(huán)芳烴、洗滌劑等。
重金屬類:Fe、Mn、Hg、Cd、Cr、Zn、Cu、
Pb等。將水質(zhì)評價指數(shù)也分為三類:
(1)分指數(shù):
2023/9/273
(2)類指數(shù):
(3)綜合指數(shù):
K為常數(shù),視類指數(shù)的多少而定,為了采用百分制的評價方法,在類指數(shù)(n)=3時,定K值為19.9即:當(dāng)上述式中的各項污染物實測濃度接近于標(biāo)準(zhǔn)濃度時,取此常數(shù)(19.9)可使綜合指數(shù)接近60分,此分?jǐn)?shù)值表示水質(zhì)基本及格,以此為限,綜合指數(shù)越高說明水質(zhì)越好,相反,綜合指數(shù)越低,說明水質(zhì)越差。2023/9/2743.1.3土壤環(huán)境質(zhì)量評價(SoilEnvironmentQualityAssessment)
一、土壤環(huán)境介紹二、土壤環(huán)境質(zhì)量評價程序三、評價因子的選擇四、評價標(biāo)準(zhǔn)的選擇五、評價模式2023/9/275一、土壤環(huán)境介紹
土壤(soil)
是環(huán)境的重要組成要素,和大氣(atmosphere)、水(water)、生物(biology)等環(huán)境要素(environmentalelements)之間經(jīng)常互為外在條件,相互作用,相互影響。同時,由于土壤位于地球陸地表面,是能夠生產(chǎn)植物的疏松層,又是一個有機(organic)、無機(inorganic)復(fù)合體,介于生物界(biosphere)與非生物界(inorganic)之間,并有固(solidphase)、液(liquidphase)、氣(gasphase)三相共存。2023/9/276土壤也是環(huán)境各要素激烈作用的場所。因此,土壤和環(huán)境之間關(guān)系極為密切。土壤具有肥力,是能夠為人類提供食物的生產(chǎn)資料。因此說土壤是人類最基本、最廣泛、最重要及不可代替的生產(chǎn)資料(meansofproduction)。土壤一旦受到污染,一方面危害作物的正常生長發(fā)育;同時,也成為食物鏈(foodchain)作用被攝入人體,危害其人體健康。一、土壤環(huán)境介紹2023/9/277一、土壤環(huán)境介紹土壤是由固、液、氣三相物質(zhì)組成。它包含五種成分,即礦物質(zhì)(mineralsubstance)、有機質(zhì)(organicmatter)、水份(moisture)或溶液(solution)、空氣(air)、活有機質(zhì)(activeorganicmatter)。其中,土壤礦物質(zhì)占土壤總重量的90%以上,再加上土壤有機質(zhì),因此說土壤是以固相物質(zhì)為主的多相的復(fù)雜體系。2023/9/278一、土壤環(huán)境介紹土壤物質(zhì)成分中最重要而又最活躍的是粘土礦物(claymineral)和腐殖質(zhì)(humicsubstance)組成的無機和有機膠體。有機—無機復(fù)合膠體以及土壤生物,它們在土壤物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化過程中扮演著極為重要的角色。在實際的土壤環(huán)境質(zhì)量評價工作中,由于各地區(qū)、地形及氣候等各種條件的不同,因此土壤的形成特點也各有差異。2023/9/279一、土壤環(huán)境介紹土壤是由一系列不同性質(zhì)和質(zhì)地的層次構(gòu)成,各類土壤都有一定的割面結(jié)構(gòu)。舉例如下:ABC淀積層(illuvialhorizon)母質(zhì)層(parentmaterialhorizon)
腐殖質(zhì)淋溶層(humuseluvialhorizon)2023/9/280一、土壤環(huán)境介紹ABCa積層粘土ACpH:7.5左右B粘土黑龍江黑土(blacksoil)北京褐土(cinnamonsoil)2023/9/281ApH:6.5粘化層一、土壤環(huán)境介紹ApH:4-5粘土山東棕色土(brownsoil)長江以南紅壤(redsoil)南方土壤若是在長期含水不斷形成氧化鐵的情況下,則為黃壤(yellowsoil)(如貴州)。2023/9/282二、土壤環(huán)境質(zhì)量評價程序土壤質(zhì)量評價污染源調(diào)查評價土壤質(zhì)量現(xiàn)狀評價土壤及環(huán)境特征區(qū)域環(huán)境背景值調(diào)查評價項目選擇評價標(biāo)準(zhǔn)選擇監(jiān)測布點取樣分析2023/9/283評價模式質(zhì)量分級土壤質(zhì)量預(yù)測遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律累積模式環(huán)境容量相關(guān)濃度自凈能力質(zhì)量預(yù)控2023/9/284二、土壤環(huán)境質(zhì)量評價程序程序解釋:
①土壤類型及其環(huán)境特征的調(diào)查與資料收集由于土壤剖面圖構(gòu)型、理化生物特征、土壤成土因素(包括氣候、生物、地貌、母質(zhì)和水文等)以及土地利用狀況(包括農(nóng)、林、牧用地;作物產(chǎn)量與質(zhì)量;化肥農(nóng)藥種類和用量等),對土壤中污染物質(zhì)的運動和分布規(guī)律,具有深刻的影響。因此說土壤及其環(huán)境特征是進(jìn)行土壤質(zhì)量評價工作的最基本的資料。2023/9/285
②區(qū)域土壤背景的調(diào)查與資料收集區(qū)域土壤背景值是當(dāng)前評價土壤環(huán)境質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一,也是計算土壤污染物質(zhì)積累和土壤環(huán)境容量、預(yù)測土壤質(zhì)量變化趨勢的重要依據(jù)。必須收集評價區(qū)域有關(guān)土壤背景值的資料,在無背景值資料的地區(qū),應(yīng)進(jìn)行區(qū)域土壤背景值的調(diào)查。
③污染源調(diào)查與評價污染土壤的自然、工業(yè)和農(nóng)業(yè)的主要污染物和主要污染源,是選擇土壤質(zhì)量評價因子的重要依據(jù)。同時,也是分析、預(yù)測和控制土壤污染的主要對象和內(nèi)容。二、土壤環(huán)境質(zhì)量評價程序2023/9/286
④
土壤質(zhì)量現(xiàn)狀評價包括:監(jiān)測布點、取樣分析、評價項目選擇、評價標(biāo)準(zhǔn)選擇、評價模式和指數(shù)系統(tǒng)建立、質(zhì)量分級和評價圖的編制等環(huán)節(jié)。通過現(xiàn)狀評價,掌握土壤污染程度、范圍,污染物的遷移轉(zhuǎn)化和分布規(guī)律。
⑤土壤質(zhì)量預(yù)測根據(jù)污染物在土壤中遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,研究土壤自凈能力和污染物引起作物生長不良或體內(nèi)累積達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)時的土壤和作物中污染物的相關(guān)濃度,來建立其污染物積累和土壤環(huán)境容量的計算模式,預(yù)測土壤質(zhì)量變化趨勢,有效地控制土壤污染。二、土壤環(huán)境質(zhì)量評價程序2023/9/287三、評價因子的選擇根據(jù)污染物主要類型和評價目的要求選擇評價因子。一般選擇的評價因子如下:
重金屬及其它有毒物質(zhì):汞、鎘、鉛、鋅、銅、鉻、鎳、砷、氟、氰等
有機毒物:酚、石油、三四苯并芘、DDT、六六六、三氯乙醛、多氯聯(lián)苯等
酸度、總氮、總磷等2023/9/288此外,還要考慮對土壤污染物質(zhì)積累(accumulation)、遷移(migration)和轉(zhuǎn)化(conversion)影響較大的土壤理化性質(zhì)指標(biāo),作為附加參數(shù)以便分析研究土壤污染物的運動規(guī)律,但不一定參與評價。附加參數(shù)主要包括有機質(zhì)、質(zhì)地、石灰反應(yīng)、氧化還原電位等。根據(jù)需要和可能,也可選取代換量、易溶性鹽、重金屬不同價態(tài)、粘土礦物等。
三、評價因子的選擇2023/9/289四、評價標(biāo)準(zhǔn)的選擇以土壤背景值(backgroundvalue)作為評價標(biāo)準(zhǔn),用測定值的算術(shù)平均值加減一個標(biāo)準(zhǔn)差表示背景值—區(qū)域土壤中某污染物的平均值—標(biāo)準(zhǔn)差—統(tǒng)計樣品數(shù)—土壤中某污染物的實測值
sn2023/9/290四、評價標(biāo)準(zhǔn)的選擇背景值的檢驗①標(biāo)準(zhǔn)差檢驗法(standarddeviation)當(dāng)實測值超過算術(shù)平均值+3個標(biāo)準(zhǔn)差的,作為污染物樣品棄去。②“4d”法檢驗即一組4個以上的數(shù)值,其中一個偏離平均數(shù)較大,稱可疑值。此數(shù)值將不計算在平均偏差內(nèi),大于平均偏差的4倍時,則棄去不用。
2023/9/291背景值的檢驗(“4d”法)四、評價標(biāo)準(zhǔn)的選擇如下例測定值偏差20.180.0920.960.6920.230.0420.350.0820.320.05=20.27,平均偏差=0.0652023/9/292計算方法如下:去掉可疑值,求出剩余各值的平均值,然后用各實測值,再求出平均偏差??梢芍?
=20.96-20.27=0.69;平均偏差=0.065;4倍平均偏差=0.26;因0.69>0.26,故可疑值舍棄不用。
背景值的檢驗(“4d”法)四、評價標(biāo)準(zhǔn)的選擇2023/9/293四、評價標(biāo)準(zhǔn)的選擇背景值的檢驗③富集系數(shù)檢驗(concentrationcoefficient)在確認(rèn)土壤和母質(zhì)具有相同來源的情況下,以抗風(fēng)化能力強的二氧化鈦(titaniumdioxide)
作為參比元素,求出一定土層中某元素的富集系數(shù)。如果富集系數(shù)≤1,表明一定土層中某元素含量可作為背景值;如果富集系數(shù)≥1,表明土壤有外來成分污染土壤,可棄去。2023/9/294五、評價模式(一)單因子評價(singlefactorassessment)土壤質(zhì)量單因子評價,一般以污染指數(shù)(pollutionindex)來表示,污染指數(shù)計算如下:a)以土壤污染物實測值(measuredvalue)和評價標(biāo)準(zhǔn)(evaluationcriteria)相比計算土壤污染物的污染指數(shù):
—i物實測濃度—i物評價標(biāo)準(zhǔn)2023/9/295b)根據(jù)土壤和作物中污染積累的相關(guān)數(shù)量計算污染指數(shù)首先,確定幾個土壤與作物中污染物積累的相關(guān)數(shù)值:土壤污染顯著積累起始值:指土壤中污染物超過評價標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值,以Xa表示。
2023/9/296土壤輕度污染起始值:指土壤污染物超過一定限度,使作物體內(nèi)污染物相應(yīng)增加,以致作物開始遭受污染(即作物中污染物的含量超過其背景),此時土壤中污染物的含量,即輕度污染起始值,以Xc表示。土壤重度污染起始值:指土壤污染物繼續(xù)積累,作物受害加深,以致作物中污染物含量達(dá)到食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),此時土壤中污染物的含量。即重度污染起始值,以Xp表示。2023/9/297根據(jù)上述Xa、Xc、Xp等數(shù)值,確定污染等級和污染指數(shù)范圍:非污染(uncontamination):土壤中污染物實測值等于或小于Xa,Pi<1;輕度污染(lightpollution):土壤中污染物實測值大于Xa,但小于Xc,1≤Pi<2;中度污染(moderatepollution):土壤中污染物實測值大于Xc,但小于Xp,2≤Pi<3;重度污染(seriouspollution):土壤中污染物實測值等于或大于Xp,Pi≥3。2023/9/298按上述污染指數(shù)范圍,再求出具體的污染指數(shù),這樣可消除在計算中由于各污染物的評價標(biāo)準(zhǔn)不同,Pi可能相差極大的現(xiàn)象。具體計算如下:
2023/9/299(二)多因子評價(multiplefactorassessment)一般以污染綜合指數(shù)表示:a)以土壤中各污染物污染指數(shù)疊加作為土壤污染綜合指數(shù),計算如下式:
五、評價模式式中:P—土壤綜合指數(shù);Pi—土壤中污染物i的污染指數(shù);n—污染物種類數(shù)
2023/9/2100b)根據(jù)內(nèi)梅羅污染指數(shù)式計算土壤綜合指數(shù),可以突出污染較重的污染物的作用。式中:—土壤綜合指數(shù)—土壤中各污染指數(shù)的平均值—土壤中各污染物中最大的污染指數(shù)P2023/9/2101c)以均方根的方法求綜合指數(shù):d)以土壤中各污染物的污染指數(shù)和權(quán)重計算土壤污染綜合指數(shù),可以全面反映土壤中各污染物的不同作用。2023/9/2102式中:
P—土壤綜合指數(shù);
Pi—土壤中污染物i的污染指數(shù);n—污染物種類數(shù);Wi—污染物i的權(quán)重。Wi可根據(jù)在評價區(qū)域長期的工作經(jīng)驗,或訪問當(dāng)?shù)厝罕姾陀嘘P(guān)的技術(shù)人員確定;也可根據(jù)植物吸收不同污染物的難易或根據(jù)現(xiàn)有食品、飲用水、大氣的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),按不同污染物衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的對比關(guān)系計算權(quán)重(weighting)。2023/9/2103(三)質(zhì)量指數(shù)分級指數(shù)分級是評價土壤質(zhì)量的尺度,是客觀標(biāo)準(zhǔn)。一般均按一定的指標(biāo)對綜合指數(shù)范圍進(jìn)行客觀地分級。a)根據(jù)P值劃分等級一般P≤1,為未污染;
P>1,為已污染;
P越大,受到的污染越重??筛鶕?jù)P值變幅,結(jié)合作物受害程度和污染物累積狀況,再劃分輕度污染、中度污染和重度污染等級別。五、評價模式2023/9/2104(三)質(zhì)量指數(shù)分級
b)根據(jù)土壤和作物中污染物積累的相關(guān)數(shù)量劃分等級,已如前面所述。但這種分級只能表示土壤中各個污染物的不同污染程度,還不能表示土壤總的質(zhì)量狀況。五、評價模式2023/9/21053.1.4生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價(EcologicEnvironmentQualityAssessment)在各環(huán)境要素質(zhì)量評價中,都存在著生物學(xué)的評價方法,例如:大氣、水、土壤等現(xiàn)狀評價,往往采用一些生物學(xué)評價方法。生物學(xué)評價方法特點:綜合性(comprehensibility)連續(xù)性(continuity)靈敏性(sensitivity)
2023/9/2106綜合性:是指對整個環(huán)境質(zhì)量的綜合評價。因為采用監(jiān)測儀器只能對單一的污染物進(jìn)行分析,根據(jù)濃度的變化來評價其環(huán)境質(zhì)量的變化。而生物評價方法則可根據(jù)生物受害后的表現(xiàn)及變化,綜合反映出幾種污染物同時影響的效應(yīng)。例如:番茄對O3、PAN(過氧化乙酰硝酸酯)的反應(yīng)。連續(xù)性:也稱為積累性,是指由于生物長期生活在污染環(huán)境中,是對污染狀況的連續(xù)的積累性的反應(yīng)。
2023/9/2107靈敏性:是指生物學(xué)方法常??梢詼y知不能被理化監(jiān)測手段測出的環(huán)境變化。當(dāng)然生物學(xué)評價方法的欠缺處也是比較明顯的,由于它在評價指標(biāo)和方法上還存在不少問題,所以,至今還未建立起一套比較完整的、統(tǒng)一的評價方法體系,在實際評價工作中運用還不普及。生物學(xué)評價應(yīng)與其它評價方法(如:物理的、化學(xué)的、衛(wèi)生學(xué)的以及其它學(xué)科的方法)應(yīng)互相補充,綜合運用。
2023/9/2108一、陸地生態(tài)系統(tǒng)(terrestrialecosystem)
評價方法陸地植物可以用來評價環(huán)境的質(zhì)量,特別是評價大氣環(huán)境質(zhì)量。因為生物每時每刻都要和周圍大氣環(huán)境進(jìn)行氣體交換。因此,大氣環(huán)境質(zhì)量的好壞與植物的關(guān)系十分密切。當(dāng)大氣環(huán)境受到污染后,污染物質(zhì)會通過氣體進(jìn)入植物體,對植物的生長發(fā)育產(chǎn)生影響。通過植物對各種污染物的反應(yīng),了解大氣污染狀況,并對大氣環(huán)境質(zhì)量做出評價。2023/9/2109一、陸地生態(tài)系統(tǒng)(terrestrialecosystem)
評價方法陸地上的生物學(xué)評價,主要是根據(jù)樹木
(tree)、地衣(lichen)和農(nóng)作物(crop)來進(jìn)行評價。在個別具有特殊污染物潛在威脅的污染源區(qū)域,則飼養(yǎng)鳥類及小動物來進(jìn)行污染監(jiān)測和評價(如:大連染料廠,為避免出現(xiàn)光氣污染事故,建立生態(tài)監(jiān)測鳥籠)。2023/9/2110一、陸地生態(tài)系統(tǒng)(terrestrialecosystem)
評價方法1、根據(jù)樹木的評價
樹木種類和觀察樣樹選擇的原則
①對污染物具有強或較強的敏感性。
②在一個地區(qū)分布比較普遍。
③選擇同一種類的觀察樣樹時,其環(huán)境條件(土壤、地形)要盡量一致。
④最好是成年樹。2023/9/2111
樹木調(diào)查項目:(主要是調(diào)查樹木生活力指標(biāo))
①樹勢:旺盛、衰弱、嚴(yán)重衰弱、死亡②樹形:正常、輕度變形、中度變形、嚴(yán)重變形③枝梢枯損::未見、少量、明顯、嚴(yán)重④枝葉的密度:正常、部分稀疏、明顯稀疏⑤葉的大小:正常、輕度變形、中度變形、嚴(yán)重變形⑥葉色:正常、輕度變色、中度變色、嚴(yán)重變色
⑦落葉狀況對以上各項目,可以根據(jù)需要和可能有重點的進(jìn)行。
2023/9/2112
例如:沈陽市利用刺槐對冶煉廠附近區(qū)域的大氣環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行調(diào)查(并與儀器分析配合,找出相關(guān)性)。
cm2/葉片樹木中Hg含量(ppm)
比較結(jié)果>72.06~4.6清潔水平4~74.6~43.2輕污染3~443.2~111.4中污染<3>111.4重污染
觀察結(jié)果表明:距冶煉廠越近,葉片越小。2023/9/2113一、陸地生態(tài)系統(tǒng)(terrestrialecosystem)
評價方法2、根據(jù)地衣的評價地衣是藻類(algae)
和真菌(fungi)
的共生體(symbiont),對大氣污染很敏感,空氣中極少量的污染物質(zhì),即能影響其生長發(fā)育。在城市、工礦企業(yè)分布較密集區(qū),地衣較缺乏,與空氣污染有密切的關(guān)系。因此可以利用地衣來評價環(huán)境質(zhì)量。2023/9/2114
調(diào)查方法:在評價區(qū)內(nèi),選擇一些標(biāo)準(zhǔn)樹(常綠樹和落葉樹均可),然后對距地面一定高度的(1~1.2m)樹干上著生的地衣數(shù)量和種類進(jìn)行調(diào)查、統(tǒng)計和比較,以其地衣分布的數(shù)量、種類的多少來描述全區(qū)域大氣的環(huán)境質(zhì)量。第二種方法:將樹干上的敏感地衣,連同樹皮一起切下,然后用膠或蠟將其固定在木制的盤上(每盤放10個地衣葉狀體),將它們分別放在各測點上,定期觀察各點地衣的受害和生長情況。根據(jù)地衣的不同反應(yīng)來評價環(huán)境污染的程度和狀況。
2023/9/2115如:苔蘚(地衣的一種),當(dāng)大氣中SO2濃度超過0.017ppm時,大部分苔蘚就會引起中毒或死亡;當(dāng)SO2濃度在0.015~0.105ppm時,就能引起地衣絕跡。評價方法:根據(jù)調(diào)查結(jié)果與本底值(從清潔區(qū)得到)進(jìn)行比較,得出各調(diào)查測點的濃度(或受害情況)并分級:嚴(yán)重污染、重度污染、中度污染、輕污染、清潔。
2023/9/2116一、陸地生態(tài)系統(tǒng)(terrestrialecosystem)
評價方法3、根據(jù)作物的評價一種方法是根據(jù)農(nóng)作物生長情況,來描述和評價區(qū)域環(huán)境質(zhì)量狀況,通常多選擇蔬菜為調(diào)查對象。因為蔬菜種類多,且菜地較開闊無阻擋,接觸有害氣體比較均勻。當(dāng)然也可以選擇一些其它較敏感的農(nóng)作物為對象,如:大麥、小麥、玉米、向日葵等。評價方法:⑴根據(jù)產(chǎn)量:正常及各種不同程度的減產(chǎn)來評述⑵產(chǎn)品質(zhì)量:正常、輕度、中度、嚴(yán)重(下降)⑶受害情況⑷作物體內(nèi)的污染物質(zhì)殘留量
2023/9/2117污染物反應(yīng)濃度敏感植物SO2<0.25~0.3ppm不引起急性中毒;0.1~0.3ppm長期暴露可慢性中毒紫花苜蓿、大麥、棉花、小麥、三葉草、甜菜、萵苣、大豆、向日葵等O3
在0.02~0.05ppm時最敏感植物可產(chǎn)生急性或慢性中毒煙草、番茄、菠菜、土豆、燕麥、丁香、秋海棠、女貞、梓樹等PAN(過氧化乙酰硝酸酯)在0.1~0.05ppm時最敏感的植物產(chǎn)生危害,也可引起早衰矮牽牛、早熟稻、長葉萵苣、豌豆、番茄、芥菜等HF最敏感的植物在0.1ppb即有反應(yīng),在葉中濃度達(dá)到50~200ppm時敏感植物壞死唐菖蒲(淺色的比深色的敏感)、郁金香、金蕎麥、玉米、杏樹、葡萄、雪松對主要污染物敏感的植物及其反應(yīng)濃度2023/9/2118二、淡水環(huán)境質(zhì)量生物學(xué)評價方法
(freshwaterenvironment)淡水環(huán)境質(zhì)量生物學(xué)評價方法很多,其中某些方法比較成熟,并已指數(shù)化,有些還處于描述、定性和試用階段。由于評價的水體不同(靜水、流水等),目的不同(監(jiān)測和控制水質(zhì)變化,調(diào)查污染源,給水水質(zhì)調(diào)查,保護(hù)增殖水產(chǎn)資源等),地區(qū)不同(寒帶、溫帶、山地、平原等)以及其它影響生物變化的環(huán)境因素較多。因此在實際應(yīng)用中具有一定的局限性。2023/9/2119根據(jù)國內(nèi)外資料,并結(jié)合我國當(dāng)前情況,介紹一些調(diào)查項目和評價方法,供大家在今后工作中根據(jù)具體情況選擇使用。⒈調(diào)查項目
(1)種類(species)
(2)多度(abundance)
(3)初級和次級生產(chǎn)力
(primaryandsecondaryproductivity)
(4)殘留量(residualquantity)(5)生物測試(bioassay)2023/9/2120⑴種類根據(jù)評價水系采集到的生物進(jìn)行分類鑒定,通過對某一群落中的各種類分布情況來確定水質(zhì)的污染程度。如:底棲生物(benthos)、浮游生物(plankton)、著生生物等。一般情況下,水質(zhì)污染越重,種類數(shù)就越少。嚴(yán)重時,種類數(shù)可達(dá)到0,但水質(zhì)如果過于純凈,如食物營養(yǎng)源缺乏,種類數(shù)也會變少。種類總數(shù)分布是計算評價水質(zhì)的若干多樣性指數(shù)的一項重要參數(shù),利用此參數(shù),可分別進(jìn)行定性或定量分析。
2023/9/2121⑵多度
在水體中,由于中等程度的污染對生物影響的第一個結(jié)果是個體數(shù)的變化,而不是某個種的突然消失。因此,常用“多度”的概念作為評價水質(zhì)的基礎(chǔ)。計算多度一般是按單位面積或體積來測定各個種的數(shù)量,但往往由于生物的個體大小不等,因此需用生物量(biomass)來表示。如用重量(weight)(濕重(greenweight
)、干重)、體積、葉綠素(chlorophyl)、總碳(ATP)等方法來表示,更為精確。
2023/9/2122(3)初級和次級生產(chǎn)力
這是水體生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)
(materialcycle)和能量流
(energyflow)的主要指標(biāo),也是水質(zhì)和水的凈化過程的基礎(chǔ)資料。
初級生產(chǎn)力的測定
在靜水中,主要是浮游植物
(phytoplankton)和水生高等植物
(aquatichigherplant)的生產(chǎn)量(production)及呼吸值
(respiratoryvalue)。
在流水中,可考慮著生藻類或通過溶氧值變化計算整個群落的代謝。
2023/9/2123
次級生產(chǎn)力的測定在靜水中,主要是浮游動物(zooplankton)、底棲動物(zoobenthos)及魚類的總生產(chǎn)量(totalproduction)、凈生產(chǎn)量(netproduction)、減耗量、被掠食量、呼吸量(respiratorycapacity)及攝食量(ingestivecapacity)等;在流水中,主要研究底棲生物(benthos)及魚類等。在估價次級生產(chǎn)力時,需先單個地對特定種群研究,以優(yōu)勢的種群為主。2023/9/2124(4)殘留量
一些生物能在體內(nèi)積累環(huán)境中某些污染物,利用殘留量測定,可指示環(huán)境被污染程度,以及在該生態(tài)系統(tǒng)中某些污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律和途徑。
介紹三個概念:
①
生物積累(biologicalaccumulation)生物通過吸收(absorption)、吸附(adsorption)、吞食(swallow)等各種過程,從周圍環(huán)境中濃縮某些元素或難分解的物質(zhì)。這種濃縮作用貫穿于生物一生中整個代謝活躍期內(nèi),以致濃縮系數(shù)(concentrationcoefficient)不斷增大,這種現(xiàn)象稱為生物積累。
2023/9/2125
②
生物放大(biologicalmagnification)在食物鏈(foodchain)上,由于高營養(yǎng)級生物以低營養(yǎng)級生物為食物,一種元素或難分解物質(zhì)在機體中的濃度隨著營養(yǎng)級(trophiclevel)的提高而逐步增大的現(xiàn)象,又稱生物放大。③生物濃縮
(biologicalconcentration)生物機體或處于同一營養(yǎng)級上的許多生物種群,從周圍環(huán)境中濃縮某種元素或難分解物質(zhì)的現(xiàn)象,稱為生物學(xué)濃縮。
2023/9/2126
生物濃縮、生物積累和生物放大,雖然都是用來自環(huán)境的元素或難分解物質(zhì)的濃度系數(shù)表示,但卻是三個不同的概念。生物濃縮,是把生物機體和環(huán)境中的濃度相比較;生物積累,是同一生物個體在不同代謝活躍階段其機體內(nèi)的濃度相比;生物放大,是同一食物鏈上,不同營養(yǎng)級的生物機體內(nèi)的濃度相比。濃縮系數(shù):生活在環(huán)境中的生物,其體內(nèi)某種元素或難分解物質(zhì)的濃度(CB)與環(huán)境介質(zhì)中該元素或物質(zhì)的濃度(CA)的比值,稱為生物濃縮系數(shù)。
2023/9/2127(5)生物測試
(bioassay)
測定水生生物對污染物的反應(yīng)(死亡率、生長率、繁殖、代謝、酶反應(yīng)行為等),是一種測定和評價水和污染物的毒性的基本方法。不同的測試方法和不同生物的測試結(jié)果,可有不同的表示方法。下面介紹幾個常用的毒性測量單位:
a、半致死濃度(LC50)
b、效應(yīng)濃度(EC)
c、安全濃度(SC)
d、毒性最大允許濃度(MATC)
e、應(yīng)用系數(shù)(AF)
2023/9/2128a、半致死濃度(LC50)在急性毒性試驗(acutetoxicitytest)
中,使受試水生動物半數(shù)死亡時,毒物濃度一般稱為半致死濃度(halflethalconcentration),用LC50表示。在水環(huán)境中,毒物的效應(yīng)尚決定于測試生物的接觸時間。因此在表示效應(yīng)結(jié)果的前面應(yīng)有時間因素。如96小時的半致死濃度(96LC50)、48小時半致死濃度(48LC50)、24小時半致死濃度(24LC50)等。
2023/9/2129致死濃度的表示還有LC10、
LC20、……LC60等等。分別說明在生物死亡10%、20%……60%時的效應(yīng)濃度。另外,急性毒性試驗還常用平均耐受限Tlm表示,即表示在急性試驗中使受試生物半數(shù)存活時的毒物濃度,還可表示為Tl20、Tl70,分別指在急性試驗中受試生物20%、70%存活時的濃度。Tlm=LC50,Tl10=LC90,Tl20=LC80。目前常用的多是在不同時間下的LC50來表示。2023/9/2130b、效應(yīng)濃度(EC)在一定接觸時間內(nèi)使半數(shù)受試水生動物產(chǎn)生某一效應(yīng)(如喪失平衡、發(fā)育異?;蚧蔚龋┑亩疚餄舛?。EC50半數(shù)效應(yīng)濃度或EC10
、EC30等等。c、安全濃度(SC)是一種毒物的某一濃度在生物長期接觸后,經(jīng)過一代或幾代均未發(fā)現(xiàn)危害的最高濃度。d、毒性最大允許濃度(MATC)在慢性毒性試驗中,對試驗生物無影響的最高濃度和有影響的最低濃度之間的毒物閾濃度。2023/9/2131e、應(yīng)用系數(shù)(AF)
因為有些生物可以在實驗室內(nèi)用慢性毒性試驗作出“安全濃度”,對于那些不能在實驗室內(nèi)作試驗的生物,則可用求出的應(yīng)用系數(shù)來進(jìn)行計算。例如:安全濃度=應(yīng)用系數(shù)×
2023/9/2132二、淡水環(huán)境質(zhì)量生物學(xué)評價方法
(freshwaterenvironment)
2、評價方法
⑴一般描述方法(generaldescription)根據(jù)對調(diào)查水體的水生生物區(qū)域組成、種類、數(shù)量、生態(tài)分布、資源情況等的描述,對比區(qū)域內(nèi)同類型水體的歷史資料,對其水域環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀作出評價。這是通常做法,但是需要評價人員具有較豐富經(jīng)驗和歷史資料等,工作難度較大。
2023/9/2133該方法是運用數(shù)學(xué)公式反映生物種群或群落結(jié)構(gòu)的變化對水系環(huán)境進(jìn)行評價。⑵生物指數(shù)法(biologicalindex)2023/9/2134介紹幾種指數(shù):
①
顫蚓類與全部底棲動物相比的生物指數(shù)
指數(shù)<60%,表示水質(zhì)良好;指數(shù)60%~80%,為中等污染;指數(shù)>80%,為嚴(yán)重污染。2023/9/2135
②
貝克(Beck)指數(shù)將采集到的底棲大型無脊椎動物分為兩大類:
(benthicmacroinvertebrate)第I類是對有機污染缺乏耐性的種類;第Ⅱ類是對有機污染有中等耐性的種類。設(shè)一個調(diào)查地點內(nèi)I
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