環(huán)境影響評(píng)價(jià)之地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)

1第6講，地表水環(huán)境影響評(píng)價(jià)2本節(jié)內(nèi)容地表水體及其污染（地表水體、點(diǎn)源/非點(diǎn)源概念、點(diǎn)源/非點(diǎn)源估算方法）水體中污染物的遷移與轉(zhuǎn)化（遷移轉(zhuǎn)化概述、對(duì)流彌散混合、生化降解、耗氧與復(fù)氧）水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)方法（指數(shù)評(píng)價(jià)法、生物學(xué)評(píng)價(jià)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(kù)、海洋、濕地等各種水體的統(tǒng)稱(chēng)；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?xún)艄δ埽軌驖M(mǎn)足地球的基本需要；水資源的人工水循環(huán)：對(duì)水循環(huán)過(guò)程加入大量污染物，造成了很多的水質(zhì)型缺水問(wèn)題，同時(shí)人工水循環(huán)對(duì)自然水循環(huán)的過(guò)多干預(yù)（取用水量過(guò)大），也造成了資源型缺水問(wèn)題。4一、地表水體及其污染2、水體污染源（1）點(diǎn)源污染：由管道和溝渠收集后，由統(tǒng)一排水口進(jìn)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(jī)關(guān)、學(xué)校、餐飲、旅游、服務(wù)、市政設(shè)施等；含有：糖、纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪有機(jī)物；含N、P、S等的無(wú)機(jī)鹽類(lèi)；含病原微生物等。所含成分復(fù)雜，因此多用綜合指標(biāo)BOD，

COD，TOC，典型特點(diǎn)是有機(jī)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(lái)自工業(yè)生產(chǎn)，水質(zhì)、水量變化較大，隨具體生產(chǎn)過(guò)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(jī)廢水無(wú)機(jī)廢水重金屬?gòu)U水放射性廢水熱廢水

……復(fù)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(zhì)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(zhì)差異大。6一、地表水體及其污染（2）非點(diǎn)源污染——NPS（non－point－source

）又稱(chēng)面源污染：以分散形式通過(guò)岸線(xiàn)進(jìn)入水體的污廢水以及降水，或通過(guò)小型溝渠分散進(jìn)入水體的污廢水；美國(guó)NPS定義：在不確定的時(shí)間，以不確定方式進(jìn)入水體的污廢水；非點(diǎn)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(chǎng)廢水大氣降水……非點(diǎn)源污染緊迫性：隨著點(diǎn)源污染得到控制，非點(diǎn)源對(duì)水環(huán)境的污染貢獻(xiàn)越來(lái)越大；發(fā)達(dá)國(guó)家，點(diǎn)源基本得到有效控制，非點(diǎn)源成為最大污染源，美國(guó)60％水污染源來(lái)源與NPS，中國(guó)農(nóng)田氮流失率33－74％；在上海，預(yù)計(jì)非點(diǎn)源污染對(duì)水體污染貢獻(xiàn)負(fù)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(xué)需氧量671工業(yè)廢水化學(xué)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(guó)點(diǎn)污染源排放總量2000a廢污水排放總量為747億m3

化學(xué)需氧量總排放量為1920萬(wàn)噸氨氮總排放量為185萬(wàn)噸億m3萬(wàn)噸萬(wàn)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(lái)越高，城鎮(zhèn)化速率越來(lái)越快，這種情況可能會(huì)逆轉(zhuǎn)點(diǎn)污染源廢污水排放量?jī)|m3全國(guó)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(guó)非點(diǎn)源污染物調(diào)查估算COD氨氮總氮總磷源強(qiáng)634239229452204負(fù)荷產(chǎn)生量91188583243負(fù)荷入河量66583325155單位：萬(wàn)噸如果不采取有效的非點(diǎn)源污染控制措施，源強(qiáng)入河量提高的潛力還是比較大的不同類(lèi)型非點(diǎn)源污染負(fù)荷產(chǎn)生量占全國(guó)比例11一、地表水體及其污染3、非點(diǎn)源污染估算：第一類(lèi)估算方法：城市非點(diǎn)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(jì)算公式為：12一、地表水體及其污染其次，計(jì)算徑流沖刷到水體的顆粒物負(fù)荷；然后，計(jì)算暴雨沖刷到水體的有機(jī)污染負(fù)荷量；最后，計(jì)算一次暴雨產(chǎn)生的有機(jī)污染物負(fù)荷；13一、地表水體及其污染第二類(lèi)估算方法：農(nóng)田徑流污染負(fù)荷估算計(jì)算農(nóng)田土壤侵蝕量一、地表水體及其污染計(jì)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(shí)－時(shí)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(diǎn)源水污染物排放量預(yù)測(cè)（1）水資源需求預(yù)測(cè)：2000年中國(guó)700t水/萬(wàn)元GDP，發(fā)達(dá)國(guó)家70-80t水/萬(wàn)元GDP，中國(guó)節(jié)水潛力巨大。19人均用水經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)城鎮(zhèn)平均250L/p.d

發(fā)達(dá)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(dá)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(yù)測(cè)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(yù)測(cè)

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(zhuǎn)化1、遷移轉(zhuǎn)化概述（物理、化學(xué)、生物）（1）物理過(guò)程——混合稀釋和自然沉淀過(guò)程。沉淀過(guò)程：對(duì)于水質(zhì)來(lái)說(shuō)是凈化，對(duì)于底泥而言則是一種污染；混合過(guò)程：只降低水中污染物的濃度，但是沒(méi)有減少水中污染物的總量；混合稀釋包含三個(gè)作用過(guò)程：湍流：由于水流的湍動(dòng)特性引起水中污染物由高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)轉(zhuǎn)移的過(guò)程－類(lèi)似布朗運(yùn)動(dòng)；推流：污染物隨水分子質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)而遷移的過(guò)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(zhuǎn)化（2）化學(xué)過(guò)程——氧化－還原、絮凝、酸堿反應(yīng)氧化還原：大氣復(fù)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(yīng)：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(zhì)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(zhuǎn)化（3）生物過(guò)程——自然水體中的生物過(guò)程多數(shù)是在溶解氧充分情況下發(fā)生的。有機(jī)物成為微生物的食物；將有機(jī)物通過(guò)微生物氧化成為無(wú)害的簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物；自然水環(huán)境中也存在厭氧微生物作用的過(guò)程，例如厭氧反硝化脫氮過(guò)程25二、水體中污染物的遷移與轉(zhuǎn)化2、河流中污染物混合擴(kuò)散過(guò)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(zhuǎn)化在某些大河中：橫向混合達(dá)不到對(duì)岸，也就是說(shuō)不能達(dá)到完全混合，形成所謂的“污染帶”；達(dá)到完全混合后的區(qū)域，污染物的降低主要依靠物理化學(xué)、生物化學(xué)等降解，可以用一級(jí)動(dòng)力學(xué)來(lái)描述:27二、水體中污染物的遷移與轉(zhuǎn)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(gè)階段不含氮有機(jī)物的氧化、含氮有機(jī)物的氨化以及氨化后不含氮有機(jī)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(zhuǎn)化（2）生化衰減動(dòng)力學(xué)反應(yīng)C氧化：N氧化－硝化：29二、水體中污染物的遷移與轉(zhuǎn)化4、水體中的耗氧與復(fù)氧（1）耗氧過(guò)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(zhuǎn)化（2）復(fù)氧過(guò)程大氣復(fù)氧：大氣復(fù)氧速率與水體氧虧量成正比光合復(fù)氧：水中綠色植物光合作用（黑白瓶實(shí)驗(yàn)）31三、地表水環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)1、評(píng)價(jià)原則是調(diào)查監(jiān)測(cè)工作的繼續(xù)；主要采用文字分析、描述，輔以必要的數(shù)學(xué)表達(dá)；常用檢出率、超標(biāo)率、達(dá)標(biāo)率等指標(biāo)表述32三、地表水環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)2、評(píng)價(jià)中的指數(shù)計(jì)算方法:單指數(shù)法jssjssjjfsusdDOsDOfDOjDOjDOfDOspHsd=6pHsu=9pHsdpHsupH=733三、地表水環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)2、評(píng)價(jià)中的指數(shù)計(jì)算方法:多指數(shù)綜合法34三、水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法3、生物學(xué)評(píng)價(jià)方法描述對(duì)比法：定性對(duì)比水體歷史生物變化生物指數(shù)法：將水質(zhì)變化引起的生物群落的生態(tài)學(xué)效應(yīng)由數(shù)學(xué)方法表達(dá)出來(lái)，得到群落結(jié)構(gòu)的定量數(shù)值。注意6個(gè)方面的生態(tài)學(xué)效應(yīng)：對(duì)污染物有指示價(jià)值的生物種類(lèi)的消失或出現(xiàn)，導(dǎo)致群落結(jié)構(gòu)的種類(lèi)組成變化；群落中生物種類(lèi)數(shù)，在污染加重條件下減少，在水質(zhì)轉(zhuǎn)好時(shí)增加，但過(guò)于清潔水中，也會(huì)減少；組成群落的個(gè)別種群發(fā)生變化；群落中種類(lèi)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(zhì)量評(píng)價(jià)方法根據(jù)上述評(píng)價(jià)原則，有多種生物評(píng)價(jià)指數(shù)，典型的beck（貝克）指數(shù)：N1=不耐受有機(jī)污染物的種類(lèi)；N2＝能忍受中等程度污染的種類(lèi)；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(yán)重污染36三、水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法指示生物法：對(duì)水體中有機(jī)污染或某種特定污染物敏感的或有耐受性的生物種類(lèi)存在與否，來(lái)指示水體中有機(jī)物或某污染物的污染狀況。37指示生物法項(xiàng)目重污染帶α－中污帶β－中污帶寡污帶化學(xué)過(guò)程腐敗引起還原和分解明顯開(kāi)始水及底泥出現(xiàn)氧化跡象到處有氧化現(xiàn)象因?yàn)檠趸沟V化達(dá)到完成階段溶解氧全無(wú)有一些較多很多BOD很高高較低低硫化氫強(qiáng)烈硫化氫硫化氫臭味消失無(wú)無(wú)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(xì)菌大量存在，100萬(wàn)/mL水?dāng)?shù)量很多,10萬(wàn)/mL水10萬(wàn)/mL水以下100個(gè)/mL水以下棲息生物生態(tài)學(xué)所有動(dòng)物無(wú)例外為細(xì)菌攝食者；能耐受pH；耐受低溶解氧；對(duì)硫化氫、氨等具有強(qiáng)烈抗性。細(xì)菌攝食動(dòng)物占優(yōu)勢(shì)；有肉食性動(dòng)物；對(duì)DO、pH以及硫化氫的耐受性較好對(duì)DO、pH以及硫化氫的耐受性差，對(duì)腐敗毒性無(wú)長(zhǎng)時(shí)間耐性對(duì)DO、pH以及硫化氫的耐受性很差植物無(wú)硅藻、綠藻、接合藻以及高等植物藻類(lèi)大量繁殖，有藍(lán)藻、綠藻、結(jié)合藻以及硅藻出現(xiàn)藍(lán)藻、綠藻、結(jié)合藻以及硅藻出現(xiàn)，鼓藻占優(yōu)勢(shì)水中藻類(lèi)少，但著生藻類(lèi)多動(dòng)物微型原生動(dòng)物為主微型動(dòng)物占多數(shù)多種多樣多種多樣原生動(dòng)物變形蟲(chóng)、纖毛蟲(chóng)，但無(wú)太陽(yáng)蟲(chóng)、雙鞭毛蟲(chóng)及吸管蟲(chóng)逐漸出現(xiàn)太陽(yáng)蟲(chóng)、吸管蟲(chóng)，但無(wú)雙鞭毛蟲(chóng)太陽(yáng)蟲(chóng)、吸管蟲(chóng)，雙鞭毛蟲(chóng)出現(xiàn)僅有少數(shù)雙鞭毛蟲(chóng)和纖毛蟲(chóng)后生動(dòng)物僅少數(shù)輪蟲(chóng)、蠕形動(dòng)物、昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)、出現(xiàn)水螅，魚(yú)類(lèi)不能生存貝類(lèi)、甲殼類(lèi)、昆蟲(chóng)等出現(xiàn)，但無(wú)淡水海綿及苔蘚類(lèi)動(dòng)物，有鯉魚(yú)、鯽魚(yú)、鯰魚(yú)等貝類(lèi)等也大量出現(xiàn)，魚(yú)類(lèi)均有出現(xiàn)昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)種類(lèi)明