第二章-水环境背景值调查与污染源评价 PPT课件

第二章水环境背景值调查与污染源评价,1,第一节水环境背景值调查的内容与要求一、自然环境背景值特征调查环境背景值是指没有受到人类活动干扰的自然状态。环境背景值调查的内容包括气象、水文、地质地貌、植被条件、土地利用、环境质量等方面。1、气象背景调查：气象资料包括风向、风速、气温、降水、日照、能见度、蒸发、逆温和大气稳定度等。气象资料调查不仅要取得某一时期的平均数据，还要注意其时空变化及一年中的风频图。2、地质地貌背景调查地质地貌条件是决定区域自然污染源和污染物迁移过程的基本因素。,2,一个地区的地质条件主要是指地层、岩性、地质构造和裂隙的基本情况。地貌条件的调查内容包括山地形态、组成、山地高度、山脉走向等。对水环境评价来说，应调查河谷形态、河谷横断面和纵剖面、河流的纵向比降、盆地与洼地、喀斯特等内容。3、土壤及生物背景调查土壤调查：要了解土壤的各种特征，需对土壤的剖面结构及土壤发生层次、质地层次和障碍层次进行调查和研究。同时，还应对当前的土地利用状况、农作物遭受污染危害的情况、农药的种类和用量、化肥使用的品种进行调查。,3,生物背景调查：主要的生物资源、种类、形态特征和生态习性。二、水文特征调查：1、河流水位、流速、丰枯水流量、河床变迁及坡降、糙率等。2、湖区的进出水系，湖泊蓄水量及其年内年际变化，水流流向等。3、海流、海浪、潮流、风和地形等特点。4、地下水浅水和承压水的水质状况、开采量、开采位置及水位变化。5、水温，水化学分析；6、补给来源；7、底质特征；8、水资源开发及利用情况，在灌溉、饮用、水产养殖、游览等方面综合利用情况，城市给水及污水处理设施情况。,4,三、社会经济结构特征调查社会经济结构背景调查的主要内容包括评价区的人口及人口分布、城镇、农村居民点的分布、工业结构与布局、工业发展的技术水平、产量、产值、利润等，农业结构、农田面积、作物品种及种植面积，灌溉设施及灌溉方法等。,5,第二节环境背景值的调查与分析计算环境背景值是指在不受到人类污染条件下，环境中的各个组成部分，如：水体、大气、土壤、农作物、水生生物等。一、背景样品的采集方法主要有：1、网格法；2、环境单元法；3、无污染采样法等。二、环境背景值的计算1、平均值：(2-1)式中xi:第i个样品中某物质的含量；n样品的数量。,6,样品的误差可以用样品的标准差表示：(2-2)例2-1在某河的源头处采集的10个样品的水质分析数据如表2-1所示,据此计算该河流的水环境背景值。,7,计算结果：对镉：平均值：0.196ug/L,标准差：0.021ug/L;对铬：平均值：1.23ug/L,标准差：0.076ug/L;对砷：平均值：2.09ug/L,标准差：0.053ug/L;第三节污染源及污染物的分类凡是产生污染环境的物质的发生源，都称为污染源。每一种对环境产生污染的物质都称之为污染物或污染因子。一、污染源的分类通常将污染源分为两大类：自然污染源和人为污染源。,8,9,人为污染源主要的研究的内容为：,10,二、污染物的分类如果按物理化学和生物学特征，污染物可分为物理污染物、化学污染物、生物污染物及综合性污染物。,11,按环境质量控制标准中的项目分类方法对污染物进行分类：,12,第四节污染源调查污染源调查就是指获得污染源资料的过程。一、污染源调查的内容1、工业污染源调查（1）企业环境状况（2）企业基本情况：概况；工艺调查；能源、水源及原材料情况；生产布局调查管理调查（3）污染物排放及治理：污染物产生及排放；污染物治理。（4）污染危害调查（5）生产发展情况调查2、农业污染源调查,13,（1）农药使用情况调查（2）化肥施用情况调查（3）水土流失情况调查（4）农业废弃物调查3、生活污染源调查（1）城市居民人口调查（2）城市居民用水和排水调查（3）民用燃料调查（4）城市垃圾及处置方法调查二、污染源调查方法1、污染源调查的工作阶段（1）普查阶段（2）详查阶段（3）建立挡案阶段,14,2、污染物排放量的确定（1）物料平衡法根据物质不灭定律，在生产过程中投入的物料量等于产品所含这种物料的量与这种物料流失量的部和。（2-3）式中：Q：污染物排放量，g/s；G2：单位时间内物料总流失量，g/s；G：单位时间内投入物料总量，g/s；G1：单位时间内生产的产品所含这种物料的量，g/s。如果物料流失量的一部分由烟囱或排水排放，其它部分进入残渣中，则排放量就由物料流失量乘以修正系数得到，即：（2-4）式中：修正系数，等于排污口排放的物料量与物料流失量的比值。,15,（2）经验计算法（排放系数或排污系数法）根据生产过程中单位产品的经验排污系数进行计算，求得污染物排放量的计算方法称为经验计算法，计算公式为：（2-5）式中：K为单位产品的经验排放系数，kg/t；W：某种产品的单位时间产量，t/h；（3）实测法实测法是通过对某个污染源现场测定，得到污染物的排放浓度和流量（废水或烟气），然后计算排放量，计算公式如下：（2-6）式中：C：实测的污染物算术平均浓度；L：烟气或废水的流量。,16,第五节污染源预测与评价一、污染源预测：1、回归分析预测法回归分析目前多用于线性函数。根据历年监测的数据，可以直接建立起污染物排放与时间的关系，然后进行预测：（2-7）式中：Q为污染物排放量，t/a；或kg/d；t：计算时间，a（年）根据多年的污染物排放数据Qi和相应的年份ti，可以估计出参数a和b：（2-8）,17,（2-9）式中：n：所采用的数据的年限，有了a、b值以后，就可以预测了。例：2-2。已知某城市1975-1984年的一组SO2排放数据（表2-2），试预测1990年的SO2排放量。解：将SO2排放量与年度绘成图形（图2-4），基本上可以用一直线来表示。求其截距和斜率有:a=-86.27,b=0.044则:Q=-86.27+0.044t当t=1990时:得Q(1990)=1.676(万t/a),18,2、平均增长速度法根据国民经济的发展计划来预测污染物的排放量，可以用下式计算：（2-10）式中：M：预测的某种污染物的排放量；m：单位产值或单位产量的某种污染物的排放量；G：预计的产值或产品的产量。m应该被看作为一个随时间变化的量，一般来说，随着技术的进步和管理水平的提高，m的数值应逐年下降。这种关系可用下式表示：（2-11）式中：m0：预测基准年的单位产值或单位产品的排放量；t，t0：预测年和基准年；：排污量的年平均增长率，在正常情况下，1。,19,3、弹性系数法弹性系数的定义就是y的相对增长量与x的相对增长量的比值，即：（2-12）弹性系数可以根据历年的观测数据推求。设M2、G2分别为t2年的污染物排放量和相应的国民生产总值（或工业产品产量），M1、G1分别为t1年的对应值，如果和分别表示污染物排放量和国民生产总值（或工业产品产量）的平均增长率，根据平均增长速度法可以写出：（2-13）（2-14）,20,由上两式可以求出和：（2-15）（2-16）那么，弹性系数可以由下式求出：（2-17）因为和表示的是由t1至t2年的污染物排放量和国民生产总值(或工业产品产量)的平均增长率,所以弹性系数也可以表示为:(2-18),21,例2-3,已知某市一组国民生产总值和COD排放总量数据(表2-3)。试用弹性系数法预测10年后的COD的排放总量。已知10年后（1995年）的国民生产总值比1985年翻一番。解：根据式（2-15）和（2-16）分别求出COD和国民生产总值的平均增长率：由式（2-17）计算弹性系数：,22,已知国民生产总值翻一番，即G/G=1，那么：当国民生产总值翻一番时，COD排放总量增加0.7210倍，到1995年，COD的排放量将达：M=23.3(1+0.7210)=40.09(t/a)也可以按(2-18)式计算弹性系数,得:10年后的COD排放总量为:M=23.3(1+0.6361)=38.12(t/a)二、污染源评价污染源评价的目的是要确定主要污染物和主要污染源，为污染源治理和区域治理规划提供依据。,23,1、等标污染指数：是指所排放的某种污染物的浓度超过该种物质的排放标准的倍数，简称超标倍数。等标污染指数可以用下式计算：（2-19）式中：Cij：第j个污染源中第i种污染物的排放浓度；C0i：第i种污染物的排放标准。2、等标污染负荷：等标污染指数只反映浓度关系，并不涉及排放总量。而污染物对环境的影响是由浓度和总量两者决定的。为了描述总量的影响，引入等标污染负荷的概念。等标污染负荷用下式计算：（2-20）式中Qij：第j个污染源中含有第i种污染物的介质排放量，m3/s,24,若第j个污染源共有n种污染物参与评价，则该污染源的总等标污染负荷为：（2-21）若评价区内共有m个污染源含有第i种污染物，则该种污染物在评价区内的总等标污染负荷为：（2-22）3、污染负荷比：这个概念是为了确定污染物和污染源对环境的贡献。即在第j个污染源内，第i种污染物的污染负荷比kij由下式确定：（2-23）Kij是一个无量纲数，可以用来确定污染源内部各种污染物的排序，Kij最大者就是最主要的污染物。,25,评价区内第j种污染源负荷比Kj可以用下列公式计算：（2-24）Kj也是一个无量纲数，它可以用来确定评价区内的主要污染源及污染的排序，Kj最大者为最主要的污染源。评价区内第i种污染物负荷比Ki可以用下列公式计算：（2-25）无量纲数Kj可以用来确定评价区内的主要污染物及其排序，Kj最大者为最主要的污染物。,26,例2-4，某地区建有造纸厂、酿造厂和食品厂，其污水排放量与污染物监测结果如表2-4所示，试确定该地区主要污染物与主要污染源。解：用于污染源评价的污染物最高容许排放浓度由表2-5给定,27,根据上述公式计算等标污染负荷，然后计算污染负荷比，计算值列于表2-6.从表2-6可以确定该地区的主要污染源是造纸厂（污染负荷比为0.55),其次为食品厂(0.24);主要污染物是CODcr(污染负荷比为0.52),其次是悬浮物(0.17)。主要污染源内的主要污染物是挥发酚(污染负荷比为0.20)。,28,在北京西