环境影响评价之地表水环境影响评价

1第6讲，地表水环境影响评价2本节内容地表水体及其污染（地表水体、点源/非点源概念、点源/非点源估算方法）水体中污染物的迁移与转化（迁移转化概述、对流弥散混合、生化降解、耗氧与复氧）水环境质量现状评价方法（指数评价法、生物学评价法）3一、地表水体及其污染1、地表水体：地表水：河流、河口、湖库、海洋、湿地等各种水体的统称；水体：水、底部沉积物、水生生物的统一体；水资源的自然水循环：具有自净功能，能够满足地球的基本需要；水资源的人工水循环：对水循环过程加入大量污染物，造成了很多的水质型缺水问题，同时人工水循环对自然水循环的过多干预（取用水量过大），也造成了资源型缺水问题。4一、地表水体及其污染2、水体污染源（1）点源污染：由管道和沟渠收集后，由统一排水口进入水体的污染源（城市和乡镇的生活污水、工业企业生产废水）。生活污水：家庭、商业、机关、学校、餐饮、旅游、服务、市政设施等；含有：糖、纤维素、淀粉、蛋白质、脂肪有机物；含N、P、S等的无机盐类；含病原微生物等。所含成分复杂，因此多用综合指标BOD，

COD，TOC，典型特点是有机物含量较多5一、地表水体及其污染2、水体污染源工业废水：来自工业生产，水质、水量变化较大，随具体生产过程而不同；按照用水途径分为：工艺废水洗涤废水地坪冲洗废水离子交换废水反渗透废水冷却循环水电镀废水喷淋洗涤废水

……按照含有成分分为：有机废水无机废水重金属废水放射性废水热废水

……复杂性体现在：水量变化大：不同工艺，不同工段，用水量和废水产生量差别大；水质差异大：不同工艺，不同工段，其使用物料完全不一样，因此其水质差异大。6一、地表水体及其污染（2）非点源污染——NPS（non－point－source

）又称面源污染：以分散形式通过岸线进入水体的污废水以及降水，或通过小型沟渠分散进入水体的污废水；美国NPS定义：在不确定的时间，以不确定方式进入水体的污废水；非点源污染包括：农田分散排水农村生活污水矿山废水小型养殖场废水大气降水……非点源污染紧迫性：随着点源污染得到控制，非点源对水环境的污染贡献越来越大；发达国家，点源基本得到有效控制，非点源成为最大污染源，美国60％水污染源来源与NPS，中国农田氮流失率33－74％；在上海，预计非点源污染对水体污染贡献负荷在60％左右。城镇生活污水氨氮72工业废水氨氮112城镇生活污水化学需氧量671工业废水化学需氧量1249工业废水排放量515城镇生活污水排放量232中国点污染源排放总量2000a废污水排放总量为747亿m3

化学需氧量总排放量为1920万吨氨氮总排放量为185万吨亿m3万吨万吨31%69%35%65%39%61%工业污染源是主要污染源；城镇生活污染源次之，但是随着城镇化水平越来越高，城镇化速率越来越快，这种情况可能会逆转点污染源废污水排放量亿m3全国废污水排放量747亿m3城镇生活排水量232工业生活排水量515亿m369％31％2000年全国非点源污染物调查估算COD氨氮总氮总磷源强634239229452204负荷产生量91188583243负荷入河量66583325155单位：万吨如果不采取有效的非点源污染控制措施，源强入河量提高的潜力还是比较大的不同类型非点源污染负荷产生量占全国比例11一、地表水体及其污染3、非点源污染估算：第一类估算方法：城市非点源污染估算首先估算暴雨径流大小，确定暴雨冲刷率；其中经流系数CR计算公式为：12一、地表水体及其污染其次，计算径流冲刷到水体的颗粒物负荷；然后，计算暴雨冲刷到水体的有机污染负荷量；最后，计算一次暴雨产生的有机污染物负荷；13一、地表水体及其污染第二类估算方法：农田径流污染负荷估算计算农田土壤侵蚀量一、地表水体及其污染计算NPS污染物量β——10-3A——t/（hm2.a）CNPS——土壤颗粒上mg/kgM——kg/（hm2.a）i——第i小时－时间j——第j集水区－空间Q——径流m3C——径流中污染物浓度kg/m318一、地表水体及其污染4、点源水污染物排放量预测（1）水资源需求预测：2000年中国700t水/万元GDP，发达国家70-80t水/万元GDP，中国节水潜力巨大。19人均用水经验数据城镇平均250L/p.d

发达地区300L/p.d

一般地区200L/p.d

落后地区120-150L/p.d农村平均100L/p.d

发达地区150L/p.d

一般地区80-100L/p.d

落后地区50-80L/p.d20一、地表水体及其污染（2）废水排放量预测城市企业：用水*80%乡镇企业：用水*70%城市GDP：用水*80%城镇生活：用水*90%农村生活：用水*20%农田回归：用水*50%21（3）废水污染物排放量预测

CODｃｒ

BOD５ＮＨ３－Ｎ城镇工业企业150-30030-15015-25mg/L乡镇工业企业300-600120-30015-25mg/L生活排水200-350150-35015-25mg/L畜禽养殖4.461.450.11kg/牛.d0.7030.2550.047kg/猪.d0.00780.00310.0004kg/其他.d农田径流：14.42.61.3g/m2.a一、地表水体及其污染22二、水体中污染物的迁移与转化1、迁移转化概述（物理、化学、生物）（1）物理过程——混合稀释和自然沉淀过程。沉淀过程：对于水质来说是净化，对于底泥而言则是一种污染；混合过程：只降低水中污染物的浓度，但是没有减少水中污染物的总量；混合稀释包含三个作用过程：湍流：由于水流的湍动特性引起水中污染物由高浓度区域向低浓度区转移的过程－类似布朗运动；推流：污染物随水分子质点的流动而迁移的过程－随流迁移；离散：水流方向横断面上流速分布的不均匀引起的分散－不均匀分散23二、水体中污染物的迁移与转化（2）化学过程——氧化－还原、絮凝、酸碱反应氧化还原：大气复氧作用；重金属氧化后可生成难溶沉淀；硫化物氧化为硫代硫酸盐而被净化；酸碱反应：天然水具有一定的缓冲性能，使得其总是接近中性；絮凝作用：水中的各种胶体，如硅、铝、铁的氧化物（氢氧化物）、粘土颗粒、腐殖质等，由于其比表面积大而起到絮凝沉淀作用。24二、水体中污染物的迁移与转化（3）生物过程——自然水体中的生物过程多数是在溶解氧充分情况下发生的。有机物成为微生物的食物；将有机物通过微生物氧化成为无害的简单无机物；自然水环境中也存在厌氧微生物作用的过程，例如厌氧反硝化脱氮过程25二、水体中污染物的迁移与转化2、河流中污染物混合扩散过程描述垂向混合区:污染物在垂直方向完全混合需要的纵向距离x1；横向混合区:污染物在横向完全混合需要的纵向距离x2；X2>X1；大于X2的区域成为完全混合区；x1x226二、水体中污染物的迁移与转化在某些大河中：横向混合达不到对岸，也就是说不能达到完全混合，形成所谓的“污染带”；达到完全混合后的区域，污染物的降低主要依靠物理化学、生物化学等降解，可以用一级动力学来描述:27二、水体中污染物的迁移与转化3、水中污染物的好氧生化衰减（1）好氧生化衰减：一般分两个阶段不含氮有机物的氧化、含氮有机物的氨化以及氨化后不含氮有机物的继续氧化——碳化需氧量，BODC表示；一般BOD5仅反映了碳化BOD氨氮硝化氧化需氧——氮化需氧量，BODN表示；28二、水体中污染物的迁移与转化（2）生化衰减动力学反应C氧化：N氧化－硝化：29二、水体中污染物的迁移与转化4、水体中的耗氧与复氧（1）耗氧过程C氧化耗氧：ρBOD1＝ρBODa（1-e-k1*t）硝化耗氧：ρBOD2＝ρBODN（1-e-kN*t）由于硝化滞后碳氧化，故同一水体中硝化：ρBOD2＝ρBODN（1-e-kN（t-a））水生植物呼吸耗氧（黑白瓶）：水体底泥耗氧：30二、水体中污染物的迁移与转化（2）复氧过程大气复氧：大气复氧速率与水体氧亏量成正比光合复氧：水中绿色植物光合作用（黑白瓶实验）31三、地表水环境现状评价1、评价原则是调查监测工作的继续；主要采用文字分析、描述，辅以必要的数学表达；常用检出率、超标率、达标率等指标表述32三、地表水环境现状评价2、评价中的指数计算方法:单指数法jssjssjjfsusdDOsDOfDOjDOjDOfDOspHsd=6pHsu=9pHsdpHsupH=733三、地表水环境现状评价2、评价中的指数计算方法:多指数综合法34三、水环境质量评价方法3、生物学评价方法描述对比法：定性对比水体历史生物变化生物指数法：将水质变化引起的生物群落的生态学效应由数学方法表达出来，得到群落结构的定量数值。注意6个方面的生态学效应：对污染物有指示价值的生物种类的消失或出现，导致群落结构的种类组成变化；群落中生物种类数，在污染加重条件下减少，在水质转好时增加，但过于清洁水中，也会减少；组成群落的个别种群发生变化；群落中种类组成比例的变化自养、异养程度上的变化；生产力的变化。35三、水环境质量评价方法根据上述评价原则，有多种生物评价指数，典型的beck（贝克）指数：N1=不耐受有机污染物的种类；N2＝能忍受中等程度污染的种类；N＝2N1+N2N>10为净水；N＝6-10为中等污染；N＝1-5为重污染水；N＝0为严重污染36三、水环境质量评价方法指示生物法：对水体中有机污染或某种特定污染物敏感的或有耐受性的生物种类存在与否，来指示水体中有机物或某污染物的污染状况。37指示生物法项目重污染带α－中污带β－中污带寡污带化学过程腐败引起还原和分解明显开始水及底泥出现氧化迹象到处有氧化现象因为氧化使矿化达到完成阶段溶解氧全无有一些较多很多BOD很高高较低低硫化氢强烈硫化氢硫化氢臭味消失无无底泥黑色硫化铁硫化铁成为氢氧化铁，黑色明显减少/底泥大部分得到氧化细菌大量存在，100万/mL水数量很多,10万/mL水10万/mL水以下100个/mL水以下栖息生物生态学所有动物无例外为细菌摄食者；能耐受pH；耐受低溶解氧；对硫化氢、氨等具有强烈抗性。细菌摄食动物占优势；有肉食性动物；对DO、pH以及硫化氢的耐受性较好对DO、pH以及硫化氢的耐受性差，对腐败毒性无长时间耐性对DO、pH以及硫化氢的耐受性很差植物无硅藻、绿藻、接合藻以及高等植物藻类大量繁殖，有蓝藻、绿藻、结合藻以及硅藻出现蓝藻、绿藻、结合藻以及硅藻出现，鼓藻占优势水中藻类少，但着生藻类多动物微型原生动物为主微型动物占多数多种多样多种多样原生动物变形虫、纤毛虫，但无太阳虫、双鞭毛虫及吸管虫逐渐出现太阳虫、吸管虫，但无双鞭毛虫太阳虫、吸管虫，双鞭毛虫出现仅有少数双鞭毛虫和纤毛虫后生动物仅少数轮虫、蠕形动物、昆虫幼虫、出现水螅，鱼类不能生存贝类、甲壳类、昆虫等出现，但无淡水海绵及苔藓类动物，有鲤鱼、鲫鱼、鲶鱼等贝类等也大量出现，鱼类均有出现昆虫幼虫种类明