【《再生水中病原微生物的风险分析计算案例》2100字】

再生水中病原微生物的风险分析计算案例1.1数据分析我国现有的污水再生利用标准中对病原微生物的风险分析主要借鉴国外的标准要求。一般来说，污水中污染物质的浓度的分布特征随时间变化趋势可用概率分布函数进行描述，至于正态分布与对数正态分布，则是能够呈现各类检测数据其分布表现。据研究，水体中污染物分布情况大部分属于对数正态分布[44]，且正态分布相对简单直观，在实际应用过程中大量使用。因此本文采取对数正态分布对再生水中的病原微生物分布情况进行简单分析。1.1.1对数正态分布的性质由中心极限定理的基本结论意识到，大量独立同分布随机变量的和的分布近似服从正态分布，设随机变量X可表示为:X=i式中W1,W2,…Wn为独立同分布随机变量，当n值很大时，对X取对数，令Y=lnX,则Y=lnX=lni=i可以看出，Y=lnX是近似服从对数正态分布的，其密度函数是：F(x)=1xσ2π其中μ为lnx的均值，σ21.1.2数据的非参数假设检验Q-Q图检验方法具有简单、方便、直观和不需要先验信息等特点，可进行样本的正态性检验。1.2大肠菌群密度分布规律1.2.1再生水大肠菌群浓度检验大肠菌群浓度，即每升水样之中存在大肠菌群总数目。本实验选择多管发酵法展开研究，为准确获得再生水中的大肠菌群含量，测定过程中多次测量每升水样中的大肠菌群个数，从而得到大肠菌群浓度。图1.再生水大肠菌群浓度1.2.2大肠菌群密度分布Ｑ－Ｑ图图3大肠菌群密度分布Ｑ－Ｑ图1.3再生水回用于景观娱乐用水的健康风险评价再生水之中，大肠菌群浓度值往往在时间逐步推移过程之中契合对数正态分布趋势，因此可以使用概率分析对某一事件发生概率完成对应评价。基于此，笔者将水中大肠菌群指标的风险值定义为大肠菌群指标超过国家标准限制值的累积概率值。简而言之，即基于计算累积概率，针对再生水回用于景观娱乐用水过程中存在的风险值进行科学评析[45]。根据中国国家标准化管理委员会颁布的《城市污水再生利用景观环境用水水质(GB/T18921-2019)标准规定可知[46]，城市再生水回用于观赏性景观用水（河流）/（水景）时每升水中大肠菌群的数量不得检出大于10，000个/2，000个；回用于娱乐性景观用水（河流）时每升水中不得检出大肠菌群数量大于500个/L；而回用于娱乐性景观用水不得检出大肠菌群。由于水中大肠菌群浓度服从对数正态分布，因此大肠菌群浓度c的概率分布密度f（C)和分布函数F（C)可表示为f（c）=1∁σ√2πexp(-F(c)=φ(lnc其中φ为标准正态函数，R=R（c>c0）（3）处理水中大肠菌群符合标准的保证率为P=1-R=1-coc其中μ为lnc的均值，σ为标准差[47]。1.3.1大肠菌群数累积概率根据（4）式查标准正态函数分布表计算得出再生水中的大肠菌群累积概率，为再生水回用于景观用水提供依据。表1大肠菌群数累积概率次数累计概率/%次数累计概率/%113.341451.24218.031552.99322.51654421.61752.3526.271860.29627.741962.94733.332065833.572167.9939.222272.341045.232373.941147.942476.941248.12578.11349.42679.21.3.2回再生水回用于观赏性景观用水的健康风险分析根据《城市污水再生利用景观环境用水水质(GB/T18921-2019)标准，设再生水回用于河道时C0=10000个/L时为合理安全值，取其对数为lnC0=ln10000=9.2。回用水中大肠菌群浓度不超过国家标准限制值的累积概率如图3所示[51]。图3回用于湖泊类观赏性景观用水的大肠菌群累积概率图3可以看出，回用水中大肠菌群的累积概率曲线与lnC0无交点，意味着污水处理厂经处理后水体中大肠菌群累积概率小于国家标准限制值的累积概率，回用于湖泊类观赏性景观用水过程之中。安全保证率可以达到非常理想的100%，同时风险值则是达到0%，认识到人体健康风险并不严重。由此可知，再生水可回用于湖泊类观赏性景观。根据《城市污水再生利用景观环境用水水质(GB/T18921-2019)标准，设再生水回用于河道时C0=10000个/L时为合理安全值，取其对数为lnC0=ln10000=9.2。回用水中大肠菌群浓度不超过国家标准限制值的累积概率如图3所示[46]。从图4看出，回用于水景类观赏性景观用水时其安全保证率约为47.53%，风险值为52.47%。再生水中大肠菌群浓度累积概率与国家标准限制值的累积概率相比，其健康风险值仍然较高，不宜回用于水景类观赏性景观用水。由上述分析可知，虽然再生水中大肠菌群的累积概率虽然整体偏高，但是回用于湖泊类观赏性景观用水时风险值为0%，可以回用；回用于水景类观赏性景观用水时其安全保证率低，风险率高，不宜回用。1.3.3再生水回用于娱乐性景观用水的健康风险分析根据《城市污水再生利用景观环境用水水质(GB/T18921-2019)标准，设再生水回用于河道时C0=500个/L时为合理安全值，取其对数为lnC0＝ln500=6.2[46]。回用水中大肠菌群浓度不超过国家标准限制值的累积概率参见图5。图5回用于河道湖泊类娱乐性景观用水的大肠菌群累积概率从图5可以看出，回用于娱乐性景观用水（河道湖泊类）时其安全保证率约为19.54%，风险值为80.46%。回用水中大肠菌群浓度累积概率与国家标准限制值的累积概率相比，其健康风险值仍然较高，不宜回用于娱乐性景观用水（河道湖泊类）。根据《城市污水再生利用景观环境用水水质(GB/T18921-2019)标准[46]，回用于娱乐性景观用水（水景类）不得检出大肠菌群数，但回用水