第四章:水环境质量评价
第一节 水环境概述
第二节 水环境质量现状评价
第三节 水环境影响评价第一节 概述一、水的用途
(一)生命之母
(二)工业的血液
(三)农业的命脉
(四)理想的能源二、水的来源和分布地球表面约 70%以上被水覆盖,故地球素有“水的行星”之称。总水量约 13.8
亿 KM3。
但在 13.86亿 KM3的总水量中,淡水仅占 0.35亿 KM3,能被人类开发利用的淡水仅为 400多万 KM3,占总淡水量的 11%。
Table 1:自然环境中水量分布水的类型 水量 (KM3) 比例海水 1,338,000,000 96.5%
地下水 23,716,500 1.71%
冰雪水 24,064,100 1.74%
湖泊水 176,400 0.013%
沼泽水 11,470 0.0008%
河水 2,120 0.0002%
大气水 12,900 0.001%
生物水 1,120 0.0001%
总计 1,385,984,610
Table2:全世界淡水储量淡水类型 水量 (KM3) 比例 (%)
地下水 10,846,500 30.96
冰雪水 24,064,100 68.70
湖泊水 91,000 0.26
沼泽水 11,470 0.033
河水 2,120 0.006
大气水 12,900 0.037
生物水 1,120 0.0032
总计 35,029,210
三、我国水资源特点
(一)量少:人均拥水量为世界均值的 1/5,
排在世界第 84位;
(二)区域分布不均:
呈东南向西北逐渐减少的趋势;
(三)污染及人为破坏严重;
Ⅰ,降水 广义上称为大气水,即进入大气圈中的水;狭义上指雨雪水。地球表面上的水在不停地运动,称为自然界的 水循环 。地球表面上的水通过 阳光蒸发及植物蒸腾 等变成水蒸气,水蒸气上升到天空中形成云,云在大气环流的作用下随风而行,继而在一定条件下以雨雪的形式降落到地面。周而复始,构成自然界中的水循环。
水循环示意图江河 海洋气流地下径流云 云降水的卫生特征
水质较好
矿化度低
水量无保证
Ⅱ,地面水主要指江河湖泊水,降水落到地面后天然蓄积而成。
地面水的卫生特征,1.水量大,水质软,使用方便,易受污染
2.江河水有丰水期和枯水期之分丰水期:浊度高,细菌含量大,硬度低枯水期:浊度低,细菌含量低,硬度高
Ⅲ,地下水
(一)地下水的来源
1.降水渗入; 2.地面水渗透;
3.土壤中水蒸气凝结;
(二)透水层与不透水层透水层:由颗粒疏松空隙较大砂石、
砂质土壤、岩石裂隙组成。能渗水和存水,又名含水层。
不透水层:由颗粒细密的粘土和岩石等组成。
(三)地下水的分类
1.浅层地下水:指潜藏在地表以下第一个不透水层之上的地下水。
2.深层地下水:指第一个不透水层以下含水层中的水。
3.泉 水,通过地表缝隙自行涌出的地 下水。
(四)地下水卫生特征浅层地下水:
细菌含量比地面水低;
溶解氧低;水质水量不稳定;易受污染;
深层地下水:
水质水量较稳定;水温恒定;细菌少;硬度高泉水:
降泉水质水量不稳定深泉水质同深层地下水四、水体的污染源和污染物
两个基本概念水体污染,由于人类活动将污染物排入水体,使水质和底泥的理化性状与生物种群发生变化,降低了水的使用价值。
水环境容量,天然水体接纳一定量的污染物,通过自净作用,使水质成分保持平衡的能力。
水体污染源,向水体排放或释放污染物的 来源和场所。
(一)工业废水 (industrial wastewater)
特点,1.量大面广,水质与水量与生产工艺和方式有关
2.污水成分复杂,与生产原料有关。
3.常含有毒性物质,不易净化。
(二)生活污水 (domestic sewage)
特点,1,多为无毒的无机盐类、需氧有机物、病原微生物及洗涤剂。
2,容易产生恶臭。
3,水质有规律的日变化,水量呈季节性变化。
(三)农业污水 (agricultural sewage)
特点,多为有机物、植物营养素、病原微生 物及大量的化肥和农药等。
水体污染物
(一)需氧性污染物质 消耗水中溶解氧。
(二)重金属 可通过食物链而富集。
(三)难降解有机物 多为致癌性物质。
(四)酸碱及盐类 增加水的矿化度。
(五)植物营养素类 引起水体富营养化。
(六)石油 阻碍水体的复氧作用。
(七)废热 加速水体中生化反应。
(八)放射性物质 危害大。
(九)病原体 引起介水传染病。
五、饮水与疾病与饮水有关的疾病种类
1.介水传染病
2.中毒性疾病
3.生物地球化学性地方病六、生活饮用水水质标准一、制定原则:
1,水质在流行病学上安全;
2,所含化学物质对人体无害;
3,感官性状良好

易接受水质指标
(一)物理性水质指标
1.温度、嗅、味、色、浑浊度、透明度
2.总固体、悬浮固体、溶解固体、电导率
(二)化学性水质指标
1.pH、碱度、硬度、总含盐量、阳离子、阴离子、一般有机物
2.重金属、氰化物、多环芳烃、农药
3.DO,COD,BOD,TOC
4.硝酸盐、磷酸盐
(三)生物学水质指标细菌总数、总大肠菌群数七、地表水环境影响评价内容及程序:
图 4-1
八、地表水环境评价等级的确定:
根据,环境影响评价技术导则,( HJ/T2.3-93)
地面水环境影响评价分为三级,是依据以下四项内容划分的:
1,建设项目的污水排放量
2、污水水质的复杂程度
3、受纳地表水域的规模
4、受纳水域对水质的具体要求第二节 地表水环境质量现状评价一,地表水环境现状调查
(一)地表水环境现状调查范围建设项目环境现状调查范围的确定,遵循以下原则:
1、应包括建设项目对周围地表水环境影响较显著地区域。
2、按照项目的评价等级确定。
3、河流是调查下游一定河段长度。
4、湖泊、水库、海湾是确定调查半径或调查面积(以排污口为圆心,以调查半径为半径)。
(二)地表水环境现状调查时期的要求环境现状调查时间与水文特征的划分应相对应。河流、
河口、湖泊、水库一般按丰水期、平水期、枯水期划分;
海湾按大潮期和小潮期划分;对于北方地区,也可按冰封期与非冰封期划分。
◎ 评价等级不同,各类水域调查时期的要求也不同。评价等级为一、二级时,应调查枯水期、平水期的水文水质
,评价等级为三级的可只在枯水期调查。
◎ 当调查区域非点源污染严重,丰水期水质劣于枯水期时,应调查丰水期。
◎ 冰封期较长的水域,且其水体作为生活饮用水、食品加工用水的水源或渔业用水时,应调查冰封期的水质、水文情况。
(三)地表水环境现状调查内容
1、水文调查和水文测量
☆ 一般情况,水文调查与测量在枯水期进行,必要时可在丰水期、平水期、冰封期进行补充调查。
☆ 在水质调查同步进行水文测量。
☆ 水文测量的内容与拟采用的环境影响预测方法密切相关 。 在采用水质数学模型预测时,其具体调查内容应根据评价等级及水体规模按照常用水质数学模型、河流环境水力学参数等的需要决定。
水文调查与水文测量的内容主要有:
丰水期、平水期、枯水期的划分;河流平直及弯曲情况;横断面、坡度、水位、水深、河宽、流向、流量
、流速、水温、糙率及泥沙含量等;丰水期有无分流漫滩,枯水期有无浅滩、沙洲和断流;北方河流还应了解结冰、封冰、解冻等现象;河口涨潮、落潮情况;湖泊水库流入、流出水量,停留时间,水量的调度和储量,水温分层情况及水流状况(河流的流向和流速,环流的流向、流速及稳定时间);
2、水质调查与水质参数的选择原则
☆ 常规水质参数:水质一般状况指标
☆ 特征水质参数:与建设项目排放的污染物有关指标采样点设置:根据水体类型(河流、河口、湖泊、水库
、海湾等)和规模;评价等级;污染源污染物情况设置

二、地表水环境现状评价方法
■数理统计法
■环境质量指数法分指数的计算,
si
ii
C
CI?
sii
ii
i CC
CCI

m a x,
m a x,
★ 比值法,是污染物的实测浓度 Ci与该污染物的评价标准 Csi的比值。
①污染危害程度随浓度增加而增加的评价因子:
分指数为:
②污染危害程度随浓度增加而降低的评价因子:
分指数为:
Ci,max为某污染物浓度最大值
③具有最低和最高容许限度的评价因子:
分指数为:
某污染物评价标准最高值与最低值的平均值。
Csi―― 某污染物评价标准的最高值或最低值(若取最低值,求出的分指数应取绝对值)。
sisi
sii
i CC
CCI

综合指数的计算:
n
i
ij InP
1
1
iij WInP 1

2
1 2
1
2
m a x


n
i
i
j
InI
P
综合指数 Pj 表示多种污染物对环境产生的综合影响程度。它是以分指数为基础,通过各种数学关系式综合求得的。常用数学关系式有:
① 算术平均法:
Pj —— 某要素的综合指数。 n—— 参加评价的污染物即评价因子的项目数。
②加权平均法,
Wi—— i污染物的权重值
③平均值与最大值平方和的均方根法
Imax—— 各污染物中的最大分指数
④几何均值法
n
i ij
InIP
1m a x
1
第三节 地表水环境影响评价一、污染物在水体中的迁移转化
1、迁移运动,是污染物在水流作用下的转移运动。
2、分散运动,是由于浓度梯度引起的,包括分子扩散、湍流扩散、弥散扩散。
3、转化,由污染物自身的性质或者发生化学的或生物的作用而不断衰减。
二、水体的耗氧和复氧过程
碳化需氧量耗氧
含氮化合物硝化耗氧
水生植物呼吸耗氧
底泥耗氧
大气氧不断溶入水中
水生生物光合作用产氧三、水环境影响评价预测条件的确定和预测方法
(一)评价因子的确定
(二)预测范围及点位
(三)预测阶段
(四)预测时段
(五)预测方法的选择
(一)评价因子的确定
1、根据现状评价结果选择;
2、根据被评价水体的功能选择;
3、根据等标排放量大小顺序选择,选择毒性大、持久性污染物指标;
4、选择已造成污染的指标,超标的污染物
,环境容量小的指标;
5、敏感污染物。
(二)预测范围及点位
1、环境敏感点;
2、环境现状评价监测点;
3、水文条件和水质突变处的上、下游,水源地,重要水工建筑物及水文站附近;
4、在河流混合过程段选择的几个具有代表性的断面;
5、排污口下游可能出现超标的点位附近。
(三)预测阶段建设过程、生产运行阶段、服务期满后;
按正常排污和不正常排污(包括事故)两种情况进行预测。
(四)预测时期枯水期、平水期、丰水期,
冰封期
(五)预测方法
1,数学模型法,利用表征水体 净化机制 的数学方程预测拟建项目引起的水体 水质变化 。
2,物理模型法,在按一定比例缩小的环境模型上进行水质模拟实验,可以预测由拟建项目引起的水体水质变化。
3,类比调查法,通过类似的已建项目的水环境影响,推断拟建项目的环境影响。
四、常见水质模型
(一)水质模型基本方程
P:109-110 (4-20)
常见 河流 水质模型
(一)完全混合模型
P,110 (4-21)
常见 河流 水质模型
(二)零维模型
P,110 -111(4-25)
常见 河流 水质模型
(三)一维水质模型
P,111-112 (4-30; 4-33)
常见 河流 水质模型
(四) BOD-DO耦合模型( S-P模型)
P,112-114 (4-40; 4-41; 4-42)
常见 河流 水质模型
(五)二维水质模型
P,115 (4-45; 4-46)
常见 河流 水质模型
(六)河流 pH模型
P,115 (4-47; 4-48)
湖泊、水库 水质模型
(一)完全混合型水质模型
1、污染物(营养物)混合和降解模型
P,116-117
2、溶解氧模型
P,117 (4-66)
湖泊、水库 水质模型
(二)非完全混合型水质模型
1、卡拉乌舍夫扩散模型
P,118
2、溶解氧模型
P,119 (4-77)
五、水质模型的参数确定水质模型中的参数,如弥散系数 D、耗氧速率常数 k1、大气复氧系数 k2等,是用来表征河流水体所发生的物理、化学、生物学过程的动力学常数。
参数估算的方法很多,有实验或现场 实测法,
经验公式 估算法。
六、水体和污染源的简化在满足精度要求的基础上,使用比较简单的方法,达到预测目的。
根据水文调查与水文测量结果和评价等级进行简化。
边界几何形状的规范化;
水文、水力要素时空分布的简化。
七、水质模型的选用
1、在,环境影响评价技术导则 — 地面水环境,
中主要考虑预测模式不同的四种污染物:持久性污染物、非持久性污染物、酸碱污染物、废热。
2、预测河段划分:充分混合段、混合过程段、
上游河段。
3、地表水影响预测原则 P,127-128