③弹性系数法
本方法假设在预测基准年与预测参照年之间,污染物的逐年排放量和工农业生产的总产值各自以一个平均的增长速度在增长;在预测基准年与预测目标年之间,污染物的逐年排放量和工农业生产的总产值G各自也以一个平均的增长速度在增长,即:
式中t为预测目标年或参照年,M是目标年或参照年的排污量;
t0是预测基准年。
M0是基准年的已知排污量,
α是排污量的年增长速率,α可以是负数,
G0是基准年的工农业生产的总产值;
G是目标年或参照年的工农业生产的总产值;
β是产值的年增长速率。
虽然在预测基准年前后α和β的数值可以不同,弹性系数法认为预测基准年前后的弹性系数ξ保持不变。
4)燃料燃烧过程中主要污染物的计算方法
①二氧化硫排放量的计算
烧煤产生的二氧化硫可用下式计算:
GSO2=B*S%*80%*2,
式中GSO2为二氧化硫的产生量,
B为耗煤量,S%为煤的含硫量;
油燃烧产生的二氧化硫可用下式计算:
GSO2=B*S%*2。
②燃煤时烟尘量的计算
燃煤烟尘包括黑烟和飞灰两部分。
A根据煤耗量、煤的灰飞含量、除尘器效率等参数计算:
G烟尘=B*A*d飞灰*(1-ξ),
式中G烟尘为烟尘排放量,B为耗煤量,A为煤的灰分含量(%),d飞灰为烟气中烟尘占灰分量的百分数(%),
ξ为除尘器的总效率。
B根据锅炉的烟气量、烟尘排放浓度和除尘器效率计算:
G=Q*C0(1-ξ),
式中G为烟尘排放量(公斤/小时),Q为标气量(标米3/小时),C0为除尘器进口的烟尘浓度(毫克/标米3),ξ为除尘器的效率。
三、污染源评价
1、污染源评价目的、原则、类型和程序
1)目的
了解污染源的潜在危害;
确定主要污染源和主要污染物。
2)原则
要在调查的基础上进行;
要把污染源、周围环境和防治作为一个系统进行评价;
评价标准要统一;
评价结果的分析,只能反映潜在污染能力,不能反映对环境影响后的变化和在环境中实际可能造成的影响。
3)类型
①以潜在污染能力为指标的污染源评价体系
类别评价
综合评价
②以经济技术指标为评价依据的污染源评价体系
4)程序
l制定评价程序
l确定评价参数
l选择评价标准
l选用评价数学模式
l计算评价结果
2、污染源评价方法
1)类别评价对单一污染物进行评价,采用污染物的相对含量(浓度)、绝对含量(体积和质量)、统计指标(超标率、超标倍数、检出率、标准差、概率加权值)等来评价污染物和污染源的污染程度。
S=
概率加权值是指某污染物的浓度小于、等于和大于排放标准的概率,计算公式为
Wi=(si-ci)/S。
2)综合评价
l分级法根据污染源的类型、污染物的性质、污染周围环境造成的影响等,可把污染源分为严重、较重、一般、较轻或无污染等。
简单直观但带有主观性,很粗糙,半定量。
l函数法通过函数关系把污染源排放的污染物或污染物浓度转化为反映污染轻重的污染损失值。
污染损失可以用经济损失或具有确切环境意义的其它指标来表示。
指数法
①等标污染负荷法
A某污染物的等标污染负荷
废水中某污染物的等标污染负荷(Pi)定义为Pi=ci/si*Qi*10-6,
废气中某污染物的等标污染负荷(Pi)定义为Pi=ci/si*Qi*10-9
B某工厂污染物的等标污染负荷(Pn)
C某个地区的等标污染负荷(Pm)
D全区域或全流域的等标污染负荷P
E等标污染负荷比的计算
某污染源或某工厂的等标污染负荷比等于该污染源或工厂的等标污染负荷与全流域等标污染负荷的比值;
某污染物的等标污染负荷比等于该污染物的等标污染负荷与全流域等标污染负荷的比值。
F主要污染物及污染源的确定
按污染物的等标污染负荷比由大到小排列,然后由大到小计算累计污染负荷比,累计污染负荷比等于80%所包含的污染物即为该区域的主要污染物。
按污染源的等标污染符合比排列,累计污染负荷比等于80%所包含的污染源即为该区的主要污染源。
可能未列入排放量小而毒性大污染物或污染源。
实例分析
进行某地区水体污染源调查与评价,调查与监测结果分别见表1和表2。
下面是运用等标污染负荷法选出该地区水体污染的主要污染源和主要污染物质的过程。
请将该过程补充完整。
表1主要污染源及年排水量(百万吨污水/年)
评价过程:
废水中某污染物的等标污染负荷Pi定义为Pi=ci/si*Qi*10-6,式中Ci为实测浓度(mg/L),Si为评价标准(mg/L),Qi为废水排放量(米3/天或米3/年)。
则各污染源中各污染物的等标污染负荷分别为:
lP1COD=6.855,P1BOD=13.71,P1CN-=0.457,P1酚=1.645,源1的等标污染负荷=22.667。
lP2COD=6.43,P2BOD=5.573,P2CN-=0.129,P2酚=3.215,源2的等标污染负荷为15.347。
lP3COD=0.656,P3BOD=1.312,P3CN-=0.082,P3酚=0.131,源3的等标污染负荷为2.181。
lP4COD=1.06,P4BOD=2.12,P4CN-=0.021,P4酚=0.106,源4的等标污染负荷为3.307。
所以评价区域的水体的总等标污染负荷为43.502。
所以各污染源的等标污染负荷比(用百分数表示)分别为:
K1=52.11%,K2=35.28%,K3=5.01%,K4=7.60%。
所以评价区水体的主要污染源为源1和源2。
COD的等标污染负荷PCOD=P1COD+P2COD+P3COD+P4COD=15.001。
同理,PBOD=22.715,PCN-=0.689,P酚=5.097。
所以各污染物的等标污染负荷比(用百分数表示)分别为:
KCOD=34.48%,KBOD=52.22%,KCN-=1.58%,K酚=11.72%。
所以评价区的主要污染物为BOD5和COD。
②排毒系数法
污染物的排毒系数(Fi)定义为:
Fi=mi/di
式中mi为污染物排放量(mg),di为能导致一个人出现毒作用反应的污染物最小摄入量(mg),是根据毒理学实验所得出的毒作用阈剂量值计算求得。
Fi排毒系数表示当污染物充分、长期作用于人体时,能够引起出现毒作用反应的人数。
排毒系数可以进行运算,得到某工厂、某地区、全区域的排毒系数,计算公式为Fn=∑Fi,Fm=∑Fn,F=∑Fm。
③残留率法农业污染源采用污染物在土壤或作物中的残留率Ki进行评价。
Ki=Ri/Li*100%
式中Ri表示污染物在土壤或作物中的残留量,Li表示污染物全年总使用量。
第二节环境特征调查
一、环境背景调查
1、环境背景值的概念
环境背景值(environmentalbackgroundvalue)亦称自然本底值。
是指在不受污染的情况下,环境组成的各要素,如大气、水体、岩石、土壤、植物、农作物、水生生物和人体组织中与环境污染有关的各种化学元素的含量及其基本的化学成份。
环境背景值实际上是相对不受直接污染情况下环境要素的基本化学组成。
在环境科学兴起之前,地球化学家和地球物理学家已对地壳中各种元素的含量(或称丰度)进行了研究。
1924年,美国学者F.W.克拉克首先发表了这方面的研究报告。
因此,地壳、岩石、大气和水体各种化学元素的平均含量就称为克拉克值。
苏联学者维诺格拉多夫等人对岩石、土壤和生命物质中的元素丰度作了进一步的研究。
1975年,美国学者J.J.康纳等人在对各环境要素化学元素丰度研究的基础上,提出了美国部分地区的环境背景值。
中国自1976年开始,对北京、南京、广东、松辽平原、珠穆朗玛峰等地区的土壤环境背景值进行了调查和研究。
2、环境背景值的调查内容
1)气象背景调查
风向、风速、气温、降水、日照、能见度、蒸发、逆温和大气稳定度等。
2)地质地貌背景调查
地质条件:
地层、岩性、地质构造和裂隙的基本情况、矿产资源的种类与分布
地貌条件:
山地形态、组成、山地高度、山脉走向等。
3)土壤及生物背景调查
l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、化肥使用的品种和数量进行调查。
l生物背景包括主要的生物资源、种类、形态特征和生态习性。
土壤环境背景值是指未受或少受人类活动(特别是人为污染)影响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。
其中成土母质是决定土壤元素背景值含量最基本、最主要的因素。
研究土壤环境背景值具有重要的实践意义:
是土壤环境质量评价的基本依据;
是研究和确定土壤环境容量,制定土壤环境标准的基本数据;
是研究污染元素和化合物在土壤环境中的化学行为的依据;
在土地利用及其规划时也是重要的参比数据。
土壤背景值的统计数据检验
对土壤背景值的统计数据进行检验,目的就是保证背景值的精确性。
常用的检验方法有以下几种:
标准差检验
4d检验法
上下层比较法
相关分析法
富集系数检验(富集系数=
土壤中某元素的含量/土壤中TiO2含量)
/(母质中元素的含量/母质中TiO2含量)
4)水文特征调查
l河流水位、流速、丰枯水流量,河床变迁及坡降、糙率等;
l湖区的进出水系,湖泊蓄水量及其年内年际变化,水流流向;
l海流、海浪、潮流、风和地形等特点;
l地下水潜水和承压水的水质状况、开采量、开采位置及水位变化;
l水温,水化学分析;
l补给来源;
l底质特征;
l水资源开发及利用情况;
l城市给水及污水处理设施情况。
3、环境背景值的预测
为了确定背景值,应在远离污染源的地方采集样品,分析测定化学元素的含量。
在此基础上,运用数理统计等方法,检验分析结果,然后以分析数据的平均值(或数值范围)作为背景值。
当数据分布符合正态分布时,可采用算术平均值与标准方差作为背景值。
背景值的表示:
无统一规定。
正态分布(),
对数正态分布(M/D-M¡¤D)
偏态分布需要具体确定。
二、环境现状调查
1、环境现状调查的方法
l收集资料法从有关部门取得权威数据。
l现场调查法可获得第一手的资料和数据。
l遥感调查法弄清不易到达地区的环境特征,