中國地表水資源質量評價方法的研究

1、中國地表水資源質量評價方法的研究1資料內容僅供參考，如有不當或者侵權，請聯(lián)系本人改正或者刪除。中國地表水資源質量評價方法的研究摘 要 : 作者分析了中國現(xiàn)行水資源質量評價方法中存在的問題, 介紹了國外該項工作的思路和作法。在此基礎上, 建立了一套基于水質項目環(huán)境影響的分區(qū)、分類、 分級的多指標綜合指數(shù)評價體系,克服了國內傳統(tǒng)評價方法的假達標、一票否決 , 不能描述級內優(yōu)劣等弊病。對全國160 個重點站進行的計算結果表明, 該方法基本實現(xiàn)了與國際接軌, 更為科學合理。關鍵詞 : 水質 ; 評價 ; 指數(shù) ; 方法中圖分類號 : X824文獻標識碼 : A1 中國現(xiàn)行水資源質量評價方法的科學性與合

2、理性分析第一次全國水質評價開始于 1981 年 , 而后水利部約每 5 年組織一次全國范圍的水質評價 , 評價河長約 10 萬 km。近幾年作為中國水資源公報的部分內容向公眾發(fā)表。因第一次全國水質評價時尚無國家環(huán)境和資源水質標準可依 , 因此根據各專項標準值綜合擬定了一個分 5 級的評價標準。其評價方法有單項評價 , 采用年度時空均值與標準值比較的指數(shù)法 ; 分類和河流綜合評價采用單項參數(shù)的地圖重疊法 ( 最差的參數(shù)賦 100%權 ) 以及按河長加權的水質指數(shù)算術均值法。而后的全國水質評價雖在評價項目選定、分類、 污染等級劃分等有所變動之外, 其思路和技術方法均沿襲2資料內容僅供參考，如有不當

3、或者侵權，請聯(lián)系本人改正或者刪除。了這一格局。1983 年后例行的水質評價更趨簡單化, 采用了全部評價項目的地圖重疊法。而評價方法的研究方面, 主要集中在評價指數(shù)的數(shù)學處理上 , 幾乎用盡了全部的數(shù)學手段, 但在評價結果的合理性方面仍進展不大。人們十分關心中國現(xiàn)行水資源質量評價方法的科學性和合理性。從評價結果的表示上看, 地圖重疊法將水質級別的空間分布表示的較為清楚、直觀。如果單元河長劃分的較為符合實際的話 , 這種表示也有可取之處。國外有些國家如法國也用過此類表示方法 ( 特別是地下水的區(qū)域分布圖等 ) 。但這種評價方法仍有許多不足之處。第一 , 無論是單項評價還是分類評價都采用最差的項目賦

4、百分之百權的單指標法 ,造成了評價結果與實際的偏離。不同的項目對環(huán)境的影響是有差別的, 如 BOD 、 氨氮等一般污染項目經過水體流動能夠自凈, 它們對環(huán)境的影響主要是耗氧。它們與毒性物質對環(huán)境生態(tài)及人體健康的影響有著本質的差異。第二,單元河段代表值選用年均值, 后改中值也是有缺陷的。雖然中值克服了水質數(shù)據非正態(tài)性分布的影響,但無論是用中值還是均值來判定其符合哪一類水都顯得過于粗糙, 這種所謂達標與否只有50%的把握 , 置信度太低。第三 , 由于水質評價標準是全國一刀切的, 許多重要的天然水化學組份只能棄之不用, 造成評價結果失真。顯然,像懸浮物、 水溫和 pH 等項目在不同水域的自然背景值

5、相距甚遠,無法參與一刀切的評價 , 使水質評價作為度量環(huán)境生態(tài)變化的工具3資料內容僅供參考，如有不當或者侵權，請聯(lián)系本人改正或者刪除。大打折扣。毒性與硬度密切相關的重金屬由于各水域硬度差異很大, 用全國一刀切的標準評價也造成結果不合理。第四, 現(xiàn)在約定俗成地把 類水作為水質污染與否的分界線( 符合 、 、 類的為達標 , 否則為污染河段) 是一種虛假的達標統(tǒng)計。實際上有些河段 , 如源頭或自然保護區(qū)應按類管理 , 可是這種評價方法, 該河段如為 、 類也計為達標造成虛假結果。第五 , 現(xiàn)行的評價方法不能表征同一水質類別內的水質優(yōu)劣以及缺少度量水量變化對水質影響的變量 , 使得河流水量變化的影響

6、不能得到合理的反映?？傊?, 當前沿用的水資源質量評價方法有不少缺點 , 使中國的水資源質量評價與發(fā)達國家拉大了差距。2 發(fā)達國家水質評價的思路和作法發(fā)達國家 , 如美國的水資源質量評價是為了弄清如下問題: ( 1)有問題的水域在哪里 , 即水質的空間分布 ; ( 2) 自然水質的變化如何, 變化速率多大 ; ( 3) 國家如果采取措施恢復變化了的水質應對哪些水域下手 , 即排出治理的優(yōu)先序。主要工作內容為: ( 1) 對水域進行盡可能全面的監(jiān)測。該監(jiān)測包括水體的三種介質: 水柱 (可溶態(tài) )、 懸浮物和底質、 水生生物。其監(jiān)測項目應含括無機痕量組份 , 有機有毒物質 , 放射性及其水文因素。

7、 ( 2) 評價項目中天然水化學組份和人為污染組份并重。因為水質自然性狀的變化是生態(tài)環(huán)境變遷的度量 , 其成因包括人們左右不了的因素 , 如火山爆發(fā)、 氣候變化等 , 也有人為長期作用而難以度量的因素如土地利4資料內容僅供參考，如有不當或者侵權，請聯(lián)系本人改正或者刪除。用 , 植被退化 , 這些生態(tài)環(huán)境變化必然反映在水質上。如水溫是區(qū)域生態(tài) ( 植被 ) 水文 ( 流量 ) 變化的晴雨表 , pH 是水體富營養(yǎng)化趨向的反映之一 , 懸浮物是區(qū)域士地利用和土壤侵蝕的度量, 糞大腸菌是溫血動物和人類密度變化的量度指標。( 3) 在數(shù)據處理的技術方法上 , 多用統(tǒng)計學方法。因為她們認為水質數(shù)據的最大

8、特點是隨機性 , 因此數(shù)據應給出最小值以及10%、 25%、 50%、 75%、90%各不同百分度的值及最大值, 再與其相應標準值比較, 就能得出達標不達標以及達標的置信度有多大?？傊?, 國外的水質評價是個多學科的對多介質、多參數(shù)的水質數(shù)據的分析過程。水質評價是針對具體水域而言的 , 目標是確定有問題的水域和問題之所在。因此 , 不存在中國水質評價中 , 只統(tǒng)計各類水占多少百分數(shù)和虛假達標問題。國外不但要考慮水質的人為用途而且要考慮水域的生態(tài)保護 , 生物多樣性的要求。當前中國這種不分生態(tài)區(qū)不分水域的人為水質分類不能滿足生態(tài)保護的要求 , 也衡量不出生態(tài)環(huán)境的變化及其損益。3 基于水質參數(shù)環(huán)

9、境影響的多指標綜合指數(shù)評價體系的建立根據國內外水資源評價的實踐, 我們提出了一個基于水質參數(shù)環(huán)境影響的多指標綜合評價體系。這是一個分區(qū)、分類、 分級的多項目的水質指數(shù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括水質評價標準, 單元河段水質5資料內容僅供參考，如有不當或者侵權，請聯(lián)系本人改正或者刪除。代表值的確定 , 水質評價指數(shù)及其疊加方法, 綜合水質指數(shù)及其級別判斷等。3.1 評價的分區(qū)及分級要克服評價的假達標現(xiàn)象就必須將評價指標值落實到具體水域。因此根據氣候、高程、 地理位置、地形地貌、 植被差異等因素 , 將全國分成八大水質區(qū) , 即東北、 海河、黃河中下游、 淮河、 長江中下游、 東南沿海、 西北內陸和青藏云貴高

10、原水質區(qū)。在每個水質區(qū)考慮到子區(qū)域環(huán)境的差異和人類活動 ( 如城市化、 人口增加、 土地利用形式、 水利工程等非可逆因素 ) 的影響 , 又將每大區(qū)分為三個子區(qū) , 它們各自對應一個本區(qū)的水質級別。一級區(qū)屬背景區(qū) , 水質應達到 1 級; 二級區(qū)屬農林漁牧生態(tài)區(qū) , 水質應達到 2 級 ; 三級區(qū)屬城市生態(tài)區(qū) , 水質應達到 3 級。另外 , 考慮到水質嚴重污染的現(xiàn)實情況 , 增加了 4、 5 級水質 , 描述生態(tài)受到嚴重破壞區(qū)域的現(xiàn)狀水質。3.2 水質評價項目及分類該多指標綜合評價體系共確定了地表水水質評價項目四類 66 項。其中 , 湖泊營養(yǎng)狀態(tài)評價項目 5 項。項目選自現(xiàn)行的地面水環(huán)境質

11、量標準 , 地表水資源質量標準 , 以及飲用水源地、 漁業(yè)、 工業(yè)、 農田灌溉等專業(yè)標準。為了評價人工有毒有機物的影響, 還根據美國EPA 和中國環(huán)保局的優(yōu)先檢出物及其在地表水中的檢出頻率確定了有機毒物共45 項。根據上述項目對水生態(tài)的影響將其分三大類。一是代表水體自然性狀的綜合6資料內容僅供參考，如有不當或者侵權，請聯(lián)系本人改正或者刪除。項目 : 水溫、 pH、 懸浮物、溶解氧和糞大腸菌。二是以耗氧為主受人類排污影響且可隨水流自凈的一般污染項目 : 高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、 氨氮及揮發(fā)酚 (氨氮和揮發(fā)酚在一定濃度下才有毒 , 現(xiàn)行水質標準不是以其毒性濃度界定的 )。三是在水中含量微而毒

12、性大 , 在生物體內富集且一般不降解有毒項目 , 它即包括了自然界有背景值的無機毒物又包括了人工有機毒物 , 其中包括許多有致癌、 致畸、 致突變作用的所謂 ”三致物質 ”。3.3 水質評價項目環(huán)境影響指數(shù)的確定水質的優(yōu)劣取決于水體受損害的程度 ( 與背景的偏高度 ) , 它影響著生態(tài)環(huán)境和人類的使用。對一個水質區(qū)首先根據背景值監(jiān)測資料稍許放寬確定1 級值 ,再根據該水質區(qū)的水質基本要求確定能勉強維持生態(tài)的可接受的最差界限值 , 即 3 級值。對于毒性物質, 3 級值以水生生物的急性毒性值為依據確定 , 再根據國外相關研究確定各水質參數(shù)的上述界限值的生態(tài)環(huán)境影響指數(shù)。研究發(fā)現(xiàn), 3 級界限值的環(huán)境指數(shù)平均波動于 50 60 之間 ; 參考現(xiàn)有各專業(yè)標準確定2 級值 ( 農牧生態(tài)區(qū)) , 對照