第四章-環(huán)境監(jiān)測與水質(zhì)評價PPT課件

1、第四章 環(huán)境監(jiān)測與水質(zhì)評價4.1 水質(zhì)監(jiān)測概述4.1.1 概念 水質(zhì)監(jiān)測是進行污染防治和水資源保護的基礎(chǔ)，是貫徹執(zhí)行水環(huán)境保護法規(guī)和實施水質(zhì)管理的依據(jù)。水質(zhì)監(jiān)測是在水質(zhì)分析的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是對代表水質(zhì)的各種標志數(shù)據(jù)的測定過程。4.1.2 目的 通過水質(zhì)監(jiān)測達到如下目的 (1)提供代表水質(zhì)質(zhì)量現(xiàn)狀的數(shù)據(jù)，供評價水體環(huán)境質(zhì)量使用。 (2)確定水體中污染物的時、空分布狀況，追朔污染物的來源、污染途徑、遷移轉(zhuǎn)化和消長規(guī)律，預(yù)測水體污染的變化趨勢。 (3)判斷水污染對環(huán)境生物和人體健康造成的影響，評價污染防治措施的實際效果，為制定有關(guān)法規(guī)、水環(huán)境質(zhì)量標準、污染物排放標準等提供科學(xué)依據(jù)。 (4)為建立

2、和驗證水質(zhì)污染模型提供依據(jù)。 (5)探明污染原因，污染機理以及各種污染物質(zhì)，進一步深入開展水環(huán)境及污染的理論研究。4.1.3 過程 水質(zhì)監(jiān)測過程包括：布設(shè)站網(wǎng)，選擇采樣技術(shù)、監(jiān)測項目、方法，進行分析測試、數(shù)據(jù)處理和監(jiān)測成果管理，為保證監(jiān)測資料的代表性、可比性和可靠性，在監(jiān)測過程中必須實行實驗室內(nèi)部和外部質(zhì)量控制。4.2 水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng) 水質(zhì)站網(wǎng)是在一定地區(qū)，按一定原則，用適當數(shù)量的水質(zhì)測站構(gòu)成的水質(zhì)資料收集系統(tǒng)。根據(jù)需要與可能，以最小的代價，最高的效益，使站網(wǎng)具有最佳的整體功能，是水質(zhì)站網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)的目的。 目前，我國地表水的監(jiān)測，主要由水利和環(huán)保部門承擔(dān)。 水質(zhì)監(jiān)測站進行采樣和現(xiàn)場測定工作，是提

3、供水質(zhì)監(jiān)測資料的基本單位。根據(jù)建站的目的以及所要完成的任務(wù)，水質(zhì)監(jiān)測站又可分為如下幾類： (1)基本站：通過長期的監(jiān)測掌握水系水質(zhì)動態(tài)，搜集和積累水質(zhì)的基本資料。 (2)輔助站：配合基本站進一步掌握水系水質(zhì)狀況。4.3 監(jiān)測斷面(點)的設(shè)置4.3.1 監(jiān)測斷面布設(shè)原則 在布設(shè)監(jiān)測斷面前，應(yīng)查清河段內(nèi)生產(chǎn)和生活取水口位置及取水量、工業(yè)廢水和生活污水排放口位置、污染物排放種類和數(shù)量、河段內(nèi)支流匯入和水工建筑物(壩、堰、閘等)情況。從掌握水環(huán)境質(zhì)量狀況的實際需要出發(fā)，根據(jù)污染物時、空分布變化規(guī)律，選擇優(yōu)化方案，力求以最少的斷面、垂線和測點，取得代表性好的樣品，能比較真實地反映水體水質(zhì)的基本情況。為此

4、，應(yīng)考慮以下幾個方面： (1)選擇監(jiān)測斷面位置時，應(yīng)避開死水區(qū)，盡量選擇順直河段、河床穩(wěn)定、水流平緩、無急流險灘的地方。 (2)應(yīng)考慮河道及水流特性、排污口位置、排污量和污水稀釋擴散情況。 (3)采樣斷面力求與水文測流斷面一致，以便利用水文參數(shù)，實現(xiàn)水質(zhì)與水量的結(jié)合。 采樣斷面一經(jīng)確定，應(yīng)設(shè)置固定的標志，如無天然標志，則應(yīng)設(shè)立石柱、石樁等人工標記、標志設(shè)置后不得隨意變動，以保證不同時期水質(zhì)分析資料的可比性和完整性。4.3.2 監(jiān)測斷面及采樣點的布設(shè)4.3.2.1 河段監(jiān)測斷面的布設(shè) 流經(jīng)城市和工業(yè)區(qū)的一般河段應(yīng)設(shè)置以下三種類型的監(jiān)測斷面。 (1)對照斷面 在河流進入城市或工業(yè)區(qū)以前的地方，避開

5、工業(yè)廢水生活污水流入或回流處，設(shè)置對照斷面,一個河段只設(shè)一個對照斷面。 (2)控制斷面 一個河段上控制斷面的數(shù)目應(yīng)根據(jù)城市的工業(yè)布局和排污口分布情況而定。一般設(shè)在主要排污口下游5001000m處及較大支流匯入口下游處。(3)消減斷面 消減斷面是指廢水、污水匯入河流，流經(jīng)一定距離與河水充分混合后，水中污染物的濃度因河水的稀釋作用和河流本身的自凈作用而逐漸降低，其左、中、右三點濃度差異較小的斷面。一般認為，應(yīng)設(shè)在城市或工業(yè)區(qū)最后一個排污口下游1500m遠的河段。4.3.2.2 湖泊、水庫監(jiān)測斷面的布設(shè) 應(yīng)按不同部位的水域，如進水區(qū)、出水區(qū)、深水區(qū)、淺水區(qū)、湖心區(qū)等，同時結(jié)合水文特性及水體功能(如飲

6、用水取水區(qū)、娛樂區(qū)、魚類產(chǎn)卵區(qū))要求等情況確定。通常，進出湖(庫)口及河流入?yún)R處，必須設(shè)置控制斷面。如有污水排入，則應(yīng)在排污口下設(shè)置12個監(jiān)測斷面進行控制。湖(庫)中心，一般受外來污染影響最小，可作為湖(庫)水質(zhì)背景值參考，也是水質(zhì)控制重要采樣點之一。如湖(庫)無明顯功能分區(qū)，可按輻射法或網(wǎng)格法均勻設(shè)置。4.3.2.3 采樣點的布設(shè) 河流、湖(庫)各采樣垂線的采樣點設(shè)置，應(yīng)根據(jù)水深、污染情況及監(jiān)測要求而定。4.4 監(jiān)測項目及監(jiān)測頻率的確定4.4.1 監(jiān)測項目 監(jiān)測項目包括水文和水質(zhì)兩大類。前者主要是水文測量，包括斷面形狀實測及流速、流量、水位、流向、水溫等內(nèi)容，并記錄天氣情況。水文測量一般應(yīng)與

7、水質(zhì)監(jiān)測同步進行；水文測量的斷面也應(yīng)與水質(zhì)監(jiān)測斷面吻合。但斷面數(shù)量可視具體情況適當減少，以基本能反映河流的水量平衡為原則，具體技術(shù)要求應(yīng)遵循水文測量技術(shù)規(guī)范。在已經(jīng)設(shè)置水文站的地方，則可應(yīng)用水文站的連續(xù)測量資料。 水質(zhì)監(jiān)測項目的選擇以能反映水質(zhì)基本特征和污染特點為原則。一般的必測項目有：pH、總硬度、懸浮物含量、電導(dǎo)率、溶解氧、生化耗氧量、化學(xué)耗氧量、三氮(氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮)、揮發(fā)酚、氰化物、汞、鉻、鉛、鎘、砷、細菌總數(shù)及大腸肝菌等。各地還應(yīng)根據(jù)當?shù)厮廴镜膶嶋H情況，增選其它測定項目。4.4.2 監(jiān)測頻率 目前一般都是按照當?shù)乜?、豐、平三個水期進行監(jiān)測，每期內(nèi)監(jiān)測兩次。對水文情況復(fù)雜

8、、水質(zhì)變化大的地區(qū)可根據(jù)人力、物力以及水污染的實際情況等，適當提高監(jiān)測頻率。有些地區(qū)，已在主要斷面位置設(shè)置水質(zhì)自動連續(xù)監(jiān)測裝置，這對于及時掌握水環(huán)境質(zhì)量變化和水環(huán)境管理工作將提供很多方便。4.5 環(huán)境標準的概念、作用及體系4.5.1 概念 環(huán)境標準是控制污染，保護環(huán)境的各種標準的總稱。它是為了保護人群健康、社會物質(zhì)財富和促進生態(tài)良性循環(huán)，對環(huán)境結(jié)構(gòu)和狀態(tài)，在綜合考慮自然環(huán)境特征、科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟條件的基礎(chǔ)上，由國家按照法定程序制定和批準的技術(shù)規(guī)范；是國家環(huán)境政策在技術(shù)方面的具體體現(xiàn)，也是執(zhí)行各項環(huán)境法規(guī)的基本依據(jù)。4.5.2 作用 環(huán)境標準在控制污染、保護人類生存環(huán)境中所起的作用表現(xiàn)為： (

9、1)環(huán)境標準是制訂環(huán)境規(guī)劃和環(huán)境計劃的主要依據(jù)保護人民群眾的身體健康，需要制訂環(huán)境保護規(guī)劃，而環(huán)境保護規(guī)劃需要一個明確的環(huán)境目標。這個環(huán)境目標應(yīng)當是從保護人民群眾的健康出發(fā)，使環(huán)境質(zhì)量和污染物排放控制在適宜的水平上，也就是要符合環(huán)境標準要求。根據(jù)環(huán)境標準的要求來控制污染、改善環(huán)境，并使環(huán)境保護工作納入整個國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃中。 (2)環(huán)境標準是環(huán)境評價的準繩 無論進行環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價，編制環(huán)境質(zhì)量報告書，還是進行環(huán)境影響評價，編制環(huán)境影響報告書，都需要環(huán)境標準。只有依靠環(huán)境標準，方能做出定量化的比較和評價，正確判斷環(huán)境質(zhì)量的好壞，從而為控制環(huán)境質(zhì)量，進行環(huán)境污染綜合整治，以及設(shè)計確實可行的

10、治理方案提供科學(xué)的依據(jù)。(3)環(huán)境標準是環(huán)境管理的技術(shù)基礎(chǔ) 環(huán)境管理包括環(huán)境立法、環(huán)境政策、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境評價和環(huán)境監(jiān)測等。如大氣、水質(zhì)、噪聲、固體廢棄物等方面的法令和條例，這些法規(guī)包含了環(huán)境標準的要求。環(huán)境標準用具體數(shù)字體現(xiàn)了環(huán)境質(zhì)量和污染物排放應(yīng)控制的界限和尺度。違背這些界限，污染了環(huán)境，即違背了環(huán)境保護法規(guī)。環(huán)境法規(guī)的執(zhí)行過程與實施環(huán)境標準的過程是緊密聯(lián)系的，如果沒有各種環(huán)境標準，環(huán)境法規(guī)將難以具體執(zhí)行。(4)環(huán)境標準是提高環(huán)境質(zhì)量的重要手段 通過頒布和實施環(huán)境標準，加強環(huán)境管理，還可以促進企業(yè)進行技術(shù)改造和技術(shù)革新，積極開展綜合利用，提高資源和能源的利用率。努力做到治理污染，保護環(huán)境，

11、持續(xù)發(fā)展。 顯然，環(huán)境標準的作用不僅表現(xiàn)在環(huán)境效益上，也表現(xiàn)在經(jīng)濟效益和社會效益上。4.5.3 環(huán)境標準體系 隨著人類社會的進步，尤其是科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟的發(fā)展，以及環(huán)境污染對人類的危害狀況和人類對環(huán)境保護的要求，環(huán)境科學(xué)也日益發(fā)展，環(huán)境標準的種類愈來愈多，并且逐漸形成一定的體系。 按照環(huán)境標準的性質(zhì)、功能和內(nèi)在聯(lián)系進行分級、分類，構(gòu)成一個統(tǒng)一的有機整體，稱之為環(huán)境標準體系。各環(huán)境標準之間互相聯(lián)系、互相依存、互相補充，具有配套性，協(xié)調(diào)發(fā)展。這個體系不是一成不變的，它與各個時期社會經(jīng)濟的發(fā)展等相適應(yīng)，不斷變化、充實和發(fā)展。4.5.4 目前我國的環(huán)境標準體系 我國目前的環(huán)境標準體系，是根據(jù)我國國情，總

12、結(jié)自己多年來環(huán)境標準工作經(jīng)驗、參考國外的環(huán)境標準體系而制定的。它分為兩級、七種類型。此外，還可分為強制性標準和推薦性標準。兩級為：國家環(huán)境標準；地方環(huán)境標準七種類型為： 環(huán)境質(zhì)量標準； 污染物排放標準； 污染報警標準； 環(huán)境基礎(chǔ)標準； 環(huán)境方法標準； 環(huán)境標準物質(zhì)標準； 環(huán)保儀器設(shè)備標準。現(xiàn)就主要環(huán)境標準簡述如下：(1)環(huán)境質(zhì)量標準 環(huán)境質(zhì)量標準是指在一定時間和空間范圍內(nèi)，對各種環(huán)境介質(zhì)(如大氣、水、土壤等)中的有害物質(zhì)和因素所規(guī)定的容許含量和要求，是衡量環(huán)境是否受到污染的尺度和環(huán)境保護及有關(guān)部門進行環(huán)境管理，制定污染排放標準的依據(jù)。(2)污染物排放標準 污染物排放標準是根據(jù)環(huán)境質(zhì)量要求，結(jié)合

13、環(huán)境特點和社會、經(jīng)濟、技術(shù)條件，對污染源排入環(huán)境的有害物質(zhì)和產(chǎn)生的有害因素所做的控制標準，或者說是對排入環(huán)境的污染物和產(chǎn)生的有害因素的允許排放量(濃度)或限值。(3)環(huán)境基礎(chǔ)標準 環(huán)境基礎(chǔ)標準是在環(huán)境保護工作范圍內(nèi)，對有指導(dǎo)意義的有關(guān)名詞術(shù)語、符號、指南、導(dǎo)則等所作的統(tǒng)一規(guī)定。(4)環(huán)境方法標準 環(huán)境方法標準是環(huán)境保護工作中，以試驗、分析、抽樣、統(tǒng)計、計算等方法為對象而制定的標準，是制定和執(zhí)行環(huán)境質(zhì)量標準和污染物排放標準，實現(xiàn)統(tǒng)一管理的基礎(chǔ)。 (5)環(huán)境標準樣品標準 環(huán)境標準樣品標準是對環(huán)境標準樣品必需達到的要求所作的規(guī)定。(6)環(huán)保儀器設(shè)備標準 為了保證污染物監(jiān)測儀器所監(jiān)測數(shù)據(jù)的可比性和可靠

14、性，污染治理設(shè)備運行的各項效率，對有關(guān)環(huán)境保護儀器設(shè)備的各項技術(shù)要求也編制統(tǒng)一規(guī)范和規(guī)定。 (7)強制性標準和推薦性標準 凡是環(huán)境保護法規(guī)、條例和標準化方法上規(guī)定的強制執(zhí)行的標準為強制性標準，如污染物排放標準、環(huán)境基礎(chǔ)標準、標準方法標準、環(huán)境標準物質(zhì)標準和環(huán)保儀器設(shè)備標準中的大部分標準均屬強制性標準；環(huán)境質(zhì)量標準中的警戒性標準也屬強制性標準。其余屬推薦性標準。 總之，環(huán)境質(zhì)量標準是環(huán)境質(zhì)量的目標，是制訂污染物排放標準的主要依據(jù)。污染物排放標準是實現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量標準的主要手段和措施，為環(huán)境質(zhì)量服務(wù)。環(huán)境基礎(chǔ)標準是環(huán)境體系中的指導(dǎo)性標準，是制訂其它各種環(huán)境標準的總原則、程序和方法。而環(huán)境方法標準、環(huán)境

15、標準樣品標準和環(huán)保儀器設(shè)備標準是制訂、執(zhí)行環(huán)境質(zhì)量標準和污染物排放的重要技術(shù)根據(jù)和方法。它們之間的關(guān)系是既互相聯(lián)系，又互相制約。4.6 我國常用的一些水環(huán)境標準（見第十三章）4.7 表征水污染的水質(zhì)指標 水中雜質(zhì)的具體衡量尺度稱水質(zhì)指標。各種水質(zhì)指標表示出水中雜質(zhì)的種類和數(shù)量，由此判斷水質(zhì)的好壞及是否滿足要求。水質(zhì)指標分為物理、化學(xué)和微生物指標三類。常用的水質(zhì)指標主要有以下幾項： 4.7.1 懸浮物(SS) 水中呈固體的不溶解物質(zhì)。 4.7.2 好氧有機物 耗氧有機物的組成比較復(fù)雜，諸如一般的腐殖質(zhì)、人體排泄物、垃圾廢物及各種生活與工業(yè)廢水中的動植物纖維、脂肪、糖類、有機酸、蛋白質(zhì)、有機原料及

16、人工合成有機物等。顯然，要分別測定這些物質(zhì)的含量是比較困難的，但它們有一個共同的特點，即這些物質(zhì)在水中被微生物生物氧化分解時會消耗水中的溶解氧，使水體處于缺氧狀態(tài)，發(fā)生腐敗分解，惡化水質(zhì)。所以稱這些有機物為耗氧有機物。此外水中有機物增多還會使細菌和藻類繁生，對衛(wèi)生也是不利的。因此，有機物是水體污染的主要指標。 在實際工作中，常利用有機物耗氧的特性用幾項氧的綜合指標來表示水中有機物的含量。 (1)生化需氧量(BOD)。指在好氣條件下微生物分解水中有機物所需的氧量，是衡量有機物對水體潛在污染能力的一個常用參數(shù)。微生物氧化分解有機物的過程，分兩個階段：第一階段主要是有機物被轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和氨，稱

17、碳化階段；第二階段主要是氨被轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，稱硝化階段。 因微生物活動與溫度有關(guān)，一般以20作為測定BOD的標準溫度。污水中的有機物通常需20d左右才能基本完成碳化階段的氧化分解過程，這給測定工作帶來一定困難，所以多用5d的生物化學(xué)需氧量作為衡量標準，簡稱5d生化需氧量(BOD5)。BOD5大約占碳化階段生化需氧量的65%80%。 (2)化學(xué)需氧量(COD)。指用化學(xué)氧化劑氧化工業(yè)廢水和生活污水中有機污染物所需的氧量。COD越高，表示水中有機物越多。目前常用的氧化劑為重鉻酸鉀(K2Cr2O7)或高錳酸鉀(KMnO4)。同一污水所用氧化劑不同，測量的COD值亦不相同。為區(qū)別起見，將COD

18、分別寫為CODcr；CODMn或稱為高錳酸鹽指數(shù)。COD與BOD的差值表示廢水中不能被生物降解的那部分有機物含量，一般情下BOD5BOD20CODMnCODCr?；瘜W(xué)需氧量對各種無機還原物質(zhì)(如硫化物、亞硝酸鹽和氨等)也具有氧化作用，但不能反映出可被微生物氧化的那部分有機物的含量。4.7.3 有害有毒物質(zhì) 包括重金屬、有機毒物和無機物等。 重金屬可分為危害較大的，如汞(Hg)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、鉛(Pb)和危害較小的錳(Mn)、銅(Cu)、鋅(Zn)等；砷(As)由于化合價可變，性質(zhì)與金屬類似，也劃歸此類。 有機毒物包括酚類化合物，酚類化合物又分為揮發(fā)與不揮發(fā)兩大類，通常多測定揮發(fā)酚含量

19、；難為生物降解的有機農(nóng)藥，如殺蟲劑、殺菌劑、除草劑等，按其化學(xué)結(jié)構(gòu)分為有機氯、有機磷、有機汞等三大類。此外還包括多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、芳香族氨基化合物及各種人工合成高分子物質(zhì)如塑料、合成橡膠、人造纖維等。 無機物分有毒的和無毒但有害的兩大類。有毒無機物如氰類化合物就是劇毒物質(zhì)。無毒有害無機物如酸、堿與一般無機鹽。4.7.4 植物營養(yǎng)素 指用來反映水體富營養(yǎng)化的指標，常用的有氨氮(NH3-N)、亞硝酸鹽氮(NO2-N)、硝酸鹽氮(NO3-N)、總氮(TN)、磷酸鹽(PO3-4)和總磷(TP)等。4.7.5 細菌 主要是指那些對人類健康有害的細菌，如細菌總數(shù)和大腸菌群等。它們會傳播疾病，可作為判斷水

20、污染程度的微生物學(xué)指標。 還可根據(jù)水中污染物的性質(zhì)采用特殊的水質(zhì)指標，如放射性物質(zhì)濃度等。此外，亦常用表示水的物理和化學(xué)性質(zhì)的指標，如溫度、pH、色度、濁度等。 總之，有的水質(zhì)指標是水中某一種或某一類雜質(zhì)的含量，直接用其濃度表示，如某重金屬和揮發(fā)酚；有些是利用某類雜質(zhì)的共同特性來間接反映其含量的，如BOD、COD等；還有一些指標是與測定方法直接聯(lián)系的，常有人為任意性，如渾濁度、色度等。 水質(zhì)指標能綜合表示水中雜質(zhì)的種類和含量，是不斷發(fā)展的。如何擬定最合理的指標，有待根據(jù)生產(chǎn)和環(huán)境科學(xué)的發(fā)展逐漸完善。4.8 水質(zhì)評價4.8.1 水質(zhì)評價的分類與程序4.8.1.1 概念 水質(zhì)評價是水環(huán)境質(zhì)量評價的

21、簡稱，是根據(jù)水體的用途，按照一定的評價參數(shù)、評價標準和評價方法，對水體質(zhì)量進行定性和定量評定的過程。 水質(zhì)評價是環(huán)境質(zhì)量評價的重要組成部分。近年來，隨著生產(chǎn)發(fā)展和人口增長，天然水體污染加劇，水資源供需矛盾日益尖銳，保護水質(zhì)、控制污染的重要性愈加突出，從而促進了水質(zhì)評價工作的開展。4.8.1.2 水質(zhì)評價分類 (1)按評價階段，水質(zhì)評價分為三種類型： 回顧評價根據(jù)水域歷年積累的資料進行評價，以揭示該水域水質(zhì)污染的發(fā)展變化過程； 現(xiàn)狀評價根據(jù)近期水質(zhì)監(jiān)測資料，對水體水質(zhì)的現(xiàn)狀進行評價； 預(yù)測(或影響)評價根據(jù)地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃對水體的影響，預(yù)測水體未來的水質(zhì)狀況。 (2)按評價水體用途，可分為：單

22、項評價；漁業(yè)用水評價；游覽用水評價；工業(yè)用水評價；農(nóng)業(yè)(灌溉)用水評價等。 (3)按評價參數(shù)的數(shù)量，可分為：單因子評價；多因子評價。 (4)按評價水體，可分為河流、湖泊(水庫)、河口評價等。4.8.1.3 水質(zhì)評價的一般程序 (1)收集、整理、分析水質(zhì)監(jiān)測的數(shù)據(jù)及有關(guān)資料。 (2)根據(jù)評價目的，確定水質(zhì)評價的參數(shù)。 (3)選擇評價方法，建立水質(zhì)評價的數(shù)學(xué)模型。 (4)確定評價標準。 (5)提出評價結(jié)論。 (6)繪制水質(zhì)圖。4.8.1.4 水質(zhì)評價步驟 (1)水體環(huán)境背景值調(diào)查。在未受人為污染影響狀況下，確定水體在自然發(fā)展過程中原有的化學(xué)組成。因目前難以找到絕對不受污染影響的水體，所以測得的水環(huán)

23、境背景值實際上是一個相對值，可以作為判別水體受污染影響程度的參考比較指標。 進行一個區(qū)域或河段的評價時，可將對照斷面的監(jiān)測值作為背景值。 (2)污染源調(diào)查評價。污染源是影響水質(zhì)的重要因素，通過污染源調(diào)查與評價，可確定水體的主要污染物質(zhì)，從而確定水質(zhì)監(jiān)測及評價項目。 (3)水質(zhì)監(jiān)測。根據(jù)水質(zhì)調(diào)查和污染源評價結(jié)論，結(jié)合水質(zhì)評價目的、評價水體的特點和影響水體水質(zhì)的重要污染物質(zhì)，制定水質(zhì)監(jiān)測方案，進行取樣分析，獲取進行水質(zhì)評價特有的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)。 (4)確定評價標準。水質(zhì)標準是水質(zhì)評價的準則和依據(jù)。對于同一水體，采用不同的方法，會得出不同評價結(jié)果，甚至對水質(zhì)是否污染，結(jié)論也不同。因此，應(yīng)根據(jù)評價水體的

24、用途和評價目的選擇相應(yīng)的評價標準。 (5)按照一定的數(shù)學(xué)模型進行評價。 (6)評價結(jié)論。根據(jù)計算結(jié)果進行水質(zhì)優(yōu)劣分級，提出評價結(jié)論。為了更直觀地反映水質(zhì)狀況，可繪制水質(zhì)圖。4.8.2 水質(zhì)評價方法 水質(zhì)評價的方法很多，有指數(shù)法、生物評價法、模糊數(shù)學(xué)方法、層次分析法等，它們在說明水質(zhì)狀況方面各有特點。 指數(shù)法評價水質(zhì)，由于簡單明了、容易使用，評價結(jié)果易于比較，因而應(yīng)用比較廣泛。 利用表征水體水質(zhì)的物理、化學(xué)參數(shù)的污染物濃度值，通過數(shù)學(xué)處理，得出一個較簡單的相對數(shù)值(一般為無量綱值)，用以反映水體的污染程度。這種處理方法，稱為指數(shù)法，指數(shù)是定量表示水質(zhì)的一種數(shù)量指標，有反映單一污染物影響下的“分指

25、數(shù)”和反映多種污染物共同影響下的“綜合指數(shù)”兩種。借助它們可進行不同水體之間，同一水體不同成分之間，或同一水體不同時間之間的水質(zhì)狀況的比較。4.8.2.1 單指數(shù)(分指數(shù)) 單指數(shù)(Ii)表示某種污染物對水環(huán)境產(chǎn)生等效影響的程度。它是污染物的實測濃度Ci與該污染物在水環(huán)境中的允許濃度(評價準)Csi的比值，其計算可分為以下三種情況：(1)污染危害程度隨濃度增加而增加的評價參數(shù)，分指數(shù)按下式計算：Ii=Ci/Csi(2)污染危害程度隨濃度增加而降低的評價參數(shù)(如溶解氧)，分指數(shù)按下式計算：Ii=（Cimax-CI）/（Cimax-Csi）式中：Cimax為某污染物濃度的最大值。(3)對具有最低和

26、最高允許限度的評價參數(shù)(如pH值)，分指數(shù)按下式計算：Ii=（Ci-Csi）/（Csi (上限或下限)-Csi） 式中：Csi為某污染物評價標準上、下限的平均值。導(dǎo)則中給出的pH的標準指標計算公式為：SpH,j=(7.0-pHj)/(7.0-pHsd) pHj7.0 SpH,j=(pHj-7.0)/(pHsu-7.0) pHj7.0式中：pHsd：地面水水質(zhì)標準中規(guī)定的pH值下限； pHsu：地面水水質(zhì)標準中規(guī)定的pH值上限。 水質(zhì)參數(shù)的標準指數(shù)1，表明該水質(zhì)參數(shù)超過了規(guī)定的水質(zhì)標準，已經(jīng)不能滿足使用要求。4.8.2.2 綜合指數(shù) 綜合指數(shù)表示多項污染物對水環(huán)境產(chǎn)生的綜合影響的程度。它是以分指

27、數(shù)為基礎(chǔ)，通過各種數(shù)學(xué)關(guān)系式綜合求得的。綜合計算的方法有數(shù)量統(tǒng)計法、評分法、迭加法等，根據(jù)迭加時的算法不同，又分為算術(shù)平均法、加權(quán)平均法、均值和最大值的平方和的均方根法及幾何均值法等。(1)數(shù)量統(tǒng)計法。 在取得一定數(shù)量的監(jiān)測值(3040個以上)后，用統(tǒng)計的方法，推求出各種水質(zhì)狀況出現(xiàn)的概率，以及某種極端值出現(xiàn)的概率。以概率表征水質(zhì)指數(shù)。(2)評分法。 根據(jù)各種污染物的監(jiān)測值及其對環(huán)境產(chǎn)生的實際影響進行評分；或根據(jù)污染情況分級，再按級給分，用分數(shù)來表征水質(zhì)指數(shù)。評分方法，可由專家討論投票決定；也可采用通訊的方法，廣泛征求各方面的意見。對各參數(shù)評分以后，用下式計算總分：M=Ai 式中，Ai為各評價

28、參數(shù)評分值。 再根據(jù)總分M進行水質(zhì)分級。 除了上述綜合方式外，還有多種綜合指數(shù)的算法，現(xiàn)分述如下： (1)算術(shù)平均型。該方法最簡便，其計算式為：P=(1/n)(Ci/Csi)式中：P為綜合水質(zhì)指數(shù)； n為評價參數(shù)項數(shù)。 此計算結(jié)果容易掩蓋單項高濃度污染物的影響。(2)加權(quán)平均型。 以某污染物分指數(shù)Ii乘其權(quán)系數(shù)Wi后再求均值，其計算式為P=(1/n)IiWi Wi可根據(jù)污染物的危害程度或群眾及專家意見來確定。(3)均值和最大值的平方和的均方根型。 本法考慮了最大分數(shù)指數(shù)的影響，比(1)、(2)全面，使用較廣，但最大分指數(shù)對水質(zhì)的影響較大，其計算式為：P=(Imax2+(1/n)Ii)2) /2

29、)0.5 式中，Imax為評價參數(shù)中的最大分指數(shù)，(此法也稱為內(nèi)梅羅法)。 (4)幾何均值型。使用較多，其計算式為：P=(Imax(1/nIi)0.5 (5)平方和平方根型。其計算式為：P=I2i 當Ii1時，I2i越大；當Ii1時，I2i越??；因此，可充分突出大于1的各分指數(shù)的影響。 (6)均方根型。其計算式為： P=(1/nI2i)0.5 由于各種水質(zhì)指數(shù)綜合歸納的方法，均各有優(yōu)缺點，而評價結(jié)果，不僅取決于選用的水質(zhì)指數(shù)計算公式，還取決于監(jiān)測數(shù)據(jù)的代表性、準確性，監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理，以及選用的水質(zhì)評價標準等因素。因此，各種數(shù)學(xué)模型只是在一定條件下，提供了對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行歸納統(tǒng)計的手段，比較直觀地

30、說明水質(zhì)的狀況，但也都存在著某些局限和不足。 (7)冪指數(shù)法 冪形水質(zhì)指數(shù)S的表達式為：Sj=IWii,j 其中：0Ii，j1 Wi=14.8.2.3 超標倍數(shù)和超標率 (1)超標倍數(shù)BB=(C-C0) /C0 式中：C：監(jiān)測數(shù)據(jù)值； C0：環(huán)境質(zhì)量標準。 (2)超標率L L=超標數(shù)據(jù)個數(shù)/總監(jiān)測數(shù)據(jù)個數(shù)100% 4.8.3湖泊富營養(yǎng)化灰色聚類評價 4.8.3.1 概念 湖泊富營養(yǎng)化的綜合評價是對湖泊富營養(yǎng)發(fā)展過程中某一階段營養(yǎng)狀態(tài)的定量描述。由于影響湖泊富營養(yǎng)的因素間關(guān)系比較復(fù)雜，故對富營養(yǎng)作綜合評價時，很難從監(jiān)測數(shù)據(jù)中直接得到全面的、足夠的信息，從而形成一個明確的富營養(yǎng)程度的概念?；诨疑?/p>

31、系統(tǒng)理論的灰色聚類法能夠從多點觀測的多參數(shù)數(shù)據(jù)中區(qū)分出其在某一聚類指標下的所屬類別，并且有綜合、客觀且能確定各參數(shù)在某一聚類指標下的權(quán)重等優(yōu)點，故在湖泊富營養(yǎng)評價中具有廣闊的應(yīng)用前景。 4.8.3.2 方法 記i=，為決策者(即各個監(jiān)測點)； j=1*，2*，3*為決策方案的樣本(即湖泊富營養(yǎng)的評價參數(shù))； k=1，2，3為決策量(即湖泊富營養(yǎng)的評價等級)； di，j為第i決策者對第j類決策樣本所提出的決策量的樣本。 灰色聚類的基本思想是在給出k=1，2，3各種決策量的標準函數(shù)ak，j后，將，各決策者所提出的決策量的樣本di，j作為基本數(shù)據(jù)，以確定di，j歸納為k=1，2，3各種標準決策量的j

32、，k?；疑垲惙ǖ牟襟E如下：(1)構(gòu)造聚類函數(shù)fk(i，j)(3)作統(tǒng)計決策矩陣R(2)求決策量樣本di，j的灰色統(tǒng)計數(shù)Nj，k和灰色權(quán)j，k：(4)判斷決策樣本1*，2*，3*所屬決策量的等級：4.9 水體的自凈作用4.9.1自凈作用的定義 受污染的水體經(jīng)過一系列物理、化學(xué)與生物的作用，使污染濃度逐漸降低，水質(zhì)恢復(fù)到污染前水平的能力。 各種水體本身都具有一定的凈化能力，這種能力主要取決于水體對污染物質(zhì)的物理、化學(xué)和生物等一系列的綜合作用，它能使水體恢復(fù)到原來狀態(tài)，保持著自然的生態(tài)平衡。一般說，只要不超過水體的自凈能力范圍，污染物質(zhì)就可能被水體逐漸凈化，變?yōu)闊o害物質(zhì)。但是，當排入水體的污染物超

33、過了水體本身的自凈能力，就會破壞水體的生態(tài)平衡，引起水污染。4.9.2 自凈的機理 水體自凈機制包括沉淀、揮發(fā)、稀釋、混合等物理作用；氧化還原、分解化合、酸堿反應(yīng)等化學(xué)作用以及生物和生物化學(xué)作用等，各種作用相互影響、同時發(fā)生并相互交織進行。 (1)物理凈化作用 污染物質(zhì)進入水體后，首先受到水流的稀釋與混合作用，繼而是吸附、凝聚或生成不溶物進入底泥，使水質(zhì)得到改善。稀釋與混合 稀釋與混合作用是天然水自凈的一項重要措施。稀釋受分子擴散作用和渦流擴散作用的影響，混合則與水溫、水團的流量、湍流和攪動有關(guān)，兩者必須統(tǒng)一起來，才能降低水中污染物的濃度。天然水體的稀釋和混合作用往往不是十分均勻的，如在河流中心，由于流速快，則混合較充分，稀釋較均勻，而在岸邊或拐彎處，流速緩慢，稀釋、混合能力差，易造成岸邊污染帶。揮發(fā) 水體中一些具有揮發(fā)性的物質(zhì)如酚、氰化物、硫化氫等，在水溫、流速發(fā)生變化時，能從水體遷移到大氣中。特別是淺而流速快的河流中，揮發(fā)是這些物質(zhì)凈化的主要機制。 吸附和沉淀