環(huán)境監(jiān)測4水環(huán)境質量評價

4水環(huán)境質量評價主要內容：水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價水環(huán)境影響評價12化學工業(yè)出版社4.1水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價4.1.1地表水質量評價

（1）內梅羅（Nemerow）污染指數(shù)他將水的用途劃分為三類：飲用、游泳、制造飲料等養(yǎng)魚、工業(yè)食品制造、農業(yè)用等工業(yè)冷卻水、公共娛樂及航運接觸使用不接觸使用類接觸使用化學工業(yè)出版社4.1水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價根據水的不同用途，擬定了相應的水質標準，作為計算水質指標的依據，然后計算各種用途的水質指標值。根據劃分的水的用途，內梅羅建立了分指數(shù)：式中：PIj——j類水用途指數(shù)；

Ci——i污染物的實測濃度，mg/L；

Sij——i污染物對應j類水用途的標準，mg/L?；瘜W工業(yè)出版社（2）北京西郊水環(huán)境質量指數(shù)4.1水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價式中：Ci——各種污染物實測濃度，mg/L；

Si——各種污染物的地表水衛(wèi)生標準，mg。北京西郊水質質量系數(shù)分級級別P值級別P值清潔＜0.2較重污染5.0～10.0微污染0.2～0.5嚴重污染10.0～100輕污染0.5～1.0極嚴重污染＞100中度污染1.0～5.0化學工業(yè)出版社（3）南京水域質量綜合指數(shù)4.1水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價式中：Ci——i類污染物的實測濃度，mg/L；

Wi——污染物的權重，∑Wi=1；

Si——各種污染物的評價標準，mg/L；

n——污染物種類數(shù)。南京水域質量綜合指標分級I水值級別分類依據＜0.2清潔多數(shù)項目未檢出，個別項目檢出，也在標準內0.2～0.4尚清潔檢出值均在標準內，個別值接近標準0.4～0.7輕度污有一項檢出值超過標準0.7～1.0中污染有1～2項檢出值超過標準1.0～2.0重污染全部或相當部分監(jiān)測項目檢出值超過標準＞2.0嚴重污染相當部分項目檢出值超過標準1倍到數(shù)倍化學工業(yè)出版社（4）有機污染綜合評價指數(shù)4.1水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價式中：A——綜合污染評價指數(shù)；

BODi、BOD0——BOD的實測值和評價標準；

CODi、COD0——COD的實測值和評價標準；

NH3-Ni、NH3-N0——NH3-N的實測值和評價標準；

DOi、DO0——溶解氧的實測值和評價標準。黃浦江水質質量評價分級A值污染程度分級水質質量評價＜00良好0～11較好1～22一般2～33開始污染3～44中等污染＞45嚴重污染化學工業(yè)出版社（5）羅斯（Ross）水質指數(shù)4.1水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價羅斯在總結以前的水質指數(shù)的基礎上，提出了一種比較簡明的水質指數(shù)。選擇懸浮固體、BOD和氨氮為評價參數(shù)。并分別給予權重，見下表。參數(shù)BOD氨氮懸浮固體DO權重系數(shù)3322各評價參數(shù)權重在計算水質指數(shù)時，先把各參數(shù)的測定值或相對污染值分成等級，然后按等級進行計算。其計算式為：WQI=∑分級值/∑權重值化學工業(yè)出版社4.1水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價規(guī)定WQI值用整數(shù)表示，這樣就將水質指數(shù)分成從0～10的11個等級，數(shù)值越大，水質越好，各級指數(shù)可進行如下分級：WQI=10，天然純凈水；WQI=8，輕度污染水；WQI=6，污染水；WQI=3，嚴重污染水；WQI=0，水質類似腐敗的原污水。水質指數(shù)各參數(shù)的評分尺度懸浮固體BOD氨氮DODO濃度（mg/L）分級濃度（mg/L）分級濃度（mg/L）分級濃度（mg/L）分級濃度（mg/L）分級0～10200～2300～0.23090～10510＞91010～20182～4270.2～0.52480～908～9820～40144～6240.5～1.018105～12086～8640～80106～10181.0～2.01260～804～6480～150610～15122.0～5.06＞12061～42150～300215～2565.0～10.0340～6040～10＞300025～503＞10.0010～402＜5000～100化學工業(yè)出版社（6）布朗（Brown）水質指數(shù)4.1水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價1970年，布朗等選取了11種重要水質參數(shù)。即溶解氧、BOD5、混濁度、總固體、硝酸鹽、磷酸鹽、pH、溫度、大腸桿菌、殺蟲劑、有毒元素等，然后由專家進行不記名投票，確定每個參數(shù)的相對權重系數(shù)。水質指數(shù)WQI按下式計算：式中：WQI——水質指數(shù)，其值在0～100之間；Pi——第i個參數(shù)的質量，在0～100之間；

Wi——第i個參數(shù)的權重值，在0～1之間。

化學工業(yè)出版社9個參數(shù)的重要性評價及權重系數(shù)水質參數(shù)重要性評價值中介權重最后的權重Wi溶解氧1.41.00.17大腸桿菌1.50.90.15pH2.10.70.12BOD52.30.60.10硝酸鹽2.40.60.10磷酸鹽2.40.60.10溫度2.40.60.10混濁度2.90.50.08總固體3.20.40.08合計∑=5.9∑=1.004.1水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價化學工業(yè)出版社（7）分級評價法4.1水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價這是國家環(huán)?？偩衷浲扑]使用的一種水質評價方法。1234評價標準以GB3838-83《地表水環(huán)境質量標準》以及《污染水質分級》為參考依據；評價代表值在評價時采用一次值，或采用多次平均值，而且必須與評價的具體目的相適應；評價記分原則分值越高，水質越好。根據標準分級的原則和各級的定義，已確定同級中的每一參數(shù)等權，而各級間的分值不等；評價步驟，根據各項參數(shù)的實測結果，得出每一參數(shù)值相應級別的分值，各項參數(shù)分數(shù)相加為總分值?；瘜W工業(yè)出版社4.1水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價項目評價分級地表水環(huán)境質量標準污染水質分級一級（Ⅰ）二級（Ⅱ）三級（Ⅲ）輕污染（Ⅳ）重污染（Ⅴ）嚴重污染（Ⅵ）界限值臭（級）無異臭臭強度一級臭強度二級臭強度三級臭強度四級臭強度五級色度（度）≤10≤15≤25＞25＞40＞50DO飽和率≥90%≥6≥4＜4＜3＜1BOD5≤1≤3≤5＞5＞15＞30CODMn≤2≤4≤6＞6＞20＞50揮發(fā)酚類≤0.001≤0.005≤0.01＞0.01＞0.1＞0.5CN≤0.01≤0.05≤0.1＞0.1＞0.5＞2.0Cu≤0.005≤0.01≤0.03＞0.03＞0.2＞2.0As≤0.01≤0.04≤0.08＞0.08＞0.3＞1.0Hg≤0.0001≤0.0005≤0.001＞0.001＞0.01＞0.05Cd≤0.001≤0.005≤0.01＞0.01＞0.05＞0.1Cr6+≤0.01≤0.02≤0.05＞0.05＞0.2＞1.0Pb≤0.01≤0.05≤0.1＞0.1＞0.3＞1.0石油類≤0.05≤0.3≤0.5＞0.5＞5.0＞20氨氮≤0.3≤0.5≤1.0＜2.0＜4.0＞4.0大腸桿菌（個/L）≤500≤10000≤50000＞50000＞300000＞500000地表水質評價標準（單位：mg/L，臭和色度除外）

化學工業(yè)出版社4.1水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價級別參數(shù)的分值評價總分值第一級（Ⅰ）10145～150第二級（Ⅱ）9135～144第三級（Ⅲ）8120～134輕污染（Ⅳ）6110～119中污染（Ⅴ）390～109重污染（Ⅵ）115～89各級參數(shù)的分值及評價總分值

級別評價總分值級別評價總分值Ⅰ91～94Ⅳ69～74Ⅱ84～90Ⅴ56～68Ⅲ75～83Ⅵ9～55評價總分值

化學工業(yè)出版社4.1水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價4.1.2地面水體底泥的評價

進行水體環(huán)境評價時，有時需要同時進行底泥的評價。在進行湖泊底泥進行評價時，一般以湖區(qū)土壤中有害物質的自然含量作為標準值。通常采用污染指數(shù)法對底泥進行評價，污染指數(shù)評價法的公式如下：式中：Ci——底泥中第i種污染物的實測濃度，mg/l；

Si——湖區(qū)土壤中第i種污染物的自然含量，mg/l?；瘜W工業(yè)出版社4.1水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價計算出各評價因子的污染指數(shù)后，按內梅羅公式計算底泥的綜合污染指數(shù)：式中:P——底泥的污染指數(shù)；

Imax——底泥中污染指數(shù)Ii的最大值；

Iav——底泥污染指數(shù)的平均值。P底泥污染程度分級＜1.0清潔1.0～2.0輕污染＞2.0污染底泥污染狀況分級表化學工業(yè)出版社4.1水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價4.1.3地下水質量評價

自然界中影響地下水質量的有害物質很多。評價因子的選擇要根據具體情況而定，大致可考慮的評價參數(shù)包括4類。1、一般理化指標，如K+、Na+、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-、HCO3-、NH4+、NO2-、NO3-、pH、礦化度、總硬度、溶解氧、耗氧量等

2、常見的重金屬和非金屬物質，如Hg、Cr、Cd、Pb、As、F、CN等4、細菌、寄生蟲卵、病毒等3、有害物質，如有機酚、有機氯、有機磷以及工業(yè)企業(yè)排放的其他有機毒物評價參數(shù)化學工業(yè)出版社4.1水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價4.1.4水湖泊水環(huán)境質量評價在進行湖泊水質評價、底泥評價和生物學評價的基礎上，可利用加權法進行湖泊環(huán)境質量的綜合評價。式中：Wi——水質、底泥和生物學評價在綜合評價中所占的權重；

Mi——水質、底泥和生物學評價的分級值；

M——監(jiān)測點的綜合分級值；

I——監(jiān)測點的綜合污染指數(shù)。化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價4.2.1水環(huán)境影響評價的目的水環(huán)境影響評價的目的是通過調查分析、預測、評估，定量地預測未來的開發(fā)行動或建設項目向受納水體中的污染物排放量，弄清污染物在水體中的遷移、轉化規(guī)律，提出建設項目和區(qū)域環(huán)境污染物的控制和防治對策，以實現(xiàn)環(huán)境保護的目標。4.2.2評價工作等級和工作程序（1）評價等級依據《環(huán)境影響評價技術導則》的規(guī)定，地表水環(huán)境影響評價工作分為三級，一級評價最詳細，二級次之，三級較簡略。水環(huán)境質量評價等級的劃分原則是：建設項目的污水排放量、污水水質的復雜程度、受納水體的規(guī)模和受納水體對水質的具體要求。

化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價依據以下四項指標來衡量地表水環(huán)境影響評價的級別。A、建設項目污水排放量①＞20000m3/d

⑤＜1000m3/d②10000~20000m3/d③5000~10000m3/d④1000~5000m3/d化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價B、建設項目污水水質的復雜程度污染物類型數(shù)≥3，或者只有2類污染物，但需要預測其濃度的水質參數(shù)數(shù)目≥10污染物類型數(shù)=1，需要預測濃度的水質參數(shù)數(shù)目＜7污染物類型數(shù)=2，且需要預測其濃度的水質參數(shù)數(shù)目＜10，或者只需預測一種污染物，但需要預測的水質參數(shù)數(shù)目≥7復雜

簡單中等化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價河流或河口規(guī)模的劃分擬建項目排污口附近河流斷面的多年平均流量大于150m3/s的為大河，小于15m3/s的為小河，介于二者之間的為中河。C、地表水域規(guī)模湖泊和水庫規(guī)模的劃分

當平均水深≤10m時大湖（水庫）＞50km2

中湖（水庫）5～50km2

小湖（水庫）＜5km2

當平均水深＞10m時大湖（水庫）＞25km2

中湖（水庫）2.5～25km2

小湖（水庫）＜2.5km2化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價以《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）劃分地表水的水域功能，如果受納水體的實際功能與該標準的水質分類不一致時，可根據項目所在地人民政府規(guī)定的水環(huán)境功能區(qū)劃來確定受納水體的功能，然后確定對地表水水質的要求。D、地表水水質要求化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價工程特點環(huán)境特征所處地理位置地下水評價等級劃分依據地下水環(huán)境影響評價等級劃分依據評價等級工程特點自然環(huán)境特點地理位置一級投資大、廢水量大、污染物組成復雜、污染物排放量大、污染物毒性大地下水污染嚴重、巖性不易保留污染物、地下水與地表水聯(lián)系密切大城市或工業(yè)供水水源地上游、旅游風景區(qū)、敏感地區(qū)二級投資中等、廢水量中等、污染物組成不太復雜、污染物排放量中等、污染物毒性中等地下水污染中等、巖性對污染物的保留能力中等、地下水與地表水聯(lián)系較密切中城市上游、工業(yè)供水水源地、旅游風景區(qū)、較敏感地區(qū)三級投資少、廢水量少、污染物單一且毒性小地下水水質較好、巖性易于保留污染物、地下水與地表水聯(lián)系不密切小城鎮(zhèn)中城市上游、非敏感地區(qū)化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價（2）評價工作程序

化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價4.2.3水環(huán)境影響預測（1）預測條件的確定A、評價因子的篩選原則①按等標排放量大小排序，選擇排位在前的因子，但對那些毒性較大、持久性的污染物應慎重取舍。②在受項目影響的水體中已經造成嚴重污染的污染物或已無負荷容量的污染物。③經環(huán)境調查已經超標或接近超標的污染物。④地方環(huán)保部門要求預測的敏感污染物?；瘜W工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價Textinhere②環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測點③水文特征和水質突變處、現(xiàn)有水文站、河流分叉或會合處等①已確定的環(huán)境敏感點B、預測范圍與預測點位的選擇化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價運營期建設期服務期滿后C、預測階段化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價平水期豐水期枯水期D、預測時段化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價（2）預測方法的選擇數(shù)學模型法物理模型法類比分析法數(shù)學模型法是利用適合的水質模型預測建設項目引起的水體水質變化，從而預測建設項目的水環(huán)境影響的定量方法

。根據相似理論，在按一定比例縮小的環(huán)境模型上進行水質模擬試驗，以預測由建設項目引起的水體水質變化。

類比調查法是參照現(xiàn)有相似工程對水體的影響來預測擬建項目對水環(huán)境的影響。

預測方法化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價4.2.4水環(huán)境影響評價中常用的水質模型（1）污染物在水體中的遷移轉化污染物與水體的混合過程分一般分為3個階段①豎向混合階段②橫向混合階段③橫斷面上充分混合后到長度方向充分混合階段化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價A、遷移運動遷移運動是指污染物在水流作用下的轉移運動，遷移運動只是改變污染物在水中的位置，并不改變水中污染物的濃度。污染物的遷移通量可由下式計算：

式中：f——污染物的遷移通量，kg/m2·s；u——水體介質的運動速度，m/s；

C——污染物在水體介質中濃度，kg/m3?；瘜W工業(yè)出版社式中：I1——xi方向上的分子擴散通量，kg/m2·s；E——分子擴散系數(shù)，m2/s，水中分子擴散系數(shù)介于10-5~10-4m2/s之間；xi——空間坐標，m。4.2水環(huán)境影響評價分子擴散過程服從Fick第一擴散定律B、分散運動分子擴散湍流擴散彌散擴散分散運動化學工業(yè)出版社湍流擴散也可以用Fick第一定律描述式中：I2——xi方向上的湍流擴散通量，kg/m2·s；

Ei——湍流擴散系數(shù)，m2/s，水中的湍流擴散系數(shù)介于10-2~100m2/s之間；

——污染物濃度的時間平均值，kg/m3。彌散作用導致的質量通量可用下式計算：式中：I3——xi方向上的彌散擴散通量，kg/m2·s；——彌散擴散系數(shù)，m2/s，水中的彌散擴散系數(shù)介于101~104m2/s之間；——污染物濃度時間平均值的空間平均值，kg/m3。4.2水環(huán)境影響評價化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價C、轉化運動進入環(huán)境的污染物可分為2大類：守衡污染物和非守衡污染物。守衡污染物進入環(huán)境后僅發(fā)生遷移和分散，從而改變其所處的位置和濃度，但總量保持不變。非守衡污染物進入環(huán)境以后，除遷移、分散而改變位置和濃度外，還因污染物本身的衰減而加速濃度的降低，因此其總量隨時間不斷減少。

非守衡污染物在水體中的衰減過程通常用一級反應動力學規(guī)律加以描述，即式中:C——污染物濃度，kg/m3；t——反應時間，s；

K——反應常數(shù)，1/mol·s?；瘜W工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價（2）常見的河流水質模型A、完全混合模型廢水排入一條河流時，如果滿足下述條件：河流是穩(wěn)態(tài)的，即河床斷面積、流速、流量不隨時間變化，污染物穩(wěn)定排放。污染物在整個河段內混合均勻，即河段內各點的污染物濃度相等。排入河流中的污染物為守衡污染物，不降解也不沉淀。123河流無支流和其他污水排入口。4此時，在排水口下游某點的污染物濃度可按完全混合模型計算如下：式中：C——污水與河水混合后的濃度，mg/L；

Cw——排入污水中污染物的濃度，mg/L；

Ch——排污口上游河水中的污染物濃度，mg/L；

Qh——排污口上游的河水流量，m3/s；

Qw——排入河流的污水流量，m3/s?；瘜W工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價B、零維模型如果污染物濃度在任何空間方向上不存在變化，可以考慮用零維模型計算污染物的濃度。對于河流常用零維模型解決的問題有：不考慮混合距離的守衡污染物濃度的預測和環(huán)境容量的估算。有機物降解物質的降解項可以忽略時，可以采用零維模型

。12零維模型的基本方程為：式中：v——河流的流速，m/s；

Q——河流的流量，m3/s；

C0——進入河流的污水的污染物濃度，mg/L；

C——流出河段的污染物濃度，mg/L；

s——污染物的源和匯，s；

r——污染物的反應速度?；瘜W工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價對于一個沒有源和匯的河段，如果假設污染物的反應符合一級反應動力學規(guī)律，即，則上式可以簡化為：式中：k——污染物的衰減常數(shù)，d-1。在穩(wěn)態(tài)條件下，即時，方程的解為：在一般情況下，即時，方程的解為：化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價C、一維水質模型一維河流水質模型是目前應用最廣泛的模型，它適用于污染物濃度僅在一個方向上有變化的場合，一維模型的基本方程為：式中：Dx——縱向彌散系數(shù)，m2/s；

Vx——為河流流速，m/s；在穩(wěn)態(tài)條件下，即時，該常微分方程在邊界條件：①x=0時，C=C0，②x=∞時，C=0下的解為：化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價在非穩(wěn)態(tài)條件下，即時，污染物瞬時排放,邊界條件為：其中式中：M——一次排放的污染物量，kg；A——河流的橫斷面積，m2；一維模型的非穩(wěn)態(tài)解：化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價D、二維模型對于大型河流，污染物濃度不僅要考慮污染物濃度沿縱向的變化，還要考慮污染物濃度沿河寬方向的變化，這時需要用二維模型來預測計算。二維模型的基本微分方程是：式中：Dy——橫向彌散系數(shù)；vy——橫向流速，m/s；m——污染物的源強。在等寬等深的河流中，斷面平均流速vx不變，橫向平均流速vy=0，橫向彌散系數(shù)Dy為常數(shù)。而且一般情況下，縱向擴散系數(shù)遠小于遷移項。在岸邊排放且無對岸邊影響的條件下，上式的穩(wěn)態(tài)解為：化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價E、BOD-DO模型1925年斯特里特-費爾普斯研究了河流中BOD和DO的變化規(guī)律，他們在建立模型時做了如下假設：有機物的降解符合一級反應，且反應速度為常數(shù)；河流中的耗氧僅由BOD的降解所引起；河流中的DO僅來自與大氣復氧，且復氧速度也為常數(shù)。123此時有：式中：L——河水中的BOD濃度，mg/L；

kd——有機物的降解常數(shù)，d-1；ka——大氣復氧常數(shù)，d-1；

t——時間，

化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價該模型的初始條件為：t=0，L=L0，D=D0，不難求出上述模型的解為：由斯特里特-費爾普斯模型（S-P模型）可以估算在已知排污點河水BOD和DO起始濃度時，沿河流下游各點河水中的溶解氧以及最低的溶解氧濃度和位置（即臨界氧虧和臨界距離）?；瘜W工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價（3）河流水質模型的參數(shù)估計A、縱向彌散系數(shù)Dx的估計①示蹤實驗法如果將示蹤劑瞬時投入河流某斷面，在投放點下游斷面采樣測定不同時刻ti時的示蹤劑濃度Ci，則可以根據一維模型求出縱向彌散系數(shù)。假設k=0，則有：在距離排放點下游x=x0處測得不同時刻的濃度Ci（i=1，2…），將對作圖，可得一條直線，其斜率則為從而可求得Dx?；瘜W工業(yè)出版社式中：H——為河流平均水深，m；

u——摩阻流速，m/s

；

S——為水力坡度；

αx——經驗系數(shù)，愛爾德理論計算的αx=5.9，試驗得到的αx=6.3，在天然河流中，河寬15~60m時，αx=14~650。4.2水環(huán)境影響評價②經驗公式法愛爾德（Elder）通過水深1.5m的明渠實驗，得到了河流縱向彌散系數(shù)的計算公式：化學工業(yè)出版社4.2水環(huán)境影響評價B、耗氧系數(shù)kd的估算①實驗室測定法根據可得：因此，如果測得不同時刻ti的BOD值Li，將lnLi對ti作圖，可得一直線，其斜率的負值即為kd。②現(xiàn)場測定法在河流上下游A、B兩個斷面取樣，假設測得的BOD濃度分別為LA、LB，如果知道A、B斷面間的距離為x，河水流速為vx，就可按下式求得kd的值：化學工業(yè)出版社假設水生植物在白天和夜間的呼吸速率不變，而且水生植物在夜間不進行光合作用，那么就可以霍恩伯格（Hormberger）法估算大氣復氧系數(shù)ka。則夜間溶解氧濃度的變化速度：4.2水環(huán)境影響評價C、大氣復氧系數(shù)ka的估算①實測法天然河水中溶解氧濃度變化的速率可表達為：

式中：R——水生植物呼吸作用的耗氧速度，mg/l·d?；瘜W工業(yè)出版社令，從ti到ti+1對上式積分可得：4.2水環(huán)境影響評價式中：Oi+1——時間ti+1時刻的溶解氧濃度，mg/l；

Oi——時間ti時刻的溶解氧濃度，mg/l；Os——飽和溶解氧濃度，mg/l；令