綜合評(píng)分法篩選水污染物排放控制因子

韓 絮，吳建民，劉新會(huì)，方 莉

（1.環(huán)境保護(hù)部對(duì)外合作中心，北京 100035；2.北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京 100875）

工業(yè)是我國(guó)水污染物的主要排放源。2010年我國(guó)廢水排放量617.3億噸，其中工業(yè)廢水排放量237.5億噸，約占廢水總排放量的38.5%[1]。工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)是評(píng)價(jià)水環(huán)境質(zhì)量和企業(yè)環(huán)境污染程度的重要依據(jù)，也是控制污染物進(jìn)入水環(huán)境的重要手段。水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的制定是關(guān)系到排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)用性和可操作性的重要環(huán)節(jié)，而控制因子篩選是標(biāo)準(zhǔn)制定的重要環(huán)節(jié)。在我國(guó)現(xiàn)有水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的編制過(guò)程中，對(duì)控制因子的篩選多為直接提出，并未給出充分的依據(jù)。本研究旨在建立工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)編制的篩選控制因子的方法和程序，指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作。

1 控制因子及其篩選原則

工業(yè)水污染物一般可分為3類(lèi)：1）有毒有害污染物，尤其是被列入優(yōu)先控制名錄的污染物；2）常規(guī)污染物，包括生化需氧量、大腸桿菌、油脂、總懸浮固體和pH值等；3）非常規(guī)污染物，指既未列入有毒物質(zhì)名錄，又未列為常規(guī)污染物的污染物，包括非毒性無(wú)機(jī)化合物、色度、熱等[2]。美國(guó)在確定某行業(yè)或某行業(yè)子類(lèi)需要控制的污染物時(shí)，在大量文獻(xiàn)調(diào)研、數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)和測(cè)試分析的基礎(chǔ)上，先列出該行業(yè)或者行業(yè)子類(lèi)排放廢水中可能存在的污染物，然后根據(jù)監(jiān)測(cè)得到的各類(lèi)污染物的平均濃度、總量以及污染物對(duì)環(huán)境的影響程度評(píng)估，最終確定列入控制清單的污染物。

國(guó)內(nèi)目前針對(duì)控制因子篩選的研究多集中在對(duì)環(huán)境優(yōu)先污染物的篩選，其篩選原則如下[3]：

（1）化合物毒性效應(yīng)大：毒性效應(yīng)包括急性毒性、慢性毒性、特殊毒性等因素。急性毒性指標(biāo)常見(jiàn)的參數(shù)是LD50（半致死劑量）和LC50（半致死濃度）。慢性毒性則一般選用比較直觀和易于比較的參數(shù)TDL0（最低中毒濃度）[4]。

（2）生物累積性：對(duì)污染物毒性的考慮，還包括由于它的毒性而產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)、生物效應(yīng)對(duì)人體的危害。因此，富集性及水生生物毒性也列為篩選優(yōu)先污染物的重要指標(biāo)。

（3）具有一定基礎(chǔ)條件，易于監(jiān)測(cè)?；A(chǔ)條件包括具有采樣、分析方法，可獲得標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，具有分析儀器等；有國(guó)家監(jiān)測(cè)方法的可以應(yīng)用國(guó)家監(jiān)測(cè)方法。

控制因子篩選過(guò)程所需要的毒性數(shù)據(jù)多通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)獲得，數(shù)據(jù)的有效性和可靠性對(duì)其影響較大，對(duì)于數(shù)據(jù)缺失的污染物評(píng)估困難，也曾因篩選過(guò)程缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)而受到質(zhì)疑[5]。并且，國(guó)內(nèi)控制因子的篩選評(píng)價(jià)指標(biāo)較少，標(biāo)準(zhǔn)中存在缺項(xiàng)、漏項(xiàng)的問(wèn)題，制定過(guò)程未形成科學(xué)的程序，篩選的依據(jù)也并不充分。

2 控制因子篩選方法和程序

2.1 控制因子篩選方法

綜合評(píng)分法是在篩選污染物時(shí)，對(duì)各種參數(shù)和因素設(shè)定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和權(quán)重，對(duì)備選的污染物進(jìn)行綜合評(píng)分，并按照得分的多少確定優(yōu)先等級(jí)。在評(píng)分前，首先要設(shè)定評(píng)價(jià)系統(tǒng)和權(quán)重，給評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中的各個(gè)參數(shù)分別設(shè)定一個(gè)權(quán)重。在篩選時(shí)，對(duì)污染物逐一就各個(gè)參數(shù)進(jìn)行打分，并輔之以權(quán)重計(jì)算得分，各個(gè)參數(shù)得出的分?jǐn)?shù)相加即為這一污染物得到的總分值。將各污染物得分從高到低進(jìn)行排序，確定其需要進(jìn)行污染物控制的輕重緩急。綜合評(píng)分法在篩選水環(huán)境優(yōu)先污染物中已有廣泛的應(yīng)用[6-7]，但在篩選工業(yè)水污染物控制因子中尚屬首次。

采用綜合評(píng)分法確定化學(xué)污染物的篩選，在篩選指標(biāo)上，主要采用毒性和暴露水平兩大類(lèi)指標(biāo)描述污染物對(duì)環(huán)境的危害。毒性主要采用美國(guó)國(guó)家環(huán)保局工業(yè)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室得出潛在危害指數(shù)作為衡量指標(biāo)，潛在危害指數(shù)即考慮了化學(xué)污染物的一般毒性和“三致”性，也考慮了累積性和慢性毒性，可綜合評(píng)價(jià)污染物對(duì)環(huán)境的生態(tài)影響。暴露水平選擇年排放量和檢出頻率為衡量指標(biāo)，體現(xiàn)污染物控制的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，重點(diǎn)考慮量大面廣的污染物。

控制因子篩選指標(biāo)見(jiàn)圖1。

（1）潛在危害指數(shù)的計(jì)算

潛在危害指數(shù)計(jì)算式如下：

圖1 控制因子篩選指標(biāo)

式中：N —— 潛在危害指數(shù)；A —— 某化學(xué)物質(zhì)的AMEG所對(duì)應(yīng)的值；B —— 潛在“三致”化學(xué)物質(zhì)的AMEG所對(duì)應(yīng)的值；a、a，、b為常數(shù)。

A、B值及a、a，和b的確定原則如下[6-7]：a、a，和b的確定原則：可以找到B值時(shí)a = 1，無(wú)B值時(shí)a = 2；污染物有積蓄或慢性毒性時(shí)a，= 1.25，僅有急性毒性時(shí)a， = 1；可以找到A值，b = 1，找不到A值時(shí)，b = 1.5。

（2）指標(biāo)分值

潛在危害指數(shù)分值[6]：化學(xué)物質(zhì)潛在危害指數(shù)數(shù)值分值（以Aa表示）范圍在1～30，將其劃分為5個(gè)區(qū)間，見(jiàn)表1。

表1 潛在危害指數(shù)分值

潛在危害指數(shù)大于25時(shí)，此范圍內(nèi)的化合物多為國(guó)際上公認(rèn)的強(qiáng)致癌物質(zhì)。

污染物年排放量作為指標(biāo)體系的參數(shù)，體現(xiàn)控制因子篩選時(shí)對(duì)行業(yè)污染物排放量的考量。其分值按下表進(jìn)行確定[8]：污染物年排放量（b、t/a）分值（以Ab表示）見(jiàn)表2。

表2 年排放量分值

污染物檢出頻率（以c表示，%）綜合考量污染物在各重點(diǎn)流域的檢出率，將檢出率分為0～1、1～10、10～30、30～50、50～70、70～100六個(gè)區(qū)間，并根據(jù)落入不同區(qū)間的檢出率賦予其分值（以Ac表示，%），見(jiàn)表3。

表3 污染物檢出頻率分值

對(duì)各單項(xiàng)指標(biāo)的分值，引入權(quán)重系數(shù)，進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，因此要確定各因子的權(quán)重。對(duì)重要的因子要制定比較而言更大的權(quán)重，使其在確定最后分?jǐn)?shù)時(shí)能夠產(chǎn)生最大的影響。在對(duì)水環(huán)境污染物制定排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，對(duì)環(huán)境的潛在危害指數(shù)應(yīng)該是最重要的因子，其涵蓋污染物的毒性、“三致”性和累積性，所以將其權(quán)重定為3；將其年排放量和檢出率分別定為1。則總分值（T）計(jì)算如下：

在綜合計(jì)算得出污染物總分值后，根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際制定中的需要確定需要列入控制因子的總分值下限。

2.2 控制因子篩選程序

對(duì)控制因子的篩選應(yīng)綜合考慮污染物毒性勢(shì)和暴露勢(shì)兩方面的因素，即標(biāo)準(zhǔn)制定中需要考慮的環(huán)境影響、技術(shù)條件，并結(jié)合經(jīng)濟(jì)條件，采用傳統(tǒng)的“三步法”，最終確定選入標(biāo)準(zhǔn)的控制因子。

（1）初選

在確定某行業(yè)或某行業(yè)子類(lèi)需要控制的污染物時(shí),在做大量的文獻(xiàn)調(diào)研、數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)和測(cè)試分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)進(jìn)行工藝分析，包括對(duì)所用原材料進(jìn)行精細(xì)分析，列出該行業(yè)或者行業(yè)子類(lèi)排水中可能存在的污染物。在此階段參照工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家（美國(guó)、德國(guó)）相關(guān)行業(yè)的控制名單，中國(guó)優(yōu)先控制污染物名單、《國(guó)家危險(xiǎn)廢棄物名錄》等。

我怎么能走開(kāi)呢？我不相信浪漫，是因?yàn)槲叶嗄暌詠?lái)一直渴望浪漫，而生活總是無(wú)情地嘲笑我。今天的邂逅是我多年來(lái)的夢(mèng)想。雖然我對(duì)羅馬充滿戒心，但如果此時(shí)我就這樣走開(kāi)，那么我會(huì)遺憾一生。我不是一個(gè)膽小鬼，也不是一個(gè)恐懼美麗的人。雖然，我的指尖在微微顫抖。

（2）精選

初選名單中的有毒污染物或行業(yè)特征污染物，按照綜合評(píng)分指標(biāo)體系進(jìn)行評(píng)分，并將各污染物按照所得分?jǐn)?shù)從高到低排列，選出需要在標(biāo)準(zhǔn)中優(yōu)先控制的污染物。

（3）復(fù)核

經(jīng)過(guò)綜合評(píng)分，列入標(biāo)準(zhǔn)控制因子備選名單的污染物，調(diào)研其治理技術(shù)情況、國(guó)內(nèi)監(jiān)測(cè)條件以及企業(yè)控制此污染物排放的成本情況，以及國(guó)內(nèi)現(xiàn)有法律法規(guī)、行業(yè)發(fā)展規(guī)劃的政策條件，最終確定標(biāo)準(zhǔn)中污染物排放控制名單。

在最終確定控制因子時(shí)，遵照幾點(diǎn)原則：1）在現(xiàn)有治理技術(shù)無(wú)法有效去除污染物時(shí)，在一般地區(qū)可不進(jìn)行控制；但是在環(huán)境敏感地區(qū)可進(jìn)行排放控制；2）在國(guó)內(nèi)有監(jiān)測(cè)技術(shù)，但是其日常監(jiān)測(cè)成本高于普通污染物監(jiān)測(cè)成本時(shí)，可按年限滾動(dòng)執(zhí)行，對(duì)現(xiàn)源暫不控制，但是對(duì)新源要加以排放控制；3）在國(guó)內(nèi)外環(huán)境政策管制重點(diǎn)的污染物，要列入控制因子；4）對(duì)污染物排放控制成本過(guò)高時(shí)，在一般地區(qū)可不進(jìn)行控制；但是在環(huán)境敏感地區(qū)可進(jìn)行排放控制。

控制因子篩選程序如圖2所示。

圖2 控制因子篩選程序

3 綜合評(píng)分法篩選感光材料工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)控制因子

感光材料是照相中使用的膠片、膠卷、相紙以及印刷中使用的板材等材料的總稱(chēng)，制造各種感光材料的企業(yè)包括膠片生產(chǎn)廠、相紙生產(chǎn)廠、膠印版材生產(chǎn)廠等。環(huán)境保護(hù)部于2007年啟動(dòng)了感光材料工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作。在本標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中，應(yīng)用了綜合評(píng)分法篩選水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)控制因子。

3.1 建立初始名單

感光材料生產(chǎn)過(guò)程一般包括片基或紙基的制造、照相乳劑制備、涂布、干燥、收片和整理包裝。感光材料生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的主要污染物來(lái)自于不同工序的排污節(jié)點(diǎn)。乳劑制備，由于乳劑種類(lèi)多樣，不同的原料會(huì)產(chǎn)生不同的污染物，但是廢水中的主要成分相似，主要有：Ag+、、、OH-、Na+（K+）、等；涂布過(guò)程沖洗乳劑配置鍋排出的廢水中主要含有Ag+、、OH-、、、酚類(lèi)、成色劑等。成色劑是感光材料感光后在顯影過(guò)程中與顯影劑氧化物發(fā)生耦合反應(yīng)，生成彩色染料而得到彩色影像的有機(jī)化合物，其污染控制主要體現(xiàn)在對(duì)BOD5的控制中。

對(duì)于印刷感光材料的生產(chǎn)，在化學(xué)法處理鋁板基的生產(chǎn)過(guò)程中，將產(chǎn)生大量的廢液，其pH值、SS、COD等污染物含量嚴(yán)重超標(biāo)，性質(zhì)復(fù)雜多變。堿洗除油階段，由于配制長(zhǎng)效堿需要添加檸檬酸鹽等有機(jī)物，因此排出的廢堿液，其特點(diǎn)是含堿量高，含鋁離子，除了pH值、懸浮物等污染因子外，廢堿液中還含有較高濃度的有機(jī)物、油類(lèi)和磷等污染物質(zhì)，有機(jī)物主要包括甲醇、乙醇、丁醇、丙酮、二甲酯、異丙醇、明膠、二氯甲烷及醛類(lèi)[9]。電解工序排出的廢液，鹽酸的含量在2000～4000mg/L，還含有氯化鈉、氯化銨、胺類(lèi)、醛類(lèi)、有機(jī)酸等不同成分的腐蝕抑制劑和穩(wěn)定劑。

通過(guò)對(duì)感光材料制造工業(yè)所用原料的分析，以及水中檢測(cè)成分分析顯示，照相感光材料和印刷感光材料生產(chǎn)產(chǎn)生的污染物相似程度高，制定統(tǒng)一的排放標(biāo)準(zhǔn)加以控制?？刂埔蜃映跏济麊喂舶?9項(xiàng)：Ag、Al、LAS、pH、NH3-N、NH4+、磷、懸浮物、甲醇、乙醇、丁醇、丙酮、揮發(fā)酚類(lèi)、乙二醇、二甲酯、異丙醇、明膠、二氯甲烷、醛類(lèi)。

分析初始名單顯示：1）pH值、NH3-N、NH4+、磷、懸浮物為常規(guī)監(jiān)測(cè)污染物，且氨氮為國(guó)家污染物總量控制重點(diǎn)污染物，因此將pH值、氨氮、總氮、總磷和懸浮物列入本標(biāo)準(zhǔn)的常規(guī)控制因子；2）乙醇、丁醇、乙二醇、二甲酯、異丙醇和明膠等有機(jī)物結(jié)構(gòu)相似，無(wú)毒性作用且易被氧化，列入CODCr、BOD5控制項(xiàng)目；3）Ag、Al、LAS、甲醇、丙酮、二氯甲烷、醛類(lèi)和揮發(fā)酚8項(xiàng)需要通過(guò)綜合評(píng)分確定其是否列入控制因子。

3.2 綜合評(píng)分篩選

計(jì)算以上8種污染物的潛在危害指數(shù)、年排放量和檢出頻率得分，計(jì)算其總分并排序。根據(jù)企業(yè)分布情況，重點(diǎn)查閱有文獻(xiàn)報(bào)道的黃河、珠江、遼河、渤海、長(zhǎng)江上海段、太湖幾大水域的檢出情況，確定8種污染物檢出率（見(jiàn)表4）。

表4 8種污染物總得分

從表4可以看出，8種污染物按照綜合評(píng)分得分從高到低分別為銀、LAS、揮發(fā)酚、醛類(lèi)、鋁、丙酮、甲醇和二氯甲烷。其中醛類(lèi)、鋁、丙酮、甲醇和二氯甲烷5種污染物得分均在10以下，且因行業(yè)年排放量低、非感光材料行業(yè)特征污染物，經(jīng)征求行業(yè)內(nèi)專(zhuān)家意見(jiàn)，暫不列為本標(biāo)準(zhǔn)的控制因子。

3.3 確定控制因子

經(jīng)過(guò)初始篩選和綜合評(píng)分篩選，確定感光材料工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)控制因子如表5所示，其中銀列入有害控制項(xiàng)目，其余9項(xiàng)列入常規(guī)控制項(xiàng)目。

表5 主要控制項(xiàng)目

為了控制排入水中污染物的總量，同時(shí)也體現(xiàn)對(duì)污染物排放總量的控制，標(biāo)準(zhǔn)中也將單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量列為控制項(xiàng)目，以防止企業(yè)發(fā)生稀釋排放行為。

4 結(jié)論

綜合評(píng)分法篩選工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)控制因子，可選擇污染物的潛在危害指數(shù)、年排放量和環(huán)境檢出率，從毒性勢(shì)和暴露勢(shì)兩方面考量污染物對(duì)環(huán)境的影響。在感光材料工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的制定中，首次應(yīng)用綜合評(píng)分法進(jìn)行控制因子的篩選，得出Ag、LAS及揮發(fā)酚三項(xiàng)指標(biāo)需在標(biāo)準(zhǔn)中控制，結(jié)合初選結(jié)果，選定10項(xiàng)污染物控制指標(biāo)。在綜合評(píng)分法應(yīng)用于水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)綜合得分控制閾值的研究，以更加科學(xué)地對(duì)不需控制的因子加以排除。

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