污染物入河量分析技術(shù)方法淺析

馬勇驥，陳曉燕，崔勇

(江蘇省水文水資源勘測(cè)局南通分局，江蘇南通 226006)

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污染物入河量分析技術(shù)方法淺析

馬勇驥，陳曉燕，崔勇

(江蘇省水文水資源勘測(cè)局南通分局，江蘇南通 226006)

以環(huán)境影響評(píng)價(jià)工程分析理論為基礎(chǔ)，就污染物入河量分析工作中的有關(guān)技術(shù)方法進(jìn)行解析，并創(chuàng)新性提出定量化的合理性檢查手段。結(jié)果表明，正確選擇分析方法，合理分配各功能區(qū)河段污染物入河量，綜合運(yùn)用定性與定量結(jié)合的合理性檢查方法，是確保分析成果準(zhǔn)確可信的關(guān)鍵所在。

入河污染源；排放量；工程分析；技術(shù)方法

污染物入河量分析是環(huán)境影響評(píng)價(jià)、排污口設(shè)置論證、水資源論證等咨詢服務(wù)中重要的基礎(chǔ)性工作。當(dāng)前污染物入河量分析工作主要依據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則 地面水環(huán)境》(HJ/T 2.2—93)，導(dǎo)則側(cè)重于污染源調(diào)查內(nèi)容的規(guī)定，對(duì)于調(diào)查分析技術(shù)方法的選取、應(yīng)用及結(jié)果合理性檢查闡述略顯單薄，以致實(shí)際工作中存在因調(diào)查分析方法不當(dāng)導(dǎo)致污染物入河量成果數(shù)據(jù)與水質(zhì)現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、納污能力數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系混亂的情況發(fā)生。現(xiàn)以南通市典型一級(jí)河道——九圩港河為例，選取COD指標(biāo)，以環(huán)境影響評(píng)價(jià)工程分析理論為基礎(chǔ)[1]，就污染物入河量分析中的關(guān)鍵性技術(shù)方法進(jìn)行解析。

1 入河污染源類型及特征

污染物入河量分析的對(duì)象是入河污染源，按排放形式，入河污染源可分為點(diǎn)源、面源兩大類，常見類型及特征見表1[2]。

2 分析方法及其適用對(duì)象

環(huán)境影響評(píng)價(jià)工程分析中多采用類比分析法、物料衡算法、實(shí)際監(jiān)測(cè)法確定“三廢”污染物產(chǎn)生、排放強(qiáng)度[3]，該三法同樣適用于污染物入河量分析，應(yīng)用中需針對(duì)不同污染源類型特征選取相應(yīng)的分析方法，并注意不同分析方法間的相互校核、補(bǔ)充。各方法主要特點(diǎn)及適用對(duì)象見表2[4]。

表1 入河污染源常見類型及特征

3 九圩港河污染物入河量分析實(shí)例

3.1 工業(yè)企業(yè)源、城鎮(zhèn)污水處理廠

現(xiàn)場(chǎng)踏勘表明，工業(yè)企業(yè)、城鎮(zhèn)污水處理廠點(diǎn)源排放口均集中分布于九圩港河下游石港工農(nóng)業(yè)用水區(qū)，排放口分為連續(xù)排放、間歇排放兩種，需選取不同的方法進(jìn)行分析。

(1)實(shí)際監(jiān)測(cè)法

對(duì)于工況穩(wěn)定的連續(xù)排放口采用實(shí)際監(jiān)測(cè)法，參照《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)或相關(guān)行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，于企業(yè)工況穩(wěn)定、生產(chǎn)負(fù)荷達(dá)到設(shè)計(jì)的75%以上時(shí)，連續(xù)監(jiān)測(cè)一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)至少3次污水排放量(流量)、COD排放濃度并取均值，按表2所列公式計(jì)算得到COD排放量，如表3所示。

表2 污染物入河量常用分析方法特點(diǎn)及適用對(duì)象

表3 九圩港河點(diǎn)源實(shí)際監(jiān)測(cè)法分析成果表

(2)物料衡算法與排污系數(shù)法

對(duì)于生產(chǎn)工況不穩(wěn)定的企業(yè)——石港酒廠(年產(chǎn)50%白酒3 000 t，折65%原酒2307.7 t)，其排放口為無(wú)規(guī)律間歇排放，導(dǎo)致實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)因代表性不足無(wú)法真實(shí)反映污水排放情況，故采用物料衡算法與排污系數(shù)法確定污染物入河量。

該廠廢水COD濃度值主要由乙醇貢獻(xiàn)，在項(xiàng)目可研文件、環(huán)評(píng)文件提供的基礎(chǔ)資料比較翔實(shí)的情況下，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝物料平衡(見圖1)、水平衡(見圖2)，采用物料衡算法計(jì)算得到乙醇排放量、廢水排放量，如表4所示。

圖1 石港酒廠白酒生產(chǎn)工藝流程與乙醇平衡圖Fig.1 Liquor production process and ethanol balance figure of Shigang Winery

圖2 石港酒廠白酒生產(chǎn)水平衡圖Fig.2 Water balance figure of liquor production in Shigang Winery

排污單位衡算對(duì)象投入量/(t/a)回收量/(t/a)處理量/(t/a)產(chǎn)品量/(t/a)排放量/(t/a)石港酒廠乙醇2200420751500廢水:5廢氣:200水1065004200100001500廢水:90000廢氣:800

根據(jù)乙醇好氧反應(yīng)方程式CH3CH2OH+3O2=2CO2↑+3H2O，單位乙醇COD理論值為2.08 g/g，則在乙醇排放量為5 t/a、廢水排放量為9萬(wàn)t/a的條件下，石港酒廠COD排放量為10.4 t/a，排放濃度為115.6 mg/L。

為驗(yàn)證物料衡算結(jié)果的合理性，同步采用排污系數(shù)法進(jìn)行校核。環(huán)保部《產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)》規(guī)定“白酒制造業(yè)、半固態(tài)發(fā)酵、濃醪液回收+生物處理法”條件下COD排污系數(shù)為4 750 g/t產(chǎn)品(65%原酒)，則石港酒廠COD排放量為11.0 t/a，排放濃度為121.8 mg/L。兩種方法計(jì)算結(jié)果較為接近，表明分析結(jié)果具有一定的可信度。由于在物料衡算過(guò)程均按照理想狀態(tài)進(jìn)行[5]，且忽略其他發(fā)酵副產(chǎn)物對(duì)廢水COD濃度值的貢獻(xiàn)，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏低，故最終確定將排污系數(shù)法計(jì)算結(jié)果納入整體數(shù)據(jù)合理性檢查范疇。

3.2 農(nóng)村生活源、分散式養(yǎng)殖源、農(nóng)田徑流源

此類入河污染源均為無(wú)組織、分散化的面源，排放源地理位置難以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘確定，無(wú)法采用實(shí)際監(jiān)測(cè)法、物料衡算法進(jìn)行分析計(jì)算，故采用排污系數(shù)法通過(guò)類比分析法手段予以分析。各排污系數(shù)對(duì)照環(huán)保部《產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)》所列行業(yè)、所處地域進(jìn)行取值，國(guó)民經(jīng)濟(jì)參數(shù)參照《南通市統(tǒng)計(jì)年鑒》，分析成果見表5。需注意分析成果為九圩港河所處行政范圍內(nèi)沿岸各鄉(xiāng)鎮(zhèn)面源污染物入河總量，還需進(jìn)一步分配至相應(yīng)的功能區(qū)內(nèi)。

表5 九圩港河面源排污系數(shù)法分析成果表

3.3 污染物入河量成果分配

將前述各項(xiàng)計(jì)算成果累加，得到九圩港河COD污染物入河總量為4 124.5 t/a，點(diǎn)源根據(jù)排污口位置直接將污染物入河量分配至相應(yīng)的功能區(qū)；面源根據(jù)功能區(qū)河長(zhǎng)與各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地理位置關(guān)系將污染物入河量分配至相應(yīng)的功能區(qū)，如表6所示。

表6 九圩港河COD污染物入河量成果分配表

4 分析成果合理性檢查

4.1 定性檢查法

污染物入河量分析成果合理性檢查目前運(yùn)用較多的是定性化的邏輯檢查法，基于“現(xiàn)狀水質(zhì)超標(biāo)則表明河段剩余環(huán)境容量不足”的原則，根據(jù)污染物入河量、河段納污能力、現(xiàn)狀水質(zhì)類別、目標(biāo)水質(zhì)類別四者之間可能的情景關(guān)系(見表7)進(jìn)行判斷。

如檢查結(jié)果為合理，則進(jìn)一步采用量化手段進(jìn)行檢查；如檢查結(jié)果為不合理，則重新針對(duì)分析方法的選擇、參數(shù)及計(jì)算過(guò)程、入河污染物的分配進(jìn)行分析計(jì)算，直至所有功能區(qū)河段檢查結(jié)果均合理為止。檢查結(jié)果見表8。

表7 污染物入河量分析成果邏輯合理性檢查表

表8 九圩港河COD入河量分析成果定性檢查表

4.2 定量檢查法

污染物入河量分析成果的定量化檢查目前尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范予以指導(dǎo)。因河道水質(zhì)超標(biāo)程度與剩余環(huán)境容量間存在較強(qiáng)的邏輯關(guān)系，故此可借鑒環(huán)境監(jiān)測(cè)鄰域標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定原理進(jìn)行數(shù)據(jù)相關(guān)性統(tǒng)計(jì)，即依據(jù)朗伯比爾定律，輸入量與輸出量之間的關(guān)聯(lián)度以相關(guān)系數(shù)r值進(jìn)行表達(dá)，通常r>0.9認(rèn)為兩者間關(guān)聯(lián)度較高，0.9≥r≥0.7認(rèn)為兩者存在一定關(guān)聯(lián)度，r<0.7則認(rèn)為兩者無(wú)關(guān)聯(lián)度[6]。

以功能區(qū)納污能力與污染物入河量的差值(即剩余環(huán)境容量)作為輸入量，功能區(qū)目標(biāo)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值與污染物現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)值的差值(即水質(zhì)超標(biāo)程度)作為輸出量，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算程序或Excel自帶的線性擬合函數(shù)進(jìn)行相關(guān)性檢查。檢查參數(shù)見表9，檢查結(jié)果見圖1。

表9 九圩港河COD入河量分析成果定量檢查參數(shù)表

圖3 九圩港河COD入河量分析成果定量檢查結(jié)果圖Fig.3 Quantitative check result figure of river COD discharge quantity analysis results in Jiuweigang River

檢查結(jié)果r=0.916 9，表明九圩港河各功能區(qū)COD污染物入河量、河段納污能力、現(xiàn)狀水質(zhì)類別、目標(biāo)水質(zhì)類別間的關(guān)聯(lián)度較高，結(jié)合定性檢查結(jié)果，可

以認(rèn)為分析方法的選擇合適、參數(shù)及計(jì)算過(guò)程正確、入河污染物的分配合理，污染物入河量分析成果可信度較高。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)不同入河污染源的類型特征，正確選擇分析方法，合理分配各功能區(qū)河段污染物入河量，綜合運(yùn)用定性與定量結(jié)合的方法對(duì)成果數(shù)據(jù)進(jìn)行合理性檢查，是污染物入河量分析中的3項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)方法。實(shí)際工作中如污染物入河量分析成果與河道納污能力、現(xiàn)狀水質(zhì)類別、目標(biāo)水質(zhì)類別邏輯關(guān)系出現(xiàn)沖突時(shí)，可從上述3個(gè)角度對(duì)分析過(guò)程進(jìn)行全面核查以確保分析成果合理有效。

[1] 石曉楓, 郭愛文. 污染型建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的工程分析[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 2004, 27(2): 56- 57.

[2] 段慧, 張丹, 楊洪霞, 等. 小流域非點(diǎn)源水污染特征分析研究[J]. 環(huán)境影響評(píng)價(jià),2014(6): 59- 61.

[3] 王本法. 淺談污染型建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的工程分析[J]. 資源節(jié)約與環(huán)保, 2013(12): 147- 147.

[4] 環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評(píng)估中心. 環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)方法[M]. 北京: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社, 2015: 10- 11.

[5] 環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評(píng)估中心. 環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則與標(biāo)準(zhǔn)[M]. 北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社, 2015: 25.

[6] 張菁, 馬民濤, 王江萍. 回歸分析方法在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用評(píng)述[J]. 環(huán)境科技, 2008, 21(S2): 40- 43.

A Brief Analysis on Technical Methods Used to Measure River Pollutants Quantity

MA Yong-ji, CHEN Xiao-yan, CUI Yong

(Jiangsu Hydrometry and Water Resources Reconnaissance Bureau Nantong Branch Office, Nantong 226006, China)

Based on the engineering analysis theory for environmental impact assessment, this paper analyzed some technical methods employed in the measurement of river pollutant quantity, and put forward suggestions to determine the rationality of such quantitative analysis. The results showed that a correct selection of methods, a rational allocation of pollutants in various functional areas of rivers, and a combination of qualitative and quantitative analysis were essential to ensure the accuracy and credibility of the analysis results.

river pollution sources; discharge quantity; engineering analysis; technical methods

2016-03-28

馬勇驥(1989—)，男，河南人，助理工程師，主要研究方向?yàn)樗乃Y源工程，E-mail：zzumyz@126.com

崔勇(1976—)，男，江蘇人，工程師，主要研究方向?yàn)樗h(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、環(huán)境工程，E-mail：cuiyong0513@126.com

10.14068/j.ceia.2016.06.021

X52

A

2095-6444(2016)06-0088-04