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第四章 水环境影响评价 第一节 水体中污染物的迁移和转化 水体、水资源、水(分)循环、水体污染、水体净化、氧垂曲线。

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1 第四章 水环境影响评价 第一节 水体中污染物的迁移和转化 水体、水资源、水(分)循环、水体污染、水体净化、氧垂曲线。

2 一、水体中污染物的迁移和转化 1、物理过程(迁移) 是指污染物在水体中的混合稀释和自然沉降过程。 A 混合稀释:(1)紊流扩散;
(2)移流; (3)离散。 B 自然沉降:重力过程。 2、化学过程(迁移和转化) 是指在自然水体中主要存在的氧化还原过程、混凝沉淀和吸附作用。 3、生物过程(转化) 是指依靠水体中的微生物(动植物,将一部分有机污染物作为食物消耗掉,将另一部分有机污染物氧化分解成为无害的简单无机物的现象。

3 二、河流中污染物的对流和扩散混合

4 三 海水中污染物的混合扩散 现象:扩展过程、漂移过程。

5 第二节 水环境影响预测方法 一、预测方法概述 1、预测方法简介 (1)数学模型法
第二节 水环境影响预测方法 一、预测方法概述 1、预测方法简介 (1)数学模型法 是利用水体净化机制构建的数学模型,预测建设项目可能引起的水体质量变化。完全混合模型,S-P模型,等。 (2)物理模型法 是依据相似理论,在按照一定比例缩小的环境模型上进行水质模拟实验,以预测由建设项目引起的水体质量变化。 (3)类比分析法 是通过调查与建设项目性质相似,且其纳污水体的规模、流态、水质也相似的工程,根据调查结果,分析预估拟建项目对水环境的影响。

6 2、预测条件的确定 (1)筛选拟预测的水质参数; 原则:结合水环境影响评价的级别;工程特点和水环境特点。 一般分为两大类。
A 常规水质参数:反映水域水质一般状况。主要有:COD、氨氮、BOD5、 DO、高锰酸盐指数、酚、氰化物、As、Hg、Cr+6、 pH、等; B 特征水质参数:根据建设项目特点、水域类别及评价等级选定。 见下表: 1 2 3

7 1 2 3 4

8 5 6 7

9 8 9 10

10 为什么 C 对于河流 可以按照下式将水质参数排队。 Cpi-水污染物 i的排放浓度 Qpi-含水污染物 i 的废水排放量
Csi-水质参数 i 的地表水水质标准 Chi-河流上游水质参数 i 的浓度 Qhi-河流上游来水水量 ISE值越大,说明拟建项目对河流中该项水质参数的影响越大。 为什么

11 (2)拟建项目的排污状况 一般分正常排放(或连续排放)和不正常排放(或瞬时排放、有限时段排放)两种情况进行预测。均需确定污染物排放源强、排放方式与排放位置。 (3)预测的水文条件 选择原则:以考虑水体的自净能力为主。为保障水体质量,常选取自净能力差的时段作为预测时段。 (4)水质模型参数和边界条件(或初始条件) 在利用水质模型进行水质预测时,需要建模、验模等工作程序。 确定水质模型参数的方法有:经验法和实测法。 有时根据模型要求,还要给出边界条件和初始条件。

12 二 常用的河流水环境影响预测方法 1 正常设计条件下河流稀释混合模型(完全混合模型) (1)点源完全混合模型 适应条件如下:
二 常用的河流水环境影响预测方法 1 正常设计条件下河流稀释混合模型(完全混合模型) (1)点源完全混合模型 适应条件如下: 1 河流充分混合段; 2 持久性污染物; 3 河流为恒定流动; 4 废水连续排放; 式中:C-完全混合后的水质浓度(mg/L) Qp-上游来水量(m3/s) Cp-上游水质浓度(mg/L) Qh-污水设计流量(m3/s) Ch-污水排放浓度(mg/L) 见课本P72例题4-1

13 (2)非点源模型:对于沿程有非点源(面源)分布入流时,其预测模型为:
1 2 Ws-沿程河段内(x=0 到 x=as)非点源汇入的污染物总量(kg/d) Q-下游x距离处河段流量(m3/s) Qs-沿程河段内(x=0 到 x=as)非点源汇入的含污染物的总流量(m3/s) Xs-控制河段的总长度(Km) X-沿程距离(0≦X ≦ Xs )(Km)

14 河流一维稳态水质模型 当污染物在河流横方向达到完全混合后,污染物浓度变化的模型简化为: 适应条件如下: 1 河流充分混合段; 2 非持久性污染物; 3 河流为恒定流动; 4 废水连续排放; K-污染物衰减系数(1/d ) u-河流流速(m/s) x-沿河流方向距离(m) C-下游距离污染源(排放口)为x处的水质浓度(mg/L) 见课本P72例题4-2

15 例题1:向一条河流稳定的排放污水,污水量为0. 15m3/s,BOD5浓度为30mg/L,河流流量为5. 5m3/s,流速为0
例题1:向一条河流稳定的排放污水,污水量为0.15m3/s,BOD5浓度为30mg/L,河流流量为5.5m3/s,流速为0.3m/s, BOD5本地浓度为0.5mg/L, BOD5的衰减系数K=0.2d-1,试求在河流稳态条件下排放点下游10km处的BOD5浓度。 3 污染物与河水完全混合所需距离 1)纵向混合过程:污染物从排污口排出后要与河水混合需要一定的纵向距离,这段距离称作为混合过程段。 L ——纵向混合长度(米) ; B ——河宽(米) ; H ——河流平均水深(米) ; i ——河流坡度; a —— 排污口距岸边距离(米)

16 2)横向混合:是指断面上任一点浓度与断面平均浓度之比介于0.95至1.05之间,称该断面已达到横向混合。
A 完成横向混合所需距离:由排放点至完成横向断面混合的距离称为完成横向混合所需距离。 B 由河中心排入污染物时:完成横向混合所需距离X为: B-河流宽度(m) Ey-横向混合系数 ux-沿河流方向的河流流速

17 C 由岸边排放时 Page 101, 题6 4 Streeter-Phelps模型(SP模型) 是反映河流中DO和BOD相互作用关系的耦合模型 适应条件如下: 1 河流充分混合段; 2 污染物为耗氧有机物; 3 河流为恒定流动; 4 废水连续排放; 5 预测河流溶解氧状态。

18 D-亏氧量(饱和溶解氧浓度 DOf— 溶解氧浓度DO)
Dp-上游来水中溶解氧亏值 Dh-污水中溶解氧亏值 K1- 好氧系数 K2- 复氧系数

19 第三节 开发活动对地表水影响的识别 一、工业建设项目 二、水利工程 三、农业和畜牧业开发 四、矿业开发 五、城市污水处理厂和垃圾填埋场
第三节 开发活动对地表水影响的识别 一、工业建设项目 1 建设期 2 运营起 见课本85-87页 二、水利工程 三、农业和畜牧业开发 四、矿业开发 五、城市污水处理厂和垃圾填埋场 见课本87-89

20 第四节 地表水环境影响预测和评价 一、工作程序、评价等级和评价标准 1 技术工作程序(见课本90,图4-8)

21 是否超标 容量与总量控制 风险评价 评价建设项目的环境影响 报告书编写 形成对策、措施及结论 公众参与

22 2、评价等级划分 根据:拟建项目的废水排放量、废水中污染物组分的复杂程度、受纳水体的规模、对该水体水质的要求等进行划分。 1)水污染复杂程度的划分 (1)污染物分类:共分为四类。 A 持久性污染物(???) B 非持久性污染物(???) C 酸和碱 D 热污染 (2)复杂程度划分:划分为复杂、中等和简单3类。 A 复杂:污染物类型数≧3,或者只含有两类污染物,但需要预测其浓度的水质参数数目≧10。 B 中等:污染物类型数=2,但需要预测其浓度的水质参数数目≦10,或者只含有一类污染物,但需要预测其浓度的水质参数数目≧7。 C 简单:污染物类型数=1,需预测浓度的水质参数数目<7。 2 1 3 4

23 2)污水量大小划分(m3/d) 3)地面水体规模 4)水质类别: 根据以上4项指标的综合划分,得出评价等级。 按照导则(地面水环境)规定,评价等级共分为3级。 练习题4,P100

24 地面水域大小 污水排放量 地面水质要求 污水水质复杂程度

25 3 评价标准: 按照GB3838将地面水域环境功能划分为5类,相应的执行5级标准。 1 2 3

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27 二 工程分析、环境调查和水质现状评价 1 建设项目工程分析: 工程分析 工作内容 1 工程概况 工程一般特征简介; 物料与能源消耗定额;
二 工程分析、环境调查和水质现状评价 1 建设项目工程分析: 工程分析 工作内容 1 工程概况 工程一般特征简介; 物料与能源消耗定额; 项目组成 2 工艺流程 工艺流程及产污环节分析: 3 污染物分析 污染源分布及污染物源强核算;物料平衡与水平衡; 无组织排放源强统计及分析;非正常排放源强统计及分析; 污染物排放总量建议指标: 4 清洁生产水平分析 清洁生产水平分析 5 环保措施方案分析 分析环保措施方案及所选工艺及设备的先进水平和可靠程度; 分析处理工艺有关技术经济参数的合理性; 分析环保设施投资构成及其在总投资中占有的比例; 依托环保措施的可行性 6 总图布置方案分析 分析厂区与周围环境保护目标间所定防护距离的安全性; 根据气象、水文等自然条件分析工厂和车间布置的合理性; 分析对环境敏感点(保护目标)所采取防护措施的可行性

28 2 环境调查 1)调查范围:应包括建设项目对周围地面水环境影响较显著的区域。对于不同规模的河流、湖泊(水库)及海湾,导则中有规定。 2)调查时间:丰、平、枯三期,以及能代表三期的月份。

29 3 水质监测 1)监测断面设置的原则: A 在计划调查范围的两端应布设监测断面; B 在调查范围内的重点保护水域、重点保护对象附近水域应布设监测断面; C 在水文特征突然变化处(如支流汇入处),水质急剧变化处(如污水排入处)、重点水工建筑物的附近(取水口、桥涵)、水文站附近等设置监测断面。 D 在拟建排污口上游500米处设置监测断面。 2)监测点位设置:考虑到评价级别、水域类型等的影响。

30 4 水质现状评价 1)综合评价模型 HJ/T2.3-93规定,对于地表水环境的现状评价,采用Nemerow指数开展综合评价。 其中:

31 2) 一般因子 1 2 特殊水质因子 见书本92-93 3 4

32 三 地表水环境影响预测 1 预测条件的确定 (1)预测范围:预测范围与已确定的评价范围相一致; (2)预测点的确定: A 已确定的敏感点;
三 地表水环境影响预测 1 预测条件的确定 (1)预测范围:预测范围与已确定的评价范围相一致; (2)预测点的确定: A 已确定的敏感点; B 水环境现状监测点; C 水文要素突变处的上、下游,重要水工建筑物的附近; D 在河流混合过程段选择几个代表性点位; E 排污口下游可能超标的点位。 (3)预测时期:丰、平、枯三期; (4)预测时段:建设期、运营起和服务期满后三个阶段; 1 2 3 4 5 6

33 四 地表水环境影响评价 2 预测方法的选择 原则:尽量选择成熟、简便并能满足评价精度和深度要求的方法。 (1)定性分析方法
(2)定量分析方法:物理模型和数学模型。 3 污染源和水体的简化处理 四 地表水环境影响评价 地面水环境影响评价:是在工程分析和影响预测的基础上,以法规和标准为依据解释拟建项目引起水环境变化的重大性,同时辨识敏感对象对污染物排放的反应;对拟建项目的生产工艺、水污染防治和废水排放方案等提出分析意见;提出避免、缓解、消除和减少水体影响的措施和对策建议;最后给出评价结论。

34 案例3 污水处理厂项目 【素材】 为了截留流入某河道的沿江生活污水,某市拟建一个污水处理厂,包括一套沿江污水收集系统和相应的若干污水提升泵站。拟建污水处理厂项目厂址北侧0.8km处为某居民小区。 该污水处理系统工程设计规模定为70万t/d。处理厂分两期建设,一期根据现状污水量确定为30万t/d,二期设计规模为40万t/d。根据进水量、进水水质以及出水水质要求,一期工程污水处理工艺采用改良的A/O法,即强化生物除磷过程、氨氮的硝化过程,兼顾脱氮,而SS的去除则采用高效的二沉池池型。该工艺针对A/O法及A2/O法的缺点进行了改进,即消除汇流活性污泥对厌氧区的不利影响并提高其脱氮效率,以及降低混合液回流的稀释作用,增设了回流污泥预缺氧池,使回流污泥先进入缺氧池。 该污水处理厂尾水的纳污水体为某大型河道,河宽25km,水深约41m,尾水排放口下游3km处为某水源保护地。

35 【问题】 1. 简述该项目的评价技术路线。 2. 该建设项目评价的重点是什么? 3. 该项目的主要污染物和主要污染源分别是什么? 4.水环境影响的主要评价因子包括哪些? 5.环境影响预恻主要包括哪些内容?

36 案例4 新建规模为120万头猪/年屠宰项目 【素材】
案例4 新建规模为120万头猪/年屠宰项目 【素材】 B企业拟在A市郊区原A市卷烟厂厂址处(现该厂已经关闭)新建屠宰量为120万头猪/年项目(仅屠宰,无肉类加工),该厂址紧临长江干流,A市现有正在营运的日处理规模为3万t的城市污水处理站,距离B企业1.5km。污水处理站尾水最终排入长江干流(长江干流在A市段水体功能为Ⅱ类)。距B企业、沿长江下游7km处为A市饮用水水源保护区。 工程建设后工程内容包括:新建4t/h的锅炉房,6000m2待宰车间、5000m2分割车间、1000m2氨机房、4000m2冷藏库。配套工程有供电工程、供汽工程、给排水工程、制冷工程、污水处理站工程及焚烧炉工程等。工程建成后所需的原材料有:生猪(生猪进厂前全部经过安全检疫)、液氨、包装纸箱、包装用塑料薄膜。 A市常年主导风向为东北风,A市地势较高,海拔高程为789m,属于亚热带季风气候区,厂址以西100m处有居民260人,东南方向80m处有居民120人。

37 【问题】 请根据上述背景材料,回答以下问题: 1、该项目营运期产生哪些环境问题?
2、B企业拟在长江干流处新建一个污水排放口,请问是否可行并说明理由。如果不可行,拟建项目的污水如何处理? 3、该项目竣工大气环境保护验收监测如何布点? 4、该项目大气和水环境影响主要评价因子包括哪些? 5、该建设项目评价重点是什么?

38 学习要点: 污染物排入水体后的混合机理是什么? 点源完全混合模型及其适应条件? 试分析拟建工业项目对地面水环境可能产生的影响?
河流一维稳态水质模型及其适应条件? SP模型的物理学含义及其适应条件? 水环境影响的监测断面设置的原则? 水环境影响的预测点和预测时期是如何确定的? 如何划分水污染复杂程度的划分? 简述建设项目水环境影响评价的程序? 基本概念: 横向混合、混合过程段、完成横向混合所需距离。

39 本章完


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