基于擬合綜合指數(shù)的區(qū)域廢水污染物普查

苗昱霖，趙松桓，元相虎

（吉林省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，長(zhǎng)春 130000）

對(duì)污染源進(jìn)行普查的主要目的就是對(duì)每一個(gè)污染源的行業(yè)、數(shù)量以及區(qū)域的分布情況進(jìn)行詳細(xì)掌握，明確當(dāng)前主要污染物的產(chǎn)生、排放以及處理情況，通過對(duì)這些情況的掌握，建立一個(gè)污染源檔案、污染源信息的數(shù)據(jù)庫(kù)以及污染源監(jiān)控平臺(tái)，為制定相應(yīng)環(huán)境保護(hù)政策提供依據(jù)[1-2]。

1 污染物普查計(jì)算方法

污染物指的是從污染源中產(chǎn)生的所有能夠影響環(huán)境的物質(zhì)。污染源指的是由于生產(chǎn)、生活和其他活動(dòng)往自然界排放污染物或者是對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定不良影響的設(shè)施、場(chǎng)所、裝置和其他污染發(fā)生源[3-4]。污染物目前主要分為廢氣、廢水以及固體廢物三種。本文所研究的對(duì)象為工業(yè)污染源的廢水污染物。這種污染源所產(chǎn)生的污染物種類非常多，并且由于工業(yè)工藝的不同，所排出的污染物也不盡相同，本文所涉及的普查污染物范圍包含NH3-N（氨氮）、COD（化學(xué)需氧量）、BOD（生化需氧量）、揮發(fā)酚以及石油類等12類污染物。為了精準(zhǔn)掌握污染源的排放量，現(xiàn)階段主要采取的測(cè)量方式是實(shí)際監(jiān)測(cè)法。

本文以S市某食品廠A廠為例，通過實(shí)際監(jiān)測(cè)法計(jì)算其廢水中化學(xué)需氧量以及氨氮的產(chǎn)排量。

1.1 實(shí)際監(jiān)測(cè)法

為了使得實(shí)際監(jiān)測(cè)法所測(cè)得的數(shù)據(jù)具有可靠性，取樣時(shí)分別在不同時(shí)段進(jìn)行廢水的取樣檢測(cè)，然后取平均值作為污染物的計(jì)算數(shù)據(jù)。實(shí)際監(jiān)測(cè)法中污染物的產(chǎn)/排量等于污染物的進(jìn)/出口濃度乘以廢水的排放量再乘以10-6t。污染物的去除效率等于污染物的產(chǎn)生量減去污染物排放量的差值除以污染物產(chǎn)生量；相對(duì)誤差等于污染物去除效率減去污染物平均去除效率的差值與污染物平均去除效率的比值。

由表1相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算可知，該廠的化學(xué)需氧量每年的產(chǎn)/排總量大約為：16.07 t/1.64 t；氨氮每年的產(chǎn)/排總量大約為：0.16 t/0.02 t。同時(shí)，根據(jù)試驗(yàn)檢測(cè)值能夠算出，化學(xué)需氧量以及氨氮的去除效率分別是89.79%、87.5%。相比于該廠的平均污染物去除效率，相對(duì)誤差分別為化學(xué)需氧量2.75%、氨氮-3.81%。

表1 進(jìn)出口產(chǎn)排放量

2 基于擬合綜合指數(shù)的區(qū)域廢水污染物普查

根據(jù)上面的內(nèi)容能夠看出，實(shí)際監(jiān)測(cè)法能夠得到每個(gè)項(xiàng)污染物排放量的總數(shù)據(jù)以及分量數(shù)據(jù)。對(duì)于普查來說，其目標(biāo)就是將一個(gè)區(qū)域的主要污染物分析出來，通過分析結(jié)果制定出環(huán)境保護(hù)政策以及規(guī)劃服務(wù)。對(duì)于廢水，一般是從上述的12個(gè)指標(biāo)里選取主要的污染物。但是，只是根據(jù)這12個(gè)指標(biāo)的總排放量進(jìn)行主要污染物的篩選肯定是不合理的，例如，污染源排出相同質(zhì)量的汞對(duì)環(huán)境造成的污染一定比排出相同質(zhì)量的氨大得多。因此，廢水污染物的普查不能只通過排放量多少來進(jìn)行主要污染物的篩選，通常采用等標(biāo)污染負(fù)荷法進(jìn)行主要污染物的篩選。可是，這種方法在實(shí)際應(yīng)用的過程中有兩個(gè)問題：一是同一污染物對(duì)于不同的污染源排放的標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的，很難選擇共同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行等標(biāo)化；二是對(duì)于不同的污染物，受納水體的降解能力也是不同的，如果只是采用排放標(biāo)準(zhǔn)與排放量計(jì)算的等標(biāo)污染負(fù)荷無法真正將污染情況反映出來。所以，本文采用以環(huán)境污染的主要因素?cái)M合單一的綜合指標(biāo)作為比較標(biāo)準(zhǔn)，將所有污染指標(biāo)匯總排放量的等標(biāo)污染負(fù)荷計(jì)算出來，進(jìn)行主要污染物的篩選。

2.1 綜合指數(shù)的擬合

對(duì)于一種廢水污染物來說，其對(duì)環(huán)境的污染程度通常是根據(jù)這種污染物進(jìn)入受納水體后的濃度跟受納水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比來進(jìn)行判斷的。由于影響濃度的因素特別多，不可以通過匯總排放量得出總體的污染濃度，所以要找到一個(gè)能夠便于進(jìn)行匯總的綜合指標(biāo)當(dāng)作比較的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于一種污染物來說，其在進(jìn)入受納水體后，濃度一般都受這種污染物的排放量以及受納水體的流量影響，這兩個(gè)因素對(duì)于所有的污染源都是相同的，能夠指示匯總排放量產(chǎn)生的總體污染濃度。

所以，本文打算從污染物的排放量、受納水體的流量以及水環(huán)境的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)方面著手，通過受納水體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值以及流程乘積擬合出一個(gè)綜合指數(shù)（Wri），具體的表達(dá)方式如式（1）所示，通過綜合指標(biāo)（Wri）對(duì)污染物的排放量進(jìn)行等標(biāo)污染負(fù)荷的對(duì)比。

評(píng)價(jià)一個(gè)地區(qū)第i種污染物在第r個(gè)水體的綜合指標(biāo)的表達(dá)式為：

式中，Cri是第i種污染物在第r個(gè)水體的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（mg/L）；Qr是第r個(gè)水體污染帶的水流量或水資源綜合利用的時(shí)候分配給這個(gè)地區(qū)的水流量（m3/h）；Wri的單位為（g/h）。

通過式（1）能夠看出，水環(huán)境的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值越低，受納水體的流量就會(huì)越小，綜合指數(shù)也會(huì)越小；如果相同質(zhì)量的排放量除以（Wri）所得到的等標(biāo)污染負(fù)荷（Pri）數(shù)值越大，就可以反映出這種污染物對(duì)水環(huán)境的污染就越嚴(yán)重，這個(gè)比例關(guān)系和實(shí)際情況是相符的。

評(píng)價(jià)一個(gè)地區(qū)第i種污染物在第r個(gè)水體的等標(biāo)污染負(fù)荷的表達(dá)式是：

式中，Gri是第i種污染物在第r個(gè)水體的總排放量（kg）。

如果想要評(píng)價(jià)的地區(qū)的第i種污染物一共有m個(gè)水體，那么這種污染物在這個(gè)評(píng)價(jià)地區(qū)里的總等標(biāo)污染負(fù)荷為：

人們通過式（2）可以對(duì)某一種污染物的等標(biāo)污染負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，再通過式（3）對(duì)受納水體總的等標(biāo)污染負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，采取累積污染負(fù)荷法進(jìn)行大小的排序，大在前，小在后。其中，累積污染負(fù)荷超過65%的污染指標(biāo)作為這個(gè)地區(qū)受納水體的主要污染物。一般對(duì)于一些江河來說，每個(gè)地方的排污都只限于相應(yīng)的污染帶里，不可以把其他地方的水環(huán)境容量一起算進(jìn)來，所以，式（1）水流量只取污染帶的水流量或水資源綜合利用時(shí)分配給這個(gè)地區(qū)的水流量。

2.2 綜合指數(shù)的應(yīng)用分析與討論

下面以S市的河流A為例，研究河流A中的主要污染物，河流A流經(jīng)B廠以及C廠，兩廠的污染物排放量已經(jīng)通過實(shí)際監(jiān)測(cè)法測(cè)得，如表2所示，綜合指數(shù)用的是2003年的水環(huán)境容器測(cè)算的調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并且兩廠所在地區(qū)是按照地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行執(zhí)行的。通過式（1）、式（2）和式（3），對(duì)綜合指數(shù)、等標(biāo)污染負(fù)荷以及匯總等標(biāo)污染負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，得出的結(jié)果如表2、表3所示。由此可以看出，累積等標(biāo)污染負(fù)荷達(dá)到65%的污染物依次是氨氮、石油類以及生化需氧量，因此，這三個(gè)污染物就是這條河流的主要污染物。

本文所計(jì)算出來的結(jié)果和水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)的結(jié)果非常吻合，有關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)階段超標(biāo)的項(xiàng)目是氨氮與石油類，超標(biāo)率達(dá)到17.6%。所以，綜合指標(biāo)等標(biāo)污染負(fù)荷法能夠非常客觀地進(jìn)行主要污染物的篩選，具有有效性和可行性。

表2 各項(xiàng)廢水污染物綜合指數(shù)的等標(biāo)負(fù)荷值比較（B廠）

表3 各項(xiàng)廢水污染物綜合指數(shù)的等標(biāo)負(fù)荷值比較（C廠）

3 結(jié)語

本文首先選擇了實(shí)際監(jiān)測(cè)法作為污染物排放量的測(cè)量方法，然后從污染物的排放量、受納水體的流量以及水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)三方面入手，通過受納水體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值以及流量乘積擬合了一個(gè)綜合指標(biāo)進(jìn)行等標(biāo)污染負(fù)荷的對(duì)比。研究表明，這種方法能夠準(zhǔn)確篩選出某個(gè)地區(qū)的水體主要污染物，具有一定的有效性和可行性。

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4 張 倩，蘇保林，羅運(yùn)祥，等.城市水環(huán)境控制單元污染物入河量估算方法[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2013，33（3）：877-884.