工業污染源評價方法比較

李啟藍，杜明虹，唐韜，劉蘭

(1.重慶市榮昌區生態環境監測站，重慶 402460；2.重慶市榮昌區生態環境局，重慶 402460)

0 引言

隨著現代化工業生產的迅速發展，人類通過日常的生產經營活動從周圍環境中獲取大量的物質和能量，通過新陳代謝和消費活動向環境中排放各種污染物也越來越多。對污染源進行分析和評價，尋找主要污染源和污染物是進行區域環境污染治理和污染防控的基礎。

1 污染源概述

1.1 污染源分類

《全國污染源普查條例》明確指出：污染源主要指因生產、生活和其他活動向周圍環境中直接或間接排放污染物以及對周圍環境產生不良影響的場所、設施、裝置和其他污染發生源[1]。污染源有很多分類方式，主要有以下幾種：

(1)按污染物的產生及其成因，可分為自然污染源和人為污染源。其中，自然污染源可以再一次細分為生物類污染源和非生物類污染源；人為污染源也可以再一次細分為生產性污染源和生活性污染源。

(2)按人類社會活動功能，分為工業污染源、交通運輸污染源、農業污染源以及生活污染源[2]。

(3)按空間位置，分為固定源和移動源等。

(4)按環境介質，分為空氣污染源、水污染源和土壤污染源[3]。

1.2 工業污染源

工業污染源泛指在工業生產經營活動過程中向周圍環境中排放的有毒有害物質及工業生產場所、設備和裝置[4]。由于事前未考慮環境保護的要求，或者因為某些原因，即使考慮了環境保護的要求，也未解決形成的工業污染。在工業原料的生產、加工過程、燃燒、冷卻等工業生產過程中，各個環節中使用的生產機械設備或從事工業生產活動的場所都非常有可能成為工業污染源[4]。點污染源是工業污染源主要形式。

隨著工業的高速發展，越來越多的天然、非天然的化學物質直接進入地球環境；大量地下礦藏的開采，將原本埋于地下的各種放射性化學物質直接釋放帶到地上，破壞了整個地球內部生態循環平衡，各種重金屬、難降解的有機化合物不斷在人類生活的環境中循環、富集，人體健康收受了嚴重威脅。由此可見，工業污染源對環境危害大。

1.3 工業污染源對生態環境的危害

環境污染是指自然的或人為的破壞，導致了污染物不斷向自然環境排放，超過了環境自凈處理能力，而直接造成的生態環境質量和其功能的嚴重下降與毀滅性的破壞，從而危及人類健康和動植物的生存，甚至使原有生態系統失去平衡的現象[7]。

1.3.1 工業廢氣的危害

工業廢氣中的污染物主要包括SO2、CO2、NO、NO2等多種有毒或有害物質。硫氧化物是最常見的污染物，具有強烈刺激性氣味的無色的氣體。工業廢氣對人體呼吸系統、生理機能、消化系統、神經系統、智力水平都造成巨大危害，涉及面廣，危害人體健康。

1.3.2 工業廢水的危害

隨著我國經濟不斷提高，人類活動與日俱增，對水體環境污染日趨加重，污染的水體不僅直接危及生態環境和人類身體健康，同時也影響到了我國工農業正常生產。化學工業生產廢水組成復雜，其中某些穩定的污染物能夠通過食物傳遞在生物體內進行富集，造成嚴重危害。同時，強酸弱堿性的化工廢水pH 值不穩定，一些富含氮、磷的廢水容易造成水體中的富營養化，危害人體健康和生態環境。

1.3.3 工業廢渣的危害

工業廢渣又名“放錯地方的原料”，工業廢渣大多具有可利用的價值，是可再利用的資源[11]。但如果得不到合理、有效的利用，會直接導致土地、大氣和水資源的污染，破壞環境，同時給生態環境造成不可逆影響。如水俁病就是因為工業廢棄物重金屬進入人體，在人體內積累到一定濃度導致人體染病，危害人體生命健康安全。工業污染源的調查、評價及控制，是防治工業污染的重點，對有效減少污染物排放具有舉足輕重的作用。

2 污染源評價

污染源評價是要確定主要污染物和主要污染源，提供影響環境質量水平的成因，為開展環境影響評價工作提供基礎性數據[5]。污染源評價是對污染源潛在污染能力進行鑒別和分析比較。其中，排放的污染物種類、性質以及排放方式等具有不同量綱的量是很難進行相互比較的。污染源評價工作的關鍵在于把這些具有不同量綱的量經過標準化處理，便于進行分析比較，由于進行標準化處理的方法不同，產生了不同的污染源評價方法[5]。

3 污染源評價的方法

3.1 污染源單一評價法

污染源單一評價法選用濃度指標、排放強度指標和統計指標來分別對污染源進行評價。

(1)濃度指標。濃度指標法是指某一個污染源排放某一種污染物的濃度值大小來表達該污染源的污染能力。不足之處是忽視了污染物排放量大、排放濃度低的污染源對環境的影響。

(2)排放強度指標。排放強度指標的表達式為：

式中：Wi為某種污染物的排放強度(g/d)；Qi為含有某種污染物的廢水排放流量(m/d)；Ci為廢水中某種污染物的平均濃度(g/m3)。

(3)統計指標。統計指標主要有污染物檢出率、超標率、超標倍數和標準偏差。

3.2 污染源綜合評價方法

(1)等標污染負荷法。等標污染負荷法是污染源評價中的一個經常使用的方法，該方法計算簡單明了、通用性強且同時具有較好的理論科學性和綜合性[6]。該方法采取計算區域內污染物、污染源的等標污染負荷、負荷比和累計負荷比，從高到低進行排列，對累計負荷比≥80%的污染物、污染源作為主要控制對象，用于反映污染源自身存在的污染水平[7]。該方法最核心的一個因子是各種污染物的環境質量評價標準。因為污染源在向環境中所排放的各種廢氣(或廢水)污染物對生態環境危害程度不一致，通過該方法的計算，可以將不同種污染物的環境危害程度進行量化，從而可以更加準確地評價某污染源，某區域或行業的各種污染物的等標污染負荷大小[8]。采用等標污染負荷可以將不同污染源的某種污染物排放總量與該污染物的環境質量標準進行比較，以在同一尺度上獲得具有相同環境意義及可以互為量化對比的數量，根據數據的大小來明確首要和主要污染物、首要和主要污染行業、首要和主要污染區域[9]。該方法只用于對廢氣及廢水的污染源評估，過程需要分別進行評估，兩者不能混合與互相疊加。利用該方法可以有效地確定污染物和污染源對環境污染狀況和貢獻率。該方法的廣泛應用大大增強了對污染源評價的認識和科學性，也給環境污染源的科學管理工作帶來很大方便[10]。

(2)排毒系數法。排毒系數指的是污染物的實測排放濃度與相應毒性標準濃度的比值[11]。

(3)環境影響潛在指數法。環境影響潛在指數法主要是指將潛在的污染物、污染源的狀況與承受環境污染的具體對象所在環境結合在一起來進行環境影響評價，可以更為客觀地準確評價潛在污染源，這類污染源評價方法往往帶有客觀指明污染源對整體環境潛在影響的重要意義[11]。其計算公式為：

式中：Pi為污染物的環境影響潛在指數；aj為水體功能用廢水水量分配系數；Kij為污染物的環境功能系數。

環境功能系數Kij是指污染物的排放標準濃度(COi) 與污染物的水體功能標準濃(Ci) 之比。其計算公式為：

Kij越大，說明污染物(源) 對功能水體的污染威脅越大[11]。

通過對污染源綜合評價方法中的等標污染負荷法、排毒系數法、環境影響潛在指數法比較，發現3 種方法的評價思路、評價依據、環境關聯度等方面是有很大的差異的。如評價依據不同，等標污染負荷法使用的評價依據是排放標準，了解了污染物對環境的影響程度；排毒系數法使用的評價依據是生物毒性標準；環境影響潛在指數法使用的評價依據是排放標準和環境標準。3 種評價方法的比較如表1 所示。

表1 污染源綜合評價法中3 種方法比較

3.3 經濟技術評價法

經濟技術評價法是基于污染源排放污染物的主要原因在于資源利用率低、企業的管理不善、技術條件落后、設備陳舊等，以經濟技術指標作為評價標準的一種方法。該方法認為，污染物的排放量取決于生產單位產品所消耗的水量、能源和原材料數量，物質能量的消耗量越大，污染物的排放量越大，對于環境的污染和危害也越大。因此，利用經濟技術評價法對污染源進行評價，可以反映出污染源的潛在污染能力，使得人們對污染源的認識進一步提高。此類評價方法主要包括消耗指數法和流失量指數法。

(1)消耗指數法。消耗指數法指生產單位產品所消耗的水量、能量、原材料量與定額消耗量的比值。

(2)流失量指數法。流失量指數法主要反映生產技術、生產工藝和生產管理總水平，指某一污染源的水量、能量、原材料量的流失量與定額流失量之比[12]。

3.4 評價方法的比較

污染源單一評價法根據各類污染源中某一種污染物的排放濃度、排放污染物總量、統計指標等，來確定和評價排放的污染物和污染源的污染程度，評價方法結果相對單一。污染源綜合評價方法在單一評價法的基礎之上，引入評價標準，了解了污染源對環境的影響程度。特別是等標污染負荷法，引入環境評價標準，污染物變成統一量綱，使其可以進行相互比較，計算簡單、通用性也比較強。經濟技術評價法相對復雜，針對大氣及水環境工業污染源評價不建議使用。

4 絕對排污量法

絕對排污量法根據污染物排放量絕對量，計算各行業、各區域污染排放量，以及各行業、各區域所占百分比和累計百分比。然后由大到小排序，占比最大的為首要污染行業，累計百分比占80.0%以上的為主要污染行業。絕對排污量相對簡單，但是未依據排放標準，與環境的關聯度小。

5 等標污染負荷法研究現狀

5.1 應用現狀

1985—1987 年，在開展全國工業污染源調查時，曾經采用“等標污染負荷法”來對污染源評價，至今已有30 余年了。隨后，在一些區域環境影響評價項目中，也使用這種方法來對污染源進行評價。許多學者運用等標污染負荷法評價污染源，并針對相應的情況提出了污染防治措施以及建議。如：高新昊等結合山東省農業非點源污染源情況，運用“等標污染負荷法”計算，找出了總氮和總磷的流失量，并且計算出山東省不同地區之間等標污染負荷，結果表明地區之間差異明顯，并針對各區域不同的重點污染源進行農業非點源污染防控技術研究，降低其對山東省水資源污染的影響和威脅[13]；萬金保等通過等標污染負荷法對大塢河主要流域評價，發現了大塢河主要污染源為酸性水污染，大塢河的主要污染物為重金屬，為大塢河環境保護和綜合治理提供了科學、準確可靠的數據支撐和依據[14]；薛紅等以玉舍水庫為例，運用等標污染負荷對其木柯河、紙廠河、箐口河和庫周流域區進行評價，得出玉舍水庫污染物主要來源于水庫周邊和紙廠河流域。各污染物中主要以氮磷為主，其中總氮48%最多，其次為總磷22%，通過評價得出的結論為水庫水資源進行保護及污染治理提供了有效的依據[15]；徐成漢通過闡述等標污染負荷法的原理，并利用其對某流域的污染源進行了評價，找出了該流域的主要污染源和主要污染物[16]；莊一廷通過對污染源綜合評價方法的分析，提出了層次分析法，并以福州市工業廢水為例，對工業污染源廢水進行了綜合的評價[17]；劉承志概述了污染源評價中等標污染負荷法的計算方法和意義，并利用等標污染負荷法對蘇州第一次全國污染源普查數據進行分析和評價，最終發現了蘇州廢氣、廢水的主要污染行業和污染物質，從而為下一步蘇州市的污染源環境保護管理和發展提供了明確的重點監控對象[18]。

5.2 優缺點

等標污染負荷法從本質上講就是從環境的影響角度出發，評價工業污染源的污染屬性。該計算方法主要具有以下優點：(1)計算過程簡單、概念明確、邏輯性強以及綜合性好等；(2)快速的找出影響環境的污染源的首要污染物、主要的污染物、首要污染行業、主要的污染行業、首要污染區域、主要污染區域；(3) 了解廢氣或廢水污染源對環境質量的影響情況。

但是等標污染負荷方法也存在一些不足，主要表現在：(1) 在使用等標污染法評價主要污染物時容易發現一些毒性大且在環境中易積累的污染物未在主要污染物中，然而這些污染物的排放又必須加以重點控制。所以在計算分析完成之后，還需要對污染源作全面的分析，才能最終確定出主要污染源和主要污染物。(2)該方法的評價結果與行業規模成正比，未能完全準確排除行業或企業規模對等標污染負荷法結果的影響，無法準確判斷污染源對整個區域環境和經社會經濟綜合影響強度。(3) 該方法不能有效地為廢氣和廢水污染源總量指標進行合理的分配提供數據支撐，有待進一步改進。

6 單位產值等標污染負荷法研究現狀

6.1 應用現狀

經過近年來的探索，污染源評價方法也日趨成熟，一些學者在數據分析中加入單位產值等標污染負荷法對環境污染狀況進行評價，并提出相應管理措施及對策。如：鐘定勝等以某市2002 年工業污染源的調查結果為例，分別運用等標污染負荷法和單位產值等標污染負荷法對地表水的環境影響情況進行了評價，分析出影響該市地表水環境質量的主要污染行業，以及在污染物總量控制和分配工作中的應重點控制的行業，為該市工業污染源的管理提供了科學依據[19]；孫亞梅通過對3 種傳統等標污染負荷計算方法分析比較，指出3 種評價方法均有缺點未能剔除行業規模對其評價結果的影響，基于3 種評價方法相同缺點，提出了單位產值等標污染負荷法，并以某城市2002 年 污染源調查結果數據為例進行分析，分析的結果表明單位產值等標污染負荷法則可以充分消除污染源行業規模的決定性影響，能夠更加準確地分析和評價某城市污染的環境和經濟屬性[20]。黃靜等以2013 年成都市環境統計數據為基礎，利用等標污染負荷法和單位產值等標污染負荷法對重點工業廢氣進行綜合評價，從主要污染物種類方面分析出成都市的首要污染物是氮氧化物，從空間特征方面分析出成都市的首要污染區域是金堂縣，從行業特征方面分析出成都市的首要污染行業是非金屬礦物制品業[21]。

6.2 優點及適用條件

單位產值等標污染負荷法的計算方法實際上是利用等標污染負荷結果除以該污染源的工業總產值，反映出該污染源的單位生產活動對環境的影響強度，其優點如下：(1)可以有效體現出工業生產情況與環境造成的污染的直接相關性，這樣實際上可以較好地避免了傳統等標污染負荷法的不足，更好地服務于污染總量的控制指標的合理有效分配[20]；(2) 單位產值等標污染負荷法通過工業產值和等標污染負荷組合計算，剔除了行業規模對污染負荷的影響，了解了污染源對環境和經濟的綜合影響情況[20]。

單位產值等標污染負荷方法實際上也具有一些缺點，例如單位產值等標污染負荷法只是適用于廢氣和廢水污染源評價，且必須分別對廢氣和廢水評價，兩者不能混合與互相疊加。

7 結語

通過3 種方法的比較，針對大氣及水環境工業污染源評價，污染源綜合評價方法中的等標污染負荷法較優，但無法準確判斷污染源對整個區域環境和經社會經濟綜合影響強度，建議使用單位產值等標污染負荷法，利用工業產值和等標污染負荷組合計算，剔除了行業規模對污染負荷的影響，了解了污染源對環境和經濟的綜合影響情況，有效體現出工業生產情況與環境造成的污染的直接相關性，避免了等標污染負荷法的不足。