理论教育 环境承载力分析:有效评价及应用

环境承载力分析:有效评价及应用

时间:2023-10-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:区域环境对生产、生活中排放的污染物具有一定的承载能力,这种承载力的大小可以采用定性、半定量或定量分析方法进行判断,如果能够做到定量分析最好。若受纳水体的水质满足水环境功能区划要求,则统计计算得到的污染源中污染物进入受纳水体的总量,这就是该水域的水环境容量。收集资料,调查统计评价水域范围内的水污染源及其排放量,分析确定污染物入河系数。

环境承载力分析:有效评价及应用

区域环境对生产、生活中排放的污染物具有一定的承载能力,这种承载力的大小可以采用定性、半定量或定量分析方法进行判断,如果能够做到定量分析最好。其中:定性分析可以采用列表清单方法进行描述;半定量或定量分析方法则是利用数学模型方法,在一定的条件下进行模拟计算,如区域环境容量计算、区域人口总量预测和生态足迹计算等。

(一)大气环境容量计算方法

可以采用A-P值法、空气质量模型模拟法和线性规划法等方法,计算某区域的大气环境容量。计算时需要在考虑大气环境功能区的基础上,确定某大气污染物的标准浓度限值。

目前,对区域某大气污染物的环境容量计算,主要是针对一次污染物,如SO2、NO2、PM10和PM2.5,很少涉及燃料不完全燃烧产物CO的环境容量;对于二次污染物O3,基于其光化学反应生成机理,可以间接从NOx及VOCs的控制出发,以达到减缓或减轻O3的污染程度。由于《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)中没有VOCs的标准浓度限值,因此在环境评价和生态环境规划文件编制过程中,一般不进行其环境容量的计算。

大气环境容量的具体计算方法及模型涉及的参数,可以参阅本章第三节中的大气环境容量计算部分的内容。

(二)地表水水环境容量的计算方法

地表水环境功能区划分等级与环境空气功能区的等级一样,也分为二级,但每级的功能区又根据其具体用途进行了细分。其中:一级水功能区分为保护区、保留区、缓冲区和开发利用区四级;二级水功能区在开发利用区中划分为饮用水水源区、工业用水区、农业用水区、渔业用水区、景观娱乐用水区、过渡区和排污控制区七类。计算水环境容量时,首先需要确定该水域的环境功能区等级,在此基础上,利用某种方法,确定其受纳某种污染物的环境容量。其计算方法通常采用国家发布的《水域纳污能力计算规程》(GB/T 25173—2010)中介绍的几种方法,主要包括基于污染负荷的水环境容量计算方法,以及基于数学模型的水环境容量计算方法。目前使用最广泛的是数学模型方法。

1.基于污染负荷的水环境容量计算方法

1)实测法

通过实地调查与监测的方法,确定进入受纳水体的排污口水量和某些污染物浓度,以及受纳水体的水质现状特点。若受纳水体的水质满足水环境功能区划要求,则可以利用监测数据进行简单计算,从而得到该水域的水环境容量。进行某受纳水体的环境容量计算的具体步骤如下:

(1)根据规划和管理要求,确定计算水域纳污能力的污染物。

(2)根据污染源排污口的排放方式,拟订入河/湖库的排污口监测方案,开展入河排污口水量和污染物浓度的监测。

(3)计算污染源中污染物进入水体的总量,确定受纳水域满足水环境功能区划要求的环境容量或纳污能力。

(4)开展环境容量计算结果的合理性分析和检验。检验可以采用类比的方法进行。

2)调查统计法

收集某受纳水体已有污染源排放资料,以及相关河流或湖泊水库的已有监测数据,并进行实地调查核实。利用这些资料,进行水污染源排放量的统计计算,确定污染源的排污系数,借此计算污染源中污染物进入受纳水体的总量。在此基础上,结合受纳水体的水质现状特点进行分析。若受纳水体的水质满足水环境功能区划要求,则统计计算得到的污染源中污染物进入受纳水体的总量,这就是该水域的水环境容量。具体步骤如下:

(1)根据规划和管理要求,确定计算水域纳污能力的污染物。

(2)收集资料,调查统计评价水域范围内的水污染源及其排放量,分析确定污染物入河系数。入河系数按式(2-4)计算。

(3)计算污染源中污染物进入受纳水体的总量,确定受纳水域满足水环境功能区划要求的环境容量或纳污能力。

污染物入河量应根据污染物排放量和入河系数,按式(2-5)计算。

(4)开展环境容量计算结果的合理性分析和检验。检验可以采用类比的方法进行。

2.基于数学模型的水环境容量计算方法(www.daowen.com)

1)数学模型计算法的基本步骤

(1)根据规划和管理要求,调查和收集该水域的水环境功能区划基本资料,分析确定该水域所需要的环境功能区级别、需要计算环境容量的污染物种类及其对应的浓度标准限值。

(2)系统分析该水域污染现状特性、排污口分布状况,拟订入河/湖库的排污口监测方案,开展入河排污口水量和污染物浓度的监测。

(3)开展水质现状调查分析,获得污染物的水质现状浓度值。

(4)根据水域扩散特性,选择计算环境容量的数学模型。

(5)确定设计水文条件,确定模型参数。

(6)计算受纳水域某污染物的环境容量或纳污能力。

(7)开展计算结果的合理性分析和检验。

2)水环境容量计算的数学模型类型

在《水域纳污能力计算规程》(GB/T 25173—2010)中,给出了河流、河口和湖库等水体环境容量计算的水质模型,如河流水质模型包括河流零维模型、河流一维模型和河流二维模型等。这些模型的适用条件及参数选择说明请参阅《水域纳污能力计算规程》(GB/T 25173—2010),或者本章第三节中的水环境容量计算部分的内容。

3.计算河流/河口地区水环境容量的数学模型适用条件

1)河流零维模型

污染物在河段内均匀混合,可采用河流零维模型计算水域纳污能力。该模型主要适用于水网地区的河段。因此,可以根据入河污染物的分布情况,采用微积分微分单元的划分方法,将河段划分为不同浓度的均匀混合段,分段计算水域的纳污能力或环境容量,最后求和得到评价范围内水域的水环境容量。

2)河流一维模型

污染物在河段横断面上均匀混合,可采用河流一维模型计算水域纳污能力。该模型主要适用于流量Q<150 m3/s的中小型河段。

3)河流二维模型

污染物在河段横断面上非均匀混合,可采用河流二维模型计算水域纳污能力。该模型主要适用于Q≥150 m3/s的大型河段。当污染物连续恒定排放,横断面为矩形时,该河段的水环境容量可用模型的解析解计算其纳污能力或水环境容量。

4)河口一维模型

感潮河段可采用河口一维模型计算该水域的环境容量或纳污能力。河口一维模型的水力参数应取潮汐半周期的平均值,按稳定流条件计算水域纳污能力。

其他水域的水环境容量或纳污能力计算,可以参阅《水域纳污能力计算规程》(GB/T 25173—2010)中的相关规定。

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