环境质量评价方法与模型

1第七章环境质量评价方法与模型7.1环境质量评价概述7.1.1环境质量评价的内涵及类型7.1.2环境质量评价的发展过程7.2污染源评价和预测7.2.1污染源分类7.2.2污染源调查7.2.3污染源评价7.2.4污染源预测7.3环境质量评价模型7.3.1环境指数评价法7.3.2模糊综合评价过程第一节环境质量评价概述环境质量是环境素质好坏的表征环境质量①是环境状态惯性大小的表示—从一种状态变化到另一种状态的难易程度②是环境状态品质优劣的表示实质：对具有不同环境状态的品质进行定量的描述与比较一、概念环境质量评价?一般意义的理解：是指在一个具体的环境内，环境的总体或环境的某些要素，对人群的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度，是反映人类的具体要求而形成的对环境评定的一种概念。环境质量变化的特征1、人类活动导致的环境质量变化有直接的和间接的作用，而环境质量影响则具有正负反馈效应和时滞性。2、环境质量的变化是一个自然过程，在环境演变过程中出现的环境质量的变异，可能是缓慢的，也可能是灾变性的。3、人类活动造成的环境质量变化，通常分为人为作用、环境参数变化、环境质量变异三个阶段。二、环境质量评价环境质量评价是认识和研究环境的一种科学方法，是对环境质量优劣的定量描述。广义上的环境质量评价是对环境的结构、状态、质量、功能的现状进行分析，对可能发生的变化进行预测，对环境与社会、经济发展活动的协调性进行定性和定量的评估什么是环境质量评价？环境质量评价的核心问题—研究环境质量的好坏标准——是否适合于人类生存和发展。目前它是以：是否适于人类生存和发展（通常是以对人类健康的适宜程度）作为判别的标准就自然环境而言，可用资源质量生物资源人群健康人类生活的尺度来衡量6通过资源质量、生物质量、人群健康、人类生活等尺度、污染状况等环境质量综合指数对环境质量进行评价。为制定城市环境规划、进行环境综合治理、制定区域环境污染物排放标准、环境法规、环境标准和搞好环境管理提供依据；同时也是为比较各地区所受污染的程度和变化趋势提供科学依据。环境质量评价的目的三、环境质量评价的类型⑴、回顾性评价：根据历史资料进行⑵、现状评价：一般近2～3年环境检测资料进行⑶、预断评价：区域今后开发活动对环境质量变化影响2、按环境问题的空间范围划分有：区域的环境质量评价流域的环境质量评价全球的环境质量评价1、按时间分类有三种类型：局域的环境质量评价要素大气的环境质量评价水体的环境质量评价土壤的环境质量评价噪声、光、热、磁等评价单要素综合评价3、按环境要素划分有：噪声的污染：飞机、施工、学习环境光污染热岛效应：城市、地面高压电器下：磁场等的评价9四、环境质量评价的基本内容（一）污染源的调查和评价找出主要污染物和主要污染源（二）环境质量指数评价用无量纲指数表征环境质量的高低（三）环境质量的功能评价确定环境质量状况的功能属性10第二节污染源评价和预测污染源分类（1）污染物的产生来源：自然和人为；（2）环境要素的影响：大气、水体、土壤、生物和其他；（3）污染途径：直接和间接；（4）污染源的形态：点、线、面。111.常用调查方法（1）普查（2）详查（3）建立档案2.污染物排放量的确定A:物料平衡法：G投入=G产品+G流失b:排污系数法：M=KWC:实测计算法：Gj=βjQ污染源调查第二节污染源评价和预测Gj-第j种污染物的排放量；Q-介质流量；βj-第j种污染物的实测浓度。123.污染源评价-等标污染评价法污染源调查1、等标污染指数：所排放的某种污染物超过该种污染物的评价标准的倍数——超标倍数。Nij=——CijC0iNij—第j个污染源第i种污染物的等标污染指数；Cij——第j个污染源第i种污染物的排放浓度；C0i——第i种污染物的排放标准；第二节污染源评价和预测关于等标污染负荷的几种情况2、等标污染负荷：对环境产生影响的污染物排放总量的表示。Pij～第j个污染源中第i种污染物的等标污染负荷；Qij～第j个污染源中含第i种污染物的介质的排放量；Pij=——CijCoiQij对一个含有几种污染物的污染源,该污染源的总等标污染负荷为：若某地区共有m个污染源，该地区某种污染物的总等标污染负荷为：对一个地区的所有污染源和污染物的总等标污染负荷为：Pj=Pij=—Qijni=1ni=1CijC0iPi=Pij=—Qijmj=1mj=1CijC0iP=Pij=——QijCijC0ij=1mi=1nmni=1j=13.污染负荷比：是指某种污染物或某个污染源的等标污染负荷在总的等标污染负荷中所占的比重，是确定某种污染物或某个污染源对环境污染贡献顺序的特征量。第j个污染源内，第i种污染物的污染负荷比为：一个地区中某个污染源的污染负荷比可以计算如下：一个地区中某种污染物的污染负荷比可以用下式计算：Kij=——PijPiKj=——PjPKi=——PiP17例7-1某地有3个污染源，废水量和污染物含量如下表所示：污染源编号废水量/m3s-1COD/(mg/L)BOD/(mg/L)SS/(mg/L)130002507202002100088070060032000200500300各污染物排放标准为COD=10mg/L；BOD=5mg/L；SS=50mg/L，试用等标污染负荷法确定主要污染物和主要污染源。18解：1).计算等标污染负荷CODBODSS总等标污染负荷175000432000120005190002880001400001200024000034000020000012000252000合计203000772000360001011000192).计算污染源的污染负荷比污染源编号CODBODSS主要污染物114%83%2%236%58%5%316%79%5%COD、BODCOD、BODBODCOD、BODCOD、BODBOD3).计算全区主要污染物K总COD=203000/1011000*100%=20%K总BOD=772000/1011000*100%=76%K总SS=36000/1011000*100%=4%全区主要污染物为BOD、COD204).计算主要污染源1号污染源：K=519000/101000*100%=51%2号污染源：K=240000/101000*100%=24%3号污染源：K=252000/101000*100%=25%214.污染源预测趋势外推法--趋势外推的基本假设是未来系过去和现在连续发展的结果万元产值预测法生活污染量的定额预测法弹性系数法（ElasticCoefficientMethod）*在对一个因素发展变化预测的基础上，通过弹性系数对另一个因素的发展变化作出预测的一种间接预测方法。22弹性系数法（ElasticCoefficientMethod）弹性系数ε的定义为污染物（或介质）的年增长率与国民经济生产总值的年增长率的比值，即ε=-1-1（）QQ01/(t-t0)（）MM01/(t-t0)式中M、M0分别为历史资料的末年(t)和初年(t0)的国民生产总值；Q、Q0分别为相应年份的污染物(或介质)的排放量。23例7-2下表为某市在十字路口测量的汽车流量与大气中的NOx含量的关系及逐年平均车流量。用弹性系数法预测2010年时的NOx含量。（假设2010年的车流量为2003年的2.5倍）年份1994199519961997199819992000200120022003车流量(辆/h)35455260697580828691NOx0.070.0750.0850.0840.090.130.140.150.140.1524第三节环境质量评价模型一、环境指数评价法1.环境指数的基本形式2.环境质量的综合评价指数25一、环境指数评价法1.环境指数的基本形式环境质量指数就是这样一个有代表性的数，是质量好坏的表征，既可以表示单因子的，也可以表示多因子的环境质量状况。1.1单因子指数环境质量指数是无量纲数，表示污染物在环境中实际浓度超过评价标准的程度，即超标倍数。Ii的数值越大表示该单项的环境质量越差。因此对溶解氧和pH值而言,其单项水质参数具有不同的定义式.DODODOsDOsDOSCSOCOI对于iiiSCIDODODODODOSCSCI对于9100.70.70.7pHpHpHIdpH对于0.70.70.7pHpHpHIupH对于261.2多因子指数1.均值型多因子指数2.加权型多因子环境质量指数•加权型多因子环境质量指数的基本出发点是认为各种环境因子对环境的影响是不等权的，其影响应该计入各环境因子的权系数。niiiniiSCnInI11112)()(22iiAveIMaxII3.N.L.Nemerow(内梅罗)指数内梅罗指数是一种突出最大值的计权型多因子环境质量指数1.环境指数的基本形式niiiIWI1niiW1127例7-3试按下表给定的数据计算某处的大气质量指数评价因子飘尘SO2NOxCO日均浓度0.220.320.135.20评价标准0.250.250.156.70计权系数0.20.50.20.11).计算单因子环境质量指数：评价因子飘尘SO2NOxCOIi0.881.280.870.78282).计算均值型、加权型和内梅罗多因子环境质量指数指数类型均值型指数加权型指数内梅罗指数指数数值0.931.071.12292.环境质量的综合评价指数•简单叠加法•算术平均值法•加权平均法30•1.已知某城市1995-2004年的一组SO2发生量数据如下表所列，预测该城市2010年SO2的发生量。年份1995199619971998199920002001200220032004SO2发生量/（×104t/a)1.0521.0811.1231.1191.1501.2121.2541.3151.4201.44031习题与思考题•2.某城市小区有四家工厂，他们排放的废水的水质、水量如下表所列。确定主要污染源和主要污染物。项目CODCrBOD5CdHg污水量mg/Lm3/s甲厂15007000.070.021.323乙厂8504500.210.090.68丙厂6202900.150.062.10丁厂320800.330.171.55各污染物排放标准为COD=10mg/L；BOD=5mg/L；Cd=0.1mg/L;Hg=0.5mg/L，试用等标污染负荷法确定主要污染物和主要污染源。32•3.某市大气环境监测网设有5个监测点，测得冬季大气质量数据如下表所列：计算均值型、加权型和内梅罗多因子环境质量指数。项目TSPSO2NOXCOmg/L10.320.260.1510.0220.180.160.1812.1530.250.190.088.4040.120.080.097.6550.090.110.169.20评价标准0.250.250.156.70计权系数0.20.50.20.1