平原河网地区水体黑臭预测评价关键指标研究
平原河网区水源地异味物质应急监测案例分析
·环境预警·平原河网区水源地异味物质应急监测案例分析郁建桥，吕学研，刘雷（江苏省环境监测中心，江苏南京210036）摘要：平原河网区河流纵横交错，污染物质的迁移途径复杂多变，其内水源地突发性污染事故的应急监测难度大。
以江苏省近期发生的一起水源地污染事故为典型案例，分析了污染物浓度沿程的变化特征以及典型断面污染物浓度的变化特征，总结事件处置的经验，为同类事件的处理提供借鉴。
关键词：平原河网区；水源地；应急监测中图分类号：X830．7文献标识码：A文章编号：1674－6732（2014）06－0008－04Analysis on an Emergency Monitoring Case of Extraneous Odor Substances in the Water Sources Located in Plain Ｒiver Network AreaYU Jian-qiao ，LU Xue-yan ，LIU Lei（Jiangsu Environmental Monitoring Center ，Nanjing ，Jiangsu 210036，China ）Abstract ：The river network in plain area is a complex system．The moving of pollutants in the system is hard to predict ，leading it hard to conduct emergency monitoring of water sources．In this paper ，a water source pollution accident in plain river network in Jiangsu Province was taken as a typical example．Variations of the pollutants along the main rivers were analyzed．Variations of the pollutants in typical monitoring section were also taken into account．The useful experience was summarized and provided as a refer-ence for similar accidents．Key words ：Plain river network area ；Water source ；Emergency monitoring收稿日期：2014－07－18；修订日期：2014－08－10基金项目：江苏省省级环保科研基金项目（2013058）。
平原河网地区城市集水区非点源污染过程模拟与系统调控管理研究
平原河网地区城市集水区非点源污染过程模拟与系统调控管理研究【摘要】：随着工业和生活污染源等点污染源逐步得到控制,非点源污染已成为影响城市水环境质量的最主要因素,得到各国政府和学者的重视。
在这一背景下,非点源污染过程模拟以及其系统调控管理已经成为当前环境领域的热点问题和前沿领域,引起学界的广泛关注。
独特的水文地貌特性使得城市化对平原河网地区城市非点源污染过程的影响深刻。
论文以中国东部平原河网地区的上海市临港新城为例,从环境科学、生态学、水文学及管理学的交叉视角,运用理论研究与案例分析相结合、室内模拟与室外试验相结合、数学模型与计算机仿真相结合的方法,以平原河网地区集水区特征与划分为切入点,围绕非点源污染的“源-过程-汇”和“试验-模拟-调控”两条主线,阐释了平原河网地区城市集水区非点源污染的过程与特征,构建了平原河网地区城市集水区非点源污染调控模型,尝试提出了平原河网地区城市集水区非点源污染的系统调控方法、原则与核心策略。
论文主要研究结论可概括为如下几个方面：1.基于平原河网地区所特有的且取得共识的水利分区/片管理体系,分析了平原河网地区城市集水区的特征,从空间尺度、汇流途径和调控强度三个维度,初步探讨了面向非点源污染调控的平原河网地区城市集水区四级划分体系：一级集水区从大尺度、高强度调控来体现研究区域与水利片的关系,重点关注重要外河；二级集水区从中尺度、中强度调控来体现功能分区和排水系统分布的关系,重点关注内河：三级集水区从小尺度、低强度腹有诗书气自华调控来体现小区域地形与集水区出口的关系,重点关注小区域河流；四级集水区主要用于数据支持和微观机理阐释。
以临港新城集水区为例,划分了1个一级集水区,13个二级集水区,137个三级集水区；二级集水区与现有规划的功能分区基本一致,可保证后续调控策略的落实。
2.论文从理论上探讨了平原河网地区城市集水区非点源类型划分与过程概化方法；在此基础上,运行了大量室外试验和室内模拟的第一手数据,阐释了平原河网地区城市集水区非点源污染的过程与特征。
平原河网区城市引水工程水质改善预测研究
式中， Ｃ为污染 物浓 度 ， ／ 。 ｍｇ Ｌ
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式 中 ， 为 线 性 衰 减 系 数 ， ～； 为 纵 向 扩 散 系 数 ， Ｋ ｄ Ｄ
收稿 日期 ：０ １— ９—３ ２１ ０ ０
作者 简 介 ： 昌 军 ， ， 陈 男 高级 工 程 师 ， 事水 资 源保 护 和 水 利 规 划 工 作 。 Ｅ—ｍ ｉ ｅｈｕ ＠ ｙｈｏｅｍ．ｎ 从 ａｌ ｃｊｎ ａｏ．ｏ ｅ ：
程 方案 比较计 算要 求 。
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点。
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根 据该市 地形 特点 、 河流 走 向 ， 构建 本次模 型计 算
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要 求的 最 佳 弓 水 量 ， 出 了 最优 枢 组 布置 及 ５ 水 方 案 。 １ 提 １ 关 键 词 ： 动 力 一水 质模 型 ；枢 纽 布 置 ；水 质 分 析 ；引 水规 模 ；城 市 水 环 境 ； 原 河 网 区 水 平 中 图法 分 类 号 ： Ｖ ７ Ｔ ６ 文献标志码 ： Ａ
黑臭水体评估
黑臭水体评估黑臭水体是指由臭气、污染物和异色等因素引起的水体异常状态，给人们的生活、健康和环境带来很大的影响。
黑臭水体评估是对黑臭水体的源头、污染物种类及浓度、水质和环境等进行科学评估，为黑臭水体治理提供参考依据。
下面将对黑臭水体评估进行具体分析。
首先，黑臭水体评估需要对黑臭水体进行现场调查和采样分析。
调查应包括水体的形状、大小、深度和水流情况等，同时，还要收集有关水体附近的环境特点、围填海工程、废水排放口、养殖场等信息。
在采样过程中，需根据不同的污染物进行不同的采样方法，如浮游植物、底泥、水样等，以获取准确的数据。
其次，黑臭水体评估需要对采集的水样进行分析。
通过实验室的分析，可以确定水样中各种有机物质、无机物质、重金属等的类型和浓度，判定水体的污染程度。
比如，可以检测出水体中苯、甲苯、二甲苯等有机化合物的浓度，以及重金属元素如铅、镉、汞等的含量。
然后，黑臭水体评估需要对污染物来源进行分析。
通过分析水体附近的工业企业、农业活动、生活污水排放口等情况，确定污染物的产生源头。
还可以通过物种分析，确定是否存在有害水生生物。
最后，黑臭水体评估需要对水质和环境进行综合评估。
一般来说，水质评估要参考《地表水环境质量标准》等相关标准，对水体的溶解氧、氨氮、化学需氧量等指标进行评估。
环境评估方面，需要考虑水体在生态、景观、社会等方面的价值和影响。
在黑臭水体评估的基础上，可以对黑臭水体进行合理的治理措施和方案的制定。
比如，可以对污染源进行监管，以减少排污和污染物的排放；也可以对治理设施进行改造和升级，以提升水体的水质和环境。
此外，还需要进行长期的监测和跟踪，以确保治理措施的有效性和长久性。
总之，黑臭水体评估是对黑臭水体的状况进行科学评估的过程，可以为黑臭水体治理提供有效的参考依据。
通过调查、采样分析、污染物来源分析和综合评估，可以确定污染源、水质、环境等情况，为黑臭水体治理提供科学的决策依据。
平原河网地区面源污染控制的前置库技术研究
无降雨和小降雨输入期间， ＴＮ 、ＴＰ、ＳＳ 的平均去除率分别达到 ６５．１％、４５．３％、６２．９％； 强降雨时， 降雨初期 ＴＮ 、ＴＰ、
ＳＳ 污染物去除率分别为 ７０．５％、８４．６％、９０．９％， 而处理后期， ＴＮ 、ＴＰ、ＳＳ 的去除率达到 ９１．７％、９６．２％、９６．８％。
关键词： 前置库； 面源污染控制； 平原河网地区； 地表径流； 总氮； 总磷
二、前置库系统的结构及特点
平原河网面源污染控制的前置 库系统， 主要是针对太湖流域面源污 染严重、沟渠和水塘比较丰富等特 点 ， 采 用 生 态 河 道 技 术 、人 工 湿 地 技 术、生物操纵与水生生物净化技术， 通过物理沉降、吸 附 ， 化 学 反 应 ， 以及 生物吸收和微生物降解作用， 以去除 村镇地表径流以及其他未处理的污 染源中 Ｎ、Ｐ 营养盐、悬浮固体和有机 污染物， 减少入湖污染负荷。（ 张毅敏 等， ２００３）
④生态库塘强化净化子系统， 利 用具有高效净化作用 的 生 物 浮 床 、水 生生物系统、固 定 化 脱 氮 除 磷 微 生物 和陆生植物拦截带等， 充分发挥物理 沉降、吸附， 化学 反 应 ， 以 及 生 物 吸 收 和微生物降解作用， 强化清除水体中 Ｎ、Ｐ 等污染物等。
⑤导流与回用子系统， 暴雨时为 防止前置库系统暴溢， 初期雨水引入
图 １ 平原河网地区前置库系统的组成结构
中国水利 ２００６．１７
１５ 水
理论前沿 ＣＨＩＮＡ ＷＡＴＥＲ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ
前置库后， 后期雨水通过导流系统流 出 。处 理 后 的 出 水 经 回 用 系 统 可 进 行 综 合 利 用 。本 示 范 工 程 因 地 制 宜 利 用 当 地 现 有 的 圩 口 闸 、排 涝 站 ， 经 适 当 改造， 建成导流与回用系统。
黑臭水体4项检测指标标准
黑臭水体4项检测指标标准黑臭水体是指由于有机污染物和微生物的生长繁殖而导致水体散发出难闻的臭味和黑色异味的现象。
为了有效监测和治理黑臭水体，我们需要对其进行检测，并根据检测结果进行相应的处理。
在对黑臭水体进行检测时，有四项指标是必须要关注的，它们分别是溶解氧、化学需氧量、氨氮和总磷。
这四项指标的检测结果可以反映出黑臭水体的水质情况，为相关部门制定治理方案提供重要依据。
首先，溶解氧是指水中溶解的氧气分子的含量。
水体中的生物和化学过程都需要氧气的参与，因此溶解氧是维持水体生态平衡的重要指标。
在黑臭水体中，由于有机污染物的存在，溶解氧的含量通常会偏低。
当溶解氧过低时，水体中的生物生存将受到影响，甚至会出现富营养化现象，导致水体黑臭。
因此，监测黑臭水体的溶解氧含量是十分重要的。
其次，化学需氧量（COD）是指水中有机物和无机物被氧化分解的化学需氧量。
在黑臭水体中，有机污染物的含量较高，因此化学需氧量通常也会偏高。
高化学需氧量不仅会消耗大量氧气，导致水体缺氧，还会加重水体的污染程度。
因此，对黑臭水体进行化学需氧量的监测是十分必要的。
第三，氨氮是指水体中氨和铵态氮的总和含量。
氨氮是一种常见的水体污染物，它来源于生活污水、工业废水和农业排放等。
在黑臭水体中，氨氮的含量较高往往会导致水体异味的产生，同时也会对水体生态环境造成一定的影响。
因此，对黑臭水体的氨氮含量进行监测是十分重要的。
最后，总磷是指水体中无机磷和有机磷的总和含量。
磷是一种常见的营养盐，它在水体中的过量含量会导致水体富营养化，进而引发水华的产生。
在黑臭水体中，总磷的含量较高往往会加重水体的富营养化现象，导致水质恶化。
因此，对黑臭水体的总磷含量进行监测同样是非常必要的。
综上所述，对黑臭水体的溶解氧、化学需氧量、氨氮和总磷这四项指标进行监测是十分重要的。
这些指标的检测结果可以为相关部门制定黑臭水体治理方案提供重要依据，帮助改善黑臭水体的水质状况，保护水体生态环境，维护人民群众的身体健康。
黑臭河道的判断标准
黑臭河道的判断标准
黑臭河道是指有大量污水、垃圾等废弃物在河中积存，引发恶臭、黑
色或暗绿色河水、河岸滋生的异味等问题的河道，严重危害了人类健
康和生态环境。
为了遏制黑臭河道的蔓延，相关机构制定了判断标准，以便及早发现和处理黑臭河道。
判断黑臭河道的标准主要包括以下三方面：
1.外观标准
外观标准主要指河道的表面水质以及河岸边的环境。
黑臭河道通常表
现为水色黑、溃烂、泡沫、漂浮物和异味等现象。
其次，河岸边经常
出现污染物和废弃物的堆积，垃圾、苍蝇等有害生物严重滋生，环境
污染非常严重。
2.水质标准
水质标准是判断黑臭河道的重要依据之一。
水质测试可以通过分析水
中总磷、总氮、氨氮、化学需氧量、生化需氧量等指标确定是否达到
国家污染物排放标准。
如果这些指标超过排放标准，就意味着这些水
源已被污染。
3.生态环境标准
生态环境标准是衡量河道整体生态环境是否健康的重要参考。
如果因为人为活动或者其他原因导致河道生物多样性和生态环境灭绝或严重受损，就意味着这条河道已成为黑臭河道。
总的来说，判断一条河道是否成为黑臭河道不是基于单一的标准，而是要综合考虑多个方面的表现。
事实上，很多因素都可能导致河道黑臭，例如地理位置、社会经济等因素都具有很大的影响力。
只有当我们综合了各方面的情况并采取积极的措施去处理，我们才能彻底解决黑臭河道的问题。
平原河网区城市水污染特征及控制对策研究
第２ 第５ ４卷 期
２Ｏ Ｏ ８年 ９月
水 资
源
保 护
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平原河 网区城市水污染特征 及控制 对策研究
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平原河网地区水体黑臭预测评价关键指标研究程 江, 吴阿娜, 车 越, 徐启新(华东师范大学环境科学系上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室,上海200062)摘 要: 水体黑臭判断标准尤其是关键指标的选取,是水体黑臭预测、评价和修复的依据。
在综合考虑水体黑臭的产生机理、现有国内外研究成果以及上海中心城区中、小河道水质现状的基础上,选取造成平原河网地区水体黑臭的关键指标DO 、COD M n 、BOD 5、NH 3-N 和TP 构建水体黑臭预测评价指标体系。
在结合单因子评价和综合指数评价两种方法的基础上,提出了预测和评价水体黑臭关键指标的控制要求:DO 2m g /L,COD Mn 15m g /L ,B OD 5 20m g /L,NH 3-N 8mg /L ,TP 0.8m g /L 。
关键词: 水体黑臭; 平原河网; 城市河流; 中、小河道; 指标中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:1000-4602(2006)09-0018-05Study on K ey Indicators for Judgi ng B l ack and OdorousW ateri n A rea of Plai n R iver Syste mCHENG Jiang , WU E-nuo , CHE Yue , XU Q -i x i n(K ey Laboratory o f Urbanization and E cological R estoration ,D epart m ent o f E nviron m entalScience ,East China N or m al Universit y ,Shanghai 200062,Ch i n a)Abst ract : The j u dge m ent criter i o n of b lack and odorous w ater ,especially ho w to choose the keyi n dicators is t h e base o f black and odo r ous w ater pred iction ,assess m ent and restoration .B ased on the theories o f b lack and odorous w ater ,the present researches and the background of ri v er w ater qua lity i n the ur ban districts o fShangha,i a ne w criterion was established .The ne w criter i o n is co mposed o f fi v e in -dexes ,i n cl u ding DO,COD M n ,BOD 5,NH 3-N and TP .DO 2m g /L,COD M n 15mg /L ,B OD 5 20m g /L,NH 3-N 8m g /L and TP 0.8m g /L are the li m ited va l u es o f the quantitative indexes based on the si n g l e i d entificati o n i n dexes and co m prehensive identificati o n indexes .K ey w ords : black and odorous w ater ; pla i n river syste m; urban ri v er ; s m a ll and m edium sized rivers ; i n d icator基金项目:上海市科委科技攻关项目(05dzl2009); 上海市水务局科研项目(沪水科2004-05)城市河流作为城市的命脉,不仅有水体循环、水土保持、贮水调洪、水质涵养等功能,而且还能调节温湿度、改善城市小气候,然而随着经济的快速发展和城市化进程的加快,世界各国普遍出现了城市河流被污染的现象。
目前我国各大水系城市河段的污染普遍较为严重,80%以上的城市河流受到了污染[1],甚至出现了季节性和常年性水体黑臭现象[2、3]。
对于城市河流的黑臭现象,国内从20世纪80年代起就已开始研究,但水体黑臭成因复杂,对黑臭程度的描述也因个人感观的差异而有别,故迄第22卷 第9期2006年5月 中国给水排水CH I NA W ATER &WA STE WAT ERV o.l 22No.9M ay 2006今为止国内外关于水体黑臭尚无统一的评价方法和标准[2~8],已有的研究也主要集中于大型城市骨干河流,对大量中、小河道水体黑臭的评价方法研究尚未得到重视。
针对上海市中心城区中、小河道(简称中、小河道)黑臭水体的水质特征,尝试提出一套适合于平原河网地区中、小河道的水体黑臭预测、评价方法,以期为中、小河道黑臭河流的整治及河道的自然生态修复提供依据。
1 水体黑臭的现有评价方法所谓 黑臭 ,从视觉上来说是指水体呈黑色或泛黑色,对嗅觉而言是指水体会散发出刺激人的嗅觉器官并引起人们不愉快或厌恶的气味。
C H4、H2S、NH3等发臭气体被认为是水体黑臭中的发臭物质,FeS及M nS则被认为是水体黑臭中的主要致黑物质[5、6]。
导致水体发生黑臭现象的原因有很多,国内外的研究者认为有机污染、腐殖质吸附螯合致黑物质以及底泥中放线菌的大量繁殖是水体产生黑臭现象的三大主要机理[5~9],并根据所研究河流的污染特征建立了众多的黑臭指数评价关系式[2~8]。
按照黑臭判别评价思路的差异,已有的水体黑臭指标评价方法可分为两大类,一类是根据黑臭状况与环境因素的相关关系确定判别关系式,利用判别关系式进行黑臭判别,其优点是确定过程相对比较科学,存在的问题是所选关键指标不够全面,而且判别式的确定以及计算过程相对较复杂;另一类方法是先确定引起水体黑臭的关键指标,进而确定这些指标的临界值,如超过阈值则表明水体为黑臭。
第二类方法在实际应用中较为方便和快捷,指标的选取及单个指标临界判断标准的设定是其关键所在。
由于有时大部分指标达标,而单个指标超标并不会引起水体黑臭,因而如何在单个指标临界值的基础上建立多个指标的综合临界标准是其需要解决的问题。
此外胡国臣还建立了水体黑臭的感官评价标准,将水色分为黄(灰)绿无臭、灰褐微臭、黑臭、深黑恶臭4级;水体臭味感觉级别以距离划分,微臭为贴近水面有感觉,黑臭为站在河旁有感觉,恶臭为距离河流1m以外有感觉。
由于感官评价方法因个体判断存在较大差异,使得评价结果往往带有较大的不确定性。
2 水体黑臭评价体系的构建2.1 中、小河道水体黑臭产生原因导致河流黑臭的因素众多,例如有机污染、底泥污染、水温、溶解氧浓度、富营养化、水动力条件、黑臭水团等。
上海中心城区的中、小河道处于平原河网地区,流速缓慢,流向、流态呈现随机性变化,水量交换关系紊乱,汇流特性极为复杂,且部分河道因市政建设等原因而被填堵,使得近60%的河道存在不同程度的 断头浜 现象,造成大部分河道水体流动缓慢或者几乎不流动,水动力条件不佳使得水体自净能力减弱,N、P等营养物质难以被降解。
由于近90%的中、小河道未实施有效的截污工程,大量未经处理的生活污水、工业废水以及沿河农业污水、地表雨水径流、垃圾直接排入河道,造成水质严重恶化,经常出现黑臭现象,严重影响城市面貌和沿河居民的生活。
上海市水文总站2004年2月的监测数据显示,城区中、小河道中C OD M n、B OD5、NH3-N、TP和COD的浓度分别为21.8、58.3、20.01、2.257和140.1m g/L,均超过地表水 类标准,由此可推断综合性有机污染和富营养化是造成其黑臭的主要原因。
此外,河道岸坡坍塌、水土流失、自然淤积、垃圾随意入河也导致中、小河道存在不同程度的河床淤积现象,加剧了河道黑臭现象的发生。
由于不同河流的黑臭判别式各异,即使是同一河流也存有不同的黑臭判别式,同时对水体黑臭感官评价标准的掌握也因人而异,故难以达成统一判断。
根据笔者的调研结果,只有徐祖信提出的标识指数评价法适合有机污染和富营养化水体的黑臭评价,但该方法是针对上海市黄浦江和苏州河水质提出的,对于物理、化学和生物等边界条件与之有明显差异的中、小河道而言,该公式是否完全适合还有待探讨。
因此,笔者尝试建立一套适合平原河网地区中、小河道水体黑臭的预测评价方法。
2.2 预测评价关键指标的选取根据国内外已有的水体黑臭判别指数及方法[2~8],不同方法所选取的关键指标各有差异,但主要采用与水体黑臭具有直接关系的指标来构建水体黑臭判断指标体系。
目前国内外水体黑臭评价中选用频率最高的指标是DO、NH3-N、COD M n和B OD5,在笔者所调研的10种方法中它们被采用的频率分别为90%、70%、50%和40%,表明其为控制水体黑臭的关键指标。
根据对1994年 2003年上海市黄浦江、苏州河及中小河道典型监测断面的15项水质指标的分析发现,影响城市河流水质的主要污染指第9期程 江,等:平原河网地区水体黑臭预测评价关键指标研究第22卷标为两类,一类是有机污染指标,包括DO、NH3-N、COD M n和BOD5,另一类是富营养化指标即TP。
基于对现有黑臭控制指标、上海区域水污染的特点、城区中小河道水质现状以及中小河道水体产生黑臭原因的综合分析,选择DO、NH3-N、COD Mn、B OD5和TP作为预测评价中、小河道黑臭的污染控制指标。
水体黑臭的发生有时与水温有较高的关联性(尤其是在夏季),很多研究者直接或间接地考虑了水温(T)的影响,但饱和溶解氧浓度随水温的上升而下降,在选用DO指标的同时已经隐含了对水温的考虑,因此未选取T这一指标。
2.3 关键指标控制要求的确定由于中、小河道黑臭水体的水质远低于国家 地表水环境质量标准 (GB3838 2002)的 类标准,在黑臭河道的综合整治中,如以 类地表水的标准作为消除黑臭的评价标准,不仅水质标准要求过高,而且河道整治的成本也过大,因此不能简单地以 类地表水标准作为衡量水体是否消除黑臭现象的水质标准。
根据国外有关专家的研究,在正常情况下,如DO 2m g/L则水体就会产生黑臭;COD M n的临界值为16~30m g/L。
在国家环保模范城市考核和 十五 期间城市环境综合整治定量考核中,对DO和COD M n值是要求其达到相应城市水域功能区划的规定。
根据2004年 上海市水(环境)功能区划 ,上海中心城区的中、小河道水质应达到地表水 类标准。