2环境质量基本模型

2环境质量基本模型2.1概述环境质量评价的模型很多，目前用于地下水质量评价的方法主要有内梅罗指数法、模糊数学综合评价法、灰色聚类分析法以及人工神经网络法等几种，其中内梅罗指数法是国家技术监督局于1994年实施、2007年修订的GB14848-2007(地下水质量标准》中推荐的方法。目前在以《地表水环境质量标准》为依据评价地表水受多种污染物的综合污染程度时，多采用均值型综合指数、内梅罗指数和加权均值型综合指数等。2.2地表水环境质量模型的意义随着经济的不断发展，大部分河流逐步成为纳污河流，许多河流均在不同程度上接纳了其流经区域的生活、工业污水。由于大多河流存在大量污水直接排入、工业企业污染物超标排放、水体自然净化能力降低、排水管网不健全、污水集中处理率比较低、缺少城镇污水处理厂、面源污染不断加重等使许多河流水质整体水平较差，尤其Cu、Zn、Pb、Cd、Cr等重金属含量超标，使地表水受到不同程度的污染。因此采用一定的地表水质量模型以便算出综合污染指数，进而对污染的程度进行评价，结果对地表水污染治理提供理论基础。2.3内梅罗(Nemoro)指数法采用内梅罗指数法对地表水重金属污染程度开展评价的步骤：（1）首先求出每个样点各个重金属元素的污染分指数(I)，（2）然后计算各样点所有重金属的综合污染指数(IntegratedPolutionIndex，简称IPI)。地表水重金属IPI的计算公式为：式中，IPIj为第j个采样点水中重金属综合污染指数；Cji为第j采样点第i种重金属实测含量；Coi为第i种重金属评价标准；Cji／Coi即为第j采样点第i种重金属污染物的污染分指数(Iji)。22(/)max(/)2jioijioijaverageCCCCIPI例题2-1水体评价实例表1.某一国家级风景区水体重金属含量（mg/L）（1）国家级风景名胜区通常选择国家地表水环境质量一级标准（GB3838—2002）进行评价表2.地表水环境质量标准基本项目标准限值（GB3838—2002）（mg/L）注:Ⅰ类主要适用于源头水、国家自然保护区；Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵汤等；Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。（2）重金属污染分指数(Iji=Cji/Coi)表3.不同监测点污染分指数重金属污染分指数的分级标准为：li≤1为无污染，1li≤2为轻污染，2li≤3为中污染，li3为重污染经计算可知：所有取样点，除大部分样品Cu和Pb的污染分指数ICu和IPb小于1外，其它重金属的污染分指数不同程度的大于1，其中Zn的污染最为严重(表3)。例如，J1的IZn为14.6，与之相似高度的J2的IZn也高达11，属于非常严重的重度污染。该河流水中镉和铬的污染也达到轻度至重度污染。重金属污染程度的次序为ZnCrCd。（3）重金属污染分指数土壤重金属综合污染指数的分级标准为：IPI≤0.7为安全，0.7IPI≤1为警戒线，1IPI≤2为轻污染，2IPI≤3为中污染，，P3为重污染。练习题：表4某河流水中重金属含量按照地表水环境质量一级标准：（1）求不同监测点的污染分指数（2）求不同监测点污染综合指数（3）对水环境质量进行评价2.4内梅罗指数法的优点（1）数学过程简洁，运算方便，物理概念清晰。（2）对于一个评价区，只需计算出它的综合指数，再对照相应的分级标准，便可知道该评价区某环境要素的综合环境质量状况，便于决策者做出综合决策。2.5内梅罗指数法的缺点内梅罗指数法同样也存在着许多问题，比如过分突出极大值对水质污染的影响，评价项目中即使只有一项指标值偏高，而其他指标值均较低也会使综合评分值偏高。这种“一票否决”式的方法在评价工作要求日趋严谨和完善的情况下，显然不太客观。如果考虑不同评价因子对环境的毒性、降解难易及去除性难易程度等因素，那么同处一个质量级别的不同污染因子的值应区别对待，即对内梅罗指数的修正。2.6内梅罗指数在土壤中的应用（1）修正的内梅罗指数式中，P为土壤内梅罗指数，Pi为单因子土壤质量系数的平均值，Pimin为单因子土壤质量系数最小值，用于突出土壤属性中最差因子对土壤生产质量的影响，n为评价参数项数。22iminp1P2ipnn（2）土壤质量评价因子分级标准表5.土壤质量评价因子分级标准其中xi为某因子测定值，i为因子数，Pi为单因子指标指数，Xmin、Xmid、Xmax分别为评价因子分级标准。(1)当Xi≤Xmin时，Pi=Xi/Xmin(Pi≤1)(2)当XminXi≤Xmid时，Pi=1+(Xi-Xmin)/(Xmid-Xmin),(1Pi≤2)(3)当XmidXi≤Xmax时，Pi=2+(Xi-Xmid)/(Xmax-Xmid),(2Pi≤3)(4)当XiXmax时，Pi=3（3）土壤理化性质指标（4）土壤内梅罗指数土壤质量综合指数：1号2号3号4号5号练习题2-2