劉文斌，劉 陽，王川陽

(沈陽建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧 沈陽110168)

機(jī)場的地表水污染問題已成為限制其發(fā)展的一個(gè)重要因素，因此對地表水進(jìn)行監(jiān)測與評價(jià)并找出對應(yīng)的防治措施是解決地表水污染問題的重中之重。近年來，國內(nèi)外水污染的評價(jià)方法均有了較大的發(fā)展，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，以及各種數(shù)學(xué)方法和模型的應(yīng)用，水質(zhì)評價(jià)的整體水平得到了不斷提高。目前，國外的水質(zhì)評價(jià)主要是對多參數(shù)的水質(zhì)數(shù)據(jù)的分析過程，例如 R.K.Horton［1］提出的水質(zhì)評價(jià)的質(zhì)量指數(shù)法，Puckett［2］提出的主要成分分析法以及 S.L.Ross［3］根據(jù) BOD，SS，DO，NH3 －N四項(xiàng)指標(biāo)提出的水質(zhì)指數(shù)計(jì)算法。總之，國外的水質(zhì)評價(jià)方法是針對具體水域多參數(shù)的整體評價(jià)，其中還包括水域的生態(tài)保護(hù)及生物多樣性等。而國內(nèi)水質(zhì)評價(jià)更趨簡單化，只是通過對各項(xiàng)指標(biāo)的測定對水體進(jìn)行等級評價(jià)。但近年來隨著各種數(shù)學(xué)方法和模型在水質(zhì)評價(jià)中的應(yīng)用，水質(zhì)評價(jià)已成為我國環(huán)境質(zhì)量評價(jià)中一個(gè)發(fā)展最快的分支。目前有20多種水質(zhì)評價(jià)方法被國內(nèi)采用，主要有單因子評價(jià)法，指數(shù)評價(jià)法，模糊評價(jià)法，灰色評價(jià)法，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價(jià)法等［4］。本文將采用多污染分析法及等標(biāo)污染指數(shù)法對機(jī)場附近地表水進(jìn)行評價(jià)，多污染分析法是分別采用對人體健康影響度和對生態(tài)環(huán)境影響度兩項(xiàng)指標(biāo)來對水體評價(jià)，該方法能夠多方面的考慮各種污染物對水質(zhì)的影響，再此基礎(chǔ)上本文又采用了等標(biāo)污染指數(shù)法對水體具體等級做出評價(jià)。通過兩種方法對地表水進(jìn)行評價(jià)，不僅闡述了水污染對生態(tài)環(huán)境和及飲水健康不同的影響程度，而且找出了主要的污染因子，為下一步有效預(yù)防地表水污染提供了的科學(xué)的依據(jù)。

1 機(jī)場水環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測與評價(jià)

為了解機(jī)場周圍地表水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，通過現(xiàn)場監(jiān)測和資料收集對機(jī)場附近的安民河進(jìn)行分析評價(jià)。

1)現(xiàn)狀監(jiān)測布點(diǎn)

本次地表水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)見表1。

表1 地表水質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)

2)監(jiān)測因子

COD、SS、pH、DO、水溫、石油類。

3)采樣及分析方法

按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838－2002的要求進(jìn)行采樣，并利用多污染物評價(jià)法及等標(biāo)污染指數(shù)法［5］對水體進(jìn)行評價(jià)。

4)評價(jià)方法

多污染物評價(jià)法

5)評價(jià)公式

健康影響度AS1i

式中:AS1i為污染物 i的健康影響度，當(dāng) AS1i＞1時(shí)，該污染物對健康有影響;當(dāng)AS1i＜1時(shí)，該污染物對健康無影響。Ci為污染物i的實(shí)測濃度;AMEG1i為污染物i在水中的健康目標(biāo)值;TAS1為多污染物對健康的總影響度。

環(huán)境影響度AS2i

式中:AS2i為污染物 i的環(huán)境影響度，當(dāng) AS2i＞1時(shí)，該污染物對環(huán)境有影響;當(dāng)AS2i＜1時(shí)，該污染物對環(huán)境無影響;Ci為污染物i的實(shí)測濃度AMEG2i為污染物i在水中的環(huán)境目標(biāo)值;TAS2為多污染物對環(huán)境的總影響度。

表2 經(jīng)量化處理后數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

6)監(jiān)測及評價(jià)結(jié)果

由表 2 數(shù)據(jù)計(jì)算得，TAS1=23.86，TAS2=136.5。經(jīng)分析知該地區(qū)地表水對生態(tài)環(huán)境影響較小，對生活飲水健康影響較大，主要的污染因素為懸浮物濃度過高。但因該地區(qū)水源為非生活飲用水，因此水體的等級評價(jià)對進(jìn)一步的水質(zhì)分析有更大的意義。下面將采用等標(biāo)污染指數(shù)法對該區(qū)域水質(zhì)進(jìn)行等級評價(jià)(見表3和表4)。

單項(xiàng)水質(zhì)i在j點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)

其表達(dá)根據(jù)為:

式中:Sij為第i種污染物在 j點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù);Cij為第 i種污染物實(shí)測濃度(mg/L);Csj為第i種污染物的地表水標(biāo)準(zhǔn)(mg/l);DO的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)。

式中:SDO，j為溶解氧的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù);DOf為飽和溶解氧濃度;DOj為溶解氧實(shí)測值;DOs為溶解氧地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);T為水溫，℃。

pH值的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)

式中:SpH，j為pH的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù);pHj為 pH的實(shí)測值;pHsd為地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的pH值下限;pHsu為地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的pH值上限

表3 地表水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

表4 地表水水質(zhì)分析結(jié)果

根據(jù)上述監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，安民河各監(jiān)測斷面水質(zhì)均能達(dá)到Ⅲ類水體要求。

2 廢水污染源及預(yù)測

機(jī)場現(xiàn)狀污水來源主要為生活污水，還有少量航站樓沖洗水、油罐沖洗水、車輛沖洗水和鍋爐排水等生產(chǎn)廢水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，機(jī)場全年用水量為30 000 m3，日用水量約82 m3，污水產(chǎn)生量約65 m3/d。

1)預(yù)測因子

根據(jù)《環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則—地面水環(huán)境》(HJ/T2.3－93)的要求和本項(xiàng)目排放廢水中污染物的特征和納污水體的環(huán)境質(zhì)量，選擇COD和氨氮作為地表水預(yù)測因子。

2)預(yù)測范圍

本項(xiàng)目附近河流安民河，排放口下游1.5 km河段。

3)預(yù)測模式

根據(jù)《環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則—地面水環(huán)境》(HJ/T2.3－93)的要求以及預(yù)測因子在水環(huán)境中的降解難易程度，預(yù)測因子按非持久性污染物考慮，采用預(yù)測模式如下:

完全混合模式

式中:C0為完全混合的水質(zhì)濃度，mg/L;Cp為污染物排放濃度，mg/L;Ch為河流上游污染物濃度;Qp為廢水排放量，m3/s;Qh為河流流量，m3/s。

一維穩(wěn)態(tài)混合衰減模式

式中:C為預(yù)測點(diǎn)污染物濃度，mg/L;C0為初始點(diǎn)污染物濃度，可由完全混合模式計(jì)算得出，mg/L;K為衰減系數(shù)，d－1;x為衰減距離，m;u為河水平均流速，m/s。

一維穩(wěn)態(tài)混合段衰減系數(shù)計(jì)算公式如下:

式中:K為衰減系數(shù)，1/d;u為河水平均流速，m/s;△x為上下游兩測點(diǎn)之間的距離，m;C下為下游測點(diǎn)的污染物濃度，mg/L;C上為上游測點(diǎn)的污染物濃度，mg/L。

4)預(yù)測結(jié)果

本項(xiàng)目最大廢水量為102 m3/d，約0.001 m3/s;外排廢水COD濃度為128 mg/L;氨氮濃度為15 mg/L;安民河河水平均流速為 5.13 m/s，流量為 1.86 m3/s。

根據(jù)完全混合模式和一維穩(wěn)態(tài)混合衰減模式推算。項(xiàng)目廢水對安民河影響情況預(yù)測見表5。

表5 項(xiàng)目廢水對安民河水質(zhì)環(huán)境影響情況預(yù)

由表5可見，在下游斷面1 000 m處COD濃度增加了0.08 mg/L，上升了 0.76%;氨氮濃度增加了 0.009 mg/L，上升了3.7%。說明企業(yè)外排廢水對下游斷面會(huì)產(chǎn)生一定影響，但影響不大，安民河水質(zhì)仍可維持在Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

綜上，只要機(jī)場綜合廢水經(jīng)自建的污水處理站處理后，切實(shí)能達(dá)到《遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB21/1627－2008)。

3 水污染防治措施

從上述預(yù)測結(jié)果來看，該地區(qū)水質(zhì)可能會(huì)受到一定程度污染，但為切實(shí)做好水質(zhì)保護(hù)，評價(jià)建議采取措施對水質(zhì)進(jìn)行防護(hù)。

3.1 污水處理裝置滲漏防護(hù)及處理

污水處理站所用水池、事故池均用水泥硬化，四周壁用磚砌再用水泥硬化防滲，全池涂環(huán)氧樹脂防腐防滲。通過上述措施可使重點(diǎn)污染區(qū)各單元防滲層滲透系數(shù)≤10－10cm/s。水處理設(shè)備和管道選擇防腐材質(zhì)，其容積足夠大，保證其溶液不溢出。

3.2 污水收集和排放系統(tǒng)

機(jī)場污水包括生活廢水和生產(chǎn)廢水。生活廢水包括航站樓廢水、辦公區(qū)生活廢水和餐飲廢水等。生活廢水通過化糞池預(yù)處理后進(jìn)入污水處理站處理。生產(chǎn)廢水包括航站樓沖洗廢水、油庫油罐清洗水、洗車水、鍋爐房定期排水等，其中油庫油罐沖洗水由于石油類濃度很高，需要進(jìn)入油水分離器預(yù)處理，預(yù)處理后的低濃度含油廢水可以進(jìn)入污水處理站進(jìn)一步處理。機(jī)場綜合廢水經(jīng)污水處理站處理達(dá)標(biāo)后可借助跑道區(qū)雨水管道排入安民河中，該雨水管道必須改造成暗渠，同時(shí)為防止雨水灌入污水處理站，要求污水排口要高于雨水管道液面。

綜上，由于機(jī)場所在地區(qū)沒有市政雨水管網(wǎng)和污水管網(wǎng)，只能采取雨水污水分類收集，污水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后，再和雨水經(jīng)同一管道匯入到地表水體中的排放方式。該雨水管道必須改造成暗渠，同時(shí)為防止雨水灌入污水處理站，要求污水排口要高于雨水管道液面。

4 結(jié)語

(1)通過對丹東機(jī)場附近地表水進(jìn)行現(xiàn)狀監(jiān)測與影響預(yù)測可知該地區(qū)地表水在項(xiàng)目擴(kuò)建前后均維持在Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

(2)本文采用的多污染綜合評價(jià)的方法很好的兼顧了水質(zhì)對人體健康的影響及對生態(tài)環(huán)境的影響，無論對生態(tài)環(huán)境的治理還是對飲用水的水質(zhì)改善都提供了科學(xué)的依據(jù)，對進(jìn)一步改善水質(zhì)環(huán)境有很大的幫助。

(3)水資源評價(jià)是改善水環(huán)境的第一步，有效合理準(zhǔn)確的水資源評價(jià)方法能夠更好的找出相應(yīng)的防治措施，進(jìn)而從源頭上控制污染源，使污染水達(dá)標(biāo)后進(jìn)行排放，這樣水資源的整體環(huán)境能夠得到更好的改善。

［1］Bhuyan S J，et al.An integrated approach for water quality assessment of a Kansas watershed.Environmental Modelling and Software，2000，18(5):473－484.

［2］Walski T M，F(xiàn) L.Consumers water quality index.Jounal of Environmental Engineering Division，1947，100:593 －601.

［3］Eilis K V.Surface water pollution and its control.London:Macmillan Press LTD，1989:15.

［4］梁德華，蔣火華.河流水質(zhì)綜合評價(jià)方法的統(tǒng)一和改進(jìn).中國環(huán)境監(jiān)測.2002，18(2):265 －268.

［5］鐘定勝，張宏偉，等.標(biāo)污染負(fù)荷法分析大塢河水污染影響.中國給水排水.2005，21(5):101 －103.