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河流型饮用水水源地安全保障体系构建及实证研究

作　者: 杜大仲
导　师: 孙铁珩; 马放
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: 河流型饮用水水源地选址评价适宜性评价污染防控应急响应
分类号: X52
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,由于我国工业经济的迅猛发展和城镇化进程的提速,导致工业废水和城镇生活污水排放总量居高不下,对水环境构成了巨大压力,我国可饮用水资源短缺已成为不争的事实。针对河流型饮用水水源地供水量最大,供水水质最差,安全保障问题最为突出的现状,本研究按时间序列构建了涵盖选址评价、污染物监管与应急响应、保护区污染防控方案和已建水源地适宜性评价为主要内容的河流型饮用水水源地安全保障体系。针对我国多项重大饮用水源污染事故中暴露出的水源地在规划选址中存在的问题,提出并构建了河流型饮用水水源地选址评价体系;基于层次分析法(AHP)从法律制约、环境质量、水资源保障和环境风险四方面筛选出28个关键影响因子并对评价指标进行赋权和量化,为河流型饮用水水源地选址方案优选与决策提供依据。以牡丹江市饮用水水源地选址方案为实例,对构建的选址评价体系进行实证研究,数据表明,方案Ⅰ得分为92.78,方案Ⅱ得分为86.15,方案Ⅰ可作为优先推荐方案。针对河流型饮用水水源地受流域污染物排放影响大、累计健康风险高的特点,对现已实施的《生活饮用水卫生标准》、《地表水环境质量标准》和主要排水标准中涵盖的有机污染物进行对称性分析,指出标准体系中的污染物控制类别和浓度限值有较大差异,污染物监管存在盲区。利用固相萃取-气相色谱/质谱技术对松花江流域中某化工厂排水进行实证分析,检测数据表明,氯乙烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、甲苯、苯胺和三氯乙醛6项毒性有机污染物在标准体系中的重合性较差,验证了标准体系对污染物监控存在疏漏。结合河流型饮用水水源地的污染特征,提出重点污染物监测目录的建立方法用以指导日常环境监测,并建立包括事故报告、应急处置、应急技术和应急终止为内容的应急响应方案。针对河流型饮用水水源地存在流域空间跨度大、水文情况复杂、污染物迁移速度快的特点,提出了包括水源地保护区合理划分、污染物削减和污染物阻断为内容的水源地保护区污染防控方案。以牡丹江市主水源为实例,优化水源地一、二级及准保护区的划分;防控方案采用喷射环流耦合人工湿地技术对农村生活污水进行治理,沼气发酵技术对农村畜禽养殖污染物进行削减,滨水缓冲带技术对农村种植污染物进行阻断;综合污染防控方案的实施,可使保护内水源水COD削减2293.4 t/a,NH3-N削减318.9 t/a,TP削减46.1 t/a。针对环境要素变化对河流型饮用水水源地服务功能的综合影响,基于压力-状态-响应模型(Pressure-State-Response, PSR),从健康风险、水资源承载力和事故风险角度,提出并构建河流型饮用水水源地适宜性评价体系,对已建水源地是否有能力支撑城镇可持续发展做出适宜性评价。以中型工业城市—齐齐哈尔市的浏园水源地为实例,进行河流型饮用水水源地适宜性评价体系实证研究。研究表明,该水源地铬(六价)的最大致癌风险度为6.12×10-4,属较高健康风险度;未来5年工业用水保障率为43.7%,存在较大缺口;环境风险属中度风险;据此,给出水源地建设与管理建议,为管理决策提供依据。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-14
第1章绪论  14-27
  1.1 研究背景与意义  14-15
    1.1.1 研究背景  14-15
    1.1.2 研究意义  15
  1.2 水源地安全保障体系研究进展  15-24
    1.2.1 水源地选址评价研究  15-17
    1.2.2 水源地污染物监管与应急响应研究  17-20
    1.2.3 水源地污染防控研究  20-23
    1.2.4 水源地适宜性评价研究  23-24
  1.3 课题的提出、来源与主要研究内容  24-27
    1.3.1 课题提出  24-25
    1.3.2 课题来源  25
    1.3.3 研究内容  25
    1.3.4 技术路线  25-27
第2章河流型饮用水水源地选址评价体系构建  27-63
  2.1 引言  27
  2.2 水源地选址评价方法的确定  27-33
    2.2.1 水源地选址评价的目的  27
    2.2.2 水源地选址评价模型的原理与方法  27-33
  2.3 水源地选址评价体系的构建  33-44
    2.3.1 选址指标体系的构建原则  33-34
    2.3.2 选址评价范围的确定  34-35
    2.3.3 关键评价因子的筛选  35-37
    2.3.4 评价指标AHP 法的赋权与量化  37-44
  2.4 牡丹江市饮用水水源地选址方案评价应用研究  44-61
    2.4.1 区域自然与社会环境概况  44-47
    2.4.2 水源地选址方案与评价范围  47-49
    2.4.3 法律制约评价  49
    2.4.4 环境质量评价  49-50
    2.4.5 水资源保障评价  50-53
    2.4.6 环境风险评价  53-56
    2.4.7 选址方案综合评价  56-61
  2.5 本章小结  61-63
第3章河流型饮用水水源地污染物监管与应急响应  63-86
  3.1 引言  63
  3.2 流域污染物管理风险分析  63-74
    3.2.1 技术标准体系的构成  63-65
    3.2.2 污染物监管风险分析  65-72
    3.2.3 化工企业排水风险实证研究  72-74
    3.2.4 流域污染物管理完善建议  74
  3.3 水源地污染物监测方案  74-80
    3.3.1 污染物常规监管方案  74-78
    3.3.2 污染物应急监管方案  78-80
  3.4 水源地应急响应方案  80-83
    3.4.1 事故报告  80
    3.4.2 应急处置  80-81
    3.4.3 应急技术  81-82
    3.4.4 应急终止  82-83
  3.5 我国环境应急响应体系完善对策  83-84
    3.5.1 法律体系的完善  83
    3.5.2 管理体制的完善  83
    3.5.3 技术支撑体系的完善  83-84
  3.6 本章小结  84-86
第4章河流型饮用水水源地保护区污染防控方案设计  86-113
  4.1 引言  86
  4.2 水源地保护区合理划分  86-89
    4.2.1 保护区分级原则与适用范围  86-87
    4.2.2 保护区范围的确定  87-89
    4.2.3 水源保护区划分补充建议  89
  4.3 污染物削减方案  89-91
    4.3.1 点源污染物削减  89-90
    4.3.2 面源污染物削减  90-91
  4.4 污染物阻断方案  91-92
    4.4.1 物理截留  91-92
    4.4.2 生物净化系统  92
  4.5 牡丹江市水源地污染防控方案应用研究  92-112
    4.5.1 水源地保护区划分  93-97
    4.5.2 农村生活污水污染防控方案  97-105
    4.5.3 农村畜禽养殖污染防控方案  105-108
    4.5.4 种植业污染物阻断方案  108-112
    4.5.5 防控方案环境效益分析  112
  4.6 本章小结  112-113
第5章河流型饮用水水源地适宜性评价体系构建  113-141
  5.1 引言  113
  5.2 基于“压力-状态-响应”模型的评价体系构建  113-124
    5.2.1 模型原理与体系框架  113-115
    5.2.2 已建水源地水质健康风险评价  115-117
    5.2.3 已建水源地水资源承载力评价  117-121
    5.2.4 已建水源地环境风险评价  121-124
  5.3 齐齐哈尔浏园水源地适宜性评价应用研究  124-140
    5.3.1 区域自然与社会概况  124-128
    5.3.2 水质健康风险评价  128-130
    5.3.3 水资源承载力评价  130-137
    5.3.4 环境风险评价  137-140
    5.3.5 水源地适宜性评价结论与建议  140
  5.4 本章小结  140-141
结论  141-143
参考文献  143-155
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果  155-157
致谢  157-158
个人简历  158

河流型饮用水水源地安全保障体系构建及实证研究

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