4. 地表水环境现状调查与监测
地表水环境现状调查与监测是水环境影响评价的基础性工作,其成果直接决定后续预测与评价的可信度。本节围绕调查范围确定、监测断面布设、监测因子与频次选择、数据统计与达标评价四个环节展开,并通过一个案例练习把断面布设与数据评价串成完整任务。
一、调查范围的确定
调查范围不是简单画一个圆圈,而是由受纳水体功能、排污口位置、评价等级和河流水文特征共同决定的。一般以建设项目排污口为起点,向上游追溯至对照断面(通常不小于500 m,视河段条件可延长至1~2 km),向下游延伸至污染物充分混合、浓度趋于稳定的断面,对于大河或感潮河段还需考虑潮汐顶托造成的往复影响,下游长度可取数公里至十余公里。若评价范围内存在饮用水水源保护区、鱼类产卵场、湿地保护区等敏感目标,调查范围必须覆盖这些对象及其上下游影响带。
实际工作中常用“排污口—混合区—恢复区”的思路界定纵向范围:排污口上游设对照断面反映背景值,排污口下游近区反映混合过程,下游远区反映恢复情况。对于湖库,调查范围应包含入湖河口、湖心、取水口附近及出湖口;对于感潮河段,需按涨潮、落潮两个方向分别确定边界。
二、监测断面的布设
断面布设遵循“代表性、可比性、可控性”原则。河流上通常设置四类断面:对照断面(排污口上游,未受本项目影响)、控制断面(排污口下游,污染物混合后)、消减断面(下游污染物浓度明显降低处)、背景断面(远离人类活动区,反映天然水质)。断面位置应避开死水区、回流区和支流汇入的剧烈扰动带,尽量选在河段顺直、水流平稳、河床稳定处。
断面上的采样点数目取决于河宽与水深:河宽小于50 m时设一条中泓采样垂线;50~100 m设左、中、右三条垂线;大于100 m可增设垂线。垂线上按水深分层采样,水深小于5 m时只取表层(水面下0.5 m);5~10 m取表层与底层(河底以上0.5 m);大于10 m可加中层。这样布点的目的是捕捉横向和垂向的浓度梯度,避免“一桶水代表整条河”的失真。
三、监测因子与频次的确定
监测因子分两类:一类是常规水质参数,如水温、pH、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、总磷、总氮等;另一类是特征污染物,由建设项目排放的污染物决定,例如电镀项目关注六价铬、镍、氰化物,造纸项目关注色度、悬浮物、AOX。因子选择应遵循“常规参数保底、特征因子必测、敏感目标加测”的原则,避免漏测关键污染物,也不宜无差别全测造成浪费。
频次取决于评价等级和水文情势。一级评价一般要求丰水期、平水期、枯水期各监测一次,每次连续采样3天,每天至少1次;二级评价可只测枯水期和平水期;三级评价可只测枯水期。对于感潮河段,还需按涨潮、落潮分别采样。若项目排放具有间歇性,应在其排放时段加密采样。监测应同步记录流量、流速、水位等水文参数,否则浓度数据难以换算为通量。
四、数据统计与现状达标评价
监测数据首先进行有效性检验:剔除采样、运输、分析过程中出现的异常值,检查平行样相对偏差是否在允许范围内,核对加标回收率。随后按断面、水期、因子分别统计最大值、最小值、平均值、超标率。评价方法以《地表水环境质量标准》(GB 3838)为依据,采用单因子标准指数法:
标准指数 Ii = Ci / Si
其中 Ci 为第 i 项因子实测浓度,Si 为该因子对应水功能类别的标准限值。
Ii ≤ 1 表示达标;Ii > 1 表示超标,数值越大超标越严重。
溶解氧采用特殊公式:Ii = (DOf - DO) / (DOf - DOs),DOf 为饱和溶解氧浓度。
pH 采用区间评价:6~9 为达标,超出即超标。
对于多个断面、多次监测的数据,通常取各次监测的最大标准指数作为该因子的评价依据,以体现最不利情形。若某因子超标,应结合水文条件和污染源分布分析原因,判断是背景值偏高、上游来水影响,还是本项目排污所致。
五、案例练习:断面布设与数据评价
某拟建印染厂位于一条宽约80 m的河流北岸,排污口设于河段顺直处,下游3 km处有一乡镇饮用水取水口。河流执行Ⅲ类标准。请完成断面布设与现状评价。
断面布设方案:排污口上游800 m设对照断面W1;排污口下游500 m设控制断面W2(混合区末端);取水口上游200 m设控制断面W3(保护敏感目标);取水口下游2 km设消减断面W4。河宽80 m,各断面设左、中、右三条采样垂线,水深约4 m,只采表层水样。监测因子包括pH、溶解氧、高锰酸盐指数、COD、氨氮、总磷及特征因子色度、苯胺类。监测频次为枯水期、平水期各一次,每次连续3天。
假设某次枯水期W2断面监测结果为:氨氮实测浓度1.35 mg/L,Ⅲ类标准限值1.0 mg/L,则标准指数 I = 1.35/1.0 = 1.35 > 1,判定氨氮超标,超标倍数0.35倍;COD实测18 mg/L,标准限值20 mg/L,I = 0.9,达标。若W1断面氨氮为0.42 mg/L,说明上游背景值较低,W2超标主要与排污口排放有关,需在环评中提出提标改造或削减排放量的措施。以上数据为教学假设,实际评价应以现场监测结果为准。