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定州人民
首页 > 期刊论文 > 污染物分析方法研究论文选题

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1. 我国水环境问题及其影响因素我国水环境面临着水体污染、水资源短缺和洪涝灾害等多方面压力。水体污染加剧了水资源短缺,水生态环境破坏促使洪涝灾害频发。据1999年《中国环境状况公报》显示,目前我国七大水系、主要湖泊、近岸海域及部分地区的地下水受到不同程度的污染。河流以有机污染为主,主要污染物是氨氮、生化需氧量、高锰酸盐指数和挥发酚等;湖泊以富营养化为特征,主要污染指标为总磷、总氮、化学需氧量和高猛酸盐指数等;近岸海域主要污染指标为无机氮、活性磷酸盐和重金属。这些因素构成了水环境问题影响范围广,危害严重,治理难度大等特征。我国水环境问题产生的原因是多方面的,但主要是人类主观因素的影响。长期以来,我国经济增长方式粗放,企业单纯追求经济效益,忽视环境效益和生态效益。工业发展中,水消耗量大、利用率低。不仅单位产值污水排放量大,而且万元产值用水量各省区间差距悬殊。1998年全国平均万元GDP用水683m3以上。其中,北京161m3,天津201m3,上海300m3。但是,黑龙江、内蒙古、江西、广西、贵州、青海、甘肃等省区大多在1000m3以上。宁夏、新疆为4000m3左右。北京1m3灌溉用水可以生产2kg粮食,而宁夏才生产不到1kg。同时,在传统的计划经济体制下,粗放型的经济增长方式,使企业生产经营缺乏节能降耗的动力。企业技术改造往往以扩大再生产为目的,生产工艺落后,更新换代速度慢。随着经济体制改革的不断深入,经济增长方式的日趋转变,以及科技水平的快速提高,水资源的合理开发和利用将逐步走上科学化管理轨道。但是,这种转变需要一个较长的历史过程。水环境问题严重的另一个重要原因,是国家政策导向的偏差。长期以来,国民经济和社会发展注重经济增长速度、主要产品产量、城镇居民收入增长等指标,没有把资源消耗和环境代价纳入经济核算体系。迄今为止,城市环境基础设施建设仍作为“非生产性福利事业”。城市污水处理、垃圾处理由政府包揽,使政府不堪重负,以至于拿不出钱搞环境基础设施建设,甚至建成污染处理设施也因经费来源问题没解决而难以正常运转。在计划经济体制下,一些经济发展政策有悖于环境保护。我国一度“遍地开花”的“十五”小企业,布局分散,规模不经济,生产工艺落后,造成了严重的环境污染和生态破坏。区域经济发展和区域环境容量不相适应,也是造成水环境污染的重要原因。以往在确定地区产业发展方向、地区生产力布局时,往往忽视区域环境容量。我国主要江河出现的严重流域性水污染,在很大程度上与流域产业结构和布局不合理有直接关系。淮河流域四省自80.年代初开始,利用当地资源,大力发展高耗水的化工、造纸、制革、火电、食品等小型工业,污染物排放量超过了淮河的承载能力,使淮河流域水质急剧恶化;由于缺乏科学认证和科学管理,一些缺水地区盲目发展高耗水型工业,造成地下水位下降;一些资源丰富的地区发展单一的资源型产业,不发展与之相配套的加工业,产业结构雷同,形成严重的结构型污染。自然因素的影响在一定程度上加重了水环境问题的恶化,增加了水污染防治的难度。近年来,由于气候变化引起全球温度、湿度、降水量的分布变化,使一些国家和地区的灾害频发。我国北方地区气候也明显变暖,华北地区冬季平均气温90年代比50年代上升℃。气温上升,地表径流减少,蒸发量增大,发生旱灾的机会增多。1997年我国北方地区受厄尔尼诺现象的影响,降水量异常偏少,温度偏高,海河水资源量只有多年平均量的40%;黄河水资源量为多年平均量的61%。由于河道径流减少,水体自净能力下降,加剧了水环境恶化。1998年受厄尔尼诺现象影响,长江中下游、嫩江、松花江流域降水量偏多,导致特大洪水灾害的发生。我国水资源地区分布不均,南多北少,相差悬殊,水资源分布与人口、经济和社会发展布局极不协调。北方黄河、淮河、海河、松辽河,以及内陆河5个流域,总人口占全国的47%左右,耕地面积占65%以上,GDP占全国的45%以上,而水资源却只占全国水资源总量的19%,人均占有量仅为南方地区的1/3。这些因素也是导致水环境问题突出的重要方面。2. 重点流域水污染防治面临的主要问题“九五”以来,我国重点流域水污染防治以淮河治理为先导,太湖、巢湖、滇池,以及海河、辽河相继开始。通过采取工业污染源的末端治理,以及在产业结构调整和压缩过剩生产力中,取缔、关闭、和淘汰生产工艺落后、设备陈旧、污染严重的企业等一系列措施,治理工作取得一定成效。部分水域已经接近实现第一阶段的污染防治目标。“九五”水污染防治作为我国历史上第一次大规模的流域水污染防治,积累了大量宝贵经验,对于开拓我国的环境与发展道路具有长远的战略意义。但是,从总体上看,重点流域的水污染防治工作进展还比较缓慢,取得的成果十分脆弱。在实践中暴露出来的一些问题充分说明,我国当前和今后一个时期流域水污染防治仍面临严重挑战。 黄河、长江流域水环境问题亟待解决“九五”期间“三河三湖”的治理仅仅是拉开了我国水污染防治的序幕。在大规模治理“三河三湖”的同时,必须看到,黄河、长江的污染问题也到了非治理不可的程度了。黄河这个中华民族的摇篮,他养育了人类,也无数次地给人类带来灾难。如今,由于人类活动的作用力,使黄河的环境问题日趋严重。1999年,在黄河流域的114个重点监测断面上,V类和劣V类水体分别为70%和,黄河主要支流的污染更为严重,而且黄河的污染主要来自支流。目前,黄河水量少,自净能力弱,水环境处于危机之中。在西部大开发中,黄河流域的经济发展将进入较快增长时期。黄河的水污染必然使沿岸的水资源短缺“雪上加霜”。长江上游沿岸地区经济社会的快速发展和城市化进程的加快,使这一地区的污染物排放量迅速增加,污染问题随之加重,特别是三峡库区及其上游的水质不断恶化。如果不采取有效措施,预计到2010年,长江上游重点地区废水排放量将以年均的速度增长;沿江城镇生活垃圾入江量,将由1995年的约200万t增加到2010年的467万t;三峡库区的水体自净能力将大幅度下降。2009年三峡库区建成蓄水后,库区将由一个流速快、流量大的河流变成一个流速缓、滞留时间长,回水面积大的人工湖。水体稀释自净能力下降,水污染必然加重。根据预测,三峡工程建成后,湖区上游岸边污染带主要污染物浓度将比建坝前增加2-10倍,将成为重污染区。 城市生活污水逐年增加,污水处理设施建设严重滞后城市基础设施是工业建设的载体,制约着工业建设规模和发展速度。长期以来,我国城市建设不恰当地把基础设施建设的载体地位降低为工业的一般附属物地位,基础设施的发展与人口、资源、环境和工业建设不协调,导致基础设施长期超负荷承载。特别是城市环境保护基础设施,仅仅在近几年才开始兴建。全国绝大多数城市的污水处理能力远远满足不了实际需要。随着人口迅速增加和人民生活水平的日益提高,生活污水产生量大幅度增长。近年来,城市生活污水和工业废水排放量的比例已接近持平。但是,城市污水处理厂的建设远远不能适应经济社会发展的需要。一般情况下,城市污水处理厂的建设周期为3年。从目前的建设进度看,实现“九五”期间国家提出的全国50万人口的城市都要建设集中式污水处理装置的要求,还需要相当长的时间。以淮河为例,按规划,到2000年,淮河流域四省需要建设城市污水处理厂52座,总投资亿元,形成污水处理能力352万l/d。到1999年6月建成的污水处理厂只有3座,污水处理能力仅为44万l/d。集中式污水处理设施建设缓慢的原因,除了资金短缺外,现行管理和运行机制的掣肘也使城市污水处理厂的建设和运营陷于困境。由于没有真正落实“污染者负担”的政策,地方财政因无力支付污水处理费用,常常使建成后的污水处理厂不能正常运行,环境保护投资不能有效发挥环境效益。 大量的面源污染问题尚未找到解决途径目前,全国的工业污染已经开始得到有效控制。到2000年底,全国所有工业污染源都将实现达标排放。城市污水处理正在逐步加快步伐。但是,农村经济发展带来的农药、化肥、畜禽养殖污染量大面广,有一定治理难度。从50年代到90年代,我国农药施用量增加近100倍,成为世界上农药用量最大的国家。我国每年因农药中毒的人数占世界同类事故中毒人数的50%。而且由于农药的大量流失,造成严重的水体污染。全国化肥使用量也在成倍增加。1995年是1978年的4倍。目前,偏施化学氮肥,使氮、磷、钾比例失调现象比较严重。而且化肥的利用率只有30%左右,大量化肥流失,进入河流、海洋、湖泊,成为水体面源污染的主要来源。同时,由于大量化肥的使用,农村畜禽粪便的农业利用减少,畜禽业的集约化程度提高,加重了养殖业与种植业的脱节。畜禽粪便的还田率只有30%多,大部分未被利用。1998年全国畜禽粪便产生量是当年全国工业固体废物产生量的倍。这些畜禽粪便大部分未经处理直接排入江河湖海。同时,作为农村经济的重要组成部分,乡镇企业的发展也一直是困扰农村环境的一大难题。据1991年和1997年两次全国乡镇工业污染源调查,乡镇工业二氧化硫、烟尘、化学耗氧量和固体废物排放量分别增长了、、和552%;在全国主要工业污染物排放总量有所控制的情况下,乡镇企业排污量却在增长,这将对水环境构成严重威胁。 经济政策不配套,污染治理资金严重短缺在计划经济体制下,我国污染防治资金以国家预算内资金为主。随着市场经济体制的建立,完全依靠行政手段管理环境已经不能奏效。但是,由于市场经济条件下的环境经济政策体系尚未建立,多元化的环境保护投资体制难以形成。作为促进污染防治的重要经济手段排污收费制度,目前还很不完善。主要问题是,排污收费标准过低,不能发挥刺激污染防治的作用。超标排放污水收费作为排污收费的主体,其收费额不足污染处理设施运行成本的一半;污水排放收费最高不超过元/l;排污收费项目不全,主要对象是大中型企业和部分事业单位,城市污水处理费仅在少数城市开征,而且收费标准较低,“污染者付费”的原则没有充分体现;排污费的转移支付机制尚未建立,流域内上下游之间缺乏利益补偿政策,水资源的开发利用与保护不协调,造成水资源的浪费。“九五”期间我国环境保护投资有了大幅度提高,特别是国家采取积极的财政政策,在扩大内需中把环境保护作为重点投资领域,一些水污染防治重点项目得到国债资金的支持。但是,由于环境保护资金渠道狭窄,投资量小,污染治理资金短缺的问题仍然非常突出。按计划,“三河三湖”水污染防治约需资金1260亿元,但是目前已经落实的资金与需求相差甚远。1998年国家增发财政债券和银行贷款资金用于基础设施建设,分配给淮河流域10亿元财政债券资金用于城市污水处理厂建设。但是,这些资金仅为淮河城市污水处理厂总投资的,而且投资项目达34个之多。由于地方配套资金不足,开工的项目不少,却因缺乏资金施工建设进度缓慢,很多工程至今投资尚无着落。3. 关于水污染防治的政策建议我国是在经济技术相对落后的情况下实现经济快速发展的。人口基数大,人均资源少,环境污染和生态破坏的防治将是一项长期的战略任务。特别是水环境污染问题的解决不可能一蹴而就,需要经过一个艰苦的治理过程。因此,我们必须在认真总结“九五”期间水污染防治经验教训的基础上,借鉴世界一切成功的经验,结合我国的具体情况,不断加强政策创新、制度创新和技术创新,逐步走出一条具有中国特色的水污染防治道路。 在决策中控制新的水环境问题产生国家和地方各级政府,在确定经济发展速度、制定国民经济和社会发展计划、资源开发计划、区域开发计划,以及制定经济技术政策,进行重大经济决策时,应当对实施这些决策可能产生的环境影响做出科学评价,评价的结论作为各级决策的依据。在决策中综合考虑环境、经济和社会因素,统筹兼顾,使发展对环境的影响降低到最小。建立科学的评价指标体系,设置专门的评价审议机构,并使这一制度法制化,逐步建立起依法决策的运行机制。区域经济的发展要充分考虑水资源保护。限制缺水地区发展耗水型产业,调整缺水地区的产业结构,严格控制高耗水、高耗能和重污染的建设项目。近期应重点调整北方缺水地区的产业结构,防止水资源短缺问题进一步加剧。生态环境脆弱地区的经济发展应考虑为生态用水留有余地,防止因过度开发导致下游地区河湖萎缩、土地沙化、生态退化。在水源地区,引导和组织水源地生态经济体系建设,避免水源地区经济发展导致下游城市水源污染。 资源的开发和利用要坚持开源节流并举的方针大力开展节水活动,采取有效措施,减少水消耗。有组织地推行节水、高效的农灌技术;完善科学的农业用水管理措施,尽快改变农业生产大量耗水的局面。制定单位产品用水定额和水重复利用率考核指标,建立工业用水考核制度;明确规定冷却水及工艺用水等工业废水必须循环利用和再生利用;大力发展水的闭路循环使用,最大限度地减少废水排放量。在开展节约用水,解决我国水资源短缺的同时,全面加强水污染防治,特别是重点流域的水污染防治。流域治理的重点在城市,城市工业废水和生活污水的治理,要走集中与分散治理相结合和废水资源化路子。因地制宜地建设污水处理设施,处理后的污水要用于工业冷却水、城市景观和园林绿地用水等。 建立和完善资源有偿使用制度和价格体系国家有关部门应抓紧组织开展资源定价研究,有计划地对关系国计民生的重要资源和国家稀缺资源制定分类指导的价格政策,尽快改变“资源无价”,资源产品低价的不合理状况,使水资源价格体现资源价值、资源利用和污染防治费用。同时,积极推进水资源资产化管理进程,加强资源核算体系的研究,为逐步将水资源核算纳入国民经济核算体系创造条件。 完善环境经济政策抓紧制定有利于环境保护的环境经济政策,进一步强化市场经济体制下的环境经济手段。尽快提高排污费标准,使之高于污染治理成本;制定水污染防治相关政策,建立资源更新的补偿机制;全面实现“污染者付费”的原则,在用水收费中,普遍增加污水处理费,作为城市污水处理厂运行费用;环境保护作为“市场失效”的领域,特别是环境科技研究与开发、环境保护基础设施建设等,国家应加强产业政策支持。同时,鼓励和推动环境保护基础设施建设和管理的企业化。积极建立环境税收制度。扩大资源税的征收范围,对地下水等稀缺资源征收资源税;对新建污染项目征收固定资产投资方向调节税,控制结构型污染;对现行排污费与费改税进行利弊分析,探索征收污染附加税;对从事城市污水处理的企业实行零税率;对生产再生资源和利用再生资源生产的产品,应给予税收减免的优惠。 大力推行清洁生产工业部门要加快产业结构调整,合理调整工业布局,推动资源消耗小、效益高的高新技术产业发展。结合技术改造推行以清洁原料、清洁生产过程和清洁产品为主要内容的清洁生产。要把清洁生产当作在可持续发展战略指导下的一次工业企业的全面改造,在全国所有工业企业推行清洁生产。通过加强环境管理审计,建立科学的管理体制,促进我国工业向新的技术基础转移,以集约方式提高质量,降低消耗,增加经济效益。并在此基础上逐步建立我国资源节约型生态工业生产体系。 加强农村面源污染的防治农村要推行以改善农业生态环境,加快农村经济发展为主要内容的生态农业生产体系。全面推广种植业、养殖业、加工业合理配置的“大农业”生产模式,注重农、林、牧、副、渔各业全面发展,农、工、商综合经营。把现代化科学技术和传统农业精华有机结合起来,逐步增加有机肥料的使用,减少化肥、农药的使用。开发生物农药技术,推广以菌治虫、以虫治虫的生物技术替代农药。目前,我国已有2000多个生态农业试点,应当在总结经验的基础上,把推行生态农业作为农村经济发展中的一场革命,在全国广大农村普遍展开。逐步把农村富余劳动力从污染型乡镇工业转移到生态农业建设上来。县、乡两级政府要制定生态农业建设规划,国家有关部门要加强技术推广,有计划地在全国乡、村培养一批技术骨干,指导农民发展生态农业。 加快城镇污水处理厂建设,大力发展环保产业改革现行城市污水处理体制,实现污水处理厂建设和运营的社会化、市场化、企业化。污水处理厂的建设要引入竞争机制,按照“谁投资谁所有,谁管理谁受益”的原则,建立多元化投资建设、企业化运营管理、社会共同负担费用、政府给予必要的政策扶持的模式。积极探索城镇给排水建设和运营一体化的管理体制。逐步使政府从直接管理污水处理设施的建设和运行中解脱出来,让污水处理真正走向市场。环保产业的发展应当成为国民经济新的增长点。国家应制定扶持环保产业发展的经济政策,在投资、信贷、税收等方面给予优惠;鼓励一部分产品过剩的企业转向环保产品生产和服务;组建环保产业集团,尽快形成产业规模;抓紧培育环保市场,把原来政府管理的环保服务事业推向市场。同时,要加强环境科学研究,组织开展高浓度有机废水处理等急需的重点水处理技术攻关;加速污染防治和生态工程成套设备的国产化,改变我国环保产业落后的现状,以适应我国污染防治的需要。

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黎明同台

目的 了解重庆市主城区嘉陵江和长江水中有机物污染状况,评价水中有机污染物对人群健康的影响。方法 固相萃取法萃取水中有机污染物,将萃取的有机污染物溶于二甲基亚砜(DMSO)中,对H4IIE细胞进行染毒,用四甲基偶氮噻唑蓝(MTT)检测水中有机污染物对H4IIE细胞增殖的抑制作用,并用荧光比色法检测水中有机污染物对H4IIE细胞7-乙氧基-3-异吩嗯唑酮·脱乙基酶(EROD)的诱导作用。结果 各水样处理H4IIE细胞后,H4IIE细胞的增殖随染毒时间和剂量的增加而呈下降趋势。48和72h处理组200和250倍浓缩的水样对细胞增殖有显著抑制作用(P<0�05,与溶剂对照组比较);2,3,7,8-四氯二苯并-对-二恶英(TCDD)对EROD诱导的半数有效剂量(EC50)值为4�4pg/ml,各水样相对于2,3,7,8-TCDD的毒性当量值分别为(2004�08)大溪沟:2�2×10-4pg/L;(2004�08)寸滩:0�9×10-4pg/L;(2005�01)大溪沟:13�3×10-4pg/L;(2005�01)寸滩:3�7×10-4pg/L。结论 污染物对H4IIE细胞的毒性呈现出时间和剂量依赖性;各水样均可诱导H4IIE细胞EROD活性;同一采样点中,枯水期水样毒性大于丰水期水样。 【关键词】 有机污染物 重庆市是三峡库区最大的城市,嘉陵江和长江是重庆市的主要水源,研究水中有机污染物对哺乳动物体外培养细胞的毒性,对于评价三峡库区水源水对人群健康的影响十分必要。H4IIE细胞是研究有机污染物毒性常用的细胞株。本文从有机污染物对H4IIE细胞增殖的抑制和对7-乙氧基-3-异吩嗯唑酮·脱乙基酶(Ethoxy-Resorufin-O-Deethylase,EROD)的诱导两方面对2004~2005年重庆市主城区长江和嘉陵江段水中有机污染物的毒性进行了分析。 1 材料与方法 1�1 试剂和仪器 XAD-2树脂、四甲基偶氮噻唑蓝(MTT)、7-乙氧基-3-异吩嗯唑酮(Ethoxy-Resorufin,ERF)、香豆素(美国Sigma公司);2,3,7,8四氯二苯并-对-二恶英(tetrochlorodibenzo-p-dioxins,TCDD)标准品(美国Cambrige公司);DMEM培养基、小牛血清(美国Hyclone公司);自制不锈钢柱;旋转蒸发仪(上海申科机械研究所);多用途酶标仪(美国Biotech公司)。 1�2 水中有机污染物的萃取 选择重庆市主城区大溪沟作为嘉陵江的取水点,寸滩作为长江取水点,分别于2004年8月(丰水期)和2005年1月(枯水期)进行水样采集。在不锈钢柱中按树脂:江水=1∶2000(V∶V)的比例装填已活化的XAD-2树脂,将江水用玻璃纤维棉过滤除去水中悬浮物后通过不锈钢柱,控制流速为0�5~1倍柱体积/min。过柱完毕,用真空泵将柱中水份吸干,用丙酮:正己烷(1∶1)洗脱XAD-2树脂中吸附的有机污染物,旋转蒸发,氮气吹干后按1ml 二甲基亚砜(DMSO)中溶解50 L江水中有机污染物的比例将萃取的有机污染物溶于DMSO,-20℃保存。 1�3 MTT实验 H4IIE细胞按1×104/孔接种于96孔平底培养板中,放入37℃、5%CO2培养箱中培养,培养基为含10%小牛血清的DMEM。加入溶于DMSO的有机污染物进行染毒,设立空白对照组、DMSO溶剂对照组、25,50,100,150,200,250倍污染物组,每个浓度每个时相点至少设6个平行孔。于暴露后的24,48,72h分别取培养板,将原培养液去除,换含20μl MTT(5mg/ml)的新鲜培养基200μl,再培养4h,去上清,加DMSO 200μl/孔,振摇5min,于酶标仪上490nm下,空白调零,测Dλ值,用Excel软件绘制细胞增殖曲线。 图1 不同浓度的2,3,7,8-TCDD标样对H4IIE细胞EROD酶诱导的剂量-效应曲线(略) 1�4 EROD实验 H4IIE细胞按1×104/孔接种于96孔平底培养板中,放入37℃、5%CO2培养箱中培养,培养基为含10%小牛血清的DMEM。当细胞达到70%融合时加入溶于DMSO的0�75~40pg/25μl 的2,3,7,8-TCDD标准品,以及溶于DMSO的有机污染物进行染毒,染毒剂量分别为2�5,25,250倍污染物,加入DMSO的体积占终体积的0�5%,每个浓度每个时相点至少设6个平行孔。暴露72h后,去除原培养基,加入100μl 新鲜的含8μmol/L的ERF和10μmol/L的香豆素的培养基,继续培养60min。然后,将每孔中的培养基移入一新的96孔板的对应孔中,并加入130μl乙醇终止反应。于荧光酶标仪上535nm激发波长/590nm吸收波长条件下测反应终产物异吩嗯唑酮(Resorufin,RF)的荧光强度。用Origin6�0软件制定荧光强度与2,3,7,8-TCDD浓度间的剂量-效应曲线,并从标准曲线中求得每个水样相对于2,3,7,8-TCDD标准品的毒性当量(toxic equivalency,TEQ)值。 2 结果 2�1 水中有机污染物对H4IIE细胞增殖的影响 各水样处理H4IIE细胞后,H4IIE细胞的增殖随染毒时间和剂量的增加而呈下降趋势,其中72h 处理组剂量-效应关系最好。在48和72h 处理组200和250倍浓缩的2005年1月大溪沟水样和2005年1月寸滩水样对细胞增殖有抑制(P<0�05,与溶剂对照组比较),其他各种处理与对照比较,差异无统计学意义。从48和72h 处理组细胞增殖曲线看,同一采样点枯水期水样对细胞增殖的抑制作用大于丰水期水样,而同一采样期大溪沟水样与寸滩水样对细胞增殖的抑制作用差异无统计学意义。2�2 水中有机污染物对H4IIE细胞EROD的诱导(图1) 根据不同浓度的2,3,7,8-TCDD标样对H4IIE细胞EROD酶诱导绘出剂量-效应曲线。从标准曲线上可以求出,2,3,7,8-TCDD的EC50值为4�4pg/ml,即0�88pg/孔。250倍浓缩的(2004�08)大溪沟水样、(2004�08)寸滩水样、(2005�01)寸滩水样以及25倍浓缩(2004�08)大溪沟水样的EROD活性的诱导值落在此剂量-效应曲线的线性范围内,从标准曲线上求得各水样相对于2,3,7,8-TCDD标样的TEQ值分别为(2004�08)大溪沟:2�2×10-4pg/L;(2004�08)寸滩:0�9×10-4pg/L;(2005�01)大溪沟:13�3×10-4pg/L;(2005�01)寸滩:3�7×10-4pg/L。 3 讨论 重庆市主城区长江和嘉陵江水中有机污染物的类型以多环芳烃类和邻苯二甲酸酯类为主〔1〕,这些化合物在水中的含量都比较低,但考虑到这些化合物种类繁多,而且混合物之间存在叠加和增效效应,所以有必要对水中POPs混合物的毒性效应进行评价。MTT的检测结果表明,H4IIE细胞的增殖随有机提取物染毒时间和剂量的增加而呈下降趋势。有机污染物在水中的浓度虽然很低,但由于其具有难降解性和可随生物链积累的特点,使其在水生生物体内可达到104~107倍的富集〔2〕,如此高的富集浓度对水生动植物细胞及食用水生动植物的人类细胞的毒性不容忽视。水中多种有机物,包括所有的二恶英类化合物,多氯联苯类化合物,以及大部分的多环芳烃类化合物,它们在H4IIE细胞中有相同的信号途径-芳烃受体途径〔3〕。EROD法是国际上通用的检测芳烃受体途径活化程度的方法〔4〕,此方法利用与AHR结合能力最强的2,3,7,8-TCDD做为标准品,其他化合物的毒性以此为基准,可得出其毒性当量〔5〕。本文结果表明,长江和嘉陵江水中有机物的TEQ值均在10-4pg/L范围,枯水期水样毒性略大于丰水期,与文献〔6〕结果比较类似。芳烃受体途径的激活会导致动物产生神经毒性、免疫功能紊乱、生殖和发育障碍以及癌变等毒性效应〔7〕,所以应引起足够重视。长江和嘉陵江水中有机污染物中除了能激活H4IIE细胞的多环芳烃类化合物外,还含有较多的邻苯二甲酸酯类化合物,此类化合物几乎不激活动物细胞的芳烃受体途径〔8〕。邻苯二甲酸酯类化合物的毒性主要表现为雄性生殖毒性〔9〕,对水中有机污染物的雄性生殖毒性尚待进一步研究。

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火辣小白羊

摘要:本文从水环境质量评价的基本概念出发,在简要介绍现有水环境质量评价方法的基础上,对各方法的应用条件及优缺点进行了比较分析,最后针对评价工作中对平均值的不同认识进行了分析讨论。关键词:水环境;质量;评价标准;评价方法1 水环境质量评价水环境质量评价就是通过一定的数理方法和其他手段,对水环境素质的优劣进行定量描述(或将量质变换为评语)的过程。水环境质量评价必须以监测资料为基础,经过数理统计得出统计量(特征数值)及环境的各种代表值,然后依据水环境质量评价方法及水环境质量分级分类标准进行环境质量评价。2 水环境质量评价的作用及分类水环境质量评价是进行环境管理的重要手段之一。通过水环境质量评价可以了解环境质量的过去、现在和将来发展趋势及其变化规律,制定综合防治措施与方案;可以了解和掌握影响本地区环境质量的主要污染因子和主要污染源,从而有针对性地制定改善环境质量的污染源治理方案和综合防治规划与计划;可以为制定国家或地方的环境标准、法规、条例细则等提供科学依据;可以进行环境质量的预断预报,编制新建、改建、扩建和挖潜、革新、改造等工程技术项目的环境影响报告书和防治方案,为选址、设计和生产布局提供科学依据,还可用以总结本地区的环保工作,鉴定防治措施的效果、写出年度环境质量报告书,进行不同地区间环境质量的比较,交流情报资料,进行全国环境质量统计,促进环保科研技术的发展以及是否以牺牲水环境质量和人民健康而换取经济发展高速度的损益分析等。按不同的分类方法,大致上可将水环境质量评价分为以下几种类型:1)按照时间可分为回顾评价、现状评价和预断评价;2)按照区域类型可分为城市、区域或流域、景区等;3)按照环境的专业用途又可分为饮用水、灌溉水、渔业用水等质量评价。3 水环境质量评价方法 评价方法简介国内外环境质量评价方法多种多样,但目前国内还没有制定出统一的评价方法标准供环保工作者使用。水环境质量评价方法较多如:布朗水质指数、普拉特水质指数、罗斯水质指数、内梅罗水质指数、综合污染指数、模糊数学法和地图叠加法等,最后一种方法是国内目前普遍采用的方法,简单且实用。以上种种评价方法都要首先确定断面单项指标代表值,大多用平均值作为代表值,而内梅罗水质指数法则既考虑到平均值,同时又考虑端值对评价结果的影响,但评价工作中有很多具体问题不易解决,很少采用。其他方法还牵涉到标准问题或评价指标的权重问题,也很少采用。 水环境质量评价基本步骤评价目的 根据水环境质量评价的作用,明确评价目的。选择评价范围 如全国、流域、水系、城市、湖库等水环境质量评价;选取评价资料 现状评价一般选择最近年份或月份的资料作为现状资料,回顾评价则选择基础年份至现状年份资料,时段必须有一定代表意义,如淮河流域近期的回顾评价大多选择1994年至2000年的资料,因该流域的大规模污染治理是从1994年开始的;选择评价项目 一般要包含自然指标、有机污染指标和有毒污染指标;选择评价标准 可根据评价目的选择不同的水质评价标准;选择评价方法 对于流域评价,一般要分水期进行单项评价、分类评价(天然类、有机类、有毒类)和综合评价。分类评价和综合评价法比较常用的是地图重叠法。对于供水水源地水质评价,一般要计算水源地水质指数(WQI),评价结果定期向社会公布;评价结果 描述评价结果,找出主要污染因子、主要污染区域、污染趋势及变化规律、分析污染成因等。水环境质量评价的其目的就是通过评价了解环境质量的过去、现在和将来发展趋势及其变化规律,掌握影响本地区环境质量的主要污染因子和主要污染源,从而有针对性地制定改善环境质量的污染源治理方案和综合防治规划与计划。因此,根据上述步骤进行评价时目的性要强,要灵活多变,充分发挥个人的主观能动性。现状评价既可以是月度评价,也可以是季度评价,还可以是年度评价。回顾评价一般是对近几年的水质进行回顾分析。月度水质现状评价,要结合图表描述该月总体水质状况,与上月水质对比,与去年同期水质对比,水质是好转了还是恶化了,应有一个明确的结论。找出该月的主要污染因子及水质污染比较严重的河流或断面。季度现状评价同月度水质现状评价基本类似,但必须首先确定时段断面代表值。年度水质现状评价,要结合图表描述本年度总体水质状况,与去年或基准年水质对比,水质是好转了还是恶化了,也应有一个明确的结论。从时间上来讲,因河流水质受季节影响比较明显,还可以分水期、分季度或逐月对比分析;从空间上来讲,可以按河流、水系等不同地域进行评价,河流评价还应分析沿程水质变化情况,最好用主要污染指标的浓度过程线突出污染严重的地点。在分析支流对干流污染贡献的大小时,可利用等标污染负荷比排序来加以解决,但由于偶然一次的结果可能会使其缺乏代表性,因此建议结合流量资料对某污染物进行输送量计算。举例来说,以淮河干流的鲁台孜站为下游控制点,其上游有淮干起始断面淮滨,最大的支流颍河,第二支流涡河,还有洪河、淠河、史河等。一般认为颍河及涡河对淮干的污染影响较大,但是在计算了各支流河口各年的CODmn输送量之后,发现洪河及淮河淮滨对鲁台孜的污染贡献最大,约占鲁台孜总量的30%~70%,且二断面污染物输送量各年的变化图形也同鲁台孜的图形相似,相反颍河和涡河的影响偏小。这主要是因为洪河和淮河淮滨为畅流型河道,而颍河和涡河节制闸众多所致,如后者为畅流型河道,淮河将不堪重负。以上例子能说明很多问题,但也有其一定的局限性,就是没有考虑到污染物降解因素,而且要求有完整可靠的流量系列资料。4 水环境质量评价工作中存在问题最近,有关部门发布了《地表水环境质量标准》(GHZB 1——1999),部分内容虽涉及到了水质评价,但仍不十分详细。该标准第条规定“地表水环境质量评价应选取单项指标,分项进行达标率评价”,主要突出了单项达标率评价;第条规定“对于丰、平、枯水期特征明显的水体,应分水期进行达标率评价,所使用数据不应是瞬时一次监测值和全年平均值,每一水期数据不少于两个”,在强调达标率评价的同时又否定了各水期和全年平均监测值的作用。举例来说,淮河水系的史河红石咀断面水质一直较好,多数月份为Ⅱ类,少数月份为Ⅲ类,但《淮河流域水污染防治规划及”九五“计划》中的水质目标定为Ⅳ类,水质达标率肯定是100%,如果人们想知道该断面各水期及全年综合评价到底是几类水,就没有一个量化概念。如果有断面代表值时,就能解决这一问题。流域水质评价是区域评价,内容必然会涉及到流域总体水质,在各断面没有时段代表值时,按监测站次进行达标率评价所得出的流域总体达标率信息将会失真,因为这个结果在一定程度上受各站的监测频率影响较大,无意中给各站设定了权重。例如,一个站监测频率是3次/年,大多为超Ⅴ类水体,另一站监测频率为12次/年,大多为Ⅲ类水体,按监测站次统计该区域年水质类别百分比时,水质好的百分比就会偏大,不能反映真实情况。根据统计学原理,要对一个样本系列进行完整描述,必须了解随机变量的可能取值与概率的关系,达标率、超标率、检出率评价实际上相当于概率评价,但在实际工作中需要的不仅仅是概率与其对应的随机变量取值的关系,还需要描述随机变量分布的总体概括,即随机变量的数字特征,并根据特征值确定某断面在评价时段内的水质类别。在处理实际问题时,仍需要有限次的试验或观测来解决。数字特征通常有两大类:一类是反映随机变量的集中程度,即平均数,其数字特征值有平均值、中位值、众数和几何平均值;一类是反映随机变量的离散程度,数字特征值有平均差、方差和均方差。环境统计平均值,是指在同质的总体中,环境现象在一定的时间、地点和条件下所达到的一般水平的统计指标。其显著特点是用一个数值来代表所研究环境现象的一般水平,以及把总体各变量之间的差异给抽象掉了。实际上是一个从个性到共性的过程。利用平均数,可以比较同类现象在不同区域所达到的一般水平,帮助人们认识所研究环境对象的总体情况,并且可以研究某种事物一般水平在不同时间上的发展变化,从而观察和分析其发展变化的过程和发展趋势。只有这样才能揭示各种环境现象之间相互依存关系的规律性。众数是样本系列中出现次数最多的一个随机变量,具有很好的代表性,但短期水质资料中众数一般不易找到,实际工作中不可能得到真实的众数。而几何平均值主要是研究平均增加率或平均比率之用,对于变幅很大的因素常常使用。因此在水质评价时一般不采用众数和几何平均值作为代表值。算术平均值、中位值和众数的位置关系如果用横坐标代表变量的取值,纵坐标代表相应的频数,如曲线分布为对称形,则三者合而为一。如曲线分布为正偏或负偏(见图1、图2),那么算术平均值受端值影响最大,远离众数;而中位值受项数影响,离众数较近。离散程度反映变量分布在平均值两侧的疏蜜程度,离散度小,说明变量取值与平均值相差很小,平均值比较稳定且代表性强。相反,离散度大,说明变量取值与平均值相差很大,说明平均值稳定性小且代表性差。评价精度是指所得出的评价结果与实际的环境质量之间的差异。评价代表值的精密度决定了评价结果的精度。假设以平均值作为代表值,根据平均值标准偏差公式不难看出,取样密度越大(即n越大),平均值标准偏差就越小,平均值越可靠,精度越高,同样评价精度也就得到了相应提高。从以上分析可以看出,水环境质量评价必须统计断面代表值,这是水质评价的基础。究竟是取平均值合适,还是取中位值合适,要具体情况区别对待。在水质评价时首先计算平均值标准差,并由此判断平均值的代表性,会给评价工作增加较多工作量。一般情况下,中位值出现的频率比较接近众数出现的频率,中位值具有很好的代表性,当监测频率为每月一次时,可将水期平均值或中位值作为断面代表值;当监测频率为每两个月一次时,可将中位值作为水期断面代表值;当三、四个月监测一次时,平均值和中位值都无代表性。显然,在水质评价时一味强调年平均值受极值影响无代表性,或者认为年平均值不能反映极值,这些观点是值得商榷的。

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