生態(tài)旅游城市水環(huán)境污染風險評價與預(yù)警方法研究

朱智慧

關(guān)鍵詞：生態(tài)旅游城市；水環(huán)境污染；風險評價；潛在污染風險；預(yù)警平臺

中圖分類號：X706 文獻標志碼：B

前言

隨著經(jīng)濟提升和城市發(fā)展，大多數(shù)城市均開發(fā)了旅游產(chǎn)業(yè)，但由于游客量的不斷增加，城市垃圾逐年增長且沒有在短時間內(nèi)進行有效治理，長期以往嚴重危害當?shù)鼐用竦纳眢w健康。為此，不定時對城市水環(huán)境進行風險評價并進行預(yù)警是非常有必要的。文獻[1]提出一種基于Markov約束的水環(huán)境生態(tài)污染風險評價方法。采用Markov約束計算污染物的轉(zhuǎn)移速率、濃度等變化參數(shù)，按照參數(shù)變化構(gòu)建生態(tài)風險污染評價模型。文獻[2]以山東某沿海城市為例.提出集中水質(zhì)健康風險評價方法。采用現(xiàn)場水環(huán)境數(shù)據(jù)，計算不同污染物占比權(quán)重的方式，結(jié)合現(xiàn)下水污染評定標準來建立風險評價等級。但上述方法都沒有考慮到水環(huán)境中其他干擾因素，導(dǎo)致評價精準度較低。

為解決上述問題，文章對生態(tài)旅游城市水環(huán)境污染風險評價與預(yù)警方法展開研究。

通過上述內(nèi)容，將潛在污染風險、考慮污染空間的自相關(guān)性以及考慮水環(huán)境冷點和熱點分布作為評價指標，完成生態(tài)旅游城市水環(huán)境污染風險評價體系，實現(xiàn)水環(huán)境污染風險評價。

2生態(tài)旅游城市水環(huán)境污染預(yù)警方法

通過XML技術(shù)和WEB業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)交換功能，建立以城市污水處理廠、城市垃圾處理廠、排水管網(wǎng)和再生水廠信息為基礎(chǔ)的城市水環(huán)境系統(tǒng)設(shè)施綜合污染預(yù)警平臺，以城市污水處理廠、城市垃圾處理廠、排水管網(wǎng)和再生水廠信息為基礎(chǔ)，構(gòu)建生態(tài)城市水環(huán)境污染預(yù)警模型，將評價指標作為預(yù)警判定閾值輸入值模型中，通過模型進行趨勢預(yù)報分析，進行實時監(jiān)控、模型數(shù)據(jù)分析、污染風險評估、應(yīng)急方案以及實時應(yīng)急處理，為城市環(huán)保系統(tǒng)提供決策支持。

預(yù)警平臺采用監(jiān)控設(shè)備對排水設(shè)施進行監(jiān)測，通過傳感器得到反饋信息，輸入預(yù)警平臺中，采用8座抽水泵站對生態(tài)城市內(nèi)部的河湖工程進行實時監(jiān)測，以城市內(nèi)多家污水處理廠為研究對象，對廢水處理設(shè)施進行在線監(jiān)測；包含84個蓄水點的城市有關(guān)水域監(jiān)測預(yù)警。

3實驗測試

3.1實驗環(huán)境設(shè)置

對文章中提出生態(tài)旅游城市水環(huán)境污染風險評價與預(yù)警方法進行實驗驗證，主要對風險源、風險受體以及周圍各個區(qū)域污染評價，為保證實驗質(zhì)量，選擇12個生態(tài)旅游城市作為實驗環(huán)境，該城市每年的污染物排放量較大，水體受污染嚴重。此次實驗應(yīng)用搭載i7處理器的Win 10系統(tǒng)，結(jié)合74HC165D數(shù)據(jù)寄存器進行測試。其中，水質(zhì)傳感器來自MDS-9900系列，可監(jiān)測pH值、溶解氧、氨氮等多種參數(shù)，能夠滿足文章的實驗需求。通過6個月的水環(huán)境監(jiān)測，對12個生態(tài)旅游城市測點的污染指標平均值進行統(tǒng)計，具體見表1。

通過表1內(nèi)容可以看出，相比于其他測點，10、11、12測點的污染指標平均值處于較高水平，存在的水環(huán)境污染風險較高；測點4的污染指標平均值處于較低水平，存在的水環(huán)境污染風險較低。

3.2評價結(jié)果與分析

3.2.1潛在水環(huán)境風險污染評價結(jié)果

結(jié)合文章中給出的潛在污染風險、考慮污染空間的自相關(guān)性以及考慮水環(huán)境冷點和熱點分布的三種污染評價結(jié)果，驗證所提方法的評價有效性和實用性，實驗結(jié)果如圖2～圖4所示。為提高實驗質(zhì)量，在3種測試指標的基礎(chǔ)上，分別對基于環(huán)境受污染風險等級、環(huán)境受體敏感等級分析以及區(qū)域環(huán)境中污染可接受程度進行具體污染風險評價。潛在水環(huán)境風險污染評價結(jié)果見圖1。

從圖1中可以看出，污染物潛在風險評價結(jié)果呈現(xiàn)一種擴散性，其中，地圖中心位置的潛在污染風險最高，為高風險地區(qū)，周圍相鄰區(qū)也多為中高風險地域，潛在污染風險等級均較高。這是因為，在該區(qū)域范圍內(nèi)存在大量加工廠，其中的化學和冶金加工廠數(shù)量最多分布也較為密集?；瘜W加工廠產(chǎn)生的大量有害氣體、廢料以及濃硝酸等有害物質(zhì)會通過廢水排放大量流入城市河流中，冶金工廠則會產(chǎn)出大量重金屬污染物流入地下水環(huán)境中，導(dǎo)致城市水環(huán)境潛在污染風險逐年增加。由此可知，方法污染評價結(jié)果符合實際情況表達。

3.2.2考慮空間的自相關(guān)性的風險評價結(jié)果

基于城市水環(huán)境的自相關(guān)性污染風險評價是指，在不考慮其他因素影響，只考慮現(xiàn)階段實時的污染風險情況。考慮空間的自相關(guān)性的風險評價結(jié)果見圖2。

從圖2中可以看出，基于不同指標分析得到的風險評價結(jié)果分布差異較大。其中，針對環(huán)境風險危險等級的評價結(jié)果，重大風險集中在河流的中下游區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)的城市基本均為重大污染風險，受體敏感度較高，風險可接受程度整體較低。將該結(jié)果與潛在環(huán)境評價結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)下游區(qū)域的重污染情況比較嚴重，這是因為，城市的水環(huán)境一般存在流動性，城市廢水通過循環(huán)系統(tǒng)不可避免會進入到城市的主河流中，上游污染物進入河流會逐漸融入下流區(qū)域，所以中下游地區(qū)的實時污染風險等級較高，但隨著時間推移，由于水體具備一定的流動性和自愈能力，所以下游潛在污染風險低。

3.2.3基于區(qū)域冷熱點風險評價結(jié)果

基于水環(huán)境冷熱點顯著程度的污染風險評價，其中，冷點分布越多代表受污染情況越輕，風險等級越低；反之，熱點分布越多，代表受污染情況越嚴重，風險等級越高?；趨^(qū)域冷熱點風險評價結(jié)果見圖3。

從圖3中可以看出，在河流的中下流域呈現(xiàn)極顯著熱點風險分布，這是因為該位置的工廠點分布較為密集，污染物排放量較大，水資源承載壓力日益增大，因此，該位置周圍的污染源、污染受體風險較大，形成了極顯著熱點區(qū)。其中，基于環(huán)境可承受水平指標卻呈現(xiàn)相反分布結(jié)果，所以形成了極顯著冷點區(qū)。

3.3生態(tài)旅游水環(huán)境污染預(yù)警結(jié)果

為了驗證文章提出方法的有效性，將Markov約束污染評價法、水質(zhì)及健康風險評價法作為對比方法，污染預(yù)警率是指在同等條件下，計算不同方法的污染物預(yù)警率。污染物預(yù)警率越高，說明該方法的預(yù)警效果越好。三種方法污染物預(yù)警率對比圖見圖4。

從圖4中可以看出，Markov約束污染評價法的預(yù)警率最低為40%，最高為76%，水質(zhì)及健康風險評價法的預(yù)警率最低為45%，最高為85%，預(yù)警效果較差。但是所提方法的預(yù)警率能夠保持在60%以上，最高可達到95%，均高于對比的兩種方法。并且受到季節(jié)環(huán)境因素的影響，秋冬季的預(yù)警率整體來看要高于春夏季。

4結(jié)束語

隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，旅游城市的水環(huán)境受到了越來越多的污染威脅。文章以生態(tài)旅游城市水環(huán)境為研究對象，針對水環(huán)境污染風險評價以及預(yù)警方法展開研究。考慮到污染物種類較多、基數(shù)較大，構(gòu)建生態(tài)旅游城市水環(huán)境污染風險評價體系，以潛在污染風險、考慮污染空間的自相關(guān)性以及考慮水環(huán)境冷點和熱點分布為一級評價指標，結(jié)合風險源、風險受體、環(huán)境可接受程度、對周圍環(huán)境的污染風險、污染風險的概率分布、污染物冷熱點風險數(shù)值概率分布和水中污染物關(guān)鍵指標濃度風險等級作為二級指標，并通過XML技術(shù)和WEB業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)交換功能，建立預(yù)警模型，實現(xiàn)污染風險評價以及預(yù)警。實驗數(shù)據(jù)證明，所提方法風險評價精準度和預(yù)警率較高，效果好。