朱智慧

關(guān)鍵詞：生態(tài)旅游城市；水環(huán)境污染；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；潛在污染風(fēng)險(xiǎn)；預(yù)警平臺(tái)

中圖分類(lèi)號(hào)：X706 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

前言

隨著經(jīng)濟(jì)提升和城市發(fā)展，大多數(shù)城市均開(kāi)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(zhǎng)且沒(méi)有在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行有效治理，長(zhǎng)期以往嚴(yán)重危害當(dāng)?shù)鼐用竦纳眢w健康。為此，不定時(shí)對(duì)城市水環(huán)境進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)并進(jìn)行預(yù)警是非常有必要的。文獻(xiàn)[1]提出一種基于Markov約束的水環(huán)境生態(tài)污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。采用Markov約束計(jì)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(fēng)險(xiǎn)污染評(píng)價(jià)模型。文獻(xiàn)[2]以山東某沿海城市為例.提出集中水質(zhì)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。采用現(xiàn)場(chǎng)水環(huán)境數(shù)據(jù)，計(jì)算不同污染物占比權(quán)重的方式，結(jié)合現(xiàn)下水污染評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí)。但上述方法都沒(méi)有考慮到水環(huán)境中其他干擾因素，導(dǎo)致評(píng)價(jià)精準(zhǔn)度較低。

為解決上述問(wèn)題，文章對(duì)生態(tài)旅游城市水環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與預(yù)警方法展開(kāi)研究。

通過(guò)上述內(nèi)容，將潛在污染風(fēng)險(xiǎn)、考慮污染空間的自相關(guān)性以及考慮水環(huán)境冷點(diǎn)和熱點(diǎn)分布作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，完成生態(tài)旅游城市水環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

2生態(tài)旅游城市水環(huán)境污染預(yù)警方法

通過(guò)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(tái)，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(píng)價(jià)指標(biāo)作為預(yù)警判定閾值輸入值模型中，通過(guò)模型進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)報(bào)分析，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、模型數(shù)據(jù)分析、污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、應(yīng)急方案以及實(shí)時(shí)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(tái)采用監(jiān)控設(shè)備對(duì)排水設(shè)施進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)傳感器得到反饋信息，輸入預(yù)警平臺(tái)中，采用8座抽水泵站對(duì)生態(tài)城市內(nèi)部的河湖工程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以城市內(nèi)多家污水處理廠為研究對(duì)象，對(duì)廢水處理設(shè)施進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)；包含84個(gè)蓄水點(diǎn)的城市有關(guān)水域監(jiān)測(cè)預(yù)警。

3實(shí)驗(yàn)測(cè)試

3.1實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)置

對(duì)文章中提出生態(tài)旅游城市水環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與預(yù)警方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，主要對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源、風(fēng)險(xiǎn)受體以及周?chē)鱾€(gè)區(qū)域污染評(píng)價(jià)，為保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，選擇12個(gè)生態(tài)旅游城市作為實(shí)驗(yàn)環(huán)境，該城市每年的污染物排放量較大，水體受污染嚴(yán)重。此次實(shí)驗(yàn)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(jìn)行測(cè)試。其中，水質(zhì)傳感器來(lái)自MDS-9900系列，可監(jiān)測(cè)pH值、溶解氧、氨氮等多種參數(shù)，能夠滿足文章的實(shí)驗(yàn)需求。通過(guò)6個(gè)月的水環(huán)境監(jiān)測(cè)，對(duì)12個(gè)生態(tài)旅游城市測(cè)點(diǎn)的污染指標(biāo)平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，具體見(jiàn)表1。

通過(guò)表1內(nèi)容可以看出，相比于其他測(cè)點(diǎn)，10、11、12測(cè)點(diǎn)的污染指標(biāo)平均值處于較高水平，存在的水環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)較高；測(cè)點(diǎn)4的污染指標(biāo)平均值處于較低水平，存在的水環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)較低。

3.2評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

3.2.1潛在水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)污染評(píng)價(jià)結(jié)果

結(jié)合文章中給出的潛在污染風(fēng)險(xiǎn)、考慮污染空間的自相關(guān)性以及考慮水環(huán)境冷點(diǎn)和熱點(diǎn)分布的三種污染評(píng)價(jià)結(jié)果，驗(yàn)證所提方法的評(píng)價(jià)有效性和實(shí)用性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2～圖4所示。為提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，在3種測(cè)試指標(biāo)的基礎(chǔ)上，分別對(duì)基于環(huán)境受污染風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、環(huán)境受體敏感等級(jí)分析以及區(qū)域環(huán)境中污染可接受程度進(jìn)行具體污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。潛在水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)污染評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖1。

從圖1中可以看出，污染物潛在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果呈現(xiàn)一種擴(kuò)散性，其中，地圖中心位置的潛在污染風(fēng)險(xiǎn)最高，為高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)，周?chē)噜弲^(qū)也多為中高風(fēng)險(xiǎn)地域，潛在污染風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)均較高。這是因?yàn)?，在該區(qū)域范圍內(nèi)存在大量加工廠，其中的化學(xué)和冶金加工廠數(shù)量最多分布也較為密集?；瘜W(xué)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(huì)通過(guò)廢水排放大量流入城市河流中，冶金工廠則會(huì)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(fēng)險(xiǎn)逐年增加。由此可知，方法污染評(píng)價(jià)結(jié)果符合實(shí)際情況表達(dá)。

3.2.2考慮空間的自相關(guān)性的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果

基于城市水環(huán)境的自相關(guān)性污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是指，在不考慮其他因素影響，只考慮現(xiàn)階段實(shí)時(shí)的污染風(fēng)險(xiǎn)情況?？紤]空間的自相關(guān)性的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖2。

從圖2中可以看出，基于不同指標(biāo)分析得到的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果分布差異較大。其中，針對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)危險(xiǎn)等級(jí)的評(píng)價(jià)結(jié)果，重大風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)，受體敏感度較高，風(fēng)險(xiǎn)可接受程度整體較低。將該結(jié)果與潛在環(huán)境評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比，發(fā)現(xiàn)下游區(qū)域的重污染情況比較嚴(yán)重，這是因?yàn)椋鞘械乃h(huán)境一般存在流動(dòng)性，城市廢水通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)不可避免會(huì)進(jìn)入到城市的主河流中，上游污染物進(jìn)入河流會(huì)逐漸融入下流區(qū)域，所以中下游地區(qū)的實(shí)時(shí)污染風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較高，但隨著時(shí)間推移，由于水體具備一定的流動(dòng)性和自愈能力，所以下游潛在污染風(fēng)險(xiǎn)低。

3.2.3基于區(qū)域冷熱點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果

基于水環(huán)境冷熱點(diǎn)顯著程度的污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，其中，冷點(diǎn)分布越多代表受污染情況越輕，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)越低；反之，熱點(diǎn)分布越多，代表受污染情況越嚴(yán)重，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)越高?；趨^(qū)域冷熱點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)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(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)分布，這是因?yàn)樵撐恢玫墓S點(diǎn)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?chē)奈廴驹础⑽廴臼荏w風(fēng)險(xiǎn)較大，形成了極顯著熱點(diǎn)區(qū)。其中，基于環(huán)境可承受水平指標(biāo)卻呈現(xiàn)相反分布結(jié)果，所以形成了極顯著冷點(diǎn)區(qū)。

3.3生態(tài)旅游水環(huán)境污染預(yù)警結(jié)果

為了驗(yàn)證文章提出方法的有效性，將Markov約束污染評(píng)價(jià)法、水質(zhì)及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法作為對(duì)比方法，污染預(yù)警率是指在同等條件下，計(jì)算不同方法的污染物預(yù)警率。污染物預(yù)警率越高，說(shuō)明該方法的預(yù)警效果越好。三種方法污染物預(yù)警率對(duì)比圖見(jiàn)圖4。

從圖4中可以看出，Markov約束污染評(píng)價(jià)法的預(yù)警率最低為40%，最高為76%，水質(zhì)及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)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(dá)到95%，均高于對(duì)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(lái)看要高于春夏季。

4結(jié)束語(yǔ)

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(lái)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(duì)象，針對(duì)水環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)以及預(yù)警方法展開(kāi)研究?？紤]到污染物種類(lèi)較多、基數(shù)較大，構(gòu)建生態(tài)旅游城市水環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，以潛在污染風(fēng)險(xiǎn)、考慮污染空間的自相關(guān)性以及考慮水環(huán)境冷點(diǎn)和熱點(diǎn)分布為一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)源、風(fēng)險(xiǎn)受體、環(huán)境可接受程度、對(duì)周?chē)h(huán)境的污染風(fēng)險(xiǎn)、污染風(fēng)險(xiǎn)的概率分布、污染物冷熱點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)值概率分布和水中污染物關(guān)鍵指標(biāo)濃度風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)作為二級(jí)指標(biāo)，并通過(guò)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(shí)現(xiàn)污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)以及預(yù)警。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，所提方法風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)精準(zhǔn)度和預(yù)警率較高，效果好。