城市再生水的风险评价与管理

论文摘要

城市污水的再生利用是解决城市水资源危机的必由之路,而风险管理是推广使用再生水的关键。本文以风险管理的理论体系为基础,结合某单位再生水利用工程实例,对不同利用途径的再生水进行了全面的实验研究和风险评价,系统论述了再生水利用的风险管理体系,为再生水的风险管理提供了理论和实践依据。本文运用风险评价理论,结合再生水的实际用途,借鉴了毒理学、气溶胶化学等学科的研究方法,选择了再生水的致突变性、再生水重金属和持久性有机污染物（POPs）、再生水养殖、再生水挥发性有机物（VOCs）风险等领域进行深入研究,为风险管理体系的构建提供了科学依据。研究结果表明,再生水的遗传毒性试验结果显示未检出致突变性;再生水重金属和POPs等有毒有害化学物质含量较低,重金属人体健康风险水平高于公众可接受的10-6水平;再生水养殖的鱼类,重金属和农药含量低于国家食品含量限值,五种重金属的总风险超出可接受风险水平范围;用气溶胶化学方法研究了再生水景观瀑布VOCs的健康风险,将聚类分析、主成分分析等数理分析方法引入到再生水风险管理,再生水被用做景观瀑布时,周围空气中VOCs总风险值相对背景有明显增加,人群非职业暴露风险低于可接受的风险水平,污水处理站职业人员的终生总风险超出了公众可接受健康风险水平。在风险评价的基础上,论文结合风险管理的基本理论,建立了以水资源可持续利用为目标的城市再生水利用的风险管理体系。根据完备性、可操作性、独立性等原则,建立了再生水利用的风险评价指标体系,包括健康风险指标、生态环境风险指标和污水综合利用指标,并运用模糊数学的方法,对研究对象再生水利用风险进行了综合评价,为城市再生水风险管理体系的建立和完善提供了依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究进展
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 风险评价的理论与方法
• 1.4 目前研究还存在的问题
• 1.5 本研究目的和意义
• 第2章 研究内容及研究方法
• 2.1 污水处理－再生水利用系统
• 2.1.1 CASS 工艺原理
• 2.1.2 设计水质指标
• 2.1.3 再生水利用设施
• 2.2 研究内容
• 2.3 研究方法
• 第3章 再生水的致突变性研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 水样的采集和处理
• 3.1.2 Ames 试验
• 3.1.3 CHO 染色体畸变实验
• 3.1.4 小鼠骨髓嗜多染红细胞（PCE）微核试验
• 3.1.5 数据统计与分析
• 3.1.6 结果分析与判定依据
• 3.2 结果
• 3.2.1 Ames 实验
• 3.2.2 CHO 细胞染色体畸变实验
• 3.2.3 小鼠嗜多染红细胞的微核实验
• 3.3 小结
• 第4章 重金属和POPS的检测及风险评价
• 4.1 重金属和POPS 的健康风险
• 4.1.1 重金属的生理毒性效应
• 4.1.2 POPs 的生理毒性效应
• 4.2 样品与分析
• 4.2.1 POPs 的分析方法
• 4.2.2 重金属分析方法
• 4.2.3 结果统计分析
• 4.2.3.1 对数正态分布的模拟与检验
• 4.2.3.2 聚类分析（CA）与主成分分析（PCA）
• 4.3 再生水污染物含量
• 4.3.1 持久性有机污染物（POPs）
• 4.3.2 重金属含量
• 4.4 再生水水质评价与稳定性分析
• 4.4.1 再生水水质
• 4.4.2 水质稳定性分析
• 4.5 水质保证率计算
• 4.6 致癌重金属的健康风险评价
• 4.6.1 重金属的毒性参数
• 4.6.2 化学致癌物的健康风险评价
• 4.7 小结
• 第5章 再生水养殖的健康风险与生态风险
• 5.1 样品的采集与分析
• 5.1.1 再生水养殖样品的采集
• 5.1.2 分析方法
• 5.2 测试结果
• 5.3 结果分析与讨论
• 5.3.1 鱼类对重金属的富集特征
• 5.3.2 生活习性对重金属的含量的影响
• 5.4 再生水养殖的健康风险评价
• 5.4.1 与食品卫生标准的对照
• 5.4.2 再生水养殖鱼类重金属食入风险评价模型
• 5.5 生态风险分析
• 5.5.1 再生水养殖的生态问题
• 5.5.2 景观用再生水的水质标准
• 5.5.3 再生水的水质分析
• 5.5.4 水体富营养化评价
• 5.6 小结
• 第6章 再生水景观瀑布的VOCS特征与健康风险
• 6.1 样品采集和分析
• 6.1.1 样品的采集
• 6.1.2 VOCs 分析方法及分析结果
• 6.2 VOCS 的含量特征
• 6.2.1 受到再生水景观瀑布影响的大气VOCs 特征
• 6.2.2 污水处理站空气VOCs 特征
• 6.2.3 背景空气的VOCs 含量特征
• 6.3 再生水景观瀑布对大气VOCS 的影响
• 6.3.1 对总量的影响
• 6.3.2 对VOCs 相对含量的影响
• 6.4 再生水瀑布的特征污染因子
• 6.4.1 特征污染因子
• 6.4.2 聚类分析
• 6.4.3 B/T/E/X 分析
• 6.5 VOCS 暴露的健康风险评价
• 6.5.1 健康风险评价的方法
• 6.5.1.1 风险评价目标物的选取
• 6.5.1.2 VOCs 暴露评价模型
• 6.5.1.3 剂量－效应关系及危险度计算
• 6.5.2 健康风险评价的结果
• 6.6 小结
• 第7章 再生水利用的风险管理
• 7.1 风险管理的范畴
• 7.1.1 规划阶段的风险管理
• 7.1.2 设计实施阶段的风险管理
• 7.1.3 运行阶段的风险管理
• 7.1.4 再生水利用风险管理系统
• 7.2 再生水利用的风险识别
• 7.2.1 污水原水的收集和输送
• 7.2.2 污水处理站生化处理装置
• 7.2.3 二级生化出水
• 7.2.4 再生水发生装置
• 7.2.5 再生水管网
• 7.2.6 再生水终端
• 7.3 风险管理目标
• 7.3.1 水环境健康风险
• 7.3.2 水环境生态风险
• 7.4 再生水利用风险的综合评价
• 7.4.1 再生水利用风险综合评价指标体系的建立
• 7.4.2 评价指标权重集ω的确定
• 7.4.3 选择评价集V
• 7.4.4 确定模糊综合评价矩阵R
• 7.4.5 进行多级模糊综合评价
• 7.4.6 结果分析
• 7.5 风险管理措施
• 7.5.1 化学污染物控制措施
• 7.5.2 危险化学品的风险管理
• 7.5.3 富营养化控制措施
• 7.5.4 再生水回用设施及运行的管理
• 7.5.5 再生水技术的改进
• 7.5.6 可持续污水处理技术
• 7.5.7 水质监测
• 7.5.8 应急防范措施
• 7.5.9 其他措施
• 7.6 建立风险管理制度体系
• 7.7 小结
• 第8章 结论
• 8.1 结论
• 8.2 本论文的创新点
• 8.3 有待于进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果