工业废水对水体的污染

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工业废水对水体的污染范文第1篇

关键词：数据挖掘；Apriori算法；水体污染；重金属；预警

中图分类号： TP301 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）25-5985-03

1 概述

随着社会经济的迅猛发展和工业化程度的不断提高，污染物的排放已使环境日趋恶化，直接或间接给生物的生存带来威胁，并危及人类健康。重金属污染与其他有机化合物的污染不同，具有富集性，很难在环境中降解。近年来，工矿业废水、生活污水等未经适当处理即向外排放，污染土壤和废弃物堆置场受流水作用，以及富含重金属的大气沉降物输入， 城市生活污水、工业废水和矿山开采、金属冶炼等所产生的污染物通过不同方式进入水中， 使水体中的重金属含量急剧升高，如随废水排出的重金属汞（Hg）、铜（Cu）、铬（Cr），导致水体受到重金属污染[1]。我国各大江河湖库普遍受到不同程度的重金属污染，其底质的污染率高达80.11%[2]，而且已经开始影响到水体的质量，严重影响着人类及其它生物的健康与生存。

数据挖掘是从大量的数据中提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又潜在的有用信息和知识的过程。数据挖掘得到的信息和知识的表现形式为规则、概念和模式等，它可以帮助决策者分析历史数据以及当前数据的特征和规律，以便进一步预测未来。[3]关联挖掘作为数据挖掘的一个重要研究分支，其主要研究目的就是从大型数据集中发现隐藏的、有趣的、属性间的规律，即关联规则。[4]本文采用数据挖掘的关联规则技术从现有的生活、工业两方面的废水排放量、化学需氧量排放量、氨氮排放量以及水体中汞、镉、铅的含量数据进行处理，并用关联规则中的Apriori算法获取相应的关联规则，形成水体污染预警知识，便于水体重金属污染的预防和治理。

2 材料与方法

2.1 数据来源

本文数据来源于2011年环境统计年报[5]。选取六个对于水体重金属污染有一定作用的影响因子：工业废水排放量、生活废水排放量、工业化学需氧量排放量、生活化学需氧量排放量、工业氨氮排放量、生活氨氮排放量，并选取了汞、镉、铅三种最具重金属代表性的元素作为分析因子，具体数据如表1所示。

2.2 关联规则及Apriori算法描述

1994年由R.Agrawal等人提出来的Apriori算法是关联规则挖掘的一个经典算法[6]，关联规则挖掘发现大量数据中项集之间有趣的关联或相关联系。关联规则侧重于确定数据中不同领域之间的联系，找出满足给定支持度和置信度阈值的多个域之间的依赖关系[7]。关联规则能够从大量数据的项集之间发现有趣的、频繁出现的模式、关联和相关性。为了在数据挖掘任务中得到有用的和可靠的规则，需要通过支持度和置信度两个阈值来保证。关联规则 X=>Y 在 D 中的支持度是 D 中事务包含 XUY 的百分比，即概率 P（XUY），它是对关联规则重要度的衡量，表示关联规则的频度。关联规则X=>Y 在 D 中的置信度是包含 X 的事务中同时包含 Y的百分比，即条件概率 P（X=>Y），它是对关联规则准确度的衡量，表示关联规则的强度[8]。Apriori算法的核心思想是把发现关联规则的工作分为两步：第一步通过迭代检索出事务数据库中的所有频繁项集，即频繁项集的支持度不低于用户设定的阈值；第二步从频繁项集中构造出满足用户最低信任度的规则[9]。对于满足最小支持度和最小置信度要求的关联规则称为强规则[10]。

2.3 数据处理

利用Weka软件，采用关联规则中的Apriori算法，对表1的数据进行处理，得到的关联规则如所示：

Apriori

Minimum support： 0.25 （2 instances）

Minimum metric ： 0.9

Number of cycles performed： 15

Generated sets of large itemsets：

Size of set of large itemsets L（1）： 24

Size of set of large itemsets L（2）： 28

Size of set of large itemsets L（3）： 24

Size of set of large itemsets L（4）： 16

Size of set of large itemsets L（5）： 6

Size of set of large itemsets L（6）： 1

Best rules found：

1. Ammonia emissions from industrial='（-inf-29.82]' 3 ==> Mercury='（-inf-1.505]' 3 conf：（1）

2. COD emissions of industrial='（-inf-452.07]' 2 ==> Lead='（482.96-525.73]' 2 conf：（1）

3. Lead='（482.96-525.73]' 2 ==> COD emissions of industrial='（-inf-452.07]' 2 conf：（1）

4.Industrial wastewater emissions='（233.43-237.82]' 2 ==> Ammonia emissions from industrial='（-inf-29.82]' 2 conf：（1）

5. Industrial wastewater emissions='（233.43-237.82]' 2 ==> Mercury='（-inf-1.505]' 2 conf：（1）

6. Cadmium='（-inf-38.14]' 2 ==> Industrial wastewater emissions='（233.43-237.82]' 2 conf：（1）

7. Industrial wastewater emissions='（233.43-237.82]' 2 ==> Cadmium='（-inf-38.14]' 2 conf：（1）

8. Lead='（-inf-183.57]' 2 ==> Industrial wastewater emissions='（233.43-237.82]' 2 conf：（1）

9. Industrial wastewater emissions='（233.43-237.82]' 2 ==> Lead='（-inf-183.57]' 2 conf：（1）

10. Wastewater discharge life='（-inf-245.25]' 2 ==> Ammonia emissions from industrial='（39.9-42.42]' 2 conf：（1）

11. Cadmium='（102.46-inf）' 2 ==> Wastewater discharge life='（-inf-245.25]' 2 conf：（1）

12. Wastewater discharge life='（-inf-245.25]' 2 ==> Cadmium='（102.46-inf）' 2 conf：（1）

13. Lead='（482.96-525.73]' 2 ==> Wastewater discharge life='（-inf-245.25]' 2 conf：（1）

14. Wastewater discharge life='（-inf-245.25]' 2 ==> Lead='（482.96-525.73]' 2 conf：（1）

15. COD emissions of industrial='（-inf-452.07]' 2 ==> Mercury='（-inf-1.505]' 2 conf：（1）

相应的规则解释如下：

规则1：工业氨氮排放量

规则2.3：工业化学需氧量排放量

规则4：工业废水排放量为233.43-237.82亿吨时，则工业氨氮排放量

规则5：工业废水排放量为233.43-237.82亿吨时，则汞排放量

规则6.7：工业废水排放量为233.43-237.82亿吨时，则镉排放量

规则8.9：工业废水排放量为233.43-237.82亿吨时，则铅排放量

规则10： 生活废水排放量

规则11.12：生活废水排放量>245.25亿吨时， 则镉排放量>102.46吨 置信度为100%；

规则13.14：生活废水排放量

规则15：工业化学需氧量排放量

3 结果分析

由关联规则Apriori算法得出的15条规则结果分析，可以得到如下结论：

1） 重金属与氨氮排放量关系。当工业氨氮排放量

2） 重金属与废水排放量关系。当工业废水排放量为233.43-237.82亿吨时，则汞排放量

3） 重金属与化学需氧量排放量关系。工业化学需氧量排放量

4 结论

水体中金属污染具有富集性、不可降解性等特点，已经对我国各大江河湖库造成了严重污染，影响人类和其他生物的健康和生存，因此，提高对水体中重金属污染的成因认识，了解水体污染物排放对几大重金属的影响，加强对水体重金属污染排放的控制，显得尤为重要。采用数据挖掘关联规则Apriori算法，对近十年来的全国污染物和重金属排放量数据利用weka进行离散化处理后，获取相关的关联规则知识，分析了工业、生活两方面的废水排放量、氨氮排放量、化学需氧量与水体重金属汞、镉、铅含量之间的关系 ，从而对水体重金属污染进行预警，对水体重金属污染的预防和治理的决策上起到了一定的指导作用，帮助控制环境污染。

参考文献：

[1] 邱小香，朱海燕.水体重金属的污染及其处理方法[J].湖南农业科学，2010（14）：34-35.

[2] 周启艳，李国葱，唐植成.我国水体重金属污染现状与治理方法研究[J].轻工科技，2013（4）：98-99.

[3] 李梅，张阳，蔡晓妍.关联规则挖掘在学生成绩分析中的应用[J].中国电力教育，2014（20）：94-95.

[4] 司晓梅.数据挖掘中关联规则的研究及应用[D].武汉：武汉理工大学，2007.

[5] 罗毅.中国环境统计年报2011[N].中国环境科学出版社，2012-12-1（1）

[6] 秦亮曦，史忠植.关联规则研究综述[J].广西大学学报：自然科学版，2005，30（4）：310-317.

[7] 吴昊.基于关联规则的道路交通事故数据挖掘的研究[D].长春：吉林大学，2005.

工业废水对水体的污染范文第2篇

早在18世纪，英国由于只注重工业发展而忽视了水资源保护，大量的工业废水废渣倾入江河，造成泰晤士河污染，使其基本丧失了利用价值，从而制约了经济的发展，同时也影响到人们的健康、生存。之后经过百余年治理，投资5亿多英镑，直到20世纪70年代，泰晤士河水质才得到改善。19世纪初，德国莱茵河也发生严重污染，德国政府为此运用严格的法律和投入大量资金致力于水资源保护，经过数十年不懈努力，在莱茵河流经的国家及欧盟共同合作治理下，才使莱茵河碧水畅流，达到饮用水标准。水质恶化也困扰着美国人。纽约市民曾以自来水质纯美而自豪，但自从寄生虫侵入密尔沃基供水系统造成100人死亡40万人致病后，水质问题备受关注，如今纽约市民每天生活在饮水不净的威胁下。环保部统计数据显示，中国城镇污水排放量占废水排放总量比例逐年提升，从2001年的53.2%上升到2012年的67.6%。2001―2012年，城镇生活污水排放量年均增量19.4亿吨，占废水排放总量年均增量的92.2%。

地表水污染

通过比较每日供水量和污水排放量，在城市地区有持久性有机污染物的河流地表水中，检查出了大量含有重金属和有机物的工业废水。许多工业废水中多种合成有机化合物的毒性明显。因此，在全国大中城市，其流过的河流地表水有大量的有机污染，尤其是持久性有机污染物污染比较严重，从而使城市水体污染，水质下降，增加污染治理成本。在很大程度上对实现可持续发展战略不利。

地下水污染

国内地下水污染可以归纳为四类：一是沿海城市过度开发海盆地海洋资源;二是地表水化学反应和农业操作所造成的盐污染;三是工业污染的石化能源产业造成的地下水水体的严重污染;四是积累垃圾，填埋场水体污染的渗透。其中，地下水污染中，农药制剂引起的农业污染涵盖更广泛的领域。如果城镇居民长期饮食受污染的食物可能导致食道癌等疾病。

城市水污染的原因

造成城市水体污染有多种因素，其中工业废水排放指标超标，固体废物大量堆积是城市水体污染最主要因素。造成城市水体污染严重的原因主要分为两类：一类是自然形成的污染，由于地质结构的溶解特性，在水汽达到一定程度时，将携带多种污染物进入水体结构，自然形成水体污染;另一类是人为因素造成的水体污染，此类水污染原因比较复杂，涉及的因素很多，比如工业废弃物、城市生活污水的污染，石化厂、制造业工厂产生的废水，养殖作业回流水污染，固体污染物积聚以及其他人为因素造成城市水体污染。

工业废水污染。工业用水供给主要用于洗涤产品、冷却设备、蒸汽水、工艺用水以及用于运送废弃物等。因此，我们可以看到，大多数在生产过程中，使用的工业用水成本非常大。工业废弃物每年产生的数量也占了垃圾总量的60%以上。

城市污水的污染。随着城市建设的步伐不断加快，城市水问题日益凸显。据统计，在城市废水中除了含有碳水化合物、蛋白质和氨基酸、动物和植物脂肪、尿素和氨、肥皂以及合成洗涤剂等物质外，还含有细菌、病毒和其他微生物是致病性的。

固体污染物积聚以及其他人为因素造成的城市水体污染。在城市发展过程中，多种原因引起水体的污染。如工业废水的SO2进入水蒸气或雨水中，就会产生化学盐类，具有较强的危险性。许多城市还没有健全的垃圾处理机制，导致垃圾过度积累，它们的随意丢弃，很有可能混入水中，或者通过化学作用使有机化合物的毒性更强或产生其他危险性质。

实施应对城市水污染的对策

首先，加强法律约束效力。法律法规是人们共同遵守的准绳，应制定保护城市水环境的地方性法律，让水系管理部门有法可依，依法行政，这样一些事情做起来会容易一些。必须对城市水污染进行积极管理，以达到预控，控制大面积产生的城市水域污染，严格执法、治理和实施，强化法律政策的执行力和落实力，推动工业经济和水污染治理的和谐发展。

其次，推动实施科学发展。坚持以人为本，转变经济发展方式，有效调整产业结构，加快生态农业发展步伐，稳步推进城市化进程，减少各类污染物的排放，完善治理系统和手段，加强企业技术改造，改善生产管理方式，推动可持续的科学发展。同时，应加强城市卫生综合管理。

再次，落实治理工作责任。单靠水利部门是无法解决城市水污染问题的，即使再加上环保部门，力量依然很小，这需要各级地方政府的强力支持，也需要中央政府的支持。没有一个强大政府的支持，许多强制性措施就难以行得通。建立城市水污染治理工作责任机制，明确责任分工，层层落实责任，有力推进治理和防范水污染工作，形成防治水污染的良性工作格局。

工业废水对水体的污染范文第3篇

一、化学需氧量的概念和原理

化学需氧量是指检测水样在强酸性条件下，由氧化剂氧化一升污水中有机物所需要的氧的量，通过化学需氧量可以大致地反映出污水中有机物的含量及水体的有机物污染程度。采用强氧化剂处理水样时，与水中的具备还原性质的各种有机物等发生氧化反应，需要消耗一定量的氧，氧需要量的多少即是化学需氧量，化学需氧量越大，则说明水体受有机物污染的情况越严重。在进行化学需氧量测定时，选择不同的氧化剂，或是测定水样中不同的还原性物质，都会造成测定值的差异，应根据具体情况和测定目的选择合适的氧化剂进行测定，并加以注明。目前比较常用的氧化剂是高锰酸钾和重铬酸钾，两种氧化物测定法各有优势。高锰酸钾法比较简便，可以用来测量水样中有机物含量的相对比较值；而重铬酸钾的氧化性能比较好，适用于测定水样中有机物的总量。在化学需氧量测定当中，也包括了水体中存在的一些无机性的还原物质，通常在成分比较复杂的有机工业废水中，有机物的量要远大于无机物的量，无机还原物影响较小，因此常用化学需氧量来测定工业废水中的有机物污染量。

二、COD值在废水检测中的应用

COD值的测定在控制水体污染、保证水排放质量及后续的废水处理过程中发挥着重要的作用。有机污染物对水体有比较大的危害性，水体中大量的有机污染物如碳水化合物、蛋白质、油脂等，容易造成水质的富营养化。这些有机物在通过微生物的分解作用过程中，需要消耗掉大量的氧气，使水体中可溶解氧的含量逐渐减少，导致水体中的鱼类和其他各种水生生物难以存活，大量死亡。在水中溶解氧耗尽后，有机物在缺氧的情况下，进行厌氧分解，产生硫化氢、氨等有毒、有害、有刺激性气味的物质，使水质恶化。采用测定废水中化学需氧量的办法，可以有效地、直观地了解到废水中有机物污染的情况，根据有机物含量标准对废水采取不同的处理办法，符合相关排放标准的，可以直接排放；不符合排放标准的，可以结合检测结果来采取相应的处理措施，对废水中的有机物进行处理，降低水体中有机污染物的含量和危害性，达到排放标准或是进入污水处理厂再处理的标准。采取间隔时间、多次进行水体化学需氧量测定的办法，可以大致上判断出有机污染物的危害程度。一般测定需间隔几天时间，如果对比前一次COD的值下降很多的话，则说明水体中含有的还原性物质主要是容易降解的有机物，其危害程度相对较轻，反之则说明污染物难降解，危害性较大。

三、检测水体COD值的方法

COD值的检测有多种方法，以重铬酸盐法为基本的测定方法，并延伸出一些其他的测定方法，它们各有优缺点，应根据实际情况选择合适的方法。1.重铬酸盐法。重铬酸盐法是现在国际上测定COD值公认的经典标准方法。因采用的氧化剂为重铬酸钾，而具有氧化性能的是高化学价的六价铬，所以这种方法被称为重铬酸盐法。该方法中采用的重铬酸钾氧化剂氧化率高、氧化性能好。重铬酸盐法测定的原理、过程如下：在硫酸酸性介质中，采用重铬酸钾为氧化剂，硫酸根为反应的催化剂，加入硫酸汞为氯离子的遮蔽剂（氯离子在反应中可对检测结果的准确性产生影响，故加入硫酸汞消除氯离子的干扰因素）。将硫酸酸度为9mol/L的消解反应液进行加热至沸腾，148℃±2℃的沸点温度为消解温度。然后将回流加热反应以水冷却反应2小时，待消解液自然冷却后，用硫酸亚铁铵溶液滴定剩余的重铬酸钾，根据硫酸亚铁铵溶液的消耗量，可计算出水样中的COD值。该方法的优点是检测结果准确、可靠，缺点是试剂用量大、水电消耗大，操作时间长，难以对水样进行大量的、快速的测定。2.快速消解法。人们为了提高重铬酸钾法的分析速度，而研究出了快速消解测定法。与重铬酸钾法的操作原理基本相同，其中将反应温度由150℃提高到165℃，将消解体系硫酸酸度由9mol/L提高到10.2mol/L，并采用微波消解技术取代传统的导热辐射加热消解的方式，消解时间由2小时减少到10~15分钟。该方法的特点是测定速度快，但由于微波炉设备的种类繁多、功率不同，难以达到最佳的消解效果和制定统一的测定标准。3.分光光度法。分光光度法实际是以重铬酸盐法为基础的衍生方法。在重铬酸钾对有机物进行氧化时，当中的六价铬会生成三价铬，而六价铬和三价铬在吸光度上值上存在差异，该方法就是利用两种不同价铬吸光值的不同和吸光值与水中COD值的关系，来达到测定水样COD值的目的。

四、结语

工业废水对水体的污染范文第4篇

城市污水是指城市中排放的各种污水和废水的统称，在城市和工业企业中通常有生活污水、工业废水和入渗地下水。排水系统，也就是将城镇的污水、废水和雨水系统有组织地排除与处理的工程设施。排水系统通常由排水管网和污水处理厂组成。这些污废水是用一个管渠系统还是用两个、三个管渠系统来排，构成了不同的排除方式，称之为排水系统的体制。

合流制排水系统

目前我国大多数城市排水体制为合流制，合流制排水系统就是将生活污水、

工业废水和雨水用一个管渠系统汇集排除的系统。这种体制有下面两种方式:

合流制

这种方式是将管渠系统分成若干排出口，将混合污水不经任何处理直接就近排入水体。这是一种合流制排水方式，国内外许多老城市几乎者是采用这种简单的排水方式。在过去，工业尚不发达，人口少，污水相对不大，采取水体的自净作用，这种排水体制被长期采用。但是在当今，科技的发展，人口增加，使污水不断增加，水质也日趋复杂，从环保卫生上来看，合流制是水环境污染的主要原因，所以在目前情况就不宜再采用这种排水体制。

截流式合流制

这种方式就是在江河岸边修建截流干管，并在合流干管与截流干管交汇设置溢流井。晴天时，混合污水全部由截流干管送至污水处理厂处理后排放:雨天时， 当混合水是超过截流干管输水能力后，其超出部分通过溢流井泄入水体。这种体制对带有较多悬浮物的初期雨水和污水都进行处理，对保护水体是有利的，但周期性地给水体带来一定程度的污染，很明显，同为合流制，它又前者优越。这种方式，对一些旧城合流制排水系统改造是可以考虑、加以采用的。

分流制排水系统

当生活污水、工业废水和雨水用两个或两个以上排水管渠排除时，称为分流制排水系统。其中排除生活污水，工业废水的系统称为污水排水系统；排除雨水的系统称为雨水排水系统。这种体制又有两种方式:

（一）完全分流制

将城市生活污水及工业废水排到污水系统和雨水排入到雨水系统的体制为 分流制。污水排至污水处理厂进行处理，雨水直接排入水体，对于新建城市、新的开发区和新建住宅小区，大都采用这种形式，分流制系统是把城市污水全部送到污水处理厂处理后排放水体，对环保卫生及防止水体污染方面无疑是比较好的排水体制。

（二）不完全分流制

只建污水排水系统，未建雨水排水系统，雨水沿着地面、道路边沟和明渠泄

入水体。对于常年少雨、气候干燥的城市可采用这种体制。 三、 排水体制的比较

排水体制的选择直接影晌到对环境的污染。直泄式合流制是不经任何处理把 混合污水排入水体，其对水体污染的严重性是不言而喻的，截流式合流制能将晴天时全部生活和工业废水及降雨时较脏的初期雨水截走，送往污水处理厂，这对保护水体是有利的，但在暴雨时，仍有部分混合污水通过溢流井进入水体，造成污染。分流制排水系统，将城市污水全部送至污水厂处理，但初期雨水未经处理直接排入水体，是其不足之处。一般情况下，分流制比截流式合流制在防止水体污染方面更为优越，而且较灵活，较易适应发展的需要，困此应用较广泛。

从基建投资方面来看，合流制只需一套管渠系统，其断面尺寸与完全分流制的雨水管渠基本相同，虽然合流制在污水泵站及处理厂规模上要大一些，造价要高一些，但在总体造价还是低于完全分流制，大约要低 20-40%。不完全分流制由于没有雨水排水系统，所以其投资最省，施工期最短，发挥效益也快，所以对于一般新建地区，地形坡度比较好，雨水又能沿坡度流入水体，为节约初期投资，可先采用不完全分流制，以后随着建设的发展，再逐步造雨水管渠。

从维护管理方面来看，合流制管渠维护管理较简单，对于管渠中的沉积物也可利用雨天的大流是来冲刷，但污水泵站、处理厂因晴雨天的排水量变化幅度较大，增加了运行管理上复杂性。相比之下分流制污水管渠和污水处理厂，流量变化不大，不致产生沉淀物，有利于污水处理厂和管渠的运行管理。

四、 排水体制选择

选择排水体制时，应当根据当地的实际条件和环保要求，通过技术经济比较来确定。

（一）新建城市

1、对于新建城市，当地形有利，在城市发展初期，可采用不完全分流制。 从卫生角度上看，虽然雨水沿着地面流动，会带入一些污染物质进入水体，但由 于最肮脏的生活污水己用污水管渠收集并加以处理，因此不致于对环境卫生产生 很大影响:从经济上看，由于只建污水管渠，造价可大为降低，这在城市发展初期具有很大经济意义;从技术土看，由于已预留雨水管渠的位置，它可随城市发 展逐步增设雨水管渠，成为较理想的完全分流制。

2、对于建设水平要求较高且面积较大的开发区城市，应采用完全分流制。

（二）旧城改造和扩建

旧城排水系统的改造和扩建，应在原排水体制的基础土加以考虑。

旧城排水系统，一般均为没有污水处理厂的合流制排水系统，污水就近排入水体，没有预留埋设其他管线的地方。因此要将它改造为完全分流制，这在经济上要花费一笔可观的费用，在技术上也十分圈难，往往难以实现。且附近水体又缺乏足够的自净能力时，才可考虑改建成其他体制。

工业废水对水体的污染范文第5篇

1．新型中小城市污水排放问题（1）生活污水排放是城市污水的主要来源随着中小城市城镇化的加快，城镇人口快速增加，城镇居民的用水量普遍高于农村居民，这也意味着城市化过程中生活污水的排放量提高较快，生活污水在城市污水中所占的比例较高，部分城市达到70—80％，但大部分中小城市污水处理厂及配套设施建设不足或运行不稳定，一些人口、经济规模较小的资源型小城市更为突出，这些城市污水处理厂需要的资金和技术力量相对薄弱，且处理厂难以取得较好的经济效益，生活污水中污染物的去除率不高，生活污水排放得不到妥善的处理，严重影响中小城市的区域水环境质量。（2）城市总体规划未充分考虑对水环境的影响新型中小城市的水环境质量是建设生态城市的基础，城市总体规划应根据水环境容量资源的空间分布情况，指导城市发展和工业生产布局、产业结构调整，这对维持城市水环境质量具有重要意义。一些中小城市规模是扩大和发展了，但是发展过程中城市设计、规划、建设以及工业布局缺乏对水环境的保护意识，水环境保护综合规划滞后，起点低，前瞻性不足，致使城市污水排放由于规划问题造成局部或大面积的水污染问题。（3）城市污水的排放加剧了水资源短缺这种现象对水资源不丰富，尤其是西北地区的一些中小城市更为突出，一方面，由于本身所处的地理位置，水资源的时空分布不均匀，水资源量小，另一方面城市的发展对水的需求量和污染不断增加，更使得水资源短缺现象更加明显，随着经济社会的快速发展、城市化进程的加快和人民生活水平的提高，如果城市污水未来得不到有效的处理，水资源的供需矛盾会更加突出，越来越成为中小城市经济社会可持续发展的制约因素。

2．新型中小城市污水排放特点（1）资源型中小城市尤其是自然资源型中小城市，往往水环境容量比较高，废水排放带来的水环境污染问题不很突出，部分人文资源性中小城市人均水资源量少，废水排放对城市水环境的影响较大；另外，一些小型的资源型城市，经济实力不大，城市污水处理设施和运行不足，对废水中（尤其是生活污水）污染物的去除亟待提高。（2）经济型中小城市一般经济比较发达的城市由于经济和人口的发展这种类型的城市生活污水和工业废水产生量均较大，但城市水环境容量大部分不高，废水排放对环境的影响往往比较突出，但这些城市经济实力较强，环保投入大，大部分城市污水处理率较高，一定程度缓解了城市发展废水排放对水环境的影响。（3）资源经济综合型中小城市社会经济比较发达，人文或自然环境优势也比较明显，且生态环境的特色也比较鲜明。这类城市在当今各中小城市积极创建宜居和生态型城市的背景下，注重强调城市建设的和谐、环境优美、宜居性，城市往往比较重视水环境保护，也有经济实力对废水进行有效处理，废水的处理率较高，整体水环境质量相对经济型中小城市要好。但也有个别城市发展基础比较薄弱的城市，处于工业化和城市化与的快速进程之中，水环境质量让人堪忧，城市污水中污染物的去除率有待提高。

二、实证分析———池州市生活污水和工业废水及COD排放及影响对比

池州市位于安徽省西南部，2000年撤区建市，2013年底城市人口29．55万，是典型快速发展中的新型资源型小城市，生态环境的特色鲜明，在宜居和生态型城市的背景下，注重水环境保护，但经济实力不大，发展基础比较薄弱，城市排水管网和污水处理厂建设不足，城市污水中污染物的整体去除率不高，对水环境有一定的影响。

（一）池州市生活污水和工业废水及COD排放对比1．池州市生活污水和工业废水排放量变化池州市城市生活污水和工业废水是城市污水排放的主要污染源，两者排放量一直占城镇污水排放总量的90％以上［13］。2000－2013年池州市城镇生活污水和工业废水的排放情况见图1。由图1可知：（1）2000－2013年池州市的生活污水和工业废水排放总量整体呈上升趋势；生活污水排放量高于工业废水的排放量（2007年除外）；其增长速度较快。（2）生活污水的排放量呈逐年上升趋势。2000－2007年生活污水排放量增加稍缓；2008年后生活污水排放量增加明显，至2012年一直维持较高的比例（70％左右），2013年比例稍有下降。（3）工业废水的排放量呈先上升后缓慢下降的趋势。2000－2007年工业废水一直呈上升态势，2007年工业废水排放唯一一次超过生活污水，主要原因是池州市第一次污染源普查基准年是2007年，拓展了普查范围，2008－2012年工业废水排放增长幅度很小，且有放缓和减少的趋势。（4）生活污水排放量一直在增加，在总量中的比例却经历了先下降后上升的趋势。尤其是2007年后生活污水增长明显，比例越来越高；这也显示池州市工业废水减排效果比较明显，工业废水排放放缓。这和学者周璇［14］分析工业废水曲线形状为N型的区域中安徽在2007年达到第二个拐点，即工业废水排放量在拐点之前随着经济增长而增加，拐点之后便开始减缓和逐年下降的研究结果基本相符。2．池州市生活污水和工业废水中COD的排放变化2000－2013年池州市的生活污水和工业废水中COD排放及比例对比见图2。由图2可知：（1）2000－2011年废水中COD的排放总量经历了先上升后缓慢下降的趋势，2000－2004年增长幅度较小，2005年激增到最高量21093吨后，虽有缓慢下降的趋势，但一直维持相对较高的排放量。（2）生活污水COD的排放量2010年前一直呈上升趋势，2010年以后由于池州市清溪和城东污水处理厂对COD的削减，排放量有所下降，但不明显；拐点出现在2008年，生活污水COD排放首次超过工业废水，之后两者之间的比例差距越来越大，2013年甚至达到5：1。（3）2000－2004年池州工业发展迟缓，COD排放变化不大，2005年由于贵池工业园区和青阳经济开发区的相继投入使用，而园区污水处理建设未跟上，导致2005年工业COD的排放量激增，达到最高量14401吨，之后各园区污水处理厂相继建设和投入使用，加上工艺的改进，工业COD的排放量和比例逐渐下降，2008年首次低于生活COD的排放比例，之后减排明显，所占的比例下降较快。3．池州市生活污水和工业废水中COD去除率对比工业废水排放达标率和生活污水集中处理率不能真正反映COD的去除情况。由每年工业COD的去除量和各污水处理厂COD减排量，分别除以每年工业COD的产生量和城镇生活污水未处理前COD的排放量来计算COD的去除率。2006－2013年池州市生活污水和工业废水COD去除率见对比见图3。（2006年首次统计工业废水COD的去除量，2008年池州市第一座污水处理厂运行。工业废水COD的去除率上升比较明显，由2006年的21．1％增加到2013年的86．7％，尤其是2010－2013年COD减排明显。生活污水COD的去除率由2008年的2．8％上升到2013年的26．3％，生活污水COD去除率较低。这和生活污水COD排放超过工业废水后两者之间的比例差距越来越大的情况吻合。

（二）池州市生活污水和工业废水及COD排放对河流的贡献1．2012年池州市生活污水和工业废水排放流域分布生活污水和工业废水的排放对环境的影响主要表现在对地表水体的影响。近3年（2011－2013年）COD排放总量变化不大，2012年最高，以2012年为分析年。池州市各流域生活污水和工业废水排放量对比见图4。长江干流、黄湓河和尧渡河生活污水明显高于工业废水的排放，尤其是长江干流容纳池州市城镇生活污水排放总量的51．2％。九华河、白洋河和秋浦河受工业废水影响较大，其中九华河和白洋河受工业废水影响大于生活污水的影响，主要源于贵池区工业废水的排放。2．池州市生活污水和工业废水中COD的排放量流域分布池州市生活污水和工业废水中COD排放流域分布对比见图5。除九华河和白洋河外，各河流生活污水COD排放均明显高于工业废水COD的排放，生活源COD主要集中在长江干流、青通河、秋浦河、黄湓河和尧渡河；工业源COD排放主要集中在长江干流、九华河、青通河和秋浦河。其中长江干流接纳生活源的51．2％和工业源的46．6％，主要原因是池州市贵池区人口、工业集中，生活源和工业源COD的排放量均较大。3．池州市COD排放对各流域水环境质量影响各流域接纳工业源和生活源COD排放总量及比例见图5、图6。池州市各河流COD环境容量的大小依次为长江干流、秋浦河、黄湓河、龙泉河、白洋河、九华河、青通河和尧渡河，容量分别为144218、16142、8764、6660、5673、3507、2488和1491t／a（《池州市水环境容量核定技术报告》），城市污水排放总量均小于各河流的水环境容量，2012年池州市地表水质符合国家《地表水环境质量标准》（GB3838－2002）水质标准限值的测次所占比例分别为Ⅰ类2．0％，Ⅱ类75．3％，Ⅲ类22．0％，Ⅳ类的占0．7％，整体水质良好，且水质与往年无明显变化。池州市地表水体环境质量整体为优良，城镇生活污水和工业废水COD的排放对池州市各流域整体影响不大，未超过河流的自净能力，压力比较大的是青通河和尧渡河，水环境容量小，再加上面源污染，河流水质受到影响较大。

（三）分析1．池州市工业废水COD的减排效果比较明显，反映了环境污染技术、治理投资、工业园区建设和产业结构等措施的效果，取得较大的成效。虽然池州市工业废水和工业COD排放强度比安徽省平均水平稍高，有一定的减排空间，但工业COD排放量总量并不大，未来工业COD的减排趋势会放缓甚至有所增长，工业COD减排空间不大。2．城镇生活污水处理量和城镇生活污水排放量增加不匹配是造成池州市城镇生活污水COD排放量大的主要原因。各污水处理厂处理水量相对于生活污水排放量太小，生活污水COD减排的空间较大，未来COD减排主要在生活污水方面。3．池州市水体污染物相对于水环境容量仍有较大的排放空间，但维持良好的水环境质量，保持生态优势，对水环境的保护仍不容懈怠。深入分析地表水环境容量和人口分布、生产力布局之间的内在联系，根据容量资源的空间分布情况，指导城镇发展和生产布局、产业结构调整，对维持地表水环境质量具有重要意义。

三、新型中小城市水环境保护启示

1．新型中小城市未来发展对废水处理的压力和优势“十二五”规划将节能减排作为约束性指标，这对中小城市发展提出了严格的要求。一方面是约束性指标对废水中污染物排放的限制，另一方面是城镇人口的与日俱增和工业的发展，人们生活水平的提高，导致城市污水量显著增加。在城市发展不再以牺牲生态环境的背景下，要求在城市发展的同时，生态环境不再继续被破坏，进而在一定程度上得到改善，城市污水处理会是中小城市未来环境保护的重点之一，压力不言而喻；部分经济和技术实力不强的中小城市在水污染控制方面压力会更明显。但另一方面也应看到，中小城市发展可以扬长避短，集中比较多的优势条件，容易创造比较宜人的城市人居环境及经济社会发展的良好环境。一方面城市规模不大，在发展过程中的环境相对大城市较简单，环境问题的解决也相对容易些；另一方面不像大城市牵扯更多地区、部门，许多中小城市，尤其是小城市可以一体化发展，直接作为一个整体考虑，以保护城市环境为目的的发展控制政策更容易执行、效果的显现也在短时间内比较明显。