姜 偉,黃 衛(wèi)

(1.江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院,江蘇 南京 210036;2.江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心,江蘇 南京 210036)

·環(huán)境預(yù)警·

集中式飲用水水源地環(huán)境監(jiān)控預(yù)警體系構(gòu)建

姜 偉1,黃 衛(wèi)2

(1.江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院,江蘇 南京 210036;2.江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心,江蘇 南京 210036)

系統(tǒng)闡述了集中式飲用水水源地環(huán)境監(jiān)控預(yù)警體系構(gòu)建的內(nèi)容和要素,并介紹了如何建立由風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)和預(yù)警響應(yīng)系統(tǒng)等組成的水源地監(jiān)控預(yù)警平臺,以實(shí)現(xiàn)水源地環(huán)境監(jiān)控預(yù)警信息和技術(shù)的統(tǒng)一管理和資源共享,為飲用水安全保障提供決策支持。

飲用水水源地;環(huán)境監(jiān)控;預(yù)警;體系構(gòu)建

0 引言

隨著中國社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、快速發(fā)展,供水安全問題日益突出。2005年全國集中式水源地水質(zhì)常規(guī)項(xiàng)目監(jiān)測結(jié)果顯示,中國有近 20%的集中式飲用水水源地水質(zhì)超標(biāo),尤其是河流型水源地水質(zhì)狀況相對較差;全國 56個城市的 206個集中式飲用水水源地有機(jī)污染物監(jiān)測結(jié)果顯示,水源地受到132種有機(jī)污染物的污染,其中 103種屬于國內(nèi)或國外優(yōu)先控制的污染物,鄰苯二甲酸二丁酯、氯仿、二氯甲烷、苯、鄰苯二甲酸二酯的檢出率分別高達(dá)50.0%、45.2%、44.8%、37.2%和 35.1%[1]。較差的環(huán)境本底使飲用水水源地的水質(zhì)安全顯得十分脆弱,加之存在飲用水水源保護(hù)的法律法規(guī)不夠完善,保護(hù)區(qū)的劃分管理不到位,保護(hù)區(qū)內(nèi)污染源未得到嚴(yán)格控制,農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷日益加大,上游來水水質(zhì)不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)等因素,不少水源地存在較大的污染事故風(fēng)險(xiǎn)隱患。2005年 11月,松花江重大突發(fā)污染事件導(dǎo)致哈爾濱市停水 4天;2007年 5月,江蘇無錫太湖藍(lán)藻提前爆發(fā),造成當(dāng)?shù)?00萬居民的供水危機(jī)。雖集中式飲用水水源地污染事故頻發(fā),但中國將水源地作為一個特殊、脆弱的安全易損受體,開展環(huán)境安全及突發(fā)污染事件應(yīng)急管理技術(shù)和管理機(jī)制的研究,目前尚處于起步和探索階段[2],急須開展相關(guān)研究,盡快建立和完善以集中式飲用水水源地保護(hù)為核心的全方位的水源地環(huán)境監(jiān)控預(yù)警體系。

1 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)

1.1 水質(zhì)預(yù)警站建設(shè)

目前,各地飲用水水源地自動站建設(shè)尚不到位,且已建設(shè)的水源地水質(zhì)自動站通常在水廠取水口附近設(shè)置采樣點(diǎn),加之自來水廠實(shí)驗(yàn)室自檢或委托送檢時間的滯后,往往發(fā)現(xiàn)水質(zhì)異常時,大量受污染的來水已經(jīng)進(jìn)入供水管網(wǎng)。可以采用《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》中的二維水質(zhì)模型,計(jì)算并確定一級、二級和準(zhǔn)保護(hù)區(qū)范圍,根據(jù)實(shí)地情況、污染源分布以及水文條件等,選擇在一級或二級保護(hù)區(qū)邊界附近建設(shè)水源地水質(zhì)預(yù)警站。對于一般河流型水源地,設(shè)在取水口上游 1 000 m處或 3 000 m處。水質(zhì)預(yù)警站的監(jiān)測斷面應(yīng)設(shè)置在水廠取水的主要匯水通道上,這樣可以盡可能地監(jiān)控到上游來水的水質(zhì)和水量情況。

水質(zhì)預(yù)警站可根據(jù)地表水體的特點(diǎn),配置五參數(shù)、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮分析儀,總有機(jī)碳、總酚在線監(jiān)測儀,葉綠素 a、藍(lán)綠藻在線監(jiān)測儀,綜合生物毒性在線監(jiān)測儀等[3]。有條件的地區(qū)可在水質(zhì)預(yù)警站理化指標(biāo)監(jiān)測的基礎(chǔ)上,在水廠取水入管前,同步采集源水開展生物綜合毒性預(yù)警監(jiān)測,如選擇合適的指示魚種,通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)在線觀測魚體運(yùn)動狀態(tài)從而達(dá)到在第一時間掌握水廠來水水質(zhì)的目的。

1.2 固定式污染源在線監(jiān)測

按照國家規(guī)定,飲用水水源一級保護(hù)區(qū)內(nèi)不得新建、改建、擴(kuò)建與供水設(shè)施和保護(hù)水源無關(guān)的建設(shè)項(xiàng)目、設(shè)施;二級保護(hù)區(qū)內(nèi)不得新建、改建、擴(kuò)建排放污染物的建設(shè)項(xiàng)目、設(shè)施;一級、二級保護(hù)區(qū)內(nèi)均不得設(shè)置排污口。飲用水水源準(zhǔn)保護(hù)區(qū)內(nèi)已建的建設(shè)項(xiàng)目和設(shè)施,其污水必須達(dá)標(biāo)排放或截入污水管網(wǎng)集中處理。應(yīng)在準(zhǔn)保護(hù)區(qū)邊界以內(nèi)所有污染源廢水排口和市政污水排口安裝自動在線監(jiān)測設(shè)備,對影響較大的風(fēng)險(xiǎn)源加設(shè)視頻監(jiān)控設(shè)施。

1.3 流動式污染源跟蹤監(jiān)管

地處開放式、流動性、多功能水域的水源地易受突發(fā)性水污染事故影響,而船舶是造成突發(fā)污染事故的主要流動式風(fēng)險(xiǎn)源[4]。運(yùn)輸石油或化學(xué)品的船舶在發(fā)生碰撞、擱淺等事故時,易造成大量溢油或有毒有害物質(zhì)泄漏。因此,必須加強(qiáng)對運(yùn)輸船只污染防治設(shè)施的監(jiān)管,可結(jié)合交通運(yùn)輸全球定位系統(tǒng) (GPS)、安全監(jiān)管系統(tǒng)、水上船舶交通管理系統(tǒng) (VTS)等,強(qiáng)化對流動式污染源的跟蹤監(jiān)管[5]。例如,通過VTS對水源保護(hù)區(qū)上游和保護(hù)區(qū)附近航道的運(yùn)輸船舶發(fā)出警示,提請注意防范交通事故、控制船舶污染和事故報(bào)警等。

1.4 保護(hù)區(qū)巡查與視頻監(jiān)控

按照國家規(guī)定,水源保護(hù)區(qū)應(yīng)建立圍墻、圍柵或標(biāo)志牌,水源地實(shí)施全封閉管理,并指定專人負(fù)責(zé)巡視,禁止或嚴(yán)格控制人類在該范圍內(nèi)從事可能影響水源地水質(zhì)的活動。地方政府應(yīng)組織水利、環(huán)保、供水等部門定期開展水源地聯(lián)合巡查,及時查處發(fā)現(xiàn)的問題。為有效防范人為投毒、非法傾倒有毒有害危險(xiǎn)廢物等行為,有條件的地區(qū)可在事故易發(fā)點(diǎn)安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng),采用先進(jìn)的“全球眼”和光纖傳輸技術(shù),與公安部門報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)第一時間取證以提高執(zhí)法效能。

1.5 實(shí)驗(yàn)室深度分析能力建設(shè)

集中式飲用水水源地一級、二級保護(hù)區(qū)水質(zhì)必須達(dá)到國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)表 1中基本項(xiàng)目 (24項(xiàng))的Ⅱ類、Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),同時水源地水質(zhì)要符合表 2中補(bǔ)充項(xiàng)目 (5項(xiàng))以及地方政府從表 3(80項(xiàng))中選擇的特定項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)限值要求。負(fù)責(zé)飲用水水源地環(huán)境質(zhì)量例行監(jiān)測的實(shí)驗(yàn)室,對自身不具備能力的項(xiàng)目可以委托其他有資質(zhì)能力的實(shí)驗(yàn)室開展。這樣做一方面有利于在開展常規(guī)項(xiàng)目例行監(jiān)測的同時,定期開展其他有毒有害污染物監(jiān)測,以便全面掌握飲用水源地的水質(zhì)狀況;另一方面,為事故排查時特征污染因子來源分析提供技術(shù)支撐,同時定期開展水源地水質(zhì)自動監(jiān)測站數(shù)據(jù)比對和質(zhì)量控制,以確保自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可比性。

2 水源地監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)

2.1 水質(zhì)預(yù)測模型建立

采用先進(jìn)的 InfoWorks RS等應(yīng)用軟件進(jìn)行模擬計(jì)算,利用水力學(xué)圣維南方程組構(gòu)建水源地水域的流速場,再應(yīng)用水質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化方程求解該水域的濃度場,以水源地水質(zhì)預(yù)警站和污染源在線監(jiān)測結(jié)果作為水質(zhì)預(yù)測模型的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和污染源強(qiáng),最終構(gòu)建由衰減污染物模型、溫度模型和溶解氧模型等組成的飲用水水源地水質(zhì)預(yù)測模型[3]。

選擇 CODMn、溶解氧、總氮、總磷和生物綜合毒性等項(xiàng)目作為預(yù)警指標(biāo),確定各預(yù)警指標(biāo)影響權(quán)重,以國家地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)為評價標(biāo)準(zhǔn),采用加權(quán)重的綜合污染指數(shù)確定水質(zhì)狀態(tài)級別 (理想、良好、一般、較差、惡劣等),再對水質(zhì)在時間上的變化速率 (R)進(jìn)行定量描述,同時結(jié)合取水口指示生物視頻觀測結(jié)果,對水質(zhì)近期的變化趨勢發(fā)出水質(zhì)良好或黃色、橙色和紅色三級報(bào)警信號。

2.2 污染事故應(yīng)急預(yù)案

污染事故應(yīng)急預(yù)案包括 3個部分:一是固定式污染源污染事故應(yīng)急預(yù)案,二是流動式污染源污染事故應(yīng)急預(yù)案,三是水源地事故應(yīng)急預(yù)案,分別由相關(guān)排污企業(yè)、船舶運(yùn)輸管理部門和自來水廠負(fù)責(zé)完成,共同組成飲用水水源地環(huán)境污染事故應(yīng)急預(yù)案,并最終作為一個專項(xiàng)預(yù)案納入城市環(huán)境污染事故應(yīng)急體系[6]。應(yīng)建設(shè)兩個或兩個以上相對獨(dú)立的取水水源地,或與相鄰地區(qū)簽訂應(yīng)急飲用水源協(xié)議,實(shí)行供水管道聯(lián)網(wǎng)。根據(jù)水質(zhì)預(yù)測模型發(fā)出的報(bào)警級別及時開展現(xiàn)場排查,跟蹤送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行深度分析的樣品,研判主要污染物質(zhì)和特征因子,并報(bào)告當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門對排污企業(yè)進(jìn)行定向溯源性監(jiān)督監(jiān)測和環(huán)境監(jiān)察,追究違法排污的責(zé)任,在已危及飲水安全時對排污單位采取限排措施。當(dāng)發(fā)生污染事故時,按照屬地為主、分級響應(yīng)的原則啟動相應(yīng)級別的應(yīng)急預(yù)案,開展應(yīng)急處置工作[3]。

2.3 預(yù)警聯(lián)動響應(yīng)機(jī)制的建立

加拿大、法國、美國等國通過設(shè)置流域管理機(jī)構(gòu)或水文議會進(jìn)行水源管理,這些機(jī)構(gòu)主要負(fù)責(zé)水量控制、水質(zhì)監(jiān)測、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和管理措施制定[7]。目前,中國尚未設(shè)置專門的飲用水水源管理機(jī)構(gòu),水利、環(huán)保、衛(wèi)生等多個部門均有相應(yīng)的管理職能,但各部門之間缺乏統(tǒng)一高效的管理機(jī)制[8]。應(yīng)組織水利、環(huán)保、建設(shè)、衛(wèi)生等部門編制飲用水安全保障規(guī)劃報(bào)本級人民政府批準(zhǔn)后實(shí)施,進(jìn)一步明確部門分工,同時建立各部門聯(lián)防聯(lián)控的預(yù)警聯(lián)動響應(yīng)機(jī)制。首先,建立多部門參加的水源地保護(hù)聯(lián)席會議制度,根據(jù)污染源和水質(zhì)預(yù)警站在線監(jiān)測數(shù)據(jù)以及實(shí)驗(yàn)室常規(guī)項(xiàng)目例行監(jiān)測和有毒有害污染物深度分析結(jié)果,對水源地水質(zhì)狀況進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估和安全預(yù)警,加大公共財(cái)政對飲用水源地保護(hù)的投入和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整力度。其次,建立污染事故應(yīng)急處置協(xié)同機(jī)制,根據(jù)預(yù)警級別啟動應(yīng)急響應(yīng)程序,各相關(guān)部門按照污染事故應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行應(yīng)急處置,最大限度地減少污染損失。

2.4 信息發(fā)布與公眾參與

環(huán)保、水利、建設(shè)等部門應(yīng)加強(qiáng)水源地監(jiān)控范圍內(nèi)的污染源和水質(zhì)水量監(jiān)測,依法發(fā)布水源地環(huán)境狀況公報(bào)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)水量和水質(zhì)未達(dá)到國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求時,及時向地方人民政府報(bào)告,并及時向有關(guān)部門和可能受到影響的供水單位通報(bào)。在發(fā)生水污染事故及自然災(zāi)害等緊急情況影響正常供水時,立即啟動應(yīng)急預(yù)案,并向社會公布信息。

隨著公眾對飲水安全的認(rèn)知和關(guān)注度的不斷提高,在水源水環(huán)境信息公開滿足公眾環(huán)境知情權(quán)的基礎(chǔ)上,應(yīng)拓展和暢通公眾參與水源地環(huán)境保護(hù)和安全監(jiān)控的途徑,如明示環(huán)境違法行為舉報(bào)電話,引入社會團(tuán)體參與水源地環(huán)境監(jiān)督等。

2.5 監(jiān)控預(yù)警平臺建設(shè)

當(dāng)?shù)卣畱?yīng)責(zé)成相關(guān)職能部門牽頭建設(shè)水源地監(jiān)控預(yù)警平臺。該平臺由風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)和預(yù)警響應(yīng)系統(tǒng)等組成。采用先進(jìn)的信息管理平臺建設(shè)技術(shù),建立涵蓋水質(zhì)預(yù)警站自動監(jiān)測、固定式污染源在線監(jiān)測、流動式污染源跟蹤監(jiān)管、保護(hù)區(qū)視頻監(jiān)控和實(shí)驗(yàn)室深度分析等子系統(tǒng)組成的水源地風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。經(jīng)水質(zhì)預(yù)測模型計(jì)算,及時通過信息發(fā)布系統(tǒng)向政府相關(guān)部門和社會公眾發(fā)布水源地環(huán)境狀況、水質(zhì)水情預(yù)報(bào)和水質(zhì)變化趨勢。發(fā)生污染事故時及時發(fā)出水質(zhì)異常報(bào)警,通過預(yù)警響應(yīng)系統(tǒng)為各相關(guān)部門和單位的聯(lián)動響應(yīng)和應(yīng)急處置提供技術(shù)支持。

3 結(jié)語

對飲用水水源地環(huán)境安全進(jìn)行全面監(jiān)控和準(zhǔn)確預(yù)警是建立健全飲用水安全保障體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié),建立集中式飲用水水源地環(huán)境監(jiān)控預(yù)警體系是各級政府必須承擔(dān)的一項(xiàng)公共服務(wù)職能。針對我國水源地污染事故頻發(fā)的現(xiàn)狀,以及城市供水行業(yè)引入市場機(jī)制和產(chǎn)權(quán)多元化的發(fā)展趨勢,各級政府建立水源地環(huán)境監(jiān)控預(yù)警體系尤為迫切。建立水源地環(huán)境監(jiān)控預(yù)警體系必將為飲水安全動態(tài)監(jiān)控、環(huán)境預(yù)警決策和事故應(yīng)急處置等能力的提升起到極大的促進(jìn)作用。

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EnvironmentalM on itoring and EarlyWarn ing System Construction of Centralized DrinkingWater Sources

J IANGWei1,HUANGWei2
(1.Jiangsu ProvincialAcademy of Environmental Science,Nanjing,Jiangsu 210036,China;2.Jiangsu Provincial EnvironmentalMonitoring Center,Nanjing,Jiangsu 210036,China)

The content and elem ents of environm entalm onitoring and early w arning system construction of centralized drinking w ater sources were system atically expounded in the research.The w ater source m onitoring and early w arning platform consisted of risk m onitoring system,inform ation release system and early w arning response system.The inform ation and technologies of w ater source m onitoring and early warning could be unified m anaged and shared through the platform.It w ould provide decision support for the security and guarantee of drinking w ater.

drinking w ater source;environm ental m onitoring;early w arning;system construction

X 323

C

1674-6732(2010)-06-0005-03

10.3969/j.issn.1674-6732.2010.06.002

2010-03-01

姜偉 (1968—),男,高級工程師,本科,從事環(huán)境科研與環(huán)境影響評價工作。