顏 濤，李恒慶，王東安，潘 光

（山東省環(huán)境監(jiān)測中心站，山東 濟南 250013）

山東省環(huán)境應急演練污染標示物釋放實驗

顏 濤，李恒慶，王東安，潘 光

（山東省環(huán)境監(jiān)測中心站，山東 濟南 250013）

山東省環(huán)境應急演練要求投放污染標示物進行真實性監(jiān)測。為了保證演練順利開展，選擇三氯化鐵作為污染標示物，在勝利河郭家橋—四馬橋11.34 km河段進行了釋放實驗。實驗結果證明三氯化鐵做標示物是可行的，并對三氯化鐵的釋放流量、演練需用量和河段的沉降系數(shù)進行了確定。

環(huán)境應急演練；污染標示物；三氯化鐵；釋放

按照環(huán)保部統(tǒng)一部署，山東省環(huán)保廳于2011年8月份組織山東省環(huán)境監(jiān)測中心站成功舉行了環(huán)境應急監(jiān)測演練活動。為提高全省環(huán)境應急監(jiān)測水平，體現(xiàn)“超標即應急”工作思想和實踐通過“調查性監(jiān)測、重點性監(jiān)測、溯源性監(jiān)測和鎖定性監(jiān)測”等步驟來確定污染源的“快速溯源法”[1]，省廳組織全省17地市開展山東省環(huán)境應急演練活動。為使應急監(jiān)測演練更貼近現(xiàn)實，省廳要求投放污染標示物進行真實性監(jiān)測，以達到實戰(zhàn)目的。為了確保演練活動的順利開展，在沒有經(jīng)驗可以借鑒的情況下，省站在演練河段進行了多次驗證性監(jiān)測實驗，花費了大量的財力、人力和物力，筆者認為有必要將實驗結果總結成文，為以后開展類似的應急監(jiān)測演練活動提供一些數(shù)據(jù)支持和經(jīng)驗。

1 污染標示物

根據(jù)應急監(jiān)測演練的要求及地市監(jiān)測能力，選擇總鐵（T-Fe） 作為污染指標，選擇三氯化鐵作為污染標示物。三氯化鐵為紅色固體，易溶于水，20°C溶解度為92 g/100 ml[2]。演練實驗購買某化工公司生產(chǎn)的濃度為45%的三氯化鐵溶液（Fe3+濃度為16%），呈強酸性，深紅褐色。

實驗所用三氯化鐵溶液的毒性在于其強酸性，以及進而帶來的強烈腐蝕性。三氯化鐵溶液釋放入河流時，會立即分布均勻，其濃度大幅降低，河水pH值略微下降，不再具有腐蝕性。另一方面三氯化鐵是一種水質凈化絮凝劑，會將河水中污染物聚集成絮狀物，絮狀物將三氯化鐵包裹起來，使其毒性進一步降低，不僅不會對河流水環(huán)境造成危害，還能起到凈化水體的作用[3～4]。

2 實驗河段及標示物釋放點位

實驗在山東省濱州市鄒平縣勝利河上進行，勝利河從袁家橋入境，自南向北流入小清河。勝利河為人工開鑿河，河道平直，其上橋梁眾多，附近道路交通方便。三氯化鐵在勝利河郭家橋斷面中心水流最快處釋放。標示物釋放點位見圖1。

圖1 標示物釋放點位和監(jiān)測點位分布

3 監(jiān)測點位與分析方法

3.1 監(jiān)測點位

在勝利河釋放點位下游依次布設史辛橋、牛家橋、勝利大橋和四馬橋4個監(jiān)測點位，各點位與釋放點位的距離詳見表1。

表1 監(jiān)測點位布設

3.2 分析方法

T-Fe的測定采用鄰菲啰啉分光光度法[5]；

pH值的測定采用玻璃電極法[6]。

4 標示物釋放實驗

4.1 標示物釋放流量公式的建立

標示物釋放流量公式為:

其中:

Q’——釋放三氯化鐵溶液的流量（m3/h）；

Q——河流最終監(jiān)測斷面（四馬橋） 的流量（m3/h）；

c——鐵離子的要求檢出濃度（mg/L）；

c0——鐵離子的河流本底濃度（mg/L）；

16%——所購三氯化鐵溶液中Fe3+濃度；

r——鐵離子總沉降系數(shù)r（無量綱）；

ρ——所購三氯化鐵溶液釋放時密度（1.42 g/ml）。

4.2 河流背景參數(shù)值測定

河流背景參數(shù)值詳見表2。

4.3 理論標示物釋放流量的計算

勝利河鐵離子本底值c0為1.20mg/L，要消除本底鐵離子對應急監(jiān)測的干擾，要求最終監(jiān)測斷面 （四馬橋） 的鐵離子檢出濃度c必須達到3mg/L。另外，在沒有參考資料可借鑒的情況下，鐵離子總沉降系數(shù)r初步設定為0.50，則理論三氯化鐵釋放流量為:

4.4 理論釋放流量下標示物濃度分布監(jiān)測

以0.72 m3/h的理論流量釋放三氯化鐵，測定各監(jiān)測點位pH值和T-Fe濃度，結果見表3。

從表3可以看出:（1） 以0.72 m3/h的流量釋放三氯化鐵溶液不會引起各監(jiān)測點位pH的顯著變化；（2） 各監(jiān)測點位東、中、西3個點位監(jiān)測結果一致，說明在各監(jiān)測斷面河水中T-Fe分布是均勻的； （3） 在2#斷面中間點位T-Fe濃度已降低至1.86mg/L，不能滿足檢出濃度3mg/L的要求，故實驗需增大標示物的釋放流量。

表3 理論釋放流量下T-Fe濃度分布

4.5 調整釋放流量后標示物濃度分布監(jiān)測

將三氯化鐵釋放流量提高一倍至1.44 m3/h，測定各監(jiān)測點位pH值和T-Fe濃度，結果見表4。

表4 調整釋放流量后T-Fe濃度分布

由表4可以看出: （1） 以1.44 m3/h的流量釋放三氯化鐵溶液也不會引起各監(jiān)測點位pH的顯著變化； （2）第7、8批樣品T-Fe監(jiān)測結果呈現(xiàn)出標示物隨距離的遞減規(guī)律，而且兩批結果比較一致，說明標示物進入釋放—沉降—排放的穩(wěn)定狀態(tài)； （3） 到達4#斷面時，兩批樣品TFe濃度分別為3.14mg/L和3.83mg/L，符合TFe濃度檢出要求。

4.6 鐵離子實際沉降系數(shù)的計算

由標示物釋放流量公式Q'=Q（c-c0）×10-6/16%（1-r）ρ推導出鐵離子沉降系數(shù)計算公式為:

根據(jù)該公式和表4中T-Fe濃度值計算釋放點位至各監(jiān)測點位的實際沉降系數(shù)，結果見表5。

由表5可以看出: （1） 鐵離子沉降系數(shù)r隨距離的增加而增大； （2） 釋放點至最終監(jiān)測斷面（4#四馬橋） 河段鐵離子總沉降系數(shù)為0.684。

4.7 標示物用量的計算

根據(jù)應急演練的要求，標示物現(xiàn)場演練釋放2 d，保障性釋放1 d，共釋放3 d（72 h），則應急演練前必須準備的標示物總量m（t） 為:

表5 釋放點位至各監(jiān)測點位的沉降系數(shù)

5 實驗結論

（1） 三氯化鐵是一種水質凈化絮凝劑，對水體有凈化作用，而且在水中能快速分布均勻。釋放實驗證明選用45%三氯化鐵溶液作為應急演練標示物是可行的。

（2） 以1.44 m3/h的流量釋放三氯化鐵溶液，此釋放速度不會引起各監(jiān)測點位pH的顯著變化。

（3） 以1.44 m3/h的流量釋放三氯化鐵溶液，勝利河郭家橋至四馬橋11.34 km河段標示物的實際沉降系數(shù)為0.684。

（4） 實驗條件下 （ 河水流量45 270 m3/h），一次應急演練三氯化鐵溶液總用量為147 t。

（5）實際應急演練時，應根據(jù)河水流量大小改變三氯化鐵溶液釋放流量，二者成正比關系。

[1]周雁凌，季英德.練真功夫比真水平山東開展環(huán)境應急演練暨監(jiān)察監(jiān)測技術 比 武 [N/OL].（ 2011-11-29）[2011-12-03]http://www.cenews.com.cn/xwzx/zhxw/qt/201111/t20111126_709431.html.

[2]化工部天津化工研究院等.化工產(chǎn)品手冊:無機化工產(chǎn)品[M].北京:化學工業(yè)出版社，1993.

[3]江霜英，高廷耀，張文均.復合混凝劑CAF的研制與凈水效果試驗[J].化工環(huán)保， 2000，20（ 5）:32-35.

[4]李新民.PFC在水處理中的應用試驗[J].化工環(huán)保，2004（S1）:365-367.

[5]國家環(huán)境保護局.（HJ/T 345─2007）水質 鐵的測定 鄰菲啰啉分光光度法（ 試行）[EB/OL].[2011-12-03].http://kjs.mep.gov.cn/hjbhbz/bzwb/shjbh/sjcgfffbz/200703/t20070316_101687.htm.

[6]國家環(huán)境保護局.GB/T 6920-86水質pH值的測定玻璃電極法[EB/OL].[2011-12-03]http://kjs.mep.gov.cn/hjbhbz/bzwb/shjbh/sjcgfffbz/198703/t19870301_66620.htm.

Experiments on the Pollutant Marker Release
in the Environmental Emergency Drill of Shandong Province

Yan Tao， LiHengqing， Wang Dongan， Pan Guang
（Environmental Monitoring Central Station of Shandong Province，Jinan Shandong 250013， China）

The pollutant marker was required to be released for the real-time monitoring in the environmental emergency drill of Shandong Province.Ferric chloride was selected as the pollutant marker,and was released at Guojia Bridge on Shengli River.The concentrations of ferric chloride were determined along the 11.34 km length of reach of Shengli River,from Guojia Bridge to Sima Bridge.The results showed that it was feasible to select ferric chloride as the pollutant marker.The releasing rate and amount of ferric chloride,and its sedimentation coefficient were also studied.

environmental emergency drill； pollutant marker； ferric chloride； release

X830.1

A

1008-813X（2012）01-0054-03

10.3969/j.issn.1008-813X.2012.01.016

2011-12-05

顏濤（1981-），男，山東兗州人，畢業(yè)于山東大學生命科學學院生物學專業(yè)，中級工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測工作。