劉思曼 王丹彤 楊曉玲 謝春生

（1 肇慶學院環(huán)境與化學工程學院 廣東肇慶 526061 2 肇慶市環(huán)境保護監(jiān)測站 廣東肇慶 526040 3 廣東思創(chuàng)環(huán)境工程有限公司 廣東廣州 510200）

引言

近年來頻發(fā)的突發(fā)性環(huán)境污染事故，不僅對環(huán)境造成了嚴重污染和破壞，而且給人民和國家財產(chǎn)造成了重大損失[1]。如2012 年5 月三友化工違法向渤海灣排放污水，致使周邊海域成為一片死海[2]；2013 年11 月山東青島的輸油管道發(fā)生可怕的爆炸事件，大量原油覆蓋膠州灣海面[3]；2014 年7 月汽車追尾事故使苯乙烯泄露，污染居民飲用水[4]。在各種突發(fā)性污染事故中，大多數(shù)都是水污染事故[5]。美國在溢油事件的實踐中應急效果顯著，針對溢油預警、控制和應對措施方面構建了一套確切可行的突發(fā)性水污染事故應急處理機制[6，7]；歐盟以流域為單元進行整體規(guī)劃和管理，建立的突發(fā)性水環(huán)境污染應急管理體系，確保了各成員國之間的規(guī)劃與實施相互協(xié)調(diào)而不沖突[8]。相比于國外，我國環(huán)境應急事故調(diào)查中心成立時間較晚，應急監(jiān)測設備也比較落后，大多數(shù)監(jiān)測單位主要使用的應急監(jiān)測儀器為實驗室儀器、檢測管等，突發(fā)性水環(huán)境污染應急管理體系也尚不完善[9]。

西江是珠江流域的主干流，同時也是粵港澳地區(qū)肇慶、佛山和廣州等地市的主要供水水源之一；同時西江流域也是沿岸眾多工業(yè)廢水、生活污水的主要容納水體。近年來，西江干流肇慶段的環(huán)境應急監(jiān)測事件呈不斷增多的趨勢，對流域內(nèi)社會經(jīng)濟穩(wěn)定及人民生活用水安全造成了較強的威脅。針對該情況必須采取更有利的措施來確保水質(zhì)的安全并實現(xiàn)預防、控制、減少損失的目的，以便加強水質(zhì)監(jiān)測、預警和應急系統(tǒng)的完善。目前，對西江流域管理體系的研究主要集中在水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的構建、監(jiān)控預警與應急系統(tǒng)的構建等方面，而關于系統(tǒng)性的構建突發(fā)性水環(huán)境污染應急體系的報道卻并不多見，因此，建立系統(tǒng)、全面和有效西江流域肇慶段突發(fā)性水環(huán)境污染應急體系勢在必行。

1 西江流域肇慶段基本情況及水質(zhì)現(xiàn)狀

1.1 流域自然概況

西江是珠江的主流，發(fā)源于云南省曲靖市烏蒙山余脈馬雄山東麓，自西向東流經(jīng)滇、黔、桂、粵4 省（區(qū)）[10]，全長2214 km，集水面積約353120 km2。上游南盤江至梧州會桂江后始稱西江，此后流入廣東省肇慶封開縣，向東流經(jīng)肇慶至佛山三水的思賢滘與北江相通后進入珠江三角洲網(wǎng)河區(qū)，是珠江水系中最長的河流，是中國第四大河流。西江流域肇慶段是聯(lián)接東、西部地區(qū)的“黃金水道”，是我國水運建設重點“兩橫一縱兩網(wǎng)”主通道中的“一橫”[11]。

1.2 流域監(jiān)測現(xiàn)狀

建設水質(zhì)自動在線監(jiān)測系統(tǒng)對肇慶段西江水質(zhì)質(zhì)量狀況進行監(jiān)控，在西江干流上設置入境斷面、控制斷面、預警斷面等斷面，以便達到對水質(zhì)遠程監(jiān)控和連續(xù)監(jiān)測的目的，實時掌握水質(zhì)狀況，及時應對處理，為水質(zhì)安全預警和水污染事故應急提供技術支撐。監(jiān)測西江干流肇慶段設置11 個斷面包括封開縣的封開城上、封開城下、古封斷面；德慶縣的六都水廠上游、都騎斷面；高要區(qū)的三榕峽、富灣水廠斷面；端州區(qū)的獅山、黃崗、后瀝斷面和鼎湖區(qū)的永安斷面。

1.3 流域水質(zhì)現(xiàn)狀

根據(jù)肇慶市生態(tài)環(huán)境局網(wǎng)站公布的環(huán)境質(zhì)量年報，2018 年肇慶市水環(huán)境狀況公布如下：2018 年，肇慶全市主要江河水環(huán)境質(zhì)量繼續(xù)保持優(yōu)良水平，西江、北江、綏江、賀江等大江大河省考以上斷面水質(zhì)優(yōu)良率為91.7%。全市11 個縣級及以上集中式飲用水源地水質(zhì)均達到Ⅲ類飲用水源地水質(zhì)類別要求，達標率100%；星湖的中心湖、波海湖、里湖、仙女湖水質(zhì)均達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002）Ⅳ類標準。

2 水質(zhì)監(jiān)測、預警及應急體系構建

水環(huán)境水質(zhì)監(jiān)控、預警及應急體系是由水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)、流域環(huán)境應急輔助決策支持系統(tǒng)、突發(fā)性污染事故應急預案系統(tǒng)組成的綜合體系。其中水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)包括監(jiān)測斷面的設置及監(jiān)測點的選擇、流域原水水質(zhì)分析和評估以及水質(zhì)自動監(jiān)測站的建設；流域環(huán)境應急輔助決策支持系統(tǒng)是對水源水質(zhì)預警技術進行優(yōu)化、建立水質(zhì)安全警情報警與識別系統(tǒng)；突發(fā)性污染事故應急預案系統(tǒng)包括突發(fā)性環(huán)境污染事故應急預案、突發(fā)性環(huán)境污染應急系統(tǒng)的建設。水質(zhì)綜合監(jiān)測、早期預警和應急系統(tǒng)的建立，改善并提高了監(jiān)測和應對突發(fā)性水環(huán)境污染事故的能力，形成了“預警、監(jiān)測、應急”的綜合系統(tǒng)。

2.1 水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)

水質(zhì)自動監(jiān)測站主要由采配水單元、控制單元、檢測單元、數(shù)據(jù)收集和傳輸單元組成。水源水質(zhì)每兩個小時采一次水樣進行監(jiān)測，采配水單元采集水樣后經(jīng)過預處理進入檢測單元。數(shù)據(jù)采集單元將各檢測數(shù)據(jù)進行采集、整理后通過傳輸單元傳送至控制中心，能及時反映原水水質(zhì)的變化，有效監(jiān)控水源地污染事故[12]。肇慶市環(huán)境保護監(jiān)測站現(xiàn)已成立事故應急監(jiān)測領導小組用以應對突發(fā)環(huán)境事件應急監(jiān)測的落實實施，包括應急監(jiān)測指揮中心、現(xiàn)場指揮部、站內(nèi)應急專家組。且監(jiān)測站采取“周核查，月對比”的措施，即每周對自動分析儀使用國家批準的質(zhì)量控制樣品（或按規(guī)定方法制備的標準溶液）進行一次標樣溶液核查；每月與人工采樣分析進行對比。

現(xiàn)有的水質(zhì)預警體系只是針對水質(zhì)常規(guī)指標做出檢測，但大部分突發(fā)性污染事故發(fā)生時，這些常規(guī)指標是沒有大幅度變化的，也不會超過警戒值，這樣就不能起到預警的效果。對于突發(fā)性水源水體污染的不確定性，存在可能的污染物眾多，傳統(tǒng)的監(jiān)測手段不可能對每一種毒物都進行篩查，因此水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)需要能更為準確、有效地檢測水中污染有毒物的方法[13，14]。

以發(fā)光細菌生物毒性法結合監(jiān)測站原有指標綜合集成水質(zhì)在線監(jiān)測預警技術系統(tǒng)[15]，具有快速、有效、可實時監(jiān)測，成本低等優(yōu)點[16]，不僅能夠準確地檢測水體中各種具有綜合生物效應的共存污染物，彌補水質(zhì)綜合性評估的不足，而且能直觀地評價水質(zhì)的安全性[17，18]。發(fā)光細菌是一類非致病性革蘭氏陰性兼性厭氧菌，其在正常生理條件下可于450-490nm 的波長下發(fā)熒光[19]。此外，各種物質(zhì)參與細菌發(fā)光過程，它們是細胞生理代謝活動的一部分。因此，發(fā)光效果僅在細菌細胞所處的生理環(huán)境相對較好時才是理想的。如果外部環(huán)境不利于發(fā)光細菌的正常生理代謝活動，則發(fā)光過程的代謝活性立即改變，從而抑制發(fā)光響應。發(fā)光菌對外界環(huán)境變化的敏感程度是其用來檢測有毒物質(zhì)的基本原理[20]。

2.2 流域環(huán)境應急輔助決策支持系統(tǒng)

這個體系包括優(yōu)化水源水質(zhì)預警技術和構建水質(zhì)安全警情報警與識別系統(tǒng)兩個方面，其中最主要也最關鍵的是構建水質(zhì)安全警情報警與識別系統(tǒng)。本體系在構建水質(zhì)安全警情報警與識別系統(tǒng)中應用了“5S”技術，即全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）、三維分析可視化（VS）、專家系統(tǒng)（ES），它們相互獨立而在應用上又密切關聯(lián)[21]。RS 與GPS 獲取準確有效的空間數(shù)據(jù)，以提供給GIS、ES 與VS 綜合處理，從而提升RS 與GPS 收集信息的能力，它們交叉進行，相互合作?；凇?S”技術構建西江流域肇慶段水質(zhì)安全警情報警與識別系統(tǒng)，同時與水質(zhì)模型動態(tài)關聯(lián)，可提供多種空間的和動態(tài)的水質(zhì)與環(huán)境信息，準確追蹤污染源、模擬流場和濃度場時空變化，進行水質(zhì)預警過程模擬，形成可視化預測結果，從而對已出現(xiàn)問題的水域進行迅速反應識別報警并提出解決措施，極大地提高了水質(zhì)模型應用的效率，實現(xiàn)流域動態(tài)信息的采集、加工、查詢、維護及可視功能[22]。

2.3 突發(fā)性污染事故應急預案系統(tǒng)

突發(fā)性污染事故應急預案系統(tǒng)是一項系統(tǒng)工程，它是一個有機整體，包括水污染事故預警、監(jiān)測系統(tǒng)和突發(fā)事故應急，以及各級人員、設備和技術等。因此，應在水污染情況下系統(tǒng)地審查應急響應系統(tǒng)的所有方面。

為了落實應對突發(fā)性水環(huán)境事件應急監(jiān)測的實施，成立事故應急監(jiān)測領導小組，包括應急監(jiān)測指揮中心、現(xiàn)場指揮部、站內(nèi)應急專家組。組織機構包括現(xiàn)場采樣執(zhí)行人，現(xiàn)場采樣組；樣品交接執(zhí)行人，樣品交接組；分析測試執(zhí)行人，分析測試組；數(shù)據(jù)報送執(zhí)行人，數(shù)據(jù)報送組；后勤保障執(zhí)行人，后勤保障組；質(zhì)量管理組，機動協(xié)調(diào)組，應急專家組，應急支援機構（如圖1 應急監(jiān)測指揮示意圖所示）。發(fā)生突發(fā)環(huán)境事件應急監(jiān)測時，嚴格按照以上分組執(zhí)行，如特殊情況應急指揮中心總指揮不在單位時，由副總指揮按排序全權負責事故應急監(jiān)測指揮工作。

圖1 突發(fā)事故應急監(jiān)測指揮示意圖

應急監(jiān)測狀態(tài)終止后，應急監(jiān)測指揮中心為了在日后接到類似應急監(jiān)測任務時反應更高效迅速，應總結應急監(jiān)測任務，實現(xiàn)應急計劃和實施程序在機構部門間的有效性、應急監(jiān)測設備的可行性以及各組織的協(xié)調(diào)合作，評估應急人員的應急響應、質(zhì)量和及時性。如有必要，評估并修訂應急計劃。

結語

突發(fā)性污染事故應急體系是在當前污染事故逐漸增多，影響范圍越來越大，國際國內(nèi)環(huán)境問題日趨嚴重的形勢下提出的，是一個涉及到多學科多層面的綜合性研究領域，是一項系統(tǒng)而復雜的工作。通過采集大量的樣本數(shù)據(jù)及其歷史資料，不斷完善水質(zhì)預警模型的識別能力和整個系統(tǒng)的應急決策能力，以此提高事故預報的準確度，來為肇慶市日常環(huán)境管理提供一個數(shù)據(jù)綜合分析預報預警和應急處置平臺，使事件造成的損失降到最低，更好地、更有效地控制突發(fā)性水污染事件的發(fā)生，以便為環(huán)境管理和環(huán)境應急工作提供強大的技術支持。