監測數據在環境應急事件污染源追溯中的應用

黃尚輝

（湖南省益陽生態環境監測中心，湖南 益陽 413000）

1 污染物監測及數據統計

1.1 污染物的監測

1.1.1 環境污染物監測

（1）水質監測

水質監測指為掌握水環境質量和水系中污染物動態變化，對水中各種特征指標取樣測定，并記錄或發出訊號的程序過程。

（2）水污染事故

水污染事故指污染物排污水體，給工業、農業生產、人們生活及環境帶來的經濟危害事件。

（3）瞬時水樣

瞬時水樣指從水中不斷地隨機采集的單一樣品。一般在一定的時間和地點隨機采取。

（4）混合水樣

混合水樣包括等比例混合水樣、等時混合水樣。前者指在某一段時間內，在同一采樣點所依照流量大小按比例采集的混合水樣。后者指在某一段時間內，在同一采樣點按等時間間隔所采集的等體積水樣的混合水樣[1]。

（5）自動采樣

自動采樣是通過儀器設備按照預先編訂的程序自動連續或間歇式采集水樣的過程。

（6）排污總量

排污總量指一段時間內從排污口排出的某種污染物的重量。它是該段時間內污水總排放量與污染物平均濃度的乘積，瞬時污染物濃度的時間積分值或排污系數統計值。

（7）水樣采集

①試驗采集操作

試驗采樣時不可攪動水底的沉積物。測定溶解氧、生化需氧量、有機污染物等項目時，水樣需注滿容器，上部不留空間，且有水封口。水樣匯總含有沉降性固體，如泥沙等，應先將其分離除去，再采樣。分離時將所采水樣搖勻后導入筒型玻璃容器，靜置不少于30分鐘，再將不溶解性固體包括懸浮物的水樣移入盛裝水樣的容器。

②水樣采集注意事項

油類采樣時需要先破壞油膜，再行采樣。需要單獨采樣的，采樣瓶不能用采集水沖洗。油類、BOD5、DO、余氯、硫化物、懸浮物、放射性物質、糞大腸桿菌等項目需要單獨采樣。現場測定水文，溫度計應在測點放置5～7分鐘，待測得的水溫穩定時再讀數。

③水樣采樣的質量保證

水體采樣時，除細菌總數、大腸桿菌、油類、溶解物、有機物、余氯等有特殊性要求的監測項目外，一般都要先用采樣水蕩洗采樣器與水樣容器2～3次，再將水樣采集到容器中[2]。

1.1.2 監測數據的特點

監測數據應具有代表性、準確性、精密性、可比性、完整性的特點。代表性要求水樣采集的時間和地點應具有代表性，要能夠反映出環境總體的真實狀況和污染物的真實存在狀態。準確性要求的定值與真實值符合規定的要求。檢測數據的準確性一般受試樣現場固定、保存、運輸及實驗室等各環節因素的影響。

1.1.3 污染物加標回收

加標物回收應和樣品中所含物質測量的精密度控制在相同的范圍。在任何情況下，加標物含量均不得大于待測物含量的3倍。加標后的測定值不應超出方法上線的90%。但監測樣品中待測物含量高于校準曲線中間濃度時，加標物應控制在待測物濃度的50%。

1.2 數據統計

水樣監測數據采用國家標準分析方法、統一分析方法或行業標準方法進行統計分析。要求監測數據檢出限、精確度、精密度均應達到國家標準。監測有效數據根據計量器具精密度、準確度而定。監測數據本身應考慮到讀數誤差。有效位數應記錄到最小分度值，最多保留一位不確定數字。如天平的最小分度值為0.1 mg，稱量時有效數字記錄到小數點后4位，有效數字為5位，取小數點后四位。最小分度最后一位保留一位不確定數字。監測數據的絕對偏差、相對偏差參考表1。一般定量分析中，監測數據保留4位有效數字。中控分析中，監測數據保留2～3位有效數字。

表1 監測數據允許偏差參考表

2 監測數據在污染源追溯中的應用

2.1 一般資料

2.1.1 測量儀器

（1）湖南力合LFTZ－DW2005重金屬自動監測在線分析儀。

（2）澳大利亞MTIPDV6000型便攜式重金屬測定儀。

（3）水質、石墨爐、原子吸收分光光度計。

2.1.2 監測數據異常情況

自動監測系統顯示水體中鎘濃度超標，對鎘濃度超標情況進行污染物溯源調查。

2.1.3 采樣及現場檢測

采樣及現場檢測執行HJ/T91－2002《地表水和污水監測技術規范》中關于瞬時水樣采樣及測定要求，以及《水和廢水監測分析方法》中的相關方法。

2.1.4 測量步驟

第一步，自動監測系統發現水體異常；第二步，檢測人員到現場立即對水體進行初步測量和判斷；第三步，采集樣本帶回實驗室分析。

2.2 監測數據在污染事件污染源追溯中的應用

2.2.1 發現異常，立即取證

2020年2月5日，長沙市榔梨地表水水質自動監測系統顯示監測數據異常，湘江一級支流瀏陽河榔梨斷面鎘濃度為0.015 mg/L，超標2倍。檢測人員立即到現場做初步測量，確定鎘濃度異常。然后采樣樣本帶回實驗室分析，同時將鎘濃度異常情況上報長沙市環保局及湖南省環境監測中心站。

2.2.2 迅速布點，判定范圍

以瀏陽河源頭黃花洞數據作為對照斷面，在瀏陽河主干道至湘江干流口每間隔20千米設置一個檢測斷面追蹤污染物斷面。同時對瀏陽三水廠、榔梨水廠取水口、望城水廠取水口進行第一次采樣。采樣點位布置在河流中泓線處。第一次應急監測采樣地點分別設置在黃花洞、中岳、官渡、坪岸、三水廠、韓家港、高家洲、龍溪洲、八角亭、雞首洲、金牌嶺、渡頭、磨盤灘、榔梨、黑石渡，采樣點鎘濃度依次為0.000 05、0.000 06、0.000 05、0.000 05、0.000 06、0.000 07、0.000 08、0.000 07、0.059 2、0.047 5、0.028 8、0.017 4、0.014 3、0.015、0.000 19 mg/L。監測數據顯示瀏陽河黃花洞至龍溪洲斷面鎘濃度均未超標，八角亭及下游斷面鎘超標1.9倍～10.8倍。根據對瀏陽河沿河段監測數據，初步確定污染源范圍位于八角亭下游沿岸或其下游的瀏陽河一級支流（如下圖1）。

圖1 瀏陽河沿河鎘濃度變化趨勢

2.2.3 加強監測，尋找污染源

根據第一次采樣監測的結果，將監測范圍向八角亭下游移動約5千米，沿河每間隔1千米設置一個采樣點。同時，將榔梨及望城水廠取水口的監測頻次設定為2。監測數據顯示八角亭下游約5千米的位置鎘濃度超標情況最嚴重。從八角亭向下約5千米范圍內鎘濃度超標結果依次為：0.063 5、0.066 8、0.048 8、0.026 7、0.024 3、0.025 0 mg/L。平均鎘濃度超標11.7～12.4倍。其中八角亭下游約1 000米范圍內鎘濃度超標情況最嚴重。通過緊急排查，確定鎘濃度超標的污染源來自八角亭附近的非法排污企業××煉銦廠，并在2020年2月5日23時左右立即對該廠關停處理。考慮到八角亭下游的2級支流匯入可能對瀏陽河造成污染，分別在下游的躍龍河、鎮頭河設置采樣點進行水樣數據監測。在原有的監測點位及監測頻次的基礎上，分別對八角亭污染源5公里范圍內的躍龍河、鎮頭河段進行污染源檢測，指導確定污染源。

2.2.4 發現異常，重點排查

2020年2月6日自動在線監測系統的監測數據顯示，煉銦廠排口下游1 000米處鎘濃度超標由原來的12倍下降到0.76倍，監測數據從下游20米、300米、1 000米、2 000米、3 000米、4 000米、5 000米分別為0.007 8、0.006 5、0.008 8、0.006 8、0.004、0.005 5、0.016 mg/L（如圖2所示）。而排口下游5 000米鎮頭大橋處鎘、砷濃度下降并不明顯。懷疑八角亭下游5 000米范圍內可能有企業違規開廠生產的情況。

圖2 煉銦廠關停后八角亭下游段監測數據統計圖

2.2.5 針對重復異常的排查

自動在線系統監測數據顯示，從2月6日12：00、14：00、16：00、18：00、20：00瀏陽河八角亭下游3 000米的監測數據依次為0.006 8、0.003 8、0.007、0.006 5、0.006 mg/L，八角亭下游5 000米的監測數據依次為0.018、0.065、0.058、0.063、0.06 mg/L，鎮頭河的監測數據依次為0.01、0.077、0.069 1、0.07、0.061 mg/L，躍龍河的監測數據依次為0.001 5、0.002 4、0.001 6、0.001 9、0.002 mg/L（如圖3所示）。2020年2月6日14：00－20：00再次對煉銦廠排口下游5 000米范圍內水體進行監測，發現鎘、砷濃度突然飆升。瀏陽河支流鎮頭河段鎘、砷濃度也顯示異常。八角亭5 000 m范圍內鎮頭河段鎘監測數據顯示鎘濃度超標14.4倍。躍龍河支流監測數據顯示未見鎘、砷濃度異常情況。此時將污染源范圍鎖定在鎮頭河段沿線。根據監測數據及現場蹲守水樣監測情況，監察部門對鎮頭河段濃度嚴重超標范圍內的工廠進行嚴密檢查，確定鎮頭河段某化工廠成為鎮頭河鎘、砷污染源，當即關停該廠。

圖3 2020年2月6日14:00-20:00鎮頭河、躍龍河段監測數據統計圖

2.2.6 繼續監測，觀察水環境污染恢復情況

自動在線監測系統監測數據顯示，自2020年2月7日8：00時起，鎮頭河段、八角亭5千米范圍內水體中鎘濃度、砷濃度均趨于穩定，下游榔梨水廠原水鎘、砷濃度超標問題解除，水體質量達標。

3 討論

水環境污染源追溯是在水質動態化自動在線監測狀態下發現水質異常情況后啟動的應急預案。在應急事件污染源追溯過程中，確定污染范圍，根據監測數據結果設定監測點，并通過監測點的數據統計分析，逐漸縮小污染源范圍，對污染源范圍內的重點排污企業進行嚴密排查，從而確定污染源。通過對污染源的鎖定，直接關停導致水質污染的工廠，從源頭控制水體污染問題，防止污染進一步擴散和惡化，對河流及沿岸生物以及人們的身體健康造成傷害。通過本文研究可以看出，監測數據在環境應急事件污染源追溯中的應用為確定水體斷面污染范圍及鎖定污染源提供了判定依據。監測數據之所以能夠成為污染源追溯的證明，是因為它能夠提供一定時間段內一些具有代表性的污染情況的準確的、精密的、可對比的、真實的、完整的數據資料，并作為證據證明污染源排放廠的違規生產情況。基于在線監測數據的實時性、動態性，所提供的監測數據可作為污染物溯源管理的一手資料，體現了數據監測在環境應急事件污染源追溯應用中的高效性、及時性、真實性，因此有效的保證了污染源追溯管理的質量。

4 結語

綜上所述，監測數據在環境應急事件污染源追溯中的應用已經實現了自動化監測、大數據化分析管理。根據監測數據實施環境應急事件污染物的檢測工作，以及污染源的排查鎖定，有效地補充了環境監測時檢驗管理的不足，提高了環境應急事件污染問題管理的整體質量和工作效率。