突發(fā)水環(huán)境事件應急監(jiān)測實例研究

孔小燕

(寧德市柘榮環(huán)境監(jiān)測站,福建 寧德 352000)

0 引言

隨著我國經濟社會的發(fā)展,水資源的合理開發(fā)和保護越來越受到人們的重視。近些年,全國各地人為造成的突發(fā)水環(huán)境事件屢見不鮮,事故的發(fā)生率總體呈上升趨勢,對水環(huán)境的影響具有多樣性、嚴重性、突然性等特點［1-2］。因此,如何做好突發(fā)水環(huán)境事故的應急處置極為重要。應急監(jiān)測作為突發(fā)水環(huán)境事故處理的重要環(huán)節(jié),貫穿水環(huán)境事故的全過程,前期迅速響應水環(huán)境污染的深度和廣度,中期通過監(jiān)測數據分析了解水環(huán)境污染的演變過程,后期對水環(huán)境事故的處置和治理效果進行后評價［3］。突發(fā)環(huán)境應急監(jiān)測狹義上是指從事環(huán)境監(jiān)測的專業(yè)人員在環(huán)境污染事故現場借助簡易快速、輕便易攜的儀器和設備對污染物的各項指標進行監(jiān)測和反饋。應急監(jiān)測能夠為應急領導小組全面掌握污染的程度、影響的范圍提供全面的數據支撐。由此可見,應急監(jiān)測數據對突然環(huán)境事故處置方案的選擇和部署具有重要的意義［4］。如何提高應急監(jiān)測的準確性和時效性是解決突發(fā)環(huán)境應急事件的關鍵環(huán)節(jié),更是目前大多數應急監(jiān)測機構共同面臨的難題和挑戰(zhàn)［5］。

根據前期的文獻調研［6-7］和案例分析發(fā)現,當前突發(fā)水環(huán)境事件的應急監(jiān)測普遍存在監(jiān)測人員經驗不足、儀器設備和技術手段落后、組織運行模式效率低等問題。因此,本文結合實際工作中的真實案例,通過對突發(fā)水環(huán)境事件應急監(jiān)測的全過程分析,探討應急監(jiān)測在突發(fā)水環(huán)境事故的前期、中期及后期的作用,總結應急監(jiān)測經驗,以期為后續(xù)突發(fā)水環(huán)境事件的處置提供一些啟發(fā)和思考,共同推進突發(fā)水環(huán)境事件應急監(jiān)測技術的發(fā)展。

1 實例介紹

2022年10月2日,某建筑工程有限公司工人對福建省寧德市柘榮縣第二污水處理廠旁廢棄竹漿廠舊儲罐進行拆解,由于拆解前未對儲罐及儲罐中存儲的液體進行調查與評估,造成罐中近20t殘留物泄漏,流入龍溪河道。該殘留物為福建福竹鄭氏特種竹纖資源開發(fā)有限公司停產前經堿性蒸煮、設備擠壓提取后的殘留物,主要成分為木質素、半纖維素、竹堿黑液等,會造成龍溪水體及周邊土壤污染。接到報警后,柘榮縣縣委、縣政府成立環(huán)境應急指揮部,提出現場應急行動的原則及要求,派出相關專家和人員參與現場應急處置,啟動柘榮縣突發(fā)環(huán)境事件應急預案,設立綜合協調組、應急監(jiān)測組、調查處置組、應急專家組、后勤保障組等,并由寧德市柘榮生態(tài)環(huán)境局帶領相關人員第一時間趕赴現場,協調各專業(yè)應急力量實施應急處置行動,建立現場警戒區(qū)和交通管制區(qū),確定重點防護區(qū)域,及時向上級政府及有關部門報告應急行動的進展情況,并請求省、市有關專家提供技術支持和援助。省、市、縣三級政府和有關部門共同組成現場應急指揮部,對該事件進行應急處置。

2 應急監(jiān)測過程

根據應急組織指揮機構應急響應指令,啟動應急監(jiān)測預案,開展應急監(jiān)測工作。應急監(jiān)測組在接到應急監(jiān)測命令后,立即組織應急監(jiān)測人員根據現場實際情況制定監(jiān)測方案、設置監(jiān)測點位(斷面)、確定監(jiān)測頻次、組織開展監(jiān)測行動并形成監(jiān)測報告,第一時間向現場應急指揮部報告監(jiān)測結果和污染濃度變化態(tài)勢圖。應急監(jiān)測過程包括突發(fā)環(huán)境事件發(fā)生后至應急響應終止前,對污染物種類、污染物濃度、污染范圍及其動態(tài)變化進行的監(jiān)測。本次應急監(jiān)測分為初期、中期和后期三個階段。在污染源排放口附近水域、下游附近水域進行加密跟蹤監(jiān)測,控制斷面的選取原則包括預測污染團(帶)前鋒即將達到的河段,以攔截壩為起點逐段向上游進行上、中、下取樣監(jiān)測,在摸清污染團(帶)位置、分布及遷移變化規(guī)律后布設監(jiān)測點位。如圖1所示,本次案例初期共設置5個監(jiān)測斷面,分別為上游下村橋、泄漏點入河口、泄漏點下游100m、泄漏點下游200m和龍溪新二級電站水庫壩頭,中期和后期根據前期的監(jiān)測數據情況調整監(jiān)測斷面的選取,中期和后期監(jiān)測斷面改為泄漏點下游200m、龍溪新二級電站水庫壩頭和龍溪新三級電站水庫壩頭。

圖1 事故點與監(jiān)測斷面位置示意圖

2.1 應急監(jiān)測初期

應急監(jiān)測初期以摸清污染團(帶)位置、分布及遷移變化規(guī)律為主。在對龍溪的流向、流量等因素進行初步了解后,推斷污染物的遷移規(guī)律和遷移速度,迅速在5個監(jiān)測斷面進行水樣采集和分析,監(jiān)測頻次為2h一次;及時準確地出具初期的監(jiān)測報告,了解污染物的擴散情況及其對水質的影響程度,為應急事故處理小組處置方案的建立提供翔實的數據支撐。10月2—6日,將監(jiān)測斷面調整為泄漏點下游200m、龍溪新二級電站水庫入口、龍溪新二級電站壩頭和龍溪新三級電站壩頭,監(jiān)測頻次為2h一次。前期的應急監(jiān)測是最重要也是最困難的環(huán)節(jié),直接關系應急指揮部對事故嚴重程度的研判和處置方案的科學性、嚴謹性［8］。

2.2 應急監(jiān)測中期

應急監(jiān)測中期以監(jiān)控污染團(帶)遷移、應急處置效果為主。在前期監(jiān)測的基礎上,對各個監(jiān)測斷面的污染物濃度進行持續(xù)關注,驗證應急處置方案的效果,并對污染物的演變規(guī)律進行初步研究,研判污染物對龍溪生態(tài)環(huán)境的后續(xù)影響,為應急處理小組的再次工作部署和方案實施提供最新的監(jiān)測報告和數據分析。根據初期的監(jiān)測數據,將監(jiān)測斷面更改為泄漏點下游200m、龍溪新二級電站水庫壩頭和龍溪新三級電站水庫壩頭,監(jiān)測頻次仍為2h一次。從10月8日起取消所有點位的夜間監(jiān)測頻次。

2.3 應急監(jiān)測后期

應急監(jiān)測后期以跟蹤監(jiān)測應急處置效果為主。該階段保持控制斷面,削減斷面的監(jiān)測頻次,跟蹤監(jiān)測下游背景斷面。監(jiān)測斷面仍然保持為泄漏點下游200m、龍溪新二級電站水庫壩頭和龍溪新三級電站水庫壩頭,頻次調整為4h一次,取消龍溪三級電站水庫壩頭夜間監(jiān)測。后期的監(jiān)測是對整個應急監(jiān)測進行綜合性評價,包括應急事故處置方案的效果,以及污染物對后續(xù)水環(huán)境的潛在風險評估等［9］。

3 應急監(jiān)測結果分析及處置方案

3.1 應急監(jiān)測前期分析和討論

事故發(fā)生當天(10月2日),應急監(jiān)測小組接到命令迅速開展應急監(jiān)測工作。表1為事故當天下午對5個監(jiān)測斷面進行監(jiān)測的數據匯總。由表1可以看出,上游下村橋斷面的水質仍然達到《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838—2002)Ⅲ類標準的限值要求,說明污染物排入龍溪中并未出現逆水流擴散的現象,且除了現場確認的泄漏點,上游無其他泄漏污染物的點位。泄漏點入河口監(jiān)測斷面的pH值、COD值均超過地表水Ⅴ類標準限值,泄露點、泄漏點下游200m氨氮值和COD值超過地表水Ⅴ類標準限值,說明泄漏污染物已對下游水質產生影響。

表1 10月2日5個監(jiān)測斷面的污染物濃度值表

現場應急指揮部根據監(jiān)測結果、現場調查結果,協調各應急小組進行處理和處置工作：①切斷污染源。對罐體泄漏點進行封堵,有效切斷污染源,并在事故點周邊置圍堰,確保污染物不進入水體。關閉上游污水廠處理尾水排放口,將處理后的污水排入污水廠內人工濕地暫存(容積約10000m3),以減輕下游水體污染負荷。②污染攔截。關閉事故點下游2km處的龍溪二級電站水庫和下游7km處的龍溪三級電站水庫閘壩,停止下泄流量,將污染團攔截在壩前。③沿程控制。關閉上游水庫閘壩,切斷上游來水,減輕截污壓力。在事故點上游修筑兩道攔截壩進行攔截,設置引流渠對清水進行引流,避免上游河水進入圍堵水體,并設置2道圍油欄,對漂浮物進行攔截,組織人員乘坐皮筏艇進行清理。④對監(jiān)測斷面和頻次進行調整,增加龍溪三級電站水庫壩頭斷面,監(jiān)測頻次仍為2h一次。

圖2是在10月2—6日對龍溪4個新調整的監(jiān)測斷面的pH值、氨氮值和COD值的監(jiān)測數據。從圖中可以分析得出,龍溪二級電站水庫壩頭、龍溪三級電站水庫壩頭主要超標因子為pH值、氨氮值、COD值,pH值處于9～11,超過《地表水環(huán)境質量》(GB 3838—2002)Ⅴ類標準限值。同時,由于COD值和氨氮值的超標,水庫富營養(yǎng)化,藻類大暴發(fā),對水生生物和周圍生態(tài)環(huán)境造成嚴重的影響。但到了10月6日,3種污染物的數值逐漸減小,說明由于龍溪水生態(tài)環(huán)境存在一定的自凈化能力,本次的污染泄漏并未對水生態(tài)環(huán)境造成不可逆的破壞,應急指揮部的處置方案起到初步的修復效果。從10月6日起,pH值穩(wěn)定在6～8,達到《地表水環(huán)境質量》(GB 3838—2002)Ⅲ類標準限值,主要污染物以氨氮和COD為主。

(a)pH值

應急專家組根據應急監(jiān)測結果(10月2—6日),協調各應急小組進行處理和處置工作。一是工程削污,將在事故點周邊圍堰中收集的高濃度污水(約400t)采用吸污車轉運至柘榮縣第二污水處理廠事故應急池中,分批次進行處理。二是將事故點周邊受污染的表層土進行清理裝袋,作為危險廢物轉運至寧德市榮群環(huán)保科技有限公司臨時儲存。三是分批次向龍溪二級電站水庫、下游龍溪三級電站水庫投加草酸,中和水庫內堿性物質,降低pH值。根據前期的分析可知,泄漏物的主要成分為堿性蒸煮液,泄漏進龍溪內會導致水體的pH值在短時間內急劇升高,嚴重破壞水體生態(tài)環(huán)境。因此,需采取投加化學藥品的措施進行處置。經過專家組的研判,草酸作為一種弱酸,容易與水體中的鈣離子結合生成草酸鈣沉淀,對環(huán)境的影響較小,且容易被微生物所分解成二氧化碳和水,是一種良好的應急pH值中和劑。

3.2 應急監(jiān)測中期分析和討論

如圖3所示,根據2022年10月6—15日監(jiān)測結果顯示,下游斷面龍溪三級電站水庫壩頭氨氮值、COD值監(jiān)測結果均達到《地表水環(huán)境質量》(GB 3838—2002)Ⅲ類標準限值。中期監(jiān)測階段,龍溪三級電站水庫壩頭水質基本穩(wěn)定,但泄漏口下游200m和龍溪二級電站水庫壩頭的氨氮值仍然高于《地表水環(huán)境質量》(GB 3838—2002)Ⅴ類標準限值,說明污染物的泄漏對龍溪水環(huán)境的影響尚未消除,需繼續(xù)采取有效的處置措施對氨氮的濃度進行控制。

(a)氨氮值

專家組根據2022年10月6—15日的應急監(jiān)測結果,主要進行調水稀釋,向上游水庫調水,匯入龍溪二級電站水庫稀釋污染團。利用龍溪二級電站引水隧洞,將稀釋后的河水引至龍溪二級電站退水口,排入龍溪三級電站水庫,再利用龍溪三級電站水庫有效庫容進行稀釋,進一步降低污染物濃度。

3.3 應急監(jiān)測后期分析和討論

監(jiān)測中期結束后,專家組采取新的處置方案,并進行后期監(jiān)測,評價其實際效果。從10月16—18日3個不同監(jiān)測斷面的污染物濃度變化情況(見圖4)可以發(fā)現,pH值、氨氮、COD的濃度基本滿足《地表水環(huán)境質量》(GB 3838—2002)Ⅴ類標準的限值要求,水質穩(wěn)定,突發(fā)環(huán)境事件造成的影響已基本消除。2022年10月18日,應急組織指揮機構終止應急響應,同時終止應急監(jiān)測。

4 對水生態(tài)環(huán)境的風險評估

參考《國家突發(fā)環(huán)境事件應急預案》中規(guī)定的突發(fā)環(huán)境事件分級標準,將環(huán)境敏感受體敏感性劃分為3級,本次突發(fā)水環(huán)境應急事件屬于三級環(huán)境敏感受體,當受到影響時確定為一般環(huán)境風險源［10］。

環(huán)境風險評估參數選擇包括三個方面。一是危化品主要化學成分及表征指標分析。本次泄漏的污染物為堿性蒸煮液,除了堿還包括木質素、纖維素等物質,對水體生態(tài)環(huán)境的主要風險是容易導致pH值在短時間內急劇升高,破壞水體生物的生存環(huán)境,導致水體生物死亡,但經過應急處置可在短時間內恢復正常。二是危化品泄漏量。根據以往案例的統計結果,液體類危化品基本發(fā)生在道路路沿至河岸堤頂間距200m的范圍內,路河間距越小,泄漏入河量總體越大。本次應急監(jiān)測充分考慮了泄漏物的遷移,在泄漏點下游200m設置監(jiān)測點進行污染物監(jiān)測,監(jiān)測結果表明,經過處置后泄漏物造成的環(huán)境污染影響基本消除。三是危化品泄漏時間。當發(fā)生液體類危化品泄漏事件,其泄漏時間長短將影響危化品進入河流的初始濃度大小。本次采用全過程監(jiān)測,事故發(fā)生的第一時間立即響應,從監(jiān)測的污染物濃度隨時間的變化情況可以發(fā)現,污染在短時間內被消除［11］。

因此,根據上述的分析,本次突發(fā)水環(huán)境事件對水體環(huán)境造成的影響是短暫而輕微的,通過人為技術手段進行干預,能夠在短時間內將污染消除,泄漏物對水體環(huán)境不會造成長期的破壞,且水體具備一定的自凈能力,水生環(huán)境可恢復至污染前的水平。

5 結論與思考

①突發(fā)環(huán)境事故的應急監(jiān)測是一個系統繁雜的技術工程,對監(jiān)測人員的綜合素質要求較高,需要很多專業(yè)技術人員的配合和協調,而基層監(jiān)測站的專業(yè)技術人員嚴重不足,無法滿足應急監(jiān)測的工作量。因此,可以協調周邊區(qū)、縣的專業(yè)技術人員參與環(huán)境事故的監(jiān)測中,這樣不僅可以緩解本地監(jiān)測技術人員的壓力,也能讓參與此次應急監(jiān)測的技術人員得到鍛煉。

②在整個應急監(jiān)測過程中,監(jiān)測技術人員在應急監(jiān)測響應工作速度,以及應急監(jiān)測報告的編制、報送等規(guī)范性方面略有不足,今后應加強應急監(jiān)測培訓,提高應急監(jiān)測能力。此外,為了保證在發(fā)生突發(fā)性水污染事故時,處理人員能有條不紊開展處理工作,應定期開展不同級別的演練工作,從而使應急處理隊伍的實戰(zhàn)能力得到提升,發(fā)現在工作開展過程中可能存在的問題和不足并及時優(yōu)化。各項應急演練可為監(jiān)測站的日常應急監(jiān)測準備工作是否良好運行提供了很好的驗證機會,使技術人員始終具備優(yōu)良的業(yè)務能力,確保突發(fā)環(huán)境污染事故發(fā)生后應急監(jiān)測能及時到位。

③當應急設備設施成本較高,縣級監(jiān)測部門很難將各類應急設備設施配備齊全并申請專項資金進行定期維護時,應及時爭取上級監(jiān)測部門進行儀器設備人員的支持。

④應急監(jiān)測是突發(fā)環(huán)境事件應急工作的重要環(huán)節(jié)。做好突發(fā)環(huán)境事件應急監(jiān)測重要的一點是要制定好應急監(jiān)測方案,配備好儀器設備及人員,全面了解突發(fā)環(huán)境事件狀況,按照規(guī)范開展監(jiān)測及時上報監(jiān)測數據,為應急工作提供技術支撐,全面做好應急工作。