突發環境事件中地表水污染應急監測探討

王維平

（四川省雅安市漢源生態環境監測站，四川 雅安 625300）

引 言

1 突發環境事件的定義與影響

1.1 突發環境事件的概述和分類

突發環境事件是指可能對環境造成嚴重破壞的突發性事件。這類事件包括但不限于：自然災害（如洪水、地震、干旱等）、人為事故（如工業污染泄漏、城市污水溢流等）、以及環境惡化（如生物入侵、酸雨等）等類型。

每種類型的突發環境事件都有其特定的環境影響特征。例如，自然災害常常對大面積的地區造成影響，造成的環境破壞往往難以預計并需要較長時間進行恢復。而人為事故常常局限于特定區域，但由于可能涉及到重金屬、有毒化學品等污染物的排放，其對環境的影響往往較為深遠。而環境惡化則可能導致生態系統平衡的破壞，對于生態環境的影響長期而言可能是最為嚴重的[1]。由于突發環境事件的多樣性，因此其防范和應對需要具有針對性，這在一定程度上決定了環境應急監測的難度和復雜性。

1.2 突發環境事件對地表水的影響

突發環境事件對地表水的影響主要表現在兩個方面，一是改變了地表水的量，二是改變了地表水的質。在數量上，例如洪水事件會導致地表水量瞬間大增，可能引發水庫潰堤、河流溢流等問題；而干旱事件則可能導致河流、湖泊等地表水源的水量急劇減少，影響到人類的生活用水和農業灌溉。這種量的變化往往需要通過應急監測來及時發現并做出響應。在質量方面，許多突發環境事件會導致有毒或有害物質進入地表水。例如，工業污染泄漏事件可能導致重金屬、有毒化學品等進入河流、湖泊，嚴重影響了水質。對于這類問題，應急監測不僅要發現問題的存在，更需要對問題的性質、規模進行準確評估，以便采取相應的應對措施。

2 地表水污染的來源與危害

2.1 地表水污染的主要來源

地表水污染的來源廣泛且多元化，主要包括農業活動、工業活動和城市生活三大部分。農業活動是地表水污染的主要來源之一，這主要在于過度的農業化肥和農藥的使用?；屎娃r藥中的氮、磷等營養物質以及農藥中的有毒有害物質通過土壤徑流，浸蝕和地下水滲透等方式進入地表水體，引發了水體富營養化等一系列環境問題。此外，畜禽養殖業也是重要的污染源，畜禽排泄物中含有大量的有機物、氮磷等營養物質以及病原微生物等污染物，如果處理不當，就會對地表水產生重大污染[2]。

工業活動則通過廢水排放，向地表水排放各類有害物質，如重金屬、有機污染物、放射性物質等。這些有害物質在水體中的持久存在和生物累積，對人類健康和生態安全構成長期威脅。而且，一些工業廢水處理技術還存在處理效率低、處理成本高、處理后的污泥處置困難等問題，進一步增加了工業活動對地表水的污染風險。城市生活污水也是地表水污染的重要來源。隨著城市化進程的加快，生活污水的排放量大幅度增加，如果城市排水設施不健全或處理不當，生活垃圾、排泄物等污染物質將直接排入地表水體，對水質產生嚴重影響。尤其雨季，城市雨水污染問題更加突出，因為雨水將城市地面的各種污染物沖刷入地表水體，使得水質惡化。因此，構建合理的城市排水體系，加強生活污水處理，是防治地表水污染的關鍵。

2.2 污染物在地表水中的情況

污染物在地表水中的情況受多種因素影響，包括水體的流速、流向、溫度、pH值、溶解氧含量、以及與底泥、水生生物等的相互作用等。這些因素決定了污染物在水體中的運移和轉化過程，進而影響其對水環境和生態系統的危害程度。

水體的流速和流向直接影響污染物的擴散和遷移過程。流速快的水體，污染物擴散速度快，污染范圍廣；反之，流速慢的水體，污染物在水體中的停留時間長，容易引發局部的水質問題。流向決定了污染物的遷移方向，從而影響了污染的空間分布。溫度和pH值影響污染物的化學反應和物理吸附過程，進而影響其在水體中的穩定性和生物有效性。

某些重金屬在酸性環境下易于形成可溶性物種，容易被生物吸收，對生態系統產生危害；而在堿性環境下，則易于形成沉淀，降低其生物有效性。溶解氧含量對于污染物的氧化還原反應以及有機物的生物降解過程有著重要影響[3]。

對于航標燈來說，它的開關一般是由日光閥來控制，通過日光閥的感光裝置對周圍環境的感應來進行的，日光閥根據每天早上和晚上的光照強度自動開燈、關燈。日光閥是比較脆弱的燈器原件，故障原因也比較多，但對電池的消耗和燈器的使用壽命也是有很大的影響，合理的開關燈，可以使能源的消耗達到合理的水平。

低溶解氧環境下，某些有害物質如重金屬和有機污染物的毒性會增加；而對于有機污染物，溶解氧的存在有利于其生物降解，降低水體的有機物濃度。與底泥、水生生物的相互作用則決定了污染物在水生態系統中的積累和轉化過程。例如，污染物通過吸附、絡合等方式在底泥中富集，形成了污染的“庫”，在一定條件下可能再次釋放入水體，延長了污染物在水體中的存在時間；而水生生物通過攝食、呼吸等方式，將污染物從水體中攝入體內，并進一步通過食物鏈傳遞，影響整個生態系統。

2.3 地表水污染對環境和生態的影響

地表水污染對環境和生態系統產生嚴重的影響。首先，污染的地表水可能直接威脅到人類的飲用水安全，給公眾健康帶來危害。例如，水體中的病原微生物可能引發各種水源性疾病，如霍亂、傷寒等；有害物質如重金屬、有機污染物等長期攝入可能引發各種慢性疾病，如肝病、腎病、神經系統疾病等。其次，地表水污染會破壞水生生態系統的穩定性，影響生物多樣性，導致某些敏感物種的減少或消失，甚至引發赤潮等生態災害。例如，水體富營養化可能導致藍藻等有害藻類的大量繁殖，消耗大量溶解氧，破壞水體的氧氣平衡，導致魚類等動物死亡；有害物質的生物累積可能影響生物的生長、繁殖等生理過程，破壞生物種群的正常結構，影響生態系統的穩定性。

此外，地表水污染還可能影響土壤質量，對農業生產產生負面影響。例如，重金屬等有害物質可能通過灌溉進入農田，積累在土壤和作物中，進一步影響食品安全。長期以來，灌溉用水的水質問題一直是農業生產中的重要問題，地表水污染無疑加大了這個問題的嚴重性。因此，防治地表水污染，保護水環境和生態安全，是當前面臨的重大環境問題。

3 應急監測技術和方法

3.1 常用的應急監測技術

針對地表水污染的應急監測，目前常用的技術主要包括傳統的采樣分析技術、在線監測技術以及遙感監測技術。

傳統的采樣分析技術是一種基于實驗室分析的監測方式，這包括了原位采樣、樣品預處理、實驗室分析三個步驟。這種技術可以針對性地分析各種有機物、無機物、微生物等多種污染物，獲得詳細且精確的監測結果[4]。然而，這種方法的反應時間較長，難以滿足突發事件中對監測結果的及時需求。在線監測技術是一種較快的監測方式，它可以提供實時或者近實時的監測數據，滿足了突發事件中對于監測結果的即時性需求。

常用的在線監測設備包括PH、溶解氧、濁度、電導率、氨氮等多參數水質在線監測儀，以及多種污染物專項在線監測設備。然而，這種方法的監測項目相對有限，且設備維護成本較高。

遙感監測技術則是基于航空或者衛星遙感的地表水污染監測方法，這種方法可以提供大范圍、連續的監測信息，對于大面積污染事件的監測具有重要價值。常用的遙感技術包括光學遙感、雷達遙感、熱紅外遙感等，它們可以監測水色、葉綠素a濃度、水溫等多個指標，間接推斷水體污染情況。然而，遙感監測技術需要較復雜的數據處理和解譯過程，且對氣象條件有較高要求。

3.2 新型應急監測技術的研發和應用

近年來，隨著技術的不斷進步，一些新型應急監測技術也正在研發和應用中，如生物傳感技術、微納米傳感技術等。生物傳感技術是一種基于生物識別元件（如酶、抗體、DNA、細胞等）的監測技術，這種技術對于特定污染物具有高度的選擇性和敏感性，且設備體積小，易于現場應用。例如，基于微生物的生物傳感器可以實時監測水體中的有機污染物，為污染物的快速定位和風險評估提供了有力工具。微納米傳感技術是基于納米材料和微制造技術的新型監測方法，這種方法可以實現對污染物的高靈敏、高選擇性和快速響應的監測，且具有大批量生產的潛力。例如，基于金納米粒子的光譜傳感器，可以實現對重金屬等有害物質的實時、在線監測。

3.3 應急監測準確性和及時性的重要意義

在突發環境事件中，應急監測的準確性和及時性對于事件的有效處置具有關鍵性的影響。準確的監測結果可以準確地判斷事件的污染程度和風險等級，為污染的定位、風險評估和應急響應提供可靠的依據[5]。

誤差太大的監測結果可能會導致錯誤的決策，從而加大環境和生態的損害，甚至危及公眾的生命安全。及時的監測結果則可以提供實時的污染信息，幫助決策者做出快速的響應，控制污染的擴散和蔓延，降低污染的環境影響。延遲的監測結果可能導致錯失最佳的應急響應時間，使得污染事件的處理變得更加困難。因此，提高應急監測的準確性和及時性是當前應急監測研究的重要目標，需要從監測技術、方法、設備、標準、管理等多方面進行努力。

4 污染控制及其未來研究方向

4.1 地表水污染控制策略和方法

控制地表水污染是環境保護的重要任務之一，目前已有多種污染控制策略和方法得到了廣泛應用。首先，預防控制是最重要的策略，包括嚴格的環境立法、高標準的排污許可制度、污染源規劃等。通過預防控制，可以有效地減少污染物排放，從源頭上防止地表水污染的發生。其次，工程技術控制也是一種重要的控制方式。包括污水處理工程、水體修復工程、污染物截留和阻隔工程等。例如，建設高效的污水處理廠可以將排入水體的污染物大大降低；實施生態修復工程，可以提高水體的自凈能力，促進污染物的降解[6]。最后，應急響應和事后治理也是必不可少的控制方法。這包括對突發污染事件的快速響應、污染物的迅速清理，以及對受污染水體的長期修復等。例如，實施快速的油污清理，可以大大減少油污對水體和生態系統的影響；實施湖泊或者河流的生態修復，可以恢復其生態功能，減輕污染的長期影響。

4.2 地表水污染應急監測的未來趨勢和研究方向

隨著科技的不斷進步，地表水污染應急監測的未來趨勢和研究方向主要表現為智能化、網絡化、微型化和多參數化。智能化監測技術，包括人工智能、大數據等技術的應用，可以自動識別和預測污染事件，提高監測的效率和準確性。例如，使用機器學習算法，可以根據歷史數據自動識別污染事件的特征和規律，預測可能的污染趨勢。

網絡化監測系統，包括物聯網、5G等技術的應用，可以實現各監測設備的聯網和協同，形成覆蓋廣泛的監測網絡，實現實時、全面的監測。例如，通過物聯網技術，可以實現各在線監測設備的數據實時上傳和共享，提高數據的使用效率。

微型化監測設備，包括微電子、微流控等技術的應用，可以制造出體積小、重量輕的監測設備，適應各種復雜和惡劣的監測環境。例如，微納米傳感器，可以實現現場快速、高靈敏的監測。

5 結語

突發環境事件會對地表水質造成嚴重影響，這就要求我們采取有效的措施應對這些挑戰。我們應識別并理解地表水污染的主要來源，深入研究污染物在水環境中的行為及其對環境和生態的影響。要實現有效的污染控制，我們需要利用常規和新型的應急監測技術，注重監測的準確性和及時性，以便我們能夠迅速響應并控制污染事件。在這個基礎上，我們必須制定和實施污染控制策略，包括預防控制、工程技術控制和應急響應等。未來的研究應繼續關注新型應急監測技術方面，智能化、網絡化、微型化和多參數化將成為主要趨勢，這將有助于我們更好地保護地表水環境，保障人類的健康和生態系統的穩定。