颜 涛，李恒庆，王东安，潘 光

（山东省环境监测中心站，山东 济南 250013）

山东省环境应急演练污染标示物释放实验

颜 涛，李恒庆，王东安，潘 光

（山东省环境监测中心站，山东 济南 250013）

山东省环境应急演练要求投放污染标示物进行真实性监测。为了保证演练顺利开展，选择三氯化铁作为污染标示物，在胜利河郭家桥—四马桥11.34 km河段进行了释放实验。实验结果证明三氯化铁做标示物是可行的，并对三氯化铁的释放流量、演练需用量和河段的沉降系数进行了确定。

环境应急演练；污染标示物；三氯化铁；释放

按照环保部统一部署，山东省环保厅于2011年8月份组织山东省环境监测中心站成功举行了环境应急监测演练活动。为提高全省环境应急监测水平，体现“超标即应急”工作思想和实践通过“调查性监测、重点性监测、溯源性监测和锁定性监测”等步骤来确定污染源的“快速溯源法”[1]，省厅组织全省17地市开展山东省环境应急演练活动。为使应急监测演练更贴近现实，省厅要求投放污染标示物进行真实性监测，以达到实战目的。为了确保演练活动的顺利开展，在没有经验可以借鉴的情况下，省站在演练河段进行了多次验证性监测实验，花费了大量的财力、人力和物力，笔者认为有必要将实验结果总结成文，为以后开展类似的应急监测演练活动提供一些数据支持和经验。

1 污染标示物

根据应急监测演练的要求及地市监测能力，选择总铁（T-Fe） 作为污染指标，选择三氯化铁作为污染标示物。三氯化铁为红色固体，易溶于水，20°C溶解度为92 g/100 ml[2]。演练实验购买某化工公司生产的浓度为45%的三氯化铁溶液（Fe3+浓度为16%），呈强酸性，深红褐色。

实验所用三氯化铁溶液的毒性在于其强酸性，以及进而带来的强烈腐蚀性。三氯化铁溶液释放入河流时，会立即分布均匀，其浓度大幅降低，河水pH值略微下降，不再具有腐蚀性。另一方面三氯化铁是一种水质净化絮凝剂，会将河水中污染物聚集成絮状物，絮状物将三氯化铁包裹起来，使其毒性进一步降低，不仅不会对河流水环境造成危害，还能起到净化水体的作用[3～4]。

2 实验河段及标示物释放点位

实验在山东省滨州市邹平县胜利河上进行，胜利河从袁家桥入境，自南向北流入小清河。胜利河为人工开凿河，河道平直，其上桥梁众多，附近道路交通方便。三氯化铁在胜利河郭家桥断面中心水流最快处释放。标示物释放点位见图1。

图1 标示物释放点位和监测点位分布

3 监测点位与分析方法

3.1 监测点位

在胜利河释放点位下游依次布设史辛桥、牛家桥、胜利大桥和四马桥4个监测点位，各点位与释放点位的距离详见表1。

表1 监测点位布设

3.2 分析方法

T-Fe的测定采用邻菲啰啉分光光度法[5]；

pH值的测定采用玻璃电极法[6]。

4 标示物释放实验

4.1 标示物释放流量公式的建立

标示物释放流量公式为:

其中:

Q’——释放三氯化铁溶液的流量（m3/h）；

Q——河流最终监测断面（四马桥） 的流量（m3/h）；

c——铁离子的要求检出浓度（mg/L）；

c0——铁离子的河流本底浓度（mg/L）；

16%——所购三氯化铁溶液中Fe3+浓度；

r——铁离子总沉降系数r（无量纲）；

ρ——所购三氯化铁溶液释放时密度（1.42 g/ml）。

4.2 河流背景参数值测定

河流背景参数值详见表2。

4.3 理论标示物释放流量的计算

胜利河铁离子本底值c0为1.20mg/L，要消除本底铁离子对应急监测的干扰，要求最终监测断面 （四马桥） 的铁离子检出浓度c必须达到3mg/L。另外，在没有参考资料可借鉴的情况下，铁离子总沉降系数r初步设定为0.50，则理论三氯化铁释放流量为:

4.4 理论释放流量下标示物浓度分布监测

以0.72 m3/h的理论流量释放三氯化铁，测定各监测点位pH值和T-Fe浓度，结果见表3。

从表3可以看出:（1） 以0.72 m3/h的流量释放三氯化铁溶液不会引起各监测点位pH的显著变化；（2） 各监测点位东、中、西3个点位监测结果一致，说明在各监测断面河水中T-Fe分布是均匀的； （3） 在2#断面中间点位T-Fe浓度已降低至1.86mg/L，不能满足检出浓度3mg/L的要求，故实验需增大标示物的释放流量。

表3 理论释放流量下T-Fe浓度分布

4.5 调整释放流量后标示物浓度分布监测

将三氯化铁释放流量提高一倍至1.44 m3/h，测定各监测点位pH值和T-Fe浓度，结果见表4。

表4 调整释放流量后T-Fe浓度分布

由表4可以看出: （1） 以1.44 m3/h的流量释放三氯化铁溶液也不会引起各监测点位pH的显著变化； （2）第7、8批样品T-Fe监测结果呈现出标示物随距离的递减规律，而且两批结果比较一致，说明标示物进入释放—沉降—排放的稳定状态； （3） 到达4#断面时，两批样品TFe浓度分别为3.14mg/L和3.83mg/L，符合TFe浓度检出要求。

4.6 铁离子实际沉降系数的计算

由标示物释放流量公式Q'=Q（c-c0）×10-6/16%（1-r）ρ推导出铁离子沉降系数计算公式为:

根据该公式和表4中T-Fe浓度值计算释放点位至各监测点位的实际沉降系数，结果见表5。

由表5可以看出: （1） 铁离子沉降系数r随距离的增加而增大； （2） 释放点至最终监测断面（4#四马桥） 河段铁离子总沉降系数为0.684。

4.7 标示物用量的计算

根据应急演练的要求，标示物现场演练释放2 d，保障性释放1 d，共释放3 d（72 h），则应急演练前必须准备的标示物总量m（t） 为:

表5 释放点位至各监测点位的沉降系数

5 实验结论

（1） 三氯化铁是一种水质净化絮凝剂，对水体有净化作用，而且在水中能快速分布均匀。释放实验证明选用45%三氯化铁溶液作为应急演练标示物是可行的。

（2） 以1.44 m3/h的流量释放三氯化铁溶液，此释放速度不会引起各监测点位pH的显著变化。

（3） 以1.44 m3/h的流量释放三氯化铁溶液，胜利河郭家桥至四马桥11.34 km河段标示物的实际沉降系数为0.684。

（4） 实验条件下 （ 河水流量45 270 m3/h），一次应急演练三氯化铁溶液总用量为147 t。

（5）实际应急演练时，应根据河水流量大小改变三氯化铁溶液释放流量，二者成正比关系。

[1]周雁凌，季英德.练真功夫比真水平山东开展环境应急演练暨监察监测技术 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.化工产品手册:无机化工产品[M].北京:化学工业出版社，1993.

[3]江霜英，高廷耀，张文均.复合混凝剂CAF的研制与净水效果试验[J].化工环保， 2000，20（ 5）:32-35.

[4]李新民.PFC在水处理中的应用试验[J].化工环保，2004（S1）:365-367.

[5]国家环境保护局.（HJ/T 345─2007）水质 铁的测定 邻菲啰啉分光光度法（ 试行）[EB/OL].[2011-12-03].http://kjs.mep.gov.cn/hjbhbz/bzwb/shjbh/sjcgfffbz/200703/t20070316_101687.htm.

[6]国家环境保护局.GB/T 6920-86水质pH值的测定玻璃电极法[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

颜涛（1981-），男，山东兖州人，毕业于山东大学生命科学学院生物学专业，中级工程师，主要从事环境监测工作。