孔小燕

(宁德市柘荣环境监测站,福建 宁德 352000)

0 引言

随着我国经济社会的发展,水资源的合理开发和保护越来越受到人们的重视。近些年,全国各地人为造成的突发水环境事件屡见不鲜,事故的发生率总体呈上升趋势,对水环境的影响具有多样性、严重性、突然性等特点［1-2］。因此,如何做好突发水环境事故的应急处置极为重要。应急监测作为突发水环境事故处理的重要环节,贯穿水环境事故的全过程,前期迅速响应水环境污染的深度和广度,中期通过监测数据分析了解水环境污染的演变过程,后期对水环境事故的处置和治理效果进行后评价［3］。突发环境应急监测狭义上是指从事环境监测的专业人员在环境污染事故现场借助简易快速、轻便易携的仪器和设备对污染物的各项指标进行监测和反馈。应急监测能够为应急领导小组全面掌握污染的程度、影响的范围提供全面的数据支撑。由此可见,应急监测数据对突然环境事故处置方案的选择和部署具有重要的意义［4］。如何提高应急监测的准确性和时效性是解决突发环境应急事件的关键环节,更是目前大多数应急监测机构共同面临的难题和挑战［5］。

根据前期的文献调研［6-7］和案例分析发现,当前突发水环境事件的应急监测普遍存在监测人员经验不足、仪器设备和技术手段落后、组织运行模式效率低等问题。因此,本文结合实际工作中的真实案例,通过对突发水环境事件应急监测的全过程分析,探讨应急监测在突发水环境事故的前期、中期及后期的作用,总结应急监测经验,以期为后续突发水环境事件的处置提供一些启发和思考,共同推进突发水环境事件应急监测技术的发展。

1 实例介绍

2022年10月2日,某建筑工程有限公司工人对福建省宁德市柘荣县第二污水处理厂旁废弃竹浆厂旧储罐进行拆解,由于拆解前未对储罐及储罐中存储的液体进行调查与评估,造成罐中近20t残留物泄漏,流入龙溪河道。该残留物为福建福竹郑氏特种竹纤资源开发有限公司停产前经碱性蒸煮、设备挤压提取后的残留物,主要成分为木质素、半纤维素、竹碱黑液等,会造成龙溪水体及周边土壤污染。接到报警后,柘荣县县委、县政府成立环境应急指挥部,提出现场应急行动的原则及要求,派出相关专家和人员参与现场应急处置,启动柘荣县突发环境事件应急预案,设立综合协调组、应急监测组、调查处置组、应急专家组、后勤保障组等,并由宁德市柘荣生态环境局带领相关人员第一时间赶赴现场,协调各专业应急力量实施应急处置行动,建立现场警戒区和交通管制区,确定重点防护区域,及时向上级政府及有关部门报告应急行动的进展情况,并请求省、市有关专家提供技术支持和援助。省、市、县三级政府和有关部门共同组成现场应急指挥部,对该事件进行应急处置。

2 应急监测过程

根据应急组织指挥机构应急响应指令,启动应急监测预案,开展应急监测工作。应急监测组在接到应急监测命令后,立即组织应急监测人员根据现场实际情况制定监测方案、设置监测点位(断面)、确定监测频次、组织开展监测行动并形成监测报告,第一时间向现场应急指挥部报告监测结果和污染浓度变化态势图。应急监测过程包括突发环境事件发生后至应急响应终止前,对污染物种类、污染物浓度、污染范围及其动态变化进行的监测。本次应急监测分为初期、中期和后期三个阶段。在污染源排放口附近水域、下游附近水域进行加密跟踪监测,控制断面的选取原则包括预测污染团(带)前锋即将达到的河段,以拦截坝为起点逐段向上游进行上、中、下取样监测,在摸清污染团(带)位置、分布及迁移变化规律后布设监测点位。如图1所示,本次案例初期共设置5个监测断面,分别为上游下村桥、泄漏点入河口、泄漏点下游100m、泄漏点下游200m和龙溪新二级电站水库坝头,中期和后期根据前期的监测数据情况调整监测断面的选取,中期和后期监测断面改为泄漏点下游200m、龙溪新二级电站水库坝头和龙溪新三级电站水库坝头。

图1 事故点与监测断面位置示意图

2.1 应急监测初期

应急监测初期以摸清污染团(带)位置、分布及迁移变化规律为主。在对龙溪的流向、流量等因素进行初步了解后,推断污染物的迁移规律和迁移速度,迅速在5个监测断面进行水样采集和分析,监测频次为2h一次;及时准确地出具初期的监测报告,了解污染物的扩散情况及其对水质的影响程度,为应急事故处理小组处置方案的建立提供翔实的数据支撑。10月2—6日,将监测断面调整为泄漏点下游200m、龙溪新二级电站水库入口、龙溪新二级电站坝头和龙溪新三级电站坝头,监测频次为2h一次。前期的应急监测是最重要也是最困难的环节,直接关系应急指挥部对事故严重程度的研判和处置方案的科学性、严谨性［8］。

2.2 应急监测中期

应急监测中期以监控污染团(带)迁移、应急处置效果为主。在前期监测的基础上,对各个监测断面的污染物浓度进行持续关注,验证应急处置方案的效果,并对污染物的演变规律进行初步研究,研判污染物对龙溪生态环境的后续影响,为应急处理小组的再次工作部署和方案实施提供最新的监测报告和数据分析。根据初期的监测数据,将监测断面更改为泄漏点下游200m、龙溪新二级电站水库坝头和龙溪新三级电站水库坝头,监测频次仍为2h一次。从10月8日起取消所有点位的夜间监测频次。

2.3 应急监测后期

应急监测后期以跟踪监测应急处置效果为主。该阶段保持控制断面,削减断面的监测频次,跟踪监测下游背景断面。监测断面仍然保持为泄漏点下游200m、龙溪新二级电站水库坝头和龙溪新三级电站水库坝头,频次调整为4h一次,取消龙溪三级电站水库坝头夜间监测。后期的监测是对整个应急监测进行综合性评价,包括应急事故处置方案的效果,以及污染物对后续水环境的潜在风险评估等［9］。

3 应急监测结果分析及处置方案

3.1 应急监测前期分析和讨论

事故发生当天(10月2日),应急监测小组接到命令迅速开展应急监测工作。表1为事故当天下午对5个监测断面进行监测的数据汇总。由表1可以看出,上游下村桥断面的水质仍然达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类标准的限值要求,说明污染物排入龙溪中并未出现逆水流扩散的现象,且除了现场确认的泄漏点,上游无其他泄漏污染物的点位。泄漏点入河口监测断面的pH值、COD值均超过地表水Ⅴ类标准限值,泄露点、泄漏点下游200m氨氮值和COD值超过地表水Ⅴ类标准限值,说明泄漏污染物已对下游水质产生影响。

表1 10月2日5个监测断面的污染物浓度值表

现场应急指挥部根据监测结果、现场调查结果,协调各应急小组进行处理和处置工作：①切断污染源。对罐体泄漏点进行封堵,有效切断污染源,并在事故点周边置围堰,确保污染物不进入水体。关闭上游污水厂处理尾水排放口,将处理后的污水排入污水厂内人工湿地暂存(容积约10000m3),以减轻下游水体污染负荷。②污染拦截。关闭事故点下游2km处的龙溪二级电站水库和下游7km处的龙溪三级电站水库闸坝,停止下泄流量,将污染团拦截在坝前。③沿程控制。关闭上游水库闸坝,切断上游来水,减轻截污压力。在事故点上游修筑两道拦截坝进行拦截,设置引流渠对清水进行引流,避免上游河水进入围堵水体,并设置2道围油栏,对漂浮物进行拦截,组织人员乘坐皮筏艇进行清理。④对监测断面和频次进行调整,增加龙溪三级电站水库坝头断面,监测频次仍为2h一次。

图2是在10月2—6日对龙溪4个新调整的监测断面的pH值、氨氮值和COD值的监测数据。从图中可以分析得出,龙溪二级电站水库坝头、龙溪三级电站水库坝头主要超标因子为pH值、氨氮值、COD值,pH值处于9～11,超过《地表水环境质量》(GB 3838—2002)Ⅴ类标准限值。同时,由于COD值和氨氮值的超标,水库富营养化,藻类大暴发,对水生生物和周围生态环境造成严重的影响。但到了10月6日,3种污染物的数值逐渐减小,说明由于龙溪水生态环境存在一定的自净化能力,本次的污染泄漏并未对水生态环境造成不可逆的破坏,应急指挥部的处置方案起到初步的修复效果。从10月6日起,pH值稳定在6～8,达到《地表水环境质量》(GB 3838—2002)Ⅲ类标准限值,主要污染物以氨氮和COD为主。

(a)pH值

应急专家组根据应急监测结果(10月2—6日),协调各应急小组进行处理和处置工作。一是工程削污,将在事故点周边围堰中收集的高浓度污水(约400t)采用吸污车转运至柘荣县第二污水处理厂事故应急池中,分批次进行处理。二是将事故点周边受污染的表层土进行清理装袋,作为危险废物转运至宁德市荣群环保科技有限公司临时储存。三是分批次向龙溪二级电站水库、下游龙溪三级电站水库投加草酸,中和水库内碱性物质,降低pH值。根据前期的分析可知,泄漏物的主要成分为碱性蒸煮液,泄漏进龙溪内会导致水体的pH值在短时间内急剧升高,严重破坏水体生态环境。因此,需采取投加化学药品的措施进行处置。经过专家组的研判,草酸作为一种弱酸,容易与水体中的钙离子结合生成草酸钙沉淀,对环境的影响较小,且容易被微生物所分解成二氧化碳和水,是一种良好的应急pH值中和剂。

3.2 应急监测中期分析和讨论

如图3所示,根据2022年10月6—15日监测结果显示,下游断面龙溪三级电站水库坝头氨氮值、COD值监测结果均达到《地表水环境质量》(GB 3838—2002)Ⅲ类标准限值。中期监测阶段,龙溪三级电站水库坝头水质基本稳定,但泄漏口下游200m和龙溪二级电站水库坝头的氨氮值仍然高于《地表水环境质量》(GB 3838—2002)Ⅴ类标准限值,说明污染物的泄漏对龙溪水环境的影响尚未消除,需继续采取有效的处置措施对氨氮的浓度进行控制。

(a)氨氮值

专家组根据2022年10月6—15日的应急监测结果,主要进行调水稀释,向上游水库调水,汇入龙溪二级电站水库稀释污染团。利用龙溪二级电站引水隧洞,将稀释后的河水引至龙溪二级电站退水口,排入龙溪三级电站水库,再利用龙溪三级电站水库有效库容进行稀释,进一步降低污染物浓度。

3.3 应急监测后期分析和讨论

监测中期结束后,专家组采取新的处置方案,并进行后期监测,评价其实际效果。从10月16—18日3个不同监测断面的污染物浓度变化情况(见图4)可以发现,pH值、氨氮、COD的浓度基本满足《地表水环境质量》(GB 3838—2002)Ⅴ类标准的限值要求,水质稳定,突发环境事件造成的影响已基本消除。2022年10月18日,应急组织指挥机构终止应急响应,同时终止应急监测。

4 对水生态环境的风险评估

参考《国家突发环境事件应急预案》中规定的突发环境事件分级标准,将环境敏感受体敏感性划分为3级,本次突发水环境应急事件属于三级环境敏感受体,当受到影响时确定为一般环境风险源［10］。

环境风险评估参数选择包括三个方面。一是危化品主要化学成分及表征指标分析。本次泄漏的污染物为碱性蒸煮液,除了碱还包括木质素、纤维素等物质,对水体生态环境的主要风险是容易导致pH值在短时间内急剧升高,破坏水体生物的生存环境,导致水体生物死亡,但经过应急处置可在短时间内恢复正常。二是危化品泄漏量。根据以往案例的统计结果,液体类危化品基本发生在道路路沿至河岸堤顶间距200m的范围内,路河间距越小,泄漏入河量总体越大。本次应急监测充分考虑了泄漏物的迁移,在泄漏点下游200m设置监测点进行污染物监测,监测结果表明,经过处置后泄漏物造成的环境污染影响基本消除。三是危化品泄漏时间。当发生液体类危化品泄漏事件,其泄漏时间长短将影响危化品进入河流的初始浓度大小。本次采用全过程监测,事故发生的第一时间立即响应,从监测的污染物浓度随时间的变化情况可以发现,污染在短时间内被消除［11］。

因此,根据上述的分析,本次突发水环境事件对水体环境造成的影响是短暂而轻微的,通过人为技术手段进行干预,能够在短时间内将污染消除,泄漏物对水体环境不会造成长期的破坏,且水体具备一定的自净能力,水生环境可恢复至污染前的水平。

5 结论与思考

①突发环境事故的应急监测是一个系统繁杂的技术工程,对监测人员的综合素质要求较高,需要很多专业技术人员的配合和协调,而基层监测站的专业技术人员严重不足,无法满足应急监测的工作量。因此,可以协调周边区、县的专业技术人员参与环境事故的监测中,这样不仅可以缓解本地监测技术人员的压力,也能让参与此次应急监测的技术人员得到锻炼。

②在整个应急监测过程中,监测技术人员在应急监测响应工作速度,以及应急监测报告的编制、报送等规范性方面略有不足,今后应加强应急监测培训,提高应急监测能力。此外,为了保证在发生突发性水污染事故时,处理人员能有条不紊开展处理工作,应定期开展不同级别的演练工作,从而使应急处理队伍的实战能力得到提升,发现在工作开展过程中可能存在的问题和不足并及时优化。各项应急演练可为监测站的日常应急监测准备工作是否良好运行提供了很好的验证机会,使技术人员始终具备优良的业务能力,确保突发环境污染事故发生后应急监测能及时到位。

③当应急设备设施成本较高,县级监测部门很难将各类应急设备设施配备齐全并申请专项资金进行定期维护时,应及时争取上级监测部门进行仪器设备人员的支持。

④应急监测是突发环境事件应急工作的重要环节。做好突发环境事件应急监测重要的一点是要制定好应急监测方案,配备好仪器设备及人员,全面了解突发环境事件状况,按照规范开展监测及时上报监测数据,为应急工作提供技术支撑,全面做好应急工作。