集中式飲用水水源地環(huán)境監(jiān)控預(yù)警體系構(gòu)建

姜 偉,黃 衛(wèi)

(1.江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院,江蘇 南京 210036;2.江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心,江蘇 南京 210036)

·環(huán)境預(yù)警·

集中式飲用水水源地環(huán)境監(jiān)控預(yù)警體系構(gòu)建

姜 偉1,黃 衛(wèi)2

(1.江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院,江蘇 南京 210036;2.江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心,江蘇 南京 210036)

系統(tǒng)闡述了集中式飲用水水源地環(huán)境監(jiān)控預(yù)警體系構(gòu)建的內(nèi)容和要素,并介紹了如何建立由風(fēng)險監(jiān)控系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)和預(yù)警響應(yīng)系統(tǒng)等組成的水源地監(jiān)控預(yù)警平臺,以實現(xiàn)水源地環(huán)境監(jiān)控預(yù)警信息和技術(shù)的統(tǒng)一管理和資源共享,為飲用水安全保障提供決策支持。

飲用水水源地;環(huán)境監(jiān)控;預(yù)警;體系構(gòu)建

0 引言

隨著中國社會經(jīng)濟的持續(xù)、快速發(fā)展,供水安全問題日益突出。2005年全國集中式水源地水質(zhì)常規(guī)項目監(jiān)測結(jié)果顯示,中國有近 20%的集中式飲用水水源地水質(zhì)超標(biāo),尤其是河流型水源地水質(zhì)狀況相對較差;全國 56個城市的 206個集中式飲用水水源地有機污染物監(jiān)測結(jié)果顯示,水源地受到132種有機污染物的污染,其中 103種屬于國內(nèi)或國外優(yōu)先控制的污染物,鄰苯二甲酸二丁酯、氯仿、二氯甲烷、苯、鄰苯二甲酸二酯的檢出率分別高達50.0%、45.2%、44.8%、37.2%和 35.1%[1]。較差的環(huán)境本底使飲用水水源地的水質(zhì)安全顯得十分脆弱,加之存在飲用水水源保護的法律法規(guī)不夠完善,保護區(qū)的劃分管理不到位,保護區(qū)內(nèi)污染源未得到嚴格控制,農(nóng)業(yè)面源污染負荷日益加大,上游來水水質(zhì)不能穩(wěn)定達標(biāo)等因素,不少水源地存在較大的污染事故風(fēng)險隱患。2005年 11月,松花江重大突發(fā)污染事件導(dǎo)致哈爾濱市停水 4天;2007年 5月,江蘇無錫太湖藍藻提前爆發(fā),造成當(dāng)?shù)?00萬居民的供水危機。雖集中式飲用水水源地污染事故頻發(fā),但中國將水源地作為一個特殊、脆弱的安全易損受體,開展環(huán)境安全及突發(fā)污染事件應(yīng)急管理技術(shù)和管理機制的研究,目前尚處于起步和探索階段[2],急須開展相關(guān)研究,盡快建立和完善以集中式飲用水水源地保護為核心的全方位的水源地環(huán)境監(jiān)控預(yù)警體系。

1 環(huán)境風(fēng)險監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)

1.1 水質(zhì)預(yù)警站建設(shè)

目前,各地飲用水水源地自動站建設(shè)尚不到位,且已建設(shè)的水源地水質(zhì)自動站通常在水廠取水口附近設(shè)置采樣點,加之自來水廠實驗室自檢或委托送檢時間的滯后,往往發(fā)現(xiàn)水質(zhì)異常時,大量受污染的來水已經(jīng)進入供水管網(wǎng)。可以采用《飲用水水源保護區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》中的二維水質(zhì)模型,計算并確定一級、二級和準(zhǔn)保護區(qū)范圍,根據(jù)實地情況、污染源分布以及水文條件等,選擇在一級或二級保護區(qū)邊界附近建設(shè)水源地水質(zhì)預(yù)警站。對于一般河流型水源地,設(shè)在取水口上游 1 000 m處或 3 000 m處。水質(zhì)預(yù)警站的監(jiān)測斷面應(yīng)設(shè)置在水廠取水的主要匯水通道上,這樣可以盡可能地監(jiān)控到上游來水的水質(zhì)和水量情況。

水質(zhì)預(yù)警站可根據(jù)地表水體的特點,配置五參數(shù)、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮分析儀,總有機碳、總酚在線監(jiān)測儀,葉綠素 a、藍綠藻在線監(jiān)測儀,綜合生物毒性在線監(jiān)測儀等[3]。有條件的地區(qū)可在水質(zhì)預(yù)警站理化指標(biāo)監(jiān)測的基礎(chǔ)上,在水廠取水入管前,同步采集源水開展生物綜合毒性預(yù)警監(jiān)測,如選擇合適的指示魚種,通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)在線觀測魚體運動狀態(tài)從而達到在第一時間掌握水廠來水水質(zhì)的目的。

1.2 固定式污染源在線監(jiān)測

按照國家規(guī)定,飲用水水源一級保護區(qū)內(nèi)不得新建、改建、擴建與供水設(shè)施和保護水源無關(guān)的建設(shè)項目、設(shè)施;二級保護區(qū)內(nèi)不得新建、改建、擴建排放污染物的建設(shè)項目、設(shè)施;一級、二級保護區(qū)內(nèi)均不得設(shè)置排污口。飲用水水源準(zhǔn)保護區(qū)內(nèi)已建的建設(shè)項目和設(shè)施,其污水必須達標(biāo)排放或截入污水管網(wǎng)集中處理。應(yīng)在準(zhǔn)保護區(qū)邊界以內(nèi)所有污染源廢水排口和市政污水排口安裝自動在線監(jiān)測設(shè)備,對影響較大的風(fēng)險源加設(shè)視頻監(jiān)控設(shè)施。

1.3 流動式污染源跟蹤監(jiān)管

地處開放式、流動性、多功能水域的水源地易受突發(fā)性水污染事故影響,而船舶是造成突發(fā)污染事故的主要流動式風(fēng)險源[4]。運輸石油或化學(xué)品的船舶在發(fā)生碰撞、擱淺等事故時,易造成大量溢油或有毒有害物質(zhì)泄漏。因此,必須加強對運輸船只污染防治設(shè)施的監(jiān)管,可結(jié)合交通運輸全球定位系統(tǒng) (GPS)、安全監(jiān)管系統(tǒng)、水上船舶交通管理系統(tǒng) (VTS)等,強化對流動式污染源的跟蹤監(jiān)管[5]。例如,通過VTS對水源保護區(qū)上游和保護區(qū)附近航道的運輸船舶發(fā)出警示,提請注意防范交通事故、控制船舶污染和事故報警等。

1.4 保護區(qū)巡查與視頻監(jiān)控

按照國家規(guī)定,水源保護區(qū)應(yīng)建立圍墻、圍柵或標(biāo)志牌,水源地實施全封閉管理,并指定專人負責(zé)巡視,禁止或嚴格控制人類在該范圍內(nèi)從事可能影響水源地水質(zhì)的活動。地方政府應(yīng)組織水利、環(huán)保、供水等部門定期開展水源地聯(lián)合巡查,及時查處發(fā)現(xiàn)的問題。為有效防范人為投毒、非法傾倒有毒有害危險廢物等行為,有條件的地區(qū)可在事故易發(fā)點安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng),采用先進的“全球眼”和光纖傳輸技術(shù),與公安部門報警系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)第一時間取證以提高執(zhí)法效能。

1.5 實驗室深度分析能力建設(shè)

集中式飲用水水源地一級、二級保護區(qū)水質(zhì)必須達到國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)表 1中基本項目 (24項)的Ⅱ類、Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),同時水源地水質(zhì)要符合表 2中補充項目 (5項)以及地方政府從表 3(80項)中選擇的特定項目的標(biāo)準(zhǔn)限值要求。負責(zé)飲用水水源地環(huán)境質(zhì)量例行監(jiān)測的實驗室,對自身不具備能力的項目可以委托其他有資質(zhì)能力的實驗室開展。這樣做一方面有利于在開展常規(guī)項目例行監(jiān)測的同時,定期開展其他有毒有害污染物監(jiān)測,以便全面掌握飲用水源地的水質(zhì)狀況;另一方面,為事故排查時特征污染因子來源分析提供技術(shù)支撐,同時定期開展水源地水質(zhì)自動監(jiān)測站數(shù)據(jù)比對和質(zhì)量控制,以確保自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可比性。

2 水源地監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)

2.1 水質(zhì)預(yù)測模型建立

采用先進的 InfoWorks RS等應(yīng)用軟件進行模擬計算,利用水力學(xué)圣維南方程組構(gòu)建水源地水域的流速場,再應(yīng)用水質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化方程求解該水域的濃度場,以水源地水質(zhì)預(yù)警站和污染源在線監(jiān)測結(jié)果作為水質(zhì)預(yù)測模型的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和污染源強,最終構(gòu)建由衰減污染物模型、溫度模型和溶解氧模型等組成的飲用水水源地水質(zhì)預(yù)測模型[3]。

選擇 CODMn、溶解氧、總氮、總磷和生物綜合毒性等項目作為預(yù)警指標(biāo),確定各預(yù)警指標(biāo)影響權(quán)重,以國家地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)為評價標(biāo)準(zhǔn),采用加權(quán)重的綜合污染指數(shù)確定水質(zhì)狀態(tài)級別 (理想、良好、一般、較差、惡劣等),再對水質(zhì)在時間上的變化速率 (R)進行定量描述,同時結(jié)合取水口指示生物視頻觀測結(jié)果,對水質(zhì)近期的變化趨勢發(fā)出水質(zhì)良好或黃色、橙色和紅色三級報警信號。

2.2 污染事故應(yīng)急預(yù)案

污染事故應(yīng)急預(yù)案包括 3個部分:一是固定式污染源污染事故應(yīng)急預(yù)案,二是流動式污染源污染事故應(yīng)急預(yù)案,三是水源地事故應(yīng)急預(yù)案,分別由相關(guān)排污企業(yè)、船舶運輸管理部門和自來水廠負責(zé)完成,共同組成飲用水水源地環(huán)境污染事故應(yīng)急預(yù)案,并最終作為一個專項預(yù)案納入城市環(huán)境污染事故應(yīng)急體系[6]。應(yīng)建設(shè)兩個或兩個以上相對獨立的取水水源地,或與相鄰地區(qū)簽訂應(yīng)急飲用水源協(xié)議,實行供水管道聯(lián)網(wǎng)。根據(jù)水質(zhì)預(yù)測模型發(fā)出的報警級別及時開展現(xiàn)場排查,跟蹤送實驗室進行深度分析的樣品,研判主要污染物質(zhì)和特征因子,并報告當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門對排污企業(yè)進行定向溯源性監(jiān)督監(jiān)測和環(huán)境監(jiān)察,追究違法排污的責(zé)任,在已危及飲水安全時對排污單位采取限排措施。當(dāng)發(fā)生污染事故時,按照屬地為主、分級響應(yīng)的原則啟動相應(yīng)級別的應(yīng)急預(yù)案,開展應(yīng)急處置工作[3]。

2.3 預(yù)警聯(lián)動響應(yīng)機制的建立

加拿大、法國、美國等國通過設(shè)置流域管理機構(gòu)或水文議會進行水源管理,這些機構(gòu)主要負責(zé)水量控制、水質(zhì)監(jiān)測、數(shù)據(jù)統(tǒng)計和管理措施制定[7]。目前,中國尚未設(shè)置專門的飲用水水源管理機構(gòu),水利、環(huán)保、衛(wèi)生等多個部門均有相應(yīng)的管理職能,但各部門之間缺乏統(tǒng)一高效的管理機制[8]。應(yīng)組織水利、環(huán)保、建設(shè)、衛(wèi)生等部門編制飲用水安全保障規(guī)劃報本級人民政府批準(zhǔn)后實施,進一步明確部門分工,同時建立各部門聯(lián)防聯(lián)控的預(yù)警聯(lián)動響應(yīng)機制。首先,建立多部門參加的水源地保護聯(lián)席會議制度,根據(jù)污染源和水質(zhì)預(yù)警站在線監(jiān)測數(shù)據(jù)以及實驗室常規(guī)項目例行監(jiān)測和有毒有害污染物深度分析結(jié)果,對水源地水質(zhì)狀況進行風(fēng)險評估和安全預(yù)警,加大公共財政對飲用水源地保護的投入和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整力度。其次,建立污染事故應(yīng)急處置協(xié)同機制,根據(jù)預(yù)警級別啟動應(yīng)急響應(yīng)程序,各相關(guān)部門按照污染事故應(yīng)急預(yù)案進行應(yīng)急處置,最大限度地減少污染損失。

2.4 信息發(fā)布與公眾參與

環(huán)保、水利、建設(shè)等部門應(yīng)加強水源地監(jiān)控范圍內(nèi)的污染源和水質(zhì)水量監(jiān)測,依法發(fā)布水源地環(huán)境狀況公報。當(dāng)發(fā)現(xiàn)水量和水質(zhì)未達到國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求時,及時向地方人民政府報告,并及時向有關(guān)部門和可能受到影響的供水單位通報。在發(fā)生水污染事故及自然災(zāi)害等緊急情況影響正常供水時,立即啟動應(yīng)急預(yù)案,并向社會公布信息。

隨著公眾對飲水安全的認知和關(guān)注度的不斷提高,在水源水環(huán)境信息公開滿足公眾環(huán)境知情權(quán)的基礎(chǔ)上,應(yīng)拓展和暢通公眾參與水源地環(huán)境保護和安全監(jiān)控的途徑,如明示環(huán)境違法行為舉報電話,引入社會團體參與水源地環(huán)境監(jiān)督等。

2.5 監(jiān)控預(yù)警平臺建設(shè)

當(dāng)?shù)卣畱?yīng)責(zé)成相關(guān)職能部門牽頭建設(shè)水源地監(jiān)控預(yù)警平臺。該平臺由風(fēng)險監(jiān)控系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)和預(yù)警響應(yīng)系統(tǒng)等組成。采用先進的信息管理平臺建設(shè)技術(shù),建立涵蓋水質(zhì)預(yù)警站自動監(jiān)測、固定式污染源在線監(jiān)測、流動式污染源跟蹤監(jiān)管、保護區(qū)視頻監(jiān)控和實驗室深度分析等子系統(tǒng)組成的水源地風(fēng)險監(jiān)控系統(tǒng)。經(jīng)水質(zhì)預(yù)測模型計算,及時通過信息發(fā)布系統(tǒng)向政府相關(guān)部門和社會公眾發(fā)布水源地環(huán)境狀況、水質(zhì)水情預(yù)報和水質(zhì)變化趨勢。發(fā)生污染事故時及時發(fā)出水質(zhì)異常報警,通過預(yù)警響應(yīng)系統(tǒng)為各相關(guān)部門和單位的聯(lián)動響應(yīng)和應(yīng)急處置提供技術(shù)支持。

3 結(jié)語

對飲用水水源地環(huán)境安全進行全面監(jiān)控和準(zhǔn)確預(yù)警是建立健全飲用水安全保障體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié),建立集中式飲用水水源地環(huán)境監(jiān)控預(yù)警體系是各級政府必須承擔(dān)的一項公共服務(wù)職能。針對我國水源地污染事故頻發(fā)的現(xiàn)狀,以及城市供水行業(yè)引入市場機制和產(chǎn)權(quán)多元化的發(fā)展趨勢,各級政府建立水源地環(huán)境監(jiān)控預(yù)警體系尤為迫切。建立水源地環(huán)境監(jiān)控預(yù)警體系必將為飲水安全動態(tài)監(jiān)控、環(huán)境預(yù)警決策和事故應(yīng)急處置等能力的提升起到極大的促進作用。

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EnvironmentalM on itoring and EarlyWarn ing System Construction of Centralized DrinkingWater Sources

J IANGWei1,HUANGWei2
(1.Jiangsu ProvincialAcademy of Environmental Science,Nanjing,Jiangsu 210036,China;2.Jiangsu Provincial EnvironmentalMonitoring Center,Nanjing,Jiangsu 210036,China)

The content and elem ents of environm entalm onitoring and early w arning system construction of centralized drinking w ater sources were system atically expounded in the research.The w ater source m onitoring and early w arning platform consisted of risk m onitoring system,inform ation release system and early w arning response system.The inform ation and technologies of w ater source m onitoring and early warning could be unified m anaged and shared through the platform.It w ould provide decision support for the security and guarantee of drinking w ater.

drinking w ater source;environm ental m onitoring;early w arning;system construction

X 323

C

1674-6732(2010)-06-0005-03

10.3969/j.issn.1674-6732.2010.06.002

2010-03-01

姜偉 (1968—),男,高級工程師,本科,從事環(huán)境科研與環(huán)境影響評價工作。