城市水源地突發(fā)性水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法研究

彭 競(jìng)

(廣州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，廣東 廣州 510030)

1 概述

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)(ERA)是指對(duì)人類的各種開發(fā)行為所引起的或面臨的危害人體健康、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)系統(tǒng)等風(fēng)險(xiǎn)可能帶來(lái)的損失進(jìn)行評(píng)估，并據(jù)此進(jìn)行管理和決策的過程。ERA包括環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)計(jì)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與對(duì)策三個(gè)步驟。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別是根據(jù)因果分析原則，將環(huán)境系統(tǒng)中能給人類社會(huì)、生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)的因素識(shí)別出來(lái)。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)計(jì)是對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的大小以及事件的后果進(jìn)行預(yù)測(cè)和度量。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與對(duì)策就是根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分析、預(yù)計(jì)的結(jié)果，結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)事件承受者的承受能力，確定風(fēng)險(xiǎn)是否可以接受，并提出減小風(fēng)險(xiǎn)的措施、建議與對(duì)策。

2 城鎮(zhèn)水源地飲用水保護(hù)區(qū)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

據(jù)統(tǒng)計(jì)[1]，水源地突發(fā)性水污染事件中，各類事故引起的水污染事件占80%。目前我國(guó)出臺(tái)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，主要針對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，而對(duì)水源地突發(fā)性水污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面有所欠缺，所以本文圍繞城鎮(zhèn)水源地飲用水保護(hù)區(qū)曾經(jīng)發(fā)生的突發(fā)性水污染事故進(jìn)行辨析，并確定常見風(fēng)險(xiǎn)源及對(duì)水源地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的流域進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，其流程如圖1所示。

圖1 事前風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)體系

2.1 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的目標(biāo)是識(shí)別主要的風(fēng)險(xiǎn)源和風(fēng)險(xiǎn)事件類型，并調(diào)查三個(gè)方面：⑴調(diào)查水源地及其周邊環(huán)境，收集水源地水質(zhì)、水文和氣象條件及水源地保護(hù)區(qū)的劃分范圍、取水口、監(jiān)測(cè)點(diǎn)等信息;⑵調(diào)查水源地潛在危險(xiǎn)源，在水源地保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)，通過實(shí)地調(diào)查對(duì)潛在的風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行分析或排除;⑶收集歷史資料，查找水源地保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生過的突發(fā)性水污染事件。

2.2 源項(xiàng)分析

找出風(fēng)險(xiǎn)源后，要進(jìn)行源項(xiàng)分析，目前有定性和定量?jī)煞N方法。定性方法主要是專家打分評(píng)價(jià)法和類比法。本文采用定量法進(jìn)行評(píng)級(jí)。

2.3 定量法事故危害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)方法

對(duì)于突發(fā)性水污染事故的定量分級(jí)，本文采用參數(shù)指數(shù)法，其評(píng)價(jià)步驟如下：

①指數(shù)參數(shù)的確定

由于突發(fā)性水污染事故具有瞬時(shí)性、大量性、污染物特定的特點(diǎn)，還必須考慮對(duì)供水時(shí)間影響的考慮，因此本文選擇了“水體中存在常規(guī)污染物”、“由事故排出的特定污染物”、“對(duì)水源地供水時(shí)間可能造成的影響”和“顯著的感官反應(yīng)”這四項(xiàng)指標(biāo)。

②計(jì)算公式的確定

參數(shù)指數(shù)法的公式如下：

式中：Si1——事故排出的特定污染物評(píng)價(jià)因子分?jǐn)?shù);Si2——水體中存在的常規(guī)污染物評(píng)價(jià)因子分?jǐn)?shù);Si3——對(duì)水源地供水時(shí)間可能造成的影響評(píng)價(jià)因子分?jǐn)?shù);K1——由事故排出的特定污染物因子權(quán)重;K2——水體中存在的常規(guī)污染物評(píng)價(jià)因子權(quán)重;K3——水源地供水時(shí)間可能造成的影響評(píng)價(jià)因子權(quán)重;V——顯著的感官反應(yīng)因子換算系數(shù)。

其中Si2、Si3取值如下：

式中：Pt——事故排出的特定污染物各參數(shù)評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù);Ct——事故排出的特定污染物各參數(shù)權(quán)重;Pt'——水體中存在的常規(guī)污染物各參數(shù)評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù);Ct'——水體中存在的常規(guī)污染物各參數(shù)權(quán)重。

Si3參數(shù)與三個(gè)因素有關(guān)，分別是危險(xiǎn)源與水源地的距離及污染物本身的性質(zhì)、水體的水量，是否與感潮水域有關(guān)，以定性法確定污染物對(duì)水體供水時(shí)間的影響。

③指標(biāo)中所需要的水質(zhì)參數(shù)

城市水源地中，根據(jù)突發(fā)性污染常見的風(fēng)險(xiǎn)源排出的污染物選出“事故排出的特定污染物”，由水體中普遍存在的常規(guī)污染物選出“水體中存在的一般污染物”參數(shù)。本文選取十種一般污染物作為常規(guī)水質(zhì)參數(shù)，分別為溶解氧(DO)、生化需氧量(BOD5)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、硫酸鹽、硝酸鹽(以N計(jì))、總磷(以 P計(jì))、Cr6+、總氰化物、v-phen、石油類。依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838.2002)和《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》(衛(wèi)法監(jiān)[2001]161號(hào))中標(biāo)準(zhǔn)限值，擬定各參數(shù)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。參數(shù)的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)是0～100，分?jǐn)?shù)越高，代表污染后果越嚴(yán)重，0表示幾乎不存在污染。限于篇幅，略去了特定污染物水質(zhì)參數(shù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、一般污染物水質(zhì)參數(shù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、對(duì)水源地供水時(shí)間可能造成的影響參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)和顯著感官參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)4個(gè)表格。

④各因子權(quán)重計(jì)算

根據(jù)“事故產(chǎn)生的特定污染物”(M1)、“水體中的一般污染物”(M2)和“對(duì)水源地供水時(shí)間可能造成的影響”(M3)三個(gè)指標(biāo)，在突發(fā)性水污染事故時(shí)對(duì)事故危害的貢獻(xiàn)程度，按照層次分析法相對(duì)比較性和一致性的原則，通過矩陣判斷各參數(shù)因子的權(quán)重：

A.構(gòu)建判斷矩陣

對(duì)評(píng)價(jià)因子進(jìn)行兩兩比較，判斷其相對(duì)重要程度，采用薩蒂的1-9比例標(biāo)度法構(gòu)建的判斷矩陣如表1所示。

表1 事故危害程度判斷

B.權(quán)重的確定

構(gòu)建出判斷矩陣后，通過計(jì)算判斷矩陣的特征值及對(duì)應(yīng)的特征向量來(lái)求各評(píng)價(jià)因子對(duì)于污染事故危害程度的貢獻(xiàn)率——各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重。本文采用和積法計(jì)算矩陣的特征值及對(duì)應(yīng)的特征向量，求出了突發(fā)性污染事故各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重，如表2所示。

表2 各指標(biāo)評(píng)價(jià)因子權(quán)重

⑤指數(shù)范圍的劃分

由判斷矩陣得到的指數(shù)權(quán)重及計(jì)算公式，我們將水污染事故分為Ⅰ～Ⅳ五個(gè)級(jí)別，如表3所示：

表3 突發(fā)性水污染事故指數(shù)范圍及相應(yīng)的事故級(jí)別

3 結(jié)語(yǔ)

按照“事前安全評(píng)估和事中快速應(yīng)對(duì)”的原則，開展城市水源地突發(fā)性水污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究，能夠確保在突發(fā)污染事件發(fā)生后在盡可能短的時(shí)間內(nèi)客觀、科學(xué)、準(zhǔn)確地評(píng)估水環(huán)境污染事件的危害性，為環(huán)保部門快速處置此類事件提供有效依據(jù)。

[1]羅岳平，邱振華，李寧等，美國(guó)飲用水安全閥及其評(píng)價(jià)[J].凈水技術(shù)，2001，4(1)：5-7.

[2]杜鎖軍.國(guó)內(nèi)外環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與管理.2006，31(5)：192-194.