排污口污染應(yīng)急監(jiān)測評價中的方案設(shè)計及案例分析*

趙玉慧,尹維翰,溫婷婷,曾小霖,孫培艷

(1.國家海洋局海洋溢油鑒別與損害評估技術(shù)重點實驗室 青島 266033;2.國家海洋局北海環(huán)境監(jiān)測中心 青島 266033)

排污口污染應(yīng)急監(jiān)測評價中的方案設(shè)計及案例分析*

趙玉慧1,2,尹維翰1,2,溫婷婷1,2,曾小霖1,2,孫培艷1,2

(1.國家海洋局海洋溢油鑒別與損害評估技術(shù)重點實驗室 青島 266033;2.國家海洋局北海環(huán)境監(jiān)測中心 青島 266033)

近年來,排污污染應(yīng)急監(jiān)測評價已經(jīng)成為監(jiān)測業(yè)務(wù)部門一項重要的應(yīng)急工作內(nèi)容。文章介紹了排污口污染應(yīng)急監(jiān)測評價中的站點布設(shè)、監(jiān)測要素、頻率等設(shè)計的原則,指出了排污口應(yīng)急監(jiān)測與常規(guī)監(jiān)測的不同,文章最后結(jié)合一實際案例對排污口污染應(yīng)急監(jiān)測的資料獲取、站位布設(shè)、監(jiān)測要素選取進行詳細分析。

排污口;應(yīng)急;監(jiān)測評價;方案設(shè)計

近年來,隨著沿海社會經(jīng)濟的發(fā)展,陸源污染物入海已經(jīng)成為海洋環(huán)境污染的最主要因素[1]。自2005年,國家海洋局組織開展了約450個陸源入海排污口及其鄰近海域業(yè)務(wù)化監(jiān)測工作,主要目的是掌握排污口排放污染物種類、入?？偭考案黝愇廴疚锏呐欧艥舛?掌握排放的有毒有害物質(zhì)情況,滿足污染源清楚需求;掌握排海物質(zhì)對海洋環(huán)境的影響及程度,特別是對敏感目標的影響[2]。業(yè)務(wù)化陸源入海排污口監(jiān)測分重點和一般兩種監(jiān)測類型,每年開展4個季度月監(jiān)測,重點排污口每年開展兩個航次的鄰近海域影響監(jiān)測[2]。監(jiān)測項目以常見工業(yè)、市政污染物為主[2]。2012年 《中國海洋環(huán)境狀況公報》顯示,約50%的排污口超標排放污染物,污染物入海量超過200萬t[3]。隨著社會公眾的環(huán)保意識越來越強,陸源排污舉報事件時有發(fā)生,排污口污染應(yīng)急已經(jīng)成為繼溢油、赤潮等傳統(tǒng)環(huán)境突發(fā)事件等應(yīng)急工作中的重要一部分。本研究介紹了排污口污染應(yīng)急監(jiān)測評價中的站點布設(shè)、監(jiān)測要素、頻率等設(shè)計的原則,并結(jié)合一實際案例進行分析。

1 排污口污染應(yīng)急監(jiān)測方案設(shè)計

1.1 排污口應(yīng)急與常規(guī)監(jiān)測評價的異同

排污口污染應(yīng)急監(jiān)測評價目的與常規(guī)監(jiān)測基本一致,仍然需要回答社會公眾和管理層所關(guān)注的污染排放情況和對鄰近海域海洋環(huán)境的影響;但略有不同,主要是應(yīng)急監(jiān)測對數(shù)據(jù)結(jié)果和評價需當日出具,時效性要求較高,因此監(jiān)測的內(nèi)容較常規(guī)監(jiān)測簡單。根據(jù)工作目標,排污口應(yīng)急監(jiān)測評價分為污水排放狀況監(jiān)測評價和對鄰近海域影響監(jiān)測評價兩個部分。

1.2 站位布設(shè)

污水排放狀況監(jiān)測站位指的是污水樣品采集站位,在該站位所采集的污水樣品需具有代表性,采樣站位以下,不應(yīng)再有另外污染源匯入,因此污水采樣站位需設(shè)置在入?？诟浇?。對于一些特殊的排污口需因地制宜的選擇污水采樣位置,如污水處理廠等需在出水口設(shè)置采樣站位,深海排放口應(yīng)在入海管道設(shè)置采樣站位等。因為目前排污口污水分析所采樣的分析方法為淡水分析方法,如采樣位置設(shè)置不當,污水受到潮水影響,水質(zhì)基體發(fā)生變化,繼續(xù)采用淡水分析方法進行污染物濃度分析,將導致結(jié)果錯誤,特別是對化學需氧量(CODCr)的影響將達數(shù)倍甚至數(shù)十倍[1]。因此,采樣站位所采集的污水必須為淡水,鹽度小于5,不能受潮水影響。

為掌握排污對鄰近海域的影響范圍,要求鄰近海域站位布設(shè)成面狀,至少設(shè)置3條斷面, 10個站點,如掌握混合區(qū)范圍,3條斷面應(yīng)分別為混合區(qū)邊緣控制線、鄰近海域邊緣控制線及中控線。充分考慮水動力因素,根據(jù)海流方向設(shè)置監(jiān)測站點的主方向;為掌握鄰近海域受影響程度,特別是重要敏感海域受影響程度,需在不受排污口干擾的地方或海流的上游設(shè)置參照站,在重要敏感區(qū)設(shè)置控制站;考慮監(jiān)測的時效性,站位布設(shè)范圍不宜太大。

1.3 監(jiān)測要素選取

監(jiān)測前應(yīng)基本掌握排污口類型或所排放的主要污染物,監(jiān)測要素體現(xiàn)行業(yè)特征。對于工業(yè)污水,所含污染物多,成分復(fù)雜,具有行業(yè)特征,污染物因企業(yè)類型不同千差萬別,因此,指標選取要以該企業(yè)特征污染物、耗氧指標等為主。對于生活污水,它是人類日常生活所產(chǎn)生的各種污水,包括廚房、洗滌、浴室和廁所等所排出的污水或經(jīng)污水處理廠處理后排出的污水,因此指標上主要選擇糞大腸菌群、耗氧指標、氮磷等植物類營養(yǎng)物質(zhì)、油類作為指標。對于農(nóng)業(yè)污水,農(nóng)田使用的農(nóng)藥、化肥通過降水和地表徑流匯入排污河,因此主要以耗氧指標、氮磷及有機污染物為主。

考慮評價的因果分析的一致性,鄰近海域監(jiān)測要素需與污水監(jiān)測要素基本一致。如鄰近海域有特殊敏感目標,需增加針對敏感目標的特征污染物。

為提高監(jiān)測評價的時效性,指標選擇盡量以當日出具數(shù)據(jù)的指標為主,但必要情況下需進行復(fù)雜污染物監(jiān)測。

1.4 監(jiān)測頻率

主要根據(jù)污染事件的等級制定。一般的污染事件需開展一次排污口污水監(jiān)測和鄰近海域監(jiān)測,如污染事件級別高,引起了社會公眾和管理部門的廣泛關(guān)注,需開展持續(xù)性跟蹤監(jiān)測。

1.5 其他應(yīng)急監(jiān)測設(shè)計人員應(yīng)注意的問題

在開展排污口應(yīng)急監(jiān)測方案設(shè)計和監(jiān)測過程中,應(yīng)注意以下問題:① 接到應(yīng)急響應(yīng)指令后,排污口監(jiān)測方案設(shè)計人員應(yīng)迅速了解污染事故基本情況,調(diào)集資料,短時間內(nèi)出具一份簡單的監(jiān)測評價方案,供外業(yè)人員準備,以最快的時間趕赴現(xiàn)場;② 利用外業(yè)人員趕赴現(xiàn)場的時間,方案設(shè)計人員需收集污水排放和周邊敏感目標的有關(guān)資料,及時與現(xiàn)場監(jiān)測人員溝通,修改監(jiān)測項目,完善監(jiān)測方案,并傳達至外業(yè)現(xiàn)場;③ 要通過衛(wèi)星地圖及其他已經(jīng)掌握的資料,指導外業(yè)人員合適的污水采樣站點;④ 要準確掌握鄰近海域監(jiān)測人員達到海上現(xiàn)場的時間及當時潮流情況,作出準確的鄰近海域監(jiān)測站位布設(shè);⑤ 充分考慮監(jiān)測評價時效性要求,科學選取監(jiān)測項目,合理布設(shè)監(jiān)測范圍。

1.6 應(yīng)急監(jiān)測質(zhì)量控制

應(yīng)急監(jiān)測質(zhì)量控制是保證應(yīng)急監(jiān)測質(zhì)量的重要方式,也是保證監(jiān)測質(zhì)量的有效制約機制。日常工作過程中,應(yīng)提前做好應(yīng)急監(jiān)測人員培訓,儀器設(shè)備符合質(zhì)量控制要求,作業(yè)指導書齊全,做好應(yīng)急監(jiān)測器具和試劑儲備等。應(yīng)急監(jiān)測過程中,需采集過程空白樣品,分析過程中做好數(shù)據(jù)質(zhì)量控制工作[5]。

2 案例分析

2013年6月,某市新聞網(wǎng)論壇有網(wǎng)友稱該市有一排污口向海洋排放紅色污水,并提供了排污口照片。接到上級指示后,某監(jiān)測機構(gòu)立即組織了排污口污水監(jiān)測評價和對鄰近海域影響監(jiān)測評價工作。

2.1 排污口位置確定及其周邊可能污染源數(shù)據(jù)收集

劇毒農(nóng)藥、有毒化學品的泄露、擴散污染事故的發(fā)生源一般比較明顯,但對于非正常排放廢水造成的污染事故,則會因為企業(yè)、城鎮(zhèn)生活區(qū)采取 (停)排放或排污渠變異等不易發(fā)現(xiàn)。因此,分析排查此次污染事故發(fā)生源,是開展排污口應(yīng)急監(jiān)測工作時首要工作[6]。網(wǎng)友提供的信息僅有照片,未說明具體位置,因此,方案設(shè)計人員首先確定了排污口位置,并收集其周邊可能污染源數(shù)據(jù)。

通過google earth和ArcGIS的數(shù)據(jù)影像、空間分析、查找比對等功能[7],首先確定了排污口位置。沿排污口A分析上游的污染源,發(fā)現(xiàn)一條排污河,匯水區(qū)小,無工業(yè)廢水排入,極有可能接納某村莊的污水,類型應(yīng)為生活污水;沿排污口B為暗渠,與排污河1相互獨立,上游區(qū)域有兩個染料生產(chǎn)企業(yè),排放污水以有機污染物為主,均建有污水處理廠?，F(xiàn)場監(jiān)視發(fā)現(xiàn)排污口B污水發(fā)紅。

2.2 監(jiān)測方案設(shè)計

2.2.1 監(jiān)測指標篩選

根據(jù)網(wǎng)上報道結(jié)果,排放污水為紅色,引起污水變紅的原因可能為有機污染物變化[8];污水處理過程中還原性亞鐵加入過量[9];本身排紅色污水,污水中鉻含量較高[10]。因此指標選取時,首先要選取了化學需氧量 (CODCr)、六價鉻和鐵離子。

排污口A可能為生活污水,可選擇營養(yǎng)鹽類、有機質(zhì)類和糞大腸菌群等作為主要監(jiān)測指標。排污口B可能為工業(yè)廢水,上游企業(yè)產(chǎn)品中有堿性染料,因此需加選p H值作為監(jiān)測指標?？紤]到應(yīng)急監(jiān)測的時效性,復(fù)雜有機污染物單體要素未作設(shè)置,以化學需氧量(CODCr)代替,糞大腸菌群應(yīng)急監(jiān)測時未設(shè)置。因監(jiān)測過程已經(jīng)掌握污水發(fā)紅的原因,鐵離子未實施監(jiān)測。

綜上所述該排污口應(yīng)急監(jiān)測選取指標為: p H值、氨氮、總磷、化學需氧量(CODCr)、懸浮物和六價鉻。鄰近海域應(yīng)急監(jiān)測選取指標為: p H值、硝酸鹽、亞硝酸鹽、銨鹽、磷酸鹽、總氮、總磷、化學需氧量(CODMn)和六價鉻。

2.2.2 監(jiān)測海域站位布設(shè)

潮汐時刻表顯示,排污口鄰近海域監(jiān)測時刻海水正在退潮,海水動力環(huán)境的潮流主體流向為圖1所示方向。污染源北部建有防波堤,污染海域的水動力相對改變,因此根據(jù)所在海域海流方向設(shè)置10個監(jiān)測站點的主方向;分3條斷面控制線,分別為混合區(qū)邊緣控制線、鄰近海域邊緣控制線及中控線;考慮到排污口流量較小和監(jiān)測時效性,監(jiān)測范圍控制在1.5 km范圍內(nèi),在不受排污口干擾的3 km以外的海域及海流的上游設(shè)置1個參照站;根據(jù)海洋功能區(qū)劃,應(yīng)急監(jiān)測海域周邊無特殊敏感區(qū),無需設(shè)置控制站。監(jiān)測站位見圖2。

圖1 活性磷酸鹽應(yīng)急監(jiān)測結(jié)果

圖2 海洋環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測站位

2.3 監(jiān)測結(jié)果及評價分析

排污口A所排放污水化學需氧量(CODCr)、氨氮、總磷和懸浮物均超過相關(guān)標準所規(guī)定污染物排放標準值,p H值、六價鉻達標排放;排污口B所排放污水p H值、化學需氧量(CODCr)、氨氮、總磷、懸浮物和六價鉻全部超標。經(jīng)深入調(diào)查,污染主要是由排污口B暗渠內(nèi)歷史殘留污染物所至。

鄰近海域監(jiān)測評價結(jié)果表明,排污口B近岸100～200 m范圍內(nèi)海水受無機氮污染,為劣四類水質(zhì)。2號站(排污口B外垂直岸線100 m左右)、7號站(排污口B南380 m,距岸100 m左右)無機氮超過鄰近海域功能區(qū)所需要的海水水質(zhì)要求;其他站點海水水質(zhì)達標。

利用GIS工具的克里金插值,對各監(jiān)測指標進行空間分析。發(fā)現(xiàn)化學需氧量 (CODMn)、活性磷酸鹽和無機氮等指標,均顯示了與潮流流向相同的空間趨勢 (圖1和圖3),可合理解釋排污的擴散趨勢,表明該應(yīng)急監(jiān)測方案站位布設(shè)科學性強,對排污口鄰近海域海洋環(huán)境狀況可實施有效監(jiān)控。

圖3 無機氮應(yīng)急監(jiān)測結(jié)果

3 小結(jié)

排污口污染事件的應(yīng)急監(jiān)測方案設(shè)計時,應(yīng)充分考慮應(yīng)急監(jiān)測的特殊性,不能完全按常規(guī)的排污口監(jiān)測方案執(zhí)行,應(yīng)充分獲取有關(guān)污染源的相關(guān)數(shù)據(jù)及監(jiān)測時刻海流數(shù)據(jù),合理科學布設(shè)監(jiān)測站點,選取監(jiān)測要素,安排監(jiān)測頻率。另外,隨著公眾意識的增強,此類應(yīng)急監(jiān)測必將越來越頻繁,監(jiān)測業(yè)務(wù)機構(gòu)應(yīng)建立針對性強的排污口污染應(yīng)急監(jiān)測預(yù)案,以提升應(yīng)急監(jiān)測評價的針對性和時效性。

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