貴州省紅楓湖飲用水源地環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與防范*

楊通銓 喻陽(yáng)華 劉鴻雁

(1.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院， 貴陽(yáng) 550025； 2.貴陽(yáng)市兩湖一庫(kù)管理局， 貴州 清鎮(zhèn) 551400；3.貴州大學(xué)林學(xué)院， 貴陽(yáng) 550025)

貴州省紅楓湖飲用水源地環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與防范*

楊通銓1,2喻陽(yáng)華3劉鴻雁1

(1.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院， 貴陽(yáng) 550025； 2.貴陽(yáng)市兩湖一庫(kù)管理局， 貴州 清鎮(zhèn) 551400；3.貴州大學(xué)林學(xué)院， 貴陽(yáng) 550025)

采用定性評(píng)價(jià)評(píng)分值疊加法，在紅楓湖飲用水源地環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)上，從固定源、流動(dòng)源和非點(diǎn)源三方面風(fēng)險(xiǎn)源對(duì)紅楓湖飲用水源地環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別與分析，并進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，提出了水源地風(fēng)險(xiǎn)防范對(duì)策建議。評(píng)價(jià)結(jié)果表明，紅楓湖的整體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)水平較高，固定源、流動(dòng)源和非點(diǎn)源總分值分別為21、19和15。其中：船舶的風(fēng)險(xiǎn)值為3，在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)可接受范圍；加油站為6，應(yīng)做好儲(chǔ)油罐及管道防腐防滲等防范措施；尾礦庫(kù)、陸運(yùn)和非點(diǎn)源分別為15、16和15，應(yīng)采取加大尾礦庫(kù)資源綜合利用，強(qiáng)化陸運(yùn)?；饭芾?，加強(qiáng)面源污染治理等風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急措施，保障水源地環(huán)境安全。

紅楓湖；水源地；風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；防范措施

近年來(lái)我國(guó)飲用水源地突發(fā)環(huán)境污染事件的發(fā)生頻率及危害呈逐年上升之勢(shì)，嚴(yán)重威脅著居民飲水安全。這些突發(fā)環(huán)境污染事件與常規(guī)污染相比，具有危害緊急性、不確定性以及需快速響應(yīng)性等特征[1-2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，“十一五”期間全國(guó)共發(fā)生飲用水突發(fā)事件187起(其中重特大突發(fā)環(huán)境事件38起)，僅2006—2008年發(fā)生飲用水突發(fā)環(huán)境事件56起，共涉及20省的70余縣(市)，影響近500萬(wàn)人飲水安全[3]。據(jù)《2013中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》顯示，全國(guó)十大水系水質(zhì)1/2以上污染，31個(gè)大型淡水湖泊17個(gè)污染，309個(gè)地級(jí)及以上城市的835個(gè)集中式飲用水源地達(dá)標(biāo)率為97.3%[4]。隨著社會(huì)發(fā)展和城市化進(jìn)程加快，水污染、水資源短缺、水生態(tài)惡化等問(wèn)題日趨嚴(yán)重，已對(duì)人類(lèi)的生存安全構(gòu)成重大威脅，極大程度影響著人類(lèi)健康、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。因此，飲用水源地作為高敏感環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)受體，其環(huán)境安全和風(fēng)險(xiǎn)防范管理受到了前所未有的關(guān)注，已成為環(huán)境保護(hù)工作的主要內(nèi)容之一[5]。

環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是指人為活動(dòng)引發(fā)的危害對(duì)人體健康、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)系統(tǒng)等所造成的可能損失進(jìn)行評(píng)估，并據(jù)此進(jìn)行管理和決策的過(guò)程[6]。國(guó)外開(kāi)始于20世紀(jì)70年代，由初期的健康風(fēng)險(xiǎn)到事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)再到生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[7-8]，已形成相對(duì)成熟和完善的評(píng)價(jià)方法和體系[9-10]；我國(guó)起步稍晚，始于20世紀(jì)80年代末，由最初介紹及應(yīng)用國(guó)外研究成果轉(zhuǎn)向研究和規(guī)范評(píng)價(jià)方法[11]。在飲用水源環(huán)境應(yīng)急管理工作滯后的背景下，開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)能夠定量評(píng)價(jià)水中污染物對(duì)人體健康與生態(tài)系統(tǒng)的危害程度及潛在污染源對(duì)飲用水源的危害程度，進(jìn)而為飲用水源的環(huán)境管理和污染防范提供決策和依據(jù)[12]。然而，目前我國(guó)對(duì)飲用水源地的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)集中在水源地的水質(zhì)和水量等方面，對(duì)水源地生態(tài)狀況、污染源現(xiàn)狀和環(huán)境監(jiān)管等涉及到水源地供水安全因素進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的報(bào)道甚少[13]。紅楓湖作為貴陽(yáng)市的重要飲用水源地，其水質(zhì)已由2007年的Ⅴ類(lèi)、劣Ⅴ類(lèi)提升至2014年的Ⅲ類(lèi)、局部Ⅱ類(lèi)，但由于保護(hù)區(qū)內(nèi)仍存在的農(nóng)業(yè)面源、工業(yè)污染源以及其它污染源，成為影響飲用水源水質(zhì)的潛在安全隱患。因此，開(kāi)展貴州省紅楓湖水源地環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與防范，識(shí)別污染源的危害程度，可為保護(hù)飲用水源提供決策依據(jù)和資料支撐。

1 研究區(qū)概況

紅楓湖是貴陽(yáng)市重要飲用水源地，屬烏江水系支流貓?zhí)犹菁?jí)開(kāi)發(fā)的龍頭水庫(kù)，也是喀斯特高原深谷型湖庫(kù)，位于貴州省清鎮(zhèn)市、平壩縣和西秀區(qū)境內(nèi)(106°19′～106°28′E， 26°26′～26°35′N(xiāo))，貴昆鐵路、清(鎮(zhèn))黔(西)公路傍湖而過(guò)。該湖于1960年建成，以溶丘地貌為特色，由北湖、南湖、后湖、中湖組成，主要入湖支流有羊昌河、麻線河、后六河和桃花源河，流域面積1 596 km2，湖域面積57.2 km2，總庫(kù)容6.01億m3。經(jīng)歷60余年的發(fā)展，已從建庫(kù)時(shí)單一的調(diào)蓄功能擴(kuò)展為飲水、工農(nóng)業(yè)用水、旅游、發(fā)電等多種功能，供應(yīng)著貴陽(yáng)市120余萬(wàn)人的飲水[14-15]。

2 評(píng)價(jià)方法

2.1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)流程及方法

按照《集中式飲用水水源環(huán)境保護(hù)指南(試行)》[16]，飲用水源評(píng)價(jià)方法有風(fēng)險(xiǎn)值定性評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)值定量評(píng)價(jià)。本次評(píng)價(jià)主要采用風(fēng)險(xiǎn)值定性評(píng)價(jià)，其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)流程見(jiàn)表1。

2.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)

風(fēng)險(xiǎn)源包括固定源、流動(dòng)源、非點(diǎn)源。根據(jù)潛在風(fēng)險(xiǎn)源的在線量或貯量，其評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)分值見(jiàn)表2、3、4[16]。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算及評(píng)價(jià)

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)源所在保護(hù)區(qū)的影響程度和影響范圍，按照固定源、流動(dòng)源和非點(diǎn)源分別對(duì)水源存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行源項(xiàng)分析及評(píng)價(jià)。計(jì)算方法如下：

Rp=P1+P2+P3

Rf=F1+F2+F3

Ry=Y1+Y2+Y3

式中：P、F、Y分別為固定源、流動(dòng)源、非點(diǎn)源的評(píng)分值。

一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)Rp(或Rf、Ry)≤3 時(shí)，作為可接受程度的背景值；當(dāng)39 時(shí)，應(yīng)采取風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急措施[16]。

表1 飲用水水源污染事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)流程

表2 固定源評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)分值(Rp)

表3 流動(dòng)源評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)分值(Rf)

表4 非點(diǎn)源評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)分值(Ry)

3 結(jié)果與分析

3.1 風(fēng)險(xiǎn)源分析

3.1.1 固定源

固定源主要包括工礦企事業(yè)單位、石油化工企業(yè)及運(yùn)輸石化、化工產(chǎn)品的管線、污水處理廠、尾礦庫(kù)等[17]。根據(jù)調(diào)查，紅楓湖保護(hù)區(qū)內(nèi)有工業(yè)企業(yè)16家，無(wú)石油化工及工礦企事業(yè)單位，水源地一、二級(jí)保護(hù)區(qū)無(wú)工業(yè)排口；其涉及風(fēng)險(xiǎn)源主要來(lái)源于尾礦庫(kù)2個(gè)(位于二級(jí)保護(hù)區(qū)的天峰磷石膏渣場(chǎng)和一級(jí)保護(hù)區(qū)的清鎮(zhèn)電廠粉煤灰場(chǎng))、加油站5個(gè)(其中二級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)1個(gè)、準(zhǔn)保護(hù)區(qū)內(nèi)4個(gè))，風(fēng)險(xiǎn)源分布如圖1。

圖1 紅楓湖飲用水源地水系及風(fēng)險(xiǎn)源分布

天峰磷石膏渣場(chǎng)始建于1970年，是貴州天峰化工有限責(zé)任公司磷胺生產(chǎn)線所產(chǎn)生的大量磷石膏廢渣堆放點(diǎn)，位于平壩縣高峰鎮(zhèn)黃貓村雞窩坡羊昌河畔，占地0.062 km2，現(xiàn)有磷石膏約為70萬(wàn)m3，最大堆高20 m。由于經(jīng)濟(jì)原因，渣場(chǎng)在擴(kuò)大過(guò)程中，沒(méi)有將防滲區(qū)相應(yīng)擴(kuò)大，且對(duì)于滲濾液處理處置不當(dāng)，浸出大量N、P隨地表徑流流入紅楓湖重要支流羊昌河，成為紅楓湖主要的潛在污染源。據(jù)2008年貴州省山地環(huán)境信息系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供的《羊昌河調(diào)查報(bào)告》顯示，該磷石膏渣場(chǎng)滲漏、溢出、浸出TP為100 t/a，TN 200 t/a。

清鎮(zhèn)電廠粉煤灰場(chǎng)是貴州華電清鎮(zhèn)發(fā)電有限公司(清鎮(zhèn)發(fā)電廠)燃煤發(fā)電產(chǎn)生的粉煤灰廢棄物堆放點(diǎn)，位于清鎮(zhèn)市紅楓湖鎮(zhèn)塘邊村，始建于1970年，占地1.2 km2，堆有粉煤灰渣1 780萬(wàn)m3。該貯存粉煤灰堆場(chǎng)，長(zhǎng)期以來(lái)由于未將其納入尾礦庫(kù)安全管理范疇，致使粉煤灰?guī)煸谠O(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理及閉庫(kù)后，存在隱患和薄弱環(huán)節(jié)。粉煤灰堆場(chǎng)發(fā)生泄露時(shí)，大量Si、Al、Fe、Ca、Mg、K及Na等氧化物及懸浮物進(jìn)入紅楓湖。

加油站的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)是指油品在運(yùn)輸、貯存和使用過(guò)程中，物料在失控狀態(tài)下發(fā)生的突發(fā)事故對(duì)環(huán)境(或健康)的危害程度。其風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源于加油站發(fā)生溢油、泄漏或爆炸，使其燃油隨地表徑流或消防水進(jìn)入環(huán)境，污染紅楓湖水體。

3.1.2 流動(dòng)源

流動(dòng)源主要來(lái)自于運(yùn)輸危險(xiǎn)廢物、危險(xiǎn)化學(xué)品及其他影響飲用水安全物質(zhì)的車(chē)輛、船舶等交通工具[16]。根據(jù)調(diào)查，穿越紅楓湖保護(hù)區(qū)公路總長(zhǎng)191 km(穿越二級(jí)保護(hù)區(qū)公路51 km、準(zhǔn)保護(hù)區(qū)三級(jí)公路140 km，跨湖主干橋梁2座)、航行準(zhǔn)保護(hù)區(qū)旅游船舶124艘。紅楓湖大橋建成于2004年，橋長(zhǎng)654 m，塔高96.8 m，湖面跨徑185 m，設(shè)計(jì)行車(chē)速度120 km/h，是滬瑞國(guó)道主干線(貴州境內(nèi))清鎮(zhèn)至鎮(zhèn)寧高速公路跨越紅楓湖的一座特大橋梁；花漁洞大橋建成于1991年，跨徑150 m，設(shè)計(jì)行車(chē)速度60 km/h，是貴陽(yáng)至黃果樹(shù)高等級(jí)公路(清鎮(zhèn)市境內(nèi))主要通道。其陸運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)源主要來(lái)自于運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品發(fā)生交通事故時(shí)，有毒有害物質(zhì)泄漏隨公路路面徑流進(jìn)入湖庫(kù)；船舶風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源于機(jī)艙艙底污水、壓艙水、洗艙水及事故造成的跑油與溢油污染。

3.1.3 非點(diǎn)源

紅楓湖水源地的非點(diǎn)源風(fēng)險(xiǎn)源主要是農(nóng)業(yè)用地和居民點(diǎn)[17]。紅楓湖保護(hù)區(qū)有耕地65.52 km2(其中：一級(jí)為0.92 km2、二級(jí)為17.20 km2、準(zhǔn)保護(hù)區(qū)為47.40 km2，分別占土地面積的5.4%、16.80%和15.8%)，分布有83個(gè)自然村寨12.33萬(wàn)人。據(jù)測(cè)算，2014年農(nóng)業(yè)化肥施用總量14.7×103t/a；農(nóng)村生活污水排放總量為3 600.36×103t/a，垃圾產(chǎn)生總量36.0×103t/a，COD 738.08 t/a、TN 225.03 t/a、TP 19.81 t/a、NH3-N 180.01 t/a。由于農(nóng)田殘留的化肥以及生活污水等隨徑流進(jìn)入庫(kù)區(qū)，使湖泊中的N、P含量增加，誘發(fā)水體富營(yíng)養(yǎng)化，直接影響富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程[18]。農(nóng)村生活面源污染物排放情況見(jiàn)表5。

表5 紅楓湖農(nóng)村生活面源污染物排放測(cè)算值

3.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)源指標(biāo)及評(píng)分值，按照評(píng)分值疊加法[16]，對(duì)紅楓湖飲用水源地進(jìn)行定性評(píng)價(jià)，由表6可知，紅楓湖的整體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)程度較高，其固定源、流動(dòng)源和非點(diǎn)源總分值分別為21、19和15，均滿足Rp(或Rf、Ry)>9條件，應(yīng)采取風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急措施。

表6 紅楓湖水源地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果

4 結(jié)論

結(jié)果顯示，尾礦庫(kù)、加油站、陸運(yùn)、船舶和非點(diǎn)源的評(píng)分值分別為15、6、16、3和15，其原因如下：(1) 磷石膏渣場(chǎng)及粉煤灰場(chǎng)因降雨后固態(tài)磷石膏及粉煤灰形成淋溶液或滲濾液進(jìn)入巖體，再通過(guò)地表徑流進(jìn)入水源，因此其風(fēng)險(xiǎn)值較大；(2) 加油站因多數(shù)位于準(zhǔn)保護(hù)區(qū)，且有較完備的截污系統(tǒng)及應(yīng)急預(yù)案，故風(fēng)險(xiǎn)值較小；(3) 陸運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)源直接位于庫(kù)區(qū)，且有橋梁橫跨紅楓湖，無(wú)污染控制措施，污染物將迅速進(jìn)入水源，導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)值較高；(4) 船舶均位于準(zhǔn)保護(hù)區(qū)，因主要作為旅游交通工具，無(wú)有毒有害物質(zhì)運(yùn)輸，故風(fēng)險(xiǎn)值較?。?5) 非點(diǎn)源由于農(nóng)村生活面源污染及農(nóng)藥、化肥等化學(xué)合成物質(zhì)使用不當(dāng)，殘留成分會(huì)經(jīng)地表徑流進(jìn)入水體，污染水源，帶來(lái)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

因此，對(duì)于上述風(fēng)險(xiǎn)源，需采取以下措施加以防范：(1) 完善加油站的風(fēng)險(xiǎn)防范措施，做好防腐防滲處理及應(yīng)急池的維護(hù)，防止油污廢水外排污染水源。(2) 加大稅收、財(cái)政、投融資、技術(shù)等政策支持力度，加快推進(jìn)天峰磷石膏渣場(chǎng)和清鎮(zhèn)電廠粉煤灰場(chǎng)資源綜合利用，逐步消減尾礦庫(kù)對(duì)紅楓湖水質(zhì)的影響。(3) 加強(qiáng)陸運(yùn)危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸管理，設(shè)置應(yīng)急處理池、交通事故污水收集池等，防范交通事故導(dǎo)致的?；沸孤19]。(4) 因地制宜，加強(qiáng)對(duì)紅楓湖上游面源污染的治理，大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，建立森林緩沖區(qū)，減少暴雨期間入庫(kù)污染負(fù)荷。(5) 加強(qiáng)對(duì)水源地風(fēng)險(xiǎn)源監(jiān)管，加快水源地自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)，對(duì)水源地及風(fēng)險(xiǎn)源附近水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

通過(guò)對(duì)紅楓湖飲用水源地進(jìn)行定性評(píng)價(jià)，紅楓湖的整體環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)程度較高，主要表現(xiàn)在紅楓湖保護(hù)區(qū)內(nèi)的尾礦庫(kù)、道路交通(陸運(yùn))以及農(nóng)村面源污染的風(fēng)險(xiǎn)程度較高，應(yīng)加快水源地自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)，加強(qiáng)水源地風(fēng)險(xiǎn)源監(jiān)管，加大尾礦庫(kù)資源綜合利用，強(qiáng)化陸運(yùn)?；饭芾?，加強(qiáng)面源污染治理等措施，降低風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生；同時(shí)，對(duì)周邊的加油站應(yīng)做好防腐防滲措施，并加強(qiáng)湖庫(kù)船舶管理，防止油污污染。

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Environmental risk assessment and prevention of drinking water source of Hongfeng Lake in Guizhou

Yang Tongquan1,2, Yu Yanghua3, Liu Hongyan1

(1.College of Resources and Environmental Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025；2. Forestry College, Guizhou University, Guiyang 550025；3. Administration of the Hongfeng Lake, Baihua Lake and Aha Reservoir of Guiyang City, Qingzhen 551400, China)

in this paper, we identified and analyzed environmental risk from stationary, mobile and non-points sources for drinking water source in Hongfeng Lake based on survey on environmental status quo in given areas. And an environmental risk assessment was further conducted based on a qualitative approach of risk scores superposition. The results show that the overall level of environmental risk in Hongfeng Lake is relatively high, of which the total points of stationary source, mobile source and non-point source are 21, 19 and 15 respectively. The risk scores for ships are 3, indicating an acceptable risk level, while the risk scores of gas station are 6, implying that measures should be taken to treat the corrosion and seepage of oil tanks and pipelines. The risk scores of tailings, land transportation and non-point source are 15, 16 and 15 respectively, which represent a warning level, indicating that to ensure the safety of water environment, it is urgent to improve the comprehensive utilization level for tailings resources, to strengthen the management on land transportation of dangerous chemicals, and to intensify the risk emergency measures on non-point source pollution.

Hongfeng Lake；drinking water source；risk identification；risk assessment；precautionary measure

2015-06-19；2015-07-07修回

楊通銓?zhuān)校?984年生，碩士，研究方向：飲用水源保護(hù)。E-mail：traveler007@qq.com

劉鴻雁，教授，碩士生導(dǎo)師。E-mail：2568510503@qq.com

X820.4

： A

* 貴州省重大科技專(zhuān)項(xiàng)(黔科合重大專(zhuān)項(xiàng)字[2012]6013-7號(hào))