以嘉陵江鉈濃度異常事件為例探討《重特大突發(fā)水環(huán)境事件應(yīng)急監(jiān)測工作規(guī)程》在應(yīng)急監(jiān)測中的應(yīng)用

張秦銘，郭 峰，吳衛(wèi)東，周 弛，張 宇，羅儀寧，劉旗龍

陜西省環(huán)境監(jiān)測中心站,陜西 西安 710054

突發(fā)環(huán)境事件因具有突發(fā)性、嚴(yán)重性，深受廣大人民群眾及各級政府的關(guān)注，也是生態(tài)環(huán)境安全及人民群眾財產(chǎn)、生命安全的主要威脅之一。隨著中國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各類突發(fā)環(huán)境事件時有發(fā)生，做好突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)對工作是保障環(huán)境安全的首要任務(wù)[1]。近年來國家和地方政府陸續(xù)出臺了突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案[2-5]，采取統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、屬地為主、分級響應(yīng)的方式，積極應(yīng)對各類突發(fā)環(huán)境事件。如何快速、準(zhǔn)確地開展應(yīng)急監(jiān)測工作，是各類突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)對處置的決策基礎(chǔ)和重要保障[6]。按照事件嚴(yán)重程度，突發(fā)環(huán)境事件可分為特別重大、重大、較大和一般4級，其中因環(huán)境污染造成縣級及以上城市集中式飲用水水源地取水中斷、產(chǎn)生跨省級行政區(qū)域及以上影響或因環(huán)境污染造成直接經(jīng)濟損失2 000萬元等以上情形的突發(fā)環(huán)境事件均屬于重特大突發(fā)環(huán)境事件。為有效應(yīng)對重特大突發(fā)水環(huán)境事件，確保應(yīng)急監(jiān)測工作有序開展，國家層面先后頒布了多項環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)規(guī)范及工作規(guī)程[7-8]。2020年10月生態(tài)環(huán)境部制定并印發(fā)了《重特大突發(fā)水環(huán)境事件應(yīng)急監(jiān)測工作規(guī)程》(以下簡稱《工作規(guī)程》)，指導(dǎo)各地生態(tài)環(huán)境部門開展應(yīng)急監(jiān)測工作。

嘉陵江是長江的支流之一，發(fā)源于陜西鳳縣，流經(jīng)陜西、甘肅、四川，于重慶匯入長江。嘉陵江陜西段地處秦巴山區(qū)，此處山勢陡峭，道路崎嶇，是陜西省重要的涉重金屬企業(yè)較密集的區(qū)域，也是近年來各類突發(fā)水環(huán)境事件多發(fā)區(qū)域之一[9-11]。如何做好該區(qū)域突發(fā)環(huán)境事件的應(yīng)急監(jiān)測工作，一直是各級生態(tài)環(huán)境監(jiān)測部門的重要工作內(nèi)容。2021年1月20日，嘉陵江陜西段干流水體鉈濃度異常，漢中市隨即啟動突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急響應(yīng)，省市兩級監(jiān)測站在中國環(huán)境監(jiān)測總站(以下簡稱總站)專家的指導(dǎo)下，以《工作規(guī)程》提出的“13353”原則為依托，對嘉陵江沿線干流、支流河道開展應(yīng)急監(jiān)測，為事故的處置和污染來源調(diào)查提供了有力的技術(shù)支撐。

1 事件概況

2021年1月20日，嘉陵江四川省廣元段自動監(jiān)測站檢測出鉈濃度異常，且有上升趨勢，接四川省通報，陜西省漢中市隨即啟動應(yīng)急響應(yīng)，漢中市環(huán)境監(jiān)測站(以下簡稱市站)于當(dāng)日開展應(yīng)急監(jiān)測工作。由于此次事件已經(jīng)造成跨省級行政區(qū)域的影響，屬于重大環(huán)境污染事件，21日由總站和省環(huán)境監(jiān)測中心站(以下簡稱省站)組成的專家組抵達略陽，全面負(fù)責(zé)該次應(yīng)急監(jiān)測協(xié)調(diào)指揮工作。經(jīng)現(xiàn)場查勘及監(jiān)測分析，此次污染涉及的嘉陵江干流陜西段總長約180 km，主要分布在陜西省漢中市略陽縣及寧強縣境內(nèi)。造成嘉陵江干流異常的來源為其支流青泥河與東渡河。專家組根據(jù)污染趨勢時間及空間變化，先后編制9期應(yīng)急監(jiān)測方案，組織開展應(yīng)急監(jiān)測工作。經(jīng)過連續(xù)作戰(zhàn)，嘉陵江干流川陜交界斷面水質(zhì)在30日00：00起持續(xù)穩(wěn)定達標(biāo)，2月2日24：00開始，應(yīng)急監(jiān)測狀態(tài)終止，轉(zhuǎn)為后續(xù)跟蹤監(jiān)測階段。

2 應(yīng)急監(jiān)測情況

事件發(fā)生后，省、市生態(tài)環(huán)境部門協(xié)調(diào)各方資源，在總站專家指導(dǎo)下，按照“13353” 原則(即每10 km布設(shè)一個控制斷面，每個監(jiān)測斷面配備3組采樣人員、3輛采樣車，每50 km布設(shè)一個實驗室，每個實驗室按照監(jiān)測項目配備分析人員，每個監(jiān)測項目配備3組分析人員)，科學(xué)開展應(yīng)急監(jiān)測。從組織體系、方案編制、樣品采集、實驗室設(shè)置和方法選擇等方面入手，嚴(yán)密組織、合理分工，確保了各重點環(huán)節(jié)銜接順暢有序，為數(shù)據(jù)報送及事件處置贏得了寶貴時間。

2.1 組織體系

根據(jù)《工作規(guī)程》要求，現(xiàn)場成立由省站負(fù)責(zé)人為組長的領(lǐng)導(dǎo)小組，下設(shè)辦公室，負(fù)責(zé)此次應(yīng)急監(jiān)測工作的日常管理及與應(yīng)急指揮部的溝通協(xié)調(diào)；技術(shù)專家組由總站、省站及市站應(yīng)急監(jiān)測專家組成，負(fù)責(zé)應(yīng)急監(jiān)測方案調(diào)整編制、趨勢研判、質(zhì)量控制等工作；現(xiàn)場采樣組由市站及縣級生態(tài)環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)人員組成，主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場樣品采集及運輸?shù)裙ぷ?；實驗分析組由省、市站分析人員組成，負(fù)責(zé)現(xiàn)場實驗室搭建、儀器調(diào)試、樣品分析等工作；信息報送組由省、市站報告編制及綜合分析人員組成，主要負(fù)責(zé)報告編制審核、各種圖表制作等工作；后勤保障組負(fù)責(zé)車輛調(diào)配、試劑耗材準(zhǔn)備、應(yīng)急監(jiān)測人員生活保障等工作。各小組按照統(tǒng)一指揮、責(zé)任明確、協(xié)調(diào)聯(lián)動、保障有力的原則，科學(xué)開展監(jiān)測，圓滿完成了此次應(yīng)急監(jiān)測任務(wù)。

2.2 監(jiān)測方案編制

截至2月2日，動態(tài)調(diào)整實施9期應(yīng)急監(jiān)測方案。其中按照第1期監(jiān)測方案在嘉陵江干支流上設(shè)置了16個監(jiān)測斷面，部分?jǐn)嗝嬷g間隔較遠(yuǎn)，導(dǎo)致采樣及運輸時間較長，不能滿足應(yīng)急監(jiān)測工作需要。在總站及省站專家到達現(xiàn)場后，技術(shù)專家組根據(jù)污染物時間及空間變化趨勢，以實時監(jiān)控污染物濃度變化為目標(biāo)，根據(jù)“13353”原則，調(diào)整優(yōu)化監(jiān)測方案。

“1：每10 km設(shè)置一個控制斷面”。此次水質(zhì)異常的嘉陵江陜西段干支流長度約180 km，調(diào)整后的監(jiān)測方案共布設(shè)21個監(jiān)測斷面，其中17個嘉陵江干流斷面，4個嘉陵江支流斷面。嘉陵江甘陜交界處為對照斷面，青泥河甘陜交界處為入境斷面，川陜交界處為出境斷面，其余斷面為控制斷面。4個支流斷面中，青泥河甘陜交界處與青泥河入嘉陵江口2個斷面主要監(jiān)控此次污染來源之一的青泥河。東渡河入嘉陵江口斷面主要監(jiān)控此次污染另一來源東渡河。八渡河為嘉陵江另一支流，其與東渡河在略陽縣城處匯入嘉陵江，2條河入河口距離相近，八渡河入嘉陵江口斷面主要監(jiān)控該處水質(zhì)狀況，防止受污染水體影響該支流。通過及時調(diào)整斷面，實現(xiàn)了各監(jiān)控斷面之間保持10～20 km的間距，縮短了現(xiàn)場采樣及運輸時間，保證了監(jiān)測數(shù)據(jù)的及時性。監(jiān)測斷面設(shè)置詳情見表1。

表1 應(yīng)急監(jiān)測斷面布設(shè)信息Table 1 The information sheet of emergency monitoring sections

地表水監(jiān)測項目為鉈。對照斷面每天監(jiān)測一次，其余斷面每2 h監(jiān)測一次；鉈的標(biāo)準(zhǔn)限值執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)表3集中式生活飲用水地表水源地特定項目限值(0.000 1 mg/L)。根據(jù)污染原因、污染物分布及嘉陵江水文資料，上述監(jiān)測項目及頻次能夠確保實時掌握污染帶的空間變化情況。

2.3 樣品采集安排

“33：每個監(jiān)測斷面配備3組采樣人員和3輛采樣車”。應(yīng)急監(jiān)測采樣工作由應(yīng)急監(jiān)測領(lǐng)導(dǎo)小組統(tǒng)一指揮，現(xiàn)場采樣組全面負(fù)責(zé)，成員由市站、略陽縣、寧強縣和部分其他縣(區(qū))監(jiān)測站人員組成，采樣車輛及司機由當(dāng)?shù)厝嗣裾畢f(xié)調(diào)提供。確保每個監(jiān)測斷面配備3組采樣人員和3輛采樣車，人員及車輛實行“三班倒”。合理調(diào)配地市車輛及司機保證了應(yīng)急監(jiān)測過程中采樣和運輸?shù)募皶r性和連續(xù)性，極大提高了監(jiān)測效率，為事件的及時處置爭取了寶貴時間。詳細(xì)信息見表2。

表2 應(yīng)急監(jiān)測人員分工及實驗室配備情況Table 2 The information sheet of emergency monitoring personnel and laboratory

2.4 監(jiān)測實驗室設(shè)置

“53：每50 km布設(shè)一個實驗室，每個實驗室按照監(jiān)測項目配備分析人員，每個監(jiān)測項目配備3組分析人員”。應(yīng)急監(jiān)測采取固定實驗室與移動實驗室相結(jié)合的方式，在青泥河上游、嘉陵江至川陜交界斷面180 km的河道上組建了4個實驗室，分別是略陽白水江鎮(zhèn)、漢中市生態(tài)環(huán)境局略陽分局、寧強縣巨亭水電站、寧強縣燕子砭鎮(zhèn)政府；共投入3臺車載ICP-MS，2臺臺式ICP-MS；根據(jù)斷面分布采取就近分析測試原則，合理分配樣品，迅速測定水體中的鉈濃度；按照監(jiān)測項目協(xié)調(diào)人員，保證每個實驗室最少配備3組分析人員，嚴(yán)格落實“三班倒”制度；每個實驗室配備1名省站質(zhì)控人員，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。

眾所周知，應(yīng)急監(jiān)測工作非?？简灡O(jiān)測人員的意志和水平，實驗室分析人員往往需要加班加點甚至通宵進行樣品分析。由于實驗室相對集中，樣品數(shù)量巨大，檢測人員通常得不到及時休整。按照《工作規(guī)程》就近原則，每50 km設(shè)置一個實驗室、3組檢測人員“三班倒”的工作安排，不但可以節(jié)省采樣時間，提高運輸效率，而且相對減少了每個實驗室分配的測試任務(wù)，輔以全面的質(zhì)控手段，既提高了工作效率，保證了數(shù)據(jù)質(zhì)量，又有效保證了檢測人員的休息時間，事半功倍。詳細(xì)信息見表2。

2.5 監(jiān)測方法選擇

水中鉈按照《水質(zhì) 65種元素的測定 電感耦合等離子體質(zhì)譜法》(HJ 700—2014)中可溶性元素方法進行測定。該方法檢出限為0.02 μg/L，低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)中鉈的標(biāo)準(zhǔn)限值。

2.6 監(jiān)測報告

信息報送組負(fù)責(zé)收集和整理監(jiān)測數(shù)據(jù)，編制、審核和上報報告以及制作各類圖表等。應(yīng)急監(jiān)測期間共編制350余期各類監(jiān)測快報、專報和簡報等。

2.7 質(zhì)量控制與質(zhì)量保證

該次應(yīng)急監(jiān)測工作嚴(yán)格執(zhí)行各項質(zhì)量控制及保證措施。專家組協(xié)調(diào)四川、甘肅、陜西等地實驗室統(tǒng)一監(jiān)測方法，確保樣品處理方式一致，實驗室采取全程序空白、平行雙樣、發(fā)放密碼質(zhì)控樣等方式確保監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。此外，針對上游入境斷面甘陜兩省監(jiān)測數(shù)據(jù)有一定差異等事宜，雙方及時溝通，并根據(jù)專家組意見對入境斷面開展兩省比對監(jiān)測，采取聯(lián)合采樣、“一桶水”分樣及添加密碼質(zhì)控樣等方式，在3個實驗室間開展比對，比對結(jié)果滿意。該次應(yīng)急監(jiān)測工作共發(fā)放89支密碼質(zhì)控樣、400余支明碼質(zhì)控樣，實驗室間比對樣品100余個，每批樣品均帶有全程序空白和10%的平行樣，質(zhì)量控制合格率為100%。上述手段確保了監(jiān)測數(shù)據(jù)真實、準(zhǔn)確和全面。

2.8 應(yīng)急監(jiān)測終止

按照《工作規(guī)程》要求：最近一次監(jiān)測方案中全部監(jiān)測斷面的連續(xù) 3 次監(jiān)測結(jié)果達到評價標(biāo)準(zhǔn)或要求，或者應(yīng)急專家組認(rèn)為可以終止應(yīng)急監(jiān)測時，由應(yīng)急監(jiān)測組提出應(yīng)急終止建議，根據(jù)應(yīng)急指揮部的決定終止應(yīng)急監(jiān)測。自1月30日00:00起，嘉陵江干流川陜界水質(zhì)持續(xù)穩(wěn)定達標(biāo)，2月2日，四川省解除應(yīng)急狀態(tài)后，領(lǐng)導(dǎo)小組決定自2月2日24:00起，終止應(yīng)急監(jiān)測狀態(tài)，進入跟蹤監(jiān)測階段。截至2021年2月2日，該次應(yīng)急監(jiān)測共投入360余名工作人員，包括190余名采樣人員、140余名樣品分析人員、30余名數(shù)據(jù)分析人員，出動各類車輛120余臺，行程合計超過30 000 km。采集4 250個地表水樣品、2 100個污水樣品、69個礦石底泥樣品，共獲得32 095個各類有效監(jiān)測數(shù)據(jù)。

3 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析研判

3.1 嘉陵江干流主要斷面鉈監(jiān)測數(shù)據(jù)

按照調(diào)整后的監(jiān)測方案，監(jiān)測組對嘉陵江干支流各斷面開展全面監(jiān)測。數(shù)據(jù)分析顯示，自2021年1月21日01：00起，嘉陵江干流斷面除個別數(shù)據(jù)外，其余監(jiān)測結(jié)果均穩(wěn)定保持在超標(biāo)2倍以內(nèi)，并呈下降趨勢。結(jié)合陜西出境斷面與下游廣元自來水廠取水口距離及嘉陵江干流水文參數(shù)，專家組研判出以下結(jié)論并向指揮部提出建議：嘉陵江干流鉈濃度處于下游自來水廠處理能力范圍內(nèi)，不會導(dǎo)致自來水廠出水超標(biāo)。正是由于監(jiān)測斷面按照每10～20 km布設(shè)，專家組才能根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)得出上述結(jié)論，避免誤判。后續(xù)監(jiān)測結(jié)果也支撐了該結(jié)論的正確性。部分重點斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)見圖1～圖4。

圖1 嘉陵江甘陜交界處監(jiān)測數(shù)據(jù)Fig.1 The Line chart of monitoringdata about Jialing River at the junctionof Gansu and Shaanxi

圖2 青泥河入嘉陵江下游500 m監(jiān)測數(shù)據(jù)Fig.2 The Line chart of monitoring data about QingniRiver enters 500 meters downstream of Jialing River

圖3 巨亭水電站下游500 m監(jiān)測數(shù)據(jù)Fig.3 The Line chart of monitoring data about 500meters downstream of Juting Hydropower Station

圖4 川陜交界處監(jiān)測數(shù)據(jù)Fig.4 The Line chart of monitoring dataat the junction of Sichuan and Shaanxi

3.2 污染趨勢預(yù)測

把握污染物的流向和及時預(yù)警分析污染趨勢是應(yīng)急監(jiān)測工作的核心內(nèi)容。參與該次應(yīng)急監(jiān)測工作的技術(shù)人員分別具有分析化學(xué)、軟件分析、地理信息系統(tǒng)等專業(yè)背景。該次任務(wù)在保證監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提下，充分發(fā)揮了各專業(yè)學(xué)科的人才優(yōu)勢，為污染處置提供了核心支持。在污染預(yù)警方面，數(shù)據(jù)擬合時發(fā)現(xiàn)巨亭水庫上游斷面平均值一直處于高值狀態(tài)，這種情況與專家組按照上游斷面鉈濃度消減速度擬合出巨亭水庫上游(略寧交界處)斷面達標(biāo)時間不一致。專家組及時對巨亭水庫上游斷面進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)因水庫庫尾較長，庫容量較大，加之下泄量較小，水體幾乎處于靜止?fàn)顟B(tài)，上游來水對庫內(nèi)水體置換緩慢導(dǎo)致濃度值偏高。根據(jù)上述情況，專家組利用略寧交界處斷面前期監(jiān)測數(shù)據(jù)，成功對該斷面達標(biāo)時間進行預(yù)測，如圖5所示。鉈濃度預(yù)測趨勢線與標(biāo)準(zhǔn)限值線相交的時間點為該斷面預(yù)計達標(biāo)時間(即1月25日04：00)，后續(xù)監(jiān)測結(jié)果顯示，略寧交界處斷面達標(biāo)時間為1月24日22：00，該預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確支撐了后續(xù)監(jiān)測工作，達到了滿意效果。

圖5 略寧交界處斷面鉈濃度預(yù)測Fig.5 The prediction trend of thallium concentrationat the junction of Lueyang and Ningqiang

4 結(jié)論

該次環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測工作是陜西省和相關(guān)市、縣三級生態(tài)環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)對《工作規(guī)程》各項要求的一次科學(xué)實踐，是“13353”原則在生態(tài)環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測工作中一次成功的貫徹與落實，充分證明了《工作規(guī)程》及“13353”原則在應(yīng)急監(jiān)測工作中的綱領(lǐng)性、科學(xué)性和指導(dǎo)性作用。《工作規(guī)程》從監(jiān)測方案編制、樣品采集、實驗室設(shè)置、監(jiān)測方法選擇、結(jié)果報送、趨勢預(yù)測及應(yīng)急終止等方面對應(yīng)急監(jiān)測工作過程提出明確的建議和要求，解決了以往應(yīng)急監(jiān)測工作中采樣運輸時間較長、監(jiān)測設(shè)備資源數(shù)量有限，不能滿足應(yīng)急監(jiān)測(特別是應(yīng)急監(jiān)測初期)對監(jiān)測數(shù)據(jù)時效性的要求等問題，整合了各方監(jiān)測力量和資源，提高了應(yīng)急監(jiān)測體系的運行效率，保證了監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、合理性和及時性，為數(shù)據(jù)分析研判和污染團趨勢預(yù)測提供了強大的技術(shù)保障，為應(yīng)急指揮部的決策和及時處置提供了堅實的基礎(chǔ)。