入河排污口排查溯源技術(shù)分析

摘要：入河排污口排查溯源是后續(xù)整治、規(guī)范化建設(shè)及監(jiān)督管理的基礎(chǔ)，是控制污染入河、開展水環(huán)境治理的重要環(huán)節(jié)。首先分析排查的關(guān)鍵技術(shù)，其次介紹溯源的關(guān)鍵技術(shù)，最后結(jié)合南方某沿海城市重點(diǎn)污染河涌排污口進(jìn)行分析，為開展入河排污口排查溯源工作提供參考。

關(guān)鍵詞：入河排污口；排查溯源；水污染處理

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）09-0-03

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Technical Analysis of Investigation and Traceability of Sewage Outfall

HUANG Jiashu1，2

（1. Guangdong Environmental Science and Technology Co.， Ltd.，

2. Guangdong Provincial Academy of Environmental Science; Guangzhou 510045， China）

Abstract： The investigation and tracing of sewage outfall is the foundation for subsequent rectification， standardized construction， and supervision and management. It is an important link in controlling pollution into rivers and carrying out water environment governance. This article first analyzes the key technologies for investigation， then introduces the key technologies for tracing， and finally analyzes the key polluted sewage outfall in a coastal city in the south， providing reference for the investigation and tracing of sewage outfall.

Keyword： sewage outfall; identify and trace the source; water pollution treatment

入河排污口是銜接水陸、陸海的關(guān)鍵點(diǎn)，是污染源直接或者通過管道、溝、渠等排污通道間接向環(huán)境水體排放污水的口門[1]。入河排污是造成水體污染的根本原因?？刂迫牒优盼凼墙鉀Q水環(huán)境污染、保護(hù)水資源的首要環(huán)節(jié)，是保護(hù)流域生態(tài)環(huán)境的重要節(jié)點(diǎn)。而開展入河排污口排查溯源工作，摸清入河排污口的底數(shù)，更是必要前提，能夠?yàn)槿牒优盼劭诤罄m(xù)規(guī)范化整治及監(jiān)督管理、消除污染入河奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?；诖?，分析入河排污口排查溯源過程中的關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合南方某沿海城市重點(diǎn)污染河涌排污口進(jìn)行分析。

1 排查的關(guān)鍵技術(shù)

入河排污口排查是指對(duì)排查范圍及對(duì)象內(nèi)的入河排污口進(jìn)行全覆蓋、全口徑三級(jí)遞進(jìn)式排查，通過無人機(jī)遙感航測、人工徒步排查和重點(diǎn)區(qū)域精細(xì)核查等手段，對(duì)排污口進(jìn)行全面、深入和精準(zhǔn)識(shí)別，做到有口皆查、應(yīng)查盡查。

1.1 一級(jí)排查

入河排污口的一級(jí)排查技術(shù)，是采用衛(wèi)星遙感影像、無人機(jī)航測影像等高科技手段初步排查目標(biāo)區(qū)域，解譯所獲取的遙感航測及圖像，識(shí)別疑似入河排污口和可疑區(qū)域。此階段的關(guān)鍵是利用無人機(jī)進(jìn)行航拍獲取高清影像數(shù)據(jù)，結(jié)合影像解譯，整合地方歷史排污口數(shù)據(jù)、管網(wǎng)基礎(chǔ)資料等，標(biāo)記出疑似排污口和敏感點(diǎn)位，為后續(xù)排查提供有力支持。

無人機(jī)的選擇和使用在一級(jí)排查中具有重要的作用。選型方面，目前多選擇使用多旋翼無人機(jī)[2]。該款無人機(jī)具有成本低、操作方便、機(jī)身較小等特點(diǎn)，無須較大起飛空間，便于觀察排污口。影像獲取方面，可選擇傾斜影像或正射影像[3]。傾斜影像為與堤岸形成一定的傾斜角度進(jìn)行影像攝取，可以看到入河排污口形狀和立體結(jié)構(gòu)。正射影像為通過鏡頭與地面垂直的方式進(jìn)行影像攝取，能夠觀察排污口與污染源之間的關(guān)系。

1.2 二級(jí)排查

入河排污口的二級(jí)排查技術(shù)以第一級(jí)排查遙感解譯的疑似入河排污口、可疑區(qū)域?yàn)榛A(chǔ)，通過人工徒步排查等方式，對(duì)目標(biāo)區(qū)域開展網(wǎng)格化排查，現(xiàn)場核實(shí)疑似入河排污口信息，沿線排查遺漏入河排污口，進(jìn)一步確認(rèn)登記疑似排污口的具體信息，包括名稱、行政區(qū)劃、地理坐標(biāo)、受納水體、排污口類型、周邊環(huán)境及污水疑似來源等。

在現(xiàn)場排查登記時(shí)，排查人員還需要同步開展初步溯源及水質(zhì)水量監(jiān)測工作。通過調(diào)查排污口的上游來源，分析污水的主要成分，初步判斷污水的主要污染源。溯源工作可結(jié)合地方歷史排污數(shù)據(jù)、管網(wǎng)資料、企業(yè)排污記錄等信息進(jìn)行綜合分析，提高溯源的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。對(duì)于有水排出的排污口，開展水質(zhì)水量監(jiān)測工作。用快速水質(zhì)監(jiān)測試劑盒等便攜式檢測設(shè)備在現(xiàn)場進(jìn)行快速檢測，短時(shí)間內(nèi)對(duì)水體中的關(guān)鍵水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行初步篩查和判定。若出現(xiàn)快檢水質(zhì)數(shù)據(jù)超標(biāo)或感官異常的排污口，需進(jìn)一步開展實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測，監(jiān)測指標(biāo)通常包括水量、化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）、pH、氨氮、總氮及總磷等關(guān)鍵指標(biāo)[4-5]。

1.3 三級(jí)排查

入河排污口的三級(jí)排查技術(shù)是在一、二級(jí)排查基礎(chǔ)上，對(duì)存在錯(cuò)誤、遺漏、模糊、不規(guī)范等問題的排污口，查漏糾錯(cuò)，開展問題入河排污口信息復(fù)核和熱點(diǎn)區(qū)域精細(xì)核查工作。

2 溯源的關(guān)鍵技術(shù)

入河排污口深度溯源技術(shù)是綜合運(yùn)用多種方法，針對(duì)重點(diǎn)沿岸排口開展深度溯源，從空中、水面、水下、地下等多層級(jí)開展現(xiàn)場核查，基本查清排污口的污水來源，確定污染責(zé)任主體，旨在明確入河排污口與污染源之間的關(guān)系，為后續(xù)入河排污口整治和水環(huán)境監(jiān)管提供科學(xué)依據(jù)。入河排污口溯源關(guān)鍵技術(shù)涉及多種高科技手段和綜合方法，包括無人機(jī)航拍與遙感技術(shù)、管道潛望鏡與機(jī)器人檢測技術(shù)、水質(zhì)指紋溯源技術(shù)和無人船暗管探測技術(shù)等。這些技術(shù)的綜合應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)排污口的精準(zhǔn)識(shí)別和污染源的有效追蹤，為水環(huán)境治理提供有力支持。

2.1 無人機(jī)航拍與遙感技術(shù)

無人機(jī)航拍與遙感技術(shù)融合了先進(jìn)的無人駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、通信技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技術(shù)，以其高效、靈活、精準(zhǔn)的特點(diǎn)，在現(xiàn)代社會(huì)的多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。在入河排污口排查溯源方面，無人機(jī)航拍與遙感技術(shù)也逐漸成為常用技術(shù)手段。通過搭載高清攝像機(jī)、激光掃描儀等設(shè)備，無人機(jī)能夠在低空或高空進(jìn)行快速、靈活的數(shù)據(jù)采集與圖像拍攝，獲取清晰的影像資料。無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)一步提升了數(shù)據(jù)采集的精度與效率，結(jié)合衛(wèi)星遙感影像和無人機(jī)航拍數(shù)據(jù)，獲取地面目標(biāo)在不同波段的光譜信息，識(shí)別水體中的異常排放區(qū)域或潛在污染源。

2.2 管道潛望鏡與管道機(jī)器人檢測技術(shù)

管道潛望鏡是一款功能完善的管道快速檢測設(shè)備，主要由主控器、配備攝像頭的手提竿及連接主控器與手提竿的線纜構(gòu)成，可直接觀測上下游管網(wǎng)的水量和水位情況，常用于市政排水管道快速勘察、隧道涵洞內(nèi)部空間檢測等，在現(xiàn)場使用頻率較高，攜帶也很方便[6-7]。在入河排污口溯源中，用其進(jìn)行管網(wǎng)探測，對(duì)無法確定污染來源的排污口，可追溯至上游錯(cuò)接、漏接、混接點(diǎn)位位置，能夠有效排查管網(wǎng)不完善、管網(wǎng)混接、管網(wǎng)破損等問題，有助于排查人員掌握管道水流走向，查清排污口污染來源。

管道機(jī)器人檢測技術(shù)是利用攜帶高清攝像頭、傳感器等設(shè)備的管道機(jī)器人進(jìn)入排水管道內(nèi)部進(jìn)行探測，可連續(xù)、實(shí)時(shí)記錄管道內(nèi)的水流情況、沉積物分布、破損點(diǎn)等實(shí)際情況。管道機(jī)器人在具備可進(jìn)入通行的條件下，通過360°可旋轉(zhuǎn)高清攝像頭可對(duì)無地面井蓋的排污口上游進(jìn)行精準(zhǔn)溯源，判斷其具體污水來源與管道內(nèi)是否存在暗接管道，從視覺上達(dá)到完整溯源的效果。但是，管道機(jī)器人的機(jī)身較大，對(duì)于通過的路徑要求較高，通常搭配特種作業(yè)車輛以及特種作業(yè)人員共同使用。

2.3 水質(zhì)指紋溯源技術(shù)

水質(zhì)指紋是指水體中的溶解性有機(jī)物在特定波長的激發(fā)光照射下會(huì)發(fā)出特定波長的發(fā)射光（即熒光），將水樣熒光強(qiáng)度以等高線方式投影在以激發(fā)光波長和發(fā)射光波長為橫縱坐標(biāo)的平面上得到的三維熒光光譜。不同污染源產(chǎn)生的污水因工藝、原料和管理水平等不同，其熒光溶解性有機(jī)物的組成和濃度不同，其三維熒光光譜也會(huì)有所差異，使三維熒光光譜與水樣一一對(duì)應(yīng)，被稱為水質(zhì)指紋。通過與已知污染源的水質(zhì)指紋進(jìn)行比對(duì)，可確定疑似污染源。水質(zhì)指紋溯源技術(shù)具有選擇性高、操作簡便、測量精度高、檢測速度快等特點(diǎn)。針對(duì)溯源難度大、無法確定污染源的入河排污口，采用水質(zhì)指紋溯源技術(shù)對(duì)入河排污口出水進(jìn)行三維熒光光譜分析，可快速識(shí)別污染來源。

2.4 無人船暗管探測技術(shù)

無人船暗管探測技術(shù)是一種依托小型船體，集成水下聲吶、激光掃描、高清攝像頭等技術(shù)的自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)，專門用于復(fù)雜水域環(huán)境下的暗管探測與排查[8-10]。以排查暗管為例，該技術(shù)能夠利用聲吶技術(shù)發(fā)射聲波并接收反射信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水下障礙物的精準(zhǔn)定位。同時(shí)，激光掃描儀和攝像頭能夠提供高清晰度的水下成像，實(shí)時(shí)探測并繪制水下暗管的形狀、位置和狀態(tài)，幫助工作人員直觀了解暗管結(jié)構(gòu)及細(xì)節(jié)信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題。在入河排污口溯源時(shí)，由于水位問題，部分入河排污口會(huì)隱藏在水面以下，人工現(xiàn)場徒步排查時(shí)難以發(fā)現(xiàn)。采用無人船暗管探測技術(shù)可以對(duì)水面下疑似存在入河排污口的河段開展重點(diǎn)排查，標(biāo)記水面下入河排污口的位置，摸清河道污染來源。

3 典型案例分析

以南方某沿海城市重點(diǎn)污染河涌為例，對(duì)入河排污口排查溯源進(jìn)行分析。入河排污口的二級(jí)分類包括11種類型，其中占比較高的有工業(yè)排污口、城鎮(zhèn)污水處理廠排污口、農(nóng)業(yè)排口及其他排口。污水疑似來源涉及生活污水、雨污混排、地表徑流、農(nóng)田（林業(yè)、養(yǎng)殖等）退水等。現(xiàn)選取具有代表性的排污口a、排污口b和排污口c展開分析。

排污口a位于河涌左岸，排查時(shí)發(fā)現(xiàn)，排口周邊環(huán)境主要為工業(yè)區(qū)、居民區(qū)及公路。根據(jù)現(xiàn)場人工徒步溯源及管道潛望鏡與機(jī)器人追溯結(jié)果得知，該排口的污水來自周邊約100戶居民的生活污水，屬于城鎮(zhèn)生活污水散排口。檢測結(jié)果顯示，該排污口的pH、總磷超標(biāo)。排污口b位于河涌右岸，排污口周邊環(huán)境主要為居民區(qū)、公路及工業(yè)區(qū)。根據(jù)現(xiàn)場人工徒步溯源及管道潛望鏡與機(jī)器人追溯結(jié)果得知，該排口原為南側(cè)8戶商鋪店面門前雨水排口，但也混入部分生活污水。商鋪前方的明渠到接近排污口處轉(zhuǎn)為暗渠，現(xiàn)場排查時(shí)為晴天，但有水流出，屬于雨污混合排口。檢測結(jié)果顯示，該排污口的COD超標(biāo)。排污口c位于河涌左岸，周邊環(huán)境為農(nóng)田或果園，人工溯源發(fā)現(xiàn)該排口為附近某果園排口，果園面積約為9 200 m2。果園里的排水通過溝渠收集后經(jīng)聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，PVC）管排入河涌，屬于農(nóng)田退水口。

4 結(jié)論

開展流域水環(huán)境整治是一項(xiàng)復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，旨在從根源上控制污染入河，是河道治理的重要抓手。入河排污口排查和污染源精準(zhǔn)溯源對(duì)于開展流域水污染治理工作具有重要的意義。掌握入河排污口排查溯源關(guān)鍵技術(shù)，通過科技賦能提高排查溯源工作效率和精確性，可為后續(xù)開展入河排污口整治、規(guī)范化建設(shè)及監(jiān)督管理工作提供基礎(chǔ)信息，有效提高水污染治理水平和質(zhì)量，構(gòu)建和諧、可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)及社會(huì)環(huán)境。

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