西江流域肇庆段水环境污染应急管理体系构建

刘思曼 王丹彤 杨晓玲 谢春生

（1 肇庆学院环境与化学工程学院 广东肇庆 526061 2 肇庆市环境保护监测站 广东肇庆 526040 3 广东思创环境工程有限公司 广东广州 510200）

引言

近年来频发的突发性环境污染事故，不仅对环境造成了严重污染和破坏，而且给人民和国家财产造成了重大损失[1]。如2012 年5 月三友化工违法向渤海湾排放污水，致使周边海域成为一片死海[2]；2013 年11 月山东青岛的输油管道发生可怕的爆炸事件，大量原油覆盖胶州湾海面[3]；2014 年7 月汽车追尾事故使苯乙烯泄露，污染居民饮用水[4]。在各种突发性污染事故中，大多数都是水污染事故[5]。美国在溢油事件的实践中应急效果显著，针对溢油预警、控制和应对措施方面构建了一套确切可行的突发性水污染事故应急处理机制[6，7]；欧盟以流域为单元进行整体规划和管理，建立的突发性水环境污染应急管理体系，确保了各成员国之间的规划与实施相互协调而不冲突[8]。相比于国外，我国环境应急事故调查中心成立时间较晚，应急监测设备也比较落后，大多数监测单位主要使用的应急监测仪器为实验室仪器、检测管等，突发性水环境污染应急管理体系也尚不完善[9]。

西江是珠江流域的主干流，同时也是粤港澳地区肇庆、佛山和广州等地市的主要供水水源之一；同时西江流域也是沿岸众多工业废水、生活污水的主要容纳水体。近年来，西江干流肇庆段的环境应急监测事件呈不断增多的趋势，对流域内社会经济稳定及人民生活用水安全造成了较强的威胁。针对该情况必须采取更有利的措施来确保水质的安全并实现预防、控制、减少损失的目的，以便加强水质监测、预警和应急系统的完善。目前，对西江流域管理体系的研究主要集中在水质在线监测系统的构建、监控预警与应急系统的构建等方面，而关于系统性的构建突发性水环境污染应急体系的报道却并不多见，因此，建立系统、全面和有效西江流域肇庆段突发性水环境污染应急体系势在必行。

1 西江流域肇庆段基本情况及水质现状

1.1 流域自然概况

西江是珠江的主流，发源于云南省曲靖市乌蒙山余脉马雄山东麓，自西向东流经滇、黔、桂、粤4 省（区）[10]，全长2214 km，集水面积约353120 km2。上游南盘江至梧州会桂江后始称西江，此后流入广东省肇庆封开县，向东流经肇庆至佛山三水的思贤滘与北江相通后进入珠江三角洲网河区，是珠江水系中最长的河流，是中国第四大河流。西江流域肇庆段是联接东、西部地区的“黄金水道”，是我国水运建设重点“两横一纵两网”主通道中的“一横”[11]。

1.2 流域监测现状

建设水质自动在线监测系统对肇庆段西江水质质量状况进行监控，在西江干流上设置入境断面、控制断面、预警断面等断面，以便达到对水质远程监控和连续监测的目的，实时掌握水质状况，及时应对处理，为水质安全预警和水污染事故应急提供技术支撑。监测西江干流肇庆段设置11 个断面包括封开县的封开城上、封开城下、古封断面；德庆县的六都水厂上游、都骑断面；高要区的三榕峡、富湾水厂断面；端州区的狮山、黄岗、后沥断面和鼎湖区的永安断面。

1.3 流域水质现状

根据肇庆市生态环境局网站公布的环境质量年报，2018 年肇庆市水环境状况公布如下：2018 年，肇庆全市主要江河水环境质量继续保持优良水平，西江、北江、绥江、贺江等大江大河省考以上断面水质优良率为91.7%。全市11 个县级及以上集中式饮用水源地水质均达到Ⅲ类饮用水源地水质类别要求，达标率100%；星湖的中心湖、波海湖、里湖、仙女湖水质均达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类标准。

2 水质监测、预警及应急体系构建

水环境水质监控、预警及应急体系是由水质在线监测系统、流域环境应急辅助决策支持系统、突发性污染事故应急预案系统组成的综合体系。其中水质在线监测系统包括监测断面的设置及监测点的选择、流域原水水质分析和评估以及水质自动监测站的建设；流域环境应急辅助决策支持系统是对水源水质预警技术进行优化、建立水质安全警情报警与识别系统；突发性污染事故应急预案系统包括突发性环境污染事故应急预案、突发性环境污染应急系统的建设。水质综合监测、早期预警和应急系统的建立，改善并提高了监测和应对突发性水环境污染事故的能力，形成了“预警、监测、应急”的综合系统。

2.1 水质在线监测系统

水质自动监测站主要由采配水单元、控制单元、检测单元、数据收集和传输单元组成。水源水质每两个小时采一次水样进行监测，采配水单元采集水样后经过预处理进入检测单元。数据采集单元将各检测数据进行采集、整理后通过传输单元传送至控制中心，能及时反映原水水质的变化，有效监控水源地污染事故[12]。肇庆市环境保护监测站现已成立事故应急监测领导小组用以应对突发环境事件应急监测的落实实施，包括应急监测指挥中心、现场指挥部、站内应急专家组。且监测站采取“周核查，月对比”的措施，即每周对自动分析仪使用国家批准的质量控制样品（或按规定方法制备的标准溶液）进行一次标样溶液核查；每月与人工采样分析进行对比。

现有的水质预警体系只是针对水质常规指标做出检测，但大部分突发性污染事故发生时，这些常规指标是没有大幅度变化的，也不会超过警戒值，这样就不能起到预警的效果。对于突发性水源水体污染的不确定性，存在可能的污染物众多，传统的监测手段不可能对每一种毒物都进行筛查，因此水质在线监测系统需要能更为准确、有效地检测水中污染有毒物的方法[13，14]。

以发光细菌生物毒性法结合监测站原有指标综合集成水质在线监测预警技术系统[15]，具有快速、有效、可实时监测，成本低等优点[16]，不仅能够准确地检测水体中各种具有综合生物效应的共存污染物，弥补水质综合性评估的不足，而且能直观地评价水质的安全性[17，18]。发光细菌是一类非致病性革兰氏阴性兼性厌氧菌，其在正常生理条件下可于450-490nm 的波长下发荧光[19]。此外，各种物质参与细菌发光过程，它们是细胞生理代谢活动的一部分。因此，发光效果仅在细菌细胞所处的生理环境相对较好时才是理想的。如果外部环境不利于发光细菌的正常生理代谢活动，则发光过程的代谢活性立即改变，从而抑制发光响应。发光菌对外界环境变化的敏感程度是其用来检测有毒物质的基本原理[20]。

2.2 流域环境应急辅助决策支持系统

这个体系包括优化水源水质预警技术和构建水质安全警情报警与识别系统两个方面，其中最主要也最关键的是构建水质安全警情报警与识别系统。本体系在构建水质安全警情报警与识别系统中应用了“5S”技术，即全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、三维分析可视化（VS）、专家系统（ES），它们相互独立而在应用上又密切关联[21]。RS 与GPS 获取准确有效的空间数据，以提供给GIS、ES 与VS 综合处理，从而提升RS 与GPS 收集信息的能力，它们交叉进行，相互合作。基于“5S”技术构建西江流域肇庆段水质安全警情报警与识别系统，同时与水质模型动态关联，可提供多种空间的和动态的水质与环境信息，准确追踪污染源、模拟流场和浓度场时空变化，进行水质预警过程模拟，形成可视化预测结果，从而对已出现问题的水域进行迅速反应识别报警并提出解决措施，极大地提高了水质模型应用的效率，实现流域动态信息的采集、加工、查询、维护及可视功能[22]。

2.3 突发性污染事故应急预案系统

突发性污染事故应急预案系统是一项系统工程，它是一个有机整体，包括水污染事故预警、监测系统和突发事故应急，以及各级人员、设备和技术等。因此，应在水污染情况下系统地审查应急响应系统的所有方面。

为了落实应对突发性水环境事件应急监测的实施，成立事故应急监测领导小组，包括应急监测指挥中心、现场指挥部、站内应急专家组。组织机构包括现场采样执行人，现场采样组；样品交接执行人，样品交接组；分析测试执行人，分析测试组；数据报送执行人，数据报送组；后勤保障执行人，后勤保障组；质量管理组，机动协调组，应急专家组，应急支援机构（如图1 应急监测指挥示意图所示）。发生突发环境事件应急监测时，严格按照以上分组执行，如特殊情况应急指挥中心总指挥不在单位时，由副总指挥按排序全权负责事故应急监测指挥工作。

图1 突发事故应急监测指挥示意图

应急监测状态终止后，应急监测指挥中心为了在日后接到类似应急监测任务时反应更高效迅速，应总结应急监测任务，实现应急计划和实施程序在机构部门间的有效性、应急监测设备的可行性以及各组织的协调合作，评估应急人员的应急响应、质量和及时性。如有必要，评估并修订应急计划。

结语

突发性污染事故应急体系是在当前污染事故逐渐增多，影响范围越来越大，国际国内环境问题日趋严重的形势下提出的，是一个涉及到多学科多层面的综合性研究领域，是一项系统而复杂的工作。通过采集大量的样本数据及其历史资料，不断完善水质预警模型的识别能力和整个系统的应急决策能力，以此提高事故预报的准确度，来为肇庆市日常环境管理提供一个数据综合分析预报预警和应急处置平台，使事件造成的损失降到最低，更好地、更有效地控制突发性水污染事件的发生，以便为环境管理和环境应急工作提供强大的技术支持。