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非常规污染水源应急处理与水质安全保障战略研究报告

【作       者】:

侯立安

【机       构】: 中国工程院
【承研机构】:

“非常规污染水源应急处理与水质安全保障战略研究”项目组

【发表年份】:

2014

摘要

非常规污染水源是指由超越常规的自然灾害或人为活动引起,使放射性物质、生化毒剂、军工废弃物等非传统污染物进入到江河湖泊、地下水体后,水质发生异样恶化的水源。非常规污染水源会破坏水生态环境,水资源的有效利用和正常的经济社会秩序都会受到严重影响。

当前,我国社会经济快速发展,核生化工业生产活动日趋频繁,核生化产品的种类与数量急剧增加,一旦发生水源非常规污染事故,将对民众健康与城镇安全构成严重威胁。此外,严峻的暴恐活动形势也为包括供水安全在内的公共安全带来巨大挑战。2006 年国务院颁发的《国家突发公共事件总体应急预案》在突发公共事件应急处置方面发挥了积极而重要的指导作用,但在非常规污染水源应急处理与水质安全保障方面,我国还存在一些问题有待解决。

(一)非常规污染水源界定模糊、认识不足

2012 年正式实行的生活饮用水卫生新标准(GB5749-2006)将饮用水检测指标增加到了 106 项,但近年来,新标准之外的污染物造成的污染水源事件时有发生,给人民群众的日常生活带来了很大的影响。由于这类污染物种类多、不常见,因此,关于这类非常规污染物尚未有明确的界定;对非常规污染水源问题的重视源于几次大的核事故,但非常规污染物远不止放射性污染,因此,我们对发生非常规水源污染事件的潜在可能性和所造成的危害认识不够充分。非常规污染水源界定模糊和认识不足给系统地开展非常规污染水源治理研究和针对性的应急处置带来了诸多不便。

(二)非常规污染水源现状不明

非常规污染物对水源的污染种类广、途径多,天然地球化学过程,核能、伴生放射性矿开发和利用,突发性环境污染事件,恐怖袭击等等都可能导致水源的非常规污染。我国人口众多,地理和地质状况复杂,集中式供水水源地数量庞大,周边环境多变,缺乏饮用水水源地水质和工程动态基础资料,缺乏水源地监测数据,特别是非常规污染事故的数据资料不全。虽然 2011 年环保部牵头进行了地级以上城市集中式饮用水水源环境状况评估调查,但由于缺乏非常规污染水源的明确定义,评估报告中没有专门给出非常规污染水源数据。非常规污染水源现状基础数据的缺乏,导致无法有针对性地开展非常规污染水源的预警和应急方案的制定。

(三)非常规污染水源预警和应急机制薄弱

非常规水源污染的突发性导致一旦发生污染,后续处理将非常困难,主要原因与污染物的快速扩散分不开,因此,建立良好的预警系统,在最短的时间内开展应急处理对控制污染的进一步恶化至关重要。绝大部分的非常规水源污染物涉及到非传统安全的问题,企业或地方政府难以做出合理、准确的处置;另外,污染物的扩散性易导致跨区域影响。因此,急需基于已有的地方预警系统,通过整合、改进和新建相结合,建立起国家层面的应急预警系统。

由于过去非常规污染发生的可能性小,对此的认识不足,使得我国非常规污染水源事故的应急体系建设还处于起步阶段,相应的技术和应对措施还很薄弱,一旦有突发性污染事件,处理方法和手段单一,给广大人民群众的生活、企业生产和社会活动带来诸多不便。由于非常规污染水源的突发性、不确定性以及巨大的潜在危害性,亟需建立一套集预警系统、应急处理技术、应急组织体制、应急响应机制与应急保障体制于一体的非常规污染水源应急体系和工作机制。

(四)非常规污染水源标准缺乏、应急处理技术落后

非常规污染物种类繁多,污染源复杂,进入水体后对水源污染程度迥异,目前尚缺乏相应的卫生标准。标准的缺乏使得一旦发生非常规污染,应急供水水质保障没有可参考的依据。近年来,我国在应急供水研究方面已经取得了一定的进展,建立了包括 6类应急处理技术、囊括了较全面的污染物供水应急处理技术体系,但上述的技术主要还是应用于传统污染物超标,缺乏对非常规污水源的应急处理技术的研究。因此,建立非常规污染水源标准,在此基础上开发产水能满足标准的应急处理技术对缓解非常规污染水源具有重要的意义。

鉴于发生非常规污染水源事件的可能性越来越大,一旦发生后,其危害性极大,处理的难度极高,因此,课题组建议国家或相关部委组织开展“国家提升非常规污染水源应对能力”的研究和建设工作,主要内容如下:

(一) 加强水源地基本现状研究和基础数据库建立

长期以来,我国对饮用水水源地非常规污染的情况和潜在可能性没有给予足够的重视,水源地的的监测数据和非常规污染事故的数据不全,饮用水水源地水质和工程动态基础资料较为缺乏。全面掌握水源地及其保护区内重点企业的地理位置信息,这些重点企业包括可能存在的非常规污染的类别、生产和使用危险品。危险品的理化性质、应急处理方法、实验室及现场应急监测方法、水质标准及应急处理方法、相关领域专家等基本情况,建立我国水源地非常规污染情况信息库。为非常规污染防治把好第一关,从而指导制定相对应的应急机制和应急策略,为饮用水非常规污染的控制和治理规划等提供科学依据和技术支撑。

(二)基于大数据和云计算技术的国家层面水源预警系统的构建

在饮用水源地建立生态环境水质自动监测系统和国家层面的统一预警平台对实现重要水源突发污染事故的快速检测、准确分析、早期预警以及及时处置都将起到至关重要的作用。开展基于大数据和云计算、无线传感网络、自动控制、无线通讯、地理信息系统以及网络工程等计算机综合技术的研究,可以有效地解决水源地数量多,非常规污染类型复杂等原因导致的预警系统建立困难的问题,从而构建起饮用水源地污染的监控与预警平台,以便于应急方案的快速启动与统一指挥。

(三)非常规污染监测设备开发与标准检测方法的建立

目前,用于非常规污染水源的专用监测仪器和设备相对较少,缺乏快速简便的检测方法,现场应急处置的实施十分不利。因此,我们建议尽快开展包括化学分析、网络化预警、集成在线监测在内的非常规污染水源快速监测设备的开发;在现有的非常规污染检测方法的基础上,研究不同分析环节对非常规污染检测结果的准确度和稳定性的影响,从采样、消除天然水体杂质影响、样品富集、快速前处理及其它分析环节入手,探讨改善检测效果、简化分析时间的方法和途径,最终建立一套饮用水非常规污染简易快速检测方法。为保障饮用水水质安全和妥善处置非常规污染物提供可靠的参数。

(四) 非常规污染水源净化技术研究

非常规污染水源水质不同,适用的处理方法和处理效果也往往有很大差异,因此,不同非常规污染水源应该采取与污染水体特征相对应的处理技术。鉴于此,首先应该开展各种非常规水污染处理方法的机理与参数优化研究,包括以膜技术、吸附技术为核心的物理法,以沉淀为主的稳定法和高级氧化为代表的化学法,以及生物富集、生物修复等生物法,从而为筛选合适的处理方法提供技术参数;其次,根据不同处理技术机理开展组合工艺的研究,重点考察物化与生化过程的组合,建立非常规污染水源高效净化技术系统。

(五) 非常规污染水源应急处理设备开发

针对非常规污染水源的水质特点,在不同水处理净化方法研究的成果基础上,确定合适的组合工艺,通过设计模块化装置开发出自动化程度高、占地面积小、移动方便,处理效率高的应急水处理设备。通过模拟应急处理污染事故,结合污染物浓度、环境因子等因素,研究验证该应急装置对污染物去除的可靠性、有效性和稳定性,据此进一步优化各装置模块,并优化操作参数,从而提高应急处理装置的实用性。

(六)加强非常规污染水源应急预案的建设

由于非常规污染水源的特殊性,亟需建立一套集应急组织体制、应急处理技术、应急响应机制与应急保障体制于一体的饮用水安全保障应急体系和工作机制;在国家层面调控的基础上建立与国防单位密切结合的非常规污染水源管理机制和应急监测;尽快建立并完善以国家规划的重要流域为单元的突发性水污染事件的应急处理系统,包括预防与应急准备机制、监测预警机制、管理指挥系统、安全供水应急机制、现场快速反应处理机制、危险源管理机制、社会稳定与信息发布机制等,防患于未然。

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