排污口污染应急监测评价中的方案设计及案例分析*

赵玉慧,尹维翰,温婷婷,曾小霖,孙培艳

(1.国家海洋局海洋溢油鉴别与损害评估技术重点实验室 青岛 266033;2.国家海洋局北海环境监测中心 青岛 266033)

排污口污染应急监测评价中的方案设计及案例分析*

赵玉慧1,2,尹维翰1,2,温婷婷1,2,曾小霖1,2,孙培艳1,2

(1.国家海洋局海洋溢油鉴别与损害评估技术重点实验室 青岛 266033;2.国家海洋局北海环境监测中心 青岛 266033)

近年来,排污污染应急监测评价已经成为监测业务部门一项重要的应急工作内容。文章介绍了排污口污染应急监测评价中的站点布设、监测要素、频率等设计的原则,指出了排污口应急监测与常规监测的不同,文章最后结合一实际案例对排污口污染应急监测的资料获取、站位布设、监测要素选取进行详细分析。

排污口;应急;监测评价;方案设计

近年来,随着沿海社会经济的发展,陆源污染物入海已经成为海洋环境污染的最主要因素[1]。自2005年,国家海洋局组织开展了约450个陆源入海排污口及其邻近海域业务化监测工作,主要目的是掌握排污口排放污染物种类、入海总量及各类污染物的排放浓度,掌握排放的有毒有害物质情况,满足污染源清楚需求;掌握排海物质对海洋环境的影响及程度,特别是对敏感目标的影响[2]。业务化陆源入海排污口监测分重点和一般两种监测类型,每年开展4个季度月监测,重点排污口每年开展两个航次的邻近海域影响监测[2]。监测项目以常见工业、市政污染物为主[2]。2012年 《中国海洋环境状况公报》显示,约50%的排污口超标排放污染物,污染物入海量超过200万t[3]。随着社会公众的环保意识越来越强,陆源排污举报事件时有发生,排污口污染应急已经成为继溢油、赤潮等传统环境突发事件等应急工作中的重要一部分。本研究介绍了排污口污染应急监测评价中的站点布设、监测要素、频率等设计的原则,并结合一实际案例进行分析。

1 排污口污染应急监测方案设计

1.1 排污口应急与常规监测评价的异同

排污口污染应急监测评价目的与常规监测基本一致,仍然需要回答社会公众和管理层所关注的污染排放情况和对邻近海域海洋环境的影响;但略有不同,主要是应急监测对数据结果和评价需当日出具,时效性要求较高,因此监测的内容较常规监测简单。根据工作目标,排污口应急监测评价分为污水排放状况监测评价和对邻近海域影响监测评价两个部分。

1.2 站位布设

污水排放状况监测站位指的是污水样品采集站位,在该站位所采集的污水样品需具有代表性,采样站位以下,不应再有另外污染源汇入,因此污水采样站位需设置在入海口附近。对于一些特殊的排污口需因地制宜的选择污水采样位置,如污水处理厂等需在出水口设置采样站位,深海排放口应在入海管道设置采样站位等。因为目前排污口污水分析所采样的分析方法为淡水分析方法,如采样位置设置不当,污水受到潮水影响,水质基体发生变化,继续采用淡水分析方法进行污染物浓度分析,将导致结果错误,特别是对化学需氧量(CODCr)的影响将达数倍甚至数十倍[1]。因此,采样站位所采集的污水必须为淡水,盐度小于5,不能受潮水影响。

为掌握排污对邻近海域的影响范围,要求邻近海域站位布设成面状,至少设置3条断面, 10个站点,如掌握混合区范围,3条断面应分别为混合区边缘控制线、邻近海域边缘控制线及中控线。充分考虑水动力因素,根据海流方向设置监测站点的主方向;为掌握邻近海域受影响程度,特别是重要敏感海域受影响程度,需在不受排污口干扰的地方或海流的上游设置参照站,在重要敏感区设置控制站;考虑监测的时效性,站位布设范围不宜太大。

1.3 监测要素选取

监测前应基本掌握排污口类型或所排放的主要污染物,监测要素体现行业特征。对于工业污水,所含污染物多,成分复杂,具有行业特征,污染物因企业类型不同千差万别,因此,指标选取要以该企业特征污染物、耗氧指标等为主。对于生活污水,它是人类日常生活所产生的各种污水,包括厨房、洗涤、浴室和厕所等所排出的污水或经污水处理厂处理后排出的污水,因此指标上主要选择粪大肠菌群、耗氧指标、氮磷等植物类营养物质、油类作为指标。对于农业污水,农田使用的农药、化肥通过降水和地表径流汇入排污河,因此主要以耗氧指标、氮磷及有机污染物为主。

考虑评价的因果分析的一致性,邻近海域监测要素需与污水监测要素基本一致。如邻近海域有特殊敏感目标,需增加针对敏感目标的特征污染物。

为提高监测评价的时效性,指标选择尽量以当日出具数据的指标为主,但必要情况下需进行复杂污染物监测。

1.4 监测频率

主要根据污染事件的等级制定。一般的污染事件需开展一次排污口污水监测和邻近海域监测,如污染事件级别高,引起了社会公众和管理部门的广泛关注,需开展持续性跟踪监测。

1.5 其他应急监测设计人员应注意的问题

在开展排污口应急监测方案设计和监测过程中,应注意以下问题:① 接到应急响应指令后,排污口监测方案设计人员应迅速了解污染事故基本情况,调集资料,短时间内出具一份简单的监测评价方案,供外业人员准备,以最快的时间赶赴现场;② 利用外业人员赶赴现场的时间,方案设计人员需收集污水排放和周边敏感目标的有关资料,及时与现场监测人员沟通,修改监测项目,完善监测方案,并传达至外业现场;③ 要通过卫星地图及其他已经掌握的资料,指导外业人员合适的污水采样站点;④ 要准确掌握邻近海域监测人员达到海上现场的时间及当时潮流情况,作出准确的邻近海域监测站位布设;⑤ 充分考虑监测评价时效性要求,科学选取监测项目,合理布设监测范围。

1.6 应急监测质量控制

应急监测质量控制是保证应急监测质量的重要方式,也是保证监测质量的有效制约机制。日常工作过程中,应提前做好应急监测人员培训,仪器设备符合质量控制要求,作业指导书齐全,做好应急监测器具和试剂储备等。应急监测过程中,需采集过程空白样品,分析过程中做好数据质量控制工作[5]。

2 案例分析

2013年6月,某市新闻网论坛有网友称该市有一排污口向海洋排放红色污水,并提供了排污口照片。接到上级指示后,某监测机构立即组织了排污口污水监测评价和对邻近海域影响监测评价工作。

2.1 排污口位置确定及其周边可能污染源数据收集

剧毒农药、有毒化学品的泄露、扩散污染事故的发生源一般比较明显,但对于非正常排放废水造成的污染事故,则会因为企业、城镇生活区采取 (停)排放或排污渠变异等不易发现。因此,分析排查此次污染事故发生源,是开展排污口应急监测工作时首要工作[6]。网友提供的信息仅有照片,未说明具体位置,因此,方案设计人员首先确定了排污口位置,并收集其周边可能污染源数据。

通过google earth和ArcGIS的数据影像、空间分析、查找比对等功能[7],首先确定了排污口位置。沿排污口A分析上游的污染源,发现一条排污河,汇水区小,无工业废水排入,极有可能接纳某村庄的污水,类型应为生活污水;沿排污口B为暗渠,与排污河1相互独立,上游区域有两个染料生产企业,排放污水以有机污染物为主,均建有污水处理厂。现场监视发现排污口B污水发红。

2.2 监测方案设计

2.2.1 监测指标筛选

根据网上报道结果,排放污水为红色,引起污水变红的原因可能为有机污染物变化[8];污水处理过程中还原性亚铁加入过量[9];本身排红色污水,污水中铬含量较高[10]。因此指标选取时,首先要选取了化学需氧量 (CODCr)、六价铬和铁离子。

排污口A可能为生活污水,可选择营养盐类、有机质类和粪大肠菌群等作为主要监测指标。排污口B可能为工业废水,上游企业产品中有碱性染料,因此需加选p H值作为监测指标。考虑到应急监测的时效性,复杂有机污染物单体要素未作设置,以化学需氧量(CODCr)代替,粪大肠菌群应急监测时未设置。因监测过程已经掌握污水发红的原因,铁离子未实施监测。

综上所述该排污口应急监测选取指标为: p H值、氨氮、总磷、化学需氧量(CODCr)、悬浮物和六价铬。邻近海域应急监测选取指标为: p H值、硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、磷酸盐、总氮、总磷、化学需氧量(CODMn)和六价铬。

2.2.2 监测海域站位布设

潮汐时刻表显示,排污口邻近海域监测时刻海水正在退潮,海水动力环境的潮流主体流向为图1所示方向。污染源北部建有防波堤,污染海域的水动力相对改变,因此根据所在海域海流方向设置10个监测站点的主方向;分3条断面控制线,分别为混合区边缘控制线、邻近海域边缘控制线及中控线;考虑到排污口流量较小和监测时效性,监测范围控制在1.5 km范围内,在不受排污口干扰的3 km以外的海域及海流的上游设置1个参照站;根据海洋功能区划,应急监测海域周边无特殊敏感区,无需设置控制站。监测站位见图2。

图1 活性磷酸盐应急监测结果

图2 海洋环境应急监测站位

2.3 监测结果及评价分析

排污口A所排放污水化学需氧量(CODCr)、氨氮、总磷和悬浮物均超过相关标准所规定污染物排放标准值,p H值、六价铬达标排放;排污口B所排放污水p H值、化学需氧量(CODCr)、氨氮、总磷、悬浮物和六价铬全部超标。经深入调查,污染主要是由排污口B暗渠内历史残留污染物所至。

邻近海域监测评价结果表明,排污口B近岸100～200 m范围内海水受无机氮污染,为劣四类水质。2号站(排污口B外垂直岸线100 m左右)、7号站(排污口B南380 m,距岸100 m左右)无机氮超过邻近海域功能区所需要的海水水质要求;其他站点海水水质达标。

利用GIS工具的克里金插值,对各监测指标进行空间分析。发现化学需氧量 (CODMn)、活性磷酸盐和无机氮等指标,均显示了与潮流流向相同的空间趋势 (图1和图3),可合理解释排污的扩散趋势,表明该应急监测方案站位布设科学性强,对排污口邻近海域海洋环境状况可实施有效监控。

图3 无机氮应急监测结果

3 小结

排污口污染事件的应急监测方案设计时,应充分考虑应急监测的特殊性,不能完全按常规的排污口监测方案执行,应充分获取有关污染源的相关数据及监测时刻海流数据,合理科学布设监测站点,选取监测要素,安排监测频率。另外,随着公众意识的增强,此类应急监测必将越来越频繁,监测业务机构应建立针对性强的排污口污染应急监测预案,以提升应急监测评价的针对性和时效性。

[1] 丁菁.陆源入海排污口监测和评价若干问题的探讨[J].福建水产,2007,112:9-11.

[2] 国家海洋局北海分局.北海区海洋环境监测评价实施方案[R].2013.

[3] 国家海洋局北海分局.北海区海洋环境公报[R]. 2012.

[4] 国家海洋局.HY/T076-2005陆源入海排污口监测技术规程[S].2005.

[5] 樊引琴,李玉洪,李姻,等.突发性水污染应急监测质量管理[J].水利技术监督,2013,21(2):3-5.

[6] 汪志国,曹勤.浅谈水污染事故的应急监测[J].中国环境监测,2008,24(1):62-65.

[7] 邓宗成,何新春,孙英兰,等.基于GIS的海域水污染控制规划框架探讨:以胶州湾东北部为例[J].海洋环境科学,2011.6,30(3):365-369.

[8] 施云芬,刘月华.啤酒废水处理与利用[J].2006, 33(6):56-61.

[9] 苗燕.工业废水和含油废水处理方法研究[D].大连:辽宁师范大学,2011.

[10] 俞康泰,徐晓红,高升洲,等.铬锡红色剂中铬的价态研究[J].硅酸盐学报,1998,4(4):1-6.

海洋公益性项目——北戴河邻近海域典型生态灾害与污染监控关键技术集成应用 (201305003);国家海洋局北海分局科技项目——渤海近岸海域主要污染物削减研究(2013B05).