以嘉陵江铊浓度异常事件为例探讨《重特大突发水环境事件应急监测工作规程》在应急监测中的应用

张秦铭，郭 峰，吴卫东，周 弛，张 宇，罗仪宁，刘旗龙

陕西省环境监测中心站,陕西 西安 710054

突发环境事件因具有突发性、严重性，深受广大人民群众及各级政府的关注，也是生态环境安全及人民群众财产、生命安全的主要威胁之一。随着中国社会经济的不断发展，各类突发环境事件时有发生，做好突发环境事件应对工作是保障环境安全的首要任务[1]。近年来国家和地方政府陆续出台了突发环境事件应急预案[2-5]，采取统一领导、属地为主、分级响应的方式，积极应对各类突发环境事件。如何快速、准确地开展应急监测工作，是各类突发环境事件应对处置的决策基础和重要保障[6]。按照事件严重程度，突发环境事件可分为特别重大、重大、较大和一般4级，其中因环境污染造成县级及以上城市集中式饮用水水源地取水中断、产生跨省级行政区域及以上影响或因环境污染造成直接经济损失2 000万元等以上情形的突发环境事件均属于重特大突发环境事件。为有效应对重特大突发水环境事件，确保应急监测工作有序开展，国家层面先后颁布了多项环境应急监测技术规范及工作规程[7-8]。2020年10月生态环境部制定并印发了《重特大突发水环境事件应急监测工作规程》(以下简称《工作规程》)，指导各地生态环境部门开展应急监测工作。

嘉陵江是长江的支流之一，发源于陕西凤县，流经陕西、甘肃、四川，于重庆汇入长江。嘉陵江陕西段地处秦巴山区，此处山势陡峭，道路崎岖，是陕西省重要的涉重金属企业较密集的区域，也是近年来各类突发水环境事件多发区域之一[9-11]。如何做好该区域突发环境事件的应急监测工作，一直是各级生态环境监测部门的重要工作内容。2021年1月20日，嘉陵江陕西段干流水体铊浓度异常，汉中市随即启动突发环境事件应急响应，省市两级监测站在中国环境监测总站(以下简称总站)专家的指导下，以《工作规程》提出的“13353”原则为依托，对嘉陵江沿线干流、支流河道开展应急监测，为事故的处置和污染来源调查提供了有力的技术支撑。

1 事件概况

2021年1月20日，嘉陵江四川省广元段自动监测站检测出铊浓度异常，且有上升趋势，接四川省通报，陕西省汉中市随即启动应急响应，汉中市环境监测站(以下简称市站)于当日开展应急监测工作。由于此次事件已经造成跨省级行政区域的影响，属于重大环境污染事件，21日由总站和省环境监测中心站(以下简称省站)组成的专家组抵达略阳，全面负责该次应急监测协调指挥工作。经现场查勘及监测分析，此次污染涉及的嘉陵江干流陕西段总长约180 km，主要分布在陕西省汉中市略阳县及宁强县境内。造成嘉陵江干流异常的来源为其支流青泥河与东渡河。专家组根据污染趋势时间及空间变化，先后编制9期应急监测方案，组织开展应急监测工作。经过连续作战，嘉陵江干流川陕交界断面水质在30日00：00起持续稳定达标，2月2日24：00开始，应急监测状态终止，转为后续跟踪监测阶段。

2 应急监测情况

事件发生后，省、市生态环境部门协调各方资源，在总站专家指导下，按照“13353” 原则(即每10 km布设一个控制断面，每个监测断面配备3组采样人员、3辆采样车，每50 km布设一个实验室，每个实验室按照监测项目配备分析人员，每个监测项目配备3组分析人员)，科学开展应急监测。从组织体系、方案编制、样品采集、实验室设置和方法选择等方面入手，严密组织、合理分工，确保了各重点环节衔接顺畅有序，为数据报送及事件处置赢得了宝贵时间。

2.1 组织体系

根据《工作规程》要求，现场成立由省站负责人为组长的领导小组，下设办公室，负责此次应急监测工作的日常管理及与应急指挥部的沟通协调；技术专家组由总站、省站及市站应急监测专家组成，负责应急监测方案调整编制、趋势研判、质量控制等工作；现场采样组由市站及县级生态环境监测机构人员组成，主要负责现场样品采集及运输等工作；实验分析组由省、市站分析人员组成，负责现场实验室搭建、仪器调试、样品分析等工作；信息报送组由省、市站报告编制及综合分析人员组成，主要负责报告编制审核、各种图表制作等工作；后勤保障组负责车辆调配、试剂耗材准备、应急监测人员生活保障等工作。各小组按照统一指挥、责任明确、协调联动、保障有力的原则，科学开展监测，圆满完成了此次应急监测任务。

2.2 监测方案编制

截至2月2日，动态调整实施9期应急监测方案。其中按照第1期监测方案在嘉陵江干支流上设置了16个监测断面，部分断面之间间隔较远，导致采样及运输时间较长，不能满足应急监测工作需要。在总站及省站专家到达现场后，技术专家组根据污染物时间及空间变化趋势，以实时监控污染物浓度变化为目标，根据“13353”原则，调整优化监测方案。

“1：每10 km设置一个控制断面”。此次水质异常的嘉陵江陕西段干支流长度约180 km，调整后的监测方案共布设21个监测断面，其中17个嘉陵江干流断面，4个嘉陵江支流断面。嘉陵江甘陕交界处为对照断面，青泥河甘陕交界处为入境断面，川陕交界处为出境断面，其余断面为控制断面。4个支流断面中，青泥河甘陕交界处与青泥河入嘉陵江口2个断面主要监控此次污染来源之一的青泥河。东渡河入嘉陵江口断面主要监控此次污染另一来源东渡河。八渡河为嘉陵江另一支流，其与东渡河在略阳县城处汇入嘉陵江，2条河入河口距离相近，八渡河入嘉陵江口断面主要监控该处水质状况，防止受污染水体影响该支流。通过及时调整断面，实现了各监控断面之间保持10～20 km的间距，缩短了现场采样及运输时间，保证了监测数据的及时性。监测断面设置详情见表1。

表1 应急监测断面布设信息Table 1 The information sheet of emergency monitoring sections

地表水监测项目为铊。对照断面每天监测一次，其余断面每2 h监测一次；铊的标准限值执行《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)表3集中式生活饮用水地表水源地特定项目限值(0.000 1 mg/L)。根据污染原因、污染物分布及嘉陵江水文资料，上述监测项目及频次能够确保实时掌握污染带的空间变化情况。

2.3 样品采集安排

“33：每个监测断面配备3组采样人员和3辆采样车”。应急监测采样工作由应急监测领导小组统一指挥，现场采样组全面负责，成员由市站、略阳县、宁强县和部分其他县(区)监测站人员组成，采样车辆及司机由当地人民政府协调提供。确保每个监测断面配备3组采样人员和3辆采样车，人员及车辆实行“三班倒”。合理调配地市车辆及司机保证了应急监测过程中采样和运输的及时性和连续性，极大提高了监测效率，为事件的及时处置争取了宝贵时间。详细信息见表2。

表2 应急监测人员分工及实验室配备情况Table 2 The information sheet of emergency monitoring personnel and laboratory

2.4 监测实验室设置

“53：每50 km布设一个实验室，每个实验室按照监测项目配备分析人员，每个监测项目配备3组分析人员”。应急监测采取固定实验室与移动实验室相结合的方式，在青泥河上游、嘉陵江至川陕交界断面180 km的河道上组建了4个实验室，分别是略阳白水江镇、汉中市生态环境局略阳分局、宁强县巨亭水电站、宁强县燕子砭镇政府；共投入3台车载ICP-MS，2台台式ICP-MS；根据断面分布采取就近分析测试原则，合理分配样品，迅速测定水体中的铊浓度；按照监测项目协调人员，保证每个实验室最少配备3组分析人员，严格落实“三班倒”制度；每个实验室配备1名省站质控人员，保证数据质量。

众所周知，应急监测工作非常考验监测人员的意志和水平，实验室分析人员往往需要加班加点甚至通宵进行样品分析。由于实验室相对集中，样品数量巨大，检测人员通常得不到及时休整。按照《工作规程》就近原则，每50 km设置一个实验室、3组检测人员“三班倒”的工作安排，不但可以节省采样时间，提高运输效率，而且相对减少了每个实验室分配的测试任务，辅以全面的质控手段，既提高了工作效率，保证了数据质量，又有效保证了检测人员的休息时间，事半功倍。详细信息见表2。

2.5 监测方法选择

水中铊按照《水质 65种元素的测定 电感耦合等离子体质谱法》(HJ 700—2014)中可溶性元素方法进行测定。该方法检出限为0.02 μg/L，低于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中铊的标准限值。

2.6 监测报告

信息报送组负责收集和整理监测数据，编制、审核和上报报告以及制作各类图表等。应急监测期间共编制350余期各类监测快报、专报和简报等。

2.7 质量控制与质量保证

该次应急监测工作严格执行各项质量控制及保证措施。专家组协调四川、甘肃、陕西等地实验室统一监测方法，确保样品处理方式一致，实验室采取全程序空白、平行双样、发放密码质控样等方式确保监测数据准确无误。此外，针对上游入境断面甘陕两省监测数据有一定差异等事宜，双方及时沟通，并根据专家组意见对入境断面开展两省比对监测，采取联合采样、“一桶水”分样及添加密码质控样等方式，在3个实验室间开展比对，比对结果满意。该次应急监测工作共发放89支密码质控样、400余支明码质控样，实验室间比对样品100余个，每批样品均带有全程序空白和10%的平行样，质量控制合格率为100%。上述手段确保了监测数据真实、准确和全面。

2.8 应急监测终止

按照《工作规程》要求：最近一次监测方案中全部监测断面的连续 3 次监测结果达到评价标准或要求，或者应急专家组认为可以终止应急监测时，由应急监测组提出应急终止建议，根据应急指挥部的决定终止应急监测。自1月30日00:00起，嘉陵江干流川陕界水质持续稳定达标，2月2日，四川省解除应急状态后，领导小组决定自2月2日24:00起，终止应急监测状态，进入跟踪监测阶段。截至2021年2月2日，该次应急监测共投入360余名工作人员，包括190余名采样人员、140余名样品分析人员、30余名数据分析人员，出动各类车辆120余台，行程合计超过30 000 km。采集4 250个地表水样品、2 100个污水样品、69个矿石底泥样品，共获得32 095个各类有效监测数据。

3 监测数据分析研判

3.1 嘉陵江干流主要断面铊监测数据

按照调整后的监测方案，监测组对嘉陵江干支流各断面开展全面监测。数据分析显示，自2021年1月21日01：00起，嘉陵江干流断面除个别数据外，其余监测结果均稳定保持在超标2倍以内，并呈下降趋势。结合陕西出境断面与下游广元自来水厂取水口距离及嘉陵江干流水文参数，专家组研判出以下结论并向指挥部提出建议：嘉陵江干流铊浓度处于下游自来水厂处理能力范围内，不会导致自来水厂出水超标。正是由于监测断面按照每10～20 km布设，专家组才能根据监测数据得出上述结论，避免误判。后续监测结果也支撑了该结论的正确性。部分重点断面监测数据见图1～图4。

图1 嘉陵江甘陕交界处监测数据Fig.1 The Line chart of monitoringdata about Jialing River at the junctionof Gansu and Shaanxi

图2 青泥河入嘉陵江下游500 m监测数据Fig.2 The Line chart of monitoring data about QingniRiver enters 500 meters downstream of Jialing River

图3 巨亭水电站下游500 m监测数据Fig.3 The Line chart of monitoring data about 500meters downstream of Juting Hydropower Station

图4 川陕交界处监测数据Fig.4 The Line chart of monitoring dataat the junction of Sichuan and Shaanxi

3.2 污染趋势预测

把握污染物的流向和及时预警分析污染趋势是应急监测工作的核心内容。参与该次应急监测工作的技术人员分别具有分析化学、软件分析、地理信息系统等专业背景。该次任务在保证监测数据质量的前提下，充分发挥了各专业学科的人才优势，为污染处置提供了核心支持。在污染预警方面，数据拟合时发现巨亭水库上游断面平均值一直处于高值状态，这种情况与专家组按照上游断面铊浓度消减速度拟合出巨亭水库上游(略宁交界处)断面达标时间不一致。专家组及时对巨亭水库上游断面进行调查，发现因水库库尾较长，库容量较大，加之下泄量较小，水体几乎处于静止状态，上游来水对库内水体置换缓慢导致浓度值偏高。根据上述情况，专家组利用略宁交界处断面前期监测数据，成功对该断面达标时间进行预测，如图5所示。铊浓度预测趋势线与标准限值线相交的时间点为该断面预计达标时间(即1月25日04：00)，后续监测结果显示，略宁交界处断面达标时间为1月24日22：00，该预测结果准确支撑了后续监测工作，达到了满意效果。

图5 略宁交界处断面铊浓度预测Fig.5 The prediction trend of thallium concentrationat the junction of Lueyang and Ningqiang

4 结论

该次环境应急监测工作是陕西省和相关市、县三级生态环境监测机构对《工作规程》各项要求的一次科学实践，是“13353”原则在生态环境应急监测工作中一次成功的贯彻与落实，充分证明了《工作规程》及“13353”原则在应急监测工作中的纲领性、科学性和指导性作用。《工作规程》从监测方案编制、样品采集、实验室设置、监测方法选择、结果报送、趋势预测及应急终止等方面对应急监测工作过程提出明确的建议和要求，解决了以往应急监测工作中采样运输时间较长、监测设备资源数量有限，不能满足应急监测(特别是应急监测初期)对监测数据时效性的要求等问题，整合了各方监测力量和资源，提高了应急监测体系的运行效率，保证了监测数据的准确性、合理性和及时性，为数据分析研判和污染团趋势预测提供了强大的技术保障，为应急指挥部的决策和及时处置提供了坚实的基础。