滨海新区突发水污染事故应急处置平台建设初探

门 娟，崔 静

(天津市滨海新区环境保护监测站 天津300456)

作为国家级战略新区和国家综合配套改革试验区，天津滨海新区依托优越的区位资源优势和开发开放政策，实现了经济高速发展，2016年更是成为了国内首个 GDP过万亿元的国家级新区。经济体量与入驻企业增加的同时，也给天津滨海新区的区域环境带来了风险，工业化进程中突发性水污染事故环境风险日益加重。突发水环境污染事故具有突发性、严重性、广泛性以及长期影响性等特点，会给社会、经济造成巨大损失，影响人民健康和安全，因此建立突发水污染事故应急处置平台具有十分重要的现实意义，也是各级政府及环保部门环境安全事故能力建设的重要一环。

目前，天津滨海新区地表河流污染较为严重，河流水质主要以Ⅴ类和劣Ⅴ类为主；且现有工业企业中化工企业比重偏大，冶金、海洋化工、石油化工产业作为滨海新区的支柱产业，同时也是环境风险事故发生的高危产业。尤其是 2015年“8·12”爆炸事故以来，人们见证了环境预警体系不完善对人类及自然环境造成的致命伤害，也是对薄弱的应急预警处置机制提出了严重警告。构建水环境污染事故应急防控管理体系，建立滨海新区环境监测应急处置平台，可全面提升环境监测预警能力和环境监管信息化水平，使各类污染源处于全天候监控状态下，可有效防范水环境污染事件的发生，对突发环境事件做到响应迅速、分析准确、指挥有力，将污染损失降至最低程度，最大限度保障滨海新区生态环境安全。

1 应急处置平台建立的必要性及基础

先进的突发水污染事故应急处置管理平台是为真实反映环境质量状况、准确说明污染源排放情况、及时响应环境突发事件、有效预警污染变化趋势、满足环境监管需要而建立的一套涵盖基础设施、技术装备、信息网络及人才保证等的综合体系。目前，我国对突发水污染事故的处置还建立在地区应急处置预案等文件指导和装备储备层面，鲜有通过数字化科技手段为依托建立的系统性指挥处置管理平台案例。为及时快速地掌握突发水环境事故及隐患源的第一手信息，利于环保等各部门准确制定决策，最大限度减少发生重大事故及重大损失的可能性，滨海新区已致力于利用自动在线监控设施通过大数据平台全面采集地表水环境及污染源水体监测数据来判断水体环境变化，并依托各类数据库支撑从而建立能够实现应急快速响应、应急指挥、模型案例拟合、优选处置决策、后续评估等一系列电子化管理的综合应急处置管理平台。

1.1 现有水环境自动监测系统建设情况

水环境自动监测系统能连续及时动态地监测目标水域的水质及其变化状况，它是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通信网络所组成的一个综合性在线自动监测体系，可同时进行多参数水质自动监测，达到及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况、预报重大或流域性水质污染事故、解决跨行政区域的水污染事故纠纷、监督总量控制制度落实情况和排放达标情况等目的，从而为管理决策服务。

目前，滨海新区河流断面水环境自动监测站刚刚验收运营，所选取的自动监测系统包括水样采集控制子系统、水质监测子系统、数据采集信息传输子系统、信息管理和预警预报子系统。每日有 15个河流断面的水自动站在持续传送水自动监测数据，监测项目包括 pH值、溶解氧、氨氮、总磷、高锰酸盐指数、生化需氧量、化学需氧量、浊度、电导率等。这些断面涵盖了滨海新区包括海河在内的所有主要河流。同时，滨海新区共有 67家废水污染源企业纳入污染源在线监控平台管理，其中国控废水企业 8家、市控废水企业 8家、区控废水企业 27家、国控污水处理厂13家、市控污水处理厂11家，监测项目包括COD和氨氮这两项敏感指标。污染源在线监测设备均可实时传递排污口污染物的各项指标变化情况，并有专人监视数据的异常情况。在具备数据采集、传输功能的同时，我们还应看到现有这些自动监测系统在数据管理、数据分析、综合评价、预测预警、决策支持等联动功能方面的不完备，还需利于GIS平台、遥感技术及水质模型对突发水污染事件形成动态模拟[1]，水环境污染源在线管理系统纳入应急处置平台尚需进一步完善。

1.2 数据库支撑

1.2.1 专家人才库资源

根据环保部《突发环境事件应急管理办法》(第34号令)，省级环境保护主管部门及具备条件的市县级环保主管部门应当设立环境应急专家库的要求，因此在构建天津滨海新区突发水环境应急处置平台时应建立专家数据库，负责协助处理突发环境事件，指导和制定应急处置方案，提供决策建议，并参与后续污染损坏评估和日常技术培训等工作。目前，滨海新区已具备环境应急专家人才资源，各类专业人才均来自于环保领域各单位的高级工程师、博士研究生等，他们均为从事多年环境应急预警、环境保护科研项目的资深环保专家。

1.2.2 应急装备库资源

应急装备资源是开展突发水污染事故应急处置必不可少的条件。根据新区工业主导行业特点和地区特点，应配置以下 3方面装备：①配置应急监测现场采样车。配备便携式多参数水质检测仪、便携式水流流量计、各类水采样设备(小型采样艇)、车载气象系统、各类采样(通讯、防护)仪器设备等，人员防护设备等应急监测仪器及保障设备，达到快速响应的能力。②配置应急监测流动实验室。配备便携式气质联用分析仪、发光细菌毒性检测仪、便携式多功能水质检测仪(含便携式紫外/可见分光光度计)、油份测定仪，达到在事故现场开展各类污染事件监测分析的能力。③配置应急监测指挥车。配备车载通讯设备、移动传输设备、定位/导航系统，达到在移动中了解污染事件监测进展、指挥开展应急监测的能力。

1.2.3 合理配置应急管理平台资源系统

整合滨海新区现有环境监测资源，构建由监测管理系统、监测网络系统、监测技术装备系统、监测技术标准系统、监测人才队伍系统、监测质量管理系统为基本要素的滨海新区区域环境监测预警体系，可以及时跟踪污染物排放的变化情况，准确预警和及时响应各类环境突发事件，满足环境管理的需要。建立水环境质量报告发布制度，及时发现可能发生的污染过程或环境安全隐患。

2 突发水污染事故应急预案及预警功能嵌入

于安详细介绍了南京化学工业园区突发水污染事件防范与应急处置体系建设的应急预案[2]，提出建设水污染应急体制、建立企业应急预案等制度，这些都是应急处置平台建设的基础。姜继平等梳理归纳了预警应急响应的基本流程，即以“应急溯源”和“风险预警”为主线辅以“应急监测”[3]，这些均是预警处置平台建设的理论框架，应急处置平台必须具备完善的预警处置技术。

滨海新区应急预警处置平台主要作用于应急监测准备、响应阶段，核心是采用数据库管理信息系统和地理信息系统相结合的方式，采用分散与集中相结合的方式对环境信息的基础数据进行平台式管理。准备期信息应包含以下内容：平时应急信息管理、基础数据库管理、污染源和危险源信息、关键基础设施信息、监测信息管理、应急资源管理、应急预案管理、应急能力评估管理、应急演练信息管理。响应期信息应包含：接出警信息管理、联合指挥协调管理、现场信息采集与交互、应急资源调度管理、应急辅助决策支持、应急信息发布等。

3 应急处置平台的响应机制及模型模拟技术

3.1 应急平台响应机制

在平台数据采集预警功能设计上，可借鉴王丽绒的水污染监测预警系统设计思路[2]，结合污染物漂移动力学和扩散规律挖掘，对突发污染源定位，自动生成水质变化应急处理的有效方案，且结合现代技术实现对突发性水污染的自动报警。

与此同时，还需整合现有污染源在线监测站点、地表水在线监测站点，建立水环境污染预警管理平台，接入区域风险源数据库、企业污染物排污数据库、环境标准及环境风险阈值数据库等，使平台具有水风险预警动态分析、分级预警及区域综合预警等功能。水污染事故响应机制如图1所示。

图1 水污染事故应急响应机制Fig.1 Emergency responding mechanism of water pollution accidents

3.2 开发适用于应急处置及预警的模型模拟技术

3.2.1 开发突发水污染事故应急预警模型

突发性水污染事故发生时，可根据污染情况(是否直接进入直排海河流)、受影响人口、影响范围、受影响水体大小、经济损失、水环境质量退化程度等来设定预警指标及警情分级[4]。运用系统动力学预警方法对水污染事故的严重程度进行定量分析[5-6]，基于地理信息系统和各类数据库构建突发性水污染事故应急预警整体框架。该预警模型可为事故发生时判断污染物的类型、浓度及污染物的扩散模型和衰减模型，通过对污染情况的模拟预测出污染范围及污染程度，并结合危险品的性质，给出适合的处置方案。

3.2.2 开发应急处置技术方案动态生成模型及决策支持系统

突发性水污染应急响应过程最为关键的需求是“应急处置”，决策者需要快速准确地选择适宜的应急处置技术，制定应急处置技术方案。在事前应急预案编制过程中只能依据典型污染事故和设定提出应急处置工程实施操作路线。刘仁涛[7]等提出“相似历史案例筛选——应急处置技术筛选——应急处置材料设备筛选”的三步筛选模式及决策模型，形成了智能化应急处置预案。

3.2.3 开发污染物扩散迁移过程可视化动态模型

李文君[8]等基于可视化技术，研究水质模型与3S集成环境的融合方法与途径，以松花江为例构建了松花江突发水污染可视化模拟系统，模拟了污染物的扩散和迁移过程，通过三角网的构建和水质数据的拟合，实现了水质模型计算机数据的动态可视化展现，具有十分重要的借鉴价值。

4 结 论

由于滨海新区暂未建立系统的突发水污染事故应急预警管理体系，本研究探索在构建滨海新区预警中心体系建设、水环境自动监控系统建设及水污染应急设施建设的基础上，合理配置应急处置平台的系统资源，编制突发水环境污染应急预案，建立准确、快速、高效的应急联动响应机制，通过可视化模拟手段模拟污染物迁移转化过程，优选应急处置技术，构建滨海新区水环境应急管理处置示范平台。

［1］ 李维乾，解建仓，李建勋，等. 突发水污染事件中遥感瓦片大数据存储系统[J]. 计算机系统应用，2006(2)：31-37.

［2］ 王丽绒. 突发水污染监测预警系统设计初探[J]. 能源与节能，2017(4)：102-103.

［3］ 于安. 突发水环境污染事件防范与应急处置体系建设——以南京化学工业园区为例[J]. 环境监测管理与技术，2012，24(6)：6-10.

［4］ 姜继平，王鹏，刘杰，等. 突发水污染预警应急响应研究与实践的方法辨析[J]. 环境科学学报，2017(9)：1-14.

［5］ 吕连宏，罗宏，路超君. 突发性水污染事故预警指标体系实证研究[J]. 中国安全科学学报，2010，20(4)：148-154.

［6］ 顾立忠，宫鹏杰，李虎成，等. 北江流域水污染预警体系研究初探[J]. 中国水运，2016，16(12)：155-157.

［7］ 刘仁涛，姜继平，史斌，等. 突发水污染应急处置技术方案动态生成模型及决策支持软件系统[J]，环境科学学报，2017(2)：763-770.

［8］ 李文君，黄强，杨明祥. 松花江突发水污染可视化模拟系统研究与实现[J]，计算机工程与应用，2012(9)：211-214.