监测数据在环境应急事件污染源追溯中的应用

黄尚辉

（湖南省益阳生态环境监测中心，湖南 益阳 413000）

1 污染物监测及数据统计

1.1 污染物的监测

1.1.1 环境污染物监测

（1）水质监测

水质监测指为掌握水环境质量和水系中污染物动态变化，对水中各种特征指标取样测定，并记录或发出讯号的程序过程。

（2）水污染事故

水污染事故指污染物排污水体，给工业、农业生产、人们生活及环境带来的经济危害事件。

（3）瞬时水样

瞬时水样指从水中不断地随机采集的单一样品。一般在一定的时间和地点随机采取。

（4）混合水样

混合水样包括等比例混合水样、等时混合水样。前者指在某一段时间内，在同一采样点所依照流量大小按比例采集的混合水样。后者指在某一段时间内，在同一采样点按等时间间隔所采集的等体积水样的混合水样[1]。

（5）自动采样

自动采样是通过仪器设备按照预先编订的程序自动连续或间歇式采集水样的过程。

（6）排污总量

排污总量指一段时间内从排污口排出的某种污染物的重量。它是该段时间内污水总排放量与污染物平均浓度的乘积，瞬时污染物浓度的时间积分值或排污系数统计值。

（7）水样采集

①试验采集操作

试验采样时不可搅动水底的沉积物。测定溶解氧、生化需氧量、有机污染物等项目时，水样需注满容器，上部不留空间，且有水封口。水样汇总含有沉降性固体，如泥沙等，应先将其分离除去，再采样。分离时将所采水样摇匀后导入筒型玻璃容器，静置不少于30分钟，再将不溶解性固体包括悬浮物的水样移入盛装水样的容器。

②水样采集注意事项

油类采样时需要先破坏油膜，再行采样。需要单独采样的，采样瓶不能用采集水冲洗。油类、BOD5、DO、余氯、硫化物、悬浮物、放射性物质、粪大肠杆菌等项目需要单独采样。现场测定水文，温度计应在测点放置5～7分钟，待测得的水温稳定时再读数。

③水样采样的质量保证

水体采样时，除细菌总数、大肠杆菌、油类、溶解物、有机物、余氯等有特殊性要求的监测项目外，一般都要先用采样水荡洗采样器与水样容器2～3次，再将水样采集到容器中[2]。

1.1.2 监测数据的特点

监测数据应具有代表性、准确性、精密性、可比性、完整性的特点。代表性要求水样采集的时间和地点应具有代表性，要能够反映出环境总体的真实状况和污染物的真实存在状态。准确性要求的定值与真实值符合规定的要求。检测数据的准确性一般受试样现场固定、保存、运输及实验室等各环节因素的影响。

1.1.3 污染物加标回收

加标物回收应和样品中所含物质测量的精密度控制在相同的范围。在任何情况下，加标物含量均不得大于待测物含量的3倍。加标后的测定值不应超出方法上线的90%。但监测样品中待测物含量高于校准曲线中间浓度时，加标物应控制在待测物浓度的50%。

1.2 数据统计

水样监测数据采用国家标准分析方法、统一分析方法或行业标准方法进行统计分析。要求监测数据检出限、精确度、精密度均应达到国家标准。监测有效数据根据计量器具精密度、准确度而定。监测数据本身应考虑到读数误差。有效位数应记录到最小分度值，最多保留一位不确定数字。如天平的最小分度值为0.1 mg，称量时有效数字记录到小数点后4位，有效数字为5位，取小数点后四位。最小分度最后一位保留一位不确定数字。监测数据的绝对偏差、相对偏差参考表1。一般定量分析中，监测数据保留4位有效数字。中控分析中，监测数据保留2～3位有效数字。

表1 监测数据允许偏差参考表

2 监测数据在污染源追溯中的应用

2.1 一般资料

2.1.1 测量仪器

（1）湖南力合LFTZ－DW2005重金属自动监测在线分析仪。

（2）澳大利亚MTIPDV6000型便携式重金属测定仪。

（3）水质、石墨炉、原子吸收分光光度计。

2.1.2 监测数据异常情况

自动监测系统显示水体中镉浓度超标，对镉浓度超标情况进行污染物溯源调查。

2.1.3 采样及现场检测

采样及现场检测执行HJ/T91－2002《地表水和污水监测技术规范》中关于瞬时水样采样及测定要求，以及《水和废水监测分析方法》中的相关方法。

2.1.4 测量步骤

第一步，自动监测系统发现水体异常；第二步，检测人员到现场立即对水体进行初步测量和判断；第三步，采集样本带回实验室分析。

2.2 监测数据在污染事件污染源追溯中的应用

2.2.1 发现异常，立即取证

2020年2月5日，长沙市榔梨地表水水质自动监测系统显示监测数据异常，湘江一级支流浏阳河榔梨断面镉浓度为0.015 mg/L，超标2倍。检测人员立即到现场做初步测量，确定镉浓度异常。然后采样样本带回实验室分析，同时将镉浓度异常情况上报长沙市环保局及湖南省环境监测中心站。

2.2.2 迅速布点，判定范围

以浏阳河源头黄花洞数据作为对照断面，在浏阳河主干道至湘江干流口每间隔20千米设置一个检测断面追踪污染物断面。同时对浏阳三水厂、榔梨水厂取水口、望城水厂取水口进行第一次采样。采样点位布置在河流中泓线处。第一次应急监测采样地点分别设置在黄花洞、中岳、官渡、坪岸、三水厂、韩家港、高家洲、龙溪洲、八角亭、鸡首洲、金牌岭、渡头、磨盘滩、榔梨、黑石渡，采样点镉浓度依次为0.000 05、0.000 06、0.000 05、0.000 05、0.000 06、0.000 07、0.000 08、0.000 07、0.059 2、0.047 5、0.028 8、0.017 4、0.014 3、0.015、0.000 19 mg/L。监测数据显示浏阳河黄花洞至龙溪洲断面镉浓度均未超标，八角亭及下游断面镉超标1.9倍～10.8倍。根据对浏阳河沿河段监测数据，初步确定污染源范围位于八角亭下游沿岸或其下游的浏阳河一级支流（如下图1）。

图1 浏阳河沿河镉浓度变化趋势

2.2.3 加强监测，寻找污染源

根据第一次采样监测的结果，将监测范围向八角亭下游移动约5千米，沿河每间隔1千米设置一个采样点。同时，将榔梨及望城水厂取水口的监测频次设定为2。监测数据显示八角亭下游约5千米的位置镉浓度超标情况最严重。从八角亭向下约5千米范围内镉浓度超标结果依次为：0.063 5、0.066 8、0.048 8、0.026 7、0.024 3、0.025 0 mg/L。平均镉浓度超标11.7～12.4倍。其中八角亭下游约1 000米范围内镉浓度超标情况最严重。通过紧急排查，确定镉浓度超标的污染源来自八角亭附近的非法排污企业××炼铟厂，并在2020年2月5日23时左右立即对该厂关停处理。考虑到八角亭下游的2级支流汇入可能对浏阳河造成污染，分别在下游的跃龙河、镇头河设置采样点进行水样数据监测。在原有的监测点位及监测频次的基础上，分别对八角亭污染源5公里范围内的跃龙河、镇头河段进行污染源检测，指导确定污染源。

2.2.4 发现异常，重点排查

2020年2月6日自动在线监测系统的监测数据显示，炼铟厂排口下游1 000米处镉浓度超标由原来的12倍下降到0.76倍，监测数据从下游20米、300米、1 000米、2 000米、3 000米、4 000米、5 000米分别为0.007 8、0.006 5、0.008 8、0.006 8、0.004、0.005 5、0.016 mg/L（如图2所示）。而排口下游5 000米镇头大桥处镉、砷浓度下降并不明显。怀疑八角亭下游5 000米范围内可能有企业违规开厂生产的情况。

图2 炼铟厂关停后八角亭下游段监测数据统计图

2.2.5 针对重复异常的排查

自动在线系统监测数据显示，从2月6日12：00、14：00、16：00、18：00、20：00浏阳河八角亭下游3 000米的监测数据依次为0.006 8、0.003 8、0.007、0.006 5、0.006 mg/L，八角亭下游5 000米的监测数据依次为0.018、0.065、0.058、0.063、0.06 mg/L，镇头河的监测数据依次为0.01、0.077、0.069 1、0.07、0.061 mg/L，跃龙河的监测数据依次为0.001 5、0.002 4、0.001 6、0.001 9、0.002 mg/L（如图3所示）。2020年2月6日14：00－20：00再次对炼铟厂排口下游5 000米范围内水体进行监测，发现镉、砷浓度突然飙升。浏阳河支流镇头河段镉、砷浓度也显示异常。八角亭5 000 m范围内镇头河段镉监测数据显示镉浓度超标14.4倍。跃龙河支流监测数据显示未见镉、砷浓度异常情况。此时将污染源范围锁定在镇头河段沿线。根据监测数据及现场蹲守水样监测情况，监察部门对镇头河段浓度严重超标范围内的工厂进行严密检查，确定镇头河段某化工厂成为镇头河镉、砷污染源，当即关停该厂。

图3 2020年2月6日14:00-20:00镇头河、跃龙河段监测数据统计图

2.2.6 继续监测，观察水环境污染恢复情况

自动在线监测系统监测数据显示，自2020年2月7日8：00时起，镇头河段、八角亭5千米范围内水体中镉浓度、砷浓度均趋于稳定，下游榔梨水厂原水镉、砷浓度超标问题解除，水体质量达标。

3 讨论

水环境污染源追溯是在水质动态化自动在线监测状态下发现水质异常情况后启动的应急预案。在应急事件污染源追溯过程中，确定污染范围，根据监测数据结果设定监测点，并通过监测点的数据统计分析，逐渐缩小污染源范围，对污染源范围内的重点排污企业进行严密排查，从而确定污染源。通过对污染源的锁定，直接关停导致水质污染的工厂，从源头控制水体污染问题，防止污染进一步扩散和恶化，对河流及沿岸生物以及人们的身体健康造成伤害。通过本文研究可以看出，监测数据在环境应急事件污染源追溯中的应用为确定水体断面污染范围及锁定污染源提供了判定依据。监测数据之所以能够成为污染源追溯的证明，是因为它能够提供一定时间段内一些具有代表性的污染情况的准确的、精密的、可对比的、真实的、完整的数据资料，并作为证据证明污染源排放厂的违规生产情况。基于在线监测数据的实时性、动态性，所提供的监测数据可作为污染物溯源管理的一手资料，体现了数据监测在环境应急事件污染源追溯应用中的高效性、及时性、真实性，因此有效的保证了污染源追溯管理的质量。

4 结语

综上所述，监测数据在环境应急事件污染源追溯中的应用已经实现了自动化监测、大数据化分析管理。根据监测数据实施环境应急事件污染物的检测工作，以及污染源的排查锁定，有效地补充了环境监测时检验管理的不足，提高了环境应急事件污染问题管理的整体质量和工作效率。