突发环境事件中地表水污染应急监测探讨

王维平

（四川省雅安市汉源生态环境监测站，四川 雅安 625300）

引 言

1 突发环境事件的定义与影响

1.1 突发环境事件的概述和分类

突发环境事件是指可能对环境造成严重破坏的突发性事件。这类事件包括但不限于：自然灾害（如洪水、地震、干旱等）、人为事故（如工业污染泄漏、城市污水溢流等）、以及环境恶化（如生物入侵、酸雨等）等类型。

每种类型的突发环境事件都有其特定的环境影响特征。例如，自然灾害常常对大面积的地区造成影响，造成的环境破坏往往难以预计并需要较长时间进行恢复。而人为事故常常局限于特定区域，但由于可能涉及到重金属、有毒化学品等污染物的排放，其对环境的影响往往较为深远。而环境恶化则可能导致生态系统平衡的破坏，对于生态环境的影响长期而言可能是最为严重的[1]。由于突发环境事件的多样性，因此其防范和应对需要具有针对性，这在一定程度上决定了环境应急监测的难度和复杂性。

1.2 突发环境事件对地表水的影响

突发环境事件对地表水的影响主要表现在两个方面，一是改变了地表水的量，二是改变了地表水的质。在数量上，例如洪水事件会导致地表水量瞬间大增，可能引发水库溃堤、河流溢流等问题；而干旱事件则可能导致河流、湖泊等地表水源的水量急剧减少，影响到人类的生活用水和农业灌溉。这种量的变化往往需要通过应急监测来及时发现并做出响应。在质量方面，许多突发环境事件会导致有毒或有害物质进入地表水。例如，工业污染泄漏事件可能导致重金属、有毒化学品等进入河流、湖泊，严重影响了水质。对于这类问题，应急监测不仅要发现问题的存在，更需要对问题的性质、规模进行准确评估，以便采取相应的应对措施。

2 地表水污染的来源与危害

2.1 地表水污染的主要来源

地表水污染的来源广泛且多元化，主要包括农业活动、工业活动和城市生活三大部分。农业活动是地表水污染的主要来源之一，这主要在于过度的农业化肥和农药的使用。化肥和农药中的氮、磷等营养物质以及农药中的有毒有害物质通过土壤径流，浸蚀和地下水渗透等方式进入地表水体，引发了水体富营养化等一系列环境问题。此外，畜禽养殖业也是重要的污染源，畜禽排泄物中含有大量的有机物、氮磷等营养物质以及病原微生物等污染物，如果处理不当，就会对地表水产生重大污染[2]。

工业活动则通过废水排放，向地表水排放各类有害物质，如重金属、有机污染物、放射性物质等。这些有害物质在水体中的持久存在和生物累积，对人类健康和生态安全构成长期威胁。而且，一些工业废水处理技术还存在处理效率低、处理成本高、处理后的污泥处置困难等问题，进一步增加了工业活动对地表水的污染风险。城市生活污水也是地表水污染的重要来源。随着城市化进程的加快，生活污水的排放量大幅度增加，如果城市排水设施不健全或处理不当，生活垃圾、排泄物等污染物质将直接排入地表水体，对水质产生严重影响。尤其雨季，城市雨水污染问题更加突出，因为雨水将城市地面的各种污染物冲刷入地表水体，使得水质恶化。因此，构建合理的城市排水体系，加强生活污水处理，是防治地表水污染的关键。

2.2 污染物在地表水中的情况

污染物在地表水中的情况受多种因素影响，包括水体的流速、流向、温度、pH值、溶解氧含量、以及与底泥、水生生物等的相互作用等。这些因素决定了污染物在水体中的运移和转化过程，进而影响其对水环境和生态系统的危害程度。

水体的流速和流向直接影响污染物的扩散和迁移过程。流速快的水体，污染物扩散速度快，污染范围广；反之，流速慢的水体，污染物在水体中的停留时间长，容易引发局部的水质问题。流向决定了污染物的迁移方向，从而影响了污染的空间分布。温度和pH值影响污染物的化学反应和物理吸附过程，进而影响其在水体中的稳定性和生物有效性。

某些重金属在酸性环境下易于形成可溶性物种，容易被生物吸收，对生态系统产生危害；而在碱性环境下，则易于形成沉淀，降低其生物有效性。溶解氧含量对于污染物的氧化还原反应以及有机物的生物降解过程有着重要影响[3]。

对于航标灯来说，它的开关一般是由日光阀来控制，通过日光阀的感光装置对周围环境的感应来进行的，日光阀根据每天早上和晚上的光照强度自动开灯、关灯。日光阀是比较脆弱的灯器原件，故障原因也比较多，但对电池的消耗和灯器的使用寿命也是有很大的影响，合理的开关灯，可以使能源的消耗达到合理的水平。

低溶解氧环境下，某些有害物质如重金属和有机污染物的毒性会增加；而对于有机污染物，溶解氧的存在有利于其生物降解，降低水体的有机物浓度。与底泥、水生生物的相互作用则决定了污染物在水生态系统中的积累和转化过程。例如，污染物通过吸附、络合等方式在底泥中富集，形成了污染的“库”，在一定条件下可能再次释放入水体，延长了污染物在水体中的存在时间；而水生生物通过摄食、呼吸等方式，将污染物从水体中摄入体内，并进一步通过食物链传递，影响整个生态系统。

2.3 地表水污染对环境和生态的影响

地表水污染对环境和生态系统产生严重的影响。首先，污染的地表水可能直接威胁到人类的饮用水安全，给公众健康带来危害。例如，水体中的病原微生物可能引发各种水源性疾病，如霍乱、伤寒等；有害物质如重金属、有机污染物等长期摄入可能引发各种慢性疾病，如肝病、肾病、神经系统疾病等。其次，地表水污染会破坏水生生态系统的稳定性，影响生物多样性，导致某些敏感物种的减少或消失，甚至引发赤潮等生态灾害。例如，水体富营养化可能导致蓝藻等有害藻类的大量繁殖，消耗大量溶解氧，破坏水体的氧气平衡，导致鱼类等动物死亡；有害物质的生物累积可能影响生物的生长、繁殖等生理过程，破坏生物种群的正常结构，影响生态系统的稳定性。

此外，地表水污染还可能影响土壤质量，对农业生产产生负面影响。例如，重金属等有害物质可能通过灌溉进入农田，积累在土壤和作物中，进一步影响食品安全。长期以来，灌溉用水的水质问题一直是农业生产中的重要问题，地表水污染无疑加大了这个问题的严重性。因此，防治地表水污染，保护水环境和生态安全，是当前面临的重大环境问题。

3 应急监测技术和方法

3.1 常用的应急监测技术

针对地表水污染的应急监测，目前常用的技术主要包括传统的采样分析技术、在线监测技术以及遥感监测技术。

传统的采样分析技术是一种基于实验室分析的监测方式，这包括了原位采样、样品预处理、实验室分析三个步骤。这种技术可以针对性地分析各种有机物、无机物、微生物等多种污染物，获得详细且精确的监测结果[4]。然而，这种方法的反应时间较长，难以满足突发事件中对监测结果的及时需求。在线监测技术是一种较快的监测方式，它可以提供实时或者近实时的监测数据，满足了突发事件中对于监测结果的即时性需求。

常用的在线监测设备包括PH、溶解氧、浊度、电导率、氨氮等多参数水质在线监测仪，以及多种污染物专项在线监测设备。然而，这种方法的监测项目相对有限，且设备维护成本较高。

遥感监测技术则是基于航空或者卫星遥感的地表水污染监测方法，这种方法可以提供大范围、连续的监测信息，对于大面积污染事件的监测具有重要价值。常用的遥感技术包括光学遥感、雷达遥感、热红外遥感等，它们可以监测水色、叶绿素a浓度、水温等多个指标，间接推断水体污染情况。然而，遥感监测技术需要较复杂的数据处理和解译过程，且对气象条件有较高要求。

3.2 新型应急监测技术的研发和应用

近年来，随着技术的不断进步，一些新型应急监测技术也正在研发和应用中，如生物传感技术、微纳米传感技术等。生物传感技术是一种基于生物识别元件（如酶、抗体、DNA、细胞等）的监测技术，这种技术对于特定污染物具有高度的选择性和敏感性，且设备体积小，易于现场应用。例如，基于微生物的生物传感器可以实时监测水体中的有机污染物，为污染物的快速定位和风险评估提供了有力工具。微纳米传感技术是基于纳米材料和微制造技术的新型监测方法，这种方法可以实现对污染物的高灵敏、高选择性和快速响应的监测，且具有大批量生产的潜力。例如，基于金纳米粒子的光谱传感器，可以实现对重金属等有害物质的实时、在线监测。

3.3 应急监测准确性和及时性的重要意义

在突发环境事件中，应急监测的准确性和及时性对于事件的有效处置具有关键性的影响。准确的监测结果可以准确地判断事件的污染程度和风险等级，为污染的定位、风险评估和应急响应提供可靠的依据[5]。

误差太大的监测结果可能会导致错误的决策，从而加大环境和生态的损害，甚至危及公众的生命安全。及时的监测结果则可以提供实时的污染信息，帮助决策者做出快速的响应，控制污染的扩散和蔓延，降低污染的环境影响。延迟的监测结果可能导致错失最佳的应急响应时间，使得污染事件的处理变得更加困难。因此，提高应急监测的准确性和及时性是当前应急监测研究的重要目标，需要从监测技术、方法、设备、标准、管理等多方面进行努力。

4 污染控制及其未来研究方向

4.1 地表水污染控制策略和方法

控制地表水污染是环境保护的重要任务之一，目前已有多种污染控制策略和方法得到了广泛应用。首先，预防控制是最重要的策略，包括严格的环境立法、高标准的排污许可制度、污染源规划等。通过预防控制，可以有效地减少污染物排放，从源头上防止地表水污染的发生。其次，工程技术控制也是一种重要的控制方式。包括污水处理工程、水体修复工程、污染物截留和阻隔工程等。例如，建设高效的污水处理厂可以将排入水体的污染物大大降低；实施生态修复工程，可以提高水体的自净能力，促进污染物的降解[6]。最后，应急响应和事后治理也是必不可少的控制方法。这包括对突发污染事件的快速响应、污染物的迅速清理，以及对受污染水体的长期修复等。例如，实施快速的油污清理，可以大大减少油污对水体和生态系统的影响；实施湖泊或者河流的生态修复，可以恢复其生态功能，减轻污染的长期影响。

4.2 地表水污染应急监测的未来趋势和研究方向

随着科技的不断进步，地表水污染应急监测的未来趋势和研究方向主要表现为智能化、网络化、微型化和多参数化。智能化监测技术，包括人工智能、大数据等技术的应用，可以自动识别和预测污染事件，提高监测的效率和准确性。例如，使用机器学习算法，可以根据历史数据自动识别污染事件的特征和规律，预测可能的污染趋势。

网络化监测系统，包括物联网、5G等技术的应用，可以实现各监测设备的联网和协同，形成覆盖广泛的监测网络，实现实时、全面的监测。例如，通过物联网技术，可以实现各在线监测设备的数据实时上传和共享，提高数据的使用效率。

微型化监测设备，包括微电子、微流控等技术的应用，可以制造出体积小、重量轻的监测设备，适应各种复杂和恶劣的监测环境。例如，微纳米传感器，可以实现现场快速、高灵敏的监测。

5 结语

突发环境事件会对地表水质造成严重影响，这就要求我们采取有效的措施应对这些挑战。我们应识别并理解地表水污染的主要来源，深入研究污染物在水环境中的行为及其对环境和生态的影响。要实现有效的污染控制，我们需要利用常规和新型的应急监测技术，注重监测的准确性和及时性，以便我们能够迅速响应并控制污染事件。在这个基础上，我们必须制定和实施污染控制策略，包括预防控制、工程技术控制和应急响应等。未来的研究应继续关注新型应急监测技术方面，智能化、网络化、微型化和多参数化将成为主要趋势，这将有助于我们更好地保护地表水环境，保障人类的健康和生态系统的稳定。