自2005年发生松花江水污染事件以来,应对突发性水源水质污染、保证饮用水水质安全问题引起了全社会的高度关注,许多城市广泛开展了供水系统应对突发性水污染事件的能力建设及相关的科学研究。这些研究与应用是一项新的工作,也产生了一些值得思考的问题。为此,笔者曾先后撰文进行讨论(“城市给水厂应对突发性水源水质污染技术措施的思考”,给水排水,2006,32(7),7~9;“城市供水应对突发性水质污染若干技术问题的思考”,给水排水,2009,32(8),1~3)。诚然,作为一项新兴的供水技术问题,在实施中还要不断研究改进,以期更加适应实际的需求。因此,本文亦将就这一主题再次补充讨论。在前述文章中已经述及的内容与观点,此处不再赘述。
1 区分水源持续性水质污染与突发性水质污染两类问题
在我国,水源水质污染是一个广泛存在的现象,给饮用水水质安全带来严重威胁,为此开展了大量的相关研究,国家及各级政府也投入大量的人力、财力来进行污染治理。需要注意的是水源水质污染按照污染的发生情况,应该分为持续性污染和突发性污染。
持续性水质污染是指污染源及污染状况在一定时期内持续存在,污染问题不会短期内消除的水污染情况。面对持续性水源水质污染,用水城市要考虑长期应对水污染以保证安全供水的问题,除了尽快消除污染源和进行污染治理外,还包括重新选择饮用水水源或取水点位置、水厂建立永久性除污染单元与工艺设施等。规律性或周期性发生的水源水质污染应该归入持续性污染的范畴。
突发性水质污染是指由于某种自然或人为因素而意外发生的水质污染情况,发生具有非预期不确定性,即发生时间不可预见、污染物不确定、污染强度不确定。尽管从全国范围来看饮用水水源地突发性水质污染事件频发,但是对于一个特定的水源或水厂,发生突发性水质污染还是一种潜在的、意外的事件,否则就应归入持续性污染的范畴考虑了。因此突发性水源水质污染属于小概率事件,往往具有持续时间短、污染物浓度高的特点。针对潜在的突发性水源水质污染的可能,水厂要做好应急预案,从潜在污染源及风险识别、监测预警、应急处理能力等方面建立应急技术体系。
两类水源水质污染不仅在污染特征上有明显差别,采取的技术措施更是有很大差异,二者不应混淆,否则会导致决策失误造成损失浪费。针对持续性水污染,多年来开展了大量的研究,形成了多种单元技术与工艺,积累了丰富的除污染实践经验。针对突发性水污染,一般污染物本身并非新兴或缺乏相应研究,也并非一定要开发新的技术与工艺才能去除,而是要根据突发性水污染的不确定性、小概率等特点,以筛选适用的应对技术为主。出于技术经济等原因,有的技术在正常水处理生产中难以采用,在应对突发性污染时可能会成为有效可行的方法;在正常情况下的很多适用技术在应对突发性污染时又会显得能力不足,难以胜任。按照应对持续性污染的方式来建立水处理设施储备应对突发性污染,会造成设施的长期闲置浪费,还可能在需要应急时不能发挥作用。如生物预处理方法在很多情况下对去除水中氨氮及有机物污染有效,在解决持续性水质污染问题时可行,但是生物技术设施启动慢,如果储备来用于应急是不可行的;反之,一些适合于应急使用的技术,如果作为去除持续性水污染的办法长期使用,也会产生问题,如粉末活性炭对很多污染物的吸附作用强,在一些水污染应急处理实践中收到良好效果,但是如果大投量长期使用不仅费用高,而且会给后续处理单元的运行带来困难。
2 针对突发性水源水质污染的应急预案与应急设施建设问题
针对突发性水源水质污染的应急预案,是做好应急准备与完成应急过程的基本指南。应急预案的核心是技术预案。应急预案的文本框架可以是通用的,应急预案的内容一定是个性化的。
应急预案应建立在风险源调查与风险分析基础上,对不同的事件进行分类指导。没有潜在污染源的调查与风险分析,建立应急预案、建立应急设施就无从下手。应急预案还应涵盖应急过程的基本环节,包括监测预警与污染物快速识别、应急措施、事后评估等。
根据应急预案建立相应的应急指挥机构,对应急过程加强组织领导是必要的,但是应急过程的关键是“急”,过于庞杂的指挥系统和程序在战时难以有效指挥。应急指挥系统和应急组织程序一定要简练,这样才有可能对突发性污染事件做到“从容应对”,实现应急工作常态化。
可能用于应急的技术与设施不是唯一的,结合特定水厂与特定风险源情况选择应急技术与设施是一个优化问题。将已知的各种技术与设施简单堆砌不仅经济上浪费,技术上也未必能收到预期效果。
针对突发性水源水质污染,水厂应急处理设施储备不宜采用投资大或启动缓慢的工程设施,如建立备用生物预处理设施或仅仅为了应急而选用臭氧发生器一类的大型设备是不可取的。水处理系统投资较大,一般情况下为了应对小概率的潜在污染而建设投资大的储备性设施是不必要的,也不一定符合应急处理的需要。应急设施储备应该是以各种药剂投加设备为主,投资小、启动快,与水厂原有处理设施配套共同承担应急处理任务。这种模式已在近年的多次污染应急实践中得到验证。
各种应急设施应有具体的操作指南,告诉操作者何时用、怎么用。平日也要重视应急培训与应急演练。这是应急软件条件建设,不可忽视。
应急处理设施与相关系统要尽量做到平战结合,减少闲置,做到平时有用,战时好用。这是避免浪费的措施,也是保证应急设施状态良好的手段。如增加投药设备的冗余备用,几套投药系统循环使用是可取的办法;再如应急决策指挥系统应该是水厂生产指挥系统的一部分,而不是独立的仅在应急时启用的系统;水质监测与预警系统也应该将日常水质监测与应急响应相结合。
还应指出,应对突发性水源水质污染不仅是水厂运行的问题,应急意识与应急预案工作要从水厂设计开始。设计水厂时不能仅考虑常规的水源水质情况,还要考虑可能发生的突发性水源水质污染的情况,将应急设施与应急方案纳入水厂工艺设计范畴,相应的设计规范应对此有专门的规定。
3 应急处理的副产物、副作用问题
一旦发生水源水质突发性污染事件,开展应急处理时可能形成附加污染风险,产生应急处理副产物、副作用,对此也要事前有充分估计与准备,避免在解决水源水质污染问题的同时造成新的污染,影响生态环境安全。如应急处理可能投加的粉末活性炭,其上会附着大量有毒有害的突发性污染物,在水处理过程中进入排泥水和反冲洗水中富集,这些排泥水和反冲洗水如果不能被妥善处理就会产生新的环境污染。针对突发性生物污染,应急处理时可能投加较大量的氯胺,在解决生物污染的同时会产生含氮消毒副产物,威胁饮用水水质安全。针对突发性藻类污染,应急处理时可能投加大量的硫酸铜,铜离子如果超量也会产生水质安全风险。针对挥发性污染物,吹脱工艺是有效的,但是应避免挥发性污染物简单地转移到气相而对大气环境造成污染。在应对河湖水质突发性污染中,有向水体中投加大量混凝剂的实践,据说有效地控制了污染物的扩散,保护了下游水质及饮用水水源地的安全。但是这些集聚在某一局部水体中的混杂了大量有毒有害污染物的混合物,如果不能被及时清理或处置,将可能对相应水体造成生态风险,其中的高浓度污染物质或pH值异常可能影响生物生长,沉积态污染物质向水中的缓释更会造成长期的生态问题。
因此,在制订应急预案或选择应急处理技术时,应该将应急处理副产物和副作用问题一并考虑,采取相应的措施。
4 应急处理的成本问题
在解决持续性水质污染问题时,往往都比较重视水处理的成本核算,这是选择处理技术时需考虑的因素之一。但是在应对突发性水质污染问题时,往往会忽略成本问题,甚至会提出“不惜代价”、“不计成本”的口号。事实上,采取任何措施都是有成本的,不计成本也是不可能的。一般来说,水源水质突发性污染给饮用水水质安全带来的风险是成本巨大的。与之相比,发生突发性水污染事件时所采取的应急供水措施的投入可能远低于潜在的社会损失,是值得的。因此这种所谓“不计成本”正是计算成本的结果,产出大于投入是社会经济活动永恒追求的结果。
在应急供水时,“不计成本”是一种无奈。由于缺乏准备,才不得不“不计成本”以挽回更大的损失。制订应急预案、建设应急设施、提升应急能力,就是要避免应急时出现“不计成本”的问题
正是基于同样的理念,在考虑应急技术预案与建立应急设施时,也要充分重视成本问题。与实施应急过程不同,进行应急技术和设施储备是在一种平稳的状态下实施的应急能力建设,可以从技术经济各方面充分论证分析,选择最佳的技术方案,因此不能简单地提倡“不计成本”,而是要争取以最低的成本保障应急的需要,使潜在的损失最小化。为了满足应急能力建设的需要,不惜代价,将各种水处理单元简单堆砌、功能重复,是不可取的,不具推广价值。简单的堆砌不是技术进步的表现,不符合科学发展观的要求,更不值得夸耀。建立工艺优化的观念,依靠科学技术,采用先进工艺,以合理的成本保证水质安全,才是应有的追求。现代水处理技术与工艺完全有条件实现这一目标,这也是水处理专业技术人员展现水平与能力的机会。也正是在应急能力建设时,依靠科学技术,从技术经济综合分析出发,选择最佳的方案,做好充分的准备,才能在一旦发生突发性水污染事件时能以最低的代价实现应急供水、保障水质安全。
上述是净水厂在进行应急能力建设时会遇到的4个基本问题。这4个问题的正确解决,关系到应急能力建设的成效,应该引起充分的关注。
【兰州自来水超标事件最新进展】据《中国经营报》记者从甘肃省相关部门获悉,兰州市官方已于4月11日晚间正式确认黄河疑似被大量工业苯污染,由此导致兰州市威立雅水务集团公司出厂水及自流沟水样中苯含量严重超标。据检测数据显示,4月10日17时出厂水苯含量高达118微克/升,22时自流沟(自来水一分厂与二分厂之间中间段)苯含量为170微克/升,11日凌晨2时检测值为200微克/升,均远超出国家限值的10微克/升的标准多达20倍。苯是一种无色透明的液体,有毒,对神经系统、造血系统有损害,是一种致癌物,长期接触苯可引起白血病等病症。目前兰州市西固区已停水,兰州市主城区各大超市发现,市民争相抢购矿泉水。兰州市政府11日下午做出回应称在未来24小时自来水不宜饮用,其他生活用水不受影响。
【编后语】在中国由于化工企业导致的苯超标事件已经不是首次发生。2005年11月13日中国石油吉林石化公司(下称“吉化公司”)爆炸事故,随后在对松花江的水质监测时发现苯类污染物流入松花江造成水质污染。在环保部门对吉化公司东10号线周围及其入江口和吉林市出境断面白旗、松江大桥以下水域、松花江九站断面等水环境进行监测时,在吉化公司东10号线入江口水样有强烈的苦杏仁气味,苯、苯胺、硝基苯、二甲苯等主要污染物指标均超过国家规定标准。其中松花江九站断面5项指标全部检出,以苯、硝基苯为主,从三次监测结果分析,污染逐渐减轻,但右岸仍超标100倍,左岸超标10倍以上。然而最严重的是花江白旗断面只检出苯和硝基苯,其中苯超标108倍!事件并没有到此结束,在环保部门对黑龙江和吉林交界的肇源段检测时,硝基苯超标29.1倍,污染带长约80公里,持续时间约40小时。松花江水环境污染事故产生的主要污染物为苯、苯胺和硝基苯等有机物,事故区域排出的污水主要通过吉化公司东10号线进入松花江。为此,《给水排水》杂志对此类应急污染事件水处理进行了多次报道,这篇文章来自于参加松花江苯污染事件应急处理的技术负责人崔福义教授对应急水处理技术的反思。更多关于应急水处理技术探讨的文章,请查阅《给水排水》杂志历年刊发的文章或向编辑部索取。
======================================
转载本文请标明出处:转自《给水排水》杂志微信。
======================================