摘 要:本文梳理了長江流域近年突發水污染事件情景類型與風險物質類型,分析了三峽庫區及壩下游突發水污染事件典型區域選取方法,提出了三峽水庫突發水污染事件應急調度有關研究的建議。
關鍵詞:水環境保護;水污染;水庫調度;突發事件
1 突發水污染事件的界定
1.1 突發水污染事件的定義
突發水污染事件主要指由于排放或自然災害、生產安全事故、交通運輸事故等因素,導致風險物質進入水體,突然造成或可能造成水源地水質超標,影響或可能影響飲用水供水單位正常取水,危及公眾身體健康和財產安全、河道生態環境安全等,需要采取緊急措施予以應對的事件。嚴重的突發水污染事件對生態環境及居民生活會產生巨大影響。
1.2 突發水污染事件案例
1986年11月,瑞士巴塞市桑多茲化學公司倉庫失火,約1 250t殺蟲劑、除草劑、有機汞等物質隨著大量的滅火用水流入下水道,排入萊茵河,造成約160km范圍內多數魚類死亡,沿岸自來水廠全部關閉。2005年11月,吉林石化雙苯廠發生特大爆炸事故,約有98t苯類物料流入松花江,導致沿岸居民和牲畜飲水困難。
針對突發水污染事件,常見的應急處置可分為工程措施與非工程措施。水庫調度作為非工程措施的典型手段,具有實施易、見效快、負面影響小等優勢,一直是流域應急管理的研究熱點。如2005年廣東北江鎘污染事件[1],利用北江上游7座水庫實施應急調度以稀釋污水,有效地避免了污染事故的惡化影響。但水庫調度應急處置仍存在風險源信息掌握不足、應急調度方式不甚完善等問題。
1.3 三峽工程的戰略地位
長江流域人口、GDP、水資源量和糧食產量均約占全國的1/3,是我國水資源配置的戰略水源地、連接東西部的“黃金水道”、水電能源的主要基地,是重大國家戰略發展區域。目前,三峽庫區及壩下游沿江鋼鐵、石油化工等企業較多,人口密集,潛在水污染風險源多,若突發重大水污染事件,將對流域內生態環境和社會穩定構成重大威脅并造成巨大的經濟損失。
三峽工程作為長江治理、開發與保護的關鍵性骨干工程,控制流域面積約100萬km2,調節庫容在長江上游已建大型水庫中占比高達21%,具有巨大的水資源調配能力。因此,有必要加強針對三峽水庫庫區及壩下游突發水污染事件應急調度的相關研究,為提升相關機構的應急響應能力、保障流域水安全提供技術支撐。
2 長江流域突發水污染的情景類型與污染物分類
2.1 長江流域突發水污染的情景類型
根據長江年鑒、中國環境年鑒及相關新聞報道,篩選出2008—2017年長江流域典型突發水污染事件共19起,如表1所示。這些突發水污染事件造成的影響,輕則水體暫時被停用,附近居民用水受限;重則出現魚類死亡,甚至造成附近居民入院治療,對流域的環境質量、生活質量以及生態環境安全等構成了嚴重威脅。
參照《集中式地表水飲用水水源地突發環境事件應急預案編制指南(試行)》[2] ,突發水污染事件情景可主要分為固定源突發事件、流動源突發事件、非點源突發事件及水華災害事件。分析上述突發水污染事件,按突發事件情景來看,12起為固定源突發水安全事件,5起為流動源突發水安全事件,1起非點源突發水安全事件,1起水華災害事件,各類情景主要特征如下。
(1) 固定源突發事件,主要污染方式為違規排放(包括超標排放、偷排、直排),輸送環節泄漏,發生爆炸或塌壩事故等突發排放風險物質。例如2013年中石化江西分公司九樟線汽油輸送管道因人為盜油致管道破裂,造成40t左右汽油泄漏,油脂類污染物從支流流入下游潦河,對鄱陽湖水質安全造成威脅。2014年湖北建始磺廠坪礦業有限公司非法排污,經地下溶洞滲漏進入重慶市巫山縣千丈巖水庫,造成水質污染,導致5萬余人飲水困難。2015年甘肅省西和縣隴墾銻業公司因崖灣山青尾礦庫二號溢流井隔板破損出現漏沙,大量尾沙溢出,甘陜川三省300多km嘉陵江河段水體銻濃度超標66天。
(2) 流動源突發事件,主要為水、陸交通事故發生后風險物質排入水體。例如2016年陜西省寧強縣交通事故罐車柴油泄漏事件,約20t柴油沿公路排水溝流入嘉陵江支流潛溪河。
(3) 非點源突發事件,主要是暴雨等極端氣象條件導致含污雨水及其他廢水直接排入水體。例如2014年漢江武漢段水質氨氮超標事件,上游閘排放長期積累的漬水是氨氮濃度超標主因,其次強降雨下部分農業面源污染入江導致氨氮濃度略有升高。
(4) 水華災害事件,2016年2月29日漢江沙洋取水口發生水華,水華藻種為小環藻,其他藻種有甲藻、針桿藻、脆桿藻,舟形藻。在竹皮河入漢江口、漢江沙洋取水口為劣Ⅴ類,超標項目為pH值。
2.2 長江流域突發水污染的物質類型
引起突發水污染事件的風險物質有很多,根據常見性、危害性以及在水中的溶解度,參考中國水環境突發污染事件實例,風險物質主要有耗氧物質、植物營養物質、油類、重金屬、難降解的有機化合物、酸堿鹽等無機物[3] 。此外,能對水體造成污染的還有病原體、放射性物質、懸浮固體物、熱污染以及氰化物、酚等。
無論是固定源、流動源或非點源類型的突發水安全事件,對水環境質量的影響程度和影響范圍,主要是與造成污染的風險物質本身特點、負荷濃度、河流水力聯系、徑流大小、周邊風險受體情況等有關。在開展應急處置時,主要依據污染物的水溶性、揮發性、可降解性等特征分析其調度需求。分析近年長江流域19起典型突發水污染事件,主要污染物是非油類有機物的共9起,主要污染物是重金屬的共5起,主要污染物是石油類的共3起,主要污染物是植物營養物質的共2起。其中水體中氨氮、總磷等植物營養物質超標會導致富營養化,產生水華現象,涉及水華生消機理,較為特殊,一般作為單獨類型開展研究。因此,在分析三峽庫區及壩下游突發水污染事件應急調度需求時,可重點關注重金屬、石油類和非油類有機物這三種風險物質。
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