南四湖流域水环境安全应急体系构建研究

南四湖流域水环境安全应急体系构建研究南四湖流域水环境安全应急体系构建研究张克峰1,商静静1,刘雷1,2,3,闫帅成1（1.山东建筑大学市政与环境工程学院，山东济南250101;2.天津大学化工学院，天津300072;3.山东京鲁水务集团有限公司，山东济宁272300）摘要：南四湖是南水北调东线工程的重要输水通道和调蓄湖泊。为有效防止东线工程突发水环境污染事故发生，确保调水沿线水质和周围生态环境安全，亟待加强突发性水环境污染事故应急体系建设。在对南四湖流域潜在涉水风险源分析的基础上，指由了流域内突发性水污染事故的潜在风险和水环境安全应急体系建设存在的不足，并提由了由应急管理、应急响应、应急处置及应急保障四部分组成的南四湖水环境安全应急机制的总体框架，建立了多级响应应急处理模式，可为突发性水污染事故作由应急决策提供了依据。关键词：水环境安全；应急体系；突发性水污染事故；多级响应应急处置；南四湖近年来，随着我国社会经济的高速发展，突发性水环境污染事故频发。据不完全统计，仅2015年全国重大突发水污染事件就达到13起，其中甘肃镶泄漏事件造成嘉陵江和西汉水300多km水域镶浓度超标，污染区域涉及四川、甘肃、陕西3省，造成巨大的影响［1］。突发性水污染事故不但造成经济损失巨大，而且造成严重的生态环境破坏和社会恐慌，甚至威胁公共安全。为此，建立科学完善的水环境安全应急体系，是目前我国环保领域一项迫切工作。在流域应急体系建设方面，西方发达国家成功的案例为我国提供了有益借鉴。如欧盟在应急管理方面建立了突发性重大环境污染事故应急决策系统、危险事故数据库和地理信息系统，并依据欧盟各国的社会经济状况，建立适用于本国的应急决策支持和系统运行框架[2-3]o我国有关学者通过对应急机制和现有机制综合分析，提由了健全应急管理体系、完善应急响应机制、建立应急保障机制等对策[4]。但当前国内应急体系，仍存在管理机构不健全、协调性差，保障体制不完善，相关政策法规不具体、难执行,缺乏有效的应急预警机制等问题。南四湖作为南水北调东线工程的重要输水通道和调蓄湖泊，其水质安全关系到整个工程的输水水质状况。目前南四湖流域内风险源较多，经济产业结构偏重，沿线入河（湖）工业结构性污染严重，城市基础设施建设相对滞后，涉水风险源数目众多且复杂，发生突发性水污染事故的潜在风险高[5]。同时，南四湖流域相关防控与应急体系建设不健全，应急组织协调指挥和保障机制不完善，流域内仅有常规的水质监控网络，缺乏风险源数据库和应急保障措施。为保障调水沿线水质安全和周围生态环境安全，亟待开展南四湖流域水环境安全应急体系的系统研究。1南四湖水环境安全防控现状分析1.1南四湖水环境质量分析根据2015年《中国环境状况公报》,南四湖地表水水质达到田类标准。但入湖河流污染仍比较严重，尚不能稳定达到《南水北调东线工程山东段控制单元治污方案》的地表水田类标准要求。2015年南四湖主要入湖河流的水质监测资料表明，监测断面水质主要为m-V类，洸府河、白马河、老运河、东渔河、洙赵新河等入湖河流污染严重，部分入湖河流水质仅为V类，洸府河、老运河冬季水质甚至达到劣V类。1.2南四湖的风险源分析风险源是事故的源头，是危险物质集中的核心，风险源的有效识别是事故预防和处置的前提[6]o南四湖湖面面积约1260km2,主要入湖河流有53条，具有防洪、调蓄、灌溉、养殖及航运等多种功能，流域GDP高速持续增长，处于工业化和城市化快速推进期，经济增长方式仍以粗放型为主，存在诸多潜在的涉水风险。（1）点源污染。南四湖流域内经济结构体系仍以高耗能、高耗水、高污染型重工业为主，污染源主要集中在造纸、煤炭开采、化工、纺织业、食品业、制药等污染密集型行业，其污染负荷占到全流域的95%,造成突生的工业结构性污染。南四湖流域总人口约2322万，生活污水排放量逐年增加，污水处理厂建设滞后，污水收集处理率低，处理效果不稳定。同时，沿湖村庄居民的生活污水和生活垃圾仍存在一定程度直排现象。（2）面源污染。南四湖流域现有耕地面积约140万hm2（2100多万亩），亩均化肥施用量42.6kg/a,是全国平均水平的1.94倍；亩均农药施用量4.77kg/a,是全国平均水平的2.77倍。过量的化肥和农药随农业灌溉回归水流入河流与湖泊，大大加剧了水体富营养化。同时，流域内畜禽养殖业和水产养殖发达，水产养殖业面积达1.97万hm2（29.5万亩）,产生的大量养殖废水，未经有效处理即排入环境水体中。（3）移动源污染。南四湖流域内有京杭运河湖内航道176km和湖内一般航道352km,年货物吞吐量达1700万t,货物周转量40亿t・km。白马河、老万福河、复兴河、西支河、洙水河、北大溜等入湖河流均设有货运航道。湖区内旅游和居民日常生活等方面还大量使用船舶客运。同时，湖区及周边有多条高速公路及国、省道。流域内繁忙的客货运输过程存在突发事故、污水和垃圾直排以及扰动湖内污染物等潜在风险。（4）入湖河流。南四湖主要入湖河流水质仍不能稳定达到地表水环境田类标准。河流沿线工业污染源众多，污染物种类复杂，结构性污染问题突生，工业废水治理设施建设相对滞后，重点工业企业排污口由水水质排放不稳定，污水处理厂均有不同程度接纳工业废水，难以有效去除行业特征污染物。2南四湖水环境安全防控建设面临的问题2.1风险发生的不确定性南四湖流域面积约2.9万km2,南北端最远距离约125km,流域内涉水风险源种类多且复杂。水环境事故发生的风险源头、地点和危害程度等均存在极大不确定性，造成应急处置措施的不确定，延长了处置时间。2.2应急主体不明确南四湖全部处于山东济宁微山县境内，但南四湖流域涵盖鲁、苏、豫、皖4省30多个县（市、区）。由于突发性水污染事故的不确定性，其水污染物极易随水流迁移转化而未被及时发现，导致事故污染区域不断变化，产生不同行政区域之间的跨界污染。同时，在污染物输移扩散的过程，由于各种水力因素的作用产生多个污染区域。这直接造成了应急主体不明确，进而延滞应急响应程序，错过最佳处置时间。2.3应急管理组织不完善南四湖流域各级环境应急机构不统一，上下级间缺乏对应的隶属关系，导致信息沟通不畅、应急救援迟缓。并且南四湖许多子流域是跨行政区的，子流域的应急系统处于各自独立、分散状态，缺少重大突发环境污染事件的专门流域管理机构，导致流域层面无法进行统一指挥协调和联动机制，降低了处置效率。3南四湖水环境安全应急体系构建结合南四湖流域特征和风险源现状，通过分析南四湖流域水环境安全防控问题和突发性水污染事故的现状，以保障南水北调东线输水水质安全为目标，对南四湖流域突发水污染事故从应急管理、应急响应、应急处置和应急保障四个方面进行分析。应急组织作为应急管理的主体，明确了南四湖流域管理机构主要职责，建设各级政府、企业的组织机构，建设统一应急指挥中心、风险源数据库、监控网络和应急预案体系。应急响应体系根据事故影响范围、事故严重性，启动不同的应急响应程序，开展应急监测、应急处置，实现快速有序地开展应急救援处置工作。应急处置体系基于突发性水污染事故，按照污染源源头-城镇集中-调蓄设施-河流输送-入湖口终端5个阶段提由应急处置技术与工程措施。应急保障体系是为保障应急救援处置工作的正常开展，建立应急处置物资储备、应急队伍建设、应急经费保障的后勤保证体系。如图1所示。3.1应急管理体系3.1.1应急组织机构南四湖应急管理体系是以应急组织体系为主体，履行国家应急体系建设需要，在国务院的统一领导下，全国环境保护部际联席会议负责统一协调突发环境事件应对工作，各专业部门按照各自职责做好有关专业领域突发环境事件应对工作，流域各省都由台突发公共事件总体应急预案，并指定省级水利专项应急预案[7]。图1南四湖水环境安全应急体系总体框架图纵向上分为国家级、省级、地区/市级、县（市）级、企业级，形成不同层次的应急组织体系，具组成详见图2。横向上根据各机构在应急过程中发挥的作用，形成不同部门间的应急组织体系，见图3。在应急组织体系中，南四湖流域管理机构应承担制定重大水污染突发事件应急工作的法律性文件，协调跨省突发水污染事件的应急处置工作[7],并对突发水污染事件进行上报，与各级地方政府密切配合，进行预警前后工作，发布水质预警，组织应急监测与调查，协助政府对水污染事件进行处置。图2南四湖流域应急组织体系分级图3.1.2风险监控网络和风险源数据库在南四湖流域的重点废水监管企业和城镇污水处理厂，建立包括自行监测信息发布、自动监控数据发布和重点企业信息录入的自行监测发布平台，监测内容包括：企业基本信息、自行监测方案、自行监测结果、未开展自行监测的原因以及污染源监测年度报告[8]。同时，建立基于GIS平台的环境信息数据库，该数据库包括南四湖流域内的污染源的情况、法律法规、环境危险隐患、重要敏感目标、环境质量信息、企业政府的预警应急能力以及往年发生的事故案例，明确可能造成的事故和影响，并进行数据实时更新。图3南四湖流域应急组织体系结构图3.2应急响应体系3.2.1应急监测在南四湖流域现有常规监测网络的基础上，结合流域风险源分布情况和流域特征，采用快捷、有效的应急监测布控技术，实现涉水环境风险事故的快速溯源[9],为应急处理措施提供正确的信息和依据。在重点风险源排放口、入湖河流口、橡胶坝、人工湿地等位置进行监控点的布设与优化，并结合各风险源污染物种类、特性、发展态势进行应急监控指标体系优化。3.2.2应急响应针对南四湖流域的特点，根据突发性水污染事故的发生地点、影响范围和危害程度，确定应急等级，提由应急响应措施，进行分级处置。采用多级响应模式来指导突发性水污染事故应急处置和保障工作，以实现快速、高效、节能的原则。3.3应急处置体系针对南四湖流域污染物特性和突发事故的规律，突发性水污染事故的不同发展阶段，建立污染源源头-城镇集中-调蓄设施-河流输送-入湖口终端多级响应应急处置方案。污染物发生和进入污染源源头、城镇集中、调蓄设施、河流输送、入湖口终端不同位置，采用各自的应急处置措施。建立南四湖流域水环境事件应急处置技术库，并将工程和技术措施相结合，构建南四湖应急处置体系。其中，工程措施详见表1,技术措施详见表2。表1南四湖流域突发水环境事件应急处置工程措施污染物位置工程处置措施污染源头危险物储存区设置围堰，排污口设置应急截污闸，污水排放终端设应急闸门、事故应急池和污水处理系统城镇污水处理厂建设事故应急池河流上排污口利用修堤筑坝、构建围堰将受污水体隔离，改变其流向河流输送阶段设漂浮式拦蓄设施和活性炭吸附设施入湖口终端建立截污坝，切断入湖口的污染源3.4应急保障体系为确保应急救援行动快速、有效地开展，建设包括完备的应急物资储备，具有专业和实战经验的应急队伍建设，稳定和现代化专业应急通信保障，专款专用的经费保障，及时可靠的宣传教育机制的应急保障体系。为南四湖流域突发水环境污染事故提供可靠的资金、物资、人员、通讯等综合保障。表2南四湖流域典型污染物分类和应急处置技术方法措施污染物种类主要来源应急处置技术方法氨氮食品制造业等向水体撒布黏土（活化性）、沸石粉等物质使黏土矿物的胶体粒子吸附、凝聚固定水体的氨氮苯系物石油化工业等少量时，用活性炭吸附。量较大时，构筑围堤收集废液集中处理硝基苯类制药行业、石油化工业等少量时，用沙土吸附。大量泄漏时，构筑围堤收集废液集中处理多环芳烽石油化工业等情况安全时，就地焚烧。泄漏量较大时，使用不产生火花工具收集运至废物处理场所处置苯胺类印染行业等少量泄漏时，用沙土混合，逐渐倒入稀盐酸中，然后废弃。如大量泄漏，收集回收或无害处理后废弃匐化物化学工业、机械制造业等加入过量NaClO或漂白粉，确认匐化物全部分解，稀释后放入废水系统汞铭础镉铅印染行业、电力行业、皮革制品业、矿山采掘等化学沉淀法、活性炭吸附法硫酸亚铁-石灰法、离子交换法、铁氧体法石灰软化法、沸石吸附石灰软化法、沸石吸附中和法石油类石油化工业等人工围堰、打捞;投加消油剂、吸附剂、溢油分散剂等4结语南四湖流域特有的地理位置及东线工程调水格局，使其对保障调水水质起重要作用。但流域内潜在涉水风险源众多，应急体系建设相对滞后，严重威胁南水北调东线输水水质安全。为此，通过对南四湖流域涉水风险源及其风险物质调研分析，构建了由应急管理、应急响应、应急处置和应急保障四部分组成的南四湖水环境安全应急体系，提由了应急组织体系分级和结构的机构模式，明确了南四湖流域应急管理机构通过调查、监测、上报和通报等手段，协助政府对水污染事件进行处主要职责，建立了应急处置工程和技术措施的技术库，构建了多级响应应急处置模式。通过建设南四湖流域水环境安全应急体系，为解决突发性水污染事故应急决策提供依据。参考文献：[1]冯治勤.抓住关键环节，做好突发环境事件应急处置——关于应对甘肃陇南镶泄漏事件的思考[J].环境保护,2016,44(9):71-72.[2]孙振世.浅谈我国突发性环境污染事故应急反应体系的建设[J].中国环境管理，2003(2):5-6.[3]期拉,朱厚岩，彭忠平.欧盟国家水资源征税的经验与借鉴[J].世界农业,2016(3):58-61.[4]何珊.我国突发事件应急反应的运行机制研究[D].青岛：中国海洋大学,2010.[5]武周虎，张晓波,张芳园.南四湖入湖重点污染河流筛选与水环境问题分析[J].长江流域资源与环境，2011,20(4):475-481.[6]陈义中.长江口突发水污染事故应急响应系统开发与应用[J].人民长江,2013,44(22):5-9.[7]刘丹，黄俊.流域突发水污染事件应急能力体系建设[J].人民长江，2015,46(19):71-74.[8]王军霞，陈敏敏，穆合塔尔・古丽娜孜，等.美国废水污染源自行监测制度及对我国的借鉴[J].环境监测管理与技术，2016,28(2):1-5.[9]陈鹏.基于突发性环境污染事故的应急监测与处理技术探究[J].低碳世界，2015(14):16-17.(编辑：赵凤超)ResearchonwaterenvironmentsafetydisposalemergencysystemconstructionofNansiLakeBasinZHANGKefeng1,SHANGJingjing1,LIULei1,2,3,YANShuaicheng1(1.SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering,ShandongJianzhuUniversity,Ji'nan250101China;2.SchoolofChemicalEngineeringandTechnology,TianjinUniversity,Tianjing300072,China;3.ShandongJingluWaterGroupCo.,Ltd,Yutai272300,China)Abstract:NansiLake,whichiscomprisedoffourlakesinthesouthwestofShandongProvince,isanimportantwaterchannelandregulationlakesfortheeastrouteprojectofS-Nwaterdiversion.Toeffectivelypreventsuddenenvironmentalpollutionaccidentsandensurethewaterqualityalongthewaterdiversionrouteandthesurroundingecologicalenvironmentsecurity,itisanurgenttasktoestablishwaterenvironmentsafetyemergencysystemfortheNansilakebasin.Onthebasisofanalysisonthepotentialwaterinvolvedrisksources,thispaperpointsoutthepotentialriskofsuddenpollutionaccidentsandthedeficiencyintheconstructionofwaterenvironmentsafety