流域水环境突发型风险预警与控制技术
流域水环境突发型风险预警与控制技术,供应,水专项,监测与预警,预警技术
流域水环境突发型风险预警与控制技术
技术简介/摘要
1.从水污染事故发生特征、风险源控制机制、敏感目标受威胁程度着眼，辨识了事故型水环境污染风险源和敏感目标；借鉴德国“清单法”，建立了水环境风险控制与管理评价指标及量化标准，并基于此构建了基于风险品数量、毒性、风险控制有效性的风险源风险值计算方法，和基于敏感目标价值、风险源对敏感目标影响程的敏感目标风险值计算方法；提出了风险源和敏感目标的分级评估方法，分为特大、重大、一般风险源；建立了风险源和敏感目标耦合的水环境风险分区方法。
2. 围绕满足不同资料地区对流域水环境风险模拟预测需求，建立能同时应用于资料缺乏地区和资料详实地区的流域突发性水环境风险应急模拟预测模型库、模型参数库。
3. 以保护水污染事件下暴露人群健康为立足点，以评价污染物短时间，高剂量暴露下的人体健康风险为重点，以污染物急性暴露无响应剂量及暴露人群急性暴露量为基础，建立了非致癌污染物1天和10天应急控制阈值确定方法。以致癌污染物慢性暴露安全浓度为基准，按照线性相关性原则，建立了致癌污染物1天和10天暴露的安全阈值。
4. 按照非金属氧化物、重金属、酸碱盐、致色物质、有机物及石油的分类原则筛选出120种特征污染物。采用实验模拟试验，建立了土壤、水体受非金属氧化物、重金属、酸碱盐、致色物质、有机物及石油污染应急控制技术。给出了120种典型危险化学品突发泄漏至水源水体及土壤事故现场的应急处理方法，提供了物理与化学的应急处理数据。
二、工艺流程
1.综合考虑风险源具有的风险品数量、风险品毒性和风险源事故发生可能性时，每个风险源的综合风险值大小计算公式如下：
其中，
表示基于风险品数量、风险品毒性、风险源发生事故概率的风险源综合风险值（即风险大小）。风险源发生事故的概率大小可以根据本研究提出的水环境风险控制与管理评价指标及量化表来确定。
整合风险源影响后的敏感目标风险值是指在综合考虑敏感目标的价值（重要性）和敏感目标的总受胁度基础上的度量，见下式。C价值用饮用水源地集中饮用水源地的服务人口数量来表征。
2. 采用构建的基于netCDF（指针式数据快速提取方式）的流域突发性水污染事件水动力水质模型计算方法，能够有效实现流域突发水污染事件的快速预警。以此为基础，研发了单机版和移动设备版2套流域突发性水环境风险模拟模型软件，实现了数据调用输入、模型链接、模型结果显示和信息传输等一系列功能。
3. 非致癌污染物应急控制阈值计算公式如下。
式中，SV为污染物暴露的安全阈值，mg/L；NOAEL为污染物的无不良反应浓度，mg/（kg·d）；BW为暴露人群体重，kg；D为暴露人群日均饮用水量，L/d；P饮用水占日均可耐受量的比例；UF为不确定因子。
遗传性致癌污染物急性暴露控制阈值推导公式如下。
SCa为致癌污染物急性暴露的安全浓度，mg/L；SCc为致癌污染物终生暴露安全浓度，mg/L；Ia为致癌污染物人体急性暴露的最大可接受年风险，a-1；Ic为致癌污染物终生暴露的最大可接受的年风险，a-1。
4.参考《典型（120种）污染物应急处理处置技术指南》中给出的120种典型危险化学品突发泄漏至水源水体及土壤事故现场的应急处理方法进行应急处理。
三、关键技术
1、基于敏感目标和污染源风险特征的流域水环境突发型风险源识别技术；
2、流域突发型水污染事件水环境影响快速模拟技术；
3、基于饮用水源安全污染事故应急控制阈值确定技术；
4、突发性水污染事件现场应急控制技术。
推广应用案例
关键技术1从水污染事故发生特征、风险源控制机制、敏感目标受威胁程度着眼，辨识了事故型水环境污染风险源（包括固定风险源和移动风险源）和敏感目标，建立了事故型水环境污染风险源分级方法、事故型水环境污染敏感目标分级方法和水环境污染风险分区方法。
1.综合考虑风险源单位具有的风险品的数量、风险品的毒性和风险源单位的风险控制和管理情况，确定了三峡库区现有的水环境污染风险源的风险大小。根据建立的风险源分级方法，对三峡库区现有的所有336个事故型水环境污染风险源（包括化工厂、污水处理厂、危化品码头、水上加油站/船）进行了分级。从风险源分级结果来看，当同时考虑风险品数量、毒性和风险源事故发生概率时，特大风险源主要分布在工厂企业中（占工厂企业总数的4.26%），重大风险源主要分布在工厂企业和水上加油站（船）中（分别占其总数的11.35%和27.27%）。在所有的风险源中，特大风险源有10个，重大风险源有52个，一般风险源有274个。
2.综合考虑集中饮用水源地的价值大小、集中饮用水源地受风险源威胁的总受胁度大小，确定了三峡库区现有的所有集中饮用水源地的级别。根据建立的三峡库区事故型水环境污染敏感目标分级方法，对三峡库区现有的99个集中饮用水源地进行了分级。从集中饮用水源地的分级结果来看，当同时考虑集中饮用水源地的价值（服务人口数量）和风险源的影响时，敏感目标的分级结果与三峡水库的水文条件有很大关系。总的来说，每年的6-9月当三峡水库处于低水位运行，同时自然河流段的水流速度又很大的时候，特大敏感目标的数量最多，有12个，占集中饮用水源地总数的12%。当三峡水库处于高水位蓄水期时，特大敏感目标的数量最少，只有3个，占总数的3%。
3.以三峡库区长江干流作为风险分区分析对象，以10km长度为一个单位区段，给出了三峡大坝沿长江干流河道往上游至江津区共计66个区段的风险分区结果。基于风险源和敏感目标耦合后的水环境污染风险分区的方法，确定每个河道区域单元属于何种级别的风险区，然后确定整个三峡库区的风险分区情况。以三峡水库为低水位运行期（6、7、8月）为代表的风险分区结果显示，高风险区分别位于嘉陵江磁器口-朝天门区段、长江珞璜-茄子溪区段、长江重庆城区黄桷坪-唐家沱区段、长江长寿江南-王家湾区段、长江涪陵城区区段，5个高风险区区段共长约70km。另有5个区域属于中风险区，区段共长约50km，其余区段都是低风险区。
该关键技术为三峡库区水环境风险评估与预警平台的建设、重庆市水环境管理水平的提升提供了有力技术支撑，自2010年平台业务化运行以来在重庆市53次突发水污染事故中得到应用，为该市成功创建国家环境保护模范城市做出了重要贡献。
联系单位：中国环境科学研究院
联系人：郑丙辉
电话：010-84915231
E-mail：zhengbh@craes.org.cn
地址：北京市朝阳区安外大羊坊8号院
应用单位：环境保护部应急中心
应用关键技术2对新安江水污染突发事件进行了预警。2011年6月4日晚上22时55分左右。一辆装载有31吨苯酚化学品的槽罐车，经杭新景高速公路新安江高速出口互通主路段内（S31龙游方向48公里+200米处，距离新安江约1.5公里）时发生抛锚，当车辆正在进行抢修作业时，一辆车牌号为浙HD8399的重型货车与其发生碰撞事故，导致槽罐破裂，苯酚泄漏。事发时，因时逢黑夜和暴雨影响，估计约有20吨泄漏苯酚随地表水流入新安江中，造成部分水体受到污染。模型首先通过地形概化技术生成资料缺乏地区的地形计算地形，然后通过测定的断面流速、水深、河宽，上游流量、下游水位等水文参数作为边界条件，调用污染物参数库中污染物特征参数和相应模型，通过现场不同监测断面的逐级校核，赋于一维水动力水质模型，得到了事故点下游各点污染物峰值变化情况，实现资料缺乏地区水环境风险应急模拟。
联系单位：武汉大学
联系人：彭虹
电话：13437117298
E-mail：Hongpeng@whu.edu.cn
地址：湖北武汉东湖南路8号
应用单位：环境保护部应急中心
2005年11月13日，吉林石化公司双苯厂一车间发生爆炸。截至同年11月14日，共造成5人死亡、1人失踪，近70人受伤。爆炸发生后，约100吨苯类物质（苯、硝基苯等）流入松花江，造成了江水严重污染，沿岸数百万居民的生活受到影响。
应用关键技术3中的非致癌污染物急性人体健康风险评价模型对松花江硝基苯污染事件进行进行急性人体健康风险评价，并确定水污染事件中污染物的应急控制阈值，在进一步验证本研究建立的非致癌污染物急性暴露健康风险评价方法有效性的基础上，也为开展其它水污染事件污染物的急性健康风险评价提供借鉴。
联系单位：中国环境科学研究院
联系人：郑丙辉
电话：010-84915231
E-mail：zhengbh@craes.org.cn
地址：北京市朝阳区安外大羊坊8号院
应用单位：重庆市环保局
生产苯胺的有机化工厂、焦化厂及石油冶炼厂等企业，使用苯胺的染料合成，制药业，印染工业，橡胶促凝剂和防老化剂、打印油墨、2，4，6-三硝基苯甲硝胺、光学白涂剂、照相显影剂、树脂、假漆、香料、轮胎抛光剂及许多其他有机化学品的制造。在这些生产和使用苯胺的行业中以及在贮运过程中的意外事故均会造成对环境的污染、对人体危害。近年来，苯胺污染事故频发，因此，选择苯胺作为示范案例对突发性水污染现场应急控制技术（关键技术4）进行示范。
依据对苯胺理化性质、在环境中的行为及毒理学的分析，指出了在接触苯胺时应该采取的安全防护措施，给出了苯胺在污染土壤和水体时对应的应急处理对策。其中，土壤污染的应急处理技术主要有：挖掘掉表层土壤，粉末活性炭覆盖吸附处理和含苯胺土壤回收后处理；水体污染的应急处理技术主要有：粉末活性炭吸附，天然斜发沸石吸附，双氧水氧化降解和Fenton试剂氧化降解等。
联系单位：中国环境科学研究院
联系人：郑丙辉
电话：010-84915231
E-mail：zhengbh@craes.org.cn
地址：北京市朝阳区安外大羊坊8号院
工艺流程图：
- 联系人：秦延文
- 电话：
- 单位：中国环境科学研究院
- 地址：北京朝阳区安外大羊坊8号
