從松花江硝基苯污染的變化趨勢(shì)中總結(jié)應(yīng)急監(jiān)測(cè)的采樣頻率

摘要：2005年11月13日吉林發(fā)生松花江污染事件，自11月22日起，哈爾濱市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站在松花江蘇家屯斷面對(duì)硝基苯污染帶流經(jīng)全過程中對(duì)水質(zhì)、水生生物、底泥樣品進(jìn)行樣本采集和分析。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果和收集到的相關(guān)數(shù)據(jù)，分析判斷本次污染事件松花江蘇家屯斷面上游硝基苯污染具有由單一點(diǎn)源“瞬間”排放變?yōu)榈啄嗪捅鶎用嬖磁欧拧⒃儆傻啄嗝嬖础把永m(xù)”衰減排放轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€(gè)底泥點(diǎn)源“間歇”排放的特征；其污染程度呈逐漸下降趨勢(shì)。由這一趨勢(shì)分析對(duì)今后應(yīng)急監(jiān)測(cè)中科學(xué)有效的布設(shè)采樣頻次有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：松花江污染事件 應(yīng)急監(jiān)測(cè) 硝基苯 變化趨勢(shì) 采樣頻率

0 引言

2005年11月13日，吉化公司“雙苯”車間發(fā)生爆炸，爆炸地點(diǎn)距離松花江較近，導(dǎo)致苯、硝基苯等大量污染物流入松花江。

哈爾濱市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站自11月22日開始在松花江蘇家屯斷面對(duì)污染帶流經(jīng)的全過程中進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)。本文只是簡(jiǎn)單地整理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和很局限地收集了一些相關(guān)數(shù)據(jù)，來分析污染事故中污染物的變化過程，旨在總結(jié)應(yīng)急監(jiān)測(cè)中制定科學(xué)高效的采樣頻率，進(jìn)而達(dá)到在獲得有代表性的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的同時(shí)，可以降低人力和物力的投入的目的。僅為一己之見，謹(jǐn)慎地為相關(guān)部門決策和專家學(xué)者研究提供一點(diǎn)參考。

1 污染類型分析

哈爾濱市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站在2005年11月23日20時(shí)第一次定性檢出硝基苯。在此后連續(xù)進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè)，污染帶流經(jīng)期間采樣頻率由密到疏，共獲得硝基苯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)102個(gè)。

1.1 污染帶高峰——瞬間點(diǎn)源分析

硝基苯的污染帶高峰具有明顯的高斯擴(kuò)散曲線特征。我們應(yīng)用《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》推薦的河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型原理，對(duì)本次硝基苯污染虛設(shè)瞬時(shí)點(diǎn)源污染趨勢(shì)進(jìn)行模擬，建立了如下的數(shù)學(xué)模型公式：

Q=Q0exp[-K（t- t0）2]（1-1）

Q：斷面污染程度（無量綱）

Q0：最大污染程度（無量綱）

K：修正系數(shù)

t：遷移時(shí)間（小時(shí)）

t0：擴(kuò)散啟始時(shí)間（小時(shí)）

我們對(duì)實(shí)測(cè)污染趨勢(shì)圖峰前的數(shù)據(jù)做鏡像復(fù)制，見圖1，與鏡像復(fù)制圖相比，實(shí)測(cè)的污染濃度變化出現(xiàn)了托尾現(xiàn)象，我們認(rèn)為，這是由于高濃度污染物帶受到水流遷移的機(jī)械擾動(dòng)等因素影響，使實(shí)測(cè)到的硝基苯濃度值出現(xiàn)了減緩下降的現(xiàn)象。

并公式（1-1）進(jìn)行峰前和峰后系數(shù)修正：

將計(jì)算出的模擬污染趨勢(shì)和實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，見圖2、圖3。對(duì)兩組模擬計(jì)算數(shù)據(jù)分別和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性相關(guān)性檢驗(yàn)。其良好的相關(guān)性說明硝基苯在蘇家屯斷面的污染帶高峰期是非常符合點(diǎn)源污染擴(kuò)散趨勢(shì)特征的。峰前相關(guān)截距為負(fù)值反映出硝基苯在底泥的物理吸附等因素的衰減趨勢(shì)，峰后相關(guān)截距為正值反映出硝基苯在底泥的物理吸附量的釋放趨勢(shì)。

1.2 污染帶尾—衰減面源分析

在污染帶到達(dá)之前，松花江流域的表層地質(zhì)處于水飽和狀態(tài)，而污染帶到達(dá)的初期，江水中的硝基苯濃度很高，因此，硝基苯會(huì)通過水體向其下的固相底質(zhì)擴(kuò)散，底質(zhì)中的表層固相物質(zhì)就會(huì)吸附硝基苯，也就是說，凡是污染帶流經(jīng)的地方，該處的表層底質(zhì)中都?xì)埩粲邢趸剑@就對(duì)上游來水構(gòu)成了新的硝基苯污染源。隨著污染帶的遷移，當(dāng)上層水相中硝基苯濃度低于固相底質(zhì)殘留硝基苯的濃度時(shí)，固相底質(zhì)中殘留的硝基苯就開始向水相擴(kuò)散，由此形成了以面源方式排放硝基苯的污染帶尾。這時(shí)的硝基苯釋放是連續(xù)的，而且濃度逐漸降低。

根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》推薦的衰減數(shù)學(xué)模型原理，建立針對(duì)本次硝基苯污染虛設(shè)面源衰減污染趨勢(shì)模擬數(shù)學(xué)模型公式：

C=Ktk1 （2-1）

C：斷面污染程度（無量剛）

K：修正系數(shù)

K1：衰減系數(shù)

t：遷移時(shí)間（小時(shí)）

計(jì)算得出的模擬污染趨勢(shì)和實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。對(duì)模擬計(jì)算數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性相關(guān)性檢驗(yàn)。

由表看出模擬計(jì)算得出的硝基苯污染趨勢(shì)和實(shí)測(cè)的結(jié)果相關(guān)性不如高峰污染帶擬合的好。其原因是：一方面，在污染帶尾流經(jīng)哈爾濱江段期間，上游水庫(kù)幾次人為加大放流量，另一方面此時(shí)松花江水面開始結(jié)冰等因素也導(dǎo)致了硝基苯的變化規(guī)律性不好。其較好的相關(guān)性說明硝基苯在蘇家屯斷面的污染帶尾基本符合衰減面源污染趨勢(shì)特征。

1.3 冰層面源、多點(diǎn)源的形成

污染帶尾流經(jīng)哈爾濱江段期間正是松花江水面開始結(jié)冰的時(shí)候，因此冰層中凍結(jié)了部分硝基苯，而這些冰層里含有的硝基苯就形成了潛在的二次污染面源。小豐滿水庫(kù)多次加大放流量，松花江水位變化達(dá)到1米左右，使部分吸附了硝基苯的表層底質(zhì)被攪動(dòng)起來，而后又在沿江等一些流速較低的灘溝處再次沉積，當(dāng)水位恢復(fù)正常后也成了多個(gè)潛在的硝基苯二次污染點(diǎn)源。

根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，目前松花江灘溝底泥里仍有硝基苯檢出。其污染程度和污染帶尾的污染程度基本一致。

2 結(jié)論

以上對(duì)2005年松花江硝基苯污染事故中，哈爾濱市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站應(yīng)急監(jiān)測(cè)得到的江水中硝基苯濃度的變化過程進(jìn)行了分析，并總結(jié)了污染帶經(jīng)過的各個(gè)階段的污染類型，應(yīng)用《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》推薦的河流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型原理進(jìn)行了趨勢(shì)模擬，均得到了較好的相關(guān)性，這說明：污染物在江水中的變化趨勢(shì)是有規(guī)律可循的，因此在應(yīng)對(duì)污染事故的應(yīng)急監(jiān)測(cè)中，可以預(yù)先制定切合實(shí)際的科學(xué)高效的采樣頻率，從而使應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作從容不迫，有的放矢的進(jìn)行，且可以大大的降低人力和物力的投入，提高應(yīng)急監(jiān)測(cè)的效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局環(huán)境工程評(píng)估中心.《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則與標(biāo)準(zhǔn)匯編》.中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社.北京：2005-3-1.

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