以嘉陵江鉈濃度異常事件為例探討《重特大突發水環境事件應急監測工作規程》在應急監測中的應用

張秦銘，郭 峰，吳衛東，周 弛，張 宇，羅儀寧，劉旗龍

陜西省環境監測中心站,陜西 西安 710054

突發環境事件因具有突發性、嚴重性，深受廣大人民群眾及各級政府的關注，也是生態環境安全及人民群眾財產、生命安全的主要威脅之一。隨著中國社會經濟的不斷發展，各類突發環境事件時有發生，做好突發環境事件應對工作是保障環境安全的首要任務[1]。近年來國家和地方政府陸續出臺了突發環境事件應急預案[2-5]，采取統一領導、屬地為主、分級響應的方式，積極應對各類突發環境事件。如何快速、準確地開展應急監測工作，是各類突發環境事件應對處置的決策基礎和重要保障[6]。按照事件嚴重程度，突發環境事件可分為特別重大、重大、較大和一般4級，其中因環境污染造成縣級及以上城市集中式飲用水水源地取水中斷、產生跨省級行政區域及以上影響或因環境污染造成直接經濟損失2 000萬元等以上情形的突發環境事件均屬于重特大突發環境事件。為有效應對重特大突發水環境事件，確保應急監測工作有序開展，國家層面先后頒布了多項環境應急監測技術規范及工作規程[7-8]。2020年10月生態環境部制定并印發了《重特大突發水環境事件應急監測工作規程》(以下簡稱《工作規程》)，指導各地生態環境部門開展應急監測工作。

嘉陵江是長江的支流之一，發源于陜西鳳縣，流經陜西、甘肅、四川，于重慶匯入長江。嘉陵江陜西段地處秦巴山區，此處山勢陡峭，道路崎嶇，是陜西省重要的涉重金屬企業較密集的區域，也是近年來各類突發水環境事件多發區域之一[9-11]。如何做好該區域突發環境事件的應急監測工作，一直是各級生態環境監測部門的重要工作內容。2021年1月20日，嘉陵江陜西段干流水體鉈濃度異常，漢中市隨即啟動突發環境事件應急響應，省市兩級監測站在中國環境監測總站(以下簡稱總站)專家的指導下，以《工作規程》提出的“13353”原則為依托，對嘉陵江沿線干流、支流河道開展應急監測，為事故的處置和污染來源調查提供了有力的技術支撐。

1 事件概況

2021年1月20日，嘉陵江四川省廣元段自動監測站檢測出鉈濃度異常，且有上升趨勢，接四川省通報，陜西省漢中市隨即啟動應急響應，漢中市環境監測站(以下簡稱市站)于當日開展應急監測工作。由于此次事件已經造成跨省級行政區域的影響，屬于重大環境污染事件，21日由總站和省環境監測中心站(以下簡稱省站)組成的專家組抵達略陽，全面負責該次應急監測協調指揮工作。經現場查勘及監測分析，此次污染涉及的嘉陵江干流陜西段總長約180 km，主要分布在陜西省漢中市略陽縣及寧強縣境內。造成嘉陵江干流異常的來源為其支流青泥河與東渡河。專家組根據污染趨勢時間及空間變化，先后編制9期應急監測方案，組織開展應急監測工作。經過連續作戰，嘉陵江干流川陜交界斷面水質在30日00：00起持續穩定達標，2月2日24：00開始，應急監測狀態終止，轉為后續跟蹤監測階段。

2 應急監測情況

事件發生后，省、市生態環境部門協調各方資源，在總站專家指導下，按照“13353” 原則(即每10 km布設一個控制斷面，每個監測斷面配備3組采樣人員、3輛采樣車，每50 km布設一個實驗室，每個實驗室按照監測項目配備分析人員，每個監測項目配備3組分析人員)，科學開展應急監測。從組織體系、方案編制、樣品采集、實驗室設置和方法選擇等方面入手，嚴密組織、合理分工，確保了各重點環節銜接順暢有序，為數據報送及事件處置贏得了寶貴時間。

2.1 組織體系

根據《工作規程》要求，現場成立由省站負責人為組長的領導小組，下設辦公室，負責此次應急監測工作的日常管理及與應急指揮部的溝通協調；技術專家組由總站、省站及市站應急監測專家組成，負責應急監測方案調整編制、趨勢研判、質量控制等工作；現場采樣組由市站及縣級生態環境監測機構人員組成，主要負責現場樣品采集及運輸等工作；實驗分析組由省、市站分析人員組成，負責現場實驗室搭建、儀器調試、樣品分析等工作；信息報送組由省、市站報告編制及綜合分析人員組成，主要負責報告編制審核、各種圖表制作等工作；后勤保障組負責車輛調配、試劑耗材準備、應急監測人員生活保障等工作。各小組按照統一指揮、責任明確、協調聯動、保障有力的原則，科學開展監測，圓滿完成了此次應急監測任務。

2.2 監測方案編制

截至2月2日，動態調整實施9期應急監測方案。其中按照第1期監測方案在嘉陵江干支流上設置了16個監測斷面，部分斷面之間間隔較遠，導致采樣及運輸時間較長，不能滿足應急監測工作需要。在總站及省站專家到達現場后，技術專家組根據污染物時間及空間變化趨勢，以實時監控污染物濃度變化為目標，根據“13353”原則，調整優化監測方案。

“1：每10 km設置一個控制斷面”。此次水質異常的嘉陵江陜西段干支流長度約180 km，調整后的監測方案共布設21個監測斷面，其中17個嘉陵江干流斷面，4個嘉陵江支流斷面。嘉陵江甘陜交界處為對照斷面，青泥河甘陜交界處為入境斷面，川陜交界處為出境斷面，其余斷面為控制斷面。4個支流斷面中，青泥河甘陜交界處與青泥河入嘉陵江口2個斷面主要監控此次污染來源之一的青泥河。東渡河入嘉陵江口斷面主要監控此次污染另一來源東渡河。八渡河為嘉陵江另一支流，其與東渡河在略陽縣城處匯入嘉陵江，2條河入河口距離相近，八渡河入嘉陵江口斷面主要監控該處水質狀況，防止受污染水體影響該支流。通過及時調整斷面，實現了各監控斷面之間保持10～20 km的間距，縮短了現場采樣及運輸時間，保證了監測數據的及時性。監測斷面設置詳情見表1。

表1 應急監測斷面布設信息Table 1 The information sheet of emergency monitoring sections

地表水監測項目為鉈。對照斷面每天監測一次，其余斷面每2 h監測一次；鉈的標準限值執行《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)表3集中式生活飲用水地表水源地特定項目限值(0.000 1 mg/L)。根據污染原因、污染物分布及嘉陵江水文資料，上述監測項目及頻次能夠確保實時掌握污染帶的空間變化情況。

2.3 樣品采集安排

“33：每個監測斷面配備3組采樣人員和3輛采樣車”。應急監測采樣工作由應急監測領導小組統一指揮，現場采樣組全面負責，成員由市站、略陽縣、寧強縣和部分其他縣(區)監測站人員組成，采樣車輛及司機由當地人民政府協調提供。確保每個監測斷面配備3組采樣人員和3輛采樣車，人員及車輛實行“三班倒”。合理調配地市車輛及司機保證了應急監測過程中采樣和運輸的及時性和連續性，極大提高了監測效率，為事件的及時處置爭取了寶貴時間。詳細信息見表2。

表2 應急監測人員分工及實驗室配備情況Table 2 The information sheet of emergency monitoring personnel and laboratory

2.4 監測實驗室設置

“53：每50 km布設一個實驗室，每個實驗室按照監測項目配備分析人員，每個監測項目配備3組分析人員”。應急監測采取固定實驗室與移動實驗室相結合的方式，在青泥河上游、嘉陵江至川陜交界斷面180 km的河道上組建了4個實驗室，分別是略陽白水江鎮、漢中市生態環境局略陽分局、寧強縣巨亭水電站、寧強縣燕子砭鎮政府；共投入3臺車載ICP-MS，2臺臺式ICP-MS；根據斷面分布采取就近分析測試原則，合理分配樣品，迅速測定水體中的鉈濃度；按照監測項目協調人員，保證每個實驗室最少配備3組分析人員，嚴格落實“三班倒”制度；每個實驗室配備1名省站質控人員，保證數據質量。

眾所周知，應急監測工作非常考驗監測人員的意志和水平，實驗室分析人員往往需要加班加點甚至通宵進行樣品分析。由于實驗室相對集中，樣品數量巨大，檢測人員通常得不到及時休整。按照《工作規程》就近原則，每50 km設置一個實驗室、3組檢測人員“三班倒”的工作安排，不但可以節省采樣時間，提高運輸效率，而且相對減少了每個實驗室分配的測試任務，輔以全面的質控手段，既提高了工作效率，保證了數據質量，又有效保證了檢測人員的休息時間，事半功倍。詳細信息見表2。

2.5 監測方法選擇

水中鉈按照《水質 65種元素的測定 電感耦合等離子體質譜法》(HJ 700—2014)中可溶性元素方法進行測定。該方法檢出限為0.02 μg/L，低于《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)中鉈的標準限值。

2.6 監測報告

信息報送組負責收集和整理監測數據，編制、審核和上報報告以及制作各類圖表等。應急監測期間共編制350余期各類監測快報、專報和簡報等。

2.7 質量控制與質量保證

該次應急監測工作嚴格執行各項質量控制及保證措施。專家組協調四川、甘肅、陜西等地實驗室統一監測方法，確保樣品處理方式一致，實驗室采取全程序空白、平行雙樣、發放密碼質控樣等方式確保監測數據準確無誤。此外，針對上游入境斷面甘陜兩省監測數據有一定差異等事宜，雙方及時溝通，并根據專家組意見對入境斷面開展兩省比對監測，采取聯合采樣、“一桶水”分樣及添加密碼質控樣等方式，在3個實驗室間開展比對，比對結果滿意。該次應急監測工作共發放89支密碼質控樣、400余支明碼質控樣，實驗室間比對樣品100余個，每批樣品均帶有全程序空白和10%的平行樣，質量控制合格率為100%。上述手段確保了監測數據真實、準確和全面。

2.8 應急監測終止

按照《工作規程》要求：最近一次監測方案中全部監測斷面的連續 3 次監測結果達到評價標準或要求，或者應急專家組認為可以終止應急監測時，由應急監測組提出應急終止建議，根據應急指揮部的決定終止應急監測。自1月30日00:00起，嘉陵江干流川陜界水質持續穩定達標，2月2日，四川省解除應急狀態后，領導小組決定自2月2日24:00起，終止應急監測狀態，進入跟蹤監測階段。截至2021年2月2日，該次應急監測共投入360余名工作人員，包括190余名采樣人員、140余名樣品分析人員、30余名數據分析人員，出動各類車輛120余臺，行程合計超過30 000 km。采集4 250個地表水樣品、2 100個污水樣品、69個礦石底泥樣品，共獲得32 095個各類有效監測數據。

3 監測數據分析研判

3.1 嘉陵江干流主要斷面鉈監測數據

按照調整后的監測方案，監測組對嘉陵江干支流各斷面開展全面監測。數據分析顯示，自2021年1月21日01：00起，嘉陵江干流斷面除個別數據外，其余監測結果均穩定保持在超標2倍以內，并呈下降趨勢。結合陜西出境斷面與下游廣元自來水廠取水口距離及嘉陵江干流水文參數，專家組研判出以下結論并向指揮部提出建議：嘉陵江干流鉈濃度處于下游自來水廠處理能力范圍內，不會導致自來水廠出水超標。正是由于監測斷面按照每10～20 km布設，專家組才能根據監測數據得出上述結論，避免誤判。后續監測結果也支撐了該結論的正確性。部分重點斷面監測數據見圖1～圖4。

圖1 嘉陵江甘陜交界處監測數據Fig.1 The Line chart of monitoringdata about Jialing River at the junctionof Gansu and Shaanxi

圖2 青泥河入嘉陵江下游500 m監測數據Fig.2 The Line chart of monitoring data about QingniRiver enters 500 meters downstream of Jialing River

圖3 巨亭水電站下游500 m監測數據Fig.3 The Line chart of monitoring data about 500meters downstream of Juting Hydropower Station

圖4 川陜交界處監測數據Fig.4 The Line chart of monitoring dataat the junction of Sichuan and Shaanxi

3.2 污染趨勢預測

把握污染物的流向和及時預警分析污染趨勢是應急監測工作的核心內容。參與該次應急監測工作的技術人員分別具有分析化學、軟件分析、地理信息系統等專業背景。該次任務在保證監測數據質量的前提下，充分發揮了各專業學科的人才優勢，為污染處置提供了核心支持。在污染預警方面，數據擬合時發現巨亭水庫上游斷面平均值一直處于高值狀態，這種情況與專家組按照上游斷面鉈濃度消減速度擬合出巨亭水庫上游(略寧交界處)斷面達標時間不一致。專家組及時對巨亭水庫上游斷面進行調查，發現因水庫庫尾較長，庫容量較大，加之下泄量較小，水體幾乎處于靜止狀態，上游來水對庫內水體置換緩慢導致濃度值偏高。根據上述情況，專家組利用略寧交界處斷面前期監測數據，成功對該斷面達標時間進行預測，如圖5所示。鉈濃度預測趨勢線與標準限值線相交的時間點為該斷面預計達標時間(即1月25日04：00)，后續監測結果顯示，略寧交界處斷面達標時間為1月24日22：00，該預測結果準確支撐了后續監測工作，達到了滿意效果。

圖5 略寧交界處斷面鉈濃度預測Fig.5 The prediction trend of thallium concentrationat the junction of Lueyang and Ningqiang

4 結論

該次環境應急監測工作是陜西省和相關市、縣三級生態環境監測機構對《工作規程》各項要求的一次科學實踐，是“13353”原則在生態環境應急監測工作中一次成功的貫徹與落實，充分證明了《工作規程》及“13353”原則在應急監測工作中的綱領性、科學性和指導性作用。《工作規程》從監測方案編制、樣品采集、實驗室設置、監測方法選擇、結果報送、趨勢預測及應急終止等方面對應急監測工作過程提出明確的建議和要求，解決了以往應急監測工作中采樣運輸時間較長、監測設備資源數量有限，不能滿足應急監測(特別是應急監測初期)對監測數據時效性的要求等問題，整合了各方監測力量和資源，提高了應急監測體系的運行效率，保證了監測數據的準確性、合理性和及時性，為數據分析研判和污染團趨勢預測提供了強大的技術保障，為應急指揮部的決策和及時處置提供了堅實的基礎。