突發(fā)環(huán)境事件中地表水污染應(yīng)急監(jiān)測探討

王維平

（四川省雅安市漢源生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，四川 雅安 625300）

引 言

1 突發(fā)環(huán)境事件的定義與影響

1.1 突發(fā)環(huán)境事件的概述和分類

突發(fā)環(huán)境事件是指可能對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞的突發(fā)性事件。這類事件包括但不限于：自然災(zāi)害（如洪水、地震、干旱等）、人為事故（如工業(yè)污染泄漏、城市污水溢流等）、以及環(huán)境惡化（如生物入侵、酸雨等）等類型。

每種類型的突發(fā)環(huán)境事件都有其特定的環(huán)境影響特征。例如，自然災(zāi)害常常對(duì)大面積的地區(qū)造成影響，造成的環(huán)境破壞往往難以預(yù)計(jì)并需要較長時(shí)間進(jìn)行恢復(fù)。而人為事故常常局限于特定區(qū)域，但由于可能涉及到重金屬、有毒化學(xué)品等污染物的排放，其對(duì)環(huán)境的影響往往較為深遠(yuǎn)。而環(huán)境惡化則可能導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)平衡的破壞，對(duì)于生態(tài)環(huán)境的影響長期而言可能是最為嚴(yán)重的[1]。由于突發(fā)環(huán)境事件的多樣性，因此其防范和應(yīng)對(duì)需要具有針對(duì)性，這在一定程度上決定了環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測的難度和復(fù)雜性。

1.2 突發(fā)環(huán)境事件對(duì)地表水的影響

突發(fā)環(huán)境事件對(duì)地表水的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是改變了地表水的量，二是改變了地表水的質(zhì)。在數(shù)量上，例如洪水事件會(huì)導(dǎo)致地表水量瞬間大增，可能引發(fā)水庫潰堤、河流溢流等問題；而干旱事件則可能導(dǎo)致河流、湖泊等地表水源的水量急劇減少，影響到人類的生活用水和農(nóng)業(yè)灌溉。這種量的變化往往需要通過應(yīng)急監(jiān)測來及時(shí)發(fā)現(xiàn)并做出響應(yīng)。在質(zhì)量方面，許多突發(fā)環(huán)境事件會(huì)導(dǎo)致有毒或有害物質(zhì)進(jìn)入地表水。例如，工業(yè)污染泄漏事件可能導(dǎo)致重金屬、有毒化學(xué)品等進(jìn)入河流、湖泊，嚴(yán)重影響了水質(zhì)。對(duì)于這類問題，應(yīng)急監(jiān)測不僅要發(fā)現(xiàn)問題的存在，更需要對(duì)問題的性質(zhì)、規(guī)模進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，以便采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

2 地表水污染的來源與危害

2.1 地表水污染的主要來源

地表水污染的來源廣泛且多元化，主要包括農(nóng)業(yè)活動(dòng)、工業(yè)活動(dòng)和城市生活三大部分。農(nóng)業(yè)活動(dòng)是地表水污染的主要來源之一，這主要在于過度的農(nóng)業(yè)化肥和農(nóng)藥的使用。化肥和農(nóng)藥中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)以及農(nóng)藥中的有毒有害物質(zhì)通過土壤徑流，浸蝕和地下水滲透等方式進(jìn)入地表水體，引發(fā)了水體富營養(yǎng)化等一系列環(huán)境問題。此外，畜禽養(yǎng)殖業(yè)也是重要的污染源，畜禽排泄物中含有大量的有機(jī)物、氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)以及病原微生物等污染物，如果處理不當(dāng)，就會(huì)對(duì)地表水產(chǎn)生重大污染[2]。

工業(yè)活動(dòng)則通過廢水排放，向地表水排放各類有害物質(zhì)，如重金屬、有機(jī)污染物、放射性物質(zhì)等。這些有害物質(zhì)在水體中的持久存在和生物累積，對(duì)人類健康和生態(tài)安全構(gòu)成長期威脅。而且，一些工業(yè)廢水處理技術(shù)還存在處理效率低、處理成本高、處理后的污泥處置困難等問題，進(jìn)一步增加了工業(yè)活動(dòng)對(duì)地表水的污染風(fēng)險(xiǎn)。城市生活污水也是地表水污染的重要來源。隨著城市化進(jìn)程的加快，生活污水的排放量大幅度增加，如果城市排水設(shè)施不健全或處理不當(dāng)，生活垃圾、排泄物等污染物質(zhì)將直接排入地表水體，對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。尤其雨季，城市雨水污染問題更加突出，因?yàn)橛晁畬⒊鞘械孛娴母鞣N污染物沖刷入地表水體，使得水質(zhì)惡化。因此，構(gòu)建合理的城市排水體系，加強(qiáng)生活污水處理，是防治地表水污染的關(guān)鍵。

2.2 污染物在地表水中的情況

污染物在地表水中的情況受多種因素影響，包括水體的流速、流向、溫度、pH值、溶解氧含量、以及與底泥、水生生物等的相互作用等。這些因素決定了污染物在水體中的運(yùn)移和轉(zhuǎn)化過程，進(jìn)而影響其對(duì)水環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的危害程度。

水體的流速和流向直接影響污染物的擴(kuò)散和遷移過程。流速快的水體，污染物擴(kuò)散速度快，污染范圍廣；反之，流速慢的水體，污染物在水體中的停留時(shí)間長，容易引發(fā)局部的水質(zhì)問題。流向決定了污染物的遷移方向，從而影響了污染的空間分布。溫度和pH值影響污染物的化學(xué)反應(yīng)和物理吸附過程，進(jìn)而影響其在水體中的穩(wěn)定性和生物有效性。

某些重金屬在酸性環(huán)境下易于形成可溶性物種，容易被生物吸收，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生危害；而在堿性環(huán)境下，則易于形成沉淀，降低其生物有效性。溶解氧含量對(duì)于污染物的氧化還原反應(yīng)以及有機(jī)物的生物降解過程有著重要影響[3]。

對(duì)于航標(biāo)燈來說，它的開關(guān)一般是由日光閥來控制，通過日光閥的感光裝置對(duì)周圍環(huán)境的感應(yīng)來進(jìn)行的，日光閥根據(jù)每天早上和晚上的光照強(qiáng)度自動(dòng)開燈、關(guān)燈。日光閥是比較脆弱的燈器原件，故障原因也比較多，但對(duì)電池的消耗和燈器的使用壽命也是有很大的影響，合理的開關(guān)燈，可以使能源的消耗達(dá)到合理的水平。

低溶解氧環(huán)境下，某些有害物質(zhì)如重金屬和有機(jī)污染物的毒性會(huì)增加；而對(duì)于有機(jī)污染物，溶解氧的存在有利于其生物降解，降低水體的有機(jī)物濃度。與底泥、水生生物的相互作用則決定了污染物在水生態(tài)系統(tǒng)中的積累和轉(zhuǎn)化過程。例如，污染物通過吸附、絡(luò)合等方式在底泥中富集，形成了污染的“庫”，在一定條件下可能再次釋放入水體，延長了污染物在水體中的存在時(shí)間；而水生生物通過攝食、呼吸等方式，將污染物從水體中攝入體內(nèi)，并進(jìn)一步通過食物鏈傳遞，影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。

2.3 地表水污染對(duì)環(huán)境和生態(tài)的影響

地表水污染對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。首先，污染的地表水可能直接威脅到人類的飲用水安全，給公眾健康帶來危害。例如，水體中的病原微生物可能引發(fā)各種水源性疾病，如霍亂、傷寒等；有害物質(zhì)如重金屬、有機(jī)污染物等長期攝入可能引發(fā)各種慢性疾病，如肝病、腎病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等。其次，地表水污染會(huì)破壞水生生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，影響生物多樣性，導(dǎo)致某些敏感物種的減少或消失，甚至引發(fā)赤潮等生態(tài)災(zāi)害。例如，水體富營養(yǎng)化可能導(dǎo)致藍(lán)藻等有害藻類的大量繁殖，消耗大量溶解氧，破壞水體的氧氣平衡，導(dǎo)致魚類等動(dòng)物死亡；有害物質(zhì)的生物累積可能影響生物的生長、繁殖等生理過程，破壞生物種群的正常結(jié)構(gòu)，影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

此外，地表水污染還可能影響土壤質(zhì)量，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生負(fù)面影響。例如，重金屬等有害物質(zhì)可能通過灌溉進(jìn)入農(nóng)田，積累在土壤和作物中，進(jìn)一步影響食品安全。長期以來，灌溉用水的水質(zhì)問題一直是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要問題，地表水污染無疑加大了這個(gè)問題的嚴(yán)重性。因此，防治地表水污染，保護(hù)水環(huán)境和生態(tài)安全，是當(dāng)前面臨的重大環(huán)境問題。

3 應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)和方法

3.1 常用的應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)

針對(duì)地表水污染的應(yīng)急監(jiān)測，目前常用的技術(shù)主要包括傳統(tǒng)的采樣分析技術(shù)、在線監(jiān)測技術(shù)以及遙感監(jiān)測技術(shù)。

傳統(tǒng)的采樣分析技術(shù)是一種基于實(shí)驗(yàn)室分析的監(jiān)測方式，這包括了原位采樣、樣品預(yù)處理、實(shí)驗(yàn)室分析三個(gè)步驟。這種技術(shù)可以針對(duì)性地分析各種有機(jī)物、無機(jī)物、微生物等多種污染物，獲得詳細(xì)且精確的監(jiān)測結(jié)果[4]。然而，這種方法的反應(yīng)時(shí)間較長，難以滿足突發(fā)事件中對(duì)監(jiān)測結(jié)果的及時(shí)需求。在線監(jiān)測技術(shù)是一種較快的監(jiān)測方式，它可以提供實(shí)時(shí)或者近實(shí)時(shí)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，滿足了突發(fā)事件中對(duì)于監(jiān)測結(jié)果的即時(shí)性需求。

常用的在線監(jiān)測設(shè)備包括PH、溶解氧、濁度、電導(dǎo)率、氨氮等多參數(shù)水質(zhì)在線監(jiān)測儀，以及多種污染物專項(xiàng)在線監(jiān)測設(shè)備。然而，這種方法的監(jiān)測項(xiàng)目相對(duì)有限，且設(shè)備維護(hù)成本較高。

遙感監(jiān)測技術(shù)則是基于航空或者衛(wèi)星遙感的地表水污染監(jiān)測方法，這種方法可以提供大范圍、連續(xù)的監(jiān)測信息，對(duì)于大面積污染事件的監(jiān)測具有重要價(jià)值。常用的遙感技術(shù)包括光學(xué)遙感、雷達(dá)遙感、熱紅外遙感等，它們可以監(jiān)測水色、葉綠素a濃度、水溫等多個(gè)指標(biāo)，間接推斷水體污染情況。然而，遙感監(jiān)測技術(shù)需要較復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和解譯過程，且對(duì)氣象條件有較高要求。

3.2 新型應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用

近年來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一些新型應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)也正在研發(fā)和應(yīng)用中，如生物傳感技術(shù)、微納米傳感技術(shù)等。生物傳感技術(shù)是一種基于生物識(shí)別元件（如酶、抗體、DNA、細(xì)胞等）的監(jiān)測技術(shù)，這種技術(shù)對(duì)于特定污染物具有高度的選擇性和敏感性，且設(shè)備體積小，易于現(xiàn)場應(yīng)用。例如，基于微生物的生物傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測水體中的有機(jī)污染物，為污染物的快速定位和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了有力工具。微納米傳感技術(shù)是基于納米材料和微制造技術(shù)的新型監(jiān)測方法，這種方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的高靈敏、高選擇性和快速響應(yīng)的監(jiān)測，且具有大批量生產(chǎn)的潛力。例如，基于金納米粒子的光譜傳感器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬等有害物質(zhì)的實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測。

3.3 應(yīng)急監(jiān)測準(zhǔn)確性和及時(shí)性的重要意義

在突發(fā)環(huán)境事件中，應(yīng)急監(jiān)測的準(zhǔn)確性和及時(shí)性對(duì)于事件的有效處置具有關(guān)鍵性的影響。準(zhǔn)確的監(jiān)測結(jié)果可以準(zhǔn)確地判斷事件的污染程度和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，為污染的定位、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和應(yīng)急響應(yīng)提供可靠的依據(jù)[5]。

誤差太大的監(jiān)測結(jié)果可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的決策，從而加大環(huán)境和生態(tài)的損害，甚至危及公眾的生命安全。及時(shí)的監(jiān)測結(jié)果則可以提供實(shí)時(shí)的污染信息，幫助決策者做出快速的響應(yīng)，控制污染的擴(kuò)散和蔓延，降低污染的環(huán)境影響。延遲的監(jiān)測結(jié)果可能導(dǎo)致錯(cuò)失最佳的應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間，使得污染事件的處理變得更加困難。因此，提高應(yīng)急監(jiān)測的準(zhǔn)確性和及時(shí)性是當(dāng)前應(yīng)急監(jiān)測研究的重要目標(biāo)，需要從監(jiān)測技術(shù)、方法、設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)、管理等多方面進(jìn)行努力。

4 污染控制及其未來研究方向

4.1 地表水污染控制策略和方法

控制地表水污染是環(huán)境保護(hù)的重要任務(wù)之一，目前已有多種污染控制策略和方法得到了廣泛應(yīng)用。首先，預(yù)防控制是最重要的策略，包括嚴(yán)格的環(huán)境立法、高標(biāo)準(zhǔn)的排污許可制度、污染源規(guī)劃等。通過預(yù)防控制，可以有效地減少污染物排放，從源頭上防止地表水污染的發(fā)生。其次，工程技術(shù)控制也是一種重要的控制方式。包括污水處理工程、水體修復(fù)工程、污染物截留和阻隔工程等。例如，建設(shè)高效的污水處理廠可以將排入水體的污染物大大降低；實(shí)施生態(tài)修復(fù)工程，可以提高水體的自凈能力，促進(jìn)污染物的降解[6]。最后，應(yīng)急響應(yīng)和事后治理也是必不可少的控制方法。這包括對(duì)突發(fā)污染事件的快速響應(yīng)、污染物的迅速清理，以及對(duì)受污染水體的長期修復(fù)等。例如，實(shí)施快速的油污清理，可以大大減少油污對(duì)水體和生態(tài)系統(tǒng)的影響；實(shí)施湖泊或者河流的生態(tài)修復(fù)，可以恢復(fù)其生態(tài)功能，減輕污染的長期影響。

4.2 地表水污染應(yīng)急監(jiān)測的未來趨勢(shì)和研究方向

隨著科技的不斷進(jìn)步，地表水污染應(yīng)急監(jiān)測的未來趨勢(shì)和研究方向主要表現(xiàn)為智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化和多參數(shù)化。智能化監(jiān)測技術(shù)，包括人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的應(yīng)用，可以自動(dòng)識(shí)別和預(yù)測污染事件，提高監(jiān)測的效率和準(zhǔn)確性。例如，使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別污染事件的特征和規(guī)律，預(yù)測可能的污染趨勢(shì)。

網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測系統(tǒng)，包括物聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)各監(jiān)測設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)和協(xié)同，形成覆蓋廣泛的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、全面的監(jiān)測。例如，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)各在線監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳和共享，提高數(shù)據(jù)的使用效率。

微型化監(jiān)測設(shè)備，包括微電子、微流控等技術(shù)的應(yīng)用，可以制造出體積小、重量輕的監(jiān)測設(shè)備，適應(yīng)各種復(fù)雜和惡劣的監(jiān)測環(huán)境。例如，微納米傳感器，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場快速、高靈敏的監(jiān)測。

5 結(jié)語

突發(fā)環(huán)境事件會(huì)對(duì)地表水質(zhì)造成嚴(yán)重影響，這就要求我們采取有效的措施應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。我們應(yīng)識(shí)別并理解地表水污染的主要來源，深入研究污染物在水環(huán)境中的行為及其對(duì)環(huán)境和生態(tài)的影響。要實(shí)現(xiàn)有效的污染控制，我們需要利用常規(guī)和新型的應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)，注重監(jiān)測的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，以便我們能夠迅速響應(yīng)并控制污染事件。在這個(gè)基礎(chǔ)上，我們必須制定和實(shí)施污染控制策略，包括預(yù)防控制、工程技術(shù)控制和應(yīng)急響應(yīng)等。未來的研究應(yīng)繼續(xù)關(guān)注新型應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)方面，智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化和多參數(shù)化將成為主要趨勢(shì)，這將有助于我們更好地保護(hù)地表水環(huán)境，保障人類的健康和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。