河流型饮用水源地应急处置技术筛选与评估体系研究.pdf

硕硕士学位论文士学位论文 河流型饮用水源地应急处置技术筛选 与评估体系研究 STUDY ON THE SCREENING AND ASSESSMENT SYSYEM OF THE EMERGENCY RESPONSE TECHNOLOGY OF RIVER DRINKING WATER SOURCE 王少逸王少逸 哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学 2012 年年 7 月月 中图分类号：X322 学校代码：10213 UDC:628 密级：公开 工学硕工学硕士学位论文士学位论文 河流型饮用水源地应急处置技术筛选 与评估体系研究 硕 士 研 究 生：王少逸 导师：孟宪林 副教授 申请学位：工学硕士 学科：环境科学与工程 所在单位：市政环境工程学院 答辩日期：2012 年 7 月 授 予 学 位 单 位：哈尔滨工业大学 Classified Index:X322 U.D.C:628 Dissertation for the Master Degree in Engineering STUDY ON THE SCREENING AND ASSESSMENT SYSYEM OF THE EMERGENCY RESPONSE TECHNOLOGY OF RIVER DRINKING WATER SOURCE Candidate：Wang Shaoyi Supervisor：Associate Prof.Meng Xianlin Academic Degree Applied for：Master of Engineering Speciality：Environmental Science and Engineering Affiliation：School of Municipal and Environmental Engineering Date of Defence：July,2012 Degree-Conferring-Institution：Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 I 摘 要 近几年以来，我国突发水污染事件频繁出现，严重威胁供水水源地环境，影响供水水质安全，引起公众和政府的广泛关注，凸显了水源地应急处置技术筛选评估体系建设的必要性。本研究以河流型饮用水源地突发污染事件为研究对象，通过广泛收集材料，建立了突发污染事件应急评估和处置技术的筛选方法，能够为突发的环境污染事故处理提供依据。首先，本文在调研分析我国近 25 年河流型水源地突发污染事件的基础上，通过事件统计得出我国河流型水源地突发污染事件的一般特点及发展规律，近十年此类污染事件明显增加，占统计总量的 69.3%，以溶解性化学品为主要污染物，工厂泄漏为主要原因。针对河流型饮用水源保护区内重金属污染物、漂浮型有机物及溶解型有机物等典型污染构建污染事件案例库，为应对突发水源地污染事件选用最优应急处置技术提供基础数据。第二，在全面调研应对突发水源地污染所采用应急技术的基础上，对已应用的处置技术进行了梳理；并对于应急中采用的活性炭技术进行了实验室的模拟研究，以腐植酸为例模拟水源水突发农药污染事故中的污染状况，通过粉末活性炭吸附等温线的测定，分析粉末状活性炭投加位置和投加量的确定方法，当以腐植酸为例的污染物浓度约为 2.5 mg.L-1时，粉末活性炭的合理投加量为100 mg.L-1，此时污染物去除率约为 70%80%。第三，本文建立了河流型水源地应急评估体系，该评估体系综合考虑污染事件的急迫性、危害性、严重性、迁移性，以应急评估指数为标准对污染事件等级快速判定，对突发水污染事件的严重程度做出评价；对应不同的应急级别构建了应急处置技术筛选指标体系，采用模糊综合评价法通过比较模糊综合指数的大小实现了对应急处置技术的筛选。最后，以松花江为例，计算与实测相结合确定水文参数，采用二维水质模型数值解模拟污染物在松花江水体的降解迁移过程，划分松花江饮用水水源保护区，以松花江水污染事件验证应急评估与技术筛选体系。关键词：河流型饮用水水源地；突发污染事件；应急评估；应急处置技术筛选 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 II Abstract In recent years,Chinas sudden water pollution incident appears frequently.As a serious threat to the environment of the water source,it has affected the safety of the quality of water and caused a wide range of public and government concern.The sudden water pollution highlights the need for the construction of the assessment and screening system of the emergency response technology of the water source.This study focuses the sudden water pollution of the river drinking water source through an extensive collection of materials.The establishment of the assessment and screening methods can provide the basis for the response of sudden environmental pollution incident.First,after the analysis of the river water source sudden pollution events from the past 25 years,the general characteristics and law of development of Chinas river water source sudden pollution obtained.The basic data to choose the best emergency response technology of the sudden water pollution incidents was provided by building a case base of the pollution incidents.Second,on the basis of global research to the emergency disposal technology,the applied technologies were combed.A laboratory simulation of activated carbon technology used in the emergency was made by using humic acid as a pollution source of sudden pesticide pollution incident.By the determination of the adsorption isotherm,the analysis of the method for determining the powder activated carbon dosing location and the dosage realized.Third,taking into account that it should be distinguished between the severity of sudden pollution incident as a precondition of the the emergency technology selection,this paper establishes the emergency assessment system of river water sources.Corresponding to a different level of emergency,the emergency response screening index system and the assessment method of emergency response technology were built.Finally,with the Songhua River as an example,the hydrological parameters were determined by the combination of calculation and measure.Using the 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 III numerical solution of the two-dimensional water quality model,the simulation of the degradation and the migration process was made.Using the result of the division of Songhua River drinking water source protection zones,the emergency assessment and screening system was verified by the Songhua River water pollution incidents.Keywords:river drinking water sources,sudden pollution incidents,emergency assessment,emergency response technology screening 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 IV 目 录 摘 要.I Abstract.II 第 1 章 绪 论.1 1.1 课题背景及研究的目的意义.1 1.1.1 课题来源.1 1.1.2 课题背景.1 1.1.3 研究的目的和意义.2 1.2 突发水污染事件应急体系研究现状与进展.3 1.2.1 国外研究现状及进展.3 1.2.2 国内研究现状及进展.5 1.3 研究目标及研究技术路线.7 1.3.1 研究目标.7 1.3.2 研究内容.7 1.3.3 技术路线.8 第 2 章 河流型饮用水源地突发污染事件案例库构建.10 2.1 河流型饮用水源地突发污染事件调查与分析.10 2.1.1 调查方法与调查时段范围.10 2.1.2 案例统计与分析.10 2.2 典型污染事件案例分析.23 2.3 案例查询数据库的建立.23 2.3.1 案例库内容.23 2.3.2 案例库中表的建立.24 2.3.3 案例库查询功能的设计.25 2.4 本章小结.26 第 3 章 应急处置技术分析与活性炭吸附有机物的研究.28 3.1 河流型饮用水源地突发污染事件应急处置技术调研与分析.28 3.1.1 漂浮型有机物应急处置技术.28 3.1.2 重金属污染物应急处置技术.31 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 V 3.1.3 溶解型有机物应急处置技术.33 3.1.4 应急处置技术的特点.33 3.2 粉末活性炭吸附有机物的应急处理研究.34 3.2.1 粉末活性炭吸附作用原理.34 3.2.2 粉末状活性炭吸附有机物的实验室模拟研究.37 3.2.3 粉末活性炭投加位置选择.43 3.3 本章小结.44 第 4 章 河流型饮用水源地突发污染应急处置技术筛选与评估.45 4.1 河流型饮用水源地应急评估.45 4.1.1 应急评估指标体系指标选取及评价标准.45 4.1.2 评价结果.48 4.2 河流型饮用水源地应急处置技术筛选.49 4.2.1 应急处置技术筛选指标体系的建立.49 4.2.2 应急处置技术筛选评价方法.55 4.3 本章小结.59 第 5 章 基于松花江饮用水水源保护区的突发污染事件案例分析.60 5.1 松花江饮用水水源保护区划.60 5.1.1 河流型饮用水水源保护区划分原理及模型选择.60 5.1.2 水质模型相关参数的确定.61 5.1.3 松花江饮用水水源保护区划分结果.65 5.2 松花江水源地突发污染事件案例分析.70 5.3 本章小结.75 结 论.76 参考文献.77 附 录.82 攻读学位期间发表的学术论文.92 哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明.93 致 谢.94 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 1 第1章 绪 论 1.1 课题背景及研究的目的意义 1.1.1 课题来源 本课题来源于环保部公益项目“环境污染应急处置技术筛选和评估研究”（项目编号 201209048）。1.1.2 课题背景 水是人类的生命之源，关系到人类生存和人类社会发展的方方面面。饮用水水质的高低与人的健康息息相关，随着我们对饮用水品质的日益关注，它逐渐成为城市公共安全范畴内最为受到重视的核心问题。从城镇居民个体意义上讲，它关系到人们的健康和安全，从整体意义上讲，它关系到社会的可持续发展，以及从更深层次上影响一个地区的环境水平、国际影响力。由于历史的原因，在很长时间的社会发展过程中，我们对环境问题特别是水质问题没有足够重视，致使许多城市受到饮用水源地水质污染问题的困扰，各级水源时常受到各类威胁。这些威胁包含传统类型的点源污染（工业、生活污水），面源污染（农业污水），还应包含各类突发水污染事件，例如各类化学品运输事故，企业事故性排放，蓄意投毒等。突发水污染事件定义为，因为人的活动或自然灾害，致使在极小时间范围内排放大量污染物，导致水资源的水质状况突然急剧恶化的现象1。和传统类型的水污染相比，突发水污染事件可以在极小时间范围内对饮用水源地的水质和城市供水系统产生严重影响，如果未得到及时有效处理还可能产生长期环境影响。伴随着我国近几十年尤其是改革开放以来经济建设的不断发展，工农业生产安全环保设施却因种种历史原因而未达到相应水平，因此，我国的突发水污染事件时有发生，危害愈发显现，已经一定程度上对城镇居民的健康生活和社会的发展构成影响。因此，突发水污染事件所造成的风险应该受到充分的重视，应该使其成为建设和谐社会的关键。在最近几年以来，我国突发水污染事件频繁出现。仅 1985 年到 2005 年的20 年间，我国水源地突发水污染事件发生达 102 起，且发生数目日益增多2。哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 2 2005 年后，我国重特大突发水污染事故相继发生，比如：影响较大的 2005 年11 月的哈尔滨松花江水污染事件，12 月的广东省北江镉污染，最近发生的如2011 年 6 月福建省汀江铜酸水渗漏，同月发生的云南南盘江附近铬渣污染，以及今年 1 月对广西柳州饮水水源构成威胁的铬污染事件。接踵而来的突发水污染事件为饮用水安全问题敲响了警钟。另一方面，我国在 2003 年 7 月提出了一项重大课题，此课题关于突发公共事件应急机制建设，并且，国务院办公厅为此成立了“建立突发公共事件应急预案工作小组”。之后的 2006 年 1 月，国务院颁布国家突发公共事件总体应急预案，本预案作为全国范围应急预案整体的指导纲领，明确提出了各种突发事件分类分级方法以及预案体系，制定了应对重大突发事件的工作体系和组织机制，还特别强调了如下内容：建设环境突发事件应急资料库，建设应对突发污染事件的指挥平台系统3。由此可见，突发性水污染问题已经得到国家政府层面的重视，但污染风险源和其潜在威胁不会马上消失，发生水源地突发水污染事件时通过何种方式保证供水安全就成了摆在研究人员面前的重要课题。1.1.3 研究的目的和意义 水源地突发水污染事件严重威胁供水水源地环境，从而影响供水水质安全。随着越来越多的水源地重大突发污染事件被曝光，普通民众对饮用水安排问题也愈加关注，随着水源地应急保护体系的不断完善，水源地应急评估技术体系建设的必要性也显现出来。本课题对河流型饮用水源地突发污染事件的应急评估技术体系进行研究，以对河流型饮用水源地保护区划分技术的研究为前提，构建了饮用水源地应急处置技术库，符合国家中长期发展科学和技术发展规划纲要（2006-2020）中的相关要求：研究环境监测和生态监测预警技术，研究保障饮用水水质安全的技术，使科技支撑改善环境的能力得到大幅提高4。本文提出了河流型饮用水源地突发污染事件应急处置技术的筛选和评估方法，能够为突发的环境污染事故处理提供一套切实可行的技术方案，从而提高应对突发环境污染事件的快速处置能力，因此符合国家“十二五”规划纲要中的要求：对建设项目环境风险评价的技术导则进行修订，研究重大类型环境污染事故的应急决策体系，制订其应急处置技术的规范和预案，提出环境污染事故风险源的识别体系和评估体系等。对河流型饮用水源地突发污染应急处置技术筛选与评估体系进行研究，其哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 3 意义体现在：（1）进一步增强我国对于突发环境污染事件的应急管理能力。通过应用本课题的研究内容，可以指导相关部门有效应对突发污染事件，对保障人民群众健康和公共环境安全，促进经济全面、协调、可持续发展具有重要意义。（2）饮用水源地突发污染应急处置技术研究的必要性。饮用水源地对于公众健康和城市安全的重要性决定了其突发污染事件的严重危害，所以对此类突发污染事件应急处置技术的研究是突发水污染事件应急管理的一项重要内容。（3）河流型饮用水源地突发污染应急处置技术研究的特殊性。河流作为我国各级水源地的重要组成部分，其相对于湖泊、水库、地下水源等饮用水水源具有特殊性质。此外，综观近年来发生的水污染突发事件，影响饮用水源地为河流的占到绝大多数。因此，有必要根据其特点对应急处置技术研究加以区分和细化。（4）河流型饮用水源地突发污染应急管理实践工作的需要。国务院颁布的国家突发公共事件总体应急预案实施以来，对突发污染应急处置起到积极作用，但由于基础资料的缺乏、决策方案的多样化，使应急处置工作实践中仍存在许多问题。故对此类应急处置技术的研究需要加以完善，使其愈加全面，在指导实际工作中具有可操作性。1.2 突发水污染事件应急体系研究现状与进展 1.2.1 国外研究现状及进展 国际上对于水源地管理的研究开展得比较早，但对其认识存在逐渐深入的过程，仍大多局限在面源污染治理5、保护区划研究、水源地水质安全评价以及经济措施、法治措施等方向6。国外研究人员对突发水污染的应急体系研究始于上世纪 70 年代，其中，在经济比较发达的国家起步较早，如美国、加拿大、欧洲诸国以及亚洲的日本等国都有不同程度的发展，各国针对自身的实际情况，颁布了应急措施以应对突发水污染事件。美国在 1976 年的四氯化碳污染和 1988 年的石油污染事件发生之后，改进了俄亥俄水质预警系统，完善了其污染物质扩散模型以及数据收集、传递、共享系统，使其在应对突发水污染事件时能更好的为水厂提供实时信息。与之类似，英国在 1984 年苯酚污染事件发生之后，为英格兰和威尔士北部地区的重要水源地塞文河建立了水质预警系统，该系统管理者为海德自然科学实验室，由哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 4 3 个水质监测站组成，并由沿岸水厂共同支持，塞文河预警系统最突出的特点是实现了自动化监测，除检修时间外无需专人维护系统运行，氨氮、苯酚及甲醛等水质指标信息能够自动完成传输7。1993 年，美国 USEPA 颁布了一项旨在应对“化学品事故排放”的管理计划8。欧洲针对多瑙河流域频发的水污染事件，德国、奥地利、捷克等相关九国于 1997 年制定了“多瑙河流域突发污染警报系统”，该系统能够在水质发生突发变化时迅速提供信息，使应急相关部门和下游用户及时采取对策，信息传递系统、有害物质数据、应急模型等实时信息通过卫星传输系统的联系，实现各国管理技术的标准化，该系统经过 1998年匈牙利化学品泄漏事故的检验，已逐渐成为上述各国应对该流域突发水污染事件的主要工具9。近 10 年来，9.11 事件的发生使饮用水源保护产生新的威胁，水源地成为恐怖主义袭击的对象，因此，突发水污染事件的应急体系出现新的特点，供水安全愈发受到各国的高度重视。2003 年，Christopher W.针对美国 9.11 事件发生后产生的水源地新的威胁，提出了饮用水供应监控的解决方式以及突发水污染后的迅速反应机制及信息传递等问题10。同年，美国 James P.D.等人针对内河航运事故污染构建了以应急响应为目的的数据传输系统，该系统通过对实时数据进行整合和更新，可以有效解决应急处置过程中的数据冗余、错误以及滞后性等问题，为实施快速救援提供帮助11。此外，美国还针对全国范围内的 8000余个供水系统的易损性进行了分析评价，制定了相对应的保护对策，并在其中增加了防范突发污染事件的风险管理内容，在沿河地方政府、环保部门等协同工作下，制定出的突发水污染事件应急管理计划内容详尽，具有较强的可操作性。美国为保护水源地建立的预警系统具有监测数据实时反馈与导向，快速反应、辅助决策等功能，可以有效的为应急处理人员提供突发水污染事件信息技术平台12。2009 年，Vardan 等人为亚美尼亚地区的跨国河流设计了一套突发水污染的预警系统，该系统通过监测水质变化特征，提出早期预警，以实现快速应急响应13。在欧洲，位于法国巴黎市大部分地区 400 万居民的生活用水 95%来源于塞纳河及其支流。近 20 年中该水域出现了 400 多起突发水污染事件，均不同程度的造成诸如水厂处理系统关闭，水厂处理工艺改变或供水量减少等影响。为实现更好的应对此类突发事件，法国水务集团建立基于自动监测站和自动检测仪的水质监测预警系统。突发水污染事件发生时，该系统可以对水质特征进行迅速判定，并对比历史数据，提出适宜的处理技术方案。通过集成自动监测、自动数据分析、模型等内容，该系统经验证能够为巴黎市供水水质安全提供保证。哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 5 在亚洲，日本为应对可能发生的突发水源污染为淀川河建立了水质预警系统，该系统服务于三座以淀川河为取水水源的给水厂，为其提供有关污染事件进程及相关信息。根据经验及调查信息，由于淀川河主要潜在危险物质为苯酚、农药等污染物，该系统设置了相应的监测设备，如气相色谱仪、紫外分析仪、气味监测仪等。韩国也有针对水质突变的生物预警系统的报道。除此之外，西方许多其他国家还提出了其他类型的突发水污染事件应急体系。到目前为止，西方国家为应对突发水污染事件已建立起比较完善的应急预警和管理体系，伴随着多学科交叉技术的不断发展，通过集成多种现代化技术，使应急管理中监测、预警、评估等内容实现有机统一。同时，法律法规及机构设置的不断健全也为应急体系的运行提供了保障。相较于对突发水污染事件风险评价、应急评估与应急管理等方向的研究，国外在应急水处理技术方向的专项研究较少，其法律法规配套体系仍未完全建立起来。国外在应对突发水污染事件时，通常根据水质及污染物质的不同而采取对应的应急处理措施，且大多基于水厂原有处理过程，比较典型的处理技术包括启用预处理工艺、强化常规处理工艺以及实施深度处理工艺等。1.2.2 国内研究现状及进展 国内对水源地保护与管理的相关研究在内容上与国外相似，如面源污染治理、保护区划研究、水源地水质安全评价以及经济措施、法治措施等方向，同样对水源地应急体系的研究较少14。近 10 年来，国内水污染事件频繁出现，为应对这一新问题，国家环保主管部门颁布了有针对性的规章规定，由此，我国研究人员对水源地突发污染事件应急体系的研究开始成为研究热点。2002 年，李福仁等通过分析环境污染突发事件的特点，提出应急体系的设计原则，包括应急响应和应急监测系统15。2003 年，孙振世提出对环境污染突发事故应急相应体系中硬件配套建设、组织机构设置及管理制度完善等的初步设想16。与 2001 年 9.11 事件的发生对西方水源保护应急体系带来影响类似，2003年的“非典”事件以后，国家颁布了突发公共卫生事件应急条例，使我国对突发水污染事件应急体系的研究出现新的热点。例如，国家环保总局为控制引黄济津工程水污染而制定相关预案，水利部为预防三峡水库水污染而制定了应急报告办法及应急调查与处置的相关规定。这一期间，徐启新等通过对比中美水源地管理体系中政策、污染控制、保护措施等项目之间的差异，对我国水源地环境安全管理提出建议17。申屠杭对我国饮用安全形势进行分析，提出饮用哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 6 水安全法的构想18。郑明强等通过分析港口化学品事故的特点和危害，提出建立港口危险化学品事故应急预案的设想19。2006 年 1 月，我国政府出台了国家突发环境事件应急预案20，预案要求各地区、各部门结合自身情况制定相应的应急预案，到目前为止，各地区部门的应急预案仍在编制过程中。以黑龙江省为例，2007 年 12 月，黑龙江省颁布关于水体污染的突发事件应急预案，该应急预案规定了地方政府为应急处置突发事件的负责机构，同时，该预案还要求省内各级（市、地）环境行政主管部门对管辖范围内的污染源进行调查，建立污染数据库及覆盖全省范围的预警监控系统21。针对某些特定类型的突发水污染事件，相应的应急预案也在研究编制过程中，如黑龙江省通航水域船舶溢油应急预案已正式实施，该预案通过评估黑龙江通航水系的水污染风险，提出应对溢油事故的防控机制，并提出污染事件发生时，中俄两国不分国别采取应急措施，共同保护双方的供水水源地、自然保护区等重点区域22。王杨等针对哈尔滨市提出关于设计突发性环境污染应急响应管理系统的设想，系统集成了空间数据库、污染监测数据库、应急处置方法数据库及专家数据库等，能将各种信息及时准确提交指挥中心进行决策23。韩桂萍根据哈尔滨多水源供水的新情况，论述了做好城市供水应急预案的建议24。在应急水处理技术方面，由于近年发生的松花江水污染、北江水污染等突发水污染事件对公众生命财产安全、国家经济建设及国际形象造成了重大影响，对突发水污染应急处理的研究一时间成为研究人员关注的重点25。如哈尔滨工业大学崔福义、赵志伟等人，清华大学张晓健、陈超等人均在应急水处理技术方向做了大量研究工作26-36。2007 年，刘文君等针对城镇应急供水中需要解决的实际问题，通过总结国内典型的应急供水处理技术实例，以此为基础编写了 城镇供水应急技术手册。该手册包含的水质指标以地表水环境质量标准（GB 3838-2002）、城市供水水质标准（CJ/T 206-2005）以及生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006）为依据，选取了 136 项城镇供水中因突发污染事件可能超标的污染物，包括无机污染物、有机污染物、微生物污染物、放射性污染物、藻类污染物等，对每种指标类型给出了详尽的信息，并提出应急处理对策37。2009 年，张悦等汇总全国多家研究单位、监测单位及供水企业等应急供水研究数据，编写了城市供水系统应急净水技术指导手册，该手册根据有毒有害污染物的特性及应急处理技术原理的差异，将突发水污染应急处理技术区分为五类体系，包括：处置对象为有机污染物的活性炭吸附技术、处置对象为非哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 7 金属或金属污染物质的沉淀技术、处置对象为还原性污染物质的氧化技术、处置对象为微生物污染物的消毒技术以及针对藻类的应急技术等38。关于突发水污染应急处置技术的研究和实际操作经验表明，与国外突发水污染事件相比，我国情况有很大不同，国外的突发水污染事件较多源自人为性质破坏，而国内的突发水污染原因主要为交通运输事故、工业生产事故以及违规排放污染物等。此外，突发水污染事件表现出时空的随机性和污染物质的不确定性等特点，需要综合考虑水源地位置、污染物质的类型、水处理工艺等因素，才能使应急处置技术具有针对性，提高处理效果，从而保证供水安全。在我国，处置突发水污染事件的应急体系主要存在以下问题39需要建设与完善：（1）现有的法律法规体系比较笼统、宽松，缺少追责和赔偿的相关条款，惩戒力度远远不够。（2）管理制度不够完善，包括各级环境应急机构不统一，上下级间缺乏对应的隶属关系；在应急处置中需要多部门协同作用时缺乏执行主体，降低了处置效率。且应急物资储备不足，应急体系中存在隐患。（3）与突发水污染事件“事前、事中、事后”三个阶段相对应的应急技术体系还不够健全，需要在预防监控层面建立数据库、信息库；在处置层面建立技术指南；在评估恢复方面完善风险评估的相关方法，以及污染物场地的相应处置技术。1.3 研究目标及研究技术路线 1.3.1 研究目标 本论文的研究目标是以国内外河流型饮用水源地保护区发生的突发水污染事件案例为基础，分析其处置技术及影响因素，构建河流型饮用水源地污染应急处置技术库，对典型污染物的处置技术进行整理分析并进行试验研究，提出河流型饮用水源地突发污染应急评估及应急技术筛选的评价体系和指标体系，从而为应对此类突发污染事件提供借鉴，为快速选择适当的应急处理工艺提供依据。1.3.2 研究内容 本文主要研究内容包括以下三个部分：哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 8 第一部分，针对河流型饮用水源保护区内重金属污染物、漂浮型有机物及溶解型有机物等典型污染，整理已发生的突发污染事故案例，构建河流型饮用水源地突发污染事件案例库。对应不同污染物类型，对其已有应急处置技术进行机理分析、时效性分析、处置效果分析和影响分析。在此基础之上，结合国内外未经实践或尚不成熟的处置技术的研究，构建比较完整的河流型饮用水源地突发污染应急处置技术库。对粉末活性炭应急处理工艺进行实验室静态实验与模拟，通过测定粉末状活性炭吸附污染物质的吸附曲线，分析其吸附特性及吸附能力，提出对现有应对水源地突发污染的粉末状活性炭处置技术的优化建议。第二部分，根据河流型饮用水源保护区突发污染事件的污染源不确定性、所处保护区位置对应的风险受体的易损性、事件影响的严重性等因素，提出针对此类突发污染事件的应急评估体系。根据不同应急处置技术的处置效果、处置成本、二次污染影响等不同特点，建立对应急处置技术的评价指标体系，对若干种可能的处置技术进行优选，判定其针对突发污染事件的适宜性，实现对应急处置技术的筛选，为实际工作中快速选择应急处理工艺提供参考依据。第三部分，结合松花江饮用水源保护区划分成果及相关水文水质参数及风险受体数据，通过对模拟的突发水污染事件进行风险识别，用已提出的针对此类突发污染事件的应急评估体系进行突发污染事件评价，确定此突发水污染事件的危害及影响程度。利用已建立的应急处置技术评价指标体系，评价潜在的处置技术，用定量化的方法计算各方案的应急处置效果指数，最终提出最优应急处置技术。对提出的河流型饮用水源保护区突发污染事件应急评估体系及应急处置技术筛选体系进行综合应用与检验。1.3.3 技术路线 本文的技术路线如图 1-1。哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 9 图 1-1 论文技术路线示意图 收集相关资料 总结国内外研究现状 突发污染事故案例库 机理分析 处置效果分析 时效性分析 影响分析 应急处置技术库 粉末状活性炭应急处理工艺实验研究 突发污染事件应急评估体系 应急处置技术筛选体系 松花江模拟水污染突发事件案例分析 结论与建议 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 10 第2章 河流型饮用水源地突发污染事件案例库构建 由于历史原因，我国产业布局特别是石油化工等产业布局长期以来不甚合理。许多有潜在危险的工厂企业建设在江河水道附近，增加了水源受到污染的风险隐患。除此之外，随着我国交通运输事业的不断发展，公路通车里程及通达区域的不断扩展，危险品运输事故也时有发生，化学品泄漏造成的水源污染也成为另一隐患。水源地突发水污染事件严重威胁供水水源地环境，从而影响供水水质安全。近年来水源地污染事件的发生呈逐年上升趋势。“前车之鉴，后事之师”，对于事件发生原因的认真分析与梳理，将为水源地免受或降低污染事件发生的可能性提供科学依据。为此，本章拟在我国河流型水源地突发污染事件调研分析的基础上，构建污染事件案例库，为应对突发水源地污染事件选用最优应急处置技术提供基础数据。2.1 河流型饮用水源地突发污染事件调查与分析 2.1.1 调查方法与调查时段范围 本课题对于河流型污染事件调查主要是采用查阅媒体新闻报道、文献40、网络搜索等途径，对 1985 年至 2010 年 25 年间可以查阅到的公开报道中所发生的河流型饮用水源地突发污染事件进行不完全统计，并针对不同案例发生的特点、发生原因、污染特征以及造成的影响进行分析。2.1.2 案例统计与分析 2.1.2.1 案例发生频次统计与分析 据不完全统计，我国自 2001 年至 2004 年，水污染事故共计发生 3988 起，其中见诸报道并引起较大社会影响的有 36 起38。如前文所述，2005 年的松花江水污染对公众生命财产安全、国家经济建设及国际形象造成了重大影响，水污染应急相关研究一时间成为研究人员关注的重点，也标志着我国对突发水污染的认识提高到了新的层次。从松花江水污染事件发生以后，国内在近几年又有几百起水污染事故发生，其中大多数可以归结为企业事故性排放和交通运输哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 11 事故。1985 年至 2010 年间，我国共发生河流型饮用水源地突发污染事件 163 起。河流型水源地突发污染事件历年统计结果见图 2-1。图 2-1 河流型水源地突发污染事件频次统计结果 由图 2-1 知，1985 年至 2010 年突发污染事件次数依次为 4、2、5、5、4、2、1、2、4、6、1、2、5、2、2、3、6、4、12、11、12、23、9、17、3、16。总体而言，2001 年以来，我国河流型饮用水源地突发污染事件的数量明显增加，发生频次占统计样本数的 69.3%，表明随着我国经济建设的发展，突发事件的风险也呈增加趋势，从过去的偶发，变为频发与常发态势，另一方面也说明公众对突发污染事件愈发关注，越来越多的事件被曝光出来。2.1.2.2 污染类型分析 对1985年至2010年20余年间查阅到的河流型饮用水源地突发污染事件以污染物类别进行分类，结果列于如下表 2-1 至表 2-4、图 2-2 至图 2-5 中。0510152025425 54212461252 236412111223917316污染事件数年份哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 12 表 2-1 漂浮型有机物污染事件统计 类型 时间 水源 事件 原因 油类污染物 1985.7 湖南临湘长江 86t 含油碱渣污染 工厂泄漏 1988.7 广东广州 重油 20t 流入 工厂泄漏 1989.1 湖北武汉 原油泄漏，供水轻度异常 交通事故 1992.6 重庆长江 柴油 2t 流入 工厂泄漏 1993.2 上海长江 重柴油 100kg 污染事故 1994.12 浙江磐安马蹄坑小河 柴油 300t 流入河滩 交通事故 1997.3 广西南宁邕江 柴油 10t 流入，停水 交通事故 2001.12 广东汕头 柴油流入，停水 交通事故 2002.11 陕西常庆延河 原油 50t 流入 污染事故 2002.12 湖南湘潭湘江 重油 10t 流入，水厂停产几小时 工厂泄漏 2003.2 湖北武昌 油污覆盖 3d 2003.2 湖北武汉枝江 汽油 10t 流入 交通事故 2003.6 南京 重油 500kg 流入 污染事故 2003.8 上海黄浦江 燃油 85t，清理投入 1700 万元 交通事故 2004.7 广东中山 驳船油料流入，停水 交通事故 2004.9 江西赣江 汽油流入 交通事故 2005.5 甘肃兰州黄河 沉淀池油污流入 工厂泄漏 2006.1 河南巩义伊洛河 柴油 6t 流入 交通事故 2006.11 四川泸州长江 柴油 16.945t 流入，停水 工厂泄漏 2007.4 湖北鄂州 煤焦油污染，影响万余人饮水 工厂泄漏 20