2015年锑污染广元市水源水应对措施及效果分析
朱鸿斌1, 毛素玲1, 李波2, 秦岭1, 王艳1, 杨晓松3     
1. 四川省疾病预防控制中心;
2. 广元市疾病预防控制中心;
3. 成都市疾病预防控制中心
摘要: 目的 2015年12月嘉陵江水源水受到上游某锑矿事故性污染,为了解广元市饮用水水源污染情况,开展应急监测,采取应对措施,消减健康危害,并对突发水污染应对措施效果进行分析研究,优化应对策略。方法 制定应急监测方案,采用现场调查及实验室检测相结合进行分析。结果 应急监测发现,进入广元市水源水取水口锑污染水最高值为0.019 3 mg/L,研究形成三项应对措施,保障广元市人民饮水安全:控制上游污染源的排放;启用应急供水水源与嘉陵江水源水混合,降低水源水的锑浓度,监测发现稀释后锑浓度最高下降率为59.6%;改进水处理工艺,降低锑浓度,监测数据表明水源水锑含量0.015 3 mg/L时可以通过新工艺降低至0.001 3 mg/L,新工艺处置后的出厂水锑浓度显著低于水源水(t=7.039,P < 0.001)。结论 通过现场调查和应急监测查明了锑污染来源和污染浓度,对应急监测数据汇总、统计,对污染趋势分析预测,全面掌握水质卫生状况,采取应对措施并及时分析有效性,控制了污染。
关键词:      污染     水源     应急监测     应对措施    
Analytical Investigation on Countermeasures and Effect of Source Water Contamination with Antimony in Guangyuan City in 2015
ZHU Hongbin1, MAO Suling1, LI Bo2, QIN Ling1, WANG Yan1, YANG Xiaosong3     
Abstract: Objectives MIn December 2015, the source of drinking water in Guangyuan city was contaminated with antimony in the upper stream of Jialing River. In order to understand the situation of contamination, the authes carried out emergency monitoring and take measures to reduce health hazards. Methods Making emergency monitoring plan, conducting field investigation and laboratory examination. Results The results of emergency monitoring found that the highest value of antimony in the contaminated raw water in Guangyuan was 0.019 3 mg/L. Three measures were taken to ensure the safety of drinking water in Guangyuan. To control the discharge of antimony from contaminated upstream source; to combine the water source for emergency with that discharge from Jialing River to reduce antimony concentration in drinking water. It found that the maximum rate to decrease antimony concentration after dilution was 59.6%; and to improve the water treatment process to reduce the concentration of the metal. The result of monitoring data indicated that the level of antimony could be reduced 0.015 3 mg/L to 0.001 3 mg/L by these processes. The level of antimony in the tap water after treatment was significantly lower than that in the source water (t=7.039, P < 0.001). Conclusions The source of contamination and the level of antimony were identified through the field investigation and emergency monitoring. By way of the summary and statistics of emergency monitoring data, as wellas analysis and prediction of contamination trend, the sanitary condition and quality of water were grasped in an all-round way. Toke the emergent measures and analyzed the effectiveness in time, the contamination was controlled.
Key words: antimony     pollution     source water     emergency monitoring     countermeasures    

近年随我国经济的发展,厂矿企业日渐增多,由于企业管理不善,发生厂矿事故性污染带来饮用水水源污染的事件也时有报告[1-2]。2015年11月24日凌晨,甘肃省某锑业公司选矿厂含锑尾矿及尾矿水泄漏,经排水涵洞进入太石河。事件造成甘肃省西和县境内太石河至四川省广元市境内嘉陵江与白龙江(嘉陵江支流)交汇处共计约346 km河道锑浓度超标。为了解此次锑矿事故性污染对广元市饮用水的污染状况及影响程度,我们研究制定了应对措施,开展应急监测,并对应对措施效果进行分析和研究,及时调整措施。避免了人群健康危害事件的发生,保障广元市及下游人群的饮水安全。同时为应对类似的饮用水污染事件提供参考。

1 材料和方法

研究对象制定方案对广元市水源水、出厂水、末梢水开展应急监测。

1.1 检测指标

《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[3]中除放射指标外的常规指标及锑(Sb)。

1.2 评价标准

按照《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[3]进行评价。

1.3 采样方法

按照《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750-2006)[4]进行水样的采集、运输、检测。

1.4 主要检测仪器

AFS-230E双道原子荧光光度计(北京海光仪器有限公司);Nex10N350X ICP-MASS(PE珀金埃尔默股份有限公司)。

1.5 统计分析

采用Excel 2010录入数据;运用t检验进行分析。

2 结果 2.1 基本情况

2.1.1 水源事故性污染情况

28日零时对甘陕交界西汉水建村断面水质釆样分析,特征污染物锑检出超标,为0.098 mg/L,超标16.8倍[5],并经陕西进入四川省,川陕界水体锑浓度呈逐渐上升趋势,预计12月7日高峰污染水体进入嘉陵江广元市政供水取水口处。

2.1.2 广元市政供水情况

现场调查发现,广元市城区面积约51.5 km2,人口约50万人,市城区的饮用水主要由西湾、城北、上西、园区、天台、宝轮6个水厂提供,除宝轮水厂外其余五个水厂均以嘉陵江为水源,锑污染水源进入广元市政供水取水口,人群可能会受到健康危害。由于西湾水厂覆盖人口最多,为突出锑污染应急监测发现的问题,后面主要介绍西湾水厂的应急监测情况。

2.2 应急措施及效果分析

2.2.1 控制上游污染源的排放

切断或控制污染源是应急处置的重要措施之一[6]。本次泄露发生后采取,避免尾矿库涵洞出口流水与河水直接混合,采取了对尾矿库溢流井破损口封堵、对尾矿库上游溪水进行截流外排、在尾矿库涵洞出口下方设置6级围堰,对尾矿库涵洞出水进行拦截并投放石灰、絮凝剂处理,以及对太石河主河道进行导流等多项措施。27日,锑污染源头被彻底切断。

2.2.2 启用应急供水稀释受污染的嘉陵江水

调查发现广元市城区内另有一条南河,经应急检测发现水质符合水源水要求,但水量不够,经研究讨论采取了调取南河水与嘉陵江水源水混合作为水源水的应急策略。下表为含锑污染水高峰来临时,对西湾水厂泵房采集的南河及嘉陵江混合后水源水锑浓度数据进行比对分析如表 1。7日12:00稀释后锑浓度下降率达到近60%,7日18:00、8日6:00数据表明稀释后锑浓度下降率近15%。

表 1 锑浓度稀释效果情况表
时间 原:嘉陵江千佛崖锑浓度/(mg/L) 新:南河、嘉陵江并网后的西湾水厂水源水锑浓度/(mg/L) 稀释后锑浓度下降率/%
12月7日12:00 0.010 9 0.004 4 59.6
12月7日18:00 0.016 4 0.014 14.6
12月8日6:00 0.020 0 0.017 1 14.5

2.2.3 研究改变水处理工艺

突发水污染事件发生时,增加水处理工艺,也是应急处置常用措施之一[7-8]。在水厂使用的混凝、沉淀、过滤、消毒的常规工艺新(增)建应急水处理工艺,研究表明用铁盐作为混凝剂对水中锑的去除效果优于铝盐,故将原来使用的聚合氯化铝更换成聚合硫酸铁,同时采取综合沉淀法降低水源水中锑浓度[9],我们开展的应急监测分析发现,当水源水中锑浓度在(0.014 0 ~0.018 8) mg/L的高污染浓度时,制水工艺除锑效率在87%以上,出厂水中锑浓度依然满足国家标准要求。新工艺处置后的出厂水锑浓度显著低于水源水(t=7.039, P<0.001;表 2)。

表 2 制水工艺除锑效果情况表
西湾水厂水源水 西湾水厂出厂水 工艺除锑率/%
时间 锑浓度/
(mg/L)
时间 锑浓度/
(mg/L)
7日18:00 0.014 0 7日22:00 0.001 4 90.0
7日20:00 0.014 1 8日0:00 0.001 1 92.2
7日22:00 0.015 3 8日2:00 0.001 3 91.5
8日0:00 0.013 0 8日4:00 0.001 5 88.5
8日2:00 0.016 5 8日6:00 0.002 0 87.9
8日4:00 0.018 8 8日8:00 0.002 4 87.2

2.2.4 公开信息,科学引导,有效避免社会恐慌

突发锑污染事件发生后,环保、住建委、计生委监测数据信息共享,为应急处置提供了科学依据。同时广元市加强了事件处置宣传工作,通过电视、《广元日报》等媒体向社会发布水质监测信息应对水质污染所采取的各项措施,介绍了饮用水卫生等知识。科学引导公众,有效避免了社会恐慌,确保了社会稳定[10]

2.3 应急监测

2.3.1 设计应急监测方案

设置方案开展应急监测,是突发卫生应急处置的必要环节[11]。为及时掌握污染状况、浓度及影响程度,我们对广元市水源水、出厂水及备用水源开展应急监测。指标为常规指标及重点污染物指标。当锑浓度当低于0.007 mg/L时,每日2次;当锑浓度(0.007~0.010) mg/L时,每日4次;高于0.010 mg/L时,每2h1次。

2.3.2 水源水监测情况

为及时掌握甘肃省西和县境内太石河至四川省广元市境内嘉陵江污染动态和影响程度,在太石河、西汉水、嘉陵江、白龙江设置了14个监测断面,其中几个监测断面情况如表 3所示,可以了解锑污染物在各水体中的变化趋势。

表 3 西汉水至嘉陵江3个监测断面锑污染情况
日期 西汉水甘陕入境 西汉水嘉陵江入口 嘉陵江陕西出境
锑浓度/(mg/L) 超标倍数 锑浓度/(mg/L) 超标倍数 锑浓度/(mg/L) 超标倍数
11月28日 0.107 1 20.42 0.003 4 0 0.002 0
11月29日 0.064 2 11.84 0.131 2 25.24 0.001 2 0
11月30日 0.043 6 7.72 0.177 8 34.56 0.001 4 0
12月1日 0.029 2 4.84 0.156 8 30.36 0.001 4 0
12月2日 0.031 4 5.28 0.137 4 26.48 0.001 4 0
12月3日 0.025 9 4.18 0.106 8 20.36 0.001 5 0
12月4日 0.020 7 3.14 0.061 3 11.26 0.010 9 1.18
12月5日 0.012 3 1.46 0.034 1 5.82 0.025 0 4.00
12月6日 0.013 3 1.66 0.044 5 7.90 0.022 6 3.52

为了解上游污染对广元市饮用水的影响,对广元城区地下水和南河水以及原广元市政供水取水口嘉陵江千佛崖断面开展应急监测,监测结果表明,甘肃省某锑业泄漏性锑污染水体,进入广元市取水口的高峰是8日凌晨,最高值为0.019 3 mg/L(图 1)。

图 1 地下水、南河水、千佛崖断面监测情况

2.3.3 西湾水源水和出厂水监测情况

通过获得的锑污染嘉陵江水源水信息,四川省疾病预防控制中心和广元市疾病预防控制中心共同制定应急检测方案,监测项目为饮用水常规指标和锑(Sb),对广元市出厂水和备用水源开展监测,共检测水样700余份。其中西湾水厂水源水和出厂水中锑的监测结果见图 2

图 2 西湾水源水和出厂水监测情况

3 讨论

锑属于《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[3]中水质非常规指标中的毒理指标,即该化学物质达到一定浓度,会对人体造成健康危害的化学物质。锑对人体胃肠道黏膜有刺激作用和累积作用,如摄入达到中毒剂量,则会引起剧烈呕吐、腹痛、腹泻等症状,三价锑比五价锑化合物毒性更大。锑污染饮用水事件时有发生,对人体健康带来危害[10]

水源水、出厂水和末梢水中锑的标准限值为0.005 mg/L[3],本次突发饮用水安全事件,通过现场调查查明了事件污染来源和途径:污染源为单一污染源(企业泄露所致),经河流和水库对下游造成污染;通过应急监测掌握了污染物浓度,对应急监测数据汇总、统计,对污染趋势分析预测,全面掌握水质卫生状况;高浓度污染团到达广元市前研究讨论形成的三个应急处置措施,并对应对措施实时分析,有效控制了污染,减少了污染对人群健康的影响,保障了广元市50万人的饮用水安全。

鉴于锑矿等矿企仍在开采,污染隐患长期存在,建议沿河长期设置断面监测点,及时掌握水体中锑、镉、铬、铊的检出情况,防治类似污染发生。

本文主要是对广元市应对本次突发锑污染事件的措施和效果进行了分析,若条件允许,还应该继续开展应急处置事件后的风险评估,特别是需高度关注上游陕西西汉水附近的分散式供水受污染的情况,对重污染区域开展锑(Sb)镉(Cd)、铬(Cr)、铊(Tl)等人体健康危害的风险评估[12-13]

现场调查发现嘉陵江是广元市城区自来水厂的主要水源,上游企业多,广元市是四川省一个北面的地级市,人口多,目前直接从嘉陵江取水的方式缺少安全保障,一旦流域发生重大水污染事故,饮用水安全保障困难,为保障居民饮水安全建议强化监测,探索开辟广元市第二水源地[14]

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