洪景濤

1 概述

隨著我國社會、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及環(huán)境污染的加劇,城市飲用水水源地存在水源不足、水污染、水源地安全保障措施薄弱、應(yīng)急能力低等諸多問題。長江下游區(qū)域是我國經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū),也是水污染問題較為嚴(yán)重的區(qū)域之一。本文對長江下游區(qū)域水源突發(fā)性污染狀況和產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析,對應(yīng)急水處理技術(shù)進(jìn)行了分類和綜述,針對不同的突發(fā)性污染物類型提出相應(yīng)的應(yīng)急處理措施,以期為長江下游區(qū)域供水企業(yè)應(yīng)對突發(fā)性水污染事件和安全供水提供技術(shù)支持和知識儲備。

2 長江下游區(qū)域水源突發(fā)性污染來源分析

2.1 航運(yùn)、船舶事故對水源地的污染

長江航運(yùn)業(yè)十分發(fā)達(dá),長江航運(yùn)干線擁有港口220個,通航支流3 600余條,通航總里程 8.6萬km,水運(yùn)企業(yè)2 500余家,船舶11萬多艘,很有可能發(fā)生船只碰撞等事故,導(dǎo)致石油、有毒有害化工業(yè)品等泄露從而污染長江水源[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì),1990年～2001年長江干流共發(fā)生大事故27起,2003年上海一艘硫酸運(yùn)輸船沉沒,周圍20 m左右水域受到污染,2004年長江南京段發(fā)生撞船事故,80多噸有毒易燃化學(xué)品滲入江中[2],有毒化學(xué)品對水資源及水生生物造成損害的嚴(yán)重性不容忽視。

2.2 化工企業(yè)突發(fā)性事故、污水排放等對水源地的污染

長江下游區(qū)域是我國經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)之一,沿岸各城市紛紛將高能耗、高水耗、重污染的重化工企業(yè)設(shè)置在長江兩岸,使長江流域水環(huán)境安全壓力和污染風(fēng)險(xiǎn)日益增大,這些企業(yè)沿江而立,若發(fā)生工廠爆炸、泄露等事故,或者污水排放控制不當(dāng),隨時都有可能發(fā)生突發(fā)性水污染事故,流入長江的化工原料、有毒有害物質(zhì)就很容易對下游長江飲用水源造成污染。近年來長江流域相繼發(fā)生了四川沱江氨氮污染事件(2004年)、湖南湘江鎘污染事件(2006年)、湖南岳陽砷污染事件(2006年)等重大突發(fā)性水污染事故。

此外為追求經(jīng)濟(jì)利益,在部分地區(qū)企業(yè)偷排污水事件仍有發(fā)生,給飲用水水源地造成威脅。2008年12月江蘇泰興某化工廠直排生產(chǎn)廢水,導(dǎo)致飲用水源出現(xiàn)怪味,自來水受到污染[3]。

2.3 湖泊富營養(yǎng)化對水源地的污染

近年來,長江下游流域內(nèi)的湖泊富營養(yǎng)化程度不斷提高,太湖營養(yǎng)化面積占全湖的70%以上,富營養(yǎng)和重營養(yǎng)化面積占10%,20世紀(jì)90年代以后,藻類大量繁殖,每年夏、秋季節(jié)均有“水華”爆發(fā)[1]。2007年5月,太湖區(qū)域藍(lán)藻提前爆發(fā),無錫自來水南泉水源地的水質(zhì)突然惡化,造成自來水廠無法處理,自來水水質(zhì)發(fā)臭,嚴(yán)重影響了生產(chǎn)、生活,至6月3日才恢復(fù)飲用水正常供應(yīng)[4]。2007年6月安徽巢湖北岸湖面聚集大量藍(lán)藻,給附近水廠取水口造成輕度污染[1]。

3 針對突發(fā)水污染的應(yīng)急處理技術(shù)及對策

在對長江下游區(qū)域突發(fā)性水污染來源分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)污染物的性質(zhì)及其應(yīng)急處理的技術(shù)特性,可以把有關(guān)應(yīng)急處理技術(shù)分為以下4類[5]:

1)應(yīng)對可吸附有機(jī)污染物的活性炭吸附技術(shù):充分利用活性炭的吸附性能,可有效去除苯系物、酚類等有機(jī)污染物。2)應(yīng)對金屬、非金屬污染物的化學(xué)沉淀技術(shù):通過投加鋁鹽、鐵鹽或者相應(yīng)的化學(xué)絮凝劑,反應(yīng)生成沉淀而去除。3)應(yīng)對可氧化污染物的化學(xué)氧化技術(shù):采用臭氧、高錳酸鉀等氧化劑,將污染物氧化去除。4)應(yīng)對微生物污染的強(qiáng)化消毒技術(shù):采用UV輻射、一氯氨等強(qiáng)化消毒技術(shù)去微生物。

3.1 應(yīng)對可吸附有機(jī)污染物的活性炭吸附技術(shù)

當(dāng)前飲用水處理中大量使用活性炭來吸附去除臭味、藻毒素、合成有機(jī)物、內(nèi)分泌干擾物、消毒副產(chǎn)物以及其前驅(qū)物。去除可吸附的有機(jī)污染物(如苯類、酚類等),首選的應(yīng)急處理技術(shù)是采用活性炭吸附,以發(fā)揮活性炭的吸附能力,從而將污染物去除。

張曉健[5]在對2005年松花江水污染事件應(yīng)急技術(shù)總結(jié)中指出,應(yīng)急處理中取得成功的關(guān)鍵是在取水口處投加粉末活性炭,同時對現(xiàn)有水廠中的砂濾池進(jìn)行應(yīng)急改造,挖出部分砂濾料,新增粒狀活性炭濾層。這樣就形成了由粉末活性炭和粒狀活性炭構(gòu)成的多重安全屏障的應(yīng)急處理工藝,即在取水口處投加粉末活性炭,在源水從取水口流到凈水廠的輸水管道中,用粉末炭去除水中絕大部分可吸附的有機(jī)污染物,再利用凈水廠內(nèi)改造的炭砂濾池,進(jìn)一步去除剩余的有機(jī)污染物,從而確保供水水質(zhì)。

3.2 應(yīng)對金屬、非金屬污染物的化學(xué)沉淀技術(shù)

化學(xué)沉淀技術(shù)是處理地表水源的常用方法,在應(yīng)對金屬、非金屬突發(fā)性污染的處理過程中,調(diào)整水廠混凝處理的pH值,選擇合適的絮凝劑使污染物生成絮體,最后通過沉淀得以去除。針對不同的污染物類型,需要通過試驗(yàn)來選擇絮凝劑和確定合適的投加量。

當(dāng)發(fā)生突發(fā)性鎘污染時,由于鎘離子在堿性條件下可以形成難溶的氫氧化鎘和碳酸鎘沉淀物,因此應(yīng)對鎘污染的應(yīng)急技術(shù)措施是在弱堿性條件下投加鋁鹽或鐵鹽混凝后可以將鎘沉淀去除。根據(jù)2005年廣東韶關(guān)北江鎘污染突發(fā)性事件成功應(yīng)對的經(jīng)驗(yàn),首先加堿把原水調(diào)成弱堿性,要求混凝反應(yīng)的pH值控制在9.0左右,在弱堿性條件下進(jìn)行混凝、沉淀、過濾的凈水處理,以礬花絮體吸附去除水中的鎘,最后將pH值再調(diào)回正常。反應(yīng)過程如下:

當(dāng)發(fā)生突發(fā)性汞污染時,汞離子在弱堿性條件下可與硫化鈉反應(yīng)生成硫化汞沉淀,因此應(yīng)對汞污染的應(yīng)急技術(shù)措施是投加適量石灰,調(diào)節(jié)pH值為弱堿性,后加入硫化鈉形成黑色的硫化汞膠體顆粒,最后沉淀去除,過量的硫化鈉可投加高錳酸鉀去除。反應(yīng)過程如下:

3.3 應(yīng)對可氧化污染物的化學(xué)氧化技術(shù)

以高錳酸鉀為代表的高級氧化技術(shù)日益受到人們的關(guān)注,并在微污染源水預(yù)處理、強(qiáng)化混凝、去除藻類有機(jī)物等方面取得良好的實(shí)際應(yīng)用效果。其他可選擇的氧化劑還包括氯、臭氧等。

2007年太湖藍(lán)藻爆發(fā)突發(fā)性水污染事件中,自來水有濃烈的爛圓白菜味,經(jīng)分析產(chǎn)生臭味的物質(zhì)是硫醇、硫醚類化合物,所確定的除臭應(yīng)急處理工藝是:在取水口處投加高錳酸鉀(3 mg/L～5 mg/L),在輸水過程中氧化可氧化的致臭物質(zhì)和污染物;再在凈水廠絮凝池前投加粉末活性炭(30 mg/L～50 mg/L),吸附水中可吸附的其他臭味物質(zhì)和污染物,并分解可能殘余的高錳酸鉀,經(jīng)過應(yīng)急處理,自來水恢復(fù)到藍(lán)藻爆發(fā)之前的正常水平[4]。

3.4 應(yīng)對微生物污染的強(qiáng)化消毒技術(shù)

通過在水處理前端設(shè)置投加消毒劑,在強(qiáng)化對微生物消毒效果的同時,作為氧化劑還可以去除或有利于去除水中的一些化學(xué)物,如:易氧化的農(nóng)藥、溶于水的化合物等?？蛇x擇投加的消毒劑有:氯、臭氧、二氧化氯、氯胺、紫外線輻照等。在汶川地震災(zāi)后應(yīng)急供水處理中,為確保飲用水微生物安全,通過加大消毒劑投加量和延長消毒接觸時間來強(qiáng)化消毒效果,出廠水余氯由原有的0.4 mg/L～0.7 mg/L提高到0.8 mg/L～1.2 mg/L,一些使用二氧化氯的水廠也把二氧化氯余量從0.10 mg/L提高到0.12 mg/L[6]。

4 結(jié)語

1)水源突發(fā)性污染事件是直接關(guān)系到城鄉(xiāng)供水安全和社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)正常運(yùn)行的重大問題。供水企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)本區(qū)域的供水實(shí)際,編制《城鎮(zhèn)供水應(yīng)急技術(shù)手冊》,制訂供水突發(fā)性污染事故的應(yīng)急預(yù)案,完善水處理應(yīng)急處理工藝,建立應(yīng)急水質(zhì)檢測指標(biāo)體系。

2)供水企業(yè)應(yīng)做好對各類應(yīng)急物資的儲備,如凈水材料、相關(guān)設(shè)備等,以便及時應(yīng)對突發(fā)情況,做到防范于未然。

[1] 汪明娜,汪 達(dá).長江水污染事故成因及處理對策探討[J].水資源保護(hù),2004,7(1):57-59.

[2] 張 勇,王東宇,楊 凱.1985年～2005年中國城市水源地突發(fā)污染事件不完全統(tǒng)計(jì)分析[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào),2006,6(2):79-83.

[3] 郭向楠,張 勇.2007年～2008年中國城鄉(xiāng)飲用水源突發(fā)污染事件統(tǒng)計(jì)及分析[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào),2009,9(3):183-192.

[4] 張曉健,張 悅,王 歡,等.無錫自來水事件的城市供水應(yīng)急除臭處理技術(shù)[J].給水排水,2007,33(9):7-12.

[5] 張曉健.松花江和北江水污染事件中的城市供水應(yīng)急處理技術(shù)[J].給水排水,2006,32(6):6-12.

[6] 張曉健,陳 超,李 偉,等.汶川地震災(zāi)區(qū)城市供水的水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)和應(yīng)急處理技術(shù)與工藝[J].給水排水,2008,34(7):7-13.