楊通銓 喻陽華 劉鴻雁

(1.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院， 貴陽 550025； 2.貴陽市兩湖一庫管理局， 貴州 清鎮(zhèn) 551400；3.貴州大學(xué)林學(xué)院， 貴陽 550025)

貴州省紅楓湖飲用水源地環(huán)境風(fēng)險評價與防范*

楊通銓1,2喻陽華3劉鴻雁1

(1.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院， 貴陽 550025； 2.貴陽市兩湖一庫管理局， 貴州 清鎮(zhèn) 551400；3.貴州大學(xué)林學(xué)院， 貴陽 550025)

采用定性評價評分值疊加法，在紅楓湖飲用水源地環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)上，從固定源、流動源和非點源三方面風(fēng)險源對紅楓湖飲用水源地環(huán)境風(fēng)險進行識別與分析，并進行環(huán)境風(fēng)險評價，提出了水源地風(fēng)險防范對策建議。評價結(jié)果表明，紅楓湖的整體環(huán)境風(fēng)險水平較高，固定源、流動源和非點源總分值分別為21、19和15。其中：船舶的風(fēng)險值為3，在環(huán)境風(fēng)險可接受范圍；加油站為6，應(yīng)做好儲油罐及管道防腐防滲等防范措施；尾礦庫、陸運和非點源分別為15、16和15，應(yīng)采取加大尾礦庫資源綜合利用，強化陸運危化品管理，加強面源污染治理等風(fēng)險應(yīng)急措施，保障水源地環(huán)境安全。

紅楓湖；水源地；風(fēng)險識別；風(fēng)險評價；防范措施

近年來我國飲用水源地突發(fā)環(huán)境污染事件的發(fā)生頻率及危害呈逐年上升之勢，嚴重威脅著居民飲水安全。這些突發(fā)環(huán)境污染事件與常規(guī)污染相比，具有危害緊急性、不確定性以及需快速響應(yīng)性等特征[1-2]。據(jù)統(tǒng)計，“十一五”期間全國共發(fā)生飲用水突發(fā)事件187起(其中重特大突發(fā)環(huán)境事件38起)，僅2006—2008年發(fā)生飲用水突發(fā)環(huán)境事件56起，共涉及20省的70余縣(市)，影響近500萬人飲水安全[3]。據(jù)《2013中國環(huán)境狀況公報》顯示，全國十大水系水質(zhì)1/2以上污染，31個大型淡水湖泊17個污染，309個地級及以上城市的835個集中式飲用水源地達標率為97.3%[4]。隨著社會發(fā)展和城市化進程加快，水污染、水資源短缺、水生態(tài)惡化等問題日趨嚴重，已對人類的生存安全構(gòu)成重大威脅，極大程度影響著人類健康、經(jīng)濟和社會發(fā)展。因此，飲用水源地作為高敏感環(huán)境風(fēng)險受體，其環(huán)境安全和風(fēng)險防范管理受到了前所未有的關(guān)注，已成為環(huán)境保護工作的主要內(nèi)容之一[5]。

環(huán)境風(fēng)險評價是指人為活動引發(fā)的危害對人體健康、社會經(jīng)濟、生態(tài)系統(tǒng)等所造成的可能損失進行評估，并據(jù)此進行管理和決策的過程[6]。國外開始于20世紀70年代，由初期的健康風(fēng)險到事故風(fēng)險評價再到生態(tài)風(fēng)險評價[7-8]，已形成相對成熟和完善的評價方法和體系[9-10]；我國起步稍晚，始于20世紀80年代末，由最初介紹及應(yīng)用國外研究成果轉(zhuǎn)向研究和規(guī)范評價方法[11]。在飲用水源環(huán)境應(yīng)急管理工作滯后的背景下，開展風(fēng)險評價能夠定量評價水中污染物對人體健康與生態(tài)系統(tǒng)的危害程度及潛在污染源對飲用水源的危害程度，進而為飲用水源的環(huán)境管理和污染防范提供決策和依據(jù)[12]。然而，目前我國對飲用水源地的風(fēng)險評價集中在水源地的水質(zhì)和水量等方面，對水源地生態(tài)狀況、污染源現(xiàn)狀和環(huán)境監(jiān)管等涉及到水源地供水安全因素進行風(fēng)險評價的報道甚少[13]。紅楓湖作為貴陽市的重要飲用水源地，其水質(zhì)已由2007年的Ⅴ類、劣Ⅴ類提升至2014年的Ⅲ類、局部Ⅱ類，但由于保護區(qū)內(nèi)仍存在的農(nóng)業(yè)面源、工業(yè)污染源以及其它污染源，成為影響飲用水源水質(zhì)的潛在安全隱患。因此，開展貴州省紅楓湖水源地環(huán)境風(fēng)險評價與防范，識別污染源的危害程度，可為保護飲用水源提供決策依據(jù)和資料支撐。

1 研究區(qū)概況

紅楓湖是貴陽市重要飲用水源地，屬烏江水系支流貓?zhí)犹菁夐_發(fā)的龍頭水庫，也是喀斯特高原深谷型湖庫，位于貴州省清鎮(zhèn)市、平壩縣和西秀區(qū)境內(nèi)(106°19′～106°28′E， 26°26′～26°35′N)，貴昆鐵路、清(鎮(zhèn))黔(西)公路傍湖而過。該湖于1960年建成，以溶丘地貌為特色，由北湖、南湖、后湖、中湖組成，主要入湖支流有羊昌河、麻線河、后六河和桃花源河，流域面積1 596 km2，湖域面積57.2 km2，總庫容6.01億m3。經(jīng)歷60余年的發(fā)展，已從建庫時單一的調(diào)蓄功能擴展為飲水、工農(nóng)業(yè)用水、旅游、發(fā)電等多種功能，供應(yīng)著貴陽市120余萬人的飲水[14-15]。

2 評價方法

2.1 風(fēng)險評價流程及方法

按照《集中式飲用水水源環(huán)境保護指南(試行)》[16]，飲用水源評價方法有風(fēng)險值定性評價和風(fēng)險值定量評價。本次評價主要采用風(fēng)險值定性評價，其風(fēng)險評價流程見表1。

2.2 風(fēng)險評價指標

風(fēng)險源包括固定源、流動源、非點源。根據(jù)潛在風(fēng)險源的在線量或貯量，其評價指標及評分值見表2、3、4[16]。

2.3 風(fēng)險值計算及評價

根據(jù)風(fēng)險源所在保護區(qū)的影響程度和影響范圍，按照固定源、流動源和非點源分別對水源存在的風(fēng)險進行源項分析及評價。計算方法如下：

Rp=P1+P2+P3

Rf=F1+F2+F3

Ry=Y1+Y2+Y3

式中：P、F、Y分別為固定源、流動源、非點源的評分值。

一般來說，當Rp(或Rf、Ry)≤3 時，作為可接受程度的背景值；當39 時，應(yīng)采取風(fēng)險應(yīng)急措施[16]。

表1 飲用水水源污染事件風(fēng)險評價流程

表2 固定源評價指標及評分值(Rp)

表3 流動源評價指標及評分值(Rf)

表4 非點源評價指標及評分值(Ry)

3 結(jié)果與分析

3.1 風(fēng)險源分析

3.1.1 固定源

固定源主要包括工礦企事業(yè)單位、石油化工企業(yè)及運輸石化、化工產(chǎn)品的管線、污水處理廠、尾礦庫等[17]。根據(jù)調(diào)查，紅楓湖保護區(qū)內(nèi)有工業(yè)企業(yè)16家，無石油化工及工礦企事業(yè)單位，水源地一、二級保護區(qū)無工業(yè)排口；其涉及風(fēng)險源主要來源于尾礦庫2個(位于二級保護區(qū)的天峰磷石膏渣場和一級保護區(qū)的清鎮(zhèn)電廠粉煤灰場)、加油站5個(其中二級保護區(qū)內(nèi)1個、準保護區(qū)內(nèi)4個)，風(fēng)險源分布如圖1。

圖1 紅楓湖飲用水源地水系及風(fēng)險源分布

天峰磷石膏渣場始建于1970年，是貴州天峰化工有限責任公司磷胺生產(chǎn)線所產(chǎn)生的大量磷石膏廢渣堆放點，位于平壩縣高峰鎮(zhèn)黃貓村雞窩坡羊昌河畔，占地0.062 km2，現(xiàn)有磷石膏約為70萬m3，最大堆高20 m。由于經(jīng)濟原因，渣場在擴大過程中，沒有將防滲區(qū)相應(yīng)擴大，且對于滲濾液處理處置不當，浸出大量N、P隨地表徑流流入紅楓湖重要支流羊昌河，成為紅楓湖主要的潛在污染源。據(jù)2008年貴州省山地環(huán)境信息系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境保護重點實驗室提供的《羊昌河調(diào)查報告》顯示，該磷石膏渣場滲漏、溢出、浸出TP為100 t/a，TN 200 t/a。

清鎮(zhèn)電廠粉煤灰場是貴州華電清鎮(zhèn)發(fā)電有限公司(清鎮(zhèn)發(fā)電廠)燃煤發(fā)電產(chǎn)生的粉煤灰廢棄物堆放點，位于清鎮(zhèn)市紅楓湖鎮(zhèn)塘邊村，始建于1970年，占地1.2 km2，堆有粉煤灰渣1 780萬m3。該貯存粉煤灰堆場，長期以來由于未將其納入尾礦庫安全管理范疇，致使粉煤灰?guī)煸谠O(shè)計、施工、運行管理及閉庫后，存在隱患和薄弱環(huán)節(jié)。粉煤灰堆場發(fā)生泄露時，大量Si、Al、Fe、Ca、Mg、K及Na等氧化物及懸浮物進入紅楓湖。

加油站的環(huán)境風(fēng)險是指油品在運輸、貯存和使用過程中，物料在失控狀態(tài)下發(fā)生的突發(fā)事故對環(huán)境(或健康)的危害程度。其風(fēng)險來源于加油站發(fā)生溢油、泄漏或爆炸，使其燃油隨地表徑流或消防水進入環(huán)境，污染紅楓湖水體。

3.1.2 流動源

流動源主要來自于運輸危險廢物、危險化學(xué)品及其他影響飲用水安全物質(zhì)的車輛、船舶等交通工具[16]。根據(jù)調(diào)查，穿越紅楓湖保護區(qū)公路總長191 km(穿越二級保護區(qū)公路51 km、準保護區(qū)三級公路140 km，跨湖主干橋梁2座)、航行準保護區(qū)旅游船舶124艘。紅楓湖大橋建成于2004年，橋長654 m，塔高96.8 m，湖面跨徑185 m，設(shè)計行車速度120 km/h，是滬瑞國道主干線(貴州境內(nèi))清鎮(zhèn)至鎮(zhèn)寧高速公路跨越紅楓湖的一座特大橋梁；花漁洞大橋建成于1991年，跨徑150 m，設(shè)計行車速度60 km/h，是貴陽至黃果樹高等級公路(清鎮(zhèn)市境內(nèi))主要通道。其陸運風(fēng)險源主要來自于運輸危險化學(xué)品發(fā)生交通事故時，有毒有害物質(zhì)泄漏隨公路路面徑流進入湖庫；船舶風(fēng)險來源于機艙艙底污水、壓艙水、洗艙水及事故造成的跑油與溢油污染。

3.1.3 非點源

紅楓湖水源地的非點源風(fēng)險源主要是農(nóng)業(yè)用地和居民點[17]。紅楓湖保護區(qū)有耕地65.52 km2(其中：一級為0.92 km2、二級為17.20 km2、準保護區(qū)為47.40 km2，分別占土地面積的5.4%、16.80%和15.8%)，分布有83個自然村寨12.33萬人。據(jù)測算，2014年農(nóng)業(yè)化肥施用總量14.7×103t/a；農(nóng)村生活污水排放總量為3 600.36×103t/a，垃圾產(chǎn)生總量36.0×103t/a，COD 738.08 t/a、TN 225.03 t/a、TP 19.81 t/a、NH3-N 180.01 t/a。由于農(nóng)田殘留的化肥以及生活污水等隨徑流進入庫區(qū)，使湖泊中的N、P含量增加，誘發(fā)水體富營養(yǎng)化，直接影響富營養(yǎng)化進程[18]。農(nóng)村生活面源污染物排放情況見表5。

表5 紅楓湖農(nóng)村生活面源污染物排放測算值

3.2 風(fēng)險評估結(jié)果

根據(jù)風(fēng)險源指標及評分值，按照評分值疊加法[16]，對紅楓湖飲用水源地進行定性評價，由表6可知，紅楓湖的整體環(huán)境風(fēng)險程度較高，其固定源、流動源和非點源總分值分別為21、19和15，均滿足Rp(或Rf、Ry)>9條件，應(yīng)采取風(fēng)險應(yīng)急措施。

表6 紅楓湖水源地風(fēng)險評價結(jié)果

4 結(jié)論

結(jié)果顯示，尾礦庫、加油站、陸運、船舶和非點源的評分值分別為15、6、16、3和15，其原因如下：(1) 磷石膏渣場及粉煤灰場因降雨后固態(tài)磷石膏及粉煤灰形成淋溶液或滲濾液進入巖體，再通過地表徑流進入水源，因此其風(fēng)險值較大；(2) 加油站因多數(shù)位于準保護區(qū)，且有較完備的截污系統(tǒng)及應(yīng)急預(yù)案，故風(fēng)險值較小；(3) 陸運風(fēng)險源直接位于庫區(qū)，且有橋梁橫跨紅楓湖，無污染控制措施，污染物將迅速進入水源，導(dǎo)致風(fēng)險值較高；(4) 船舶均位于準保護區(qū)，因主要作為旅游交通工具，無有毒有害物質(zhì)運輸，故風(fēng)險值較小；(5) 非點源由于農(nóng)村生活面源污染及農(nóng)藥、化肥等化學(xué)合成物質(zhì)使用不當，殘留成分會經(jīng)地表徑流進入水體，污染水源，帶來環(huán)境風(fēng)險。

因此，對于上述風(fēng)險源，需采取以下措施加以防范：(1) 完善加油站的風(fēng)險防范措施，做好防腐防滲處理及應(yīng)急池的維護，防止油污廢水外排污染水源。(2) 加大稅收、財政、投融資、技術(shù)等政策支持力度，加快推進天峰磷石膏渣場和清鎮(zhèn)電廠粉煤灰場資源綜合利用，逐步消減尾礦庫對紅楓湖水質(zhì)的影響。(3) 加強陸運危險化學(xué)品運輸管理，設(shè)置應(yīng)急處理池、交通事故污水收集池等，防范交通事故導(dǎo)致的?；沸孤19]。(4) 因地制宜，加強對紅楓湖上游面源污染的治理，大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，建立森林緩沖區(qū)，減少暴雨期間入庫污染負荷。(5) 加強對水源地風(fēng)險源監(jiān)管，加快水源地自動在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)，對水源地及風(fēng)險源附近水質(zhì)進行實時監(jiān)控。

通過對紅楓湖飲用水源地進行定性評價，紅楓湖的整體環(huán)境風(fēng)險程度較高，主要表現(xiàn)在紅楓湖保護區(qū)內(nèi)的尾礦庫、道路交通(陸運)以及農(nóng)村面源污染的風(fēng)險程度較高，應(yīng)加快水源地自動在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)，加強水源地風(fēng)險源監(jiān)管，加大尾礦庫資源綜合利用，強化陸運危化品管理，加強面源污染治理等措施，降低風(fēng)險事故的發(fā)生；同時，對周邊的加油站應(yīng)做好防腐防滲措施，并加強湖庫船舶管理，防止油污污染。

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Environmental risk assessment and prevention of drinking water source of Hongfeng Lake in Guizhou

Yang Tongquan1,2, Yu Yanghua3, Liu Hongyan1

(1.College of Resources and Environmental Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025；2. Forestry College, Guizhou University, Guiyang 550025；3. Administration of the Hongfeng Lake, Baihua Lake and Aha Reservoir of Guiyang City, Qingzhen 551400, China)

in this paper, we identified and analyzed environmental risk from stationary, mobile and non-points sources for drinking water source in Hongfeng Lake based on survey on environmental status quo in given areas. And an environmental risk assessment was further conducted based on a qualitative approach of risk scores superposition. The results show that the overall level of environmental risk in Hongfeng Lake is relatively high, of which the total points of stationary source, mobile source and non-point source are 21, 19 and 15 respectively. The risk scores for ships are 3, indicating an acceptable risk level, while the risk scores of gas station are 6, implying that measures should be taken to treat the corrosion and seepage of oil tanks and pipelines. The risk scores of tailings, land transportation and non-point source are 15, 16 and 15 respectively, which represent a warning level, indicating that to ensure the safety of water environment, it is urgent to improve the comprehensive utilization level for tailings resources, to strengthen the management on land transportation of dangerous chemicals, and to intensify the risk emergency measures on non-point source pollution.

Hongfeng Lake；drinking water source；risk identification；risk assessment；precautionary measure

2015-06-19；2015-07-07修回

楊通銓，男，1984年生，碩士，研究方向：飲用水源保護。E-mail：traveler007@qq.com

劉鴻雁，教授，碩士生導(dǎo)師。E-mail：2568510503@qq.com

X820.4

： A

* 貴州省重大科技專項(黔科合重大專項字[2012]6013-7號)