摘" 要：水污染預(yù)警溯源是水環(huán)境安全保障和質(zhì)量改善的重要抓手。傳統(tǒng)的水環(huán)境監(jiān)管大多依靠常規(guī)水質(zhì)參數(shù)和特征污染物的在線或者人工監(jiān)測，但其只能反映一些污染物總量和特定的污染物濃度，無法精準(zhǔn)給出污染源的信息，導(dǎo)致在河流斷面、工業(yè)園區(qū)和飲用水源地等場景下存在監(jiān)管的薄弱環(huán)節(jié)。昆明市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)作為典型的工業(yè)園區(qū)，精細(xì)化水質(zhì)監(jiān)管措施存在一定短板。該文基于三維熒光光譜水質(zhì)指紋污染預(yù)警溯源技術(shù)，以昆明市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)（東區(qū)）工業(yè)園區(qū)開展的水質(zhì)污染源預(yù)警溯源項目為例，探討工業(yè)園區(qū)水質(zhì)污染源精細(xì)化監(jiān)管手段的實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：水污染物；精準(zhǔn)溯源；水指紋；工業(yè)園區(qū)；水質(zhì)監(jiān)管

中圖分類號：X131.2" " " 文獻標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2025）03-0173-04

Abstract： The traceability of water pollution early warning is an important starting point for ensuring water environment safety and quality improvement. Traditional water environment supervision mostly relies on online or manual monitoring of conventional water quality parameters and characteristic pollutants， but it can only reflect the total amount of some pollutants and specific pollutant concentrations， and cannot accurately provide information on pollution sources， resulting in weak links in supervision in scenarios such as river sections， industrial parks and drinking water sources. As a typical industrial park， Kunming City High-tech Development Zone has certain shortcomings in refined water quality supervision measures. Based on the three-dimensional fluorescence spectrum water quality fingerprint pollution early warning traceability technology， this paper takes the water pollution source early warning traceability project carried out in the Industrial Park of Kunming City Hi-Tech Development Zone （East District） as an example to discuss the realization of refined supervision methods for water pollution sources in the industrial park.

Keywords： water pollutant; accurate traceability; water fingerprint; industrial park; water quality supervision

隨著水污染防治工作進入“三水統(tǒng)籌”階段，科技創(chuàng)新在水污染防治與水生態(tài)環(huán)境保護中的關(guān)鍵作用越發(fā)突出，《重點流域水生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》提出：要加強監(jiān)督管理，加強水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測評估，健全以自動監(jiān)測為主，手工監(jiān)測為輔的地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測評價體系，開展水污染物溯源、新污染物監(jiān)測等研究。2021年生態(tài)環(huán)境部組織編制了《入河排污口監(jiān)督管理技術(shù)指南 溯源總則（征求意見稿）》，將“水質(zhì)指紋方法”列入主要溯源技術(shù)方法。2022年11月，為進一步支撐精準(zhǔn)、科學(xué)、依法治污，規(guī)范基于三維熒光光譜的水質(zhì)指紋污染預(yù)警溯源技術(shù)，指導(dǎo)地方精準(zhǔn)識別水污染來源，推動解決水污染源識別難題。中國環(huán)境監(jiān)測總站制定并印發(fā)了《基于水質(zhì)熒光指紋的污染溯源監(jiān)測技術(shù)指南（試行）》（總站水字〔2022〕467號）。

水質(zhì)熒光指紋的技術(shù)原理：水中含有大量的熒光物質(zhì)，如藥物殘留、代謝產(chǎn)物、油脂、蛋白質(zhì)和表面活性劑等，這些污染物在一定波長入射光的照射下，會發(fā)射出具有一定波長的光，這種光我們稱作熒光。受到不同程度污染的水樣因其污染成分組成和含量的不同，具有其特有的熒光光譜，具有與水樣一一對應(yīng)的特點，就像人的指紋具有唯一性一樣，所以被稱為“水質(zhì)指紋”，通過水質(zhì)指紋比對可以迅速找到污染源，為精準(zhǔn)治污指明方向。

目前昆明市共有13個產(chǎn)業(yè)園區(qū)，分布在全市各轄區(qū)，典型的工業(yè)園區(qū)如高新區(qū)、經(jīng)開區(qū)、安寧產(chǎn)業(yè)園區(qū)（安寧片區(qū)、?？谄瑓^(qū)、晉寧片區(qū)）等，各園區(qū)形成了各具特色的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，以高新區(qū)為例，作為昆明產(chǎn)業(yè)園區(qū)的“兩核”之一，創(chuàng)新要素密集、新興產(chǎn)業(yè)聚集，主要以生物醫(yī)藥為主導(dǎo)，且“十四五”期間要培育為昆明市生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)集群的典型，帶動其他區(qū)域的發(fā)展。全國污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)管理與共享平臺顯示：目前高新區(qū)共有排污許可證發(fā)證企業(yè)47家，其中重點管理企業(yè)25家、簡化管理企業(yè)22家，47家企業(yè)中涉及化學(xué)試劑生產(chǎn)及制藥相關(guān)企業(yè)16家。

高新區(qū)境內(nèi)主要河流為南沖河與梁王河，主要湖庫壩塘有橫沖水庫、白云水庫、韶山水庫、馬金鋪水庫和化城塘。梁王河為南沖河的上游河道，南沖河為入滇河道，全區(qū)范圍均在滇池流域內(nèi)，因此水環(huán)境監(jiān)管壓力主要來自于涉水工業(yè)源。目前高新區(qū)境內(nèi)河道無國控自動監(jiān)測站點，省控監(jiān)測站點為梁王河-高新大道，轄區(qū)內(nèi)水環(huán)境自動化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)尚不完善。同時，雨季面臨突發(fā)性水污染事故的風(fēng)險，存在應(yīng)急監(jiān)測能力不足等問題。若出現(xiàn)水污染事件，僅通過常規(guī)監(jiān)測手段很難準(zhǔn)確追溯到污染源，人為采樣排查耗時費力且效果不理想。現(xiàn)有的監(jiān)測能力無法有效支撐園區(qū)內(nèi)水環(huán)境監(jiān)管的實際需求。

1" 項目基本情況

云南省生態(tài)環(huán)境廳駐昆明市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站牽頭，對昆明市高新區(qū)（東區(qū)）工業(yè)園區(qū)存在的水環(huán)境問題開展污染源預(yù)警溯源技術(shù)研究探索，項目主要是在昆明市高新區(qū)東區(qū)建設(shè)預(yù)警溯源在線站1個，站房內(nèi)包含水質(zhì)預(yù)警溯源儀、配套預(yù)處理設(shè)備、集成設(shè)施和輔助設(shè)施等。自動監(jiān)測站點位于昆明市高新區(qū)水質(zhì)凈化廠進水口，2023年8月開始施工，2023年10月完成水質(zhì)自動預(yù)警溯源儀主機和配套的預(yù)處理設(shè)備，以及相關(guān)附屬設(shè)備的安裝。設(shè)施設(shè)備情況見表1。

本項目自2023年7月采集10家涉水排放企業(yè)（主要為工業(yè)企業(yè)）的水樣，建立“污染源水質(zhì)指紋數(shù)據(jù)庫”。水質(zhì)指紋數(shù)據(jù)庫的建立包括污染源調(diào)研、污染源采樣、水質(zhì)指紋分析測試和水質(zhì)指紋數(shù)據(jù)庫建庫等環(huán)節(jié)。具體數(shù)據(jù)庫建立過程如下：對采集水樣進行預(yù)處理后，利用預(yù)警溯源儀自動進樣和測試。利用專業(yè)水污染預(yù)警溯源軟件，分析和提取水樣的水質(zhì)指紋，建立重點企業(yè)水質(zhì)指紋數(shù)據(jù)庫。水指紋數(shù)據(jù)庫建庫流程詳見表2，水指紋圖譜參如圖1所示。

項目技術(shù)特點如下：水污染預(yù)警溯源自動監(jiān)測站采用水質(zhì)自動預(yù)警溯源系統(tǒng)，并基于水質(zhì)指紋識別建立了精準(zhǔn)的水質(zhì)指紋數(shù)據(jù)庫，當(dāng)水質(zhì)異常時，能夠?qū)崿F(xiàn)早期預(yù)警和快速溯源。預(yù)警溯源系統(tǒng)以光譜監(jiān)測和識別技術(shù)為核心，融合大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等智能技術(shù)，與現(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)管平臺相結(jié)合，現(xiàn)場監(jiān)測、實時預(yù)警、精準(zhǔn)溯源和留證留樣等諸多功能集成于一體。

2" 項目運行情況

項目運行主要依靠水質(zhì)自動預(yù)警溯源儀以及水質(zhì)預(yù)警溯源平臺。水質(zhì)自動預(yù)警溯源儀能夠完成自動取樣、預(yù)處理、檢測和數(shù)據(jù)解析、結(jié)果輸出，實現(xiàn)污染早期預(yù)警、快速溯源和自動留證留樣的功能。支持RS-232通信端子，可實現(xiàn)24 h儀器自動進樣、測量和清洗功能，監(jiān)測水質(zhì)樣品，顯示水質(zhì)變化，報告當(dāng)前水質(zhì)狀態(tài)，實時監(jiān)測，自動預(yù)警。儀器靈敏度高于常規(guī)檢測設(shè)備，故可以實現(xiàn)污染早期預(yù)警， 并能夠解決稀釋排污、降雨偷排、細(xì)水長流式排污等情況下常規(guī)指標(biāo)預(yù)警不及時的困局。監(jiān)測到水質(zhì)異常時進行污染排放源的快速識別，可在15 min內(nèi)完成一次污染溯源。儀器對監(jiān)測到的水污染信息與已有數(shù)據(jù)庫信息進行比較，準(zhǔn)確得出溯源結(jié)果，同時能自動留存異常水樣，自動保存水文圖譜和數(shù)據(jù)，作為留存證據(jù)，為監(jiān)管部門提供客觀真實的追查證據(jù)。設(shè)備信息見表3，工作流程如圖2所示。

水質(zhì)預(yù)警溯源平臺（圖3）主要功能如下。

日常水質(zhì)監(jiān)測管理。監(jiān)察管理用戶可直觀了解在線監(jiān)測站整體運行狀況（包括地址、負(fù)責(zé)人、運維負(fù)責(zé)人、聯(lián)系方式和設(shè)備基本信息）、設(shè)備運行狀態(tài)設(shè)置（包括正常使用、停止使用及維修中）?？蛇M行水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢與審核，并根據(jù)需要導(dǎo)出相關(guān)報表。

水污染預(yù)警。根據(jù)系統(tǒng)所監(jiān)管的水質(zhì)環(huán)境，結(jié)合重點污染源的特征水質(zhì)數(shù)據(jù)，以及各類廢水排放標(biāo)準(zhǔn)及污水處理廠進水要求等，設(shè)置報警閥值，進行主動預(yù)警。若站點有常規(guī)數(shù)據(jù)監(jiān)測且平臺介入該監(jiān)測數(shù)據(jù)，用戶可在閾值設(shè)定界面對化學(xué)需氧量、氨氮、總磷和總氮等指標(biāo)的報警閾值進行設(shè)定，進行被動預(yù)警。

水污染溯源。系統(tǒng)通過獨有的水質(zhì)指紋比對技術(shù)，對違規(guī)排放疑似源頭進行溯源分析，幫助用戶明確可能存在違規(guī)排放的污染源，并且?guī)椭脩粽业轿廴驹搭^，進而縮小排查范圍?？蓪崿F(xiàn)疑似污染源頭信息查詢：用戶可在系統(tǒng)上從重點污染源檔案庫系統(tǒng)中調(diào)取查詢疑似污染源頭的信息，若污染源是企業(yè)，信息則包括法人、設(shè)備、清潔生產(chǎn)開展情況和排污許可等信息。歷史分析結(jié)果統(tǒng)計展示：用戶可在系統(tǒng)上查看某個站點報警及溯源分析后的執(zhí)法結(jié)果，了解包括企業(yè)、排口等污染源存在的違規(guī)排污行為，明確監(jiān)管重點。

水污染留證。系統(tǒng)可以編輯污染事件，將一定時間區(qū)段內(nèi)的異常水質(zhì)的留證信息和報警信息匯總為一次污染事件。每次污染事件需要具備唯一標(biāo)示、開始時間、結(jié)束時間和污染源分析結(jié)果。對事件提供增刪查改的管理功能。

污染源信息管理。平臺搭建初期，建立“污染源電子檔案”，用于維護污染源等相關(guān)核心資料信息，并且便于用戶在后續(xù)使用時進行調(diào)取使用。

公共模塊。各個業(yè)務(wù)模塊公共使用的軟件功能提取成為公共模塊，主要包括數(shù)據(jù)訪問模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊。數(shù)據(jù)訪問模塊實現(xiàn)對于數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的增刪改查，便于各個業(yè)務(wù)模塊使用。數(shù)據(jù)傳輸模塊完成監(jiān)測站點與監(jiān)管平臺之間的數(shù)據(jù)傳輸。

運行期間需對系統(tǒng)進行運行維護，主要包括日常監(jiān)測溯源排查服務(wù)、預(yù)警溯源在線站的維護、水質(zhì)預(yù)警溯源監(jiān)管平臺維護，以及數(shù)據(jù)庫的更新等工作。運行期間，運維工作按計劃開展較好。

高新區(qū)水質(zhì)自動監(jiān)測預(yù)警站從2023年10月31日開始進入試運行模式至2023年11月9日，一共試運行10 d。其間，因質(zhì)控數(shù)據(jù)不合格造成的無效數(shù)據(jù)個數(shù)為0個，因圖譜異常等原因造成的無效數(shù)據(jù)個數(shù)為0個，無效數(shù)據(jù)個數(shù)合計為0個，設(shè)備有效運行率為100%。2023年11月進行了盲樣測試，通過測試2個盲樣，樣品準(zhǔn)確率為100%。2023年11月17日，項目通過專家驗收，專家組一致認(rèn)為項目具有較好的示范作用，能實現(xiàn)水質(zhì)預(yù)警溯源預(yù)期目標(biāo)。

2023年11月至2024年6月運行期間，儀器運行正常，有效預(yù)警42次，預(yù)警時均能準(zhǔn)確指出圖譜比對結(jié)果，為后續(xù)現(xiàn)場排查提供精準(zhǔn)方向。自動監(jiān)測站運行期間，未發(fā)生污染物超標(biāo)事件。

3" 結(jié)束語

通過水指紋溯源技術(shù)在典型工業(yè)園區(qū)的運用，可以清晰感受到環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)的先進與示范作用，有力推動“監(jiān)測先行、監(jiān)測靈敏、監(jiān)測科學(xué)”。水指紋技術(shù)，其優(yōu)勢在于溯源快速精準(zhǔn)，可較好支撐監(jiān)管執(zhí)法，可構(gòu)建“預(yù)警-溯源-應(yīng)急/執(zhí)法”聯(lián)動機制，提升水環(huán)境保護工作的水平和效率。作為一項新技術(shù)，其推廣與應(yīng)用還需要大量實踐案例支撐，應(yīng)用場景可以拓展到河道、湖庫、入河排口等，同時管理部門也應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變思維，破除傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測唯實驗室數(shù)據(jù)論的局限，加快科技創(chuàng)新支撐，加強對新技術(shù)的應(yīng)用支持。

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