典型水污染事故应急处置实用技术探究

当前水污染事故频发多发态势仍未改变,且突发水污染事故处置有预案、缺技术、少装备的问题依然突出。为满足我国水污染事故应急处置需求,综合考虑应急处置技术的去除、稳定性、设备化、机动化、可操作性和适应性等关键因素,重点探讨了水体藻华、重金属和有机物以及水面油类等污染的实用处置技术,优选出移动式藻华高效打捞脱水一体化处置船、化学絮凝耦合超磁分离技术、集约式一体化快速生化污水处理技术、异相催化氧化等高效处置技术,研究成果可为今后突发水污染事故应急处置提供有效支撑。

数字孪生丹江口工程突发水污染事故模型研发与应用

针对丹江口水库水域面积广、库岸线长、污染来源分散且类型多的特点,基于有限体积方法自主研发丹江口水库二维水动力水质机理模型,基于拉格朗日粒子追踪方法自主研发丹江口水库二维“油粒子”随机模型。通过机理模型和随机模型相结合,实现丹江口水库任意位置、不同污染类型和排放方式情景的突发水污染场景的快速构建,模拟库区水流运动及污染物输移扩散过程,实时输出污染团前锋运动轨迹、距陶岔里程及预计到达时间等。基于“云境”数字孪生模拟仿真平台实现计算结果的可视化展示,并在丹江口水库多次水污染事故应急处置工作中成功应用,为南水北调中线水源工程应对突发水污染事故和保障水质安全提供有力技术支撑。

东庄水库突发水污染事故下有机物的时空分布研究

东庄水库作为关中渭北地区水资源配置网络中的关键工程,库区两岸分布有许多工业企业,一旦发生突发水污染事故将会严重危及水库水质安全。针对东庄水库可能发生的突发水污染事故,基于MIKE 11水动力-ECO lab模块,对东庄水库突发水污染事故爆发后COD_(Mn)有机物扩散情况进行数值模拟,结果表明:上游来水量对污染物的时空分布规律作用明显,污染物排放流量及排放时间对污染带影响不显著,通过改变上游来水量可控制污染带的影响时间及影响距离。该结果可为东庄水库突发水污染事故应急调控策略及方案的制定提供参考。

突发性水污染事故应急监测及预案评估应用实证——基于模糊层次综合评判法

近年来突发性水污染事故频繁发生,及时准确地开展水污染事故应急监测、评估和水污染治理的需求越来越迫切。该研究以某江突发性水污染事故为例,结合现场水质检测结果,提出基于模糊综合评判法和层次分析法的应急监测以及预案评估,量化水质状态,分析水质影响的主要污染源;同时结合层次分析法制定针对性的水污染应急预案。结果表明:该评估方法准确量化了不同监测位置的多种重金属污染的水环境状态,明确了造成应急期间水质恶化的主要原因为镉超标;基于制定的应急预案,综合评估了管控措施的总分为72.7,应急能力属于一般;后期应在仪器配置、文件系统等储备能力、监测能力以及迅捷方面改善以进一步提升总体应急能力。

基于系统动力学模型的松花江水污染事故水质模拟

将系统动力学应用于突发水污染事故的水质模拟,利用其擅长研究动态、非线性复杂系统的特点,构建一维水质模拟的系统动力学模型,结合松花江特大水污染事故的现场监测数据进行模型参数率定以及模型验证.结果表明,所建立的模型能够模拟松花江水污染事故中硝基苯浓度随时间的变化,特别是对硝基苯的浓度峰值与峰值出现时间的模拟效果较好.通过对参数纵向水流流速(u)、纵向弥散系数(E)和衰减速率系数(k)的调整,进行情景模拟,可为应急措施方案的优选提供量化参考的依据.

汉江中下游突发性水污染事故污染物运移扩散模型

以汉江中下游为例,基于MIKE 11模型的降雨径流模块、水动力模块、对流扩散模块建立了汉江中下游的降雨-径流模型、水动力模型和对流-扩散模型,通过对模型进行率定和验证,表明该模型具有较理想的模拟效果;在此基础上运用构建的模型模拟了汉江中下游2003年冬季、夏季不同水文情况下,突发性水污染事故中污染物的运移扩散过程,定量模拟了突发性水污染事故发生后,汉江不同地点处污染物到达的时间和浓度值,并对突发风险事故的影响范围、程度、时间做出定量预报。

突发性水污染事故应急健康风险评价

基于US NAS健康风险评价理论,构建包括危害鉴别、剂量效应评价、暴露评价和风险表征4部分内容的突发性水污染事故应急健康风险评价技术体系.该技术体系充分考虑突发性水污染事故污染物对于人体健康"短时间、高剂量"的暴露特点,提出了突发性水污染事故污染物应急参考浓度的计算方法,以健康危害商值定性描述突发性水污染事故的健康风险,并通过统计推断健康危害商值的概率分布定量描述突发性水污染事故的健康风险,并实现风险分级.以松花江硝基苯水污染事故为例,对突发性水污染事故应急风险评价技术进行验证,计算获取的以保护成人和儿童的应急参考浓度分别为0.175,0.05mg/L,污染事故的健康风险值分别为29%和62%,分别隶属于中级和高级风险水平.实例表明应急健康风险评价技术体系能够有效表征突发性水污染事故的健康风险,在一定程度上可以为突发性水污染事故的应急管理提供依据.

基于遗传算法的水污染事故污染源识别模型

针对现有的水污染事故污染源识别方法存在的不足,将遗传算法与数学分析方法相结合,即采用遗传算法作为优化搜索工具,运用一维非恒定水质方程解析解公式构建适应度函数,建立了水污染事故污染源识别模型,并通过实例进行了单点源和多点源突发水污染事故污染源识别。结果表明,对单点源单变量和单点源多变量,在种群规模为10时,均可取得十分满意的反演结果;对多点源单变量和多点源多变量,由于其反问题具有不适定性,二者均存在一定的误差,但相对误差绝对值小于10%,误差均在可接受范围内。可见建立的水污染事故污染源识别模型用于水污染事故应急抢险时的污染源识别可行、有效。

突发水污染事故不同应对措施处置效果模拟

针对常规水质模型在突发性水污染事故准确模拟中存在的不足,引入污染物在实验室水平内不同处理措施下处理效率的研究成果,并考虑到实际应急中应对措施效果在空间和时间上存在的限制性,提出了有别于常规水质模型中污染物降解系数给定的方法;在河流应急模型中对不同工程措施的应急效果进行了模拟.通过对设定的一起模拟事故进行了定量模拟与讨论,结果表明:在给定的条件下,不同工程措施的应急效果具有明显区别,各措施效果:活性炭吸附>聚合氯化铝絮凝沉淀>引水冲污.同时不同工程措施具有各自的限制因素,因此在当前突发水污染事故的应急实践中,应根据实际情况合理灵活地进行选择或组合应用不同的工程应对措施.

黄河内蒙古段水污染事故应急预警模型研究

黄河内蒙古段由于污染企业众多,面临突发水污染事故的风险.但由于河流地形复杂和可获取资料的有限性,水污染应急预警模型研究尚处于起步阶段.基于EFDC数学模型建立了内蒙古巴彦高勒至头道拐河段水污染应急预警模型,利用三湖河口水文站的实测水位数据验证了模型的可靠性,并分析了该河段的水流特性.不同季节典型时段的突发事故应急时间显示,春季由于春汛影响上游污染负荷到达河段中部的应急时间为10d,到达头道拐断面为30d;在夏季上游污染负荷到达河段中部需要15d,到达头道拐断面需要40d,而秋季应急时间介于春季和夏季之间.特定突发污染负荷条件下3种不同应急处理措施的模拟结果显示,最不利措施下,污染云团形状在5d、15d、25d的纵向影响范围分别为70km,150km,200km,应急处理措施对应的衰减系数对于污染云团的浓度峰值具有决定性作用.研究结果为黄河水污染事故的应急预警提供了科学依据.

突发水污染事故中污染物输移主导水动力识别——以深圳湾为例

河口地区感潮河段水动力过程复杂,为在突发水污染事故中合理制定精细化应急方案,基于环境流体水动力模型(EFDC)从水动力学角度对不同水文条件下深圳河口水域突发水污染事故的影响范围、时间及程度进行了数值模拟分析,提出了一种判断河口海湾地区主导水动力因素的分析方法。采用基于傅里叶变换的频谱分析法对事故中污染物输移扩散的主要影响因子进行了准确识别,并采用单因变量多因素方差分析法进行了印证。结果表明,潮流是感潮河段水动力过程的主要驱动因素,但在突发水污染事故中,深圳河各断面特征污染物浓度变化与陆地径流关系密切,径流是感潮河段内突发事故中特征污染物输移的主导动力因素。

危险品道路运输泄漏引发水污染事故的定量风险评估方法研究

介绍了由道路交通事故引发的地表水污染事故风险定量分析方法,重点分析了突发水污染事故源发生概率和危害后果表征方法。以评价水域内道路危险品运输泄漏事故发生概率为水污染事故源发生概率。污染事故后果危害水平的表征:1)敏感区(点)最高浓度;2)敏感区(点)超标总历时;3)水质超标的范围(如超标河流长度)。评估方法为陆源造成的突发水污染事故的预防管理与应急计划的制订实施提供了科学依据。

城市水源地突发性水污染事故思考

在介绍水源地突发性水污染事故的概念、类型和包括突发性、不确定性、多样性、扩散性、危害性和艰巨性等基本特点的基础上,从水源地应急监测系统、资料匮乏、后续处置、结构单一和协调机制等方面分析了水源地的安全性,构建了包括应急处理系统、法律法规体系、预警系统、动态监测、联动机制和应急预案等方面的水源地突发性水污染应急对策系统。

跨界水污染事故危害实时判定方法的建立

针对跨界突发性水污染事故特点,基于压力-状态-响应模型(PSR)构建了跨界水污染事故预警指标体系,并确立了各指标的分级标准。采用AHP(层次分析法)-综合模糊评价法建立了事故危害实时判定方法。

突发性水污染事故预警指标体系实证研究

以突发性水污染事故预警指标体系构建为研究目标,提出预警指标集建立、预警指标筛选、预警指标体系构建的3步工作流程,建立水环境污染事故警情分级标准、评估方法与工作流程并将其应用于实践,构建定性与定量指标相结合的南京化工园区突发性水污染事故预警指标体系,根据区域环境特征与可能的风险事故类型确定各个指标的权重与阈值。该体系由事故类型、受影响人口数量、事故影响范围、受影响水体大小规模、事故影响地区类别、事故影响时间、事故排毒指数、水环境质量退化程度和水生生物受影响程度共9个指标组成。

长江宜昌江段水污染事故的水库调度措施研究

借助MIKE 21水质模型,计算了三峡水库不同调度方式对宜昌江段三种排放类型的污染物纾缓作用,并探讨了水库应急调度措施的有效性和可行性。各方案对比表明,大流量短时调度优于小流量长时调度,水库调度对瞬排型事故的作用明显,影响时间短、污染团浓度减小、推移距离延长。

突发性水污染事故预警应急系统构思

提出了以预警应急系统应对突发性水污染事故的构想。在深入分析突发性水污染事故时空、污染范围和污染对象的不确定性、流域性、应急主体不明确等特点的基础上,构建突发性水污染事故预警应急系统体系,认为该系统应包括预警机制、应急机制和计算机辅助决策系统三个部分,并详细阐述危险源辨识、风险评价、应急原则、应急组织机构、应急分级、应急监测、应急处理方法等内容,同时分析了事故模拟的流程和数据库设计的要求。

淮河干流突发性水污染事故预测模拟研究

河流水环境突发污染事故会对下游城市供水安全造成严重威胁。根据已有水下地形、水文数据,考虑入流、分水、下泄流量综合条件下典型断面水位及流量变化情况,并与实测数据进行对比验证,建立了淮河干流水动力模型。模拟计算某河段突发水污染事故后,采取分别加大污染河段南部支流史河来水20、40 m3/s的引水冲污应急措施时,污染云团沿程各个时刻的变化情况,定量预测污染云团峰值、纵向离散长度和影响范围。结果表明:通过引水冲污,经过河流自身的净化及清洁来水的稀释,污染物浓度峰值得到一定程度的消减,同时污染云团的移动速度加快;随着时间的推移,污染物整体浓度降低,污染云团纵向长度增大;加大流量越大,污染物整体浓度下降越明显。

国内外针对突发性水污染事故的立法经验比较

面对突发性水污染事故多发、危害严重的现状,总结了美国、日本等国家关于突发性水污染事故应急管理立法的成功经验和国内相关立法工作中存在的宪法和环境保护综合法界定不清、应急法律不成体系等问题,同时针对国内相关立法工作的不足提出了加强中国突发性水污染事故应急立法的建议。

突发性跨界水污染事故环境风险源数据管理系统的建立

为了全面、准确、真实地展现跨界区域水污染事故环境风险源的分布和现状,并识别突发性跨界水污染事故风险源的风险等级,本文结合地理信息空间数据库技术,在数据管理系统功能框架与总体设计技术路线的指导下,建立了该风险源数据管理系统。结果显示,集合了Oracle属性数据库、ArcGIS空间数据库和识别指标模型的数据管理系统,实现了对跨界水污染事故风险源信息的可视化表征,并能对识别体系、对数据的需求进行及时响应,为风险源识别提供数据基础。